DE2111484B2 - Verfahren zur herstellung von elektrisch leitfaehigen faeden und deren verwendung - Google Patents
Verfahren zur herstellung von elektrisch leitfaehigen faeden und deren verwendungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Herstellung elektrisch lcitßihiger Fäden, die unter verschiedenen Behandlungsbedingungen, wie Spinnen, Stricken oder Wirken,
Weben oder unter verschiedenen Gebrauchs- oder Benutzungsbedingungen. Z. B. bei Anwendung von
ölen. Spülen oder Reinigen, Färben, Waschen, Trokkcnreinigcn. Wiederholung von Strecken und Entspannen, wiederholtes Biegen oder Reiben, Scheuern
oder Auswaschen oder Abschaben haltbar sind und außerdem die erwünschten Fasereigenschaften, z. B.
Biegsamkeit und Fall- oder Fachbarkeit aufweisen, sowie deren Verwendung in antistatischen Fasergehildcn.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Herstellung elektrisch leilfähiger Fäden mit einem
elektrischen Widerstand von weniger als 1(V Ohm.cm,
wobei auf synthetischen organischen Fäden mit einem Tilcr von S bis 50 den eine elektrisch leitfähige Uber-/ugsschicht gebildet wird, durch überziehen mit einer
polymeren Bindemittelmatrix aus Acrylnitril Butadien-Mischpolymerisat, einem Phenolharz und einem
in der genannten Matrix dispergieren feinteiligen elektrisch leitfähigen Feststoffmaterial. Erfindungsgemäß wird diese Uberzugsschicht nachbehandelt,
indem auf sie eine Lösung eines Polyisocyanats von niederem Molekulargewicht in einer Menge von 0,3
bis 20 Gewichtsprozent Polyisocyanat, bezogen auf den elektrisch leitfähigen Faden, aufgebracht und
■ο durch Erhitzen gehärtet wird. Die gemäß dem Verfahren nach der Erfindung hergestellten elektrisch
leitfähigen Fäden werden zur Herstellung von faserigen Gebilden oder Strukturen verwendet, die aus
den genannten elektrisch leitfähigen Fäden zusammen
is mit nicht leitfähigen organischen Textilfasern gebildet
sind.
Es wurden verschiedene Verfahren bekannt zur Erteilung von antistatischen Eigenschaften an synthetische organische Fäden, z. B. Polyester- und PoIy-
amidfasern oder -fäden, die wenig oder keine elektrische Leitfähigkeit besitzen.
So ist bekannt, ein Textilmaterial mit antistatischen Eigenschaften zu erhalten, indem man dem Textilmaterial eine geringe Menge von elektrisch leitfähigen
2s Fäden einverleibt, die einen synthetischen organischen
Faden und eine elektrisch leitfähige Uberzugsschicht. die auf der Oberfläche des genannten Fadens gebildet
ist. umfaßt, wobei die Schicht eine polymere Bindemittelmatrix von Acrylnitril Butadien-Mischpolymeri-
sat und ein phenolisches Harz und ein in der genannten
festes Material enthält (vgl. deutsche Offenlegungs
schrift 1 809 589).
schicht wird bei diesem bekannten Verfahren eine pastenartige Zusammensetzung, die die Matrix und
das elektrisch leitfähige Material enthält, als Überzug auf die Oberfläche des Substratfadens aufgebracht,
der Überzug durch Erhitzen getrocknet und die
Schicht in ausreichendem Ausmaß gehärtet. Dieses
Verfahren besitzt jedoch noch den Nachteil, daß bei der technischen Ausführung eine ausreichende Härtung schwierig auszuführen ist, da hohe Härtungstemperaturen und lange Härtungszeitdauern ver-
mieden werden müssen. Dies stellt ein sehr mühseliges Problem bei der kontinuierlichen Massenproduktion
der elektrisch leitfähigen Fäden dar.
Bei dem bekannten Verfahren kann ein Decküberzug aus einem wasserabweisenden Polysiloxan oder
einem synthetischen kautschukartigen Polymerisat, das frei von einem elektrisch leitfahigen Material ist.
auf die elektrisch leitfähige Uberzugsschicht aufgebracht werden. Die Bildung eines Decküberzugs kann
jedoch nicht eine wesentliche Lösung hinsichtlich des
geschilderten Problems ergeben, sondern kann vielmehr zu nachteiligen Effekten auf die elektrischen
Leitfähigkeitseigenschaften der elektrisch leitfahigen Fäden führen.
Weitere Untersuchungen wurden daher ausgeführt.
Ao um diese Schwierigkeiten der bisherigen Technik zu überwinden und um elektrisch leitfähige Fäden mit
verbesserter Haltbarkeit zu schaffen, die kontinuierlich mit guter Leistung hergestellt werden können und bei
welchen der Nachteil einer ungenügenden Härtung
vollständig ausgeschaltet ist. Die Untersuchungen
führten zu einem Verfahren, wobei die elektrisch leitfähige Uberzugsschicht selbst durch Nachbehandlung, die von derjenigen der Bildung einer Decküber-
3 4
zugsschicht völlig verschieden ist, vernetzt und ge- elektrisch leitfähigen, in der genannten Matrix in
härtet wird. Es wurde festgestellt, daß, wenn ein Poly- einer ausreichenden Menge dispergierten festen Ma-
isocyanat von niederem Molekulargewicht auf die terial, um dem Faden elektrisch leitfähige Eigen-
Polyisocyanat mühelos in die Uberzugsschicht ein- 5 Das Acrylnitril/Butadien-Mischpolymerisat als Bedringt, wobei die Härtung der Schicht gefördert und standteil der Matrix enthält Acrylnitril in einer
die Ulbeständigkeit, chemische Beständigkeit und Menge von etwa 25 bis 45 Gewichtsprozent, vorzugsandere Eigenschaften der Schicht verbessert werden weise etwa 28 bis 42 Gewichtsprozent. Geringere
und das vorstehend geschilderte Problem vollständig Mengen an Acrylnitril neigen dazu, zu geringeren
gelöst werden kann. io Ausmaßen an Verbesserung der Olbeständigkeit,
Erfindungsgegenstand ist somit ein Verfahren zur chemischen Beständigkeit od. dgl. zu führen, während
Herstellung von elektrisch leitfähigen Fäden mit größere Mengen das Mischpolymerisat weniger löseinem elektrischen Widerstand von weniger als lieh in einem Lösungsmittel bei der Herstellung der
109 Ohm/cm, wobei auf die Oberfläche eines synthe- überzugsmasse machen und infolgedessen zu einer
tischen organischen Fadens eine pastenartige Über- 15 Abnahme in der Stabilität der pastenartigen Masse
zugsmasse, die ein Acrylnitril/Butadien-Copolymeres, rühren. Das Mischpolymerisat kann geringere Mengen
welches einen geringen Anteil eines weiteren Comono- an Einheiten enthalten, die von anderen Mischmeren enthalten kann, ein Phenolharz, ein organisches monomeren, ζ. B. Styrol, Acrylsäure oder Methacryl-Lösungsmittel hierfür und ein feinteiliges, elektrisch säure, abgeleitet sind und die gewöhnlich in einer
leitfähiges, festes Material enthält, aufgebracht wird, 20 Menge von weniger als 5 Gewichtsprozent, bezogen
das dadurch gekennzeichnet ist, daß auf die aufge- auf das Acrylnitril/Butadien-Mischpolymerisat, verbrachte Uberzugsschicht ohne oder nach einer Trock- wendet werden.
nung derselben eine Lösung eines Polyisocyanats von Das phenolische Harz, das die Polymerisat-Bindeniedrigem Molekulargewicht in einer Menge von 0,3 mittelmatrix zusammen mit dem Acrylnitril/Butadienbis 20 Gewichtsprozent Polyisocyanat, bezogen auf 25 Mischpolymerisat darstellt, umfaßt solche phenolische
den elektrisch leitfähigen Faden, aufgebracht und an- Harze, die aus wenigstens einem Phenol und wenigstens
schließend durch Erhitzen gehärtet wird. einem Aldehyd erhalten werden, sowie modifizierte
fähiger Faden« umfaßt kontinuierliche oder endlose dem Acrylnitril/Butadien-Mischpolymerisat verträg-
von Monofäden umfassen, Stapelfasern und hieraus merisat eine verhältnismäßig große Menge an Acryl-
hergestellte Garne. nitril enthält, kann ein gewöhnliches Phenol-Form-
Die nach diesem Verfahren hergestellten Fäden aldehyd-Vorkondensat verwendet werden. Im allwerden zur Herstellung von faserigen Gebilden oder gemeinen werden jedoch die öllöslichen phenolischen
faserigen Strukturen, das oder die derartige Fäden 35 Harze bevorzugt. Beispiele für derartige öl lösliche
enthalten, verwendet. Diese Gebilde oder Strukturen phenolische Harze umfassen phenolische Harze, die
umfassen gestrickte oder gewirkte Textilwaren, ge- mit natürlichen Harzen, z. B. Naturharz oder Kollowebte Textilstofle oder ungewebte Textilwaren, die phonium, oder mit natürlichem öl, z. B. Kaschuunter Verwendung dieser Fäden oder einer Kombi- Nußschalenöl, modifiziert sind und Vorkondensate
nation von diesen Fäden mit anderen Fäden hergestellt 40 von Formaldehyd und Phenol mit einem Substituwurden. enten, z. B. tert.Butyl-, tertAmyl-, Phenyl- oder Cyclo-
leitfähige Uberzugsschicht eindringen. Dabei kann Das Gewichtsverhältnis von Acrylnitril/Butadien-
natürlich ein Rest auf der Oberfläche der elektrisch Mischpolymerisat zu dem phenolischen Harz in dem
leitfähigen Uberzugsschicht auch nach der Wärme- 45 elektrisch leitfahigen Überzug ist vorzugsweise im
behandlung zurückbleiben. Bereich von 0,4: I bis 4: 1, insbesondere von 0.6: I
irgendein synthetischer Faden sein, der eine fur einen hinsichtlich der Festigkeit, FaIt- oder Fach barkeit
mit der Überzugsmasse besitzt. Bevorzugte synthe- 50 Substrat und seiner Beständigkeit gegenüber Chemi-
tische organische Fäden sind solche aus faserbildenden kalien und Witterung. Wenn die Menge des phenoli-
methylenadipamid (Nylon 6 und Nylon 66) oder aus die Neigung zu einer Verminderung der Festigkeit
faserbildenden Polyestern, z. B. Polyäthylenterephtha- und chemischen Beständigkeit des Überzugs und
lat. Andere faserbildende synthetische Polymerisate, 55 seiner Haftung an dem Substrat. Wenn andererseits
z. B. Polyacrylnitril, Polyvinylacetal oder Polyimide, die Menge zu groß ist, werden die Fachfähigkeit und
können in ähnlicher Weise verwendet werden. Faltbarkeit sowie die Biegefahigkeit des Überzugs
Die Monofäden mit einem Titer von 5 bis 50 den, verringert, und der sich ergebende elektrisch leitfähige
vorzugsweise 10 bis 30 den, oder Multifaden von Faden neigt zum Verlust seiner elektrischen Leitfeinerem Titer mit einer verhältnismäßig geringen Ao fahigkeit bei wiederholtem Strecken und Entspannen
Anzahl von einzelnen Fäden können zur Anwendung und Biegen. Daher werden die Mengen gemäß den
gelangen. vorstehend vorgeschriebenen Bereichen bevorzugt.
besteht die elektrisch leitfahige Uberzugsschicht aus feste Material umfaßt Silber, elektrisch leitfähigen
einer polymeren Bindemittelmatrix von Acrylnitril· 65 Kohlenstoff und deren Gemische, die auf Grund ihrer
von einem anderen Mischmonomeren enthalten kann, elektrischen Leitfähigkeit brauchbar sind. Metall-
und einem phenolischen Harz und einem feinteiligen, pulver, z. B. Gold, Platin, Aluminium. Kupfer, Nickel
oder Wolfram, können ebenfalls zur Anwendung gelangen. Geeignete Silberpulver Tür die Verwendung
gemäß der Erfindung besitzen einen mittleren Teilchendurchmesscr von nicht mehr als 10 Mikron, vorzugsweise nicht mehr als S Mikron, wobei sie von beliebiger
Gestalt sein können. Vorzugsweise sind die Pulver in Form von flachen Flocken. Beispiele Tür elektrisch
leitfähigen Kohlenstoff umfassen Rußmaterialien, z. B. Acetylenruß, leitfähigen Ofenruß oder leitfähigen
Kanalruß, oder feinteiligen Graphit. Acetylenruß wird besonders bevorzugt.
Die Menge eines derartigen feinteiligen, elektrisch lcitfühigcn, festen Materials, die in die elektrisch leitfähige Ubcrzugsschicht einverleibt werden soll, kann
in Abhängigkeit von der Art, Größe, Gestalt des Materials oder der Art von den Substratfäden variiert
werden und kann eine ausreichende Menge sein, um elektrisch leitfähige Eigenschaften der Schicht zu
erteilen. Wenn es z. B. erwünscht ist, zufriedenstellende antistatische Eigenschaften an organische Textilfascrn durch Mischen einer geringen Menge von den
elektrisch leitfähigen Fäden zu erteilen, ist die Menge des elektrisch leitfähigen, festen Materials eine ausreichende, um den elektrischen Widerstand der elektrisch leitfähigen Fäden auf unterhalb I09 Ohm/cm
zu bringen, wenn die Dicke des elektrisch leitfähigen Überzugs 0,5 Mikron oder darüber beträgt.
Die obere Grenze der Menge des feinteiligen, elektrisch leitfähigen, festen Materials, die in dem. elektrisch leitfähigen Überzug vorhanden sein soll, wird
von der Festigkeit des Überzugs und der Haftung zwischen dem Überzug und dem Substrat bestimmt.
Wenn beispielsweise ein feines Silberpulver verwendet wird, wird es bevorzugt, daß nicht mehr als
90 Gewichtsprozent Silber in dem Überzug vorhanden sind. Im Falle von elektrisch leitfähigem Kohlenstoff
werden Mengen von nicht oberhalb 60 Gewichtsprozent gewöhnlich bevorzugt. Der optimale Anteil
des feinteiligen, elektrisch leitfähigen, festen Materials in dem Überzug hängt von solchen Faktoren wie der
Art, Größe und Gestalt des elektrisch leitfähigen, feinen Pulvers und der Dicke des Überzugs ab. Technisch durchführbare und brauchbare Bereiche, die
gemäß der Erfindung bevorzugt werden, sind bei etwa 70 bis 90 Gewichtsprozent, insbesondere 75 bis
87 Gewichtsprozent, bei Verwendung von Silber allein, und etwa 7 bis 60 Gewichtsprozent, insbesondere 10
bis 40 Gewichtsprozent, bei Verwendung von Kohlenstoff allein.
Die pastenartige Uberzugszusammensetzung Tür die Bildung einer unbehandelten, elektrisch leitfähigen
Ubcrzugsschicht auf der Oberfläche der Substratfaden besteht aus der Komponente für die Bildung der
polymeren Bindemittelmatrix, dem feinteiligen, elektrisch leitfähigen, festen Material und einem Lösungsmittel für die genannte matrixbildende Komponente.
Erwünschtenfalls kann die Überzugsmasse ein Härtungsmittel für das phenolische Harz, z. B. Hexamethylentetramin, ein viskositätssteigerndes Mittel
für die Überzugsmassen, z. B. Cumaron-Inden-Harz, oder ein Antioxydationsmittel, z. B. 2,6-Di-tert.-butylp-cresol, enthalten.
Die Überzugsmasse wird auf die Oberfläche eines synthetischen organischen Fadens in der gewünschten
Menge nach irgendeinem gebräuchlichen Verfahren, z. B. durch Eintauchen, Beschichten oder Aufsprühen,
aufgebracht.
schen Fadens gebildete Schicht wird in ungetrocknetem Zustand oder nach Ausführung einer Halbtrocknung oder Trocknung zur Bildung einer halbfesten oder festen Schicht nach dem Verfahren gemäß
S der Erfindung nachbehandelt, wobei eine Lösung eines Polyisocyanats von niederem Molekulargewicht, vorzugsweise mit einem Molekulargewicht von nicht
mehr als etwa 1000, auf die Oberfläche der Uberzugsschicht aufgebracht und dann erhitzt wird.
■ο Bei einer Ausführungsform wird der synthetische
organische Faden mit der darauf aufgebrachten Überzugsmasse durch einen Heißlufttrockner bei 70 bis
23OX geleitet, um das Lösungsmittel in der Zusammensetzung zu verflüchtigen, worauf dann das
Nachbehandlungsmittel darauf angewendet wird. Die Verflüchtigungs- und Trocknungsstufe können zu
diesem Zeitpunkt in einer oder in einer Mehrzahl von Stufen ausgeführt werden. Die bevorzugten Lösungsmittel, die bei der Herstellung der pastenartigen Uber-
zugsmasse brauchbar sind, sind solche mit einer ausreichenden Flüchtigkeit bei der vorgeschriebenen
Trocknungstemperatur, und Beispiele für derartige Lösungsmittel umfassen Ketone, z. B. Methylethylketon oder Methylisobutylketon, chlorierte Kohlen-
Wasserstoffe, z. B. Dichloräthan, Ester, z. B. Äthylacetat, Nitrokohlenwasserstoffe, z. B. Nitromethan.
Mischungen hiervon miteinander oder mit einem Verdünnungsmittel, z. B. Toluol.
nete oder ungetrocknete Überzugsschicht aufgebracht und dann erhitzt. Wenn das Trocknen in einer Mehrzahl von Stufen ausgeführt wird, kann das Aufbringen
des Nachbehandlungsmittels auf die Uberzugsschicht zu jeder gewünschten Stufe nach der ersten Stufe
erfolgen.
Das als Nachbehandlungsmittel gemäß der Erfindung verwendete Polyisocyanat soll ein niederes
Molekulargewicht besitzen, so daß es zumindest in die Oberflächenschicht der vorgebildeten elektrisch
leitfähigen Uberzugsschicht eindringen kann. Das Molekulargewicht des Polyisocyanats ist vorzugsweise
nicht größer als etwa 1000, obgleich es in Abhängigkeit
von derartigen Faktoren, wie der Art des verwendeten Polyisocyanats, dem Ausmaß der Trocknung der vor-
4$ gebildeten elektrisch leitfähigen Uberzugsschicht. der
Dicke der Uberzugsschicht, der Art der matrixbildenden Komponenten der Uberzugsschicht oder von
deren Zusammensetzung variieren kann.
Als Polyisocyanat kann im Grunde jedes zur An
wendung gelangen mit Ausnahme von solchen, die
nur eine Decküberzugsschicht auf der elektrisch leitfähigen Uberzugsschicht bilden und nicht die Schicht
durchdringen können.
cyanate können durch die nachstehende allgemeine Formel ausgedrückt werden
R(NCO)1,
worin R einen organischen Rest und η eine ganze to Zahl von 2 oder darüber darstellt, und die ein Molekulargewicht von weniger als etwa 1000 besitzen.
Solche Verbindungen, in welchen der Wert 2 bis 6. vorzugsweise 2 bis 4. bedeutet, sind mühelos zu verwenden, jedoch solche mit einem größeren Wert
von /1 können ebenfalls zur Anwendung gelangen. Die Polyisocyanate mit einem hohen lsocyanalgruppengehalt durchdringen selbst bei Anwendung
auf einen Faden, auf dem eine feste Uberzugsschicht
gebildet ist, mühelos die Uberzugsschicht, wobei unter Erhitzen die Härtung der Uberzugsschicht gefördert
wird, um einen elektrisch leitfähigen Überzug zu erhalten, der zäh ist und eine ausgezeichnete Beständigkeit
gegenüber Dien und Chemikalien besitzt.
Beispiele für Polyisocyanate, die unter die vorstehend
angegebene allgemeine Formel fallen, umfassen C4- bis C^-Polymethylendiisocyanate, z. B.
Hexamethylendiisocyanat, aliphatische Diisocyanate, ζ. B. m-Cylylen-diisocyanat, alicyclische Diisocyanate,
z.B. 1,3-Hexahydroxylylendiisocyanat, 4,4'-Dicyclohexylmethandiisocyanat
oder hydratisiertes Tolylendiisocyanat, aromatische Diisocyanate, ζ. B. 2,4-Tolylendiisocyanat,
1,4-Phenylendiisocyanat, 4,4'-Diphenylendiisocyanat,
4,4'-Diphentylmethandiisocyanat, is 3,3'-Dimethyl -4,4'-diphenylmethandiisocyanal oder
1,5-Naphthalindiisocyanat; Polyisocyanate mit drei oder mehreren funktioneilen Gruppen, die von mehrwertigen
primären Aminen mit drei oder mehreren funktioneilen Gruppen abgeleitet sind, z. B. Triphenylmethan-4,4',4"-triisocyanat
oder Polymethylenpolyphenylisocyanate
(OCN — QH4 — CH2 — (OCN — C(,H3 — CH,)„-|
L CH4 — NCO mit η = 1 bis 10) *5
Polyisocyanaturethane, die durch Umsetzung von mehrwertigen Alkoholen mit drei oder mehr funktionellen
Gruppen, z.B. Glycerin, Trimethyloläthan, Trimethylolpropan oder Pentaerythrit, mit den beschriebenen
Diisocyanaten erhalten wurden (wobei die Diisocyanate bei einem Verhältnis äquimolar zu
den — OH-Gruppen in den mehrwertigen Alkoholen umgesetzt werden), Diisocyanatverbindungen mit
einem Molekulargewicht von unterhalb etwa 1000 mit Isocyanatgruppen an beiden endständigen Gruppen,
die durch Umsetzung von Polyäthern oder Polyestern mit den beschriebenen Diisocyanaten erhalten wurden,
und Mischungen hiervon.
Im Hinblick auf die Reaktivität (Förderung der Härtung), Kosten, niedere Toxizität und leichte Handhabung
werden die aromatischen Isocyanate, insbesondere aromatische Diisocyanate und Polyisocyanaturethane
bei dem Verfahren gemäß der Erfindung bevorzugt.
Durch die Nachbehandlung der elektrisch leitfähigen Uberzugsschicht mit dem beschriebenen PoIyisocyanat
werden elektrisch leitfähige Fäden mit einer bemerkenswert verbesserten Beständigkeit gegenüber
Ölen und Chemikalien geschaffen. Die Anwendung eines derartigen Polyisocyanats fördert in
wirksamer Weise die Härtung der elektrisch leitfahigen Uberzugsschicht durch Erhitzen und ermöglicht
die Erzeugung von elektrisch leitfähigen Fäden in kontinuierlicher Weise bei einer hohen
Leistung und ohne den Nachteil einer ungenügenden Härtung der elektrisch leitfähigen Uberzugsschicht.
Das Mittel zur Anwendung des Polyisocyanats auf die Uberzugsschicht unterscheidet sich etwas hinsichtlich
der Tatsache, ob sie unmittelbar nach dem Beschichten der pastenartigen, elektrisch leitfähigen
Überzugsmasse oder nach Trocknen derselben unter Bildung einer festen Uberzugsschicht zur Anwendung
gelangt. Gewöhnlich wird eine Lösung von dem PoIyisocyanat auf die Uberzugsschicht nach irgendeiner
gebräuchlichen Maßnahme, z. B. Eintauchen, Aufsprühen oder Zerstäuben oder Beschichten, aufgebracht.
Die Lösungsmittel, die zur Bildung einer Lösung von dem Polyisocyanat verwendet werden, sind
flüchtige organische Lösungsmittel, die das Polyisocyanat auflösen und gegenüber der Isocyanatgruppe
inert sind. Beispiele Tür die bevorzugten Lösungsmittel umfassen aromatische Kohlenwasserstoffe, z. B. Benzol
und Toluol, chlorierte Kohlenwasserstoffe, z. B. Methylendichlorid, Äthylendichlorid oder Chlorbenzol,
Ester, z. B. Äthylacetat und Butylacetat, Äther, z. B. Dioxan und Tetrahydrofuran, und Mischungen
hiervon. Die Lösung von dem Polyisocyanat kann geringfügige Mengen von Zusätzen, z. B. Katalysatoren,
enthalten.
Beispiele für den Katalysator umfassen tert.-Amine, z. B. Triäthylendiamin oder Triäthylamin, und organische
Zinnverbindungen, z.B. Dibutylzinndilaurat.
Die Menge des als Beschichtung aufzubringenden Polyisocyanats beträgt vorzugsweise 0,3 bis 20 Gewichtsprozent,
bezogen auf den elektrisch leitfähigen Faden nach der Behandlung. Vorzugsweise beträgt
die Menge 1 bis 10 Gewichtsprozent. Mengen von unterhalb 0,3 Gewichtsprozent ergeben keine auereichende Wirkung hinsichtlich der Förderung der
Härtung der Uberzugsschicht und führen zu einer geringeren Verbesserung der Beständigkeit gegenüber
Ol und Chemikalien des sich ergebenden elektrisch leitfähigen Fadens. Die Anwendung von überschüssigen
Mengen des Polyisocyanats ist für die Förderung der Härtung der Uberzugsschicht nicht notwendig.
Dies kann häufig zur Bildung einer Isolierschicht aus der Polyisocyanatverbindung auf der elektrisch leitfähigen
Uberzugsschicht unter Verringerung der elektrischen Leitfähigkeit führen oder die Fähigkeit zum
Falten oder Fachen oder die Biegefähigkeit des sich ergebenden elektrisch leitfähigen Fadens beeinträchtigen.
Die Verwendung von übermäßigen Mengen der Polyisocyanatverbindungen ist daher nicht erwünscht.
Nach dem Aufbringen der Polyisocyanatverbindung in der gewünschten Menge auf die Oberfläche
der elektrisch leitfähigen Uberzugsschicht und nach Eindringenlassen in diese Uberzugsschicht wird das
Fadenmaterial durch ein Luftbad, z. B. bei 120 bis 2400C, während 1 bis 30 Sekunden geleitet. Nach
diesem Verfahren kann ein ausreichend gehärteter, elektrisch leitfähiger überzug gebildet werden, der
eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Dien und Chemikalien und eine gute FaIt- oder Fachfähigkeit
und Biegsamkeit sowie Haltbarkeit besitzt. Das Aufbringen des Polyisocyanats ist nach dem Aufbringen
der pastenartigen überzugsmasse auf die Oberfläche des synthetischen Substratfadens und nach
Trocknen desselben, wobei eine halbfeste oder feste Uberzugsschicht erhalten wird, leichter, und dies wird
somit als Zeitpunkt für das Aufbringen oder Anwenden des Polyisocyanats bevorzugt.
Die Feststellung ist von Interesse, daß die Verwendung einer Vormischung von der pastenartigen Überzugsmasse
mit Polyisocyanat sich auf Grund einer Reihe von unerwünschten Wirkungen als unwirksam
erwies, beispielsweise Gelbildung der pastenartigen überzugsmasse, Verkürzung der Gebrauchsdauer oder
verringerte Haftung des Überzugs an dem Substratfaden.
Die Dicke des elektrisch leitfähigen Überzugs wird von der elektrischen Leitfähigkeit des sich ergebenden
elektrisch leitfähigen Fadens und von dessen funktioneilen Eigenschaften als Textilfaser beschränkt.
Obgleich sie von der Art, Größe und Gestalt des in
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der Uberzugsschicht vorhandenen feinteiligen, elektrisch
leit Pah igen, festen Materials abhängt, kann eine
durchschnittliche Dicke von unterhalb 0,5 Mikron die gewünschte elektrische Leitfähigkeit nicht in dem
gewünschten oder ausreichenden Ausmaß erreichen. Die obere Grenze der Dicke des Überzugs hängt von
dem Titer des verwendeten synthetischen organischen Fadens ab, wobei jedoch eine Dicke von oberhalb
15 Mikron Tür die Zwecke gemäß der Erfindung nicht
notwendig ist. Ein überzug mit einer übermäßigen Dicke ist auf Grund der nachteiligen Wirkungen auf
die Fall- oder Fachbarkeit und Biegefähigkeit des erhaltenen elektrisch leitfähigen Fadens nicht erwünscht.
Wenn das feinteilige, elektrisch leitfähige, feste Material aus Silber besteht, genügt eine mittlere Dicke
von 0,5 bis 10 Mikron, insbesondere etwa 0,7 bis 5 Mikron,
um die Zwecke gemäß der Erfindung zu erreichen. Im Falle von Kohlenstoff beträgt die mittlere
Dicke, die für die Zwecke gemäß der Erfindung wirksam ist, wenigstens I Mikron, z. B. 1 bis 15 Mikron,
insbesondere etwa 2 bis 12 Mikron.
Durch die Bildung eines gehärteten elektrisch leitfähigen
Überzugs mit einer Dicke von 0,5 bis 15 Mikron auf der Oberfläche eines synthetischen organischen
Fadens kann ein elektrisch leitfähiger Faden mit einer guten Fall- oder Fachbarkeit und Biegefähigkcit
erhalten werden, der einen elektrischen Widerstand von 10 bis 109 Ohm/cm besitzt.
Der gemäß der Erfindung hergestellte elektrisch leitfähige
Faden besitzt funktionell Eigenschaften als Textilfaser. Der Faden besitzt mechanische Eigenschaften,
die denjenigen des Substratfadens vergleichbar sind, nämlich eine Bruchfestigkeit von wenigstens etwa
I g/den, insbesondere wenigstens etwa 2 g/den, eine Bruchdehnung von wenigstens etwa 3%, insbesondere
wenigstens etwa 10%, und einen Youngschen Anfangsmodul von nicht mehr als etwa 2000 kg/mm2, insbesondere
nicht mehr als etwa 2000 kg/mm2. Er besitzt ferner ein geringes Gewicht bei einem spezifischen
Gewicht von weniger als etwa 2,5 g/cm3, insbesondere weniger als etwa 2 g/cm3. Der gemäß der Erfindung
hergestellte Faden besitzt eine ausreichende Haltbarkeit gegenüber den verschiedenen Bedingungen, welchen
Textilfasern oder -fäden gewöhnlich ausgesetzt sind. Die Verhinderung von statischer Elektrizität bei
organischen Textilfasern kann durch das Einverleiben der gemäß der Erfindung hergestellten elektrisch leitfähigen
Fäden bewirkt werden, ohne daß der Griff und die physikalischen Eigenschaften der organischen
Textilfasern beeinträchtigt werden.
Die gemäß der Erfindung hergestellten elektrisch leitfähigen Fäden können mühelos den organischen
Textilfasern in Form von Monofäden, Multifäden oder Stapelfasern einverleibt werden.
Textilmaterialien mit einem dauerhaften antistatischen Verhalten werden aus üblichen organischen
Textilfasern oder -faden und einer geringen Menge der vorstehend beschriebenen elektrisch leitiahigen
Fasern oder Fäden gebildet, und sie können das erwünschte antistatische Verhalten und die mechanischen
Eigenschaften und ein Aussehen besitzen, so daß sie für praktische Zwecke zufriedenstellend sind,
selbst, wenn nur eine geringe Menge, z. B. weniger als 2%, vorzugsweise 0,001 bis 1,5 Gewichtsprozent
an leitiahigen Fasern vorhanden ist.
Das Mischen von den leitfähigen Fasern und den organischen Textilfasern kann durch Mischspinnen,
Mischzwirnen oder Mischdrehen, Misch weben, Mischstricken oder -wirken oder nach irgendeiner anderen
gewählten Arbeitsweise ausgeführt werden, überdies muß die erstere Faser nicht unbedingt gleichmäßig
in der letzteren Faser verteilt sein. Teppichgarne, Web-, Strick- oder Wirkgarne oder Nähfaden können
zuerst mit der leitiahigen Faser gemischt werden, worauf ein Knüpfen, Weben, Stricken, Wirken oder
Nähen mit der Mischung ausgeführt werden kann, wodurch gewährleistet wird, daß die leitfähige Faser
ίο in geeigneten Abständen in dem Endprodukt vorhanden
ist. Beispielsweise kann ein Hemd aus einem Polyestertuch unter Verwendung eines Nähfadens
mit einem Gehalt von etwa 8 Gewichtsprozent an der leitfähigen Faser genäht werden. In diesem Fall enthält
das als End- oder Fertigprodukt erhaltene Hemd bloß 0,05 Gewichtsprozent an der leitiahigen Faser,
wobei es jedoch dennoch ein sehr zufriedenstellendes antistatisches Verhalten aufweist. Wenn andererseits
das Endprodukt ein Rock ist, wird die unerwünschte Erscheinung von Rock und Unterkleidung, die zusammenwirken
und an dem Körper ankleben, in einem beträchtlichen Ausmaß durch das Einnähen von
einem einzelnen Fadenkabel aus dem leitfähigen Faser- oder Fadenmaterial in den Saumteil des
Rockes geregelt. In diesem Fall kann der Gehalt an der leitfähigen Faser, bezogen auf den ganzen Rock,
so gering wie 0,005 Gewichtsprozent sein.
Es wird angenommen, daß der Mechanismus, nach welchem die statische Elektrizität unterdrückt wird,
auf die Elektrizität beseitigende Wirkung von feinen elektrisch leitfähigen Fäden, die in den Textilmaterialien
vorhanden sind, zurückzuführen ist, was auf deren Fähigkeit zur Koronaentladung beruht.
Die Textilmaterialien können z. B. eine Stapelfaser-
Die Textilmaterialien können z. B. eine Stapelfaser-
.15 mischung, gesponnene Garne, gezwirnte oder gedrehte Garne, Bänder, gewebte Stoffe, gestrickte oder
gewirkte Stoffe, ungewebte Stoffe, genähte Gegenstände oder Teppiche, Kleidungsstücke und Polsterwaren
sein.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Beispielen näher erläutert, worin die verschiedenen Eigenschaften
der elektrisch leitfähigen Fäden nach den nachstehenden Arbeitsweisen gemessen wurden.
-*-s 1. Bestimmung des elektrischen Widerstandes
Der Probefaden wird auf eine isolierende Kautschukplatte gelegt und von oben her von zwei Elektroden
einer Meßeinrichtung an Stellen im Abstand von jeweils einen Zentimeter voneinander gepreßt. Der
elektrische Widerstand wird dann abgelesen. Wenn der Widerstand kleiner als 1 · 106 Ohm/cm ist, wird
ein FM-Prüfgerät, Modell L-19-B, hergestellt von Yokogawa Electric Works, Japan (Meßspannung
3 V), verwendet, und für die Bestimmung von höheren elektrischen Widerstandswerten wird ein automatisches
isolierendes Ohmmeter, Modell L-68, hergestellt von Yokogawa Electric Works, Japan (Meßspannung
1000 V), verwendet. Das letztere Meßgerät kann den elektrischen Widerstand des Fadens bis zu
2 · 109 Ohm messen. Die unterste Skala von dieser Meßeinrichtung ist 1106 Ohm, wobei niedrigere
Widerstände nicht abgelesen werden können.
2. Bestimmung der Olbeständigkeit
Eine ausreichende Menge von einem Textilöl (für Poly-e-capronamid [Nylon 6]-Teppich; bestehend aus
89% Mineralöl, 5% Polyoxyäthylenalkyläther und 6% Polyäthylenglykol-fettsäureester) wurde als überzug
auf die Probe aufgebracht. Danach wurde die Probe während 24 Stunden stehengelassen, worauf
der Faden dann während 15 Minuten mit einem Polyamidzahnrad
gerieben wurde. Der elektrische Widerstand des Fadens wird dann gemäß dem vorstehend
unter (1) beschriebenen Verfahren gemessen.
Das bei dieser Prüfung angewendete Reibeverfahren wird wie folgt ausgeführt:
Der Faden wird während 15 Minuten mit einem Polyamidzahnrad (120 Umdrehungen/min, Durchmesser
5 cm, Dicke 4 cm, Anzahl der Zähne 20) gerieben, wobei er unter einer Belastung von 1 g/den
an einem Ende, berechnet auf der Basis des Substratfadens, gestreckt wurde. Das andere Ende des Fadens
wird mit einer Welle- verbunden, die sich mit 15 Umdrehungen
je Minute dreht. Auf diese Weise wird der Faden um seine Achse gedreht und gleichmäßig mit
dem Polyamidzahnrad entlang seines gesamten Umfanges gerieben.
3. Bestimmung des Widerstands gegenüber
Trockenreinigung
Trockenreinigung
Der Probefaden wird während 10 Minuten in Tetrachloräthylen
bei 70° C eingetaucht, herausgenommen und augenblicklich mit dem gleichen Polyamidzahnrad,
wie vorstehend unter 2. beschrieben, wahrend 15 Minuten gerieben. Danach wird der elektrische
Widerstand des Fadens in gleicher Weise, wie vorstehend unter 1. angegeben, gemessen. Tetrachloräthylen
wird gelegentlich auf den Faden während des Reibens mit dem Polyamidzahnrad gegossen, um den
Faden zu jedem Zeitpunkt feuchtzuhalten.
4. Messung der Reibungsbeständigkeit
Die Fadenprobe mit einer Länge von 25 mm wird über einen Glasstab mit einem Durchmesser von 7 mm
mit einer glatten Oberfläche und einem kreisförmigen Querschnitt gehängt. Eine Anfangsbelastung von
500 mg zum Spannen wird auf jedes Ende des Fadens ausgeübt. An dem einen Ende wird die Belastung allmählich
um 100 mg erhöht, und die Belastung, bei welcher der Faden zu gleiten beginnt, wird bestimmt.
Ein Reibungskoeffizient wird dann gemäß der nachstehenden Gleichung berechnet:
Reibungskoeffizient =
1,36
(worin T0 die Anfangsbelastung ist und T1 die Endbelastung
darstellt).
Die Menge der Polyisocyanatverbindung, die auf
den elektrisch leitfähigen Überzug angewendet wurde,
wurde in »Prozent«, bezogen auf das Gewicht des erhaltenen elektrisch leitfähigen Fadens, ausgedrückt.
Die in den nachstehenden Beispielen angegebenen Teile und Prozentangaben sind insgesamt auf Gewicht
bezogen.
Eine gut gemischte pastenartige Masse, bestehend aus 80 Teilen von flockigem Silberpulver (mit einem
durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 1,5 Mikron), 12 Teilen Acrylnitril/Butadien-Mischpolymerisat
(Nitrilgehalt 32%), 8 Teilen modifiziertem Phenolharz, 60 Teilen Methyläthylketon und 20 Teilen Chlorbenzol,
wurde als Beschichtung auf die Oberfläche eines Monofadens aus Poly-e-capronamid (Nylon 6)
mit einem Titer von 15 den, der von einer sich drehenden
Rolle bei 25 m/min geführt wurde, aufgebracht, und der Faden wurde dann durch einen Heißlufttrockner
bei 125° C während 2,4 Sekunden durchgeleitet, um eine feste Uberzugsschicht zu bilden.
Eine 15%ige Lösung von 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat in Äthylendichlorid wurde in variierenden Mengen auf die Uberzugsschicht mittels einer Drehwalze aufgebracht, worauf der Faden durch ein Luftbad bei 200°C während 2,8 Sekunden geleitet wurde. Es wurden die in der nachstehenden Tabelle I gezeigten elektrisch leitfähigen Monofäden erhalten. Die Menge des Polyisocyanats wurde durch Änderung der Drehzahl der Rolle oder Walze variiert. Für Vergleichszwecke wurde auch ein elektrisch leitfähiger Faden ohne Aufbringen des Polyisocyanats hergestellt.
Eine 15%ige Lösung von 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat in Äthylendichlorid wurde in variierenden Mengen auf die Uberzugsschicht mittels einer Drehwalze aufgebracht, worauf der Faden durch ein Luftbad bei 200°C während 2,8 Sekunden geleitet wurde. Es wurden die in der nachstehenden Tabelle I gezeigten elektrisch leitfähigen Monofäden erhalten. Die Menge des Polyisocyanats wurde durch Änderung der Drehzahl der Rolle oder Walze variiert. Für Vergleichszwecke wurde auch ein elektrisch leitfähiger Faden ohne Aufbringen des Polyisocyanats hergestellt.
Die erhaltenen elektrisch leitfähigen Monofäden besaßen die in der nachstehenden Tabelle I angegebenen
Fasereigenschaften,. woraus ersichtlich ist, daß diese Fäden mechanische Eigenschaften, FaIt-
und Fachbarkeit und Biegefähigkeit besitzen, die im wesentlichen den entsprechenden Eigenschaften des
Substratfadens gleich sind, und daß sie außerdem ein geringes Gewicht aufweisen.
Probe
Nr. |
Menge an
4,4'-Di- phenyl- methan- diisocyanat (%) |
Dicke des
elektrisch leitfähigen Oberzugs (Mikron) |
Elektrischer
Widerstand (Ohm/cm) |
Bruch
festigkeit (g/den) |
Bruchfestig
keit, berech net als Sub stratfaden (g/den) |
Bruch
dehnung (%) |
Youngscher
Anfangs modul (kg/mm2) |
Spez.
Gewicht (g/cm3) |
A-I (Kontrolle) A-2 A-3 A-4 |
0 1,0 3,6 6,9 |
3,4 3,4 3,4 3,4 |
40 40 50 90 |
2,8 2,8 2,8 2,8 |
5,5 5,4 5,6 5,8 |
48 45 50 50 |
220 240 230 250 |
1,7 1,7 1,7 1,7 |
Der Olwiderstand, der Trockenreinigungswiderstand und der Reibungskoeffizient von diesen elektrisch
leitfähigen Fäden wurden geprüft, und die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle II
aufgeführt.
PrnLn | A-I | Menge an 4,4'-Di- | Elektrischer Widerstand (Ohm/cm) |
nach dem ölwider-
standstest |
nach dem | Reibungskoeffizient |
XIr | (Kontrolle) | phenylmethan- | oo |
Trocken rein igungs-
widerstandstest |
||
IN Γ. | A-2 |
diisocyanat
(%) |
vor der Prüfung | OO | 0,78 | |
A-3 | O | 40 | 1 · 106 | |||
A-4 | 100 | 1 · 106 | 0,28 | |||
1,0 | 40 | 200 | 80 | 0,22 | ||
3,6 | 50 | 150 | 0,20 | |||
6,9 | 90 | |||||
Die Proben A-2, A-3 und A-4 behielten ihre elektrische Leitfähigkeit in dem Olwiderstandstesl und
dem Trockenreinigungs-Widerstandstest und besaßen eine sehr gute Haltbarkeit ohne Abschälen oder Ablösen von der Uberzugsschicht. Oa außerdem der
Reibungskoeffizient von diesen Fäden gering ist, bieten sie sich selbst einer mühelosen und leichten
Handhabung an. In Probe A-I, auf welche das PoIyisocyanat nicht angewendet worden war, drang demgegenüber das Textilöl oder Lösungsmittel in den
elektrisch leitfähigen Überzug ein, und im feuchten
Zustand löste sich der elektrisch leit fähige Überzug
von dem Substratfaden durch Reibung. Dies zeigt an, daß der Faden von Probe A-I eine ungenügende
Haltbarkeit hinsichtlich der Verwendung unter derartigen Bedingungen besaß. Ferner hatte die Kontrollprobe A-I einen großen Reibungskoeffizienten und
zeigte ein dementsprechendes schwieriges Gleiten. Es besteht daher die Wahrscheinlichkeit, daß diese Probe
beim Abwickeln von einer Spule bricht.
Um den gemäß der Erfindung erzielbaren härlungsfördernden Effekt zu veranschaulichen, wurde außerdem der nachstehende Versuch ausgeführt:
Es wurden vier elektrisch leitfähige Monofäden unter den gleichen Bedingungen, wie vorstehend angegeben, mit der Abänderung hergestellt, daß die
Menge von 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat bei 3,6% gehalten wurde und die Temperatur des Luftbades
für die Wärmchärtung bei 140, 160, 180 und 2000C festgelegt wurde. Für Vergleichszwecke wurden elektrisch leitfähige Fäden unter den gleichen Bedingungen
ohne Aufbringen des Polyisocyanate hergestellt.
Jeder von diesen elektrisch leitfähigen Fäden wurde in Mcthylisobutylkcton, das ein Lösungsmittel für das
Acrylnitril/Butadien-Mischpolymerisat und modifizierte Phenolharz ist, bei Raumtemperatur während
60 Sekunden unter langsamem Rühren eingetaucht. Der Unterschied von dem Gewicht vor und nach dem
Eintauchen wurde gemessen, und das Ausmaß des Gewichtsverlustes wurde bestimmt. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle III
zusammengefaßt.
Ausmaß des Gewichtsverlustes (%) | keine Anwendung | |
Temperatur des | des Isocyanats | |
Luft bades | 4,4'-Diphcnylmethan- | (Kontrolle) |
diisocyanat, | 46 | |
(0C) | angehaftet in 3,6% | (die gesamte |
140 | 4 | Uberzugsschicht |
wurde eluiert) | ||
32 | ||
160 | 2 | |
Temperatur des
Luftbades
CC)
180
200
4,4'-Diphenylmethan-
düsocyanat,
angehaftet in 3,6%
keine Anwendung
des Isocyanats
(Kontrolle)
13
betrug 4,8 Sekunden. Ein Erhöhen der Luftbadtemperatur auf über 2000C war nicht möglich, da dies
zu Fadenbruch und Unausführlichkeit einer kontinuierlichen Produktion führte.
Die in der vorstehenden Tabelle III aufgeführten
Ergebnisse zeigen, daß nach dem Verfahren gemäß
der Erfindung die Matrix durch Wärmebehandlung während einer sehr kurzen Zeit ausreichend gehärtet
werden kann und eine ausgezeichnete Haltbarkeit, wie aus den Ergebnissen von Tabelle II ersichtlich
ist, den Fäden erteilt werden kann. Demgegenüber ist, wenn die elektrisch leitfähige Uberzugsschicht
nicht mit der Polyisocyanatverbindung behandelt wird, der Gewichtsverlust 7%, selbst wenn der Faden
bei der maximalen Temperatur behandelt wird, bei
welcher eine kontinuierliche Herstellung der elektrisch
leitfähigen Fäden ausgeführt werden kann. Dies zeigt eine ungenügende Härtung der Uberzugsschicht an.
Auch bei Fehlen der Behandlung mit dem Polyisocyanat nimmt der Gewichtsverlust auf 1 % ab, wenn
der Faden auf eine Spule aufgewickelt ist und bei 150 bis 1800C während langer Zeitdauer, z.B. während
30 Minuten oder länger, wärmebehandelt wird. In diesem Fall jedoch haftet der Faden selbst an der
Spule und kann nicht herausgenommen werden.
Außerdem ist eine derartig lange Wärmebehandlungsdauer bei einer großtechnischen Produktion sehr
nachteilig.
Die elektrisch leitfähigen Fäden, die in Tabelle IU
gezeigt sind und bei einer Luftbadtemperatur von
2000C hergestellt wurden, entsprechen den Proben
Nr. A-3 und A-I der Tabellen I und II.
Es wurde bestätigt, daß die mit dem Polyisocyanat nachbehandelten elektrisch leitfähigen Fäden die
gleichen ausgezeichneten Eigenschaften wie die elek-
(10 trisch leitfähigen Fäden besitzen, die bei Verwendung einer Matrix aus Acrylnitril/Butadien-Mischpolymerisat- und Phenolharz, jedoch ohne Nachbehandlung
mit dem Polyisocyanat erhalten wurden, z. B. Faltoder Fachbarkeit, Biegefähigkeit, Streckbeständigkeit,
Biegebeständigkeit, Witterungsbeständigkeit oder Beständigkeit gegenüber Verfärben.
Die elektrisch leitfähigen Fäden (Proben A-2, A-3 und A-4) zeigten eine ausgezeichnete Haltbarkeit, da
ihre elektrischen Widerstände kaum geändert wurden, wenn sie mit einem Bad mit einem Gehalt von 1 g/Liter
eines nichtionischen Reinigungsmittels und 0,3 g/Liter Natriumcarbonat bei 95° C während 60 Minuten-gespült
und unter Verwendung eines Färbebades mit einem Gehalt von 0,15 g/Liter eines oberflächenaktiven
Mittels, 0,16 g/Liter Ammoniumsulfat' und einem Farbstoff, dessen pH-Wert mit Essigsäure auf
4,6 bis 4,8 eingeregelt wurde, bei 95° C während 60 Minuten gefärbt wurde.
Überdies zeigten die Proben A-2, A-3 und A-4 keine wahrnehmbare Änderung des elektrischen Widerstandes,
wenn sie bei Raumtemperatur während 20 Stunden in Methanol, Äthylacetat, Toluol, eine
10%ige wäßrige Lösung von Schwefelsäure, eine 20%ige wäßrige Lösung von Natriumhydroxyd und
eine 20%ige wäßrige Lösung von Essigsäure jeweils eingetaucht wurden oder wenn sie bei Raumtemperatur
während 20 Stunden in einer Atmosphäre von Stickstoffoxydgas, Schwefelwasserstoffgas oder Schwefeldioxydgas
jeweils stehengelassen werden. Somit zeigten sie eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber
Lösungsmitteln, Chemikalien und Gasen.
Wenn jeder von diesen elektrisch leitfähigen Fäden während 300 Stunden einem Xenon-Witterungs-O-meter
ausgesetzt wurde, zeigte er eine Festigkeitsbeibehaltung von 95% und zeigte überdies kaum irgendeine
Änderung hinsichtlich des elektrischen Widerstandes.
Es wurde auch festgestellt, daß, wenn jeder der Fäden einem 50maligen Strecken-Entspannen von
5% unterworfen wurde, dieser weiterhin seine elektrische Leitfähigkeit beibehielt.
Jeder der elektrisch leitfähigen Monofäden A-I, A-2, A-3 und A-4 wurde mit einem gekräuselten,
nicht leitfähigen Polyamidgarn (2600 den/136 Fäden) bei dem Verfahren zur Zwirnung des letzteren vereinigt
und verzwirnt. Auf das so erhaltene, elektrisch leitfähige Garn wurden 2 Gewichtsprozent von dem
gleichen Textilöl, wie in dem Olwiderstandstest verwendet, als Überzug aufgebracht. Es wurde ein geknüpfter
Teppich hergestellt, indem eine Linie oder Zeile aus den leitfähigen Garnen unter den nichtleitfähigen
gekräuselten Polyamidgarnen jede 6. Zeile oder Linie aus dem nicht leitfahigen Garn angeordnet
wurde (Gehalt an leitfahigen Fäden etwa 0,18%). Wenn der Teppich, der unter Verwendung des elektrisch
leitfahigen Monofadens A-I hergestellt worden war, 3 Monate lang liegengelassen wurde, wurde ein
Vergilben des gekräuselten Polyamidgarns beobachtet, und der elektrisch leitfähige Überzug war bis zu einem
Ausmaß gequollen, daß, falls nicht große Sorgfalt in der Handhabung angewendet wurde, die Uberzugsschicht
mühelos durch Reibung angestreift wurde. Im Gegensatz dazu zeigen die Teppiche, die unter Verwendung
der elektrisch leitfähigen Fäden A-2, A-3 und A-4 hergestellt wurden, kaum irgendein Vergilben
von dem gekräuselten Polyamidgarn oder ein Quellen der elektrisch leitfähigen Uberzugsschicht,
selbst beim Liegenlassen während 3 Monaten. Bei diesen Teppichen wurde kaum irgendeine Abnahme
in der Haftung zwischen der elektrisch leitfähigen Uberzugsschicht und dem Substratfaden beobachtet.
Die Teppiche, die unter Verwendung der elektrisch leitfähigen Fäden A-2, A-3 und A-4 hergestellt worden
waren, wurden jeweils gespült, gefärbt und dann einer Backbehandlung jeweils nach den vorstehend angegebenen
Behandlungen unterworfen. Danach ging eine Person, die Schuhe mit Ledersohlen trug, über
jeden der Teppiche bei 25° C und 10% relativer Feuchtigkeit, und es wurde die Aufladespannung des
menschlichen Körpers gemessen. Wenn der Teppich .die elektrisch leitfähigen Fäden nicht enthielt, erreichte
die Aufladungsspannung einen Wert von -8000VoIt, und wenn die Person einen geerdeten
Leiter, z. B. Metall, berührte, erhielt sie einen kräftigen Schlag. Andererseits, wenn der Teppich die elektrisch
leitfähigen Fäden gemäß der Erfindung enthielt, · betrug die Aufladungsspannung an dem menschlichen
Körper nur -1000 Volt bis 1200VoIt, und es wurde kein elektrischer Schlag empfunden.
Wie vorstehend gezeigt, wiesen die elektrisch leitfähigen Fäden gemäß der Erfindung, die mit Proben
ι.s A-2, A-3 und A-4 bezeichnet sind, eine ausgezeichnete
Haltbarkeit gegenüber strengen Bedingungen, z. B. Zwirnungsstufe, Knüpfstufe, Spül- oder Reinigungsstufe
und Färbestufe, auf, und es wurde bestätigt, daß die Verwendung einer geringen Menge der elektrisch
leitfähigen Fäden gemäß der Erfindung die Erteilung von dauerhaften antistatischen Eigenschaften an Textilprodukten
ermöglicht.
Wenn 2% von 4,4'TDiphenylmethandiisocyanat direkt der pastenartigen Zusammensetzung auf der
Basis der Bindemittelmatrix zugegeben wurden und die Herstellung von elektrisch leitfähigen Fäden, versucht
wurde, trat eine Gelierung der Zusammensetzung auf, und es war nicht möglich, die pastenartige
Zusammensetzung gleichförmig auf den Substratfaden aufzubringen. Es war somit unmöglich,
Fäden mit einer dauerhaften elektrischen Leitfähigkeit zu erhalten.
B. Es wurden verschiedene pastenartige Zusammensetzungen mit einem Gehalt an Silberpulver in einer
Menge von 80%, berechnet als Feststoffgehalt, in gleicher Weise wie im Beispiel 1 beschrieben, mit der
Abänderung hergestellt, daß der Anteil von dem Acrylnitril/Butadien-Mischpolymerisat zu dem modifizierten
Phenolharz variiert wurde, wie dies in der nachstehenden Tabelle IV (B-I bis B-3) gezeigt ist.
C. Es wurden verschiedene pastenartige Zusammen-Setzungen mit einem Gehalt an Acetylenruß in einer
Menge von 20%, berechnet als Feststoffgehalt, in ähnlicher Weise hergestellt, wobei das Verhältnis von
Acrylnitril/Butadien-Mischpolymerisat zu dem modifizierten Phenolharz variiert wurde, wie dies in der
nachstehenden Tabelle IV (C-I bis C-3) gezeigt ist. Ein Monofaden aus Poly-e-capronamid (Nylon 6)
mit einem Titer von 20 den wurde bei einer Geschwindigkeit von 25 m je Minute in jeweils eine von
diesen pastenartigen Zusammensetzungen eingetaucht, und die Dicke des aufgebrachten Überzugs aus dieser
Zusammensetzung wurde geregelt, indem der Faden durch einen Schlitz geleitet wurde. Danach wurde der
Faden durch einen Heißtrockner während 4,8 Sekunden bei 1300C geführt, um eine feste Uberzugsschicht
zu bilden. Der Faden wurde dann in eine 30%ige Lösung von 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat
in Chlorbenzol während 0,5 Sekunden eingetaucht und dann durch ein Luftbad bei 1900C während
5 Sekunden geleitet, um einen elektrisch leitfähigen Faden zu bilden.
Die Dicke des elektrisch leitfähigen Überzugs wurde bei Verwendung von Silberpulver auf 3,6 Mikron
eingestellt, und bei Verwendung von Acetylenruß
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wurde sie auf 6,0 Mikron geregelt. Die Menge der Diisocyanatvcrbindung wurde auf 3,6% im Falle von
Silber und auf 4,0% im Falle von Acetylenruß geregelt.
Für Vcrglcichszweckc wurden elektrisch leitfähige Fäden, unter Verwendung von jeweils der vorstehend
beschriebenen pastenartigen Zusammensetzungen, jedoch ohne Aufbringen des Polyisocyanats, unter den
gleichen Bedingungen, wie vorstehend angegeben, hergestellt.
Die Eigenschaften der elektrisch leitfähigen Fäden sowohl gemäß der Erfindung als auch der Kontrollproben sind in der nachstehenden Tabelle IV aufgeführt. Aus der Tabelle IV ist ersichtlich, daß die
Anwendung des Polyisocyanats auf den Faden mit einer darauf gebildeten elektrisch leitfähigen Uberzugsschicht zu einer wesentlichen Verbesserung hinsichtlich des Widerstandes der Fäden gegenüber Ölen
und Trockenreinigung und deren leichte Gleitfähigkeit führt.
Matrix | modifi | Gemäß der Erfindung (nachbehandelt | 4.4'-Diphenylmethandiisocyanat) |
nach dem
ölwider- standstesi |
(Ohm/cm) | Reibungs | Kontrolle (ohne Nachbehandlung | r Polyisocyanatverbindung) | (Ohm/cm) | Reibungs | |
Acryl-
nitril/Butii- |
ziertes | mit | Elektrischer Widerstand | nach dem | koeffizient | mit de | Widerstand | nach dem | koeffizient | ||
Probe | dicn- |
Phenol
harz |
100 |
Trocken-
rcinigungs- widerstands- |
Elektrischer \ |
Trocken
rein igungs- wider- |
|||||
Nr. |
Misch-
poly- mcrisat |
(%) |
vor der
Prüfung |
120 | test | 0,24 |
nach dem
Dl wider- standstest |
standstest | 0,78 | ||
(%) | 25 | 120 | 90 | 0,22 |
vor der
Prüfung |
OO | 0,76 | ||||
75 | 40 | 40 | 2· 106 | 70 | 0,20 | oo | OO | 0,75 | |||
B-I | , 60 | 60 | 40 | 1 -106 | 70 | 0,24 | 30 | OO | OO | 0,82 | |
B-2 | 40 | 30 | 50 | 3· I06 | 3 · 106 | 0,22 | 30 | OO | OO | 0,80 | |
B-3 | 70 | 50 | 5 · 105 | 1 · 106 | 0,20 | 40 | oo | OO | 0,78 | ||
C-I | 50 | 75 | 4- 10s | 3- 10° | 2 105 | OO | OO | ||||
C-2 | 25 | 5· ΙΟ5 | 2- 105 | oo | |||||||
C-3 | 3JO5 | ||||||||||
Ein Monofaden aus Polyethylenterephthalat mit einem Titcr von 20 den wurde bei einem Zufuhrungsausmaß von 25 m je Minute in eine pastenartige Zusammensetzung eingetaucht, die eine innige Mischung
von 25 Teilen Acetylenruß, 45 Teilen eines Acrylnitril/ Butadien-Mischpolymerisats (mit einem Acrylnitrilgehalt von 32%), 30 Teilen modifiziertem Phenolharz
(gleiches, wie im Beispiel 1 verwendet) und 350 Teilen von Methyläthylketon enthielt, und die Dicke der
Beschichtung wurde durch Durchleiten durch einen Schlitz geregelt. Anschließend wurde der Faden durch
einen Heißlufttrockner bei 1300C während 2,4 Sekunden durchgeführt, um eine feste öberzugsschicht
zu bilden. Eine 15%igc Lösung einer Triisocyanat
verbindung in Äthylacetat (wobei die Triisocyanatverbindung durch Umsetzung von 1 Mol Trimelhylolpropan mit 3 Mol Tolylendiisocyanat erhalten wurde)
wurde auf die feste Uberzugsschicht mittels einer Drehrolle oder Dreh walze aufgebracht, und der Faden
wurde durch ein Luftbad bei 23O°C während 4,8 Sekunden geleitet. Es wurden auf diese Weise die in der
nachstehenden Tabelle V gezeigten elektrisch lcit
fähigen Fäden kontinuierlich erzeugt.
Die Dicke des elektrisch leitfähigen Überzugs
wurde bei 6,0 Mikron gehalten, und die Menge der aufzubringenden Triisocyanatverbindung wurde variiert. Die Eigenschaften der so erhaltenen elektrisch
leitfähigen Fäden sind ebenfalls in der nachstehenden Tabelle V angegeben.
Probe
Nr.
Menge an verwendeter Triisocyanatverbindung
vor der Prüfung
nach dem
Dlwiderstandstest
nach dem Trocken-
reinigungswider-
standstest
D-I
D-2
D-3
D-4
0,1
1,0
3,6
6,9
2· 105
2· 105
4· 105
6· 105
oo
1 · 107
5-106
4 106
oo
3· 106
7· 105
4· 106
0,50
0,30
0,24
0,22
Die elektrisch leitfähigen Fäden von den Proben D-2, D-3 und D-4 zeigen ausgezeichnete Beständigkeit
gegenüber Ölen und Trockenreinigung, und der aufgebrachte elektrisch leitfahige überzug löste sich
nicht von den Substratfaden ab. Andererseits besaß die Probe B-I eine schlechte Haltbarkeit, und das
Härten der elektrisch leitfähigen Überzugsschicht
war ungenügend. Überdies wurde ein Abschälen oder
Ablösen der elektrisch leitfähigen Uberzugsschicht von dem Substratfaden beobachtet. In der Probe D-I
6s war die Menge der aufzubringenden Polyisocyanatverbindung ungenügend, und der Widerstand gegenüber öl wurde nicht völlig verbessert.
Es wurden elektrisch leitfähige Fäden, die mit den verschiedenen Polyisocyanatverbindungen, wie nachstehend
angegeben, behandelt worden waren, unter den gleichen Bedingungen, wie im Beispiel 1 angegeben,
hergestellt, und die Eigenschaften von diesen Fäden wurden geprüft. Die Ergebnisse sind in der
nachstehenden Tabelle VI aufgeführt, woraus ersichtlich ist, daß ein Effekt der Nachbehandlung des elektrisch
leitfähigen Überzugs mit der Polyisocyanatverbindung vorhanden war.
A-I | Polyisocyanatverbindung |
aufge
brachte Menge |
Elektrischer Widerstand (Ohm/cm) |
nach dem
öl wider- standstest |
nach dem
Trocken rein igungs- widerstands- |
Reibungs
koeffizient |
|
Probe
Nr. |
(Kontrolle)' | Art | (%) |
vor der
Prüfung |
test | ||
E-I | 0 | oo | OO | 0,78 | |||
E-2 | 40 | ||||||
E-3 | 3,6 | 200 | 500 | 0,24 | |||
E-4 | Hexamethylendiisocyanat | 4,2 | 40 | 180 | 300 | 0,24 | |
E-5 | Metaxylylendiisocyanat | 3,5 | 60 | 150 | 300 | 0,25 | |
E-6 | 4,4'-Dicyclohexylmethandüsocyanat | 3,4 | 70 | 150 | 200 | 0,25 | |
Lysindiisocyanat | 4,0 | 60 | 140 | 120 | 0,20 | ||
E-7 | 2,4-Tolylendiisocyanat | 3,5 | 50 | 120 | 120 | 0,27 | |
E-8 | 3,3'-Dimethyl-4,4'-diphenylmethan- | 70 | |||||
diisocyanat | 3,0 | 100 | 100 | 0,30 | |||
Triphenylmethan-4,4',4"-triisocyanat | 2,8 | 50 | 190 | 250 | 0,32 | ||
Polymethylenpolyphenylpolyisocyanat | 70 | ||||||
F. Es wurden pastenartige Zusammensetzungen aus flockigem Silberpulver (mittlerer Teilchendurchmesser
1,5 Mikron), einer Nitrilkautschuk-Phenolharz-Zusammensetzung
(70 Teile Acrylnitril/Butadien-Mischpolymerisat mit einem Gehalt an 37% Acrylnitril und
30 Teilen des im Beispiel 1 verwendeten modifizierten phenolischen Harzes) und Lösungsmitteln in den in
Tabelle VII, F-I bis F-4, angegebenen Anteilen hergestellt.
G. Es wurden pastenartige Zusammensetzungen aus Acetylenruß, der Nitrilkautschuk-Phenolharz-Zusammensetzung
(mit der Zusammensetzung und in den Anteilen wie oben angegeben) und Lösungsmitteln
in geeigneten Mengen hergestellt.
Ein Monofaden aus Poly-e-capronamid (Nylon 6)
mit einem Titer von 15 den wurde in jede der erhaltenen
pastenartigen Zusammensetzungen eingetaucht, und ein Überzug wurde in derselben Weise, wie im
Beispiel 1 beschrieben, gebildet. Danach wurde eine Lösung einer Triisocyanatverbindung, erhalten durch
Umsetzung von 1 Mol Trimethylenpropan mit 3 Mol Hexamethylendiisocyanat, auf die Uberzugsschicht
. aufgebracht und anschließend hitzegehärtet, wobei ein elektrisch leitfähiger Faden erhalten wurde. Die
Menge der Triisocyanatverbindung betrug 3,5% im Falle der Verwendung von Silberpulver und 4,0% im
Falle der Verwendung von Acetylenruß. Für Vergleichszwecke wurden elektrisch Ieitfahige Fäden ohne
Aufbringen der Polyisocyanatverbindung hergestellt.
Die Eigenschaften der so erhaltenen Fäden sind in der nachstehenden Tabelle VII angegeben.
Mischungsverhältnis
der pastenartigen Zusammensetzung |
elektrisch leitfähige
feine Pulver (%) |
Polymerisat
matrix (%) |
Dicke der
1 1 A * 1_ |
Gemäß der Erfindung (nachbehandelt
mit der Triisocyanatverbindung) |
nach dem
Dlwiderstands- test |
nach dem
Trocken- reinigungs- widerstandstest |
Reibungs
koeffizient |
Silber |
elektrisch
leitfahigen Uberzugsschicht (Mikron) |
Elektrischer Widerstand (Ohm/cm) | |||||
Probe
Nr. |
75 | 25 |
vor der
Prüfung |
200 | 100 | 0,24 | |
80 | 20 | 3,9 | 120 | 100 | 0,24 | ||
F-I | 80 | 20 | 2,9 | 30 | 160 | 130 | 0,23 |
F-2 | 85 | 15 | 1,5 | 40 | 150 | 120 | 0,24 |
F-3 | Acetylenruß 15 |
85 | 1,7 | 80 | 1 · 106 | 3· 105 | 0,27 |
F-4 | 30 | 70 | 8 | 40 | 1 · 106 | 1 · 106 | 0,27 |
G-I | 40 | 60 | 4 | 2· 105 | 7 106 | 5 106 | 0,30 |
G-2 | 2 | 5· 105 | |||||
G-3 | 1 · 106 | ||||||
Probe | 21 | 21 I 1 | 484 | 22 |
nach dem
Ulwiderslandstest |
nach dem Trocken-
reinigungs- widerstandstest |
Reibungskoeffizient | |
Nr. | OO | OO | 0,75 | |||||
F-I | (Fortsetzung) | Kontrolle (nicht behandelt mit der Triisocyanatverbindung) | OO | OO | 0,76 | |||
• | F-2 | Dicke der elektrisch | Elektrischer Widerstand (Ohm/cm) | OO | OO | 0,80 | ||
F-3 |
leilfahigen Uberzugs-
schicht (Mikron) |
vor der Prüfung | OO | oo | 0,72 | |||
F-4 | 3,9 | 30 | co | OO | 0,80 | |||
G-I | 2,9 | 30 | OO | oo | 0,78 | |||
G-2 | 1,5 | 70 | OO | OO | 0,78 | |||
G-3 | 1,7 | 30 | ||||||
8 | 2· 105 | |||||||
4 | 4· 105 | |||||||
2 | 8· 105 | |||||||
Aus dem Vergleich der vorstehenden beiden Arten von elektrisch leitfahigen Fäden ist ersichtlich, daß
die Olwiderstände der elektrisch leitluhigen Fäden gemäß der vorliegenden Erfindung bemerkenswert
verbessert waren.
Ein elektrisch leitfähiger Monofaden (Art A-3, wie
im Beispiel 1 erhalten) wurde mit zwei Polyälhylenterephthalat/Baumwollmischgarnen (Misch verhältnis:
65/35) mit einer Fadenzahl von 30 zusammengelegt und einer abschließenden Zvvirnung unterworfen, um
ein gefachtes oder gefaltetes Garn mit einer elektrischen Leitfähigkeit zu bilden. Unter Verwendung
dieses Garns und eines gewöhnlichen gefalteten Garns
mit einer Fadenzahl von 30, das keine elektrische
Leitfähigkeit aufwies, wurde ein Polyäthylenterephtha
lat/BaumwoUköperstoff gewebt, in dem das elektrisch
leitfähige Garn in Kettrichtung in verschiedenen Zwischenräumen, die in Tabelle VIII angegeben sind,
angeordnet wurde. Unter Verwendung der sich ergebenden Köperstoffe wurden Arbeitskleidungen ge-
näht.
Jede Arbeitskleidung wurde 20 Minuten in warmem Wasser bei 6O0C, das 1 g je Liter eines nichtionischen
Reinigungsmittels enthielt, gewaschen und nach gründlicher Entfernung des Reinigungsmittels getrocknet.
Eine Person, die isolierte Schuhe trug, zog jedes dieser Arbeitskleidungsstücke aus, und es wurde ein Entkleidungstest bei 25 und 30% relativer Luftfeuchtigkeit ausgeführt.
A wt | Zwischenraum des einver | Verhältnis des einverleibten | Zum Zeitpunkt des Ausziehens der Arbeitskleidung | Elektrisierungsspannung |
Art
Mr |
leibten elektrisch leitfühigcn | elektrisch leitßihigcn | Elektrisierungsspannung | der Arbeitskleidung |
ΙΝΓ. | Garns | Fadens | des menschlichen Körpers | (kV) |
(cm) | (%) | (kV) | -60,0 | |
1 | nicht einverleibt | 0 | 11,0 | -7,0 |
2 | IO | 0,01 | -2,0 | -5,0 |
3 | 5 | 0,02 | -1,0 | -2,0 |
4 | 1 | 0,1 | -0,5 | -2,0 |
5 | 0,5 | 0,2 | -0,5 |
Die Arbeitskleidung, die keinen elektrisch leitfähigen Faden enthielt, und der Träger derselben
zeigten eine hohe Elektrisierungsspannung zum Zeitpunkt des Ausziehens. Ein unangenehmer Ton von
stutischer Ladung wurde gehört, und der Träger erhielt einen elektrischen Schlag beim Berühren eines
geerdeten leitfahigen Materials, wie Metall. Andererseits war die Elektrisierungsspannung sowohl für die
Kleidungsstücke als auch für die Träger derselben niedrig, wenn die Arbeitskleidung den elektrisch leitfahigen Faden enthielt. Die vorstehenden Nachteile
konnten weitgehend verringert werden, wobei ein ausgezeichneter antistatischer Effekt erhalten wurde.
Ein elektrisch leitfähiger Monofaden (Art A-3, wie im Beispiel 1 erhalten) wurde mit einem Polyäthylentcrcphlhalatmultifadcn mit einem Titer von 74 den/
36 Fäden verdoppelt, und dem sich ergebenden Garn wurde eine Zwirnung von 830 Drehungen/m durch
einen italienischen Garnzwirner erteilt. Das so erhal
tene elektrisch leitfähige Garn wurde mit zwei vorher
gehend gezwirnten Polyäthylenterephthalatgarnen mit einem Titer von 75 den/36 Fäden, das keine elektrisch
leitfähige Faser enthielt, verdoppelt, und dem sich ergebenden Garn wurde eine Zwirnung von 530 Dre-
hungen/m erteilt. Anschließend wurde das sich ergebende Garn im Vakuum 20 Minuten bei 1300C
heißgeformt in Form eines Stranges, gespült und gefärbt.
Gemäß der vorstehend genannten Arbeitsweisen
wurde der Nähfaden, der eine elektrisch leitfähige
Faser enthielt, leicht wie bei der Herstellung von gewöhnlichen Nähfaden erhalten. Die einzige Notwendigkeit bestand darin, der Kontrolle der Spannung des Garns bei der Verdoppelungs- und der
Zwirnungsstufe die erforderliche Beachtung zu schenken.
Unter Verwendung des elektrisch leitfahigen Nähfadens, wie vorstehend erhalten, als unterem Faden
und eines gewöhnlichen. Polyäthylenterephthalatnähfadens, der keinen elektrisch leitfahigen Faden enthielt,
als oberem Faden wurde ein Trikothemd, bestehend aus 100% Polyäthylenterephthalatfasern, in
Übereinstimmung mit den gewöhnlichen Nähvorschriften genäht. Das Verhältnis des elektrisch leitfähigen
Monofadens, der in dem Hemd vorhanden war, betrug etwa 0,05%. Das so erhaltene Hemd und
ein Hemd, das mit einem gewöhnlichen Nähfaden genäht worden war, wurde mit einem nichtionischen
Reinigungsmittel S Minuten lang in einer elektrischen Waschmaschine gewaschen.
Diese Hemden wurden Elektrisierungsversuchen beim Tragen sowie beim Ausziehen bei 25° C und
einer relativen Luftfeuchtigkeit von 25% unterworfen. Eine Person zog ein Unterhemd aus Polyvinylchloridfasern
an und dann ein Hemd, das keinen elektrisch leitfähigen Faden enthielt. Nach kräftigem Reiben
wurde das Hemd ausgezogen. Dabei entstand ein Zischlaut von elektrostatischer Entladung. Das Hemd
klebte an dem Körper und sprühte Funken. Wenn die Person ein leitfähiges Material, wie Metall, berührte,
empfing sie einen unangenehmen elektrischen Schlag. Zu diesem Zeitpunkt wies das Hemd eine Elektrisierungsspannung
von +6OkV und der menschliche Körper von —10 kV auf. Andererseits, wenn die Versuchsperson
ein mit dem elektrisch leitfähigen Nähfaden gemäß der Erfindung genähtes Hemd trug,
betrug die Elektrisierspannung des Hemdes und des menschlichen Körpers nur +1OkV bzw. —2 kV.
Überdies wurden die vorstehend genannten elektrostatischen Unannehmlichkeiten weitgehend verhindert.
Es wurde daher festgestellt, daß die Einverleibung einer sehr geringen Menge eines elektrisch leitfähigen
■ο Fadens einen bemerkenswerten antistatischen Effekt hatte.
Das Hemd wurde wiederholt lOOmal gewaschen, jedoch ging sein antistatischer Effekt kaum verloren
und zeigte eine ausgezeichnete Beständigkeit.
Zur näheren Klärung des Effektes und der Vorteile der vorliegenden Erfindung wurden jeweils verschiedene
Polymerisate und Verbindungen auf eine elektrisch leitfahige Uberzugsschicht gemäß derselben
Arbeitsweise wie bei der Herstellung der Probe A-3 im Beispiel 1 aufgebracht. Die Eigenschaften der sich
ergebenden elektrisch leitfahigen Fäden sind in der nachstehenden Tabelle DC aufgeführt. Diese Ergeb-
2s nisse erläutern die Effekte der vorliegenden Erfindung.
Verbindung oder Polymerisat,
aufgebracht auf den elektrisch |
aufgebrachte
Menge |
Elektrischer Widerstand (Ohm/cm) |
nach dem
Dlwider- standstest |
nach dem | Reibungs | |
Probe | leitfahigen Überzug | 3,5 | oo |
Trocken-
reinigungs- widerstands- test |
koeffizient | |
Nr. | Arten |
vor der
Prüfung |
oo | 0,85 | ||
H-I | Acrylnitril/Butadien-Mischpoly- | 100 | ||||
merisat/Phenolharzbindemittel | ||||||
(Matrixkomponente verwendet im | 4,0 | OO | ||||
Beispiel 1) | OO | 0,60 | ||||
H-2 | modifiziertes Phenolharz | 4,0 | 130 | oo | ||
(verwendet im Beispiel 1) | 4,0 | oo | oo | 0,60 | ||
H-3 | Chloropren/Phenolharzbindemittel | 3,5 | 120 | oo | OO | — |
v ergieicn H-4*) |
Butylveräthertes Melaminharz | 3,0 | 200 | OO | OO | 0,25 |
H-5 | Polysiloxan (reaktive Art) | 4,0 | 70 | OO | 8 1O8 | 0,32 |
H-6 | Phenylmonoisocyanat | 70 | 0,40 | |||
H-7 | Vorpolymerisat, erhalten durch An | 120 | ||||
bringen von Tolylendiisocyanat an | ||||||
beiden Enden von Polycaprolacton | 3,6 | 100 | ||||
mit Molekulargewicht von 1650 | 80 | 0,20 | ||||
A-3 | 4,4'-Diphenylmethandiisocyanate | 50 | ||||
[gemäß der | ||||||
Erfindung) | ||||||
*) Das -Härten war ungenügend.
309 536/498
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung von elektrisch leit-(Iihigen Fäden mit einem elektrischen Widerstand
von weniger als I09 Ohm/cm, wobei auf die Oberfläche eines synthetischen organischen Fadens
eine pastenartige Überzugsmasse, die ein Acrylnitril Butadien-Copolymeres, welches einen geringen Anteil eines weiteren Comonomeren enthalten kann ein Phenolharz, ein organisches
Lösungsmittel hierfür und ein feinteiliges, elektrisch lcitfühiges festes Material enthält, aufgebracht wird,dadurch gekennzeichnet,
daß auf die aufgebrachte Uberzugsschicht ohne oder nach einer Trocknung derselben eine Lösung
eines Polyisocyanats von niedrigem Molekulargewicht in einer Menge von 0,3 bis 20 Gewichtsprozent Polyisocyanat, bezogen auf den elektrisch
leitenden Faden, aufgebracht und anschließend durch Erhitzen gehärtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß eine Polyisocyanatverbindung mit
einem Molekulargewicht von nicht mehr als etwa 1000 verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Uberzugsschicht eine polymere Bindemittelmatrix mit einem
Verhältnis von Acrylnitril Butadien-Mischpolymerisat zu dem Phenolharz im Bereich von 0,4:1
bis 4:1. auf das Gewicht bezogen, angewandt wird.
4. Verwendung der nach dem Verfahren der Ansprüche I bis 3 hergestellten elektrisch leitfähigen Fäden in Tcxtilmaterialien zusammen mit
nicht leitflihigen organischen Textilfasern.
5. Verwendung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß weniger als 2 Gewichtsprozent,
insbesondere 0.001 bis 1,5 Gewichtsprozent der leitfähigen Fäden, bezogen auf Textilmaterial, verwendet werden.
6. Verwendung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasergemisch zur
Herstellung von Kleidungsstücken.Teppichen oder
Polsterwaren verwendet wird.
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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