DE2158828A1

DE2158828A1 - Verbundfaden und Verfahren zur Herstellung desselben

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Publication number: DE2158828A1
Application number: DE19712158828
Authority: DE
Original assignee: Dow Badische Co
Current assignee: Badische Corp
Priority date: 1970-11-27
Filing date: 1971-11-26
Publication date: 1972-06-29
Also published as: GB1363265A; IE35809L; FR2116106A5; IT946251B; IE35809B1; SE384696B; JPS5231966B1; NL7116128A; BE775935A

Description

Verbundfaden und Verfahren zur Herstellung desselben

Die Erfindung betrifft Textilstoffe, die eine ausgezeichnete antielektrostatische Beschaffenheit aufweisen und Garne aus elektrisch leitenden Verbundfäden enthalten, sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben.

Die Ansammlung von elektrostatischen Ladungen in Geweben ist eine Erscheinung, der man bereits seit einiger Zeit in der Textilindustrie Beachtung schenkt. Elektrostatische Ladungen in Geweben sind nicht nur ein Grund zum Ärgernis (indem z.B. Kleidungsstücke am Körper anhaften und von anderen Kleidungsstücken angezogen werden, feine Fusseln und Staubteilchen von Polstergeweben angezogen werden, so dass diese öfter gereinigt werden müssen, oder indem man beim Anfassen eines metallischen Türgriffs nach dem Beschreiten eines Teppichs einen elektrischen Schlag erhält), sondern sie sind auch eine Gefahrenquelle (da z.B. die Entladung von statischer Elektrizität zur Bildung von Funken führen kann, die entflammbare Gemische aus beispielsweise Äther und luft, wie sie häufig in Krankenhäu-

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sern, besonders in Operationsräumen vorkommen, entzünden). Alle diese Erscheinungen treten bei niedriger Luftfeuchtigkeit in verstärktem Masse auf.

Von den vielen Versuchen, die man unternommen hat, um die unerwünschte Ansammlung elektrostatischer Ladungen in Geweben zu verhindern, sind offenbar diejenigen in bezug auf Wirksamkeit und Dauerhaftigkeit am zufriedenstellendsten, die auf der Verwendung von elektrisch leitenden Fäden (besonders Metallfäden, und zwar vorzugsweise metallischen Verbundfaden) in Kombination mit natürlichen «und synthetischen Fäden zur Herstellung von Geweben, Gewirken, geknüpften Hetzstoffen, Florwaren und anderen Textilstoffen beruhen, von denen die elektrostatischen ladungen in dem Ausmasse, wie aie sich bilden, zerstreut werden. Einige dieser Methoden und Textilstoffe sind in den USA-Patentschriften 2 129 504, 2 714 569, 3 288 175 und 3 069 746 sowie in einem Aufsatz von Webber, betitelt "Metal Fibers", veröffentlicht in "Modem Textile Magazine", Mai 1966, Seite 72-75, beschrieben.

!Trotz der Wirksamkeit dieser Massnahmen hinsichtlich der Zerstreuung von elektrostatischen ladungen weisen sie in einer wichtigen Hinsicht sämtlich einen Mangel auf; es besteht nämlich für Personen, die mit diesen metallhaltigen Textilstoffen in Berührung stehen, die Gefahr der Tötung durch elektrischen Strom. Die für diese Textilstoffe erforderliche zusammenhängende Metalloberfläche weist zwar die elektrische Leitfähigkeit auf, die nötig ist, um die elektrostatischen Ladungen, die in den Textilstoffen erzeugt worden sind, zu zerstreuen; diese Leitfähigkeit genügt aber auch, um denjenigen Personen Schaden zuzufügen, die die Textilstoffe berühren, wenn die Stoffe zufällig mit einer Stromquelle in Kontakt stehen, die imstande ist, einen praktisch unbegrenzten elektrischen Strom auszusenden, wie er von gewöhnlichen elektrischen Anschlüssen oder von durch Isolationsfehler kurzgeschlossenen

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elektrischen Vorrichtungen ausgehen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Textilstoff zur Verfügung zu stellen, der in wirksamer und dauerhafter Weise die Ansammlung unerwünschter Konzentrationen an elektrostatischen Ladungen verhindert und dabei keine Gefahr der Tötung durch elektrischen Strom mit sich bringt. Sine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, neue Verbundfaden zur Verfügung zu stellen, die zur Herstellung dieser neuen Textilstoffe verwendet werden könnenο

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäss durch einen Textilstoff gelöst, der ganz oder teilweise aus Verbundfäden (vorteilhaft | zu etwa 0,5 bis 100 tfo aus Verbundfäden und sum Rest aus herkömmlichen natürlichen oder synthetischen Fäden) besteht, wobei jeder Verbundfaden seinerseits aus mindestens einem PoXymerisatstrang besteht, der an einen Strang aus elektrisch leitendem Werkstoff gebunden ist, welcher letztere seiner Länge nach mindestens eine Unterbrechung aufweist. Der Textilstoff wird nach herkömmlichen Methoden durch Weben_s Wirken, Knüpfen, Uoppensetzen oder Flechten hergestellt.

Obwohl der elektrisch leitende Strang eines jeden Terbundfadens seiner Länge nach nur eine Unterbrechung aufzuweisen braucht, können in jedem elektrisch leitenden Strang auch mehrere Unterbrechungen vorhanden sein - wenn dies aus irgend- f einem Grunde zweckmässig erscheint, oder wenn sich dies bei dem Verfahren zur Herstellung der Unterbrechungen von selbst ergibt - , ohne dass dadurch die antielektrostatischen Eigenschaften des Textilstoffs wesentlich beeinträchtigt werden, und ohne dass in der Unterdrückung der Gefahr der Tötung durch elektrischen Strom dadurch irgendeine Änderung auftritt. Wenn der elektrisch leitende Strang des Verbundfadens viele Unterbrechungen aufweist, wenn z.B. die mittlere Länge der ununterbrochenen Abschnitte des elektrisch leitenden Stranges zwischen den Unterbrechungen nur etwa 2,5 cm beträgt, sind die anti-

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elektrostatischen Eigenschaften des "Textilstoffs immer noch zufriedenstellend. Jedoch ergibt sich aus der Erzeugung einer solchen Vielzahl von Unterbrechungen kein technischer Torteil.

Im Grunde beruht die Erfindung auf der,Unterbrechung der zusammenhängenden, elektrisch leitenden Oberfläche, von der· man nach der Lehre des Standes der Technik Gebrauch gemacht haben würde, um die in dem Textilstoff erzeugten elektrostatischen ladungen zu zerstreuen, wobei erfindungsgemäss in der ganzen Länge des elektrisch leitenden Stranges eines jedem zur Herstellung des Textilstoffs verwendeten Verbundfadens nur eine Unterbrechung erforderlich ist, um die sonst vorhandene Gefahr, der Tötung durch elektrischen Strom su "bannen, und wobei men- · rere (oder sogar viele) derartige Unterbrechungen vorhanden sein können, wenn sie auch nicht besonders vorteilhaft sind. Es ist überraschend, dass solche Unterbrechungen keine wesentliche Verminderung in der Zerstreuung elektrostatischer Ladungen zur Folge haben.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen.

Pig. 1 ist eine Draufsicht auf ein bevorzugtes Gewebe gemäss der Erfindung.

Fig. 2 ist ein in Kettrichtung geführter Schnitt durch ein anderes bevorzugtes Gewebe gemäss der Erfindung.

Fig. 5 zeigt in perspektivischer Ansicht eine bevorzugte Form eines für die Gewebe geraäss Fig. 1 und 2 verwendeten Verbundfadens.

Fig. 4 ist ein Schnitt flurch den Verbundfaden gemäss Fig. 5.

■ Fig. 5 ist eine scheaatische Seitenansicht der ersten Stufe des Verfahrens gemäss der Erfindung,

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...j .,.j γ., V <= U ^ W VJ ,fe W

Fig. 6 erläutert die gleiche Verfahrensstufe wie Figo S, 3^e~ doch von oben gesehen.

Pig. 7 ist eine schematische Seitenansicht der letzten Verfahrensstufe geniäss einer anderen Ausführungsform des Yerfah- ^j rens der Erfindung.

lig. 1 zeigt ein Gewebe 10 gemäss der Erfindung, das durch Verweben von Verbundfaden 30 mit gewöhnlichen Fäden 11 hergestellt worden ist, welche letzteren aus Naturfasern, wie Baumwolle oder Wolle, und/oder synthetischen Fasern, wie Polyamid-, Reyon-, Polyacrylnitril- oder Polyäthylenterephthalatfasern, bestehen. Der Anteil der Verbundfaden 30 an dem Gewebe 10 beträgt etwa 0,5 bis 100 Gewichtsprozent. ™

lig. 2 zeigt ein Florgewebe 20 gemäss der Erfindimg, "bei dem llornoppen 22 an der Grundlage 21 befestigt sindo Bei der dargestellten Ausführungsform besteht die Grundlage 21 aus den Kettgarnen 23, die in bekannter Weise mit den Schiissgarnen 24 verwebt sind. Die Grundlage kann auch irgendeinen anderen,, bekannten Aufbau aufweisen. Die Grundlage 21 kann aus beliebigen, herkömmlichen Stoffen, wie Jute oder Hanf, gefertigt sein. Die Flornoppen 22 bestehen aus einem Garn 25? das seinerseits aus einem oder mehreren Strängen zusammengesetzt ist; in der Zeichnung sind drei Stränge 26, 26, 30 dargeateilt. Das Garn 25 enthält einen Verbundfaden 30 in Mengen von etwa 0,5 . έ bis 100 Gewichtsprozent, vorzugsweise von etwa 2 bis 15 Gewichtsprozent, bezogen auf das Garn 25« Zma lest bestellt das Garn 25 aus herkömmlichen Naturfasern oder synthetischen lasern 26.

Die Verbundfaden gemäss der Erfindung können aus. beliebigen, bekannten, film- oder faserbildenden Polymerisaten^ wie Cellulosederivaten, Polyamiden, Polyolefinen oder Polyestern, hergestellt werden, die mit einer Schicht &ub elektrisch leitendem Werkstoff überzogen oder schichtweise an eine Lage aus

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elektrisch leitendem Werkstoff gebunden sind. Dieser elektrisch leitende Werkstoff ist vorzugsweise ein Metall und besteht insbesondere im lalle der durch Aufschlitzen von Verbundfolien hergestellten Verbundfäden aus einer Metallfolie. Man kann die elektrisch leitenden Stränge aber auch durch Beschichten von Folien oder Fäden mit Metall auf elektrolytischem Wege oder durch Aufdampfen im Hochvakuum herstellen, sofern nur die Metallabscheidungen so dick sind, dass sie die erforderliche elektrische Leitfähigkeit haben. Aufgedampfte Aluminiumüberzüge müssen z.B. etwa 0,5 μ dick sein, damit sie die erforderliche elektrische Leitfähigkeit haben. Solche elektrisch leitenden Stränge müssen natürlich ein ausreichendes Haftvermögen haben, damit die Verbundfäden die Beanspruchungen aushalten, denen sie bei der Textilverarbeitung und bei der Yerwendung ausgesetzt sind* Dies lässt sich leicht erreichen, indem man eine weitere Polymerisatlage auf die elektrisch leitende Lage aufkaschiert. Zufriedenstellende Ergebnisse erhält man durch Beschichten der metallischen Lage mit Polymerisaten oder Klebstoffen, die unter Umständen eine Härtung erfordern können. Solche Beläge können ausserdem feinteilige Stoffe und/oder eine andere elektrisch leitende Lage enthalten.

Fig. 3 und 4; zeigen einen bevorzugten Verbundfaden 30, der zur Herstellung der in Fig. 1 und 2 abgebildeten Gewebe 10 bzw. 20 verwendet werden kann. Dieser Verbundfaden 30 ist eine Abänderung des zum Beispiel aus der USA-Patentschrift 3 069 746 bekannten Verbundfadens. Der Verbundfaden 30 besteht aus einer Metallschicht 33, die auf beiden Seiten durch Klebstoffschichten 34 und 35 an Polymerisatschichten 31 bzw. 32 gebunden ist. Die Metallschicht 33 besteht aus Kupfer, Silber, Nickel, Chrom, Blei, Zinn, Aluminium oder Legierungen dieser Metalle. Aluminium wird wegen seiner hoohgradigen Duktilität, elektrischen Leitfähigkeit und Oxydationsbeständigkeit bevorzugt. Die Polymerisatsohichten bzw. -lagen 31 und 32, die aus

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dem gleichen Werkstoff ,oder aus verschiedenen Werkstoffen "bestehen können, werden aus beliebigen .bekannten Polymerisaten gefertigt, Bevorzugte Polymerisate sind faserbildend© Polymerisate von hoher Zugfestigkeit₉ wie Cellulosederivate,, z.B_e Oellulosebutyrat, Polyamide, E₃B₈ Polyhexamethylenadipinsäureainid, Polyolefine, z.B. kristallines Polypropylen, und insbesondere Polyester, wie Polyethylenterephthalat_β Der ¥erbundfaden 50 kennzeichnet sich 'durch mindestens eine Unterbrechung 56 in der Länge der Metallschicht 35* Des mittlere. Abstand zwischen den zusammenhängenden Abschnitten der Metalllage, also die mittlere Länge der Unterbrechung 56? beträgt im allgemeinen mindestens etwa 0,075 ramI @i& Abstand dieser Länge reicht aus, uia bei den as den herkömmlichen elektrischen g Anschlüssen vorhandenen Spannungen die Ausbildung einer Koronaentladung zu unterdrücken. Die Metallschicht 33 des Verbundfadens 30 kann ihrer Länge nach auch mehrere Unterbrechungen 56 aufweisen; dies ist jedoch weder erforderlieh noch besonders vorteilhaft. In Pig. 3 und 4- sind zwei solche Unterbrechungen 36 schematise)! aus Gründen der Einfachheit als Hohlräume dargestellt, wie sie durch scharfe, e~bene Brüche in der Metallschicht zustande kommen, Oft haben di©se Hohlräume jedoch unregelmässi'ge Gestalt.

Beim Einarbeiten der erfindungsgemässen Verbundfaden in Florgewebe, besonders Teppiche, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass zwischen dem mittleren Abstand zwischen aufein- i anderfolgenden Unterbrechungen in der Metallschicht eines Verbundfadens - nachstehend mit "L" bezeichnet - und der mittleren Länge der einzelnen Unterbrechungen - nachstehend mit "G" bezeichnet - eine bestimmte Beziehung besteht. Insbesondere wurde gefunden, dass man Noppenflorteppiche erhält, die elektrostatische Ladungen in sehr zufriedenstellender Weise zerstreuen und keinerlei Gefahr der Tötung durch elektrischen Strom mit sich bringen, wenn man metallische Verbundfaden gemäss der Erfindung verwendet, bei denen das Ver-

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hältnis L:G mindestens 100 beträgt. -

Natürlich braucht nicht jeder Faden des Garns in dem Flor einen Strang aus dem metallischen Terbundfaden zu enthalten. Ebenso kann es vorteilhaft sein, wenn jeder Garnfaden mehrere metallische Verbundfaden enthält, und dies gilt besonders für sehr niedrige atmosphärische Feuchtigkeit.

Der Verbundfaden'30 kann eine Breite von weniger als 0,025 mm bis mehr als 6,35 mm haben; Breiten innerhalb dieses Zahlenbereichs werden jedoch bevorzugt, und eine Breite von 0,25 mm hat sich als besonders geeignet für verschiedene Anwendungs- . zwecke erwiesen. Je nach der Breite des Fadens 30ι der Dicke der lagen 31, 32 und 33 und der Menge des Klebstoffs 34 und 35 können die für die Zwecke der Erfindung geeigneten Verbundfäden 30 die verschiedensten Titer aufweisen·

Die zur Herstellung von Textilstoffen gemäss der Erfindung verwendeten Verbundfaden 30 werden zweckmässig nach Abänderungen von herkömmlichen Verfahren für die Herstellung gewöhnlicher Verbundfaden, wie einer Abänderung des Verfahrens gemäss der USA-Patentschrift 3 069 746, hergestellt. Um z.B. erfindungsgemäss verwendbare Verbundfaden 30 herzustellen, bringt man auf eine oder beide Seiten einer Polymerisatfolie und einer Metallfolie eine diskontinuierliche KLebstoffschioht auf und fügt die Folien dann unter Wärme und Druck zu einem drei- . schichtigen Verbundstoff zusammen, wobei nan z.B. kontinuierlich unter Verwendung eines Paares von Druckwalzen arbeitet. Der so erhaltene Schichtstoff wird dann gestreckt, bis die metallische Schicht an der Stelle bzw. den Stellen, wo sioh kein Klebstoff befindet, zerreisst. Das Verstrecken darf jedoch nicht so stark durchgeführt werden, aase die sästallische Schicht in den grösBeren !Teilen, in denen sich Klebstoff, Metallfolie und Polyznerisatfolien in inniger Berührung befinden, _r ebenfalls zerreisst. Nach diesem Verstrecken wird der Sohicht-. stoff zu schmalen Strängen der gewünschten Breite aufge«

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schlitzt. Man kann auch den Schichtstoff säuerst zu schmalem Strängen aufschlitzen und diese Stränge dann bis zu aera ge-»

• wünschten Ausmass'verstrecken,

fr»*·¹

Ein anderes Verfahren zur Herstellung der Verbundfaden gemäss Wi der Erfindung mit ihren Unterbrechungen besteht darin, dass man

(a) von einer Polymerisatbahn und einer zerreissbaren Bahn aus einem elektrisch leitenden Werkstoff ausgeht,

(b) eine Oberfläche einer der Bahnen mit Klebstoff beschichtet,

(c) auf einer Oberfläche der einen Bahn quer üliser die Breit® . j derselben hinweg eine Schnur auslegt,

(d) die beiden Bahnen so aufeinanderkaschiert, dass eier Klebstoff und die ausgelegte Schnur sich awisehen den "beiden Lagen befinden,

(e) die Schnur von dem zweilagigen Schichtstoff abreiset» indem man auf die Schnur eine Kraft einwirken lässt₉ die eine senkrecht von der Oberfläche der elektrisch, leitenden Schicht fort gerichtete Komponente aufweist und

(f )· durch Aufschlitzen des Schichtstoffs in Längsrichtung ' Verbundfäden herstellt. Jede elektrisch leitende lag© eines jeden Verbundfaden weist dann ihrer Länge nach wenigstens eine Unterbrechung auf. "

Ein Dreifachverbundfaden kann vorteilhaft erfindungsgeinäse hergestellt werden, indem man (A) eine weitere Polymerisatbahn auf den in der Verfahrensstufe (e) erhaltenen zweilagigen Schichtstoff, von dem die Schnur abgerissen worden ist, aufkaschiert, wobei man diese weitere Polymerisatbahn mit Klebstoff an die elektrisch leitende Lage bindet, und (B) den so erhaltenen dreilagigen Schichtstoff seiner Länge naeh aufschlitzt. Das Aufkaschieren der weiteren Polymerisatbahn kann bei oder nach dem Abreissen der Schnur von dem zweilagigen

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Schichtstoff erfolgen.

Im Gegensatz zu den "bisher bekannten Verfahren ist das Produkt ; des erfindungsgemässen Verfahrens gleichmässig, indem die so ■h. erhaltenen Verbundfaden besonders hinsichtlich der Abmessungen! der Unterbrechungen in den elektrisch leitenden Strängen mit- ^!1 einander übereinstimmen. Infolgedessen eignen sich diese Verbundfaden besonders für die Herstellung von antielektrostatisohen Textilstoffen, bei denen die Gefahr der Tötung durch elektrischen Strom beseitigt ist.

Mg. 5 zeigt eine Polymerisatbahn 1A, die auf einer Seite mit einem Klebstoff 4 beschichtet und zusammen mit einer aerreissbaren Bahn 2 aus einem elektrisch leitenden Werkstoff und einer Schnur 3 zwischen Kaschierwalzen 9 eingeführt wird. Die Kaschierwalzen 9 können gegebenenfalls beheizt werden, um den Klebstoff zu härten. In dem so erhaltenen zweilagigen Schichtstoff 5 befindet sich die Schnur 3 zwischen der Polymerisatlage 1JL und der elektrisch leitenden Lage 2.

Aus Mg. 6 ist ersichtlich, dass der Weg der Schnur 3 so verläuft, dass er die Breite des zweilagigen Schichtstoffs 5 mindestens einmal überquert} der dargestellte Weg hat die Form einer Welle, deren Amplitude gleich der !reite dec Schichtstoffs 5 ist.

Mg. 7 zeigt, wie die Schnur 3 von dem zweilagigen Schichtstoff 5 im rechten Winkel zur Oberfläche der zerreissbaren, elektrisch leitenden Lage 2 abgerissen wird, worauf der zwealagige Schichtstoff zusammen mit einer weiteren Polymerisatbahn 1B, dessen eine Seite mit Klebstoff 7 beschichtet ist, zwischen die Kaschierwalzen 10 eingeführt wird. Der so erhaltene dreilagige Schichtstoff 8, der eine elektrisch leitende Lage 6 enthält, die ihrer Länge nach mindestens eine Unterbrechung aufweist, wird bei 11 zu Verbundfäden aufgeschlitzt.

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Als Schnur kann man jede beliebige dünne, zusammenhängende Schnur von rundem, flachem oder sonstigem Querschnitt verwenden, wie z.B. einen Faden, ein Garn, eine Schnur, einen Bindfaden, Draht, Strang, ein Band oder dergleichen. Beispiele für zufriedenstellende Schnüre sind Baumwollgarn und Polyesterschnüre mit Durchmessern oder Breiten von etwa 0,125 bis 2,5 mm. Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Unterbrechungen in den elektrisch leitenden Strängen der Verbundfäden genügen, um den Durchgang von Strom von einem gewöhnlichen elektrischen Anechluss her zu verhindern.

Bevor die' Schnur zwischen die zusammenzufügenden Bahnen eingelegt wird, kann sie mit Klebstoff beschichtet werden, oder ' siekann ohne Klebstoff verwendet werden·. Der Weg der zwischen " den zusammenzufügenden Bahnen liegenden Schnur soll die Breite der elektrisch leitenden Bahn mindestens einmal überqueren, damit mindestens eine Unterbrechung in der elektrisch leitenden Lage bzw. dem elektrisch leitenden Strang entsteht, wenn der Schichtstoff, von dem die Schnur abgerissen worden ist, seiner Länge nach zu Verbundfäden aufgeschlitzt wird. Die richtige Lage der Schnur erreicht man, indem man die Schnur derart auf der Oberfläche einer Bahn* die zuvor mit Klebstoff beschichtet worden sein kann, auslegt, dass der Weg der Schnur eine Welle beschreibt, deren Amplitude gleich der Breite der Oberfläche ist. Die Länge dieser Welle ist dann doppelt so gross wie der mittlere Abstand zwischen den Unterbrechungen | in den elektrisch leitenden Strängen der Verbundfäden, die durch Aufschlitzen des Schichtetoffes seiner Länge nach entstehen. Zweckmässig können die Wellen Längen von etwa 3 cm bis 3 m haben, und der entsprechende mittlere Abstand zwischen den Unterbrechungen in den elektrisch leitenden Lagen bzw. Strängen der beim Aufschlitzen entstehenden Verbundfäden führt zur Bildung eines hochgradig zufriedenstellenden Erzeugnisses.

Das Abreissen der Schnur von dem zweilagigen Schichtstoff erfolgt, indem man auf die Schnur eine Kraft zur Einwirkung

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bringt, die eine senkrecht von der Oberfläche der elektrisch leitenden lage fort gerichtete Komponente aufweist, und vorzugsweise, indem man die Schnur ungefähr im rechten Winkel von der Oberfläche der elektrisch leitenden lage abreiset.

Nach dem Abreissen der Schnur von dem zweilagigen Schichtstoff kann man eine Weitere Polymerisatbahn durch Klebstoff an die elektrisch leitende lage binden, so dass man einen dreilagigen Schichtstoff erhält, der dann seiner länge nach zu Verbundfaden aufgeschlitzt wird, bei denen sich ein elektrisch leitender Strang zwischen zwei an ihn gebundenen Polymer! sat strängen befindet. Man kann auch die elektrisch leitende lage des " zweilagigen Schichtstoffs, von dem die Schnur abgerissen worden ist, vor dem Aufschlitzen zu Verbundfaden mit einem Polymerisat beschichten. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass man den zweilagigen Schichtstoff unmittelbar nach dem Abreissen der Schnur zu Verbundfäden aufschlitzt. Die Verbundfäden werden für die weitere Verwendung zur Herstellung von antielektrostatischen Textilstoffen auf Spulen aufgewickelt.

In den folgenden Beispielen beziehen sich !Teile und Prozentwerte, falls nichts anderes angegeben ist, auf das Gewicht»

Beispiel 1

Eine 0,0127 mm dicke Bahn aus Polyäthylenterephthalat wird durch Walzenauftrag auf einer Seite mit einem technischen Polyesterklebstoff (gemäss USA-Patentschrift 3 170 835) beschichtet. Die zusammenhängende Klebstoffschicht ist 0,002 Bim dick. Auf einer zerreissbaren, 0,00114 mm dicken Aluminiumfolie wird eine fortlaufende Schnur (mit Baumwollgarn umwickeltes 16-fädiges Polyestergarnj 36 den) mit einer Breite von 0,254· mm ausgelegt. Die Schnur wird derart auf die Alumi-• niumfolle gelegt, dass sie einen zusammenhängenden, sluuswellenföraigen Weg beschreibt, dessen Amplitude gleich der Brtlt« 'der Folie 1st, und dessen Länge 1,83 m beträgt. 2)1« *-*^» ¹^

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Batmen werden mit der mit Klebstoff beschichteten Seite und der ausgelegten Schnur nach innen zusammenlas chi er t«, indem sie. zwischen Kaschierwalzen bei einer Temperatur τοπ 182° G hindurchgeleitet werden. Der so erhaltene zweilagige Schicht st of £,, bei dem sich die Schnur zwischen den beiden lagen befindet, ^ wird erkalten gelassen, worauf man die Schnur im rechten Winkel zur Oberfläche der elektrisch leitenden lage abreisst. Dabei bildet sich ein Spalt in der elektrisch leitenden lage, der mit dem Weg der zuvor ausgelegten Schnur übereinstimmt. Beim Abreissen der Schnur wird der zweilagige Schichtstoff zusammen mit einer weiteren Bahn aus Polyäthylenterephthalat, deren eine Seite durch Walgenauftrag mit einem technischen Polyesterklebstoff (gemäss USA-Patentschrift 3 t70 833) "beschichtet worden ist, zwischen Kaschierwalzen bei einer Temperatur von 182° C hindurchgeleitet. Die letztgenannte Schicht wird zwischen den Kaschierwalzen an die elektrisch leitend® Lage des Schichtstoffes gebunden. Der eo erhaltene dreilagige Schichtstoff wird mit rotierenden Messern zu Fäden von einer Breite von 0,254 mm aufgeschlitzt, und die Fäden werden für die nachfolgende Verwendung als metallisches Garn auf Spulen aufgewickelt.

B;eispiel 2

Dieses Beispiel erläutert den Aufbau und die Eigenschaften ge wisser Verbundfaden geraäss der Erfindung.

_ zwei Polyäthylenterephthalatfolien von je 0,012? mm Dicke und einer Aluminiumfolie von 0,00114 mm Dicke wird mit Hilfe eines Polyesterklebstoffs ein dreilagiger Schichtstoff hergestellt,' dessen mittlere Lage aus der Aluminiumfolie besteht. Vor dem Zusammenkaschieren wird eine keilförmige Fläche aus der Aluminiumfolie ausgeschnitten, so dass man beim Aufschlitzen des Schichtstoffes in 0,254 λιβ breite Proben eine Reihe von Verbundfäden erhält, die jeweils nur eine einzige Unterbrechung mit einer Länge von 0 bia etwa 2,54 mm in ihrem Metallstrang aufweisen.

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(A) Mit Hilfe einer mit Salzwasserkontakten ausgerüsteten Strommesszelle wird unter Verwendung einer Stromquelle von praktisch unbegrenzter Stromstärke jeder dieser Fäden einzeln untersucht, um festzustellen ob er den elektrischen Strom "bei einer Effektivspannung von 440 V (60 Hz) leitet. Unter diesen Umständen findet durch diejenigen Fäden, bei denen die länge der Unterbrechung oder des Spalts in dem Metallstrang 0,07C mm oder mehr beträgt, keine messbare Stromleitung statt«

(B) In einer zweiten Versuchsreihe mit den oben beschriebenen Fäden wird die Mindestspannung bestimmt, die für jeden Faden.erforderlich ist, um einen elektrischen Gleichstrom zu leiten. Die Ergebnisse dieser Versuche finden sich in Tabelle I.

Tabelle I

Faden ΐ 2: 35 4 5

Länge der Unterbrechung
in dem Metallstrang des
Fadens, mm 0,076 0,127 0,254 0,381 2,667

Zur Leitung von Gleichstrom durch den Faden
erforderliche Mindestspannung, V 800 1000 1300 11500 4000

Beispiel 3

Dieses Beispiel erläutert ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundfadens gemäss der Erfindung. Eine 0,0114 mm dicke Aluminiumfolie wird auf beiden Seiten mit Hilfe eines Polyesterklebstoffs mit Polyathylenterephthalatfolien von je 0,0127 mm Dicke beschichtet und zu einem Schichtstoff zusammengefügt. Statt aber zwei zusammenhängende Klebstoffschichten aufzubringen, wie es bidher üblich war (vgl. z.B. USA-Patentschrift 3 069 746), bringt man auf eine Seite der Aluminiumfolie eine diskontinuierliche Klebstoffsohicht auf, bei der jiede der Un-

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terbrechungen etwa 1,6'mm lang ist und der mittlere Abstand zwischen zwei Unterbrechungen etwa 81 Gm beträgt, wobei diese längen und Abstande in Längsrichtung des Schichtstoffs gemessen sind. Nach dem Härten dee Klebstoffe wird der Schichtstoff zu laden von 0,254 mm Breite aufgeschlitzt ₉ die dann um 40 ?S ihrer ursprünglichen Länge gereckt werden. Unter diesen Bedingiuigen zerreisst die Metallfolie des Schichtstoffß in Abschnitte mit einer mittleren Länge von 81 cm, zwischen denen sich Unterbrechungen mit Längen von ;je 1,6 mm befinden, beides in Längsrichtung des ladens gemessen. Die Polymerisatlagen des Schichtstoffß bleiben dabei intaktj in ihnen entstehen keine Unterbrechungen. Dieser laden, der einen fiter von 150 den hat, wird als laden A bezeichnet. ■ . ' ä

Beispiel 4

Dieses Beispiel erläutert den Aufbau anderer ¥erbundfäden gemäss der Erfindung. Hach dem Verfahren des Beispiels 5 werden metallische Verbundfäden mit den folgenden Eigenschaften hergestellt: ^ .

Ϊ: a b e 1 1 β II

laden BC DS f (f B

Mittlere Länge
der einzelnen
Unterbrechungen im Metall- · | strang, mm 0,076 0,076 0,076 0,508 0,508 2,54 2,54 Mittlere Länge
der ununterbrochenen Abschnitte des
Metallstranges
zwischen den
Unterbrechungen, cm 2,54 25,4 254 25,4 254 25,4 254

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Beispiel 5 (Vergleichsbeispiel)

Es wird ein metallischer Verbundfaden gemäss den Beispielen 3 und 4, dessen Metallstrang jedoch keine Unterbrechungen aufweist, nach dem Verfahren der USA-Patentschrift 3 069 746 hergestellt. Dieser Faden, der sich nicht für die Zwecke der. Erfindung eignet, wird als Faden I bezeichnet.

Beispiel 6

Dieses Beispiel erläutert die Herstellung eines Verbundgarns im Sinne der Erfindung. Ein einzelner Strang des metallischen Verbundfadens A gemäss Beispiel 3 wird mit zwei Fäden aus Polyacrylnitrilgarn mit einer Baumwollgarnnummer von 2/1 verzwirnt.

In dem so erhaltenen Garn beträgt der Anteil der metallischen Verbundfäden 3 Gewichtsprozent. Das Garn wird als Garn A bezeichnet.

Beispiel 7

Nach dem Verfahren des Beispiels 6 werden die Fäden B, ö, D, E, F, G und Ht zu Verbundgarnen verarbeitet, die sieh für die Herstellung von Geweben geroäss der Erfindung eignen. Die Garne werden folgendermassen bezeichnet!

Faden	Garn
B	B
G	0
D	D
Έ	E
F	F

H	H

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Beispiel 8 (Yergleichsbeispiel)

Fach dem Verfahren des Beispiels β wird der laden I gemäss Beispiel 5 zur Herstellung eines nicht im lahmen der Erfindung liegenden Verbundgarns verwendet, welches als Garn I "bezeichnet wird.

Beispiel 9 (Vergleichsbeispiel)

Zwei Fäden aus Polyacrylnitrilgarn mit einer Baumwollgarnnummer von 2/1, die keine metallischen Verbundfaden enthalten, werden verzwirnt. Das so erhaltene Garn wird als Garn S bezeichnet.

Beispiel 10

Tabelle III zeigt die ausgezeichneten antielektrostatisolien Eigenschaften der Gewebe gemäss der Erfindung. Da die !fäden praktisch keine elektrische leitfähigkeit anfweisen_s besteht bei der Verwendung der Gewebe gemäss der Erfindung nicht die Gefahr der Tötung durch elektrischen Strom.

Mit den in Tabelle III aufgeführten Garnen werden nach, herkömmlichen Noppensetzverfahren· Foppen in eins'Juteunterlage gesetzt und die so erha-ltenen Florgewebe auf ihre elektrostatische Aufladung und ihre elektrische !Leitfähigkeit geprüfte Die Ergebnisse finden sich ebenfalls in Tabelle III»

Prüfung auf elektrostatische Aufladung

Das zu untersuchende Gewebe wird zunächst in quadratische Proben von 91»5 cm Seitenlänge geschnitten. Diese Proben werden 7 Tage konditioniert, indem sie in einem Prüfraum, der eine

ρ
Fläche von mindestens 9»3 m hat und mit einem Fussbodenbelag aus Kautschuk ausgelegt ist, bei einer gesteuerten Temperatur von 21 - 1° Q und einer gesteuerten Luftfeuchtigkeit von 20 ί 1 f» an Gestellen aufgehängt werden. Dabei findet ein freier luftumlauf über alle Oberflächen der Proben statt; je-

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doch dürfen die Proben nicht miteinander in Berührung kommen. Gleichzeitig wird in dein Raum ein Paar Versuehsschuhe mit Ledersohlen für die gleiche Zeitdauer unter den gleichen Bedingungen konditioniert.

Dann wird die restliche elektrostatische ladung auf dem Kautschukfussbodenbelag neutralisiert, indem man über die ganze Oberfläche desselben zweimal einen Poloniumstab hinwegführt, der aus sechs Polonium-210-Legierungsstreifen besteht, die Ende an Ende an einem an einem Handgriff befestigten Kopf angebracht sind. Dann wird auf den Kautschukfussbodenbelag eine Gewebeprobe gelegt, deren restliche elektrostatische ladung in der gleichen Weise neutralisiert wird. Die Ledersohlen der Tersuchsschuhe werden durch Abreiben ihrer ganzen Oberfläche mit feinem Sandpapier und nachfolgendes Abwischen der Staubteilchen mit Gazetuch gereinigt.

Ein Prüfer, der die Versuchsschuhe trägt und eine mit einem elektrostatischen Detektor verbundene Sonde in der Hand hält, begeht die Teppichprobe und erdet die Sonde. Dann begeht der Prüfer mit der Sonde in der Hand den Teppich 30 Sekunden lang mit einer Geschwindigkeit von zwei Schritten je Sekunde, wobei er darauf achtet, mit den Schuhen nicht über das Gewebe hinwegzuschlurfen oder an dem Gewebe zu reiben. Wenn die Spannung nach 30 Sekunden noch kein stetiges Maximum erreicht hat, wird das Begehen weitere 30 Sekunden fortgesetzt. Die bei diesem Begehen registrierte Höchstspannung ist die elektrostatische Aufladung der Probe; in Tabelle III ist der Mittelwert der mit zwei Prüfern durchgeführten ¥ersuche als elektrostatische Ladung in Volt verzeichnet. Andere Uormprüfungen werden zur Bestimmung der elektrostatischen Aufladung für Gewebe angewandt, die zur Herstellung von Kleidungsstücken usw. bestimmt sind.

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Leitfähigkeitsprüfling ' .

Die Prüfung auf elektrische Leitfähigkeit wird gemäss Ur. 56 der "National Fire Protection Association Standards", Neuausgabe vom Juni 1968, betitelt "Code for the Use of Flammable Anesthetics 1968", erhältlich von der National Fire Protection Association, 60 Batterymarch Streets Boston, Massachusetts 02110, USA, durchgeführt. Um den Anforderungen dieser Norm zu genügen, muse das als Bodenbelag verwendete elektrisch leitende Gewebe einen Widerstand von mehr als 25 000 0hm, gemessen awischen einem Erdanschluss und einer auf irgendeine Stelle des Bodenbelags aufgesetzten Elektrode, und auch gemessen zwischen zwei Elektroden,, die an beliebigen Stellen in einem Abstand von 91,5 cm voneinander auf den Bo- ' denbelag gesetzt werden, aufweisen.

Das zu untersuchende Gewebe wird zunächst gereinigt und getrocknet und der Prüfraum von entflammbaren Gasgemischen befreit. Man arbeitet mit zwei Elektroden von je 2,27 kg Gewicht mit einer trockenen, ebenen, kreisförmigen Kontaktfläche von 6,35 cm Durchmesser, die eine Oberfläche aus einer 0,0254 mm dicken Aluminiumfolie aufweist, unter der sich eine 6,35 mm dicke Kautschukschicht mit einer Shore-Härte von 40 bis 60 (bestimmt mit dean Shore-Härtemesser«, ÜCyp A), befindet (vgl. ASTM-Prüfnorm D-2240-64Ü?). Ferner verwendet man zwei Anschlussdrähte und einen geeichten Widerstandsmesser, g der mit einer normalen Gleichstrom-Auagangsspannung bei offenem Stromkreis von 500 V^; und einer Kurzschlussstromstärke von 2,5 bis 10 mA arbeitet, und dessen Skala die Widerstandseinheiten anzeigt. . ,

Die Messungen des Widerstandes dee Gewebes werden an mindestens fünf Stellen auf dem Fussbodenbeiag ausgeführt und die Ergebnisse gemittelt. Wenn der Widerstand bei einer Messung sich mit der Zeit beträchtlich ändert, wird der Wert, den man erhält, nachdem die betreffende Spannung etwa 5 Sekunden ange-

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legt worden ist, als der gemessene Widerstandswert angesehen.

Wenn der Erdungswiderstand gemessen wird, werden an jeder Stelle- zwei Bestimmungen durchgeführt, wobei die Anschlüsse zu dem Messgerät zwischen den Bestimmungen vertauscht werden, und der Mittelwert wird als Erdungswiderstand an dieser betreffenden Stelle angesehen. In Tabelle III sind die Widerstandswerte der untersuchten Proben in Ohm angegeben; jeder dieser Werte stellt den niedrigsten dieser Mittelwerte aus Messungen dar, die (1) zwischen einem Erdanschluss und einer auf Stellen der .Probenoberfläche gesetzten Elektrode oder (2) zwischen zwei Elektroden durchgeführt worden sind, die sich auf der Probeno>berflache in einem Abstand von 91 »5 cm voneinander befinden.

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Tabelle III

Gemäss Erfindung-

Bezeichnung des Garns

im Florgewebe A B 0. 3> E ff G H

Metallverbundfaden

im Garn, Gew.-^^- 3 3 3 3 3' 3 3 3·

Mittlere Länge der Unterbrechungen des Metallstranges im Verbund-
^₀ faden (G), mm 1,524 0,0762 0,0762 0,0762 0,508 0,508: 2,54 2,54

^ Mittlere Länge der zusammen-

O₅ hängenden Abschnitte des He-

^₀ tallstranges zwischen den

^j j Unterbrechungen (L), mm

ο ^ L : G
ca

~° ' Elektrostatische Ladung, T .

des Gewebes, Ohm >10

- Portsetzung der Tabelle III siehe Seite 22 -

812,8	25,4	254	2540	254	2540	254	2540
533	333	3333	33333	500	5000	100	1000
1400	3250	2750	2250	2900	2250	3400	2400
>10⁷	>10⁷	>10⁷	>10·⁷	>10⁷	>10⁷	>10⁷	>1O⁷

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Tabelle III (Portsetzung)

Bezeichnung des Garns im Florgewebe

Metallverbundfaden im Garn, Gew.-?S

Mittlere Länge der Unterbrechungen des Metallstranges im Verbundfaden (G), mm

Mittlere länge der zusammenhängenden Abschnitte des Metallstranges zwischen den Unterbrechungen (L), mm

L : G

Elektrostatische Ladung, Y

Widerstand des Gewebes, Ohm

-Vergleichsgarne-I J

.-I Il I ■ -

3 0

(keine Unterbrechungen)

OO

2000 10

12000 >10⁷

Obwohl die Stromleitung von einem gewöhnlichen elektrischen Anschluss, wie sich aus Tabelle I ergibt, durch Unterbrechungen von mindestens 0,076 mm Länge in dem Metallstrang eines Verbundfadens gemäss der Erfindung verhindert wird, was daraus ersichtlich ist, dass der Widerstand viel hoher als 25 000 Ohm ist, sind solche Unterbrechungen nicht imstande, die Zerstreuung von viel höheren Ladungen zu verhindern, wie sie z.B. beim wiederholten Reiben und Abheben von Schuhen auf· bzw. von einem Teppichflor entstehen können.

Aus Tabelle III ist ersichtlich, dass Florgewebe gemäss der Erfindung, wenn sie als Teppiche bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 20 $> verwendet werden, keine elektrostatische Ladung von mehr als 3500 V erzeugen, wobei diese Ladung in der Nähe des Schwellenwertes des menschlichen Empfindungsvermögens liegt. Ferner ergibt sich aus Tabelle III, dass Florgewebe gemäss der Erfindung diese günstige Kombination von Eigenschaften aufweist, wenn bei den darin enthaltenen

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Verbundfaden das Verhältnis· L : ff mindestens etwa 100 beträgt .

Textilstoffe mit dieser Korabination von Eigenschaften eignen sich nicht nur als Teppiche, Läufer und sonstige Pussbodenbeläge, sondern auch als Bettdecken, besonders in Krankenhäusern, als Vorhänge, besonders in Krankenhäusern zum Trennen von Schlafkabinetten, und zur Herstellung von Kleidungsstücken.

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Claims

Patentansprüche

Verbundfaden, "bestehend aus mindestens einem Polymerisatstrang, der an einen Strang aus elektrisch leJtendem Werkstoff gebunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang aus elektrisch leitendem Werkstoff seiner Länge nach eine Unterbrechung aufweist.
2. Verbundfaden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitende Werkstoff ein Metall ist.
3. Verbundfaden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechung eine Länge von mindestens etwa 0,076 mm aufweist.
4. Slextilstoff, dadurch gekennzeichnet, dass er Verbundfaden gemäss Anspruch 1 bis 3 enthält.
5. Florgewebe, bestehend aus einer Grundlage und einem an der Grundlage befestigten Flor, dadurch gekennzeichnet, dass

|f der Flor Verbundfaden gemäss Anspruch 3 enthält.
6. Florgewebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des mittleren Abstandes zwischen den Unterbrechungen in dem Metallstrang des Verbundfadens zu der mittleren Länge der Unterbrechungen mindestens etwa 1,00 beträgt.
7. Florgewebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ■" . der Metallstrang aus Aluminium und der Polymerisatstrang

aus Polyäthylenterephthalat besteht.

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8. Antielektrostatischer Teppich, bestehend, aus einer Grundlage und einem an der Grundlage befestigten Flor aus Yer-

. bundfäden, dadurch gekennzeichnet, dass die Florverbundfäden aus einer Aluminiumlage, die ihrer Länge nach mindestens eine Unterbrechung mit einer länge von mindestens 0,076 mm aufweist, und zwei Polyäthylenterephthalatlagen besteht, die an die beiden gegenüberliegenden Seiten der Aluminiumlage gebunden sind, wobei das Verhältnis des mittleren Abstandes zwischen den Unterbrechungen in der Aluminiumlage zur mittleren Länge der Unterbrechungen minde- stens etwa 100 beträgt.
9. Verfahren zur Herstellung von Verbundfaden gemäss Anspruch j 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man von einer Polymerisatbahn und einer zerreissbaren Bahn aus einem elektrisch leitenden Werkstoff ausgeht, eine Seite einer der beiden Bahnen mit Klebstoff beschichtet, auf einer Oberfläche einer der beiden Bahnen auf einem die Breite dieser Oberfläche überquerenden Weg eine Schnur ablegt, die beiden Bahnen so aufeinanderkaschiert, dass sich die Kiebstoffschicht und die Schnur zwischen den beiden Lagen des entstehenden Schichtstoffs befinden, die Schnur von dem zweilagigen Schichtstoff durch Einwirkenlassen einer Kraft abreisst, die eine senkrecht von der Oberfläche der elektrisch leitenden Lage dec Sohichtstoffs fort gerichtete Komponente hat, und den Schichtstoff in seiner Längsrichtung zu Ver- " bundfäden aufschlitzt, in denen jeder elektrisch leitende Strang seiner Länge nach eine Unterbrechung aufweist«
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass man die Schnur auf der Oberfläche der betreffenden Bahn so ablegt, dass sie eine Wellenlinie bildet, deren Amplitude gleich der Breite der Oberfläche ist.

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