DE3636395A1

DE3636395A1 - Process for modifying the surface of fibres, filaments, yarns and/or sheet materials and/or assemblies containing same

Info

Publication number: DE3636395A1
Application number: DE19863636395
Authority: DE
Inventors: Eckhard Prof Dr Re Schollmeyer; Adelgund Dipl Ing Bossmann
Original assignee: DEUTSCHES TEXTILFORSCHZENTRUM
Current assignee: DEUTSCHES TEXTILFORSCHZENTRUM
Priority date: 1986-10-25
Filing date: 1986-10-25
Publication date: 1988-05-05

Abstract

There is described a process for finishing fibres, filaments, yarns and/or sheet materials (fabrics) and/or assemblies containing same by irradiating their entire surface or selected areas thereof with a beam of laser light in a gas atmosphere and thereby causing the respective treated surface of the fibres, filaments, yarns, sheet materials and/or assemblies to be incipiently or completely melted and/or ablated in dot or line form, in accordance with Patent Applications P 3540411.6 and P 3630769.6. The irradiation is effected in a gas atmosphere containing at least one reactive gas.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruch 1.The present invention relates to a method according to the preamble of claim 1.

Ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist den deutschen Patentanmeldungen P 35 40 411.6 sowie P 36 30 769.6 zu entnehmen. Hierbei wird bei diesem Verfahren zur Erzeugung einer mikrostrukturierten Oberfläche bei Fasern, Filamenten, Garnen, Flächengebilden und/oder Haufwerken diese mit einem von einem Laser erzeugten Lichtstrahl bestrahlt, wodurch deren Oberfläche punktuell, linienförmig oder flächig an-, aufgeschmolzen und/oder abgetragen wird. Bei einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, die Bestrahlung in einer Schutzgasatmosphäre durchzuführen.A method with the features of the preamble of Claim 1 is the German patent applications P 35 40 411.6 and P 36 30 769.6. Here is used in this method to generate a microstructured surface for fibers, filaments, Yarns, fabrics and / or piles of them irradiated with a light beam generated by a laser, whereby their surface is punctiform, linear or surface is melted, melted and / or removed. In one embodiment, the radiation is proposed in a protective gas atmosphere.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das vorstehend beschriebene Verfahren gemäß den deutschen Patentanmel dungen P 35 40 411.6 sowie P 36 30 769.6 weiterzuentwic keln. Insbesondere soll ein Verfahren der angegebenen Art zur Verfügung gestellt werden, mit dem neben einer Mikrostrukturierung der Oberfläche eine chemische Modi fizierung in gesteuerter Weise besonders einfach durch führbar ist.The invention has for its object the above described method according to the German patent applications P 35 40 411.6 and P 36 30 769.6 keln. In particular, a method of the specified Be made available with the addition of a Microstructuring the surface using chemical modes controlled in a controlled manner is feasible.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a method with the characterizing features of the claim 1 solved.

Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf dem Grundge danken, das bei den vorstehend genannten Patentanmeldun gen bei der Laserbestrahlung verwendete Inertgas durch ein reaktionsfähiges Gas zu ersetzen, um so gleichzeitig zu der durch die Laserbestrahlung hervorgerufenen Mikro strukturierung der Oberfläche der Fasern, Filamente, Garne, Flächengebilde bzw. Haufwerke eine chemische Mo difizierung derselben herbeizuführen. Hierbei wird die für die chemische Modifizierung notwendige Energie von dem Laserstrahl bzw. den Laserstrahlen zur Verfügung gestellt.The method according to the invention is based on the Grundge thank you for the above patent applications inert gas used in laser irradiation to replace a reactive gas so as to simultaneously to the micro caused by the laser radiation structuring the surface of the fibers, filaments, Yarns, fabrics or piles a chemical mo bring about the same. Here, the energy required for chemical modification of the laser beam or the laser beams posed.

Als Erklärung für die bei dem erfindungsgemäßen Verfah ren auftretende chemische Modifizierung der Oberfläche wird angenommen, daß bei punktuellem, linienförmigem oder flächigem An-, Aufschmelzen und/oder Abtragen der bestrahlten Oberfläche eine entsprechende Spaltung der sich an der Oberfläche befindlichen Makromoleküle der Polymeren stattfindet, wodurch reaktive Zentren gebildet werden. Diese reaktiven Zentren reagieren dann mit dem bei der Bestrahlung anwesenden reaktionsfähigen Gas. Ebenso ist es möglich, daß gleichzeitig oder ausschließ lich durch die Laserbestrahlung das dabei anwesende Gas in einen reaktionsfähigen Zustand, beispielsweise durch Radikalisierung oder Ionisierung, versetzt wird, und das so aktivierte Gas mit der an- bzw. aufgeschmolzenen Oberfläche der Fasern, Filamente, Garne, Flächengebilde und/oder Haufwerke reagiert.As an explanation for the process according to the invention occurring chemical modification of the surface it is assumed that with punctiform, linear or surface melting, melting and / or removal of the irradiated surface a corresponding cleavage of the macromolecules on the surface of the Polymers takes place, forming reactive centers will. These reactive centers then react with that reactive gas present during the irradiation. It is also possible that simultaneously or exclusively Lich by the laser radiation the gas present in a reactive state, for example through Radicalization or ionization, is displaced, and the activated gas with the melted or melted Surface of the fibers, filaments, yarns, fabrics and / or heap reacted.

Ein derartiges Verfahren weist den Vorteil auf, daß durch Variation der Bedingungen der Laserbestrahlung, beispiels weise durch Veränderung der Zeit, bestrahlten Fläche, Energie und/oder Wellenlänge, der zugeführten Gasmenge und der chemischen Zusammensetzung der Gasatmosphäre, die jeweils erzielte chemische Oberflächenmodifizierung besonderes gut steuerbar ist. Allgemein gilt hierbei, daß mit zunehmender Energie der Laserbestrahlung und steigender Reaktionsfähigkeit des eingesetzten Gases bzw. der eingesetzten Gase der Grad der Oberflächenmodi fizierung zunimmt. Darüber hinaus findet beim erfindungs gemäßen Verfahren die chemische Modifikation der bestrahl ten Fasern, Filamente, Garne, Flächengebilde und/oder Haufwerke über die Dicke derselben gesehen nur in einem eng begrenzten Oberflächenbereich statt, so daß hierbei beispielsweise keine Festigkeitsverluste oder Veränderun gen der thermisch-mechanischen Eigenschaften, wie z. B. dem Kraft- Dehnungs-Verhalten, auftreten.Such a method has the advantage that Varying the conditions of laser radiation, for example wise by changing the time, irradiated area, Energy and / or wavelength, the amount of gas supplied and the chemical composition of the gas atmosphere, the chemical surface modification achieved in each case is particularly easy to control. Generally, that with increasing energy of laser radiation and increasing reactivity of the gas used or the gases used, the degree of surface modes fication increases. In addition, the invention the chemical modification of the irradiated ten fibers, filaments, yarns, fabrics and / or Piles of the thickness of the same seen only in one narrowly delimited surface area instead, so here for example, no loss of strength or change conditions of the thermal-mechanical properties, such as. B. the force Elongation behavior.

Grundsätzlich kann beim erfindungsgemäßen Verfahren jedes Gas verwendet werden, das reaktionsfähig ist oder das durch die Laserbestrahlung in ein reaktionsfähiges Gas verwandelt wird. Vorzugsweise werden saure oder basi sche Gase verwendet, bei denen es sich beispielsweise um Sauerstoffverbindungen des Kohlenstoffs, Stickstoffs sowie Schwefels und/oder um Wasserstoffverbindungen des Stickstoffs und/oder stickstofforganische Verbindungen, wie beispielsweise Amine, handelt. So lassen sich bei spielsweise durch Verwendung von Kohlendioxid, Schwefel dioxid oder Schwefeltrioxid während der Bestrahlung che misch modifizierte Oberflächen erzeugen, bei denen die an der Oberfläche befindlichen Makromoleküle zusätzlich saure Gruppen aufweisen. Sollen hingegen die an der Ober fläche befindlichen Makromoleküle zusätzliche basische Gruppen besitzen, so ist es hierfür lediglich erforder lich, während der Bestrahlung entsprechende Gase, wie beispielsweise Amine oder Ammoniak, einzusetzen. Auch kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die chemische Modifikation der Oberfläche derart durchgeführt werden, daß die Makromoleküle im Oberflächenbereich sowohl sau re als auch basische Gruppen aufweisen. Hierfür ist es lediglich notwendig, zunächst die Laserbestrahlung in einer sauren Gasatmosphäre und anschließend eine zweite Laserbestrahlung in einer basischen Gasatmosphäre oder umgekehrt durchzuführen.Basically, in the method according to the invention, any Gas that is reactive or that is used by laser irradiation into a reactive gas is transformed. Acid or base are preferred cal gases used, for example to oxygen compounds of carbon, nitrogen and sulfur and / or hydrogen compounds of the Nitrogen and / or nitrogen-organic compounds, such as amines. So at for example by using carbon dioxide, sulfur dioxide or sulfur trioxide during irradiation produce mixed modified surfaces, where the additional macromolecules on the surface have acidic groups. On the other hand, should those on the upper surface macromolecules additional basic Own groups, it is only necessary for this Lich, appropriate gases during the irradiation, such as for example, amines or ammonia. Also can in the method according to the invention, the chemical Modification of the surface can be carried out in such a way that the macromolecules in the surface area are both clean re as well as basic groups. It is for that only necessary, first the laser radiation in an acidic gas atmosphere and then a second Laser irradiation in a basic gas atmosphere or vice versa.

Eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah rens sieht vor, daß man die Laserbestrahlung in Anwesen heit einer Interhalogenverbindung und/oder einer Halogen wasserstoffverbindung durchführt. Hierdurch werden im Bereich der Oberfläche der bestrahlten Fasern, Filamen te, Garne, Flächengebilde bzw. Haufwerke entsprechend halogenierte Makromoleküle erzeugt, die als reaktive Zentren für weitere Reaktionen, beispielsweise Vernet zungs- oder Pfropfreaktionen, zur Verfügung stehen.Another embodiment of the method according to the invention rens provides that the laser radiation in property unit of an interhalogen compound and / or a halogen performs hydrogen compound. As a result, Area of the surface of the irradiated fibers, filamen te, yarns, fabrics or piles accordingly Halogenated macromolecules are created that are reactive Centers for further reactions, e.g. Vernet or grafting reactions are available.

Wird als reaktionsfähiges Gas eine organische Verbindung eingesetzt, die mindestens eine Doppel- oder Dreifachbin dung besitzt, so können hierdurch in ausgewählten Berei chen der Oberfläche verzweigte Makromoleküle erzeugt werden, die abhängig von der jeweils eingesetzten orga nischen Verbindung ggf. in der Seitenkette zusätzlich noch oligomerisierbar bzw. polymerisierbar sind.Becomes an organic compound as a reactive gas used that at least one double or triple bin manure, can be used in selected areas surface macromolecules depending on the organization used African connection in the side chain if necessary are still oligomerizable or polymerizable.

Die Auswahl des Lasers richtet sich bei dem erfindungs gemäßen Verfahren nach dem jeweils zu behandelnden Faser substrat der gewünschten chemischen und physikalischen Oberflächenveränderung sowie der hierfür erforderlichen Energie, Wellenlänge und Leistung des von dem Laser er zeugten, Lichtstrahls. Grundsätzlich können alle Laser verwendet werden, die in der Lage sind, Lichtstrahlen mit einer entsprechenden Leistung zu erzeugen, die groß genug ist, um die vorstehend beschriebene Mikrostruktu rierung und Aktivierung der bestrahlten Bereiche der Oberfläche und/oder der verwendeten Gase zu bewerkstel ligen. Vorzugsweise werden Gaslaser eingesetzt, deren Strahlung eine Wellenlänge zwischen etwa 5 bis etwa 1200 nm aufweist, wobei der Lichtstrahl als Dauerstrahl oder insbesondere als Lichtstrahlimpuls auf die jeweilige Ober fläche gerichtet wird. Besonders geeignet erweisen sich hierbei die Excimer-Laser, die beispielsweise als Laser medium F₂, ArF, KrCl, KrF, XeCl, N₂ und XeF verwenden und Lichtstrahlen bei einer Wellenlänge von 157 nm, 193 nm, 222 nm, 248 nm, 308 nm, 337 nm und 351 nm erzeugen. Besonders gute Ergebnisse werden dann erzielt, wenn bei spielsweise die Leistung eines gepulsten Laserstrahles bei einer Pulsdauer zwischen etwa 10^-3 und etwa 10^-15 Sekunden zwischen etwa 5 und etwa 500 mJ/cm ² liegt. Selbst verständlich ist es jedoch auch möglich, die Oberfläche der Fasern, Filamente, Garne, Flächengebilde und/oder Haufwerke in den ausgewählten Bereichen mit einer Viel zahl von Lichtstrahlimpulsen zu behandeln, wobei vorzugs weise die Wiederholungsrate derartiger Lichtstrahlimpul se zwischen etwa 200 bis 250 Hz liegt. Ebenso kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren anstelle eines einzelnen Laserstrahles auch ein Bündel von Laserstrahlen verwen det werden, das durch geeignete, in dem Lichtstrahlengang angeordnete Einrichtungen aufgeweitet oder fokussiert ist, wobei im ersten Fall ein größerer Bereich mit einer relativ geringen Leistung bzw. Energie und im zweiten Fall ein entsprechend kleiner Bereich mit einer entspre chend höheren Leistung bzw. Energie bestrahlt wird. Durch Variation des Abstandes zwischen der Aufweitungs- bzw. Fokussiereinrichtung und des Lasers kann in besonders einfacher Weise sowohl der Grad der Mikrostrukturierung als auch der chemischen Oberflächenmodifizierung sowie die jeweils bestrahlte Fläche gesteuert werden. The selection of the laser in the method according to the invention depends on the fiber substrate to be treated in each case, the desired chemical and physical surface change and the energy, wavelength and power required for this, the light beam generated by the laser. In principle, all lasers can be used which are capable of generating light beams with a corresponding power which is large enough to accomplish the above-described microstructuring and activation of the irradiated areas of the surface and / or of the gases used. Gas lasers are preferably used, the radiation of which has a wavelength between approximately 5 and approximately 1200 nm, the light beam being directed as a continuous beam or in particular as a light beam pulse onto the respective upper surface. The excimer lasers, which use F ₂ , ArF, KrCl, KrF, XeCl, N ₂ and XeF as the laser medium, and light rays at a wavelength of 157 nm, 193 nm, 222 nm, 248 nm, 308 have proven particularly suitable nm, 337 nm and 351 nm. Particularly good results are achieved if, for example, the power of a pulsed laser beam with a pulse duration between approximately 10 ^-3 and approximately 10 ^-15 seconds is between approximately 5 and approximately 500 mJ / cm ² . Of course, however, it is also possible to treat the surface of the fibers, filaments, yarns, fabrics and / or piles in the selected areas with a large number of light beam pulses, preferably the repetition rate of such light beam pulses is between about 200 to 250 Hz . Likewise, in the method according to the invention, instead of a single laser beam, a bundle of laser beams can be used, which is expanded or focused by suitable devices arranged in the light beam path, in the first case a larger area with a relatively low power or energy and in second case, a correspondingly small area is irradiated with a correspondingly higher power or energy. By varying the distance between the widening or focusing device and the laser, both the degree of microstructuring and the chemical surface modification as well as the respectively irradiated area can be controlled in a particularly simple manner.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich in vielfacher Weise verwenden. So kann es beispielsweise bei Fasern, Filamenten, Garnen, Flächengebilden oder Haufwerken an gewendet werden, die durch spätere Beschichtung zu Ver bundstoffen, wie beispielsweise faserverstärkte Kunst stoffe, verarbeitet werden. Hierbei bewirkt die Laser bestrahlung in Anwesenheit eines reaktionsfähigen Gases insbesondere bei Synthesefasern bzw. -filamente und/oder Garnen, wie beispielsweise Polyester-, Polyamid-, Poly acrylnitril, Polypropylen-, Polytetrafluoräthylen-, Polyurethan-, Polycarbonat-, Acetat-, Triacetat-, Aramid-, Kohlenstoff-, Graphit- sowie Glasfasern, daß deren Ober fläche nicht nur mikrostrukturiert, sondern auch gleich zeitig chemisch modifiziert wird, was zur Folge hat, daß hierdurch die Haftung zwischen der Beschichtung und den darin eingearbeiteten Fasern, Filamenten, Garnen, Flächengebilde bzw. Haufwerken erheblich verbessert wird. Das während der Bestrahlung eingesetzte Gas bzw. die Gase werden auf die chemische Zusammensetzung der Beschichtung derart abgestimmt, daß im Bereich der Ober fläche der bestrahlten Substrate durch chemische Modi fizierung bzw. Pfropfung solche reaktiven Gruppen erzeugt werden, die mit der Beschichtung unter Ausbildung einer physikalischen oder chemischen Bindung reagieren. Gleiches gilt für die Bearbeitung von Oberflächen von textilen Polymeren, die zu metallkaschierten Textilien, Laminaten und durch Spattern zu metallisierten Filamenten bzw. Garnen verarbeitet werden, die beispielsweise als Schutz bekleidung für Radarstrahlen oder für Reinräume in der pharmazeutischen oder elektronischen Industrie verwendet werden. Auch bewirkt die Mikrostrukturierung in Verbin dung mit der chemischen Modifizierung bei faservertärk tem Beton eine Verbesserung der Haftung zwischen dem Beton und der darin eingearbeiteten Fasern, Flächengebilde bzw. Haufwerke. Ebenso kann ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandeltes Flächengebilde bzw. Haufwerk als Grundschicht für Verbundstoffe, die beispielsweise zu Bremsscheiben oder Reifenkord verarbeitet werden, die nen.The method according to the invention can be manifold Use way. For example, fibers, Filaments, yarns, fabrics or piles be turned to Ver bundles, such as fiber-reinforced art fabrics to be processed. This is what the laser does irradiation in the presence of a reactive gas especially with synthetic fibers or filaments and / or Yarns such as polyester, polyamide, poly acrylonitrile, polypropylene, polytetrafluoroethylene, Polyurethane, polycarbonate, acetate, triacetate, aramid, Carbon, graphite and glass fibers that their upper not only microstructured, but also the same is chemically modified at an early stage, which results in that thereby the adhesion between the coating and the fibers, filaments, yarns, Flat structures or piles significantly improved becomes. The gas used during the irradiation or the gases are based on the chemical composition of the Coating adjusted so that in the area of the upper area of the irradiated substrates by chemical modes generation or grafting produces such reactive groups with the coating, forming a react physical or chemical bond. Same thing applies to the processing of textile surfaces Polymers that form metal-clad textiles, laminates and by sputtering to metallized filaments or Yarns are processed, for example as protection clothing for radar beams or for cleanrooms in the pharmaceutical or electronic industry used will. The microstructuring in Verbin also brings about with chemical modification in fiber reinforcement concrete improves the adhesion between the concrete and the fibers and fabrics incorporated into it or piles. Likewise, one according to the invention Process treated fabric or pile as Base layer for composites, for example Brake discs or tire cord are processed that nen.

Auch im medizinischen Bereich finden die nach dem erfin dungsgemäßen Verfahren bearbeiteten Fasern, Filamente, Garne, Flächengebilde bzw. Haufwerke Anwendung. So können beispielsweise hieraus chirurgisches Nähmaterial oder prothetische Artikel, wie z. B. künstliche Adern, her gestellt werden, die im Vergleich zu nicht bestrahlten und in der Oberfläche nicht modifizierten Substraten ein wesentlich höheres Resorptionsvermögen besitzen. Auch weisen Hohlfasern, die für Dialyseverfahren einge setzt werden, im Vergleich zu nichtbestrahlten Hohlfa sern wesentlich höhere Austauschkoeffizienten auf, was einerseits auf die Mikrostrukturierung und andererseits auf die chemische Modifizierung der Oberfläche zurück geführt wird. Aus dem gleichen Grund weisen Filter, die aus bestrahlten Fasern, Filamenten, Garnen, Flächenge bilden oder Haufwerken hergestellt wurden, im Vergleich zu den bekannten Filtern wesentlich bessere Filtereigen schaften, wie beispielsweise ein höheres Abscheidevermö gen, längere Standzeit etc., auf, wobei derartige Fil ter sowohl für die Naßfiltration, wie beispielsweise zum sterilen Filtern von Getränken, wie z. B. Bier, Wein, als auch für die Trockenfiltration, insbesondere zur Abscheidung von Feinststäuben aus Reinräumen oder in Gasmasken, verwendbar sind.Even in the medical field, they are found after the inventions Processed fibers, filaments, Yarns, fabrics or piles application. So can for example surgical sutures or prosthetic articles such as B. artificial veins compared to those that are not irradiated and unmodified substrates in the surface have a much higher absorption capacity. Also have hollow fibers that are used for dialysis be set, compared to non-irradiated Hohlfa much higher exchange coefficients on what on the one hand on microstructuring and on the other hand due to the chemical modification of the surface to be led. For the same reason, filters have the from irradiated fibers, filaments, yarns, flat surfaces form or piles were made in comparison much better filter properties than the known filters properties, such as a higher separation capacity conditions, longer service life, etc., such fil ter both for wet filtration, such as for sterile filtering of beverages, e.g. B. beer, wine, as well as for dry filtration, especially for Separation of fine dust from clean rooms or in Gas masks that can be used.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Ver fahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the Ver driving are specified in the subclaims.

Zur besseren Verdeutlichung der durch das erfindungsge mäße Verfahren erreichbaren Vorteile dienen die nachfol genden Beispiele. For better clarification by the fiction The advantages achievable according to the procedure are as follows examples.

example 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 eingesetzt, wobei eine Fläche von 2 cm² sowohl mit einem Impuls als auch mit zehn Impulsen bestrahlt wurde. Die Leistung eines Strahl impulses betrug 400 mJ. Die Bestrahlung wurde in einer CO₂- und in einer SO₂-Gasatmosphäre durchgeführt.A polyester fabric with a square meter weight of 80 g and a warp density of 25 threads / cm and a weft density of 35 threads / cm was treated with laser radiation on a laboratory system. A KrF excimer laser was used as the laser at a wavelength of 248 nm, an area of 2 cm ^{2 being} irradiated with one pulse as well as with ten pulses. The power of a beam pulse was 400 mJ. The irradiation was carried out in a CO ₂ and in a SO ₂ gas atmosphere.

Von den so bestrahlten Proben wurde gravimetrisch die Wasseraufnahme nach einer 48-stündigen Lagerung im Norm klima bei 20°C und 65° relativer Feuchtigkeit gemessen. Hierbei konnten folgende Ergebnisse erzielt werden:The samples irradiated in this way were gravimetrically analyzed Water absorption after 48 hours of storage in the norm climate measured at 20 ° C and 65 ° relative humidity. The following results were achieved:

unbehandelte Probe, Wasseraufnahme 0,5%;
behandelte Probe, 1 Strahlenimpuls, CO₂-Atmosphäre, Was seraufnahme 6%;
behandelte Probe, 10 Strahlenimpulse, CO₂-Atmosphäre, Wasseraufnahme 8%;
behandelte Probe, 1 Strahlenimpuls, SO₂-Atmosphäre, Was seraufnahme 8%;
behandelte Probe, 10 Strahlenimpulse, SO₂-Atmosphäre, Wasseraufnahme 10%.untreated sample, water absorption 0.5%;
treated sample, 1 radiation pulse, CO ₂ atmosphere, water absorption 6%;
treated sample, 10 radiation pulses, CO ₂ atmosphere, water absorption 8%;
treated sample, 1 radiation pulse, SO ₂ atmosphere, water absorption 8%;
treated sample, 10 radiation pulses, SO ₂ atmosphere, water absorption 10%.

Zum Nachweis der bei der Bestrahlung in der sauren Gas atmosphäre auf bestimmten Bereichen der Oberfläche ge bildeten sauren Gruppen diente ein Anfärbetest mit einem basischen Farbstoff gemäß Melliand-Textil-Ber. 60 (1979), 272.For the detection of radiation in the acid gas atmosphere on certain areas of the surface formed acidic groups, a staining test with a basic dye according to Melliand-Textil-Ber. 60: 272, 1979.

Bei dem Anfärbetest färbte sich die unbestrahlte Probe nicht an, während sich alle bestrahlten Proben in der Reihenfolge CO₂-Atmosphäre, 1 Strahlenimpuls; CO₂-Atmos phäre, 10 Strahlenimpulse, SO₂-Atmosphäre, 1 Strahlen impuls; SO₂-Atmosphäre, 10 Strahlenimpulse mit zunehmen der Intensität anfärbten, wobei die Anfärbung punktuell und linienförmig war. Hieraus ist zu schließen, daß durch die Bestrahlung saure Gruppen auf der Oberfläche des Gewebes entstanden sind, die auf eine Spaltung der Ober flächenmakromoleküle und Reaktion mit den sauren Gasen zurückgeführt werden.In the staining test, the unirradiated sample did not stain, while all the irradiated samples changed in the order of CO ₂ atmosphere, 1 ray pulse; CO ₂ atmosphere, 10 radiation pulses, SO ₂ atmosphere, 1 radiation pulse; SO ₂ atmosphere, 10 radiation pulses colored with increasing intensity, the coloring being punctiform and linear. From this it can be concluded that the radiation has produced acidic groups on the surface of the tissue, which are attributed to a cleavage of the surface macromolecules and reaction with the acidic gases.

Ferner wurde von allen Proben der Oberflächenwiderstand nach der Ringelektrodenmethode gemessen. Die Proben wurden vorher ausreichend im Normklima (23°C, 65% relative Luftfeuchtigkeit) konditioniert. Hierbei ergaben sich folgende Werte:Furthermore, the surface resistance of all samples was measured measured by the ring electrode method. The samples were previously sufficient in the standard climate (23 ° C, 65% relative Humidity) conditioned. This resulted in following values:

unbehandelte Probe 10¹³ Ohm;
CO₂-Atmosphäre, 1 Strahlenimpuls 10¹⁰ Ohm;
CO₂-Atmosphäre, 10 Strahlenimpulse 10⁹ Ohm;
SO₂-Atmosphäre, 1 Strahlenimpuls 10⁸ Ohm;
SO₂-Atmosphäre, 10 Strahlenimpulse 10⁷ Ohm.untreated sample 10 ¹³ ohms;
CO ₂ atmosphere, 1 beam pulse 10 ¹⁰ ohms;
CO ₂ atmosphere, 10 radiation pulses 10 ⁹ ohms;
SO ₂ atmosphere, 1 beam pulse 10 ⁸ ohms;
SO ₂ atmosphere, 10 radiation pulses 10 ⁷ ohms.

Wie die vorstehenden Werte belegen, weist das in der Oberfläche chemisch und physikalisch modifizierte Ge webe deutlich bessere Oberflächenwiderstände auf, was auf die Anwesenheit von polaren Gruppen zurückgeführt wird. Somit sind die in einer reaktionsfähigen Gasatmos phäre bestrahlten Proben ohne Applikation einer entspre chenden Ausrüstung permanent antistatisch.As the above values demonstrate, this is shown in the Surface chemically and physically modified Ge weave significantly better surface resistances on what attributed to the presence of polar groups becomes. So they are in a reactive gas atmosphere sphere irradiated samples without application of a corre sponding equipment permanently antistatic.

Example 2

Das in Beispiel 1 beschriebene Polyestergewebe wurde auf einer Laboranlage bestrahlt. Hierbei wurde ein ArF- Excimer-Laser bei einer Wellenlänge von 193 nm verwendet, wobei die Bestrahlung in einer NH₃-Atmosphäre durchge führt wurde. Jede Probe wurde mit 1 Impuls und 10 Impulsen behandelt, wobei die Leistung eines Strahlimpulses 20 mJ betrug. Anschließend wurden eine unbehandelte Probe sowie die beiden bestrahlten Proben mit einer Zwei komponenten-Polyurethanbeschichtung versehen, Auftrags menge 80 g/m². Nach Trocknung und Kondensation wurden die Dauerbiegefestigkeit (Balli-Flexometer) durchgeführt, die zu folgenden Ergebnissen führte.The polyester fabric described in Example 1 was irradiated on a laboratory system. An ArF excimer laser at a wavelength of 193 nm was used, the irradiation being carried out in an NH ₃ atmosphere. Each sample was treated with 1 pulse and 10 pulses, the power of one beam pulse being 20 mJ. An untreated sample and the two irradiated samples were then provided with a two-component polyurethane coating, application amount 80 g / m ² . After drying and condensation the fatigue strength (Balli-Flexometer) was carried out, which led to the following results.

Wie die Ergebnisse zeigen, tritt durch die Strahlenbehand lung in der Ammoniakatmosphäre eine deutliche Verbesserung der Dauerbiegefestigkeit auf. Dies wird darauf zurückge führt, daß zusätzlich zur Mikrostrukturierung basische Gruppen auf der Oberfläche des Gewebes entstehen, die mit den in der Polyurethanbeschichtung vorhandenen sauren Gruppen reagieren und so die Haftung der Polyurethanbe schichtung auf dem Trägergewebe verbessern.As the results show, occurs through the radiation treatment a significant improvement in the ammonia atmosphere the fatigue strength. This is due to this leads to the addition of basic microstructuring Groups arise on the surface of the tissue that with the acids present in the polyurethane coating Groups react and so the adhesion of the Polyurethanebe Improve layering on the base fabric.

Claims

1. A method for the equipment of fibers, filaments, yarns and / or of these structures and / or piles, in which one or their entire surface or selected areas thereof with a light beam generated by a laser in a gas atmosphere and thereby the respective Treated surface of the fibers, filaments, yarns, fabrics and / or piles on, line-shaped or flat on, melts and / or removes, according to patent application P 35 40 411.6 and P 36 30 769.6, characterized in that in one at least one reactive Irradiated gas-containing gas atmosphere.

2. The method according to claim 1, characterized in that that as a reactive gas an acidic or basic used gas.

3. The method according to claim 2, characterized in that as a reactive gas oxygen compounds of carbon, nitrogen and / or sulfur used.

4. The method according to claim 1 or 2, characterized records that an Inter halogen compound and / or a hydrogen halide ver bond used.

5. The method according to any one of the preceding claims, since characterized in that one is a reactive gas uses an organic compound that has at least one Has double or triple bond.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the reactive gas mixed with an inert gas.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that one of a Gasla ser generated light beam used.

8. The method according to claim 7, characterized in that that an excimer laser is used as the gas laser.

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a beam of light from a wavelength between about 5 nm to about 1200 nm, in particular between approximately 157 nm and approximately 1060 nm.

10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a KrF- or ArF-La water at a wavelength of the light beam of 248 nm or 193 nm is used.

11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a light beam pulse on the surface of the fibers, filaments, ferns, surfaces structures and / or piles.

12. The method according to any one of claims 1-10, characterized characterized in that a variety of light rays of light beam impulses, their repetition rate is between about 200 Hz and about 250 Hz.

13. The method according to claim 11 or 12, characterized in that one selects a pulse duration between about 10 ^-15 seconds and about 10 ^-3 seconds.

14. The method according to any one of claims 1-6 and 11 -13, characterized in that one uses a CO, CO ₂ , or noble gas ion laser.

15. The method according to claim 14, characterized in that you get a pulsed laser beam at a re select between 1 and 5 Hz.