DE1278987C2

DE1278987C2 - Verfahren zur elektrostatischen Beflockung von Traegermaterialien mit Chemiefasern

Info

Publication number: DE1278987C2
Application number: DE1962S0080884
Authority: DE
Inventors: Daniel Wyss; Walter Wyss
Original assignee: Societe de la Viscose Suisse SA
Current assignee: Viscosuisse SA
Priority date: 1962-08-11
Filing date: 1962-08-11
Publication date: 1973-07-26
Also published as: US3322554A; LU44190A1; DE1278987B; BE635114A; FR1365224A; GB975082A; CH426723A; NL127105C; NL295452A; DK109383C

Description

keit der Fasern ab.

Wenn diese Leitfähigkeit gering ist, haften die Flockpartikeln aneinander und an den Elektroden, und springen nur sehr langsam oder überhaupt nicht. Oft bilden sich auch dichte, harte Faserballen, welche das Sieb nicht passieren können und d„^j<rit für die Beflockung ganz ausfallen.

Um diese Schwierigkeiten zu überwinden wird z. B die elektrostatische Beflockung bei hohen Raum

handlung Kaliumantimonyltartrat zugefügt worden ist und worauf die Lösung entfernt und die Fasern getrocknet worden sind.

2. Ausbildung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Fasern verwendet, die nach dem Entfernen der anhaftenden Tannin und Kaliumantimonyltartrat enthaltenden Lösung vor dem Trocknen mit einer wäßrigen

I.ö'-una eines anionenaktiven Aviv?.iemittels und ■ j >

penebenenfalls eines wasserlöslichen^Alkali- oder _ao feuchtigkeiten durchgeführt, da bekannt ist. daü die Ammoniumsalzes behandelt worden sind. Leitfähigkeit der Fasern von ihrem Feuchtigkeus-

? Ausbildung des Verfahrens nach Anspruch 1. gehalt abhängt. Eine zu hohe RLumfeuchtigkeit im dadurch gekennzeichnet, daß man Fasern ver- aber wiederum der Bildung eines elektrischen Hoc:- wendet, die vor der Behandlung mit der angege- Spannungsfeldes abträglich. Üblicherweise begeen.· benen Tanninlösung mit einer wäßrigen, schwach _a5 man daher den Schwierigkeiten dadurch, daß man ti sauren Lösung eines wasserlöslichen Alaunsalzes Fasern mit antistatischen Mitteln behandelt, weld .

auf der Faser einen Überzug elektrisch leitende· Substanzen hinterlassen. Die für diesen Zweck vorgeschlagenen Mittel gehören den verschiedenste:· cherr. scher. Klassen an; die meisten sind ionenb-i dende oder wenigstens polarisierte Substanzen, w· einfache Elektrolyte, z.B. hygroskopische Amm niumsalze, oder oberflächenaktive Körper katiom scher, anionischer oder nichtionischer Natur, jedoch werden auch mineralische Dispersionen, z. B. vor. Kreide odsr Kieselsäure, teilweise in Verbindung nv.t ölhaltigen Gleitmitteln für diese Zwecke verwende: So beschreibt z.B. die USA.-Patentschrift 29174"M die Herstellung eines antielektrostatischen Mittels Reaktion von Siliciumtetrachlorid, Äthv! acetat und wäßrigem Alkohol. Die französische

behandelt worden sind.

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Die Herstellung von samt-, plüsch- oder wildlederariigen Gebilden durch Aufbringen kurzer Fasern, genannt Flock, auf eine mit einem Klebemittel versehene Unterlage unter Einwirkung eines elektrischen ₄₀ durch Hochspannungsfeldes ist bekannt. Bisher wurden für diesen Zweck regenerierte Cellulosefasem benutzt; seit kurzem hat sich jedoch das Interesse auch der Verwendung anderer Chemiefasern zugewandt, z. B.

Patentschrift 1 257 894 beschreibt Suspensionen von Montmortllonit, einem wegen seiner guten Quellbarkeit in Wasser bekannten Mineral, und die fran-

Fasern ausCelluluseestern, Polyamiden, Polyestern ₄₅ zösische Patentschrift 1 157 657 nennt Mischungen oder Polyacrylnitrile^ und zwar wegen der in man- oberflächenaktiver Substanzen i-.it Paraffinöl und eher Beziehung besseren Eigenschaften dieser Fasern. feinverteilter Kieselsäure. Die antistatische Wirkung Für die Herstellung von beflockten Trägern, welche von Gemischen hochdisperser Kieselsäure mit öligen beträchtlicher Abnutzung ausgesetzt sind, wie Tep- Gleitmitteln ist erwähnt in einem Artikel über piche oder Möbelbezugsstoffe, hat sich z. B. Flock 50 »SOLTEXn-Präparationen der »Deutschen Goldaus Polyamiden als ein sehr geeignetes Material e-- und Silberscheideanstalt«, Frankfurt am Main, ^;n wiesen. Melliand's Textilberichte, 33 (1952), 957.

Bei der Verwendung dieser Chemiefasern für die Alle diese Mittel sind jedoch verwendbar für die

elektrostatische Beflockung treten jedoch Schwierig- gebräuchlichsten textlien Vorgänge, wie Spinnen, keiten auf, die ihre Ursache in dem unterschiedlichen 55 Zwirnen, Weben usw. Zur Vorbehandlung von Verhalten der einzelnen Substanzen haben. Während Fasern für die elektrostatische Beflockung sind sie regenerierte Cellulosefaser^ ähnlich wie Fasern aus entweder unwirksam oder nachteilig, und zwar innatürlicher Cellulose, hydrophil sind, erweisen sich folge der bei Spinnpräparationen üblichen Zugabe Fasern aus Cellulosetriacetat und vielen synthetischen öliger oder fettiger Gleitmittel, Das durch diese Gleit-Polymeren als mehr oder minder stark hydrophob 60 mittel bewirkte Zusammenkleben der Fasern soll und nehmen durch Reibung elektrostatische Ladun- nach der britischen Patentschrift 686101 dadurch gen an. Es ist bekannt, daß diese statischen Ladun- verhindert werden, daß Kunstseide- oder Cellulosegen bereits beim üblichen Spinnen und Verarbeiten acetatfasern mit wäßrigen Dispersionen von feinversolcher Fasern störend sind. Besonders große Schwie- teilter Kreide, Magnesia oder Kieselsäure behandelt rigkeiten ergeben sich bei der Verwendung solcher 65 werden. Wie jedoch die deutsche Patentschrift Fasern zur elektronischen Beflockung. 1040 497 erläutert, zeigen die so behandelten Fasern

Um eine dichte und gleichmäßige Beflockung zu nur ein unbefriedigendes Springvermögen im elektroerzielen. ist es erforderlich, daß die einzelnen Flock- statischen Hochspannungsfeld. Diese deutsche Patent-

schrift beschreibt dann ihrerseits eine Behandlung von Reyonflock mit Kondensaten höherer Fettsäuren mit aliphatischen oder aromalischen Aminosulfonsäuren. Die deutsche Auslegeschrift 109S913 schließlich empfiehlt die Behandlung der Fasern mit bekannten antielektrostatischen Mitteln, z. B. PoIyglykolester oder Phosphorsäureester, unter Zusatz von Kalium- und Natriumsalzen.

Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daß man Fasern verwendet, die in bekannter V/eise mit einer wiißrigen, schwach sauren Tanninlösung behandelt worden sind, wobei der Lösung während der Behandlung Kaliumaniimonyliartrat zugeführt worden ist und worauf die Lösune entfernt und die Fasern getrocknet worden sind.

Die Verwendung von Tannin und Kaliumaniitnonyltartrat ist bekannt als Hilfsmittel bei einigen Färbeverfahren z. B. beim Färben von natürlichen u;,d regenerieren Cellulosefasern mit basis cn Färb stoffen sowie zur Verbesserun der Naßec ncit bei Färbungen mit sauren Wollfarbstoffen. Fen . ist eine Behandlung von Polyamidfasern oder iiriichen Kunststoffasern und daraus 1 -Tgestellten Vvaren. insbesondere Strümpfen, mit einer Alaun. Tannin, essigsaure Tonerde und einen oder mehrere Zusatzstoffe enthaltenden Losung bekannt, um die Haltbarkeit der Fasern und der daraus hergestellten Waren zu verbessern. Auch wurden schon Tanninlösungen zur Behandlung von synthetischen Fasern, insbesondere Polyamiden, benutzt, um die Fasern zu glätten und wasseninempfindlich zu machen.

Überraschenderweise erweist s' :h die Behandlung von Chemiefasern mit Tannin und Kaliumantimonyltartrat als außerordentlich wirksam, um Fasern mit guter Leitfähigkeit zu erhalten, welche ein ausgezeichnetes Springvermögen im elektrostatischen Feld besitzen. Das Verfahren arbeitet gleich gut mit gefärbten und ungefärbten Fasern. Ein besonderer Vorteil liest in der Dauerhaftigkeit der antistatischen Wirkung der Behandlung. Die erfinduiigsgemäß behandelten Fasern behalten ihr gutes Springvermögen auch bei lange· Lagerung und sind außerdem unempfindlich gegen Änderungen von Temperatur und Luftfeuchtigkeit, wie sie durch Wettereinflüsse und den Wechsel der Jahreszeiten hervorgerufen werden. Ein anderer Vorteil des Verfahrens ist, daß die Präparationsmitte' ·η äußerst geringen Konzentrationen angewendet werden können.

Eine weitere Verbesserung der Beflockungseigerschaften der Fasern, insbesondere ihrer Gleit- und Rieselfähigkeit, läßt sich erreichen, wenn man auf die Fasern im Anschluß an die Tannin-Kaliumantimonyltartrat-Behandlung eine wäßrige Lösung einwirken läßt, welche ein anionenaktives Avivagemittel enthält, gegebenenfalls unter Zusatz von wasserlöslichen Alkalisalzen. Als Alkalisalze können z. B. Natriumsulfat oder Ammoniumsulfat dienen, und als besonders wirksam hat sich Natriumsilikat in der Form von Wasserglas erwiesen, vor allem wenn die Lösung schwach angesäuert wird. Eine weitere Modifikation des Verfahrens ist schließlich noch dadurch möglich, daß die Fasern vor der Anwendung der Tanninlösung mit einer wäßrigen Lösung, enthaltend ein wasserlösliches Salz aus der Klasse der Alaune, vorzugsweise Kaliumaluminiumsulfat, behandelt werden.

Es sei dazu bemerkt, daß die an sich bekannte antistatische Wirkung der Avivagemittel und der

Alkalisalze allein völlig ungenügend ist, um den Fasern ein gutes und dauerhaftes Springvermögen zu verleihen. Nur in Verbindung mit der Tannin-Kaliumamimonyltartrat-Behandlung verbessern diese Mittel die Befiockungseigenschaflen der Fasern.

Welche die jeweils günstigste der erwähnten Kombinationen ist, hängt von der Natur, dem Titer und der Länge der Fasern ab. Als Standardbchandiung kann die Anwendung von Tannin und Kaliumantimonyltartrat mit anschließender Avivage bezeichnet werden, wobei als Avivagemittel Gemische von Cetylalkohol und Natrium- oder Ammoniumcetylalkoholr sulfcnaten bevorzugt werden.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Fasern in eine etwa 70° C warme, schwach essigsaure, wäßrige Lösung, enthaltend 0,04 bis 0,2 Gewichtsprozent Tannin, eingetragen und 10 Minuten gerührt. Dann fügt man 0,01 bis 0.05 Gewichtsprozent Kaliumantimonyltartrat hinzu _M und rührt weitere 10 Minuten. Um die anhaftende Lösung zu entfernen, werden die Fasern 10 Minuten abgeschleudert und getrocknet. Will man die Avivagebehandlung anschließen, so braucht man die Fasern nicht erst zu trocknen, sondern trägt sie _aJ unmittelbar nad; dem Abschleudern der Tannin-Kaliumantimonyltartrat-Lösung in eine etwa 50" C warme wäßrige Lösung, enthaltend 0,2 bis 0,1 Gewichtsprozent des Avivagemittels, ein und rührt 25 Minuten. Schließlich schleudert man die Fasern 10 Minuten und trocknet.

Im Fall der zusätzlichen Anwendung von Alkalisalzen fügt man der Avivagelösung noch 0.3 bis 1,5 Gewichtsprozent solcher Salze zu. Verwendet man als Alkalisalz Natriumsilikat, so empfiehlt es sich, erst eine Wasserglaslösung der erforderlichen Konzentration zu bereiten und, vor Zugabe des Avivagemittels, die stark alkalisch reagierende Lösung durch Zusatz von Essigsäure so einzustellen, daß ihr pH-Wert unter 7.5 liegt; am günstigsten erweist sich ein pH-W'ert zwischen 4 und 5. Bei Verwendung von Natriumsilikat hat sich ferner gezeigt, daß es vorteilhaft ist, als Avivagemittel ein Gemisch von Cetylalkohol mit dem Natriumsalz des Cetylalkoholsulfonats zu benutzen. Sonst ist das Verfahren das gleiche wie bei Verwendung eines Avivagemittels ohne Zusatz von Alkalisalzen.

Wird die Modifikation der vorherigen Behandlung mit einem Alaunsalz gewählt, so bereitet man am besten zunächst eine etwa 70° C warme, schwach essigsaure, wäßrige Lösung, enthaltend 0,02 bis 0,1 Gewichtsprozent eines Alauns, meistens Kaliumaluminiumsulfat, trägt die Fasern ein und rührt 10 Minuten. Dann setzt man die erforderliche Menge Tannin zu, rührt wieder 10 Minuten, fügt Kaliumantimonyltartrat zu und setzt das Rühren nochmals 10 Minuten fort. Darauf werden die Fasern 10 Minuten abgeschleudert und entweder getrocknet oder, ohne Trocknung, der Weiterbehandlung mit einem Avivagemittel und, gegebenenfalls, Alkalisalzen S₀ unterworfen.

Die Konzentrationsangaben der Präparationsmittel

beziehen sich stets auf die verwendeten Lösungen.

'Das Gewichtsverhältnis Faser zur Lösung kann in allen Behandlungsstufen und für alte verwendeten

g₅ Lösungen zwischen 1:15 und 1:25 liegen; meistens

kommt 1 Gewichtsteil Fasern auf 20 Gewichtsteile Lösung. Vor Beginn der Behandlung, gleichviel nach welcher Kombination, empfiehlt es sich, die Fasern

von fettigen oder öligen Präparationsmitteln zu befreien, weiche ihnen allenfalls anhaften. Am einfachsten geschieht dies durch Waschen der Faser in lauwarmen Bädern, welche Seife oder synthetische Waschmittel enthalten.

Die folgenden Beispiele mögen die Vorbehandlung der erfindungsgemäG zu verwendenden Chemiefasern deutlicher machen.

Beispiel 1

ίο

50 g Polyhexamethylenadipamidfasern von 2,5 mm Länge und einem Titer von 2,2 tex werden in 1 Liter einer 70° C warmen, wäßrigen Lösung, enthaltend 0,25g 80°/oige Essigsäure und 0,5gTannin. eingetragen und 10 Minuten gerührt. Dann fügt man 0,25 g Kaliumantimonyltartrat hinzu und rührt weitere LO Minuten. Um die anhaftende Lösung zu entfernen, werden die Fasern IO Minuten abgeschleudert und bei 25° C getrocknet. Die Fasern besitzen ein gutes Springvermögen im elektrostatischen Feld und sind ao sehr geeignet für die elektrostatische Beflockung.

Beispiel 2

50 g mit einem schwarzen Säurefarbstoff gefärbte Polycaprolactamfasera von 2,5 mm Länge und einem as Titer von 2.2 tex werden in 1 Liter einer 70⁰C warmen, wäßrigen Lösung, enthaltend 0,25 g 80°Oige Essigsäure und 0,5 g Tannin, eingetragen und 10 Minuten gerührt. Dann fügt man 0,25 g Kaliumantimonyltartrat hinzu und rührt weitere 10 Minuten. Die Fasern werden 10 Minuten abgeschleudert und darauf in 1 Liter einer 50° C warmen, wäßrigen Lösung, enthaltend 3 g einer Mischung von Cetylalkohol und Cetylalkoholammoniumsulfonat, eingetragen und 25 Mmuten gerührt. Zur Entfernung der anhaftenden Lösung schleudert man die Fasern 10 Minuten ab und trocknet sie bei 25° C. Die Fasern besitzen eine gute Rieselfähigkeit und ein gutes Springvermögen im elektrostatischen Feld und behielten diese Eigenschaften auch nach 6 Monaten Lagerung sowie nach vorübergehendem Erwärmen auf 70° C, so daß sie für die elektrostatische Beflockung sehr geeignet sind. Fasern, welche nur mit der Lösung von Cetylalkohol und Cetylalkoholammoniumsulfonat behandelt werden, zeigen alle diese Eigenschaften nicht.

Beispiel 3

50 g mit einem roten Säurefarbstoff gefärbte PoIyhcxamethylenadtpamidfasern von 1 mm Länge und einem Titer von 0,3 tex werden in 1 Liter einer 7(» C wärmen, wäßrigen Lösung, enthaltend 0,5 g 80° Vige Essigsäure und 0.5 g Kaliumaluminiumsulfat, eingetragen und 10 Minuten gerührt. Dann setzt man 1 g Tannin hinzu, rührt wieder 10 Minuten. fügt 0,25 g Kaliumantimonyltartrat zu und setzt das Rühren nochmals 10 Minuten fort. Darauf werden die Fasern 10 Minuten abgeschleudert und in eine 50" C warme, wäßrige Lösung eingetragen, welche wie folgt bereitet wird: 8 g Wasserglas vom spezifischen Gewicht von 1,4 werden mit 1 Liter Wasser vermischt, darauf wird durch Zufügen von 80° oiger Essigsäure der pH-Wert der Lösv....% auf 4,5 eingestellt und schließlich werden 3 g eine' Gemisches von Cetylalkohol und Cetylalkoholnatriumsulfonat zugesetzt. Die Fasern werden in dieser Lösung 25 Minuten gerührt, darauf 10 Minuten abgeschleudert und schließlich bei 25^r C getrocknet. Die Fasern besitzen eine gute Rieselfähigkeit und ein gutes Springvermögen im elektrostatischen Feld und behielten diese Eigenschaft auch nach 6 Monaten Lagerung sowie nach vorübergehendem Erwärmen auf 70^c C, so daß sie für die elektrostatische Beflockung sehr geeignet sind.

Cellullosetriacetatfasern von 0,5 mm Länge und einem Titer von 0,3 tex, Polyäthylentereplithalatfasern von 1 mm Länge und einem Titer von 0,3 tex sowie Polyacrylnitrilfasern von 2 mm Länge und einem Titer von 1,5 tex, die in der gleichen Weise behandelt werden, zeigen ebenfalls gute Rieselfähigkeit und gutes Springvermögen im elektrostatischer Feld.

Polyhexamethylenadipamidfasern, Cellulosetriact tatfasern, Polyäthylenterephthalatfasem und Polyacrylnitrilfasern, welche nur mit einer angesäuerten Lösung, enthaltend Wasserglas und das Gemisch von Cetylalkohol und Cetylalkoholnatriumsulfonat, behandelt werden, besitzen dagegen nur ein völlig ungenügendes Springvermögen im elektrostatischen Feld.

Claims

partikeln mühelos aneinander vorbeigleiten und mit Leichtigkeit durch ein in der Beflockungsvorrichtung befindliches Sieb rieseln. Die Fasern müssen ferner zwischen den Polen des elektrischen Feldes rasch 5 springen, bis sie schließlich von der mit einem Klebmiael versehenen Unterlage festgehalten werden. Gleitvermösen und Rieselfähigkeit der Fasern lassen sich durch Anwendung von Avivagemitteln verbessern: ein autes Sprinavermösen im elektrischen Feld worden sind, wobei der Lösung während der Be- io hängt aber vor allem von der elektrischen Leitfahig-

Patentansprüche:

!. Verfahren zur elektrostatischen Beflockung von Trägermaterialien mit Chemiefasern, dadurch gekennzeichnet, daß man Fasern verwendet, die in bekannter Weise mit einer wäßrigen, schwach sauren Tanninlösune behandelt