DE1018385B - Verfahren zum Antistatischmachen von elektrisch nichtleitenden Gebilden - Google Patents

Verfahren zum Antistatischmachen von elektrisch nichtleitenden Gebilden

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DE1018385B
DE1018385B DEN12314A DEN0012314A DE1018385B DE 1018385 B DE1018385 B DE 1018385B DE N12314 A DEN12314 A DE N12314A DE N0012314 A DEN0012314 A DE N0012314A DE 1018385 B DE1018385 B DE 1018385B
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Dr Georg Hennemann
Dipl-Ing Albertus Lutgerhorst
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Description

In der Patentanmeldung N10496IVc/8k ist ein Verfahren zum Antistatischmachen von elektrisch nichtleitenden Gebilden beschrieben, wobei man die Gebilde mit einer wässerigen Lösung eines polymeren, polyanionaktiven Stoffes behandelt, der bei Erhitzung über 100° seine Wasserlöslichkeit verliert, daraufhin die auf diese Weise vorbehandelten Gebilde trocknet und anschließend über 100° erhitzt, worauf die Gebilde mit einer wässerigen Lösung eines kationaktiven Mittels behandelt und schließlich trocknet.
Beispiele der elektrisch nichtleitenden Produkte sind Fäden, Fasern, Kabel, Garne, gewirkte und gewebte Textilien, ferner auch Bürstenhaare, Filme, Folien und durch Spritzguß oder auf andere Weise hergestellte Gegenstände aus synthetischen, hydrophoben Polymeren, wie z. B. aus Polyamiden, Polyestern und Polyacrylonnitrildetrivaten,, einschließlich Mischpolymerisaten.
Um auf diese Gebilde eine dauerhafte antistatisch wirkende Schicht anzubringen, verwendet man polymere, polyanionaktive Stoffe, die Carbonsäuregruppen enthalten und bei Erhitzung über 100° ihre Wasserlöslichkeit verlieren. Polyacrylsäure hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen.
Die auf diese Weise behandelten Gebilde werden; bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen getrocknet und danach bei über 100° vergütet.
Nach dem -Vergütein werden die Gebilde mit einer wässerigen Lösung eines kationaktiven Mittels behandelt.
Als kationaktive Mittel haben sich unter anderem quaternäre Verbindungen, wie z. B. Alkyltrimethylammoniumverbindungen und Alkylpiridiniuniverbindungen, als geeignet erwiesen. Aber auch quaternäre Verbindungen des Schwefels, des Phosphorsi, des Arsens, des Antimons und in bestimmten Fällen auch des Sauerstoffs können verwendet werden. Als quaternäre Ammoniumverbindung ist Stearyltrimethylaninicniumchlorid besonders geeignet.
Die Behandlung mit dem zweiten Bad findet in derselben Weise wie die Behandlung mit dem ersten Bad statt, nämlich bei niedriger Temperatur, jedoch, falls erforderlich., z. B. um einer Trübung der kationaktiven Seifenlösung vorzubeugen, auch z, B. bei 50° oder höher.
Da das vorbehandelte und vergütete Gebilde sauer reagiert, empfiehlt es sich, das Behandlungsbad auf einen pH-Wert einzustellen, daß ein neutral reagierendes Endprodukt erhalten wird.
Die Reaktion der kationaktiven Seife mit den. anionaktiven Gruppen erfolgt auf dem Gebilde sehr schnell.
Das Trocknen nach der Behandlung erfolgt in normaler Weise.
Verfahren zum Antistatischmachen
von elektrisch nichtleitenden Gebilden
Zusatz zur Patentanmeldung N 10496IVc/8k
(Auslegeschrift 1 014 515)
Anmelder:
N. V. Onderzoekingsinstituut Research,
Arnhem (Niederlande)
Vertreter: Dr. K. Schwarzhans, Patentanwalt,
München 38, Romanplatz 9
Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 3. August 1955
Dr. Georg Hennemann, VeIp,
und Dipl.-Ing. Albertus Gerardus Lutgerhorst,
Arnhem (Niederlande),
sind als Erfinder genannt worden
Ein Nachteil dieses Verfahrens nach, der Hauptpatentanmeldung ist jedoch, daß der Widerstand der auf diese Weise gebildeten antistatisch wirkenden Schicht gegen mechanische Reibung nicht sehr groß ist, besonders wenn diese Reibung im alkalischen Milieu erfolgt.
Eine Erklärung für dieses Phänomen wärei, daß dia infolge des Vergüten« aus den Carboxylgruppen gebildeten Anhydridgruppen unter Einfluß des alkalischen Milieus in entsprechende Alkalisalze umgesetzt werden. Diese Alkilisalze können eine Bindung von Wassermolekülen verursachen, wodurch eine Ouellung der Schicht erfolgt. Die Haftung der noch immer unlöslichen antistatischen Schicht am behandelten, Material wird hierdurch kleiner, so daß die meeha,-nischen Bearbeitungen, wie z. B. Reiben oder Wringen u. dgl., weniger gut. widersteht.
Wie zusätzlich gefunden wurde, wird die Dauerhaftigkeit der Schicht in bezug auf mechanische Reibung in nassem Zustand viel fester, wenn man der wässerigen Lösung des polymeren, polyanionaktiven Stoffs einen oder mehrere Stoffe, die mit dem pclyanionaktiven Stoff einem Komplex bilden, können, hin,-
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zufügt, und zwar in dem Maße, daß in. der Mischung d&s polyanionaktiven Stoffes und des komplexbildendein Stoffes noch kein unerwünschter Niederschlag gebildet wird.
Beim Trocknen und Vergüten wird der aus dean polyanionaktiven Stoff und. dem komplexbildenden Stoff entstandene Komplex in eine unlöslicha Verbindung umgesetzt, die, auch unter Einfluß von alkalischen Waschmitteln,, nicht in ein entsprechendes Alkalisalz umgesetzt werden kann.
Geeignete komplexbildande Stoffe sind, kationaktive Mittel, von denen vorhergehend bereits verschiedene erwähnt sind.
Die Menge des kationaktiven. Stoffes, die dem ersten
IO
rige Lösung, als zweites Bad eine 1 gewichtsprozentige Lösung von Stearyldimethylbenzylammoniumchlorid verwendet wird, wobei das Vergüten während 20 Sekunden, bei 190° stattfindet.
Beide Probestücke weisen nach wiederholtem Waschen mit einem 0',3 Gewichtsprozent Mars. Seife enthaltenden Bad, wobei eine mechanische Reibung ausgeübt wird, keinen nennenswerten Rückgang des antistatischen Verhaltens auf.
Beispiel III
Man bringt 10 kg Polyamidfasern (Titer 4,5 den und Stapellänge 110 mm) in eine 4,0 Gewichtsprozent Polyacrylsäure und 0,04 Gewichtsprozent Stearyl-
Behandlungsbad bereits hinzugefügt werden muß. 15 dimethylbenzylammonmmchlorid enthaltende wässe-
wird durch Versuche bestimmt, da. verschiedene katicnaktive Stoffe in verschiedenen Konzentrationen verwendet werden müssen. Eine zu große Menge des kationaktiven. Stoffes verursacht, wie1 bereits bemerkt wurde, einen unerwünschten Niederschlag.
Ferner kommen als Komplexbildner bifunktionelle Reagenzien in Betracht, deren Reaktionsprodukt mit dem polyanionaktiven Stoff wasserlöslich ist, jedoch bei Erhitzung über 100° unlöslich wird. Beispiele solcher bifunktioneller Reagenzien sind unter anderem Hexamethylendiamin und Äthylandiamin. Von diesen Komplexbildnern wird so viel zugesetzt, daß das Reaktionsprodukt noch satter reagiert. Die Optimalmenge des bifunktionellen Reagenses wird für jedes
rige Lösung ein. Die Temperatur des Bades beträgt 80°. Das Flottenverhältnis ist 1 : 16, und die Fasermas;:.;: wird unter Rühren 15 Minuten behandelt. Dann wird die Fasermasse bis auf etwa 20% Feuchtigkeitsao gehalt ausgeschleudert. Anschließend wird die Masse während 2 Stunden in gut aufgelockertem und verteiltem Zustand bei 60° getrocknet und schließlich während 20 Minuten bei 140° vergütet.
Die so behandelten Fasern werden unter Rühren während 15 Minuten in einem zweiten schwach alkalischien Bad behandelt, welches Bad 0,5 Gewichtsprozent Stearyldimethylbenzylammoniumchlorid enthält. Die Temperatur des Bades beträgt 45° und das Flottenverhältnis 1 : 16. Danach wird die Fasermasse bifunktionelle Reagens experimental festgestellt. In 30 ausgeschleudert, sorgfältig gespült und wiederum ausder Regel genügt schon 1,5 Gewichtsprozent, berech- geschleudert und schließlich bei 60° getrocknet,
net auf den polyanionaktiven Stoff. Die so erhaltene Faser ist gut cardierbar und läßt
Das bifunktionelle Reagens macht den polyanion- sich auf Garne, Halbfabrikate und Fertigfabrikate aktiven Stoff nach dem Vergüten weniger hydrophil, verarbeiten. Die Erzeugnisse weisen den Mangel eines wodurch nur eine sehr geringe Quellung in Wasser 35 Ansaugens und Festhaltene von Schmutz und Staub d L kaum auf.
und Lauge entsteht.
Die auf dem Produkt gebildete antistatische Schicht bleibt dauernd unlöslich und weist außerdem eine sehr große Widerstandsfähigkeit in bezug auf mechanische Bewirkungen in wässerigem alkalischem Milieu auf.
Beispiel I
40
Die auf die Faseroberfläche aufgebrachte Schicht ist durch Behandlung mit warmem Wasser, warmen verdünnten Säuren oder warmen alkalischen Seifenlösungen nicht abwaschbar. Die erzeugte Schicht widersteht auch den üblichen Behandlungen, wie z. B. Färben, Waschen usw.
Beispiel IV
Ein gewaschenes Polyamidgewebe wird auf einem Dreiwalzen-Foulard in einer 5,4 Gewichtsprozent Polyacrylsäure und 0,175 Gewichtsprozent Hexamethylendiamin enthaltenden wässerigen. Lösung getränkt. Die Temperatur der Lesung beträgt 80°. Der
Ein vorher gereinigtes Gewebe aus Polyamiden,,
gebildet aus dem Poilykondensat von Adipinsäure und 45
Hexamethylendiamin, wird in einem Dreiwalzen-Foulard in einer Lösung, bestehend aus 4,0 Gewichtsprozent Polyacrylsäure und 0,03 Gewichtsprozent
Stearyltrimethylammoniumchlorid in Wa,sser, getränkt. Die Temperatur der Lösung beträgt 80°. Der 50 Abpreßeffekt ist etwa. 45 0Zo.
Abpreßeffekt ist etwa 40%. Nach dem Trocknen Nach dem Trocknen, bei Zimmertemperatur wird
wird das Gewebe auf einem Spannrahmen während das Gewebe bei 190° während 20'Sekunden stabilisiert 20 Sekunden bei 220° erhitzt. Dabei wird das Ver- und vergütet.
guten der Schicht und das bekannte Stabilisieren des Anschließend wird das Gewebe auf einem Drei-
Polyamidgewebes in einen einzigen Arbeitsgang ver- 55 walzen-Fculard imprägniert, und zwar bei einer einigt. Anschließend wird das Gewebe auf einem Drei- Temperatur von 60° mit einer schwach alkalischen walzen-Foulard mit einer wässerigen, schwach alka,- Lösung von 0,2 Gewichtsprozent Stearyldirnethyllischen 1,0 gewichtsprozentigen Lösung von Stearyl- benzylammoniumchlcrid in Wasser,
trimethylammoniumchlorid von 80° imprägniert. Der Der Abpreßeffekt ist dabei etwa, 45%. Daraufhin
Abpreßeffekt ist dabei etwa 40%. Hiernach wird das 60 wird das Gewebe gespült und schließlich bei Zimmer-Gewebe gespült und schließlich auf einem Spann- temperatur getrocknet. Das Gewebe behielt einen antirahmen getrocknet. · - -
Beispiel II
Auf analoge Weise wie im Beispiel I wird ein Gewebe, bestehend aus einem durch Polymerisation von ε-Caprolactam hergestellten Polyamid, behandelt, wobei jedoch als erstes Bad eine 5,4 Gewichtsprozent Polyacrylsäure und 0,03 Gewichtsprozent Steiaryldimethvlbenzvlammoniumchlorid enthaltende
statischen Charakter, sogar nach Behandlung mit einer siedenden 4 gewichtsprozentigen. Natriumhydroxyd-. lösung.
Beispiel V
Ein aus Polycaprolactam bestehendes Gewebe wird auf einem Dreiwalzen-Foulard in einer wässerigen Lösung getränkt, die 1,35 Gewichtsprozent Polyacryl wässe- 70 säure, 0,175 Gewichtsprozent Hexamethylendiamin
und 0,0025 Gewichtsprozent Stearyldimethylbenzylammoniumchlorid enthält und eine Temperatur von 80° hat.
Der Abpreß effekt ist etwa 45°/o.
Nachdem das Gewebe getrocknet ist, wird eis im gespannten Zustand bei 190° während 20· Sekunden erhitzt. Dabei wird also das Vergüten der Schicht und das bekannte Stabilisieren des Polyamidgewebes in einer einzigen Bearbeitung vereinigt. Schließlich wird das Gewebe alkalisch gespült und auf einem Spannrahmen getrocknet.

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Verbesserung des Verfahrens zum Antistatischmachen von elektrisch nichtleitenden Gebilden nach Patentanmeldung N 10496 IVc/8 k, wobei man die Gebilde mit einer wässerigen Lösung eines polymeren, poilyanionaktiveni Stoffes behandelt, der bei
Erhitzung
über 100° seine
Wasserlöslichkeit verliert, daraufhin die auf diese Weise vorbehaiwkJten Gebilde trocknet und anschließend über 100° erhitzt, hierauf die Gebilde mit einer wässerigen Lösung einer kationaktiven Seife behandelt und schließlich trocknet, dadurch gekennzeichnet, daß man der wässerigen Lösung des polymeren, polyanionaktiven Stoffes noch ein oder mehrere Stoffe, die mit dem polyanionaktiven Stoff einen Komplex bilden, hinzufügt, und zwar in dem Maße, daß in der Mischung des polyanionaktiven Stoffes und des Komplexbildners noch kein unerwünschter Niederschlag entsteht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man der wässerigen Lösung des polymeren, polyanionaktivan Stoffes einen katicmaktiven Stoff hinzufügt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der wässerigen Lösung des polymeren, polyanionaktiven Stoffes quaternäre Alkylverbindungen, vorzugsweise quaternäre Alkylammoniumverbindungen, wie Alkyltrimetbylammoniumverbindungen und insbesondere Stearyldimethylbenzylammoniumchlorid, hinzugefügt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als komplexbildenden Stoff eine derartige Menge eines bifunktionieillen Reagenses, dessen Reaktionsprodiulct mit dem polyanionaktiven Stoff wasserlöslich ist, jedoch bei Erhitzung über 100° unlöslich wird, verwendet, daß das Reaktionsprodukt noch sauer reagiert.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als bifunktionelles Reagens ein Diamin, wie Hexamethylendiamin oder Äthylendiamin, verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß 1 bis 3 Gewichtsprozent Hexamethylendiamin, auf den polyanionaktiven Stoff berechnet, verwendet werden»
O 7J9 ~8;::: 10.57
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