DE2147267B2 - Verfahren zur Metallbeschichtung eines Fasermaterials und dessen Ver wendung - Google Patents

Verfahren zur Metallbeschichtung eines Fasermaterials und dessen Ver wendung

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Description

eines Schlages besteht, wenn der Teppich in Berührung Für die vorliegende Erfindung kann irgendein oximit häuslichem Strom, wie beispielsweise durch eine dativ stabiles und nicht giftiges Metall verwendet defekte Leitung, kommen sollte. Da Metallfäden nicht 55 werden, wie beispielsweise Nickel, Kupfer, Aluleicht in der gleichen Weise texturiert werden können, minium, Silber, Gold, Platin, Zinn. Das Verfahren ist wie beispielsweise ein Nylonfaden texturiert werden anwendbar auf irgendein Garn, das charakteristischerkann, ist es üblich, Metallfäden in den Strang des weise in Teppichen verwendet wird, wie beispielsweise Teppichgarnes einzuarbeiten. Dies ergibt ein Garn Wolle, Nylon, Polyester und Polyolefine, wie PoIymit verborgenen und frei liegenden Metallfaden. Das 60 propylen. Jedes dieser Materialien kann nach irgendverborgene Metallgarn ist im wesentlichen unwirksam einer der verschiedenen an sich bekannten Methoden für eine Kontrolle der statischen Aufladung, und das plattiert werden. Die bevorzugten Methoden sind freiliegende Metallgarn wird durch das normale Naßbehandlung, d. h., das gestrickte oder gewirkte Begehen des Teppichs leicht verletzt. Gewebe des erwünschten Substrates wird in ein Bad
Obwohl in der Technik verschiedene mit Metall 65 eines Salzes des abzulagernden Metalls zusammen
beschichtete Fäden bekannt sind, sind die Eigenschaften mit einem Reduktionsmittel für die Metallkomponente
solcher Fäden derart, daß sie nach Bildung der Garn- des Salzes gegeben. Gewöhnlich wird das Substrat
bündel mit Garnen kombiniert sind, und somit ist ein vorsensibilisiert, um eine wirksame Plattierung des
3 4
Gewebes zu gewährleisten. Dies kann an Hand des der Textile Machine Works mit 400 Nadeln bei Plattierens von Silber auf Nylon aus einem wäßrigen 48 Maschenreiben je 2,5 era gestrickt. Der Ärmel Bad von Silbernitrat und Formaldehyd erläutert wurde nicht wärmestabilisiert. Sodann wurde der werden. Das Nylonsubstrat wird gewöhnUch mit einem Ärmel 30 Minuten in 30 Gewicbtsteilen einer Reini-Zinnsak, wie Zinn(II)-cblorid, sensibilisiert. Obwohl S gungsflüssigkeit je Gewichtsteil Nylon gereinigt. Pie die Naßbehandlung bevorzugt ist, da das Versilbe- Flüssigkeit enthielt jeweils 5% tert-Octylphenoxyrungsbad leichter in das Gewebe eindringen kann und po!y-(9)-äthoxyäthanol und Tetranatriumpyropbossomit eine Plattierung sogar an den Fadenkreuzpunkten phat, bezogen auf das Gewicht der Faser. Der Ärmel gewährleistet, können auch andere Methoden an- wurde dann in kaltem Wasser gespült, bis aller gewendet werden. Beispielsweise können Metall- io Schaum verschwunden war, und dann an der Luft Zerstäubungsmethoden benutzt werden, um das Metall getrocknet. Der getrocknete Ärmel wurde mit einem auf das gestrickte oder gewirkte Gewebe aufzubringen. 14°/oigen Silberüberzug, bezogen auf das Gewicht der Überraschenderweise zeigte sich, daß solche Methoden Faser, metallisiert und sodann in der oben beschrieauch geeignet sind, um einen im wesentlichen konti- benen Weise gereinigt, worauf er 2 Stunden in Wasser nuierlicben Metallüberzug auf der Faser zu erzeugen, 15 gekocht wurde. Nach dem Trocknen wurde der ungeachtet der Faserkreuzungspunkte in dem Gewebe. metallisierte Ärmel auf einer Kegelspulmaschine mit Es sei darauf hingewiesen, daß die Bezeichnung eines etwa 360 m je Minute aufgetrennt und ergab 9 Garnkontinuierlichen Überzugs nicht bedeutet, daß der körper eines silberplattierten Fadens mit Kräuselung. Überzug gleichmäßig um den ganzen Umfang der zu Proben der Fäden besaßen einen elektrischen Widerbeschkhtendcn Faser verläuft oder daß der Überzug 20 stand von 500 bis 900 Ohm je 3,8 cm Faserlänge,
auch nur gleichmäßig entlang einer Länge der Faser In einem typischen Beispiel der Herstellung einer vorliegt. Vielmehr bedeutet der Ausdruck, daß die solchen Faser wurde ein gereinigter Ärmel der oben Fasern über den größten Teil ihrer Länge leitend sind, beschriebenen Art beispielsweise mit einer Lösung von d. h., daß keine wesentliche Zahl von Brüchen indem wasserfreiem Zinn(lV)-chlorid in denaturiertem Äthylelektrischen Weg vorliegt, so daß der Widerstand eines 25 alkohol (1 g Salz je 10 ml Lösung) sensibilisiert. Der Abschnittes der Faser von 3,8 cm eine Million Ohm Ärmel wurde 5 Minuten in der Sensibilisierlösung geüberschreiten würde. Im allgemeinen ist der Wider- tränkt, gewaschen und dann in ein Versilberungsbad stand der leitenden Fasern in den Garnen der vor- geführt, das durch Zugabe von nacheinander 6300 ml liegenden Erfindung in der Größenordnung von Wasser, 1,58 g Natriumlaurylsulfat, 625 ml 0,30 n-Sil-300 0hm je 2,5 cm (1 inch), obwohl auch wesentlich 30 bernitratlösung^nmlln-AmrnoniumhydroxidJoOml größere Widerstände ohne Nachteil auf die anti- 1 n-tssigsäure (um das Versilberungsbad auf einen statischen Eigenschaften des fertigen Garnes toleriert pH-Wert von 9,0 zu bringen) und 371 ml einer 2,4°/0-werden können. igen Formaldehydlösung bereitet worden war. Der
Der für die vorliegende Erfindung brauchbare mit Ärmel wurde in dem Bad 165 Minuten mit gelegent-Metall überzogene Faden sollte in der Lage sein, in 35 lichem Rühren gehalten und dann aus dem Bad ententionisiertem Wasser 2 Stunden ohne ernsthafte fernt, mit Wasser abgeepült, um die Versilberungs-Erhöhung des elektrischen Widerstandes des Garnes lösung zu entfernen, und sodann getrocknet. Danach gekocht zu werden. Vorzugsweise sollte der Wider- wurde aufgetrennt.
stand 10 000 Ohm je 2,5 cm (1 inch) bei Beendigung Die in der beschriebenen Weise erhaltenen Garne der Behandlung in siedendem Wasser nicht übersteigen. 40 besitzen ausgezeichnete Eigenschaften für ihre Ver-In der am stärksten bevorzugten Ausführungsweise wendung bei der Herstellung dauerhafter antistatischer nach der Erfindung kann die mit Metall plattierte Teppiche. Die metallbeschichteten Fäden können in Faser einer 30minutigen Behandlung bei 82°C (1800F) das Garn entweder durch Verwinden in der in der in einem wäßrigen Bad unterzogen werden, das 0,5 Ge- Technik bekannten Weise, bei der texturierte Fäden wichtsprozent Natriumlaurylsulfat und genügend Na- 45 unter Bildung eines Gesamtgarnes miteinander vertriumtripolyphosphat oder Trinatriumphosphat ent- wunden werden, oder durch Fachen zu dem Garn in hält, um einen pH von 9 zu bekommen, wonach man das Garn eingearbeitet werden. Für die meisten Ver-2 Stunden in einer siedenden Essigsäurelösung bei wendungszwecke zur Herstellung von Teppichen einem pH von 5 behandelt, ohne daß der elektrische sollte der beschichtete Faden etwa 30 Denier nicht Widerstand über 10 000 Ohm/2,5 cm ansteigt. Aus 50 überschreiten, da sonst das Anfühlen und die Eigenden Beispielen ist ersichtlich, daß der Widerstand im schäften des resultierenden Garnes wesentlich verallgemeinen geringer als 1000 Ohm/2,5 cm ist. ändert werden. Im allgemeinen ist es bevorzugt, daß
Die in der Technik zur Herstellung einer Metall- der beschichtete Faden die gleiche allgemeine Denierplattierung auf Fasern bekannten Methoden können zahl wie die anderen Fäden in dem Garnbündcl besitzt verwendet werden, wie oben bereits gesagt wurde. Es 55 oder feiner ist. In einigen Fällen gibt es bestimmte Vormuß jedoch große Sorgfalt bei der Durchführung teile, metallbeschichtete Fäden mit sehr feinem Denier dieser Methoden geübt werden, um eine plattierte Faser zu verwenden, wie nachfolgend diskutiert wird,
zu erhalten, die den gerade beschriebenen Versuchen Um in dem fertigen Teppich die erwünschten antiwidersteht, und selbst dann ist es schwierig, solche statischen Eigenschaften zu erhalten, ist es nicht erfor-Ergebnisse reproduzierbar zu erhalten. Das folgende 60 derlich, daß jedes Garn in dem Teppich die antiBeispiel beschreibt eine Methode, die zur Versilberung statischen Fäden enthält. Außerdem ist es unnötig, von Nylon benutzt v/erden kann, um zu gewährleisten, daß die Garnbündel mehr als einen beschichteten daß man einen Silberüberzug mit den erwünschten Faden enthalten, obwohl dies auch durchaus möglich Eigenschaften erhält. ist.
Beispiel 1 6S Beispiel 2
Nylon-6-Garn von 15 Denier wurde zu einem kon- Zur Erläuterung des oben Gesagten wurden Teppich-
tinuierlichen Nylonärmel auf einer C-B-Tex-Maschine proben aus Nylongarn von 2600 Denier, das 140 kon-
tinuierliche Fäden (jeweils etwa 18 Denier) enthielt, hergestellt. Das antistatische Garn wurde aus den gleichen Nylonfäden hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß einer der Nylonfäden ein gemäß Beispiel 1 versilberter Faden war. Bei der Herstellung der Teppichproben wurden die Proben zunächst mit dem Standard-Nylon-6-Garn als Kontrolle hergestellt, und drei weitere Proben wurden bereitet, in denen das den Silberfaden enthaltende Garn in jeder 5., 9. bzw. 13. Reihe enthalten war. Der Teppich wurde in einem Bottich unter Verwendung eines grünen sauren Farbstoffes angefärbt, laticiert und nach Standardteppichmethoden auf der Rückseite mit Jute versehen. Die Teppichproben wurden bei einer 35°/oigen relativen Feuchtigkeit und bei 29° C getestet, wobei eine Person 20mal mit den Füßen über den Teppich schlurfte (die Person trug zunächst zusammengesetzte Sohlen und dann Ledersohlen), wonach die Spannung mit einem Elektrometer gemessen wurde. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle I zusammengestellt.
Tabelle I
25
Beispiel 4
Die Versuche der Beispiele 2 und 3 wurden mit der Ausnahme wiederholt, daß sie unter schärferen Bedingungen von 10°/0 relativer Feuchtigkeit und einer Temperatur von 21° C durchgeführt wurden. Die Ergebnisse waren im wesentlichen die gleichen und variierten nicht mehr als um einige hundert Volt gegenüber denen, die in den Tabellen I und II aufgeführt sind.
Beispiel 5
Die Versuche für dieses Beispiel waren im wesentlichen die gleichen wie im Beispiel 2, jedoch mit der Ausnahme, daß der versilberte Faden statt eines Einwindens in das Garn unter Fachen eingearbeitet wurde. Die Ergebnisse der Versuche der so gewonnenen Teppiche sind in der nachfolgenden Tabelle III zusammengestellt:
Tabelle 111
Teppichprobe Statische Ladung
durch Darüberschlurfen
(Volt)
Gummisohlen! Ledersohlen
16 000
1600
2 800
3 200
Nylon-6-Kontrolle
Jede 5. Reihe ,
12 000
1900
2 800
3 700
Jede 9. Reihe
Jede 13. Reihe
Statische Ladung Ledersohlen
durch Darüberschlurfen 12 000
Teppichprobe (Volt)
Gummisohlen 900
Nylon-6-Kontrolle 12 000
Ein versilberter Faden in 1500
jeder 3. Reihe 800
Ein versilberter Faden in
jeder 5. Reihe 1500
Beispiel 3
Der im Beispiel 2 hergestellte Teppich wurde in der Benutzung für 70 000 Gänge und dann hinsichtlich der statischen Ladung getestet. Die Proben wurden dann in einer handelsüblichen Waschmaschine gewaschen, um zu gewährleisten, daß keine von außen kommenden Materialien sich auf dem Teppich abgelagert hatten, und dann hinsichtlich der statischen Ladung getestet. Bei jedem der beschriebenen Tests wurde der im Beispiel 2 beschriebene Schlurftest angewendet. Die Ergebnisse dieser Tests sind in Tabelle II zusammengestellt.
Tabelle II Beispiel 6
Dieses Beispiel war im wesentlichen das gleiche wie Beispiel 3. jedoch mit der Ausnahme, daß das silberhaltige Garn das gefachte Garn war, das im Beispiel 5 verwendet wurde. Die Ergebnisse dieses Tests sind in Tabelle IV zusammengestellt (unmittelbar nach dem Gehen).
Tabelle IV
45 Teppichprobe
Teppichprobe
Nylon-6-Kontrolle
ursprünglich
Jede 5. Reihe
ursprünglich
Nylon-Kontrolle
nach dem Gehen
jede 5. Reihe nach dem
Gehen
Nylon-Kontrolle nach dem
Waschen und erneutem
Gehen
jede 5. Reihe nach dem
Waschen und erneutem
Gehen
Statische Ladung
durch Darüberschlurfen
(Volt)
Gummisohlen Ledersohlen Nylon-6-Kontrolle ...
Jede 5. Reihe (gefacht)
Statische Ladung
durch Darüberschlurfen
(Volt)
Gummisohlen! Ledersohlen
9 000
4 500
9 000
5 000
Bei spiel 7
9 000
1900
6 000
1 500
12 000
1900
Die mit Silber plattierte Faser, die mit dem Garn verwunden war, wurde zu Stücken von 30 cm verschnitten, und jede Garnprobe wurde zur Identifizie-
000 rung mit einem Knoten gekennzeichnet. Die Leitfähigkeit der Proben wurde gemessen, und die Proben
600 wurden dann in eine Kugelmühle gegeben. Die Leitfähigkeit der Proben wurde 1J2 Stunde, 1 Stunde und 000 60 dann alle 15 Minuten danach während 2 Stunden und
15 Minuten gemessen. Obwohl die Garnproben durch
000 die Behandlung in der Kugelmühle stark gebrochen
waren, zeigte keine der Proben irgendein Anzeichen verminderter Leitfähigkeit.
500 65 In den Beispielen wurde der versilberte Faden in weniger als allen der Teppichgarne benutzt. Aus den Werten der obigen Tabellen ist ersichtlich, daß größere
Z 500 Mengen unnötig sind und daher unwirtschaftlich
wären. Selbstverständlich liegt aber die Verwendung einer oder mehrerer metallbeschichteter Fäden in jedem Garn des Teppichs innerhalb des Erfindungsgedankens. Besonders wo es erwünscht ist, metallplattierte Fäden in jedem Garn zu benutzen, kann ein Faden mit viel feinerem Denier in die im übrigen standardisierten Garnbündel eingearbeitet werden, wodurch man seine Anwesenheit weiter tarnt, ohne jedoch seine antistatischen Eigenschaften merklich zu vermindern. So kann man beispielsweise bei der Ver-Wendung eines mit Silber überzogenen Nylonfadens von 3 Denier und der in den Beispielen beschriebenen Teppichgarne (und dieses Garn wird in jeder Teppichreihe verwendet) erwarten, daß man antistatische Eigenschaften erhält, die äquivalent jenen der Beispiele sind, bei denen das Silber enthaltende Garn in jeder 9. Reihe verwendet wird. Es wurde auch gefunden, daß die mit Silber überzogenen Fadenmaterialien, die hier beschrieben sind, mit Vorteil in Stapelform in Stapelgarnen benutzt werden können, ohne daß eine wesentliche Änderung der Leitfähigkeitseigenschaften eintritt. Außer den oben beschriebenen Versuchen können die Teppichproben auch gemäß den Methoden des American Carpet Institute's Technical Committee vom 19. August 1963 (»Test Methode for Determining the Static Propensity of Carpets«) mit im wesentlichen den gleichen wie den oben beschriebenen Ergebnissen getestet werden.
Eine wesentliche Abrundung der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, wenn gekräuselter, mit Metall beschichteter Faden kohäsiv in ein Garn eingemischt wird, das zum Tuften von Teppich verwendet werden soll. Die anderen Garnfäden werden texturiert, wie beispielsweise durch Kräuseln, und die gekräuselten, mit Metall beschichteten Fäden werden willkürlich in das Garnbündel eingemischt, so daß die Garnfäden sich nicht leicht voneinander ohne Fadenbruch trennen können (dies kann in der Weise ermittelt werden, daß man ein Garnstück am einen Ende festhält, die Spitze eines Bleistiftes in das Garn einführt und versucht, den Bleistift in Längsrichtung durch das Garn zu bewegen). Verschiedene Methoden, einschließlich mechanischer und pneumatischer Methoden, sind in der Technik bekannt, um diese Vermischung von Garnkomponenten zu bewirken. Das resultierende Garn kann leicht zu einem Teppich getuftet werden, ohne daß ein merklicher Bruch des leitfähigen Fadens eintritt. Die vereinigten Effekte des Kräuseins und Miteinandervermischens liefern den leitfähigen Faden mit einem wesentlichen Sicherheitsspielraum für die Tuftnadeln und/oder das Arbeiten, der mit anderen Typen leitfähiger Fäden nicht gefunden wurde. Außerdem hatten unter Verwendung solcher Garne hergestellte Teppiche die antistatischen Eigenschaften während wesentlich längerer Zeiträume, offenbar infolge der verminderten Neigung des Metallüberzuges, als Abriebergebnis verloren zu gehen. Daher ist festzustellen, daß ein getufteter antistatischer Teppich, der einen wesentlichen Anteil eines kohäsiv zugemischten Garnes enthält, von dem wenigstens ein Faden gekräuselt und mit Metall beschichtet ist, besonders mit Silber beschichtetes Nylon ist, eine äußerst wichtige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

Claims (2)

Patentansnriichp- Faches das Mittel, das zur Vereinigung der metall- raientansprucne. beschichteten Fasern mit dem Garn verwendet wird
1. Verfahren zur Hersiellung eines für die Tep- Die mit einer solchen Struktur verbundenen Probleme pichherstellung geeigneten Fadenmaterials durch sind im wesentlichen die gleichen, wie sie oben für das Metallisieren eines aus nicht metallisierten Fäden 5 Teppichgarn-Fachen mit Metalldrähten beschrieben gewonnenen Stoffes und anschließendes Auf- wurden.
trennen des metallisierten Stoffes, dadurch Es wurde nun gefunden, daß Garnmaterialien, die
gekennzeichnet, daß man für das Metalli- zu einem Stoff gestrickt oder gewirkt und dann nach
sieren einen gestrickten oder gewirkten Stoff ver- verschiedenen, in der Technik bekannten Methoden
wendet. io metallplattiert wurden, nach dem Auftrennen ge-
2. Verwendung eines nach Anspruch 1 her- kräuselte, metallbeschichtete Fasern lieferten, die im gestellten Fadenmaterials zur Teppichherstellung. wesentlichen über ihre gesamte Länge leitend sind.
Außerdem ist die aufgetrennte und plattierte Faser
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung texturiert, d. h., das silberplaiticrte Garn besitzt eine eines neuen texturierten Garnes mit antistatischen 15 sichtbare Kräuselung und kann mit anderen textu-Eigenschaften. Auch betrifft die Erfindung Teppiche, rierten Fäden vereinigt werden und so ein Garn bilden, die im wesentlichen die Eigenschaften der vorherr- in dem die Fäden kohäsiv miteinander vermischt sind, sehenden Fasern besitzen, jedoch mit der Ausnahme was einen Unterschied zu den gefachten Garnen dareiner wesentlich herabgesetzten Neigung zur An- steüi, die in typischer Weise in der Vergangenheit Versammlung statischer I adungen. 20 wendet wurden. Die so texturierte plattierte Faser
Es wurde eine Reihe von Versuchen unternommen, besitzt eine wesentlich erhöhte Neigung, einer Ab-
ein antistatisches Garn zu bekommen, d. h. ein Garn trennung von dem texturierten Teppichgarnbündel
mit einer verminderten Neigung, sich statisch auf- zu widerstehen, was unähnlich von dem Verhalten der
zuladen. Unter diesen Versuchen der Vergangenheit untexturierten plattierten Fasern ist, wenn diese in
waren die Verwendung von Behandlungsmitteln für 23 gleicher Weise verwendet werden. Der leitende Faden
die Garne, die Einführung von Zusätzen in die faser- ist in der Hauptsache durch die Eigenschaften des
bildende Grundkomponente des Garns, der Einschluß Substrates gekennzeichnet und besitzt die gleichen
von Metalldrähten oder Metallfäden in die Garn- allgemeinen Moduleigenschaften wie der Rest des
bündel und das Überziehen von Fasern und Fäden mit Teppichgarnes. Dies trägt nicht nur zur Dauerhaftig-
Metallen. Die Modifizierung der faserbildenden Grund- 30 keit bei der Benutzung bei, sondern neigt außerdem
zusammensetzung und die Behandlung des Garnes mit dazu, die Wanderung des leitenden Fadens aus dem
verschiedenen Mitteln ergibt zwar eine Verbesse- Bündel zu der Oberseite des Teppichs oder in das
rung, doch ist diese nur begrenzt und kann stark Bündel zu dem Boden auf ein Minimum herabzusetzen,
feuchtigkeitsabhängig sein und geht während des Wenn die Faser die gleiche allgemeine Denierzahl wie
ersten Jahres der Garn benutzung verloren. 35 die anderen Faserkomponenten besitzt, ist sie in
Die Verwendung von Metalldrähten in Garnen (wie einem fertigen Teppich im wesentlichen unsichtbar beispielsweise bei der Herstellung von Teppichen) und bleibt es während der Benutzung. Der Metallergibt eine Reihe ernsthafter Probleme. Der Metall- überzug, besonders ein solcher aus Silber, neigt dazu, draht ist extrem schwierig zu tarnen und beeinträchtigt Farben von eingefärbten Fasern, die sich in Nachbarwesentlich das Aussehen des Garnes. Die physika- 40 schaft zu ihm befinden, zu reflektieren. Das verlischen Eigenschaften des Metalldrahtes differieren wickelnde Verfahren placiert die leitenden Fasern unsehr wesentlich von den der anderen Fäden des mittelbar unter die Oberfläche des Teppichgarnes, wo Garnes, und die Abnutzungseigenschaften und das seine antistatischen Eigenschaften am besten ausgenutzt Anfühlen des Garnes sind sehr verschieden. Die An- werden können. Im Gegensatz zu Metalldrähten ist Wesenheit von Draht in einem Teppich, besonders 45 das plattierte Garn nicht so leitfähig, daß es im Falle wenn dieser gefaltet wird, kann wesentliche Streifen- einer Berührung des Teppichs mit einer defekten muster in dem Teppich beim Beschmutzen oder Be- Stromleitung die Gefahr eines Schlages bildet. Das gehen sowie beim Anfärben verursachen. Die Eigen- plattierte Nylon ist nicht in der Lage, solch große schäften der Metallfäden neigen dazu, daß die Fäden Ströme zu leiten, und die Hitzewirkung eines solchen bei der Benutzung des Teppichs brechen, was zu dem 50 Stromes würde dazu führen, daß das Substrat schmilzt Problem von Metallsplittern in dem Teppich führt. oder anderweitig zerstört wird, so daß der Stromkreis Die Metalldrähte sind so stark leitend, daß die Gefahr unterbrochen wird.
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