AT396126B - Textilien mit verbesserten elektrisch leitenden eigenschaften und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Textilien mit verbesserten elektrisch leitenden eigenschaften und verfahren zu ihrer herstellung Download PDF

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Description

AT396 126 B
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Textilien, vorzugsweise Fäden und Fasern, auf Basis von synthetischen Polymeren mit dauerhaften elektrisch leitenden Eigenschaften.
Um die Phänomene statischer Elektrizität in Textilerzeugnissen, wie Boden- oder Mauerüberzügen oder Kleidungsstücken, zu unterdrücken, wird in natürlicherweise isolierende Fäden oder Fasern, welche für die Erzeugung dieser Artikel verwendet werden, eine variable Menge elektrizitätsleitender Fäden einverleibt.
In der FR-PS 2 181 482 ist ein Fixierungsverfahren für Metallverbindungen auf Textilerzeugnissen aus synthetischenPolymerenbeansprucht,gemäßdemdieseErzeugnissederEinwirkungvon Schwefelwasserstoff unter Druck oder derjenigen einer wäßrigen Lösung einer Schwefelverbindung mit einem reaktiven Schwefelatom und anschließend der Einwirkung einer wäßrigen Lösung eines Metallsalzes, vorzugsweise eines Kupfersalzes, unterworfen werden. In dem Zusatz 2 264 892 zu dem oben erwähnten französischen Patent ist eine Verbesserung des obigen Verfahrens vorgesehen, gemäß dem die Behandlung mit dem Kupfersalz in Gegenwart eines Quellmittels für das behandelte Material, vorzugsweise eines Polyphenols, bewirkt wird.
Dieses Verfahren ergab gute industrielle Resultate, jedoch wurde festgestellt, daß die Eigenschaften der behandelten Fäden undFasem bei derLagerung oder der Verwendung in feuchter Atmosphäre und in Gegenwart von Luft nicht vollständig zufriedenstellend waren und ihr elektrischer Widerstand sich mit der Zeit erhöhte, bis die behandelten Produkte nicht mehr ihreRolle als Leitererfüllten. Im übrigen werden diebehandeltenFäden undFasem im Verlauf ihrer Umwandlung mechanischen Beanspruchungen unterworfen, wobei Reibungen zu Brüchen auf der Oberfläche der Metallsalzablagerung führen. Andere Ursachen der potentiellen Verminderung ihrer Leitfähigkeitseigenschaften sind Behandlungen, wie Reinigung, Waschen usw., denen die fertiggestellten Erzeugnisse, welche diese Fäden und Fasern enthalten, unterworfen werden.
Um diesen Abbau zu studieren, prüfte man das Phänomen, das sich während der Behandlung der Fäden und Fasern mit den Metallsalzen nach den Verfahren gemäß obigen Patenten ergibt; die chemische Reaktion zwischen Schwefelwasserstoff und den Cu++-Kationen, welche auf dem Textil fixiert sind, ergibt einen Kupfersulfid-Niederschlag, dessenZusammensetzungvariiertzwischen derjenigen einesCuprisulfidsCuS, worin das Atomverhältnis Cu Cu -= 1 beträgt, und eines Cuprosulfids CU2S, worin das Atom Verhältnis-=2 ist, wobei dasbehandelteProdukt
S S eine Färbung hat, welche von grüner Farbe für Cuprisulfid bis zu bronzener Farbe oder Violetl/Bordeaux für das Cuprosulfid variiert. Wenn man die Natur der Zusammensetzung der Kupfersulfidschicht und seine Entwicklung mit der Zeit untersucht, so wurde festgestellt, daß es möglich war, ein behandeltes Textilerzeugnis zu erhalten, das eine gute Dauerhaftigkeit der gewünschten Leitfähigkeitseigenschaften aufwies.
Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Herstellung von Textilien, vorzugsweise Fäden und Fasern, auf Basis von synthetischen Polymeren mit dauerhaften elektrisch leitenden Eigenschaften, welche Textilien, Fäden oder Fasern auf der Oberfläche eine regelmäßige, kontinuierliche Schicht aus Kupfersulfiden in einer Menge von mindestens 3 Masse-% Kupfersulfiden bezogen auf die Textilmasse mit einer solchen Zusammensetzung aufweisen, Cu R daß das Atomverhältnis-- zwischen 1,5 und 2 liegt und das Verhältnis —— zwischen 1 und 10 beträgt, wobei S R0 R der elektrische Widerstand nach 400 Stunden Alterung bei 60 °C und 70 % Luftfeuchtigkeit ist und RQ der Anfangswiderstand des Textils vor Alterung ist, bei welchem Verfahren die Textilien der Einwirkung von Schwefelwasserstoff unter Druck und dann der Einwirkung einer wässerigen Lösung eines Kupfersalzes, vorzugsweise Kupfersulfat, gegebenenfalls in Gegenwart eines Quell- bzw. Treibmittels, unterworfen werden, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß man eineNachbehandlungin Gegenwart wenigstens einesReduktionsmittels ausführt.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Erzeugung von Textilien, vorzugsweise Fäden und Fasern, mit verbesserten elektrisch leitenden Eigenschaften, wie oben definiert, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die an die Behandlung mit Schwefelwasserstoff anschließende Behandlung in Gegenwart wenigstens eines Reduktionsmittels durchführt Die synthetischen Textilien, vorzugsweise in Form von Fäden und Fasern, sind aus PolymerenaufBasisvonPolyamid,wiePolyhexamethylen-adipamid,Polyester,wieÄthylenglykol-polyterephthalat, Aramiden, wie Polyamidimid oder aromatisches Polyamid; man kann auch Copolymere und Mischungen von Polymeren verwenden; die extrudierten Textilien können in Form von Bikomponentenstrukturen, Seite an Seite oder Kem/Hülle, vorliegen.
Bei der Untersuchung der Alterung der Fäden und Fasern, die nach den Verfahren der oben erwähnten Patente behandelt wurden, konnte festgestellt werden, daß die Erzeugnisse, die ein gutes Verhalten beim Altem aufweisen,
Cu diejenigen sind, deren Atomverhältnis-sich möglichst der Cuprosulfid-Struktur nähert, d. h. solche, deren
Cu S
Atomverhältnis-zwischen 1,5 und 2, vorzugsweise über 1,7,liegt. Je näher das Atomverhältnis bei21iegt, umso
S -2-
AT396 126 B mehr stellt man eine Erhöhung des Widerstandes beim Altem und die Dauerhaftigkeit der leitenden Eigenschaften fest, was überraschend ist, denn es ist bekannt, daß Cuprosulfid ein schlechter Leiter ist, und es wäre daher logisch, daß, je mehr man sich der Cuprosulfid-Struktur nähert, sich die leitenden Eigenschaften umso weniger behaupten. Wenn man jedoch die Oxidation von Kupfersulfid in Gegenwart von Luft beobachtet, so stellt man fest, daß S Cuprisulfid CuS viel mehr oxidierbar ist als Cuprosulfid CU2S, demnach rascher zerstört wird im Hinblick auf die
Leitfähigkeit Das erfindungsgemäße Verfahren besteht ferner darin, daß man als Reduktionsmittel Ascorbinsäure in einer Menge zwischen S und 10 g/1 in saurem Milieu einsetzt oder daß man als Reduktionsmittel Hydrazin in basischem Milieu einsetzt
Das Hydrazin in Form des Hydrochlorids oder Hydrats soll in Gegenwart von Kupfersalzen und in basischem 10 Milieu verwendet werden, damit der Reduktionseffekt wirksam ist Unter diesen Bedingungen sollte man die Anionen komplexieren, um die Ausfällung von Kupferhydroxid zu veimeiden. Um dies zu beweikstelligen, gibt man Weinsäure zu und stellt dann den pH-Wert mit Ammoniak auf 9 ein, dann führt man das Hydrazinhydrat ein; man erhält unter diesen Bedingungen gute Ergebnisse.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Erzeugung von Textilien, vorzugsweise Fäden 15 und Fasem, mit verbesserten elektrisch lei tenden Eigenschaften, wie oben definiert, das dadurch gekennzeichnet ist daß man die an die Behandlung mit Schwefelwasserstoff anschließende Behandlung in Gegenwart wenigstens eines Reduktionsmittels durchführt Dieses Reduktionsmiuel sollte ein genügendes Reduktionspotential aufweisen, um die Bildung von Cuprosulfid auf Kosten von Cuprisulfid zu begünstigen. Es soll die Kupfersalzlösung nicht destabilisieren. Gemäß der Erfindung setzt man als Reduktionsmittel Ascorbinsäure in saurem Milieu bei einem pH-20 Wert zwischen vorzugsweise 1 und 5 und in einer Menge zwischen 1 und 20 g/1 Behandlungsflüssigkeit ein; den pH-Wert kann man gegebenenfalls mit Natriumhydroxid einstellen, welches in einer Menge von 2 bis 30 g/1 Behandlungsflüssigkeit verwendet wird. Was das verwendete Quellmittel zur Verbesserung der Durchdringung und zur Fixierung des Kupfersalzes auf dem behandelten Textil anbelangt, so verwendet man im allgemeinen Resorcin oder Brenzcatechin. 25 Gemäß eines weiteren Merkmals des erfindungsgemäßen Verfahrens setzt man als ReduktionsmittelPyrogallol in einer Menge von wenigstens 5 g/1 Behandlungsflüssigkeit ein.
Es wurde gefunden, daß Pyrogallol die Doppelrolle als Quellmittel für Polyamid und Reduktionsmittel zur Erleichterung der Bildung von Cuprosulfid spielen kann. Man kann demnach einen Teil des üblichen Quellmittels (mindestens 5 g/1 Behandlungsflüssigkeit) durch eine äquivalente Menge Pyrogallol ersetzen. Die Gesamtmenge an 30 Quellmittel soll mindestens gleich 50 g/1 Behandlungsflüssigkeit bleiben.
Die verschiedenen, angewandten Prüfmethoden sind die folgenden: Zur Messung der Alterung oder der zeitabhängigen Veränderungen der elektrisch leitenden Eigenschaften wendet man folgende Methode an:
Man geht von einer behandelten Textilsträhne mit einem mittleren Gewicht von 120 ± 10 mg aus. Die beiden äußeren Enden der Strähne werden mittels einer Klammer derart zwischen zwei Kabelschuhen fixiert, daß eine 35 Nutzlänge von 10 cm belassen wird. Jeder Kabelschuh wird dann auf einem Rahmen befestigt, der dann in einer Klimakabine aufgestellt wird, die auf 60 °C und 70 % relative Luftfeuchtigkeit eingestellt ist Die Werte des elektrischen Widerstandes der Strähne dienen dazu, die gutabhängige Veränderung der leitenden Eigenschaften zu ermitteln. Diese Messungen werden im Gleichstrom mit einer Kontrolleinrichtung DATA Präzision 935 durchgeführt Eine einfache elektrische Schaltung ermöglicht die Messung jeder in der Klimakabine aufgestellten Strähne. 40 Der Anfangswiderstand der Strähne vor Alterung ist R0 Ohm; er wird bei Umgebungstemperatur gemessen. Man mißt dann die verschiedenen Werte von R im Augenblick T bei 60 °C und 70 % relativer Luftfeuchtigkeit. Vor der Messung des Anfangswiderstands R0 der Strähne und der verschiedenen Werte R wird die gemäß dem Verfahren behandelte Strähne mit einer wäßrigen Lösung behandelt, welche mit Essigsäure versetzt und mit verdünntem Natriumhydroxid auf pH 4 eingestellt ist, Badverhältnis 1/30, Behandlung während 1 Stunde in der Siedehitze, dann 45 Spülen mit destilliertem Wasser und Trocknen im belüfteten Trockenschrank bei 60 °C während 1 Stunde.
Messung des Verhältnisses Cu/S
Die Messung erfolgt nach der elektrochemischen Methode. Die Bestimmung der Mischungen von Cuprisulfiden und Cuprosulfiden nach elektrochemischen Methoden ist in der Literatur beschrieben (MC.Brage, M.Lamache, 50 D.Bauer, Analysis, 1978,6,7, S.284).
Die folgende Arbeitsweise wurde angewandt. Man stellt eine Elektrode her, indem man um eine Graphitplatte (60 x 30 x 10 mm), welche als Stromzufuhr dient, ein bekanntes Fasergewicht (P = 500 mg) aufwickelL
Es werden Voltamperogramme in einem Milieu von 0,1N HCIO4 durch lineares Abtastern des Potentials, ausgehend von dem Potential mit Strom Null der Elektrode, erstellt. Auf einer ersten Probe mit dem Gewicht PA 55 bewirkt man eine anodische Abtastung. Es erscheint ein Peak entsprechend der elektrochemischen Reaktion:
AT 396126 B
Cu2S --> Cu^+ + CuS + 2 e' dessen Fläche ausgedrückt in Coulomb, die Berechnung ermöglicht:
Cu2S =-x-Mol für 100 g Faser (oder in %). 2F 100
An einer zweiten aliquoten Fasermenge mit dem Gewicht bewirkt man eine kathodische Abtastung. Es erscheinen zwei Peaks mit den Flächen und entsprechend den Reaktionen:
Qq: CuS + Cu^+ restlich + 2 e'-> Cu2S
^C3‘ ^ + 2 tf"+2 e-> Cu2S + H2S
i Qci PC mit CuS = — (-+ Qqj) x —— Mol pro 100 g (oder in %). F 2 100
Man leitet daraus folgende Rohformulierung ab: [CuS] + 2[Cu2S]
CuxS mitx =-
CuS + Cu2S
In der beigefügten Fig. 1 sind die Kurven betreffend die elektrochemische Analyse einer Faser angegeben.
Messung des elektrischen Widerstandes
Die Messung erfolgt auf Fasem ohne Spannung; um dies zu bewerkstelligen, verwendet man ein isoliertes, geerdetes Metallgehäuse mit den Abmessungen 30 x 8 x 8 cm, in dessen Innerem eine fixe und eine bewegliche Klemme montiert sind, welche elektrisch isoliert sind, mit Ausnahme für die Anschlüsse mit den äußeren Einrichtungen. Die bewegliche Klemme kann auf einem Schraubengewinde aufsteigen und abwärtsgehen, welches von einem Motor variabler Geschwindigkeit bedient wird. Zur Messung werden die Fasem zwischen den Klemmen unter einer Spannung von 1 g/tex. fixiert. Das Ergebnis der Messung wird auf den Mittelwert von 20 Proben für jede Faser gegeben. Man verwendet ein Vibrationselektrometer (Industrial Vibron Electrometer Model 33 C und eine Industrial Converter Unit B 33 C-2); die angewandte Spannung beträgt 9,7 Volt.
Widerstand nach Abrieb
Der Abrieb wird mittels einerVorrichtung gemessen, welchedasReiben der Fasem auf einemStab aus rostfreiem Stahl von 2 cm Durchmesser ermöglicht, dessen Oberfläche Satinglättung hat (Tital 9). Die Reibung wird auf eine Länge von 13 cm Fasem mit einer Geschwindigkeit von 43 Durchgängen/min bewirkt. Der Widerstand wird wie vorhin nach 1000 Reibungszyklen auf dem Stab gemessen.
Leerfärbung
Der folgende Test wurde zur Behandlung des Textils angewandt, das dem bekannten Verfahren und dem erfindungsgemäßen Verfahren unterworfen wurde. Der Test wird als Leerfärbung bezeichnet, da er ohne Farbstoffe ausgefiihrt wird, wobei allerdings die Fixierung von Kupfersulfid eine Färbung des Textils hervorruft. Der Test ermöglicht die Prüfung der Stabilität dieser Färbung, demnach die Stabilität des fixierten Kupfersalzes und infolgedessen die Aufiechterhaltung der elektrisch leitenden Eigenschaften.
Das Textil wird während 60 Minuten bei 130 °C in 180 ml einer Flüssigkeit behandelt, welche 0,64 g 30 Mas-se-%ige Essigsäure enthält. Das Gewichtsverhältnis des Textüs zur Flüssigkeit ist 1:30. Nach der Behandlung wird das Textil während40Minuten bei 70 °C gekühlt. Es wird dann vier Spülungen unterworfen, wobei zwei in 11 kaltem Wasser, enthaltend 2 g Natriumhydroxid, und zwei in reinem Wasser erfolgen. Jede Spülung dauert 10 Minuten. Das Textil wird dann 2 Minuten lang zum Schleudern zentrifugiert Die chemischeBeständigkeit des Textils, wie Fäden oder Fasem, wird dann, wie oben beschrieben, gemessen. -4-
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Beständigkeit nach Behandlung mit Lösungsmitteln
Da die Anwendung von Lösungsmitteln bei der chemischen Reinigung der Textilien zur Verminderung ihrer leitenden Eigenschaften führen kann, mißt man den Widerstand der Fasern in spannungsfreiem Zustand, nach dem sie eingetaucht und ohne Bewegen während einer Woche bei Umgebungstemperatur in den drei folgenden Lösungsmitteln Benzol, Methanol, Perchloräthylen lagen.
Widerstand nach der Haushaltswäsche
Man wendet die in der britischen Norm BS 4 923,1973, beschriebene Methode an, indem als Waschflüssigkeit eine wäßrige Lösung mit 0,05 Masse-% Natriumdioctylsulfosuccinat, eine Waschtemperatur von 40 °C, eine Dauer von 15 Minuten und dann drei Spülungen von 3 Minuten mit klarem Wasser bei Umgebungstemperatur und leichtes Trocknen angewandt werden. Der Widerstand wird dann ohne Spannung, wie oben angegeben, gemessen.
Die gemäß vorliegender Erfindung behandelten Textilien weisen eine verbesserte Stabilität gegenüber Alterung, Haushaltwäschen und chemischer Reinigung auf. Sie können allein oder im Gemisch mitnichtbehandelten Textilien verwendet werden.
Die Verwendung erfolgt vorzugsweise in Form von behandelten Endlosfäden oder -fasern, welche mit nichtbehandelten Fäden, Fasern oder Gespinsten in einem Anteil von 0,01 bis 5 % vermischt sind, so daß Ergebnisse erhalten werden, welche den gewünschten technischen und wirtschaftlichen Aspekten entsprechen, wobei auch ein höherer Prozentsatz behandelter Fäden und Fasern angewandt werden kann, jedoch ohne besonderes Interesse ist. Die gewebten, gewirkten und nichtgewebten Textilerzeugnisse, welche die erfindungsgemäß behandelten Produkte enthalten, sind hauptsächlich Boden- oder Mauerüberzüge, Bekleidungsartikel, Einrichtungs- bzw. Mobiliarerzeugnisse und Karrosserien; ganz allgemein alle Textilartikel, bei denen elektrisch leitendeEigenschaften erwünscht sind.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern. Die Prozentangaben beziehen sich auf Masse-%, wenn nichts anderes angegeben ist.
Beispiel 1
Herstellung einer Kontrollfaser nach dem in der FR-PS 2181482 beschriebenen Verfahren.
Ein Kabel aus Endlosfäden aus Polyhexamethylenadipamid mit einem Fasertiter von 6,7 dtex wird in ein Reaktionsgefäß gegeben, das mit Schwefelwasserstoff unter einem Druck von 3,8 bar absolut und bei einer Temperaturvon20°C gehalten wird. DieserDruck wird bei3,8bardurchkontinuierlicheGaszufuhr gehalten,wovon ein Teil nach und nach durch die Polyamidfaser absorbiert wird. Nach 45 min ist das Fasermaterial mit Schwefelwasserstoffgesättigt. Man imprägniertes dann miteiner wäßrigen Lösung, welche 100g/l kristallisiertes Kupfersulfat und 55 g/1 Resorcin enthält, bei einer Temperatur von 55 °C. Nach 30 min Imprägnieren wird die Faser mit heißem Wasser von 70 °C und mit einer wäßrigen Lösung von 70 °C, welche 2 g/1 Natriumhydroxid enthält, gewaschen. Man wäscht schließlich mit reinem Wasser von 70 °C. Man erhält so eine Faser, deren Oberfläche mit einer Schicht von Kupfersulfid bedeckt ist. Die Faser zeigt die folgenden Eigenschaften, welche nach den oben beschriebenen Methoden gemessen wurden.
Farbe: grün; chemische Zusammensetzung der Schicht: Gehalt an Cuprosulfid Cu2S = 2 %, Gehalt an Cuprisulfid CuS = 1,34 %, was entspricht:
Kupfergehalt 2,5 %
Schwefelgehalt 0,85 %, d. h. 3,35 % fixiertes Kupfersulfid,
Atom Verhältnis Cu/S = 1,46; mechanische Eigenschaften: Reißfestigkeit = 4 g/dtex;
Bruchdehnung = 30 bis 35 %*, elektrische Eigenschaften: elektrischer Widerstand R = 8,5 x 10^ Ohm/cm;
Untersuchung der Entwicklung der leitenden Eigenschaften im Verlauf verschiedener Behandlungen:
Man führt die Messungen des elektrischen Widerstandes an 20 Proben durch. Man gibt entweder den erhaltenen mittleren Wert an (im Falle, daß die Behandlung wenig Wirkung hat) oder die minimalen und maximalen Werte, wenn die Ergebnisse sehr streuen:
Alterung-=4000 nach 200 h,
Ro «ο nach 400 h -5-
AT 396 126 B nach Färbung: 5,2 x 10^ Ohm/cm < R < 1,8 x 1011 Ohm/cm nach Abrieb: 7,5 x 10^ Ohm/cm < R < 10^ Ohm/cm nach Behandlung mit Lösungsmitteln:
Benzol R=4,9 x 10^ Ohm/cm Methanol = 5,7 x 10^ Ohm/cm < R < 10^ Ohm/cm Perchlorätlhylen R = 1,6 x 10^ Ohm/cm nach Haushaltwaschen bei 40 °C nach 5 Wäschen R = 4 x 10^ Ohm/cm nach 10 Wäschen R=6 x 10^ Ohm/cm.
Beispiel 2
Erfindungsgemäße Behandlung
DasbehandelteKabel des Beispiels 1 nach Waschen und Trocknen, wird in ein Bad eingetaucht, welches enthält: 5 g/1 Ascorbinsäure und 5 g/I Kupfersulfat (CuSO^HjO) bei einer Temperatur von 20 °C. Nach 1/2 h Behandlung wird das Kabel mit reinem Wasser gespült und dann bei 60 °C getrocknet.
Es hat folgende Eigenschaften:
Farbe: braunrot; chemische Zusammensetzung:
Gehalt an Kupfer = 3 %
Gehalt an Schwefel = 0,84 %, d. h. 3,84 % fixiertes Kupfersulfid,
Atomverhältnis Cu/S = 1,81; mechanische Eigenschaften: identisch mit denjenigen des Beispiels 1; elektrische Eigenschaften: Widerstand = 1,2 x 10^ Ohm/cm nach Alterung:
R -=1,7 nach 200 h
Ro
R -=2,6 nach 400 h
Ro nach Leerfärbung. R = 1,5 x 105 Ohm/cm nach Abrieb: R = 4,5 x 10^ Ohm/cm; nach Behandlung mit Lösungsmitteln:
Benzol: R = 2 x 10^ Ohm/cm Methanol: R = 4,1 x 10^ Ohm/cm Perchloräthylen: R = 6,1 x 10^ Ohm/cm; nach Haushaltwäsche bei 40 °C: nach 5 Wäschen R = 3,2 x 10"* Ohm/cm nach 10 Wäschen R = 5 x 10^ Ohm/cm.
Beispiel 3
Erfindungsgemäße Behandlung
Das Polyamidkabel des Beispiels 1 wird nach Waschen und Trocknen in eine wäßrige Lösung getaucht, welche 12,5 g/1 Kupfersulfat, 1,20 g/1 Weinsäure und 4 g/1 Hydrazin enthält Man bringt den pH-Wert des Bades auf 9/9,5 durch Zusatz von Ammoniak. Nach 30 min Behandlung wird das Kabel mit lauem Wasser gespült und bei 60 °C getrocknet. Es weist die folgenden Eigenschaften auf. -6-
AT396126 B
Farbe: braunrot; chemische Zusammensetzung:
Gehalt an Kupfer = 2,80 %
Gehalt an Schwefel = 0,83 %, d. h. 3,63 % Fixiertes Kupfersulfid,
Atomverhältnis Cu/S = 1,70; mechanische Eigenschaften: identisch mit denjenigen des Beispiels 1; elektrische Eigenschaften:
Widerstand: 8 x 104 Ohm/cm R nach Alterung:-=1,7 nach 200 h
Ro
R -= 2,6 nach 400 h nach Leerfärbung: R = 4,8 x 10^ Ohm/cm nach Abrieb: R = 4 x 10^ Ohm/cm nach Behandlung mit Lösungsmitteln:
Benzol R = 2 x 10~* Ohm/cm Methanol R = 4 x 10^ Ohm/cm Perchloräthylen R = 6,7 x 104 Ohm/cm nach Haushaltwaschung bei 40 °C: nach 5 Wäschen: R = 3,9 x 10^ Ohm/cm nach 10 Wäschen R = 6 x 10^ Ohm/cm.
Beispiel 4
Erfindungsgemäße Behandlung
Man arbeitet, wie in Beispiel 1 beschrieben, jedoch gibt man in das wäßrige Sulfidierungsbad, das das Resorcin und das Kupfersulfat enthält, 5 g/1 Ascorbinsäure und die äquivalente Menge Natriumhydroxid zur Neutralisation der Ascorbinsäure. Der pH-Wert des Sulfidierungsbades ist dann 2,6. Wie in Beispiel 1 läßt man dieses Bad bei 55 °C auf die mit Schwefelwasserstoff imprägnierte Faser einwirken. Nach Spülen, Waschen mit Natriumhydroxid-Wasser, Spülen und Trocknen erhält man ein Produkt, dessen Eigenschaften die folgenden sind:
Farbe: violett; chemische Zusammensetzung:
Gehalt an Kupfer = 4,40 %
Gehalt an Schwefel = 1,27 %, d. h. 5,67 % fixiertes Kupfersulfid,
Atom Verhältnis Cu/S = 1,74; mechanische Eigenschaften: identisch mit denjenigen des Beispiels 1; elektrische Eigenschaften:
Widerstand: 2 x 10^ Ohm/cm R nach Alterung:-= 1,3 nach 200 h
Ro
R -=1,7 nach 400 h nach Leerfärbung: R = 4,6 x 10^ Ohm/cm nach Abrieb: R = 3,2 x 10^ Ohm/cm -7-
AT396126 B nach Behandlung mit Lösungsmitteln: Benzol: R = 1,7 x 10“* Ohm/cm Methanol: R = 3,6 x 10“* Ohm/cm Perchloräthylen: R = 3 x 10^ Ohm/cm nach Haushaltwaschung bei 40 °C: nach 5 Wäschen: R = 3,1 x 10“* Ohm/cm nach 10 Wäschen: R = 4,6 x 10** Ohm/cm.
Beispiel 5 Erfindungsgemäße Behandlung Man arbeitet wie in Beipiel 1 beschrieben, gibt jedoch zu dem Sulfidierungsbad 10 g/1 Pyrogallol. Der pH-Wert der Sulfidierungslösung beträgt 2/2. Das Kabel wird analog Beispiel 1 behandelt, dann gewaschen, gespült und 15 getrocknet. Die Eigenschaften sind die folgenden: 20 25 30 35 40 45
Farbe: violett; chemische Zusammensetzung: Gehalt an Kupfer: 4,35 % Gehalt an Schwefel: 1,22 % d. h. 5,57 % fixiertes Kupfersulfid, Atomverhältnis Cu/S = 1,80; mechanische Eigenschaften: identisch mit denjenigen des Beispiels 1; elektrische Eigenschaften: elektrischer Widerstand: 1,3 x 10“* Ohm/cm, Wandlung der elektrischen Eigenschaften im Verlauf verschiedener Behandlungen, es werden dieErgebnisse wie in Beispiel 1 angegeben: R nach dem Altem:-=1 nach 200 h Ro R --= 1,2 nach 400 h nach Leerfärbung: R = 4,5 x 10“* Ohm/cm nach Abrieb: R = 3 x 10^ Ohm/cm nach Behandlung mit Lösungsmitteln: Benzol: R = 1,6 x 10“* Ohm/cm Methanol: R = 3,5 x 10^ Ohm/cm Perchloräthylen: R = 6,1 x 10^ Ohm/cm nach thermischer Behandlung bei 130 °C während 24 h: R * 1,6 x 10^ Ohm/cm nach Haushaltwäschen bei 40 °C: nach 5 Wäschen R = 3 x 10^ Ohm/cm nach 10 Wäschen R = 4,6 x 10^ Ohm/cm. Alle Fasern sind nach 10 Wäschen noch leitend.
Beispiel 6 Erfindungsgemäße Behandlung Man behandelt analog Beispiel 1, ersetzt jedoch in dem Sulfidierungsbad das Resorcin (50 g/1) durch Pyrogallol in derselben Menge von 50 g/1. Der pH-Wert des Sulfidierungsbades beträgt 3,3. Nach dem Spülen, Waschen und Trocknen hat das erhaltene Produkt die folgenden Eigenschaften. -8- 50
AT 396 126 B
Farbe: violett; chemische Zusammensetzung:
Gehalt an Kupfer = 4,34 %
Gehalt an Schwefel =1,23% d. h. 5,57 % fixiertes Kupfersulfid,
Atom Verhältnis Cu/S = 1,78;
mechanische Eigenschaften: identisch mit denjenigen des Beispiels 1; elektrische Eigenschaften: elektrischer Widerstand: 10^ Ohm/cm R nach dem Altem:-= 0,75 nach 200 h
Ro
R -= 0,85 nach 400 h nach Leerfärbung: R = 4,4 x 10^ Ohm/cm nach Abrieb: R = 3 x 10^ Ohm/cm nach Behandlung mit Lösungsmitteln:
Benzol: R = 1,5 x 10^ Ohm/cm Methanol: R = 3,5 x 10^ Ohm/cm Perchloräthylen: R = 1 x 105 Ohm/cm nach Haushaltwäschen bei 40 °C: nach 5 Wäschen R = 3,1 x 10-* Ohm/cm nach 10 Wäschen R = 4,7 x 10^ Ohm/cm.
Beispiel 7
Herstellung einer Kontrollprobe
Man verwendet als Textilträger Polyesterfaser, welche durch Polykondensatibn von Terephthalsäure mit Äthylenglykol hergestellt wurde, Einzelfaden-Titer der Faser=5,5 dtex. Das Textil wird analog Beispiel 1 behandelt, jedoch wird das Resorcin durch Brenzcatechin (wenig reduzierend) in einer Konzentration von 100 g/1 ersetzt Der pH-Wert der Lösung beträgt 3. Das erhaltene Produkt hat die folgenden Eigenschaften
Farbe: grün-bronze; mechanische Eigenschaften:
Reißfestigkeit = 8 g/dtex Bruchdehnung = 13 %; chemische Zusammensetzung der Schicht: Kupferwert = 2,60 %
Schwefelwert = 0,92 %, das sind 3,52 % fixiertes Kupfersulfid, Atom Verhältnis Cu/S = 1,42 elektrischer Widerstand = 2 x 10^ Ohm/cm nach Alterung:
= 1,7 nach 400 h = 4,1 nach 800 h. -9-
AT 396126 B
Beispiel 8
Erfindungsgemäße Behandlung
Man verwendet das gleiche Textil wie in Beispiel 7, wobei unter analogen Bedingungen gearbeitet wird, jedoch gibtman wieder 10g/lPyrogallolzu dem Sulfidierungsbad, um das Reduktionsvermögen zu erhöhen. Das behandelte 5 Produkt zeigt die folgenden Eigenschaften.
Farbe: bronze; mechanische Eigenschaften: identisch mit denjenigen des Beispiels 7; chemische Zusammensetzung:
Kupferwert=3,75 %
Schwefelwert=1,01 %, das sind 4,76 % fixiertes Kupfersulfid,
Atomverhältnis Cu/S = 1,87 elektrischer Widerstand = 1,9 x 10* Ohm/cm R nach dem Altem:-=1,02 nach 400 h
Ro
R 20 -=1,15 nach 800 h. 25 30 35 40 45
Beispiel 9 Herstellung einer Kontrollprobe Man verwendet ein Kabel von Endlosfaden mit 4 dtex Einzelfaden-Titer aus Polyamidimid, welche unter dem Handelsnamen KERMEL (SOCIETE ROHNE-POULENC-TEXTILE) vertrieben werden. Das Kabel wird analog dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren behandelt und unter denselben Behandlungsbedingungen wie für die Faser aufBasisvonPolyhexamethylenadipamid.Daserhaltene,behandelteProdukthatdiefolgenden Eigenschaften. Farbe: dunkelblau; mechanische Eigenschaften: Reißfestigkeit = 1,61 g/dtex Brachdehnung = 43 %; chemische Zusammensetzung: Kupferwert=4,03 % Schwefelwert= 1,55 %, das sind 5,58 % fixiertes Kupfersulfid, Atomverhältnis Cu/S = 1,31; elektrische Eigenschaften: elektrischer Widerstand = 1 x 10^ Ohm/cm R nach dem Altem:-- 60 nach 400 h Ro R -=470 nach 800 h. 50
Beispiel 10
Man verwendet das gleiche Produkt und ein analoges Behandlungsverfahren wie in Beispiel 9, jedoch werden 10 g/1 Pyrogallol zu dem Sulfidierangsbad gegeben. Nach vollständiger Behandlung wie in Beispiel 1 weist das erhaltene Produkt die folgenden Eigenschaften auf. -10- 55

Claims (6)

  1. AT396 126 B Farbe: dunkelblau; mechanische Eigenschaften: identisch mit denjenigen des Beispiels 9; chemische Zusammensetzung: Kupferwert = 8,2 % Schwefelwert = 2,34 %, das sind 10,54 % fixiertes Kupfersulfid, Atomverhältnis Cu/S = 1,76; elektrische Eigenschaften: elektrischer Widerstand = 2x10^ Ohm/cm nach dem Altem:
    1,4 nach 400 h 1,6 nach 800 h. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von Textilien, vorzugsweise Fäden und Fasern, auf Basis von synthetischen Polymeren mit dauerhaften elektrisch leitenden Eigenschaften, welche Textilien, Fäden oder Fasern auf der Oberfläche eine regelmäßige, kontinuierliche Schicht aus Kupfersulfiden in einer Menge von mindestens 3 Masse-% Kupfersulfiden bezogen auf die Textilmasse mit einer solchen Zusammensetzung aufweisen, daß das Atomverhältnis Cu/S zwischen 1,5 und 2 liegt und das Verhältnis-- zwischen 1 und 10 beträgt, wobei R der elektrische Widerstand nach Ro 400 S tunden Alterang bei 60 °C und 70 % Luftfeuchtigkeit ist und R0 der elektrische Anfangswiderstand des Textils vor Alterung ist, bei welchem Verfahren die Textilien der Einwirkung von Schwefelwasserstoff unter Druck und dann der Einwirkung einer wässerigen Lösung eines Kupfersalzes, vorzugsweise Kupfersulfat, gegebenenfalls in Gegenwart eines Quell- bzw. Treibmittels, unterworfen werden, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Nachbehandlung in Gegenwart wenigstens eines Reduktionsmittels ausführt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Reduktionsmittel Ascorbinsäure in einer Menge zwischen 5 und 10 g/1 Behandlungsflüssigkeit in saurem Milieu einsetzt
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Reduktionsmittel Hydrazin in basischem Milieu einsetzt
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die an die Behandlung mit Schwefelwasserstoff anschließende Behandlung in Gegenwart wenigstens eines Reduktionsmittels durchführt
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Reduktionsmittel Ascorbinsäure in saurem Milieu bei einem pH-Wert zwischen vorzugsweise 1 und 5 und in einer Menge zwischen 1 und 20 g/1 Behandlungsflüssigkeit einsetzt
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Reduktionsmittel Pyrogallol in einer Menge von wenigstens 5 g/1 Behandlungsflüssigkeit einsetzt Hiezu 1 Blatt Zeichnung -11-
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