DE3540411A1 - Verfahren zur ausruestung von garnen und/oder flaechengebilden sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur ausruestung von garnen und/oder flaechengebilden sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 18.
Es ist eine Reihe von Verfahren bekannt, durch die man die Oberfläche von Fasern, Filamenten und/oder Garnen einerseits und von Flächengebilden bzw. Haufwerken andererseits modifizieren kann.
So kann bei Fasern, Filamenten bzw. Garnen aus sythetischen Polymeren eine derartige Veränderung dadurch erzielt werden, daß beim Primärspinnen unterschiedlich ausgebildete Spinndüsen verwendet werden und somit die Fasern bzw. Filamente beispielsweise einen entsprechenden runden, dreieckigen oder vieleckigen Querschnitt aufweisen. Auch ist es möglich, diesen synthetischen Polymeren vor dem Primärspinnen nicht mischbare, lösliche Substanzen zuzusetzen und diese nach dem Spinnprozeß aus der Faser bzw. dem Filament herauszulösen. Auch kann die Oberfläche von Naturfasern, beispielsweise durch Mercerisation von Baumwollgarnen oder durch Chlorieren von Wollgarnen, verändert werden. Hierbei wird das entsprechende Garn in einer wässrigen, alkali- bzw. chlorhaltigen Flotte behandelt, wobei die erwünschte Oberflächenveränderung abhängig von der jeweils angewendeten Alkali- bzw. Chlormenge nur innerhalb eines gewissen, relativ kleinen Bereiches veränderbar ist. Darüberhinaus besteht bei derartigen Mercerisier- bzw. Chlorierverfahren immer die Gefahr der Garnschädigung, die sich beispielsweise in einer unterschiedlichen Anfärbbarkeit bzw. Bedruckbarkeit oder in Festigkeitsverlusten ausdrückt.
Bei Flächengebilden ist zwischen den mechanischen und chemischen Verfahren zur Veränderung der Oberfläche zu unterscheiden. So basieren die mechanischen Verfahren darauf, daß die Oberfläche der Flächengebilde mittels eines in einem Kalander angeordneten strukturierten Walzenpaares entsprechend dessen Strukturierung geprägt wird. Hierbei ist der Grad der Prägung von der jeweiligen Ware, der Prägetemperatur und dem -druck abhängig. Derartige, durch mechanische Verformungen herbeigeführte Oberflächenveränderungen weisen den Nachteil auf, daß sie vielfach nicht permanent und somit bereits nach einem kurzzeitigen Gebrauch bzw. einer wiederholten Pflegebehandlung des Flächengebildes nicht mehr vorhanden sind. Darüberhinaus besteht während des Prägevorganges immer die Gefahr, daß sich Verschmutzungen bzw. Garnreste auf dem Walzenpaar ablagern, was zu einem fehlerhaften, nicht zu verbessernden Warenausfall führt. Bei dem chemischen Verfahren zur Oberflächenveränderung sind insbesondere die Hydrolyseverfahren für Flächengebilde aus Triacetat- und Polyesterfasern zu nennen. Hierbei wird das Flächengebilde üblicherweise vor dem Färben in einer alkalihaltigen Flotte bei einer bestimmten Temperatur für eine gewisse Zeit behandelt, wodurch abhängig von der Alkalikonzentration, Behandlungstemperatur und -zeit entweder nur eine geringe Oberflächenverseifung oder ein weitergehender Abbau der Faser und somit eine Titerverringerung herbeigeführt wird. Derartige Hydrolyseverfahren weisen den Nachteil auf, daß sie mehrere Verfahrensschritte erfordern und somit in ihrer Durchführung kostspielig und sehr aufwendig sind und ferner hierbei immer die Gefahr der vollständigen Hydrolyse der Faser besteht, was dazu führt, daß das Flächengebilde irreversibel geschädigt wird und somit nicht mehr die erforderliche Festigkeit aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der angegebenen Art und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Verfügung zu stellen, mit dem bzw. mit der in besonders einfacher Weise eine besonders gut steuerbare Oberflächenmodifikation der Fasern, Filamente und/oder Garne erreichbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 18 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf dem Grundgedanken, nicht, wie beim vorstehend aufgeführten Stand der Technik, die Oberfläche der Fasern, Filamente, Garne und/oder der diese aufweisenden Flächengebilde und/oder Haufwerke durch eine mechanische Verformung oder chemische Reaktion, sondern statt dessen durch ein punktuelles, linienförmiges oder flächiges An- bzw. Aufschmelzen und/oder Abtragen zu verändern, wobei die hierfür notwendige Energie von einem Laser erzeugt wird. Durch Abstimmung der Wellenlänge/Energie des Laserstrahles und der Größe bzw. Form der hiervon bestrahlten Fläche auf das jeweils zu behandelnde Substrat ist es möglich, sowohl die Oberfläche der Fasern, Filamente und/oder Garne unterschiedlich zu strukturieren, was gleichzeitig eine entsprechende Oberflächenvergrößerung bewirkt, als auch die Oberfläche über den Querschnitt gesehen teilweise abzutragen und somit eine Titerverringerung zu erreichen.
Ein derartiges Verfahren weist im Vergleich zu dem eingangs aufgeführten Stand der Technik eine Reihe von Vorteilen auf. So ist es beispielsweise möglich, das erfindungsgemäße Verfahren in besonders einfacher Weise sowohl bei Fasern, Filamenten oder Garnen einerseits als auch bei Flächengebilden oder auch Haufwerken andererseits anzuwenden, da die vorstehend beschriebene Oberflächenstrukturierung bzw. Titerverringerung berührungslos abläuft. Von daher kann die für ein solches Verfahren verwendete Vorrichtung auf spezielle, auf die geometrische Form des jeweils zu behandelnden Substrates abgestimmte Einrichtungen, wie beispielsweise entsprechend ausgebildete Walzenpaare bei dem bekannten Kalander, verzichten. Darüberhinaus sind die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Oberflächen sehr fein strukturiert, wobei diese Strukturierung beim späteren Gebrauch und insbesondere auch gegenüber extremen Pflegebehandlungen permanent ist, da sie nicht, wie beim vorstehend aufgeführten Stand der Technik, auf einer mechanischen Verformung der Oberfläche, sondern auf einem An- bzw. Aufschmelzen bzw. Abtragen derselben beruht. Auch ist im Vergleich zu dem bekannten Verfahren das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich umweltfreundlicher, da hierbei für die Oberflächenmodifikation keine Chemikalien, wie beispielsweise Chlor oder Laugen, erforderlich sind. Darüberhinaus sind keine auf entsprechende Temperaturen erhitzte Behandlungs- bzw. Spülbäder notwendig, was somit zu Energie- und Wassereinsparungen führt. Auch gelangen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die bei der Titerverringerung anfallenden Abbauprodukte der Fasern, Filamente und/oder Garne nicht ins Abwasser, da diese bedingt durch die von dem Laser zugeführte Energie abdampfen und aus der Abluft mit einem relativ geringen Aufwand, beispielsweise durch entsprechend ausgebildete Filter oder Kondensatoren, abgeschieden werden können.
Was bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Auswahl des Lasers anbetrifft, so ist hierzu allgemein anzumerken, daß sich diese nach dem zu behandelnden Fasersubstrat und der jeweiligen Energie bzw. Leistung und Wellenlänge der von dem Laser erzeugten Strahlen richtet. Grundsätzlich können alle Laser verwendet werden, die in der Lage sind, Strahlen mit einer entsprechenden Leistung zu erzeugen, die groß genug ist, um das vorstehend beschriebene Aufschmelzen bzw. Abtragen der Oberfläche zu bewerkstelligen. Vorzugsweise werden Gaslaser verwendet, deren Strahlung eine Wellenlänge zwischen etwa 5-500 nm aufweisen, wobei die Oberfläche sowohl mit einem Strahlungsimpuls als auch mit einem Dauerstrahl behandelt werden kann. Besonders geeignet erweisen sich hierbei die Excimer- Laser, die beispielsweise als Lasermedium F2, ArF, KrCl, KrF, XeCl, N2 und XeF verwenden und die Strahlen bei einer Wellenlänge von 157 nm, 193 nm, 222 nm, 248 nm, 308 nm, 337 nm und 351 nm erzeugen. Bezüglich der Leistung eines gepulsten Strahles ist festzuhalten, daß diese bei einer Pulsdauer zwischen etwa 10-3 und 10-8 Sekunden zwischen etwa 5 und etwa 500 mJ liegt.
Selbstverständlich ist es auch möglich, die Oberfläche der Fasern, Filamente und/oder Garne mit einer Vielzahl von Laserstrahlimpulsen bei einer Wiederholungsrate zwischen etwa 200 und etwa 250 Hz zu behandeln.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß während der Bestrahlung die Fasern, Filamente, Garne und/oder Flächengebilde bzw. Haufwerke von einer Schutzgasatmosphäre, beispielsweise Stickstoff oder Kohlendioxid, umströmt werden. Eine derartige Verfahrensweise bietet sich insbesondere für solche Substrate an, die aufgrund ihres chemischen Aufbaues bei erhöhten Temperaturen leicht oxidierbar sind, wie dies beispielsweise auf Polyamide oder Polypropylene zutrifft.
Bezüglich der von dem Laser erzeugten Strahlen ist ferner festzuhalten, daß diese mittels einer entsprechenden in dem Strahlengang angeordneten Einrichtung aufgeweitet werden können, um so einen größeren Bereich der Oberfläche zu bestrahlen. Vorzugsweise werden die Strahlen jedoch fokussiert, um hierdurch einen entsprechend verkleinerten Oberflächenbereich mit einer erhöhten Strahlungsleistung bzw. -energie zu beaufschlagen. Durch Variation des Abstandes zwischen der Aufweitungs- bzw. Fokussiereinrichtung und der bestrahlten Oberfläche kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in besonders einfacher Weise der Grad der Oberflächenveränderung gesteuert werden.
Wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Ausrüstung von Fasern, Filamenten und/oder Garnen eingesetzt, so empfiehlt es sich, abhängig von dem jeweiligen Verwendungszweck, entweder die Oberfläche der Fasern bzw. Filamente oder die Oberfläche des Garnes von allen Seiten zu bestrahlen. Soll die erfindungsgemäße Strahlenbehandlung bei synthetischen Fasern bzw. Filamenten erfolgen, so bietet es sich an, diese unmittelbar im Anschluß an das Primärspinnen durchzuführen, da zu diesem Zeitpunkt die Oberfläche der Einzelfasern bzw. Einzelfilamente über ihren Umfang gesehen noch von allen Seiten frei zugänglich ist. Eine derartige Bestrahlung ist vorzugsweise immer in solchen Fällen vorzunehmen, wenn die Oberfläche der einzelnen Fasern bzw. des einzelnen Filamentes einen nennenswerten Einfluß auf die Eigenschaften der hieraus hergestellten Fertigprodukte hat. Werden beispielsweise solche Fasern bzw. Filamente zur Herstellung von Filtern verwendet, so weisen diese im Vergleich zu den bekannten Filtern wegen der Oberflächenvergrößerung wesentlich bessere Filtereigenschaften auf. Aus dem gleichen Grund besitzen die für Dialyseverfahren eingesetzten Hohlfasern, die entsprechend als Einzelfasern bestrahlt worden sind, im Vergleich zu nicht bestrahlten Fasern wesentlich höhere Austauschkoeffizienten. Auch vergrößert die Oberflächenvergrößerung die Faser-Faser bzw. Filament-Filament-Haftung untereinander, was dazu führt, daß die hieraus hergestellten Garne oder Vliese eine wesentlich höhere Festigkeit und einen besseren Garn- bzw. Vliesezusammenhalt besitzen.
Eine Bestrahlung des Garnes ist insbesondere dann vorzunehmen, wenn dessen Oberfläche entscheidend die Eigenschaften des hieraus hergestellten Fertigproduktes beeinflußt. Dies trifft beispielsweise auf beflockte oder mit Pigmentfarbstoffen bedruckte bzw. gefärbte Garne zu, da hierbei wegen der durch die Bestrahlung erzielten Oberflächenvergrößerung bzw. Profilierung eine wesentlich verbesserte Haftung des Beflockungsmaterials oder des Pigmentfarbstoffes an dem Garn resultiert. Auch für sehr dicht eingestellte Flächengebilde oder Haufwerke kann es empfehlenswert sein, nicht diese, sondern stattdessen die hierin verarbeiteten Garne zu bestrahlen, da die hohe Materialdichte eine allseitige Zugänglichkeit der Oberfläche der in diesen Flächengebilden bzw. Haufwerken verarbeiteten Garne erschwert.
Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, das erfindungsgemäße Verfahren bei Flächengebilden bzw. Haufwerken anzuwenden. Eine derartige Behandlung bietet sich allgemein gesprochen in solchen Fällen an, wo die Eigenschaften des Flächengebildes bzw. Haufwerkes entscheidend von den für eine Bestrahlung zugänglichen Oberflächen der in das Flächengebilde bzw. Haufwerk eingearbeiteten Fasern, Filamente und/oder Garne abhängen. So lassen sich beispielsweise durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Flächengebilden die Schiebefestigkeit, deren Haftung zu Beschichtungen und pigmenthaltigen Systemen sowie deren Wasseraufnahmevermögen und damit die physiologischen Eigenschaften erheblich verbessern, was auf eine entsprechende Oberflächenvergrößerung zurückgeführt wird. Auch ist es möglich, durch Bestrahlen von bestimmten, begrenzten Bereichen des Flächengebildes Musterungseffekte zu erzielen, deren Ursache in einer unterschiedlichen Lichtreflektion bzw. Mattierung zwischen den bestrahlten und nicht bestrahlten Bereichen zu sehen sind. Ferner ist es möglich, durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgrund der hierdurch verursachten Titerverringerung den Griff bzw. den Fall des Flächengebildes derart zu verändern, daß entsprechend locker und seidig fallende Flächengebilde hergestellt werden können.
Was das Material der Fasern, Filamente und/oder Garne anbetrifft, so ist hierzu allgemein anzumerken, daß grundsätzlich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren jedes Material behandelt werden kann, dessen Oberfläche entsprechend aufschmelzbar bzw. abtragbar ist. Vorzugsweise werden Synthesefasern bzw. -filamente und/oder -garne, wie beispielsweise Polyester-, Polyamid-, Polyacrylnitril-, Polypropylen-, PFTE-, Polyurethan-, Polycarbonat-, Acetat-, Triacetat- und Aramid- sowie Kohlenstoffasern, ausgerüstet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt eine Fördereinrichtung für eine endlose Bahn von Fasern, Filamenten, Garnen, Flächengebilden oder Haufwerken und einen auf die endlose Bahn gerichteten, die Strahlung erzeugenden Laser. Hierbei transportiert die Fördereinrichtung die endlose Bahn kontinuierlich mit einer bestimmten Geschwindigkeit. Durch Abstimmung der Transportgeschwindigkeit, des vom Laser bestrahlten Bereiches und der Leistung bzw. Energie der erzeugten Strahlen auf das jeweils zu behandelnde Substrat ist es möglich, die hierdurch erreichte Oberflächenveränderung zu steuern.
So sieht eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, daß zwischen dem Laser und der endlosen Bahn in dem Strahlengang entweder eine Aufweitungseinrichtung oder eine Fokussiereinrichtung angeordnet ist, wodurch die Fläche des bestrahlten Bereiches zu vergrößern bzw. zu verkleinern ist.
Um eine Bestrahlung der endlosen Bahn von zwei Seiten zu ermöglichen, weist eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung einen zweiten Laser auf, der relativ zur Bahn entgegengesetzt zu dem ersten Laser angeordnet ist.
Eine besonders zur Ausrüstung von Fasern, Filamenten oder Garnen geeignete Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung besitzt anstelle des zweiten Lasers eine Reflektionseinrichtung, die die vom ersten Laser erzeugte Strahlung derart reflektiert, daß hierdurch die gesamte Oberfläche der Fasern, Filamente oder Garne über ihren Umfang gesehen gleichmäßig bestrahlt wird. Vorzugsweise handelt es sich bei dieser Reflektionseinrichtung um einen dielektrischen Spiegel.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Ausführungsformen der Vorrichtung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform für eine Bestrahlung von Flächengebilden; und
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform für eine Bestrahlung von Garnen.
In Fig. 1 ist eine insgesamt mit 10 bezeichnete Vorrichtung dargestellt, die zur Ausrüstung von Flächengebilden oder Haufwerken dient. Diese Vorrichtung weist eine Fördereinrichtung auf, die aus zwei Walzen 4 a und 4 b, einem sich zwischen diesen Walzen erstreckenden endlosen Förderband 3 und einer nicht gezeigten Abzugsvorrichtung besteht. Die Fördereinrichtung transportiert kontinuierlich eine endlose Bahn 2 eines Flächengebildes bzw. Haufwerkes in Pfeilrichtung 13 mit einer kontinuierlichen Geschwindigkeit. Oberhalb der endlosen Bahn ist ein eine Strahlung erzeugender Laser 1 angeordnet. Die vom Laser erzeugten Strahlen werden mittels einer, sich im Strahlengang befindenden schematisch dargestellten Aufweitungseinrichtung 5 derart auf die Bahn 2 gerichtet, daß sie einen Abschnitt 6 mit gleicher Intensität bestrahlen. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, anstelle des einen Lasers 1 eine Reihe von nebeneinander liegenden Lasern zu verwenden und anstelle der Aufweitungseinrichtung 5 eine oder mehrere Fokussiereinrichtungen zu verwenden, die derart die von den Lasern erzeugten Strahlen auf die Bahn richten, daß der Abschnitt 6 in eine Vielzahl von nebeneinander liegenden Einzelabschnitten zerlegt wird. In Verbindung mit Abdeckeinrichtungen können diese Einzelabschnitte dann wahlweise abgedeckt werden, was dazu führt, daß die Bahn 2 über ihre Breite gesehen und damit bei einem Transport in Pfeilrichtung 13 auch über ihre Länge teilweise bestrahlt bzw. auch nicht bestrahlt und somit eine musterungsmäßige Oberflächenveränderung hervorgerufen werden kann.
Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform einer insgesamt mit 20 bezeichneten Vorrichtung dient zur Ausrüstung einer endlosen Bahn eines Garnes 9, die bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform aus einer Garnschar von fünf, nur beispielhaft abgebildeten Einzelgarnen besteht. Hierbei richtet sich die Zahl der Einzelgarne nach der Fläche, die der Laser bestrahlen kann. Die Schar der Garne wird mittels einer Fördereinrichtung in Pfeilrichtung 13 mit einer bestimmten, auf die gewünschte Oberflächenveränderung und die Leistung der Strahlung angepaßten Geschwindigkeit transportiert, wobei die Fördereinrichtung eine nicht dargestellte Abzugsvorrichtung sowie zwei Walzen 4 a und 4 b umfaßt. Oberhalb und unterhalb der Garnbahn 9 ist jeweils ein Laser 7 bzw. 8 angeordnet, deren Strahlen mittels nicht gezeigter Aufweitungseinrichtungen derart auf die Bahn gerichtet sind, daß der obere Laser 7 einen oberen Garnabschnitt 11 und der untere Laser 8 einen unteren, gestrichelt gezeichneten Garnabschnitt 12 bestrahlt. Eine derartige Anordnung stellt sicher, daß über den Garnumfang gesehen eine gleichmäßige Bestrahlung der Oberfläche und somit auch eine gleichmäßige Oberflächenveränderung gewährleistet ist. Um ein Durchhängen der Garne und somit ein Verändern ihres Abstandes zu dem oberen Laser 7 bzw. dem unteren Laser 8 zu verhindern, ist der Abstand zwischen den beiden Walzen 4 a und 4 b bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform im Vergleich zu der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wesentlich geringer, da die Garnbestrahlungsvorrichtung wegen der vorstehend beschriebenen Anordnung der Laser die Verwendung eines die Bahn stützenden Transportbandes verbietet.
Zur besseren Verdeutlichung der durch das erfindungsgemäße Verfahren erreichbaren Vorteile dienen die nachfolgenden Beispiele.
Beispiel 1:
Auf einer Laboranlage wurde ein Polyestergewebe mit einem Quadratmetergewicht von 80 g und einer Kettdichte von 25 Fäden/cm und einer Schußdichte von 35 Fäden/cm mit einer Laserstrahlung behandelt. Als Laser wurde ein KrF-Excimer-Laser bei einer Wellenlänge von 248 nm verwendet, wobei eine Fläche von 2 cm2 sowohl mit einem Impuls als auch mit zehn Impulsen bestrahlt wurde. Die Leistung eines Strahlenimpulses betrug 400 mJ. Von den so bestrahlten Proben wurde gravimetrisch die Wasseraufnahme nach einer 48-stündigen Lagerung im Normklima bei 20°C und 65% relativer Feuchtigkeit gemessen. Hierbei konnten folgende Ergebnisse erzielt werden:
Unbehandelte Probe Wasseraufnahme 0,5%.
Behandelte Probe, ein Strahlenimpuls, Wasseraufnahme 4%.
Behandelte Probe, zehn Strahlenimpulse, Wasseraufnahme 7%.
Beispiel 2:
Ein Polyestergewebe mit einem Quadratmetergewicht von 100 g und einer Kettdichte von 40 Fäden/cm und einer Schußdichte von 50 Fäden/cm wurde wie in Beispiel 1 beschrieben bestrahlt, wobei für diesen Versuch ein ArF-Excimer- Laser bei einer Wellenlänge von 193 nm verwendet wurde. Die Leistung des Strahlenimpulses betrug 200 mJ. Hierbei konnten folgende Wasseraufnahmewerte gemessen werden:
Nicht behandelte Probe, Wasseraufnahme 0,4%.
Behandelte Probe, ein Strahlenimpuls, Wasseraufnahme 2,3%.
Behandelte Probe, zehn Strahlenimpulse, Wasseraufnahme 4,9%.
Zu den beiden vorstehenden Beispielen ist anzumerken, daß in beiden Fällen die Probe jeweils nur von einer Seite mit einem nicht fokussierten Strahlenimpuls behandelt wurde.
Beispiel 3:
Von dem in Beispiel 1 aufgeführten Gewebe wurde jeweils ein Abschnitt einer nicht behandelten, einer mit einem Strahlenimpuls und einer mit zehn Strahlenimpulsen behandelten Probe vollflächig mit einem Pigmentdruck versehen. Hierbei wies die Druckpaste 280 g Binder (200 g Acramin VLC, 30 g Acraconc O, 50 g Acrafix M, 20 g Farbstoff (Acramin Marineblau FBC), 3 g Triäthanolamin und 697 g Wasser auf. Nach Aufbringen der Druckpaste, Trocknen bei 120°C während einer Minute und Kondensieren bei 170°C während drei Minuten wurde auf einem Crockmeter die Haftfestigkeit des Druckes auf dem Gewebe geprüft.
Wie der vorstehenden Tabelle zu entnehmen ist, ist die Haftung des Pigmentdruckes bei der unbehandelten Probe wesentlich schlechter als bei den bestrahlten Proben, wie dies durch die entsprechenden Noten insbesondere nach 100 bzw. 250 Reibzyklen zum Ausdruck kommt.
Wie das Beispiel 1 belegt, wird durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Wasseraufnahme, insbesondere von Synthesefasern, erheblich verbessert, so daß die hieraus hergestellte Kleidung hervorragende physiologische Eigenschaften besitzt. Dies drückt sich einerseits durch eine verbesserte Feuchtigkeits- bzw. Wasseraufnahme und andererseits durch einen vergrößerten Wasseraustausch aus, so daß eine derartige Kleidung sowohl die Vorteile der natürlichen Fasern bezüglich des Tragekomforts als auch die Vorteile der synthetischen Fasern bezüglich der einfache Pflege aufweisen. Darüberhinaus wird durch das erfindungsgemäße Bestrahlen von Fasern, Filamenten, Garnen und/oder von diesen aufweisenden Flächengebilden bzw. Haufwerken aus Synthesefasern bzw. diese enthaltenden Garnen erreicht, daß die als besonders unangenehm empfundene elektrostatische Aufladung nicht oder nur in einem sehr untergeordneten Maße auftritt, was auf die vorstehend beschriebene erhöhe Wasseraufnahme zurückgeführt wird. Somit kann durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in besonders einfacher Weise eine permanente antistatische Ausrüstung von Fasern etc. erreicht werden, was nicht nur für Kleidungsstücke, sondern auch beispielsweise für Teppichböden oder Staubfilter äußerst interessant ist.
Auch kann durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Faserverbundwerkstoffen die Haftung zwischen der die Fasern einbettenden Matrix und den Fasern erheblich verbessert werden, was dazu führt, daß derartige Faserverbundwerkstoffe eine erheblich verbesserte Festigkeit und eine geringere Abriebneigung und somit eine vergrößerte Lebensdauer besitzen. Vorzugsweise werden hierbei die Fasern unmittelbar nach dem Spinnen bestrahlt, da zu diesem Zeitpunkt die Faser über ihren Umfang gesehen noch von allen Seiten frei zugänglich ist und somit eine optimale Oberflächenaufrauhung erzielt werden kann, was als Ursache für die Verbesserung der Haftung zwischen der Matrix und den Fasern angesehen wird. Ein solches Verfahren ist allgemein gesprochen insbesondere bei solchen Fasern anzuwenden, die eine glatte, nicht profilierte Oberfläche besitzen, was beispielsweise auf PTFE- oder Aramid-Fasern bzw. Fasermischungen damit zutrifft.

Claims (22)

1. Verfahren zur Ausrüstung von Fasern, Filamenten, Garnen und/oder von diesen aufweisenden Flächengebilden und/oder Haufwerken, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fasern, Filamente, Garne, Flächengebilde und/ oder Haufwerke mit einem Laser bestrahlt und hierdurch deren Oberfläche punktuell, linienförmig oder flächig ein-, aufschmilzt und/oder abträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Laser einen Gaslaser verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Strahlung durch einen Excimer- Laser erzeugt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Strahlung mit einer Wellenlänge von etwa 5-500 nm verwendet.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Krf- oder ArF-Laser bei einer Wellenlänge der Strahlung von 248 nm oder 193 nm verwendet.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Strahlung als einen Strahlungsimpuls aufbringt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Vielzahl von Strahlungsimpulsen auf die zu behandelnde Oberfläche aufbringt, deren Wiederholungsrate zwischen etwa 200 und etwa 250 Hertz liegt.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Impulsdauer zwischen etwa 10-8 Sekunden und etwa 10-3 Sekunden auswählt.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Strahlenbehandlung in einer Schutzgasatmosphäre durchführt.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Oberfläche der Fasern, Filamente und/oder Garne von allen Seiten bestrahlt.
11. Verfahren nch einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Flächengebilden und Haufwerken die Strahlungsbehandlung von der oberen und unteren Seite vornimmt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man eine kontinuierlich in Längsrichtung bewegte Bahn des Flächengebildes bzw. Haufwerkes derart bestrahlt, daß man einen linienförmigen Strahl quer zur Bewegungsrichtung der Warenbahn auf diese richtet.
13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem auf das Flächengebilde eine Beschichtung aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die Strahlenbehandlung vor dem Aufbringen der Beschichtung durchführt.
14. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Flächengebilde mit pigmenthaltigen Farbstoffen gefärbt und/oder bedruckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die Strahlenbehandlung vor dem Färben oder Drucken durchführt.
15. Verfahren nach Anspruch 12 zur Ausrüstung von gewebten Flächengebilden, dadurch gekennzeichnet, daß man unmittelbar nach dem Weben bestrahlt und hierdurch die Kett- und Schußgarne miteinander verklebt.
16. Verfahren nach Anspruch 12 zur Ausrüstung von für Filtrationszwecke verwendeten Haufwerken, dadurch gekennzeichnet, daß man während der Herstellung des Haufwerkes die Strahlenbehandlung durchführt.
17. Verfahren nach Anspruch 12 zur Ausrüstung von Vliesen, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Verfestigung des Vlieses die darin enthaltenen Fasern, Filamente und/oder Garne durch Bestrahlung punktuell miteinander verklebt.
18. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-17, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine eine endlose Bahn (2, 9) von Fasern, Filamenten, Garnen, Flächengebilden oder Haufwerken mit einer bestimmten Geschwindigkeit transportierende Fördereinrichtung (3, 4 a, 4 b) und einen die Strahlung erzeugenden und auf die Oberfläche richtenden Laser (1, 7, 8) umfaßt, der mit Abstand zur Fördereinrichtung (3, 4 a, 4 b) angeordnet ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Strahlengang zwischen dem Laser (1) und der endlosen Bahn (2) eine Aufweitungseinrichtung (5) für die Strahlung angeordnet ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie relativ zur Bahn (9) einen zu dem ersten Laser (7) entgegengesetzt angeordneten zweiten Laser (8) umfaßt.
21. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19 zur Ausrüstung von Fasern, Filamenten oder Garnen, dadurch gekennzeichnet, daß sie relativ zur Bahn (9) eine dem Laser (7) gegenüberliegend angeordnete Reflektionseinrichtung für die Strahlung umfaßt.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektionseinrichtung ein dielektrischer Spiegel ist.
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