DE1769308A1 - Verfahren zum Vermeiden von elektrischen Aufladungen bei synthetischen Hochpolymeren - Google Patents

Description

1763308

KANEGAFUCHI BOSSKI KaBUSHIKI KAISHA, TOKYO/JAPAN

SNIA VISC08A Societa Nazionale Industrie Applioazioni Viscoea S.p.A,, Mailand/Italien

Verfahren zum Vermeiden von elektrischen Aufladungen bei synthetischen Hochpolymeren

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vermeiden von elektrischen Aufladungen bei synthetischen Hochpolymeren, die zur Gruppe der Polyamide, Polyolefine, Polystyrole, Polyvinylchloride, Polyvinylidenchloride gehören und bei deren Copolymeren und Gemischen.

Polyamide so wie Polyester, Polyolefine und andere synthetische Polymere sind hydrophob, so daß sie

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eine hohe spezifische Widerstandsfähigkeit besitzen und "bereits durch leichtes Reiben beträchtlioh elektrisch aufgeladen werden, was zu verschiedenen Gefahren Anlaß gibt.

Insbesondere bei der Faserherstellung beeinflußt die Erscheinung der elektrischen Aufladung in hohem Maße die Qualität der Fasern und die \Virksamkeit des Verfahrens. Beispielsweise heften sich die Fäden bei jeder Stufe des Spinnens, Verstreckens, Zwirnens, Abwickeins, Webens und Wirkens ebenso wie in den Produkten selbst an die mit den Faden in Berührung, kommenden Gegenstände oder sie schlingen sich um diese herum. Die Fäden können sich auch gegenseitig abstoßen, was ungleichmäßigen Verzug, Garnbrüche, Verflockungen etc. zur Folge hat, so daß aus diesem Grunde die Fabrikation in jeder Stufe verzögert wird. Schließlich sind damit noch weitere Nachteile wie beispielsweise die Abnahme der Produktionsqualitat, die Verschlech terung des Produkt auf Grund von abgeschiedenem Staub und ein unangenehmes Gefühl beim Tragen auf dem menschlichen Körper verbunden. Zur Überwindung dieser Nachteile sind bereits eine Reihe von Vorschlägen bekannt.

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Diese Vorschläge gehen im wesentlichen dahin, daß Hochpolymere, insbesondere die Polyamide mit antistatisch wirkenden Verbindungen auszurüsten. Für Polyamide wurden im einzelnen bereits folgende Antistatika vorgeschlagen: Additlonsprodukte von organischen SuI-famiden mit Alkylenoxyd (japanische Patentschrift 220,439)ι Additionsprodukte aus organischen Carbonsäurealkanolamiden mit Alkylenoxyd (japanische Patentanmeldung 9ι298/55)t Phosphorsäureteilester eines Additionsprodukts eines aliphatischen Alkohols mit Äthylenoxyden oder deren Natriumsalzen (japanische Patentanmeldung 6,615/57), eine Mischung aus einem wasserlöslichen Polyglycidyläther und einem wasserlöslichen AEin (japanische Patentschrift 281,26A-), eine quarternäre Ammoniumverbindung (japanische Patentschrift 430,039), Phosphorsiureesteraminsalze (UG-Patentschriit 2,676,122), ein Gemisch aus einem Polyamin und Polyepoxyden (japanische Patentschrift 435,161 und US-Patentschrift 2,982,75"O, ll-suVstituierte - Aminodicarbonsaurediester (japanische Fatencschrift 457,2o6), Ester von Polyäthylenglykol und Itaconsäure (japanische Patentanmeldung 8,672/65) oder ein Alkylester des Lysins, der Asparaginsäure oder der Glutaminsäure (japanische Patentschrift 466,276). Hierbei wird die Auftragung in

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wässriger Lösung oder in Emulsionsform vorgenommen, worauf das auf diese Weise behandelte Polyamid einer trockenen Wärmebehandlung ausgesetzt wird.

Neuerdings wurde in der japanischen Patentanmeldung 661/67 ein Verfahren zum Einarbeiten einer Verbindung mit antistatischer Wirksamkeit in ein Polyamid vorgeschlagen, bei welchem um das Polyamid antistatisch zu machen 0,5 bis 1,0 Gew-% eines Metallsalzes eines Phoaphorsäureesters, eines aliphatischen Alkohole oder eines Additionsderivats eines aliphatischen Alkohols mit Athylenoxyd mit dem geschmolzenen Polyamid vermischt werden, worauf das erhaltene Gemisch versponnen wird. Bei diesem Vorgehen wird jedoch das antistatisch wirksame Mittel beim Waschen mit vVasser oiler Reinigen der Polyamidgegenstände entfernt, so daß der antistatische Effekt allmählich abnimmt oder sogar vollständig verschwindet. Die antistatische uirkun^ dieser nach diesem Verfahren behandelten Materialien ist daher nur vorübergehend. Außerdem sind diese Verfahren mit dem Nachteil verbunden, da., das Polyamid sich verfärbt und daß die Griffigkeit verschlechtert wird.

Weiterhin treten, wenn diese antistatisch wirkenden Mittel in das Polyamid beim Extrudieren eingearbeitet wer-

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den, Fabrikationsschwierigkeiten auf wie Garnbrüche beim Schmelzverspinnen, Entstehung von Ausbeulungen sowie Abnahme der Festigkeit und der Dehnung auf, was auf die ungleichmäßige Verteilung dieser antistatischen Mittel zurückzuführen ist. Weitere Nachteile liegen in der Erhöhung des Reibungswiderstands und in Verfleckungen, die auf das Ausblühen des antistatisch wirksamen Mittels zurückzuführen sind, Aus diesen Gründen müssen diese Verfahren weiter verbessert werden.

Weiterhin wird, wenn andere Hochpolymere, beispielsweise nach dem Verfahren der japanischen Patentanmeldune <^"^w' mit Alkylimidazolinderivaten behandelt werden, die Wirkung verringert, wenn die Formkörper gerieben werden, wobei außerdem noch ein derartiges Mittel durch Waschen mit Wasser oder andere Reinigungsoperationen ohne weiteres entfernt wird. Auf der anderen Seite ist bei dem Verfahren, bei welchem ein antistatisches Mittel in d°~ synthetische Hochpolymereη eingemischt und darin dispergiert wird, die Beständigkeit gegenüber Waschen mit Wasser, gegen Reinigungsoperationen und dergl. höher als bei dem oben beschriebenen Nachbehandlungsverfahren. Trotzdem ist dieses Verfahren noch nicht immer vollständig zufriedenstellend im Hinblick auf die Dispergierbarkeit, die Wärme stabil it at und die Besttindigkeit gegenüber Verfärbungen.

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bad ox

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Polyole fine, Polystyrole, Pulyvinychloride, Polyvinylidenchloride sowie deren Copolymere und Gemische mit ausgezeich neten antistatischen Eigenschaften zu versehen.

Es wurde nun gefunden, dai diese aufgäbe dadurch gelöst werden kann, dab in die genannten Hochpolymere in homogener Weise Imidazol oder dessen Derivate mit der ellgemeinen Formel

-R

i I

— IT

worin R^, R₂, Rj und R^ Wasserstoff atome, Alkylgruppe^i _f Arylgruppen. Aralkylgruppey Cy'oalkylgruppen, Carboxylgruppen und deren Metallsalze, veresterte Carboxylgruppen, Alkylkarbonylgruppen, Oxyalkylgruppen, Aminogruppen, Acetamidgruppen, Alkylaminogruppen sowie Arylaminogruppen und deren Acetylat- oder Sulfogruppen bedeuten und daneben R₂ für eine Mercaptogruppe, ein Halogenatom oder
eine halogenierte Alkylgruppe stehen kann und R* und R^ Nitrogruppen, Aldehydgruppen, Halogenatome oder halogenierte Alcylgruppen darstellen können, eingearbeitet
werden.

Neben Iniidazol können bei dem erfindungs ge mäßen Verfahren

solche Derivate verwendet werden, die bei den bei der
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BAD

Herstellung und dem Aufschmelzen der synthetischen Huohpolymeren herrschenden Temperaturen und Drücken beständig sind. Als Beispiele können folgende Verbindungen genennt werden:

1-Pentyl-imidezol, 1-Ocytyl-imidazol, 1-Phenyl-imidazol, 1-Benzyl-imidazol, l-Butyl-l^^-Trimethyl-imiduzol, 5-emyl-l-methyl-imidezol, 4,5-Dipropyl-imidazol, l-Äthyl-2-Hendecyl-imidözol, 1-Wethyl-2-tetradecyl-imidazo I, l-Methyl-2-pentadecyl-imidezol, 2-Phenyl-imidazol, 2-Decyl-imidezol, 2-Undecyl-imidezol, 2-Tridecyl-imidazol, 2-T e t ra de cyl-imide zol, 2-Heptadecyl-imidazol, A-^-Diphenyl-imidazol, 2,4-,5-Triphenyl-imidazol, 4,5-Dicyclohexyl-1-cyclohexylmethyl-imidazol, 2-Cyclohexyl-iinidazol, 1-Benzyl-2,^_f5-triphenyl-imid9zol, 2 Brom -4(5)-meur.ylimidazol, 4,5-Dibrom -imidazol, 1-Butyl-5chlor-2-propylimidazol, i-Allyl-^-CJ^-dichlorpheny^-in-idazol, 1-Benzyl-2-chlomethyl-imidazol, 2,^,5-TrUOd-imidazol, 1-(B-0xyäthyl)-imid«zol, 4(5)-Cxymethy1-5(4)-methyl-imidazol, 5(4)-(ß-0xyÜthyl)-imidazol, 2-!iethy 1-4(5)-nitroimidazol, 4(5)-Acetamid-iiaidazol, 5(4)-Amino-4(5)-methylimidazol, 1-(ß-Aminoäthyl)-imidszol, 2-(ß-Aminoathyl)-imidazol, 4(5)-Aminomethyl-imidazol, 4(5)-Imidazol-aldehyd, i-Hethyl-imidazol-5-aldehyd, 2-Imidazol-phenylketon, 5(4.)-Acetyl-4(5)-methyl-imidazol, 4-!,!ethyl-l-imidazolcerbonsäureäthylester, 2-lDidazol-Carbonsäure, Na-4,5-imidazol-dicarboxylat, Zn-2xithyl-4,5-imidazol-diGürboxylat,

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nitro-5-imidezol-carbonsäure, ^-
zol-C8rbonsäureäthylester, Mg-2~acetamid -4-,5-imidazoldicarboxylat, 2-Mercapto-imidazol, i-(ß-Oxyäthyl)-2-mercapto-imidazol, 2-merc.jpto-4(5)-imidazol-carbonsäure, 4(5)-Phenyl-l-imidazol-sulfonsiure, 2-Imidazol-sulfonsäure, 4(5)-Imidazol-sulfonsäure, 4(5)-Methyl-5(4)-imidazol-sulfonsaure etc.

Die Polyamide, die nech dem erfindun^sgemäßen Verfahren ausgerüstet werden können» umfassen Homopolyamide und Copolyamide, die durch Copolykondenaation von zwei oder mehreren Polyamid bildenden Verbindungen erhalten v.c-. ein. Letztere können zur Gruppe der Lactame, der , Aminocarbonsäuren und der Salze von Diaminen und Dicarbonsäuren gehören, i.ls ^eei^nete Polyamid bildende Materialien sind beispielsweise zu nennen:

γ -Butyrolijctftm, Γ -Yalerolacton, { -Caprolactan, Heptol&ctain, 6-i-minocsprölsäure , 7--hminoheptansaure , 9-Aminononansaure, 11-Aniinoundecansäure oder Salze von Diaminen wie Tetramethylen, diamin, Pentamethylen liamin, Hexamethylem diemin, Hcptamethylen- diamin, Octamethylen diamin, Nonamethylen diömin, Decamethylen/diomin, Undecamethylent diamin, Dodecamethylen- diamin, Metaxyly-

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len diamin, Paraxylyleni diamin, bisG>-Aminopropyl)ather, N,N'-bis( -Aminopropyl)-piperazin und 1,11-Diamino undecanon-6 mit Dicarbonsäuren wie Terephthalsäure, Isophthalsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebazinsäura, Dodecandicarbonsäure, Hexahydroterephthalsäure, Diphenylen-4,4-' -dicarbonsäure, Diphenylmethan-4,4-¹ -dicarbonsäure, Diphenyläther-4,4·¹-dicarbonsäure und Diphenylpropan-4,4¹-dicurbonsäure sowie Salze von Diaminen und Dicarbonsäuren bzw. Salze von Diaminderivaten und Dicarbonsäuren.

Den genannten Polyamide; können weiterhin organische oder anorganische Substanzen wie rattierungsmittel, Pigmente, Farbstoffe, Licht- und v/ armes t ^b il is a tor en sowie Weichmacher zugesetzt werden. Pur das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Polyolefine sind z. B. Polyäthylen, Polypropylen, T'olyCbuten-i) , Poly(3-methylbuten-1).

Dem synthetischen Hochpolymeren werden ca. 0,005 bis 20, vorzugsweise 0,05 - 5 Gew-% Imidazol oder dessen Derivat zugesetzt.

Bei Mengen, die unterhalb 0,005 Gew-% liefen, ist die antistatische Wirksamkeit ungenügend, während umgekehrt

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bei einem über 20 Gew-% hinausgehenden Anteil die Schlagfestigkeit, die Bruchfestigkeit und ähnliche F.igenfjchaften der Formkörner verschlechtert werden. S3 ist zweckmäßig, je nach der >rt des synthetischen Hochpolymeren, des Imide-zolderivats und der Verforuiunps bedingungen die jeweilige !"-,npe sorgfältig innerhalb des oben angegebenen Bereichs auszuwählen.

Liegt der Anteil von Imidazol oder dessen Derivat innerhalb des oben genannten Bereichs, dann werden die Festigkeit, die Lehnung, das Fyrboufnehmeveruiö^en, die Lichtstabilität und weitere ähnliche Eigenschaften der Formkörper nicht nachteilig verändert. Ferner führen Unterschiede der Substituenten bei den genannten Iiuiuazolderivaten zu keiner Beeinträchtigung der antistytischen Wirkung.

Die Einarbeitung des Imidazole oder dessen Derivates in die Formkörper kann dadurch geschehen, daü das Imidazol oder dessen Derivat entweder zu dem synthetischen Hochpolymeren in Pulverform gleichmäßig gegeben v.ird, worauf das erhaltene Gemisch direkt in der Schmelze verformt wird oder daß das Gemisch aus Imidazol oder dessen Derivats mit dem synthetischen Hochpolyiaeren aufge-

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schmolzen wird, wobei die Schmelze zunächst zu feinen Teilchen oder zu einem feinen Pulver verfornit wird und dai* hierauf das Granulat oder das Pulver nach bekannten Verfahren schme lzverf ormt wird. vVird das Iniidazol oder dessen Derivat zu den Polyamiden gegeben, dann kann die Zugabe entweder zu den Ausgangsstoffen des Polyamids erfolgen oder während der Polykondensation, vor der Beendigung der Reaktion oder zu dem £e^scniaol^zenea Polyamid nach Beendigung der Polykondensation, wobei in jedem Fall eine gleichmäßige Verteilung und Einarbeitung in das Polyamid vorgenommen wird.

Soll ein mit einem Pigment, Farbstoff oder Mattierungsmittel versetztes Hochpolyneren hergestellt werden, dann kann das Iniidazol oder dessen Derivat üuf die ölen beschriebene ..'eise entweder zunächst mit dem Hochrolymeren vermischt werden, oder es kann ein Gemisch us Imidazol oder dessen Derivat :r.it den genannten Zusatzstoffen bereitet werden und dieses zu dem Polymeren oder dessen AusgHngsmaterialien gegeben und darin homogen verteilt werden, "eine der ölen beschriebenen einzelnen Möglichkeiten fi^;r die Zugabe des Imidezols oder dessen Derivats zu dem Hochpolymeren beeinflußt den beträchtlichen antistatischen Effekt.

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BAD On»G!NAL

Das Imidazol oder dessen Derivat, das in dem synthetischen Hochpolymeren enthalten ist, besitzt eine ausgezeichnete Verträglichkeit mit diesem und hält seinen gleichförmig verteilten Zustand bei, wobei die feine Verteilung bei normalen Verformungsbedingungen wie Schmelzspinnen, Extrudieren, Spritzgießen und Druckgießen nicht verringert wird. Selbst wann das Polymere oder die Formkörper, die das Imidazolderivat enthalten, mit heißem Wasser gewaschen werden, denn wird das Imidazolderivat daraus nicht herausgelöst. Die erfindungsgemäß erhaltenen Formkörper aus den synthetischen Hochpol- nieren zeigen daher eine sehr gute permanente antistatische ./irkung, wobei keine Fleckenbildung infolge von Absorption von Staub oder durch Atscheidung des antistatisch wirksamen !litteis erfolgt.

Somit können verschiedene mit den Vekannten Verfahren verbundenen Machteile, die auf die elektrostatische Aufladung zurückzuführen sind, tei der Herstellung von Fasern oder Yorokörpern, der Il cchbehaadlung and beim praktischen Gebrauch vermieden werden. HearenuB Ist das nach dea erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene synthetische Hochpolymere als Ausn mgseaterial zur Herstellung von verschiedenen Kleidungsstücken,

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Innenornamenten und technischen Waren wie Fasern oder anderen Formkörpern besonders geeignet.

Im Folgenden soll die Erfindung an Hand einiger Beispiele näher erläutert werden. In den Beispielen sind unter "Teilen" immer Geeichtsteile zu verstehen.

Beispiel 1:

In einen Autoklaven wurden 100 Teile £-Caprolactam, 3 Teile Wasser, 0,3 Teile Titanoxyd, 0,18 Teile Essigsäure und eine bestimmte Menge des Imidazolderivats eingebracht und vermischt, worauf die Luft durch Stickstoff ersetzt wurde. Hierauf wurde das Gemisch

p
bei einem Druck von 1,5 kg/em (Anzeigedruck) 3 Stunden auf 260 ° C und hierauf 2 Stunden bei Atmosphärendruck auf 260 ° C erhitzt,wobei an primäres Polykondensat erhalten wurde. Die Polykondensation wurde 5 Stunden lang bei einem Unterdruck von 3oo mci Hg bei 260 ° C weitergeführt, worauf das erhaltene Polykondensat in Soitenform vom Boden des Autoklaven unter einem Stickstoffdruck von 3 kg/cm (Anzeigedruck) extrudiert, durch ein Wasserbad geführt, abgekühlt und verfestigt wurde. Die erhaltene Saite wurde in feine Schnitzel mit 3 nun Durchmesser χ 3 πιπί zerschnitten.

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Daneben wurden unter den gleichen Bedingungen wie oben beschrieben als Kontrollprobe feine Schnitzel hergestellt, mit der Ausnahme, da ι diese kein» Imidazolderivat enthielten. Die erhaltenen Schnitzel wurden 2o Stunden mit heißem ./asser von 80 C zur Entfernung von wasserlöslichen Komponenten gewaschen und hierauf bei einem verminderten Druck von 0,1 mm/Kß bei 80 ⁰C getrocknet, wobei Schnitzel mit einem i/assergehult von 0,067 Gew-% erhdten wurden.

Die auf diese *eise erhaltenen getrockneten feinen Schnitzel vjurden mittels einer 3chmelzspinnvorrichtung vom Heißgittertyp, nöchdeni sie 40 Minuten in geschmolzenem Zustand belassen worden waren, schmelzextrudiert, worauf die erhaltenen ungestreckten Eiden mit 251 d/ 18 f ohne Verwendung eines Spinnöls auf eine Spule aufgewickelt wurden. Sodann wurden die erholtenen ungestreckten Fäden 24· Stunden bei 20 ° C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 65 % aufbewahrt und auf die 3,59 fache ursprüngliche Länge gestreckt, wobei gestreckte Fäden mit 70 d/ 18 f erhalten wurden.

Bei jedem gestreckten Feden wurde die Zugfestigkeit, die Dehnung und die Spannung der elektrostati-

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sehen Aufladung, die aufgrund von Reibung erzeugt wurde, gemessen. Die erheltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle I angegeben.

Aus der Tabelle wird ersichtlich, dah bei einea Anteil des Imidazolderivots, der weniger als 0,005 Gew% betragt, der antistatische Effekt sehr unzureichend ist. Steigt die zugegebene I enge auf mehr als C,005 Gewjb an, dann wird eine zufriedenstellende antistatische Wirkung erhalten, welche insbesondere dann, wenn der Anteil mehr als C,05 Gew% beträgt, beträchtlich ist und die selbst beim Waschen nicht verringert wird, 'weiterhin wird durch die Zusatzstoffe die Festigkeit und die Dehnung nicht nachteilig beeinflußt.

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Täte He I

Zusatzstoff	zuge gebene Menge	.oo3	Festift- keit (6/d)	Deh nung	Spannung (V) vor der nach 10- Reini- maligem gung Reinigen	2,200
keine Zugabe	_	,005	5.2	54 .-5	2,200	2,ooo
1-Benzyl- imidazol'	O	»°5	5,5	52,7	2,o5o	69o
	O	.0	5.2	55.0	68o	60
	O	.oo3	5.2	31.8	58	17
	1	,005	5.5	30.9	17	1,95o
2-tieptadecyl- imidazol	O	.o5	5.ο	36.2	1 ,97o	?5o
	O	.O	5.2	33.4	72o	65
	O	.oo5	5.2	32.8	43	12
	1,	.oo5	5.0	31.3	15	2,15o
4,5-Diphenyl- imidazol	O,	>o5	5.3	36.3	2,15o	750
	O,	.O	5.5	32.1	7oo	80
	O,	,oo5	S 4	34.3	75	2o
	1,	,oo5	5.2	36.4	18	2,45o
2-Brom-4- methyl- imidazol	O.	• o5	5.5	32.9	2,32o	7oo
	O.	O	5.1	35.ο	650	75
	O.	oo5	5.2	51.2	7o	28
	1 .	oo5	5.2 '	55.5	15	1,95o
4-lIitro- imidezol	O.	o5	5Λ	5O.7	1 ,800	72o
	O.	O	5.5	52.4	590	80
	O.	5.1	35.1	85	55
	1,	5.3	34.7	2o

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Beispiel 2:

In.ein Gemisch aus 90 Teilen t- Caprolactam, 10 Teilen des Salzes aus Hexamethylendiamin und Te »rphthaisäure, 0,18 Teile Essigsäure und 0,4 Teile Titanoxyd wurde eine bestimmte Fenge der verschiedenen Imidazolderivate, wie sie in der nachstehenden Tabelle II angegeben sind, eingebracht. Nach dem Rühren und Vermischen wurde das erhaltene Gemisch in ein Reaktionsgefäß überführt und, um die Polykondensation zu bewirken, in Stickstoffatmosphäre bei Atmosphärendruck 8 Stunden auf 250 ° C erhitzt. Das erhaltene Polykondensot wurde vom Boden des Reaktionsgefäßes in Saitenform extrudiert, durch ein Wasserbad geführt, abgekühlt und verfestigt. Die verfestigte Saite wurde zu feinen Schnitzeln von 3 mm Durchmesser χ 3 uns zerschnitten.

Als Kontrollprobe wurden in gleicher Weise und unter denselben Bedingungen wie oben feine Schnitzel eines Copolyamide, welches kein*Imidazolderivat enthielt, hergestellt.

Die beiden Arten von feinen Schnitzeln wurden mit heißem Wasser gewaschen und bei Unterdruck in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 getrocknet, was zu einem wassergehalt von 0,070 Gew% führte. Sudann wurden die getrockneten feinen Schnitzel

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durch eine Düse mittels einer Hchmelzspinnvorriehtung des Heißgittertyps nachdem sie 40 Kinuten in geschmolzenem Zustand belassen worden waren, schmelzextrudiert und von umlaufenden Walzen unter Verwendung eines Spinnöls aufgenommen.

Die erhaltenen ungestreckten Fäden mit 370 d/32 f wurden jeweils auf Spulen aufgewickelt. Sie wurden dann auf die 3,69-fache ursprüngliche Länge verstreckt, wobei gestreckte Fäden mit 100 d/32 f erhalten wurden, die zu Taft verwebt wurden. Der Teft wurde gereinigt und getrocknet. Nach 24-stündigem Aufbewahren bei 20 ° C bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 65 %» wurde die auf Grund von Reibung erzeugte Spannung der elektrostatischen Aufladung bestimmt. Letztere wurde folgendermaßen ermittelt: ein Taftstück wurde mit einem Baumwollbreittuch mit einer Gernzahl von 40 gerieben, und zwar 30 see bei 20 ° C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 65 %y mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 160 Upm, worauf die erzeugte Spannung der elektrostatischen Aufladung mittels eines fiotationsspannungstesters (hergestellt von Kowa Shokai) bestimmt wurde. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle II dargestellt.

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Tabelle II

Spinneigenschaften Garneigenschaften

Zusatz stoff	züge- Ver gebene spinn- Menge bar- % keit	b Cn	gut	.5 >o	gut gut gut	Ver streck- bar keit	Fe- stifc- keit g/d	Deh-	Span nung V
kein Zusatz			gut gut gut		Garn bruch	gut	5,o	32.5	I.800
1-Methyl-2- pentadecyl- imidezol	O, 5, 1o	b Οι	Garn- truch	5 ,O	gut gut gut	gut gut gut	VOO LfN LfN LfN	31.3 3Ο.8 55.1	4-5 23 1o
	25	gut gut gut		Garn bruch	Garn bruch	4.2	53.1	1o
Zink 2-Äthyl- 4,5-imidazol- d{carboxylat	O, 5. 1o	Garn bruch	gut gut gut	5.2 5.1 5.2	31.1 30.2 3A-. 8	55 2o 12
	25	Gu rn— bruch	A-.ο	3o.6	15
1_(ß-Hydroxy- äthyl)-2- meroapto- imidazol	O, 5. 1o	put gut ßUt	5.1 5.O 5.ο	34.1 50.9 50.5	65 15 15
	25	Jarri- I ruch	«.?	37.1	15
5-Phenyl-1- imidazol- sulfonsäure	o. 5. Io	gut nut	π -, 5.1	50.5 34.5 32.0	18 1c
	25	Ccärn- b r uch	S	35 Λ	1c

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_BAD

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Aus der Tabelle geht hervor, da!· die Iaiidazolderivate eine beträchtliche antistatische wirkung besitzen. Liegt jedoch die !'enge des zugegebenen Imidazolderivates oberhalb 25 Gew%, dann treten leim Spinnen und Strecken häufig Garnbrüche auf. Weiterhin entsteht beim ^altverstrecken ein letrachtlich ungleichmäßiger Verzug, und es muf^;. außerdem mit schwerwiegenden Problemen hinsicntlich der Verspinnbyrkeit und der Verstreckbarkeit gereci net werden.

Beispiel 3=

Zu feinen Schnitzeln aus Polyhexamethylenadipamid wurden 0,1 Gew% der in der nachstehenden Tabelle III an^egetanen Imid&zolderivete ^e^el en. Mit dem erhaltenen ."ieiriisch wurde ein '■'ischer vom KuI iktyp gefüllt, der nach dichtem <. r schlieiier. 2 Stunde η mit einer Gescliiwin-άι-koit von ^Lj Upm in Wuärevmi-- gesetzt wurde. Dabei v.urden die einzelnen Tiiici'-zolderiv^te glc ichf oriuig ^uf die Schnitzel saft? el rc chi.. L>i«- so eh ndfelten ' chnitzel v.uraeri Eouv:.a in einen " xtruder eef-;e": en urici versponnen. Auf μ ie erh Λί,ε; en F iden vjurae ein ^oinnöl aufgebracht. I ■ X¹J-.fr.ir. v.urder cie ei'-.ltenen ur.i/ ,strecKLen Fäden mit 260 d/1'"-' f ;iuf eine -pule .-/αίί·ο ickelt.

Als I'..,:-1rollproVe wurden in der "laichen weise und unter der. l^icr.c-;. f-.ediniiun.:^;/jn wi<-. or er. feine Schnitzel aus I olyhex^cetnylfenadip^nid. die nein Inidi-zolaorivat enthielten, verronnen Die erhaltenen ungestreckten Fäden v.-uiden ui die 5,'>o-fi>che urnOr^n^liche Län^.e ktr, v.^rei gestrccr,-.e r'iden mit 70 d/18 f

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ORIGINAL

erhalten wurden. Die gestreckten Fäden wurden zu Taft verwoben, der dann gereinigt und in der gleichen V/eise wie in Beispiel 2 beschrieben, im Hinblick auf die
Spannung der elektrostatischen Aufladung untersucht
wurde.

Der Taft wurde weiterhin nach dem Reinigen 10mal wiederholt gewaschen, worauf in derselben weise wie eben beschrieben, die Spannung der elektrostatischen Aufladung gemessen wurde. Die erhaltenen inerte sind in der Tabelle III dargestellt

Tabelle III

Zusatz stoff	zuge gebene Me nge %	Garneigenschaften Festig- Deh- ke it nung (B/d) %	3o.5	Spannung (V) vor der nach Reini- 10malig gung waschen	2,3oo
keine Zugabe	—	5.8	35.7	2,3oo	55
1~(ß-Amino- Äthy1-imi de zol	0.1	5.S	31.2	55	6o
5-Acetyl~4- methyl- imidazol	o.'l	5.8	31.0	65	45
2-Gyclohexyl- imidazol	O.1	5.7	32.5	4-5	8o
2-!»iethyl-4- imidazol- carbonsäure	O.1	5.8	6o

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BAD

Aus der Tobelle wird ersicntlich, da!· die Imid^zolderivate eine öus;-¹^ zeichne te antistatische . irkung ergaben und daß diese Virkunß selVst noch lomali^eni iaschen des Tafts nicht verringert wurde. Weiterhin trat aufgrund der Einarbeitung des Imidazolderivates keine wesentliche Verringerung, der Zu_t/festigkeit und der Dehnung des gestreckten Fadens buf.

Beispiel 4:

Zu 100 Teilen eines Polyathylenh-jrzes (Hi-zex 5,000 H, hergestellt von der :*itsui Sekiyu Kafe» <\i Co.) wurde, wie in der nachstehenden Tobelle angegeben, eine bestimmte Veηge des jeweiligen Imidazolderivets gegeben, worauf das Ganze zur ~rzielung einer homogenen dispersion gerührt und vermischt wurde. Letztere wurde aus einem Extruder zu einer Polie mit einer Dicke von 1 mm extrudiert. -Die Extrusionste&peratur ; etrug 210 ° G.

Als Kontrollprobe wurde unter den gleichen Bedingungen wie oben beschrieben, eine Folie, die kein Imidazolderi- , vat enthielt, hergestellt. Diese beiden folien wurden im Hinblick ^uf den Oberflächenstreuungswiderstand und die aufgrund der Reibung erzeugte Spannung der elektro-

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BAD ORIGINAL

statischen .aufladung untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle IV dargestellt.

	zuge gebene Menge	0.05	Tabelle	IV	.5	χ	1017	Spannung (V)
Zusatz stoffe	-	1.0	Oterflächen- streuungswider- stand (.,:)	.1 .3	χ X	1017 1014	6,5οο
keine	o.oo3 o,oo5	c.005 0.005 0.05	8	.8	X.	101°	5,2οο 5,2οο
1-0ctylimi- dazol	0,05	•1.0	2 7	.5	X	ίο9	57ο
	1.O	0.003 0.005 0.05		■ ^ .1	X X	ίο-17	180
	0.003 0.005	1.0		.5	X	1010	5,3οο 3,7OO
2-Heptadecyl- imidazol	0.05	8,	ι :	X	ΙΟ9	68ο
	1.0		,ο ,5	X X	1017	13c
	2,4,5-Triphenyl- - imidazol °·°°- o.oo5		.0	X	1c'C	7,οοο 3.50C
		3,	,8	X	109	78c
	4,	,5 ο	XXX	10 -°	2οο
methylimi- dezcl	2.	,0	X	1OV	5,3co ^ ,OuO
	2,, ο	,0 .3 ,7	XXX	1C17 IC10	25ο
2~Wercapto-4- ioidazol- carbonsäure		,0	X	ίο9	5,3ου 3.8οο boo
	2. 4,		16ο
7

00984^/1694

BAD

Aus der Tabelle geht hervor, daß tei einem unterhalb 0,005 Gew% liegenden anteil des Imidazolderivats die Wirkung auf die elektrostatische Aufladung extrem gering ist. Die Wirkung ist jedoch gut, wenn die ^Menge mehr als o,oo5 üew% beträgt, worei inst (.sondere dann ein beträchtlicher Effekt erzielt werden kann, wenn der Anteil mehr als o,o5 Gew% beträgt .

Beispiel 5:

Zu 100 Teilen eines Polypropylenherzes (Notlen-8o4o, hergestellt von der Ilitsut ishi Yuka Co.) vmrde wie in der nachstehenden Tarelle V ge zeit t, eine bestimmte !."enge des Imid-"3zolderiv-jts gegeben, worauf das ^r-anze zur Erzielung einer homogenen lisperci^n r.erührt und vermischt wurde. Letztere wurde uc eineic Extruder zu einer Folie mit einer Dicke von ι mm extrudiert. Lie Eztrusionstemperatur betrug 240 C (Düse"), ΑΊ.3 ^ontrollprote v.uxde in den c-leichen wie oVen be-Gohriet ^f..-:en ""■edinFun en eine Fclie, die kein Imidazolderivat eiitnielt. rergestellt. .-ie leiden .olien v;urden im Hinblick auf der. Ci:erfl'iji.enstreuun^swiderst nd und die aufgrund von leitung erzeugte Spannunji der- elektrostatischen Aufladung untersucht. Lie erhaltenen Ergebnisse sind in Tatelle V dargestellt.

0098U/169A BADORIGfNAL

	Tabelle	Oberflächen streuungs- widerstandC
Zusatz stoffe	zugegebene Menge	3.6 χ 1016
keine	-	7.8 χ 1014 3.0 χ 101°
1-Phenyl- imidazol	o.oo5 o,o5	6.0 χ 10^
	1.0	Ί4 6.5 X 10 ' 4.8 χ 101ü
4,5-Diphenyl- imidazol	o.oo5 o.o5	4.5 χ 1O9 8.2 χ 1014" 4.5 x 1010
2-Ii ethyl-4- nitro imidazoI	1 .o o.oo5 o.o5	5.0 χ 1O^
	1 .o

Ί	annung V)
6	,800
4	,000
	63o
	26o
3	,800
	7oo
	150
4	,5oo
	78o
	2oo

Aus der Tabelle wird ersichtlich, d?- die Injidazolderivc-te eine ausgezeichnete Wirksamkeit zum Vermeiden der elektrostatischen Aufladung besitzen.

- 26 -

00984Λ/1694

BAD

Beispiel 6:

Zu 1OC Teilen eines Polystyrolhorzes (Styrul-HI-E, hergestellt von der Bentei Eagaku r.ogyo Co.) wurde, wie in der nachstehenden Tabelle VI gezeigt, eine bestimmte ?/ienge eines Imidazolderivats gegeben und dieses damit zu einer homogenen Dispersion vermischt. Letztere wurde aus einem Extruder lei einer ieaperotur von 240 C zu einer Folie mit einer Dicrie von 1 mm extrudiert. Als Kontrollprobe wurde unter den gleichen Bedingungen wie oben beschrieben, eine Polystyrolfolie, die kein Imidazo lderivat enthielt, hergestellt. Die leiden folien wurden im Hinblick auf den Oberflachenstreuungswiderstand und die aufgrund von Reibung erzeugte Spannung der elektrostatischen Aufladung untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle VI dargestellt.

Aus der Tabelle geht hervor, dai. die Imidazolderivate eine beträchtliche Wirksamkeit zum Vermeiden der elektrostatischen Aufladung besitzen und daf:· sie insbesondere in Anteilen, die größer als o,o[? % sind, eine ausgezeich- > nete v/irksamkeit entfalten.

0098ΑΑ/Ί694 BADORIGtMAL

	Tobelie	VI	opannune V
Zusatz stoff	zugebe? ene * enpe OO	OVerf l-ichen- s tre uunp.sv; idf. r- st^nd (.' > )	7, 3oc
keine	--	7.2 x io'16	■'4 ,JOO
1-0ctyl- imidazol	o.ooD	5.ä χ ίο	^-50
	0.05	2.1 χ 'IC	22 ο
	o.5	7 α y A Γ- J

2-Heptadecylimidazol

4,5-Iiiphenyliinidiizol

.ο

o.o5

o.i?

5.O

o.o^·;, 5.ο

.6 χ T:

χ Ί0

-;.S X 1O'^1C .5 X

^ .Ci χ 1-

5.5 χ i\

1 ..' X 1t

52 c

0098A4/1694

BAD

Beispiel 7:

Zu iOO Teilen gepulvertem isoltaktischen Polypropylen (durchschnittliches Molekülerp,ewicht 52 000) wurde, wie in der nachstehenden Tabelle 7 gezeigt, eine bestimmte ren»'.e eines Imidazo lderivat-es gegeben. Das Ganze wurde in eine Schmelzvorrichtung überführt, worin das Imidazolderivat mit dem Polypropylen vermischt und darin homogen dispergiert wurde. Hierauf wurde die Dispersion bei 270 ° C geschmolzen und aus einer Düse zu einer Saite extrudiert, welche abgekühlt und verfestigt wurde. Die verfestigte Suite wurde zu Schnitzeln von $ mm Durchmesser χ 3 mm zerschnitten. Als Kontrollgrube wurden in der gleichen Weise wie oben beschrieben, feine Schnitzel, die kein Imidfczolderivat enthielten, hergeetellt. Von ^eder Probe wurden mittels eines Extruders feine öjhnitzel zu einem feinen Faden versponnen. Der erhaltene F-^den wurde- im HinVlick auf den Oberflichensfreuungswiderst^nd und auf die aufgrund von -"-teibung erzeugte Spannung der eiektros/tetischen .'.uileaung untersucht. Die erhaltenen T?rgc-bi:ir;Ge sind in Zuteile VII dargestellt.

- 29 -

0098U/ 1 694

BAD ORIGINAL

Tabelle VII

	I gut	Garneigensohaften Festig- Dehnung keit % g/ü	20	,5	76	Oberflächenstreuungs widerstand -ί να r dem nach dem Waschen	76,5xlo12 2,	Spannung (V v.d. ' n.d. Waschen	2,850
	.5 ·	6,0	19	,0	4	,3xlO12	4,5x1o9	900	55
Zusatz- zugeg.Verspinn stoffe . Menge barkeit	,0 ·	6,1	19	,5	1	,7xlO9	l,6xlO9	55	20 β
keine		6,1	18	,0	1	,7XlO9	i,5xio9	20	15
2-Hepta- 0 deoyi-	schlecht	5,8	12,	,5	1	,5xio9	1.2X1O9	15	10
imidazol 5	,5 gut	4,3	17,	,5	5	,2XlO9	6,OxIO9	10	65
IO	,0 «	^9, j	16,	,8	1)	,5xio9	l,8xlO9	70	35
25		6,1	17,	,5	1,	,8xlO9	l,3xio9	35	15
2-Methyl- O5 4-imidazol- carbonsä'ure	schlecht	5,7	13,	,0	Ii	,3xio9	1,OxIO9	15	10
	5 gut	4,8	18,	5	5,	,IxIO9	6,OxIO9	10	50
10	0 »	6,3	20,	3	2,	9xio9	2,3xlO9	*5	20 · 15
25		6,1	19,	8	1,	OxIG9	l,5xlO9	20	10
5-Phenyl- 0, 1-imldazol- sulfonsäure	schlecht	5,7	14,	1	1,	5xlo9	l,2xlO9	10
5,'		4,3		OxIO9		10
10
25

009844/1694

- 3ο -

Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß die Imidazolderiv. te eine beträchtliche Y/irksdinkeit zua Vermeiden der elektrostatiscnen . uflodun« tesitzen, dah aber, wenn die zugegebene !!enge 25 Gew% übersteigt, tei der Verspinnun·.; schwerwiegende Probleme auftreten.

Es zeigt sich weiterhin, daß die antistatische './irksumkeit und die Zugfestigkeit sowie die Dehnung des Fadens, der durch die otenstehende Behandlung erholten wurde, beim taschen nicht verringert wird.

Beispiel S:

Zu 100 Teilen eines Polyvinylchloridharzes (SS-110, hergestellt von der Denki Kegaku Kogyo Co) wurden 5o Teile DOP., 1,5 Teile Kadmiumstearat und o,5 leile Bariudstearat als ' eichmacher gegeben soiBie suherdem, nie in der nachstehenden Tuhelle VIII gezeigt, eine bestimmte 'enge eines IiLidazolderivats. Des erhaltene Gemisch wurde gerührt, gemischt, bei 160 C nochmals verknetet und dann bei 1^0 C una einem Druck von 30 kg/cm zu einer Folie mit einer Dicke von 1 mm verformt. Als Kontrollprobe wurde unter densellen Bedingungen wie oben angegeben,

- 31 -

009844/1694 BAD ORIGINAL

eine Folie, die kein Imidazolderivat enthielt, hergestellt. Die beiden Folien wurden im Hint lick .uf aen Oberflächenstreuungswiderstand und die aufgrund der Reibung erzeugte Spannung der elektrostatischen Jiuflodung untersucht. Die erhaltenen Trgebnisse sind in Tabelle VIII dargestellt.

Tabelle VIII

Zusatzstoff

keine

1-Phenyl-

zuf.egel ene Oberf lachen- ?*βημο streuungs-

(^!/o) widerstand

Spannung CV)

x 1C

_Γ15

imid izol	0.005	2.8	χ	10
	0.05	3.5	χ	:c
	1.0	2Λ	X	10
2-Undecyl- imidazol	0.005	2.5	X	10
	0.05	3.O
	1.0	3.1	X
imidazol- , C'-rV onsäure	0.05	3.0	X X	Z
	1.0	2.ε	X	10

2,2oo 13ο

75ο

15ο

2,7οο

00«-·

Aus der Tobelle geht hervor, da., erf inaunfsgecäß die elektrostatiscbe uf 1 dung in iioheia ^T'aße verhindert werden kann.

- 52 -

0098U/16

Claims (1)

1. P a t e η t β η s ρ r ü c h e

   1. Verfahren zum Vermeiden von elektrischen Aufl.udun- i'cn I. ei synthetischen !Hochpolymere η, dadurch gekenn zeichnet, d-; ·■ in die Polymere linidszol oder deesen derivate mit der dllßc-ineinen r'orinel

   B₁

   /t,- N

   worin ■<,; , H^. rn, υηα R^_ ,;aEr;er;;coi'iatome ^lkyl-/ruppeti Aryl^ruppt-n , 'rolkylgruun --η Cvcloolkyl- :-;runpen, ^r.··v\ ox^/lf^ruppen uoer äere,u vcrestcrte ■'.' rl cxyl^ruOpen, k j.
   ■ xy-ilKylji'vinD-.n, Aciinogrupper ,
   Kylamir-O^r';-^:^.·; gcnie Arylumino^ruppen und deren /cetyl-it- cder '^r ulf ο grupper, tedeuten und daneben Rp f■'ι eine ' rrcaptogruppe, ein Holögenutom oder eine rtf. ,-ikylgruppe stehen üann und R, und R^ poxi, j\ idehyd^ruppen, H-slOi/enutome oder halu-

   ge.iierte i·. 1 icy 1 gruppe η darstellen, können e in ;e?.<rheitot werden«

   2# Verfahren nfect. Anspruch 1 dadurch '/©kennzeichnet, dbB des synthetische Hochpolymere ein i»&lyatttd_t Polyolefin, Polystyrol, Polyvic^lchlarid, Polyvin, lidencrlorld soui· &er§b Copolyaere und ^ iechungtn

   - 33 -009844/1114

   BAD ORiGiMAL

   - '55 -

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekenn zeichnet, dah das Imidazol oder dessen Derivate dem Hochpolymeren in einer ''enge von o,oo5 - 2o Gew% zugegeben wird.

   4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekenn zeichnet, daB das Imidazol oder dessen Derivate dem Hochpolynieren in einer Menge von o,oo5 - 5?° zugegeben wird.

   0098A4/1694