DE2528189C2 - Gewirktes oder gewebtes Tuch mit antistatischen Eigenschaften - Google Patents

Gewirktes oder gewebtes Tuch mit antistatischen Eigenschaften

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Description

Die Erfindung betrifft ein gewirktes oder gewebtes Tuch mit antistatischen Eigenschaften, das sich zur Herstellung von Filtersäcken oder Bekleidungsstücken eignet
Elektrisch aufladbare pulverförmige Materialien, wie Hochpolymere sowie anorganische Verbindungen, werden vielfach verarbeitet Werden derartige Materialien in zunehmenden Mengen sowie mit zunehmenden Behandlungsgeschwindigkeiten verarbeitet, dann werden die verschiedenen elektrostatischen Probleme, die auf diese pulverförmigen Materialien zurückgehen, größer. Filtersäcke, die aus Geweben hergestellt werden, werden zum Sammeln derartiger pulverförmiger Materialien verwendet, bei denen es sich um Chemikalien, Nahrungsmittel oder Arzneimittel handeln kann. Von den verschiedenen elektrostatischen Problemen, die in diesem Zusammenhang auftreten, seien elektrische Schläge, die das Arbeitspersonal bekommt, oder Staubexplosionen infolge eines Zusammenstoßes der pulverförmigen Teilchen oder einer Reibung der pulverförmigen Teilchen an den Filtersäkken erwähnt Werden die Teilchen oder die Filtersäcke elektrisch aufgeladen, dann werden zunehmende Mengen der Teilchen an den Filtersäcken durch eine elektrostatische Anziehungskraft festgehalten, was ein Verstopfen dsr Filtersäckc und eine Herabsetzung des Verfahrenswirkungsgrades bedingt.
Es besteht daher ein Bedarf an einem Mittel zur Entfernung von statischen Ladungen von Teilchen und Filtersäcken.
Entladungen treten häufig während der Überziehung$stufe bei einem Verfahren zur Herstellung von Kraftpapieren auf, wobei häufig festgestellt wird, daß statische Ladungen Schläge an das Arbeitspersonal bedingen. Dies ist für das Arbeitspersonal unangenehm, wobei in einigen Fällen Explosionsgefahr besteht. Diese unerwünschte Erscheinung ist auf die statische Ladung auf Kraftpapieren zurückzuführen, wobei diese Ladung durch Reibung der Kraftpapiere an bestimmten Vorrichtungen, wie Zuführungswalzen, erzeugt wird. Daher besteht auch ein Bedarf an einem Mittel, mit dessen Hilfe statische Ladung leicht abgeleitet werden kann.
Eine Methode zur Lösung dieser Probleme besteht darin, eine kleine Menge Metallfasern in ein Tuch einzubringen (US-PS 32 88 175). Bei der Durchführung dieser Methode lassen sich jedoch bezüglich der antistatischen Eigenschaften keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielen. Es ist ferner bekannt, das Auftreten elektrostatischer Ladung dadurch zu verhindern, daß die üblichen Textilfasern mit einer elektrisch leitenden Faser vermischt werden, die Ruß in verteilter Form enthält (US-PS 28 45 962). In diesem Falle läßt sich jedoch die gewünschte Leitfähigkeit nicht erzielen, sofern nicht der Ruß in einer erheblichen Menge im Inneren der Faser verteilt ist Daher ist ihre mechanische Festigkeit gering, wobei sie die Neigung besitzt, während der Verarbeitung zu brechen. Die Herstellung von antistatischen Textilmaterialien und darauf hergestellten Produkten ist daher nach dieser Methode schwierig. Es ist ferner bekannt, eine kleine Menge elektrisch leitender Fasern, die mit einer harzartigen Matrix und feinverteiltem Silber oder Ruß überzogen sind, in Tücher einzuweben (US-PS 35 86 W). Dabei werden jedoch keine günstigen antistatischen Eigenschäften erzielt
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, die Nachteile der bekannten Tücher mit antistatischen Eigenschaften zu beseitigen.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß dem
Anspruch 1 gelöst
Die CH-AS 17 2S8/68 betrifft Gewebe oder Gewirke mit antistatischen Eigenschaften, die zur Hauptsache aus elektrisch nichtleitfähigen Fasern bestehen und, bezogen auf das Gesamtgewicht, 0,005 bis 2 Gew.-% einer elektrisch leitfähigen Faser enthalten, die stromlos mit Metall beschichtet worden ist una damit elektrisch leitfähig gemacht worden ist Demgegenüber bestehen die erfindungsgemäßen gewebten oder gewirkten Tücher aus einem elektrisch leitenden Faden aus mit Metall beschichteten Stapelfasern und metallischen Fäden in den angegebenen bestimmten Mengenverhältnissen.
Die technische Überlegenheit der erfindungsgemäßen. Tücher bezüglich der antistatischen Eigenschaften gegenüber den aus der genannten CH-AS bekannten Gewebe und Gewirken geht aus den weiter unten folgenden Tabellen I und II hervor, und zwar bei einem Vergleich der erfindungsgemäßen Beispiele I bis 4 mit dem Beispiel 7 in Tabelle I und einem Vergleich der erfindüngsgemäßen Beispiele 16, 19 und 26 mit dem Beispiel 23 in Tabelle II.
Die stromlos mit Metall überzogenen Stapelfasern, die in einen elektrisch leitenden Faden gemäß vorliegender Erfindung eingebracht werden, bestehen aus einem Substrat aus chemischen Fasern und einem elektrisch leitenden, stromlos aufgebrachten Überzug, wobei sie die Funktionen von Textilfasern erfüllen. In der DE-OS 22 50 309 wird eine wirksame Methode zur Herstellung stromlos mit Metall überzogener Fasern beschrieben. Die erfindungsgemäß eingesetzten, stromlos mit Metall überzogenen Fasern können nach diesem Verfahren hergestellt werden. Das Verfahren besteht im Prinzip darin, die mit Metall zu überziehenden Fasern einer Vorbehandlung, wie einer Entölung, einem Ätzen oder einer Aktivierung zu unterziehen, worauf die auf diese Weise behandelten Fasern mit einer stromlos arbeitenden Überziehungslösung kontaktiert werden, die Metallionen, Reduktionsmittel, Komplexbildner, die Wasserstoffionenkonzentration einstellende Mittel, Stabilisierungsmittel oder andere Additive enthält.
Erfindungsgemäß können alle chemischen Fasern aus Polyamid, Polyester, Polyolefin, Polyvinylalkohol, Polyacrylnitril, Acetat oder Reyon, oder natürlichen Fasern,
wie Baumwoll- und Wollfasern, stromlos überzogen werden. Von diesen Fasern werden Polyvinylalkoholfasern vorzugsweise erfindungsgemäß behandelt, da Polyvinylalkoholfasern die herausragende Eigenschaft besitzen, daß die Haftung zwischen der Oberzugsschicht s und der Faser sehr dauerfest ist, und zwar auch dann, wenn keine Ätzvorbehandlung durchgeführt wird, während im Falle von anderen Fasern die Ätzvorbehandlung unerläßlich ist, da ohne die Ätzvorbehandlung ein dauerfestes Haften nicht erzielbar ist, so daß es ι ο unmöglich ist, mit Metall überzogene Fasern von praktischem Wert zu erhalten.
Die mit Metall zu überziehenden Fasern können in beliebiger Form vorliegen, beispielsweise kann es sich um Einzelfäden, Vielfadengarne oder Stapelgarne handeln. Im Falle von Einzelfäden sowie Vielfadengarnen können diese Materialien zu Stapeln mit einer durchschnittlichen Faserlänge von ungefähr 20 bis 100 mm zerschnitten werden.
Der Titer der mit Metall zu aberziehenden Fasern ist in zweckmäßige«- Weise so, daß die einzelnen Fäden einen Titer von 0,1 bis 9 Denier, insbesondere ! bis 4 Denier aufweisen. Im Falle von Fasern mit einem Titer von weniger als 0,1 Denier kann zwar eine dauerfeste Haftung der Metallschicht an den Fasern erzielt werden, die den Fasern innewohnende Flexibilität geht jedoch dann verloren, wenn das Metall in einer Dicke von ungefähr 1 μ aufgebracht wird, wobei ferner die Oberfläche pro Gewichtseinheit erhöht wird, was einen wirtschaftlichen Nachteil bedeutet
Im Falle von Fasern mit einem Titer von mehr als 9 Denier wird andererseits eine dauerhafte Haftung zwischen der Oberzugsschicht und den Fasern herabgesetzt, da die Fasern während der (Jberziehungsstufe anquellen und sich ausdehnen oder während des Trocknens oder Kühlens schrumpfen.! erner bilden sich leicht Risse in der Metallüberzugsschicht aufgrund von mechanischen Deformationen oder dergleichen. Überzogene Fasern, die auf Fasern mit einem Titer von mehr als 9 Denier zurückgehen, zeigen ferner nur eine geringe antistatische Aktivität, Aus diesen Gründen ist ein Einsatz von Fasern mit einem Fadentiter von mehr als 9 Denier unzweckmäßig.
Als Metalle, die auf die Fasern aufgebracht werden können, seien Nickel, Kupfer, Kobalt, Chrom, Zinn etc «5 erwähnt Die Metalle können einzeln oder in Form von Mischungen aus zwei oder mehr Metallen aufgebracht werden (beispielsweise kann eine Mischung aus Nickel und Kobalt aufgebracht werden). Im Hinblick auf die Stabilität der Oberziehungslösung sowie die Geschwin- so digkeit der Oberziehungsreaktion werden Nickel und Kupfer, insbesondere Nickel, bevorzugt Ferner kann erfindungsgetnäß gewünschtenfalls auf elektrolytischem Wege ein Metallüberzug auf den stromlos aufgebrachten Metallüberzug aufgebracht werden.
Die erhaltenen, mit Metall überzogenen Fasern weisen eine Metallüberzugsschicht mit einer Dicke von 0,01 bis 5,0 μ und vorzugsweise mit einer Dicke von 0,05 bis 1,0 μ auf.
Die auf diese Weise gebildeten, stromlos mit Metall überzogenen Fasern werden mit Metallfasern zur Hersteilung des elektrisch leitenden Fadens vermischt.
Die Erfindung ist sowohl durch die Struktur als durch die Einbringungsdichte des elektrisch leitenden Fadens gekennzeichnet.
Zunächst ist es unerläßlich, daß die Struktur des elektrisch leitenden Fadens derartig ist, daß er sich aus 10 bis 90Gew.-% stromlos mit Metall überzogenen Stapelfasern und 90 bis 10Gew.-% Metallfaden zusammensetzt Vorzugsweise besteht der Faden aus 30 bis 70GeW.-1)*) der stromlos mit Metall überzogenen Stapelfasern und 70 bis 30 Gew.-% Metallfäden. Liegt das Mischungsverhältnis der stromlos mit Metall überzogenen Stapelfasern zu den Metallfaden außerhalb dieses Bereiches, dann ist es auch dann, wenn die Einbringungsdichte des Fadens 0,1 bis 1,0 Faden pro cm Breite des Tuches beträgt, unmöglich, das Auftreten der elektrostatischen Probleme vollständig zu verhindern.
Werden stromlos mit Metall überzogene Fäden anstelle der stromlos mit Metall überzogenen Stapelfasern oder anstelle von Metallfäden verwendet, oder Hegt das Mischungsverhältnis der stromlos mit Metall überzogenen Stapelfasern zu den Metallfäden außerhalb des vorstehend angegebenen Bereichs, dann ist es auch dann, wenn der elektrisch leitende Faden in einer Menge von 0,1 bis 1,0 Faden pro cm Breite des Tuchs eingebracht wird, unmöglich, sowohl Entladungen als auch Schläge gleichzeitig zu verhindern. ,
Erfindungsgemäß ist es unerläßlich, daß der elektrisch leitende Faden in einer Menge von 0,1 bis 1,0 Faden pro cm Breite des Tuchs in dieses eingewirkt oder eingewebt wird, wobei vorzugsweise 0,4 bis 1,0 Faden pro cm Breite des Tuchs verwendet wird. Liegt die Einbringungsdichte des elektrisch leitenden Fadens oberhalb oder unterhalb dieses erstgenannten Bereichs, dann läßt sich die erfindungsgemäß gestellte Aufgabe nicht lösen. Insbesondere dann, wenn der elektrisch leitende Faden in einer Menge eingebracht wird, die oberhalb des vorstehend angegebenen Bereiches liegt, hat es sich herausgestellt, daß das erfindungsgemäß gesteckte Ziel nicht erreicht wird, obwohl man annehmen könnte, daß die Wirkung c'iier Unterdrükkung von Entladungen oder Schlägen verbessert wird.
Nachfolgend werden erfindungsgemäße Beispiele beschrieben. Bei der Durchführung dieser Beispiele werden Polyacrylnitrilfasern (A), die an ihren Oberflächen Nickelüberzüge mit verschiedenen Dicken tragen, welche stromlos aufgebracht worden sind, wobei die Fasern verschiedene Faserlängen und Titer aufweisen, als elektrisch leitende Stapelfasern und Kupferfäden (B) mit einem Durchmesser von 20 μ als Metallfäden verwendet Die elektrisch leitenden Fäden werden gemäß der folgenden Tabelle I gebildet worauf die Fäden in ein gewirktes Tuch gemäß der gleichen Tabelle zur Herstellung eines Filtersacks eingebracht werden, der hauptsächlich aus Polyesterfasern besteht Ein Polyvinylchloridpulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 50 μ wird durch einen Filtersack filtriert, wobei die Spannung an dem Filtersack, die Spannung des Polyvinylchloridpulverstaubs sowie der Druckverlust in dem Filtersack ermittelt werden. Die Ergebnisse gehen aus der gleichen Tabelle hervor. Bei der Durchführung eines jeden Beispiels ist der erfindungsgemäße Filtersack elektrostatisch geerdet.
I Eigenschaften Länge, 5 25 Struktur des B 45 28 189 Absolute 6 Druckverlust,
mm elektrisch- 50 45 Spannung des mm KjO
Tabelle Titer, von A leitenden 55 50 Filtersacks, Absolute
Bei den Fadens (Gew.-%) 45 Eingebrachte KV Spannung
spiel 57 Überzugs 50 Menge des des Pulvers,
Nr. 57 dicke, A 0 elektrisch KV
1,5 45 μ 50 50 tenden Fadens 0 41
2,0 57 45 0 (Faden/ 0 40
1,5 - 0,2 55 100 cm Breite)1) 0,3 0,2 52
1 1,5 57 0,2 50 5 1,0 1,5 0,5 60
2 - 57 0,2 0 97 0,4 53 1,2 130
3 1,5 57 0,3 50 55 0,2 12 2,8 95
4 1,5 57 - 100 45 (Sta 0,1 5,5 25 74
5 1,5 57 0,2 0 pel) 0 8,8 7,9 97
6 1,5 Faden 0,25 95 0,075 4,9 4,7 73
7 1,5 45 0,25 3 0,12 7,3 7,6 85
8 2,0 0,2 45 0,12 9,1 3,5 81
9 1,5 45 0,2 55 0,15 5,5 5,i 70
10 45 0,2 0,15 7,8
11 1,5 57 0,2 55 0,4 10,3 4,0 96
12 1,5 55 0,2 0,2 472)
1,5 0,07 50 . 4,0 7,9 68
13 sä 1,0 1,2
14 0,2 3,3
15 1,0
') Der Gewichtsprozentsatz des elektrisch leitenden Fadens, bezogen auf das gewirkte Tuch, liegt zwischen ungefähr 0,1 und 2%.
2) Die antistatischen Eigenschaften in dem. Filtersack £;mäß Beispiel 14 waren so ausgezeichnet wie im Falle der Erfindung, bei der Durchführung des Beispiels traten jedoch verschiedene Probleme in der Verarbeitungsstufe auf, beispielsweise beim Einarbeiten des Fadens in das gewirkte Tuch zur Herstellung des Filtersacks.
3) Bindemittel mit RuB gemäß der US-PS 35 86 597.
Die Beispiele 1 bis 4 sind erfindungsgemäße Beispiele.
Wie aus den in der vorstehenden Tabelle zusammengefaßten Ergebnissen hervorgeht, werden im Falle der erfindnngsgemäßen Filtersäcke^ welche den elektrisch leitenden Faden enthalten (Beispiele 1 bis 4) ausgezeichnete und dauerhafte antistatische Eigenschaften erzielt, wodurch eine Aufladung der Teilchen in wirksamer Weise verhindert werden kann. Die Mengen der TeiJchen, die an dem Filtersack hängen bleiben (in direkter Abhängigkeit zu dem Druckverlust) können herabgesetzt werden. Demgegenüber können im Falle von Filtersäcken, welche nicht den Anforderungen bezüglich Struktur und Menge des eingebrachten elektrischen Fadens, wie sie erfindungsgemäß spezifiziert worden sind, genügen, nicht die erfindungsgemäß gesteckten Ziele erreicht werden. Andere erfindungsgemäßen Beispiele werden nachfolgend beschrieben. .
Polyvinylalkohol-Stapelfasern mit einem stromlos aufgebrachten Nickelüberzüg mit einer Dicke von 0,1 μ und einer Faserlänge von 50 mm werden als elektrisch leitende Stapelfasern verwendet, während Fäden aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von 15 μ als metallische Fäden eingesetzt werden. Die elektrisch leitender. Fäden werden in der in der Tabelle Il angegebenen Weije gebildet, worauf die Fäden in ein gewebtes Tuch in der in der gleichen Tabelle angegebenen Weise eingebracht werden, um ein
Kleidungsstück herzustellen, das sich hauptsächlich aus Baumwollfäden zusammensetzt Zehn Arbeiter tragen
die durch Einweben eines elektrisch leitenden Fadens, der sich aus den mit Metall überzogenen Stapelfasern
so und den Fäden aus rostfreiem Stahl zusammensetzt, hergestellten Kleidungsstücke, wobei das Auftreten von
Entladungen und Schlägen während der abschließenden Beschichtungsstufe beim Verfahren zur Herstellung von Kraftpapier sowie das Gefühl beim Tragen festgehalten
j5 weiden. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der gleichen
Tabelle zusammengefaßt Die Untersuchung erfolgt
nach der folgenden Bewertung:
A: Keine Entladungen und Schläge B: Es Treten kaum Entladungen oder Schläge auf C: Betrachtliche Entladungen und Schläge D: Die Entladungen und Schläge sind sehr
ausgeprägt
t: Maximale Entladungen und Schläge
Bei der Durchführung eines jeden Beispiels sind die erfinc .iigsgfniä3on Kleidungsstucke ek-ktTjM.itisoh geerdet.
Tabelle II Menge des eingebrachten F.nt- Schläge Gefühl
Bei Struktur des elektrisch !eilenden Fadens elektrischen Fadens l.ulun- beim
spiel (Faden/cm Breite) gen Tragen
Nr. 1,0 A A gut
16 Überzogene Stapelfasern : Metall
faden = 50% : 50% 1,5 C A gut
17 Überzogene Stapelfasern : Metall
faden = 50% : 50% abwechselnd mit dem E A hart
18 Überzogene Stapelfasern : Metall Baumwollfaden ange
faden = 50% : 50% ordnet (15)
0,5 B A gut
19 Überzogene Stapelfasern : Metall
faden = 50% : 50% 0,07 C C gut
20 Überzogene Stapelfasern : Metall
faden = 50% : 50% η ο r A „..ι
2! i'iu e. ir w . η β"»
faden = 50% : 50% 1,0 A C gut
22 Überzogene Stapelfasern : Metall
faden = 50% : 50% 1,0 A C gut
23 100% überzogene Stapelfasern 1,0 C C gut
24 100% Metallfäden 100% (das ganze Tuch) A A sehr hart
25 100% überzogene Stapelfasern 1,0 A A gut
26 Überzogene Stapelfasern : Metall
faden = 10% : 90% 1,0 C A gut
27 Überzogene Stapelfasern : Metall
faden = 5% : 95%
Wie aus der vorstehenden Tabelle hervorgeht, kann im Falie der erfindungsgemäßen Bekleidungsstücke, welche den elektrisch leitenden Faden enthalten (Beispiele 16, 19 und 26) das Auftreten von Entladungen oder Schlagen vollständig verhindert werden, wobei sich diese Kleidungsstücke beim Tragen so gut anfühlen wie gewöhnliche Kleidungsstücke, die sich aus Baumwollfäden zusammensetzen. Demgegenüber werden im Falle von Vergleichsbekleidungsstücken, bei denen die Anforderungen bezüglich Struktur und Einbringungsdichte des elektrisch leitenden Fadens, wie er erfin-
j·; dungsgemäß spezifiziert wird, nicht erfüllt werden, die erfindungsgemäß gesteckten Ziele nicht erreicht.
Gebiete, auf Jenen die erfindungsgemäßen Kleidungsstücke eingesetzt werden können, sind die petrochemische Industrie (Erdölraffinierien, Tanker.
Gasstationen etc.), die Schiffsbauindustrie, das Lackieren von Automobilen sowie Industriezweige, in denen Kohle, elektrische Energie, Gase und Chemikalien verarbeitet werden, wo Leute mit brennbaren Materialien arbeiten.
230266/123

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Gewirktes oder gewebtes Tuch mit antistatischen Eigenschaften, das sich zur Herstellung von RItersäcken und Bekleidungsstücken eignet, dadurch gekennzeichnet, daß das Tuch einen elektrisch leitenden Faden aus 10 bis 90Gew.-% stromlos mit Metall beschichteter Stapelfasern mit einer Metallüberzugsdicke von 0,01 bis 5,0 μ und 90 bis 10 Gew.-% metallischer Fäden enthält und 0,1 bis 1,0 elektrisch leitender Faden pro Zentimeter Breite des Tuches vorgesehen ist.
2. Tuch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stromlos mit Metall beschichteten Stapelfasern aus einem Substrat aus einer chemischen Faser bestehen, wobei der Titer der chemischen Faser 0,1 bis 9 Denier beträgt
DE2528189A 1974-07-02 1975-06-24 Gewirktes oder gewebtes Tuch mit antistatischen Eigenschaften Expired DE2528189C2 (de)

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