DE3922602C2

DE3922602C2 - Verfahren zur Bearbeitung eines Garnes

Info

Publication number: DE3922602C2
Application number: DE19893922602
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl Ing Greifeneder; Kurt Dipl Ing Truckenmueller; Heinrich Dr Gruenwald; Geb Witkowski Rach
Original assignee: Amann and Soehne GmbH and Co KG
Current assignee: Amann and Soehne GmbH and Co KG
Priority date: 1989-07-10
Filing date: 1989-07-10
Publication date: 1997-09-25
Anticipated expiration: 2009-07-11
Also published as: DE3922602A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bear beitung eines Garnes mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Corona- bzw. Niedertemperatur-Plasmabehandlungen werden be reits in verschiedenen Gebieten der Technik, wie beispiels weise der Kunststoffbearbeitung, Folienbearbeitung oder Metallbearbeitung, erfolgreich eingesetzt. Auch im Bereich der Textilindustrie wurde versucht, durch eine Corona- bzw. Niedertemperatur-Plasmabehandlung die Eigenschaften des behandelten Materials zu verändern. Hierbei wurden schwer punktmäßig die Corona- bzw. Niedertemperatur-Plasmabehand lung auf endlosen Warenbahnen von Geweben erprobt.

So beschreibt beispielsweise die DE-OS 33 12 307 eine Vor richtung bzw. ein Verfahren zur Niedertemperatur-Plasma behandlung von Geweben. Hierbei wird eine endlose Warenbahn des Gewebes von einem ersten Wickelkörper auf einen zweiten Wickelkörper umgerollt, wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Wickelkörper ein Elektrodenpaar angeordnet ist, um das erforderliche Niedertemperaturplasma zu erzeugen. In derselben Veröffentlichung wird auch erwähnt, daß man einen Garnstrang zwischen einen ersten Wickelkörper und einen mit Abstand davon angeordneten zweiten Wickelkörper spannen kann, wobei ebenfalls zwischen dem ersten und zweiten Wickelkörper das Elektrodenpaar zur Erzeugung des Nieder temperaturplasmas angeordnet ist.

Das zuvor beschriebene Verfahren gemäß der DE-OS 33 12 307 dient dazu, die so behandelten Gewebe zu entschlichten, zu beuchen, die Schrumpffestigkeit oder die Farbstoffixierung zu verbessern. Bezuglich der durch die Niedertemperatur- Plasmabehandlung hervorgerufenen Eigenschaftsveränderungen bei Garnen enthält diese Veröffentlichung keine Angaben.

Um die Eigenschaften eines textilen Substrates zu verändern, ist es des weiteren bekannt, das textile Substrat einer Niedertempe ratur-Plasmabehandlung oder einer Corona-Behandlung zu unterzie hen. So beschreiben beispielsweise die DE 33 00 095 A1, die DE 32 48 730 A1 und die DE 32 48 590 A1 Niedertemperatur-Plasmabe handlungen von Warenbahnen, während die US 3,677,799 A1 und die US 3,745,104 auf die Niedertemperatur-Plasmabehandlung von Gar nen und/oder Fasern gerichtet sind. Darüber hinaus ist aus der US 3,817,701 A1 noch ein Verfahren zur Corona-Behandlung be kannt, wobei dieses bekannte Verfahren an natürlichen und/oder synthetischen Fasern vorzugsweise vor dem Verspinnen angewandt wird.

Bei all den zuvor aufgezeigten bekannten Verfahren erfolgt die Niedertemperatur-Plasmabehandlung bzw. die Corona-Behandlung der Warenbahnen bzw. der natürlichen und/oder synthetischen Fasern stets in einlagiger Form, was zur Folge hat, daß dementsprechend die hierfür verwendeten Vorrichtungen relativ komplex ausgebil det sind.

Die zuvor beschriebenen, bekannten Verfahren, bei denen innerhalb einer Vakuumkammer beim Umrollen einer endlose Warenbahn eines Gewebe bzw. ein endloser Strang eines Garnes kontinuierlich aber einlagig mit dem Niedertemperaturplasma behandelt wird, weisen den weiteren Nachteil auf, daß das Umwickeln der endlosen Warenbahn des Gewebes bzw. des Garnstranges in der Praxis häufig große Probleme beinhaltet. Dies trifft insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten dann zu, wenn eine manuelle Eingriffsmöglichkeit nicht gegeben ist, so daß sich vielfach die Warenbahn bereits nach einer kurzen Umwickel zeit unerwünscht verlegt und damit der Umwickelvorgang unterbrochen und erst nach entsprechender manueller Korrek tur fortgesetzt werden kann. Dies wiederum bedeutet, daß die Vakuumkammer, in der die Niedertemperatur-Plasmabehandlung des Standes der Technik durchgeführt wird, zunächst zu be lüften ist und dann nach manueller Korrektur das erforder liche Vakuum erneut eingestellt werden muß. Von daher haben sich auch derartige Behandlungsverfahren in der Praxis nicht durchgesetzt.

Um Garnen, die für die Konfektion von Textilien eingesetzt werden, die notwendigen Eigenschaften zu verleihen, ist es weiter bekannt, hier bestimmte Parameter, wie beispielsweise die Auswahl der Ausgangsmaterialien, die Konstruktion und die Festigkeiten, zu berücksichtigen. Darüber hinaus werden diese Garne mit einer Avivage versehen, um das Gleitver halten der Garne beim Nähen zu verbessern und so Faden brüche zu vermeiden. Im Bereich von chirurgischem Nähma terial besteht jedoch die Forderung, daß derartige Avivagen auf dem chirurgischen Nähgarn nicht vorhanden sein dürfen, da hier unerwünschte gesundheitliche Gefährdungen durch die Avivagen befürchtet werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bearbeitung eines Garnes zur Verfügung zu stellen, das bei einem ausgezeichneten Nähverhalten der so hergestellten Garne besonders einfach durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird somit ein Verfahren zur Bearbeitung eines Garnes vorgeschlagen, bei dem man das Garn einer Corona-Behand lung bei Normaldruck oder einer Niedertemperatur-Plasmabehand lung bei einem Druck zwischen 5 Pa und 500 Pa und bei einer Frequenz zwischen 1 und 81,36 MHz oder bei 2,45 GHz unterwirft und bei dem man beide Behandlungen zwischen 2 Minuten und 30 Mi nuten in Anwesenheit eines reaktionsfähigen Gases durchführt. Als Garn wählt man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Näh garn aus, wobei man das Nähgarn vor der Corona- bzw. Niedertem peratur-Plasmabehandlung auf einen Wickelkörper aufwickelt und wobei man während der Corona- oder Niedertemperatur-Plasmabe handlung den Wickelkörper mit dem reaktionsfähigen Gas durch strömt. Dieses reaktionsfähige Gas bildet unter Einfluß der Nie dertemperatur-Plasmabehandlung oder der Corona-Behandlung Ionen, hochreaktive Moleküle und/oder Radikale aus bzw. emittiert ggf. Elektronen, wobei man bei der Corona-Behandlung auch bei einem Druck zwischen 86,659×10³ und 133,32×10³ Pa arbeitet.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist eine Reihe von Vorteilen auf. So konnte festgestellt werden daß das nach dem erfindungs gemäßen Verfahren hergestellte Nähgarn im Vergleich zu einem Nähgarn von gleicher Konstruktion, das nicht einer Corona- bzw. Niedertemperatur-Plasmabehandlung unter den vorstehend genannten Bedingungen unter worfen war, wesentlich bessere Näheigenschaften besitzt. Diese drücken sich beispielsweise dadurch aus, daß beim Nähen von Knopflöchern unter Standardprüfbedingungen das nicht behandelte Vergleichsgarn bereits nach zwei bis sechs Knopflöchern Fadenbrüche zeigt, während es mit dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Nähgarn möglich ist, etwa 50 bis 90 Knopflöcher ohne Fadenbrüche herzustel len. Auch bei Nähversuchen, bei denen eine normale gerade aus verlaufende Naht mit einer Stichgeschwindigkeit von 7000 Stichen pro Minute erstellt wird, zeigt sich deutlich die Überlegenheit des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren her gestellten Nähgarns. So kann mit dem nach dem erfindungs gemäßen Verfahren hergestellten Nähgarn im Vergleich zu dem nicht behandelten Nähgarn von gleichem Aufbau etwa eine 10- bis 20fach längere Naht hergestellt werden, ehe dabei, wenn überhaupt, ein Fadenbruch auftritt. Auch bei vergleichenden Spannungsmessungen an Corona- bzw. Niedertemperatur-plasma behandelten und nicht behandelten Nähgarnen, die in eine Nähmaschine eingelegt worden sind, bei der die Fadenbremse entsprechend der jeweiligen Nähaufgabe eingestellt wurde, zeigt sich deutlich die Überlegenheit der behandelten Näh garne. So schwanken bei den Corona- bzw. Niedertemperatur plasmabehandelten Nähgarnen die Garnspannungen zwischen etwa ± 2% und ± 8% vom mittleren Garnspannungswert, während bei den nicht behandelten Vergleichsgarnen die Abweichungen vom Mittelwert zwischen ± 15% und ± 25% liegen. Hieraus wird das wesentlich bessere Nähverhalten der nach dem erfindungsge mäßen Verfahren hergestellten Nähgarne erklärlich.

Die zuvor beschriebenen besseren Näheigenschaften der Corona- bzw. Niedertemperatur-plasmabehandelten Nähgarne ist um so erstaunlicher, da bekannt ist, daß durch eine derartige Behandlung die Oberfläche bei Synthesefasern aufgerauht wird. Von daher würde man erwarten, daß ein derartig behandeltes, mit einer aufgerauhten Oberfläche versehenes Nähgarn im Ver gleich zu einem nicht behandelten Nähgarn eher ein wesent lich schlechteres Nähverhalten aufweist, was überraschender weise jedoch nicht der Fall ist, wie dies vorstehend be schrieben ist.

Auch konnte bei dem erfindungsgemäßen Verfahren festgestellt werden, daß sich die zuvor beschriebenen guten Näheigen schaften des Corona- bzw. Niedertemperatur-plasmabehandelten Nähgarns über die Dicke des Wickelkörpers nicht ändern, so daß im Nähverhalten zwischen den unteren Wickellagen, der mittleren Wickellage und den äußeren Wickel lagen keine Unterschiede bestehen. Hier wird angenommen, daß sich bei der Durchströmung des Wickelkörpers die sich durch die Corona- bzw. Niedertemperatur-Plasmaentladung bildenden Elektronen, Ionen, hochreaktive Moleküle und/oder Radikale, die mit der Oberfläche des Nähgarnes entsprechend reagieren und diese vernetzen, oxidieren, aufrauhen und/oder ätzen, gleichmäßig über die Dicke des Wickelkörpers verteilen.

Als weiterer Hinweis auf die zuvor beschriebene gleich mäßige Eigenschaftsveränderung des behandelten Nähgarns über die Dicke des Wickelkörpers ist zu werten, daß sich ein so behandeltes Nähmaterial sowohl vom Farbton als auch von der Farbtiefe gleich anfärbt, was durch entsprechende Färbe versuche und anschließender vergleichender farbmetrischer Auswertung der inneren, mittleren und äußeren Wickellage des Wickelkörpers bewiesen werden konnte.

Darüber hinaus ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders einfach und kostengünstig anzuwenden. Hierzu ist es im Ver gleich zu dem eingangs aufgeführten Stand der Technik nicht erforderlich, daß das Garnmaterial bei der Corona- bzw. Niedertemperatur-Plasmabehandlung umgewickelt werden muß, da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren diese Behandlungen auf dem Wickelkörper erfolgen. Dies wiederum führt dazu, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren keine Betriebsstörungen auf treten können. Auch läßt sich das erfindungsgemäße Ver fahren besonders wirtschaftlich durchführen, da die Nähgarne bei ihrer Herstellung bzw. Bearbeitung, z. B. beim Färben, ohnehin auf Wickelkörper angeordnet werden.

Wird das erfindungsgemäße Verfahren für solche Nähgarne angewendet, die als chirurgisches Nähmaterial eingesetzt werden, bestehen noch weitere Vor teile. So bewirkt die Corona- bzw. Niedertemperatur-Plasmabehandlung, daß die vom Primärspinnen auf dem Ausgangsmaterial vorhandenen Präparationen bzw. während der Bearbeitung aufgetragene oder an der Oberfläche des Nähgarnes befindliche, nicht fixierte Farbstoffmoleküle durch die Corona- bzw. Niedertemperatur-Plasmabehandlung verdampft werden, so daß ein aufwen diges Auswaschen dieser Avivagen bzw. Präparationen ent fallen kann. Auch ist es bei Anwendung des erfindungsge mäßen Verfahrens möglich, auf eine zusätzliche Sterilisa tion des chirurgischen Nähgarns zu verzichten, da hierbei bei der Corona- bzw. Niedertemperatur-Plasmabehandlung alle Mikroorganismen bzw. Keime oder Krankheitserreger abgetötet werden. Ebenso besitzt ein entsprechend behandeltes chirurgisches Nähgarn im Vergleich zu einem nicht behan delten, ansonsten identischen Nähmaterial eine deutlich bessere Knotenfestigkeit, d. h. die hiermit hergestellten Knoten lösen sich auch dann nicht, wenn das Nähgarn beispielsweise durch Blut oder Schleim auf seiner Oberfläche eine besonders hohe Gleitfähigkeit besitzt.

Besonders gute Ergebnisse erzielt man, wenn man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Niedertemperatur-Plasmabehandlung bei einem Vakuum zwischen 50 Pa und 300 Pa, vorzugsweise zwischen 70 Pa und 200 Pa, ausführt.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver fahrens sieht vor, daß man bei der Niedertemperatur-Plasma behandlung während einer ersten Behandlungsperiode ein Vakuum zwischen 5 Pa und 120 Pa, vorzugsweise zwischen 70 Pa und 120 Pa, und während einer sich hieran anschließenden zweiten Behandlungsperiode ein Vakuum zwischen 130 Pa und 250 Pa, vorzugsweise zwischen 130 Pa und 200 Pa, einstellt. Hierdurch wird erreicht, daß der Wickelkörper besonders gut mit dem Gas durchströmt wird, was die Gleichmäßigkeit der Behandlung sicherstellt. Insbesondere in den Fällen, in denen sich die erste Behandlungsperiode unmittelbar an die zweite Behand lungsperiode anschließt, und vor allen Dingen dann, wenn man die erste und zweite Behandlungsperiode mehrfach abwechselnd unmittelbar hintereinander wiederholt, wird der Wickelkörper besonders gut durchströmt, so daß Ungleichmäßigkeiten über die Dicke des Wickelkörpers völlig ausgeschlossen sind.

Bei der zuvor beschriebenen Verfahrensweise, bei der zwei aufeinanderfolgende Behandlungsperioden bei einem unter schiedlichen Vakuum durchgeführt werden, kann man den Übergang von der ersten Behandlungsperiode zur zweiten Be handlungsperiode und von der zweiten Behandlungsperiode zur ersten Behandlungsperiode derart gestalten, daß man das Vakuum in jeder Behandlungsperiode schlagartig einstellt. Eine besonders schonende Behandlung des Wickelkörpers er möglicht jedoch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem das Vakuum in der ersten Behandlungs periode kontinuierlich in das Vakuum der zweiten Behand lungsperiode und das Vakuum in der zweiten Behandlungs periode kontinuierlich in das Vakuum der ersten Behand lungsperiode überführt wird, so daß der Druck während der Gesamtbehandlung sinusförmig erhöht bzw. abgesenkt wird.

Besonders gute und gleichmäßige Ergebnisse erzielt man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, wenn man die Verweilzeit der ersten und zweiten Behandlungsperiode jeweils zwischen 10 Sekunden und 160 Sekunden, vorzugsweise zwischen 20 Se kunden und 60 Sekunden, variiert.

Um unerwünschte Nebeneffekte, hervorgerufen durch Fremdgase, bei der Niedertemperatur-Plasmabehandlung gemäß dem erfin dungsgemäßen Verfahren zu verhindern, empfiehlt es sich, zu Beginn der Niedertemperatur-Plasmabehandlung ein Vakuum bei einem Druck einzustellen, der geringer ist als der Druck bei der Niedertemperatur-Plasmabehandlung. Anschließend führt man das Gas, das den Wickelkörper durchströmt, solange zu, bis der erwünschte Druck für die Niedertemperatur-Plasmabe handlung erreicht ist.

Besonders gute Ergebnisse können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bei einer Frequenz von 13,56 MHz erreicht werden.

Darüber hinaus kann man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Nieder temperatur-Plasmabehandlung bei einer Frequenz von 27,12, 40,68 und/oder 81,36 MHz durchführen, wobei es jedoch auch möglich ist, während der Niedertemperatur-Plasmabehandlung die Frequenzen in dem zuvor genannten Bereich zu andern bzw. auf unterschiedliche Werte im Rahmen der zuvor genannten Werte einzustellen.

Die Leistungsdichte variiert bei der Niedertemperatur-Plasmabehandlung zwischen 2 W/dm³ und 25 W/dm³, wobei sich die Volumenangabe auf das Volumen des Autoklaven bezieht. Vorzugsweise ward jedoch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bei einer Leistungsdichte zwischen 8 W/dm³ und 14 W/dm³, insbesondere bei 12,5 W/dm³, gearbeitet.

Besonders gute Ergebnisse erzielt man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch mit einer Niedertemperatur-Plasmabehandlung, die bei einer Frequenz von 2,45 GHz, bei einem Druck zwischen 10^-1 Pa und 1000 Pa, vorzugsweise zwischen 70 Pa und 120 Pa, und bei einer Leistungsdichte zwischen 0,1 W/dm³ und 5 W/dm³, vorzugsweise zwischen 1,5 W/dm³ und 3 W/dm³, durchgeführt wird.

Zuvor sind die Parameter aufgeführt, die dann anzuwenden sind, wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Niedertemperatur-Plasmabehandlung durchge führt wird.

Soll hingegen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Corona-Behandlung erfolgen, so führt man diese Corona- Behandlung bei einem Druck durch, der bei und/oder geringfügig oberhalb und/oder geringfügig unterhalb des Normaldruckes liegt. Somit wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Corona-Behandlung bei einem Druck zwischen 86,659×10³ Pa und 133,32×10³ Pa, vorzugsweise bei einem Druck zwischen 93,325×10³ Pa und 113,324×10³ Pa, durch geführt.

Besonders gute Ergebnisse bezüglich der Näheigenschaften des so hergestellten Nähgarnes bzw. bei chirurgischem Nähmate rial bezüglich der Knotenfestigkeit läßt sich bei einer Corona-Behandlung erzielen, bei der man während einer ersten Behandlungsperiode einen Druck zwischen 86,659×10³ Pa und 99,99×10³ Pa und während einer zweiten Behandlungsperiode einen Druck zwischen 99,99×10³ Pa und 113,323×10³ Pa einstellt. Dies ist offensichtlich darauf zurückzuführen, daß durch den Druckwechsel der Wickelkörper besonders gut und gleichmäßig durchströmt wird, so daß die bei der Corona- Behandlung erzeugten Elektronen, Ionen, hochreaktive Moleküle und/oder Radikale die Materialoberfläche ent sprechend vernetzten, oxidieren, aufrauhen und/oder ätzen können. Vorzugsweise schließt sich die erste Behandlungs periode unmittelbar an die zweite Behandlungsperiode an, wobei es sich empfiehlt, diesen Behandlungszyklus, be stehend aus erster und zweiter Behandlungsperiode, mehrfach abwechselnd zu wiederholen.

Wie zuvor bereits bei der Niedertemperatur-Plasmabehandlung beschrieben, kann man den Druckwechsel zwischen der ersten und zweiten Behandlungsperiode abrupt durchführen. Hierbei könnte jedoch die Gefahr bestehen, daß sich bei dem abrupten Druckwechsel der Wickelkörper in unerwünschter Weise ver schiebt, so daß insbesondere bei relativ weichen Wickelkör pern, d. h. solchen Wickelkörpern, bei denen die Shore-Härte gering ist, beim Übergang von der ersten Behandlungs periode zur zweiten Behandlungsperiode eine kontinuierliche Druckerhöhung und beim Übergang von der zweiten Behandlungs periode in die erste Behandlungsperiode eine kontinuierliche Druckabsenkung durchgeführt wird. Diese Druckerhöhung bzw. Druckabsenkung kann dann sinusförmig ausgeführt werden, wobei für die erste Periode und die zweite Periode jeweils Behandlungszeiten zwischen 10 Sekunden und 160 Sekunden, vorzugsweise zwischen 20 Sekunden und 60 Sekunden, ausge wählt werden.

Um bei der Corona-Behandlung unerwünschte Fremdgase, wie beispielsweise von der Luftfeuchtigkeit stammender Wasser dampf, oder Staubpartikel, die zu einer unkontrollierten, nicht reproduzierbaren Corona-Entladung führen können, auszuschalten, empfiehlt es sich, vor Beginn der Corona- Behandlung einen Druck einzustellen, der geringer ist als der Druck während der Corona-Behandlung und anschließend durch Zuführung einer definierten Menge Gas den erforder lichen Behandlungsdruck einzustellen. Hierbei wird vor zugsweise der für die Corona-Behandlung verwendete Auto klave auf einen Druck zwischen 1000 Pa und 10 000 Pa evakuiert, so daß anschließend das jeweilige Gas, das den Wickelkörper durchströmt, zugeführt werden kann, um den Druck im Autoklaven auf einen Wert zwischen 86,659×10³ Pa und 133,32×10³ Pa einzustellen.

Selbstverständlich kann man auch die Corona-Behandlung bei Normaldruck durchführen, wobei hier lediglich dafür zu sorgen ist, daß das bei der Corona-Behandlung eingesetzte Gas den Wickelkörper auch durchströmt.

Zuvor ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl bei der Niedertempe ratur-Plasmabehandlung als auch bei der Corona-Behandlung von einem Gas die Rede gewesen, das den Wickelkörper durchströmt. Hierbei handelt es sich um ein reaktionsfähiges Gas, d. h. um ein Gase das unter Einfluß der zuvor genannten beiden Gasentladungen Ionen, hochreaktive Moleküle und/oder Radikale bildet sowie ggf. Elektronen emittiert, um die gewünschte Aufrauhung und ggf. Vernetzung, Oxydation und/oder Ätzung der Oberfläche der Fasern, Filamente und/oder Garne herbeizuführen. Besonders gute Ergebnisse erzielt man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, d. h. sowohl bei der Corona- als auch bei der Niedertemperatur-Plasmabehandlung, wenn man als reaktionsfähiges Gas O₂, N₂O, O₃, CO₂, NH₃, SO₂, SiCl₄, CCl₄, CF₃ Cl, CF₄ und/oder SF₄ sowohl als Einzelgase als auch als Gasmischungen einsetzt, da diese Gase leicht unter Einfluß des hochfrequentigen elektrischen Feldes die zuvor genannten Ionen, hochreaktiven Moleküle, Radikale bzw. Elektronen bilden bzw. ggf. Elektronen emittieren.

Die Gesamtbehandlungszeit beträgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren abhängig von den gewünschten Effekten und der ein gestellten Leistungsdichte vorzugsweise zwischen 5 und 20 Minuten.

Besonders gute Ergebnisse erzielt man bei dem erfindungsge mäßen Verfahren, wenn man vor der Corona- bzw. Niedertempe ratur-Plasmabehandlung das Material auf eine perforierte Hülse, vorzugsweise auf eine perforierte Metallhülse, kreuzspulartig aufwickelt.

Um einen besonders gleichmäßigen Behandlungseffekt und damit auch besonders gleichmäßige Eigenschaften über die Dicke des Wickelkörpers zu erzielen, empfiehlt es sich, insbesondere auch bei sehr dicken Wickelkörpern, abwechselnd den Wickel körper von außen nach innen und von innen nach außen zu durchströmen. Wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nach der zuvor beschriebenen Ausführungsform gearbeitet, bei der eine erste Behandlungsperiode mit verringertem Druck vor einer zweiten Behandlungsperiode mit entsprechend erhöhtem Druck durchgeführt wird, so empfiehlt es sich, während der ersten Behandlungsperiode den Wickelkörper von innen nach außen und während der zweiten Behandlungsperiode den Wickelkörper von außen nach innen oder umgekehrt zu durch strömen.

Grundsätzlich läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren in jeder Bearbeitungsstufe der Herstellung des Nähgarnes an wenden. Besonders gute Ergebnisse bezüglich des Nähverhal tens, d. h. der Leistung beim Nähen von Knopflöchern und der Länge von Nähten, erzielt man, wenn man ein Nähgarn ein setzt, das bereits für die Weiterverarbeitung in der Konfek tion aviviert ist. Hierbei kann es sich entweder um ein Nähgarn handeln, das als Rohmaterial behandelt wird, da dieses Nähgarn noch die Primärpräparation aufweist, oder um ein solches Garn handeln, das nach der Färbung bereits aviviert worden ist. Hier wird vermutet, daß durch die Nie dertemperatur-Plasmabehandlung bzw. die Corona-Behandlung die Präparation bzw. Avivage unter Ausbildung einer chemischen Verbindung mit dem Nähmaterial an diesem fixiert wird und/oder die Präparation bzw. Avivage durch die Gasentladung besonders gleichmäßig auf der Oberfläche verteilt wird, so daß die eingangs be schriebenen Eigenschaftsverbesserungen des entsprechend behandelten Materials verständlich werden. Dies kann jedoch nicht der einzige Grund dafür sein, daß die Näheigenschaften des Corona- bzw. Niedertemperatur-plasmabehandelten Materials im Vergleich zu nicht behandeltem Material deut lich verbessert sind, da festgestellt wurde, daß sich ein nicht präpariertes bzw. aviviertes Garn nach einer Niedertempe ratur-Plasmabehandlung bzw. einer Coronabehandlung vernähen ließ, während das entsprechende nicht behandelte und ebenfalls nicht präparierte bzw. avivierte Vergleichs garn überhaupt nicht nähbar war, d. h. bereits immer wieder nach wenigen Stichen riß.

Wenn in den vorstehenden Ausführungen die Rede von Wickel körpern ist, so ist hierunter nicht nur das Aufwickeln eines Garnes auf eine entsprechende Hülse zu verstehen, sondern jede Art der geordneten Aufmachung eines Garnes zu einem Haufwerk, so z. B. auch die Aufmachung als Muff.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Ver fahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben.

Beispiel 1

Ein Polyesterzweifachzwirn mit einer Drehung S 900, Z1000 140 dtex×2 wurde konventionell gefärbt und nach dem Trocknen ohne Avivierung einer Niedertemperatur- Plasmabehandlung unterworfen. Hierbei entsprach die Auf machung des Polyesterzwirns einer für die Färbung üblichen Kreuzspulwicklung (1 Kg Material).

Parallel hierzu wurde ein aviviertes Material ebenfalls in derselben Aufmachung Niedertemperatur-plasmabehandelt. Bei der Avivage handelt es sich um eine Hartparaffin-Avivage, wobei der Auftrag der Avivage durch direkten Kontakt mit dem Paraffinblock erfolgte.

Als erstes Vergleichsmaterial für die Nähversuche wurde ein nicht aviviertes und nicht Niedertemperatur-plasmabehandel tes identisches Material ausgewählt und als zweites Ver gleichsmaterial wurde ein identischer Zwirn, wie vorstehend beschrieben, nach dem Färben aviviert.

Die Bedingungen bei der Niedertemperatur-Plasmabehandlung waren wie folgt:
Druck vor der Niedertemperatur-Plasmabehandlung: 5 Pa
Frequenz: 13,56 MHz
Leistungsdichte: 12,5 W/dm³
Druckverlauf während der Plasmabehandlung: Abb. 1
Dauer der ersten und zweiten Behandlungsperiode: je weils 40 Sekunden
Gesamtbehandlungsdauer: 10 Minuten
Gas: Sauerstoff.

Anschließend wurden die Materialien auf einer üblichen Knopfloch-Industrienähmaschine (Firma Pfaff) vernäht und die Anzahl der Knopflöcher gezählt, die ohne Fadenbruch genäht werden konnten. Ferner wurde auf einer Industrienähmaschine die Nahtlänge bestimmt, die bei einer Stichzahl 7000 Stichen pro Minute ohne Fadenbruch erreicht werden konnte.

Die Ergebnisse dieser Nähversuche sind in der Tabelle 1 wiedergegeben.

Tabelle 1

PES-Zweifachzwirn

Wie dieser Tabelle zu entnehmen ist, besitzt das Material 1, das zusätzlich zur Niedertemperatur-Plasmabehandlung aviviert ist, ein ausgezeichnetes Nähverhalten. Hier wurde der Nähversuch nach einer Nahtlänge von 100 m abgebrochen, da selbst bei 10 Nähversuchen, die jeweils von Garnlängen aus der inneren Lage, der mittleren Lage und der äußeren Lage des Wickelkörpers durchgeführt wurden, selbst nach jeweils 100 m kein Fadenbruch auftrat.

Das Material 2, das nicht aviviert, jedoch einer Nieder temperatur-Plasmabehandlung unterworfen wurde, zeigt im Vergleich zu dem nicht behandelten, avivierten Vergleichs material 2 noch erheblich bessere Werte, die sich in der erhöhten Anzahl von Knopflöchern und in der deutlich höheren Nahtlänge ausdrücken.

Mit dem Vergleichsmaterial 1 ließ sich industriell keine Naht und auch kein Knopfloch herstellen. Dieses Material ist völlig ungeeignet.

Beispiel 2

Ein durch eine Lufttexturierung hergestelltes verwirbeltes Kern-Mantelgarn, das aus einem Polyesterkernmaterial 180 dtex f⁴⁰ und einem Polyestereffektmaterial mit 74 dtex f²⁴ bestand, wurde jeweils mit und ohne Avivage einer Niedertemperatur-Plasmabehandlung unterworfen.

Abweichend von den zuvor genannten Bedingungen wurde diese Niedertemperatur-Plasmabehandlung bei einer Leistungsdichte von 8 W/dm³ und einer Behandlungsdauer von 15 Minuten durch geführt, wobei auch bei diesem Ausführungsbeispiel mit zwei Behandlungsperioden gearbeitet wurden, deren Dauer je 20 Sekun den waren. Die Druckverhältnisse während dieser Behandlungs perioden sind der nachfolgenden Abb. 2 zu entnehmen. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel wurde während der Nie dertemperatur-Plasmabehandlung der Wickelkörper mit Sauer stoff durchströmt. Die Ergebnisse der Nähversuche an den behandelten und nicht behandelten Vergleichsmaterialien 1 und 2 sind der nachfolgenden Tabelle 2 zu entnehmen, wobei als Avivage das zuvor genannte Blockparaffin verwendet wurde.

Zusätzlich wurde das Material 2, das der Niedertemperatur- Plasmabehandlung als nicht aviviertes Material unterworfen wurde, nach der Niedertemperatur-Plasmabehandlung mit dem zuvor genannten Blockparaffin aviviert.

Die Ergebnisse der Nähversuche sind der nachfolgenden Ta belle 2 zu entnehmen.

Tabelle 2

PES-Kern-Mantel-Garn

Die Tabelle 2 bestätigt im Grunde genommen die Ergebnisse der Tabelle 1, wobei das nicht behandelte, avivierte Ver gleichsmaterial 2 im Vergleich zu dem Vergleichsmaterial 2 der Tabelle 1 als solches schon ein besseres Nähverhalten besitzt. Hervorzuheben ist, daß das Material 2, das im nicht avivierten Zustand der Niedertemperatur-Plasmabehandlung unterworfen wurde, bei einem nach der Niedertemperatur plasmabehandlung durchgeführten Avivageauftrag mit Hart paraffin noch ein deutlich verbessertes Nähverhalten zeigte.

Beispiel 3

Ein chirurgisches Nähmaterial wurde wie in Beispiel 2 einer Niedertempe ratur-Plasmabehandlung unterworfen. Hierbei wurde ebenfalls unter Zufuhr von Sauerstoff als Gas gearbeitet.

Nach der Plasmabehandlung wurde die Restavivageauflage nach DIN 54 278 bestimmt. Hiernach konnte nach der Plasmabehandlung keine Avivage mehr nachgewiesen werden, während die Avivage-Auflage vor der Plasmabehandlung bei 1,2 Gew.-% lag.

Von dem plasma-behandelten Material und dem nicht behandelten Vergleichs material (Vergleichsmaterial 1) wurden jeweils 20 Schlaufen mit einer Schlaufenlänge von 10 cm geknotet. Anschließend wurde das Garnmaterial 6 cm hinter dem Knoten abgeschnitten, so daß zwischen Knoten und Ende des Garnes 6 cm lag. Danach wurden in ein Festigkeitsprüfgerät die zuvor beschriebenen Schlaufen eingespannt und die Klemmen des Festigkeitszugprüfgerätes wie bei einem normalen Kraft-Dehnungsdiagramm auseinanderbewegt. Dies führte dazu, daß entweder die Schlaufe riß oder aufging. In dem Fall, in dem sich die Schlaufe öffnete, wurde eine erneute Schlaufe unter den vorstehend genannten Bedingungen hergestellt, wobei jedoch der Knoten am Ende der Schlaufe durch zwei Knoten, und falls sich diese Schlaufe ebenfalls bei dem Zugversuch öffnete und das Garn nicht riß, durch drei Knoten bzw. vier Knoten ersetzt. Die bis zum Zerreißen der Garnschlaufe erforderlichen Knoten sind somit ein Maß für die Knotenfestigkeit, d. h. ein Maß für das Abgleiten des Knotens vom anderen Faden. Hierbei gilt, daß mit steigender Anzahl von Knoten die Knotenfestigkeit abnimmt, was zur Folge hat, daß der Chirurg zur Sicherung der chirurgischen Naht eine entsprechende Anzahl von Knoten anfertigen muß, was zeitaufwendig und unerwünscht ist.

Die nachfolgende Tabelle 3 gibt die Ergebnisse der zuvor geschilderten Prüfmethode wieder.

Chirurgisches Nähmaterial
Material
Anzahl der erforderlichen Knoten bis zum Garnbruch
Material 1, behandelt im Niedertemperatur-Plasma
1-2 Knoten
Vergleichsmaterial, unbehandelt	4-6 Knoten

Wie diese Tabelle 3 belegt, reißen bei dem Material 1 die Schlaufen bereits dann, wenn sie mit einem bzw. zwei Knoten versehen sind, während bei dem entsprechenden Vergleichsmaterial vier bis sechs Knoten erforderlich sind. Dies heißt, daß die Knotenfestigkeit des behandelten Materials (Material 1) wesentlich besser ist, so daß bei chirurgischen Eingriffen nur ein bis zwei Knoten erforderlich sind, um die entsprechende chirurgische Naht zu sichernn

Claims

1. Verfahren zur Bearbeitung eines Garnes, bei dem man das Garn einer Corona-Behandlung bei Normaldruck oder einer Niedertempe ratur-Plasmabehandlung bei einem Druck zwischen 5 Pa und 500 Pa und bei einer Frequenz zwischen 1 und 81,36 MHz oder bei 2,45 GHz unterwirft und beide Behandlungen zwischen 2 Minuten und 30 Minuten in Anwesenheit eines reaktionsfähigen Gases durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß man als Garn ein Nähgarn auswählt, daß man das Nähgarn vor der Corona- bzw. Niedertemperatur- Plasmabehandlung auf einen Wickelkörper aufwickelt und daß man während der Corona- oder Niedertemperatur-Plasmabehandlung den Wickelkörper mit dem reaktionsfähigen Gas durchströmt, das unter Einfluß der Niedertemperatur-Plasmabehandlung oder der Corona- Behandlung Ionen, hochreaktive Moleküle und/oder Radikale aus bildet bzw. ggf. Elektronen emittiert und man bei der Corona-Be handlung auch bei einem Druck zwischen 86,659×10³ und 133,32×10³ Pa arbeitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Niedertemperatur-Plasmabehandlung bei einem Druck zwischen 50 Pa und 300 Pa, vorzugsweise zwischen 70 und 200 Pa, durch führt.

3. Verfahren nach einem Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß man bei der Niedertemperatur-Plasmabehandlung während einer ersten Behandlungsperiode einen Druck zwischen 5 Pa und 120 Pa, vorzugsweise zwischen 70 Pa und 120 Pa, und wäh rend einer sich hieran anschließenden zweiten Behandlungsperiode einen Druck zwischen 130 Pa und 250 Pa, vorzugsweise zwischen 130 Pa und 200 Pa, einstellt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die erste und zweite Behandlungsperiode mehrfach abwechselnd wiederholt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, daß man beim Übergang von der ersten Behandlungs periode in die zweite Behandlungsperiode und beim Übergang von der zweiten Behandlungsperiode in die erste Behandlungsperiode den Druck kontinuierlich erhöht bzw. absenkt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß man für die erste und zweite Behandlungsperiode jeweils eine Zeit zwischen 10 Sekunden und 160 Sekunden, vorzugsweise zwischen 20 Sekunden und 60 Sekunden, auswählt.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß man zu Beginn der Niedertemperatur- Plasmabehandlung einen Druck einstellt, der geringer ist als der Druck während der Niedertemperatur-Plasmabehandlung, und daß man anschließend das Gas bis zum Erreichen des erforderlichen Be handlungsdruckes zuführt.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß man die Niedertemperatur-Plasmabehandlung bei einer Frequenz von 13,56 MHz, 27,12 MHz oder 40,68 MHz durch führt.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß man die Niedertemperatur-Plasmabehandlung bei einer Leistungsdichte zwischen 2 W/dm³ und 25 W/dm³, vorzugs weise zwischen 8 W/dm³ und 14 W/dm³, durchführt.

10. Weitere Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß man die Niedertemperatur-Plasmabehand lung bei einer Frequenz von 2,45 GHz, bei einem Druck zwischen 10^-1 Pa bis 1000 Pa, vorzugsweise zwischen 70 Pa und 120 Pa, und bei einer Leistungsdichte zwischen 0,1 W/dm³ und 5 W/dm³, vorzugsweise zwischen 1,5 W/dm³ und 3 W/dm³, durchführt.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Wickelkörper einer Corona-Behandlung bei einem Druck zwi schen 93,325×10³ Pa und 113,324×10³ Pa unterwirft.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man bei der Corona-Behandlung während einer ersten Behandlungs periode einen Druck zwischen 86,659×10³ Pa und 99,99×10³ Pa und während einer zweiten Behandlungsperiode einen Druck zwi schen 99,99×10³ Pa und 113,323×10³ Pa, einstellt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man die erste und zweite Behandlungsperiode mehrfach abwechselnd wiederholt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß man beim Übergang von der ersten Behand lungsperiode in die zweite Behandlungsperiode und vom Übergang von der zweiten Behandlungsperiode in die erste Behandlungs periode den Druck kontinuierlich erhöht bzw. absenkt.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß man für die erste und zweite Behandlungs periode jeweils eine Zeit zwischen 10 Sekunden und 160 Sekunden, vorzugsweise zwischen 20 Sekunden und 60 Sekunden, auswählt.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß man vor Beginn der Corona-Behandlung einen Druck einstellt, der geringer ist als der Druck während der Corona-Behandlung, und daß man anschließend das Gas bis zum Er reichen des erforderlichen Behandlungsdruckes zuführt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß man vor der Corona-Behandlung einen Druck zwischen 1000 Pa und 10 000 Pa, einstellt.

18. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als reaktionsfähiges Gas O₂, N₂O, CO₂, NH₃, SO₂, SiCl₄, CCl₄, CF₃Cl, CF₄ und/oder SF₆ zuführt.

19. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das Nähgarn auf eine perforierte Hülse, vorzugsweise eine perforierte Metallhülse, aufwickelt.

20. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den Wickelkörper abwechselnd von außen nach innen und von innen nach außen mit dem Gas durchströmt.

21. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man vor der Niedertemperatur-Plasmabehand lung oder der Corona-Behandlung eine Avivage auf das Nähgarn aufträgt.