DE2111484B2 - Verfahren zur herstellung von elektrisch leitfaehigen faeden und deren verwendung - Google Patents

Verfahren zur herstellung von elektrisch leitfaehigen faeden und deren verwendung

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DE2111484B2 DE19712111484 DE2111484A DE2111484B2 DE 2111484 B2 DE2111484 B2 DE 2111484B2 DE 19712111484 DE19712111484 DE 19712111484 DE 2111484 A DE2111484 A DE 2111484A DE 2111484 B2 DE2111484 B2 DE 2111484B2
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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
Matrix dispergiertes, feinteiliges, elektrisch leitfähiges
festes Material enthält (vgl. deutsche Offenlegungs schrift 1 809 589).
Zur Bildung einer elektrisch leitfähigen Uberzugs-
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-
Uberzugsschicht aufgebracht und erhitzt wird, das schäften zu erteilen.
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
Der hier verwendete Ausdruck »elektrisch leit- Produkte hiervon, wobei die phenolischen Harze mit
fähiger Faden« umfaßt kontinuierliche oder endlose dem Acrylnitril/Butadien-Mischpolymerisat verträg-
Monofaden, endlose Multifaden, die jeweils ein Bündel 30 lieh sein müssen. Wenn das verwendete Mischpoly-
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-
Das Nachbehandlungsmittel soll in die elektrisch hexylgruppe.
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
Der synthetische organische Substratfaden kann bis 3: 1. Dadurch werden die besten Ergebnisse erzielt
irgendein synthetischer Faden sein, der eine fur einen hinsichtlich der Festigkeit, FaIt- oder Fach barkeit
Faden ausreichende Festigkeit und ein Haftvermögen und Biegsamkeit des Überzugs, der Haftung an dem
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-
Polyamiden, z. B. Polycapronamid oder Polyhexa- sehen Harzes in dem Überzug zu gering ist, besteht
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.
Vor der Nachbehandlung gemäß der Erfindung Das bevorzugte, feinteilige, elektrisch leitfahigc.
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
Butadien-Mischpolymerisat, die geringere Mengen Beständigkeit gegenüber von Chemikalien und 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.
Die auf der Oberfläche des synthetischen organi
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.
Das Nachbehandlungsmittel wird auf die get rock-
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.
Die gemäß der Erfindung verwendeten Polyiso-
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-
.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
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.
Beispiel 1
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.
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.
Tabelle I
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.
Tabelle II
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.
Tabelle III
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
Ausmaß des Gewichtsverlustes (%)
4,4'-Diphenylmethan-
düsocyanat, angehaftet in 3,6%
keine Anwendung
des Isocyanats
(Kontrolle)
13
Die Behandlungsdauer der Fäden in dem Luftbad
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.
Beispiel 2
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.
Tabelle IV
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
Beispiel 3
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.
Tabelle V
Probe
Nr.
Menge an verwendeter Triisocyanatverbindung
Elektrischer Widerstand (Ohm/cm)
vor der Prüfung nach dem Dlwiderstandstest
nach dem Trocken-
reinigungswider-
standstest
Reibungskoeffizient
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.
Beispiel 4
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.
Tabelle VI
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
Beispiel 5
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.
Tabelle VII
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.
Beispiel 6
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.
Tabelle VIII
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.
Beispiel 7
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.
Beispiele
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.
Tabelle IX
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)

Patentansprüche:
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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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4045949A (en) * 1976-01-02 1977-09-06 Dow Badische Company Integral, electrically-conductive textile filament
AT347003B (de) * 1976-12-07 1978-12-11 Chemiefaser Lenzing Ag Faeden oder fasern aus polytetrafluoraethylen und verfahren zu deren herstellung
US4255291A (en) * 1979-06-21 1981-03-10 E. I. Du Pont De Nemours And Company Air-fireable conductor composition
US4341677A (en) 1980-04-03 1982-07-27 Ppg Industries, Inc. Antioxidants and reinforced polymers and oil-in-water emulsions of antioxidants
DE3017204A1 (de) * 1980-05-06 1981-11-12 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren zum beschichten von flaechengebilden aus metallisierten textilfasern und deren verwendung fuer die herstellung von mikrowellen reflektierenden gegenstaenden
DE3024888A1 (de) 1980-07-01 1982-02-04 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verbundmaterial zur abschirmung elektromagnetischer strahlung
US4483948A (en) * 1980-09-24 1984-11-20 Ppg Industries, Inc. Antioxidants and reinforced polymers and oil-in-water emulsions of antioxidants
US4522872A (en) * 1982-04-12 1985-06-11 Milliken Research Corporation Industrial fabrics
GB2118097B (en) * 1982-04-15 1986-11-05 Bondina Limited Conductive sheets and products incorporating them
US4524170A (en) * 1983-04-25 1985-06-18 Milliken Research Corporation Flame retardant finishing composition for synthetic textiles
JPS61165166U (de) * 1985-03-30 1986-10-14
GB2283990A (en) * 1993-10-26 1995-05-24 Hery Anwar Coloured metallic thread
US8502077B2 (en) * 2006-07-13 2013-08-06 Orica Explosives Technology Pty Ltd Electrical conductive element
CN105726021B (zh) * 2011-11-17 2019-02-22 日本电信电话株式会社 生物体电极、体内嵌入型电极以及生物体信号测定装置
US20180245251A1 (en) * 2017-02-27 2018-08-30 Arvind Limited Wearable protective denim fabrics
CN108588886A (zh) * 2018-04-27 2018-09-28 芜湖天科生物科技有限公司 一种导电聚丙烯腈纤维及其制备方法
CN111403080A (zh) * 2020-03-24 2020-07-10 东莞讯滔电子有限公司 电缆及其制造方法

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Publication number Publication date
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DE2111484C3 (de) 1974-04-18
CH350271A4 (de) 1973-01-31
GB1352947A (en) 1974-05-15
JPS4841799B1 (de) 1973-12-08
US3708335A (en) 1973-01-02
ZA711539B (en) 1971-11-24
CH539164A (de) 1973-01-31
CA990153A (en) 1976-06-01
FR2081836B1 (de) 1974-02-15
DE2111484A1 (de) 1971-11-18
BE764048A (fr) 1971-08-02

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