DE2251071B2 - Verfahren zur herstellung von leitenden faeden - Google Patents

Verfahren zur herstellung von leitenden faeden

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Description

20
sind, die vollständig aus der Kernkomponente bestehen.
Die Rußteilchen können auf die Fäden aus einem Bad, aus eisern fluidisierten Bett, aus einer Gaswolke, durch elektrostatische Abscheidung oder als Dispersion in einer Flüssigkeit aufgebracht werden. Im letzteren Fall muß jedoch die Flüssigkeit wieder abgedampft werdea
Im Falle der Herstellung eines Filamentgarns wird es bevorzugt, daß das Garn eine niedrige oder gar keine Zwirnung aufweist und daß die einzelnen Filamente während der Behandlung getrennt gehalten werden oder daß jedes Filament mit den Rußteilchen beschichtet ist, bevor die Oberflächenschicht der Fäden erweicht wird, um zu verhindern, daß die Filamente miteinander verklebea
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenen leitenden Fäden eignen sich ia Form von Monofilamenten oder von Filamsnt-Garnen besonders zur Erzielung eines antistatischen Effekts bei Textilstoffen und Teppichkonstruktionen, wo ein guter und dauerhafter antistatischer Effekt wichtig ist
Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen näher erläutert worin alle Teile und Prozentangaben in Gewicht ausgedrückt sind.
Beispiel 1
Es wurde ein verstreckter Hülle/Kern-Faden mit 22 dtex hergestellt der einen Kern aus Poly(hexamethylenadipamid) und eine Hülle aus einem Mischpolyamid aufwies, das 70% Hexamethylenadipamideinheiten und 30% Caprolactameinheiten besaß. Das Mischpolyamid der Hülle besaß eine Erweichungstemperatur von 190° C. Das Gewichtsverhältnis Hülle zu Kern war 1:1.
Der Hülle/Kern-Faden wurde in einem kontinuierlichen Verfahren mit einem handelsüblichen leitenden ölofenruß einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,02 μ beschichtet Das Beschichten wurde dadurch ausgeführt daß der Faden, der mit einer Geschwindigkeit von 45,7 m/min lief, in und durch ein Bad aus dem auf 2100C gehaltenen Ruß geführt wurde. Um eine kontinuierliche Aufbringung des Rußes auf den Faden zu erzielen, wurde eine Sauschwanzführung, durch welche der Faden hindurchging, im Ruß angeordnet und mit drei Schwingungen pro Sekunde in einer Ebene quer zur Laufrichtung des Fadens hin- und herbewegt. Nach dem Abwaschen von lose haftendem Ruß und nach einer Trocknung besaß der Faden einen elektrischen Widerstand von 5x10* Ohm/cm. Optische Photographien von Querschnitten des Fadens zeigten, daß der Ruß in die Hüllenkomponente bis zu einer Tiefe von annähernd 2 μ eingedrungen war. so
Beispiel 2
Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß der verstreckte Faden 11 dtex aufwies und einen Kern aus Polyethylenterephthalat) und eine Hülle aus einem Mischpolyester besaß, der 80% Äthylenterephthalateinheiten und 20% Äthyle.iisophthalateinheiten enthielt. Der Mischpolyester der Hülle besaß eine Erweichungstemperaturspitze von 2050C, bestimmt durch Differen- tialabtastkalorimetrie. Der auf diese Weise hergestellte leitende Faden besaß einen elektrischen Widerstand von 107 Ohm/cm nach dem Abwaschen von lose haftendem Ruß.
Beispiel 3
Ein verstreckter Hülle/Kern-Faden wie in Beispiel 1 wurde mit einer Geschwindigkeit von 30,5 m/min über eine horizontale heiße Platte von 210" C geführt, auf deren Oberseite sich Ruß befand, der durch Seitenwandungen auf der heißen Platte zurückgehalten wurde. Der laufende Faden wurde horizontal mit vier Schwingungen pro Sekunde hin- und hergeführt Nach dem Verlassen der heißen Platte wurde der Faden augenblicklich über eine 30,5 cm lange heiße Platte geführt, die auf 215°C gehalten wurde. Die Wirkungen des Darübergleitens des Fadens über die zweite heiße Platte waren: 1. den lose auf dem Faden haftenden Ruß zum Eindringen in die Oberflächenschichten der Hülle zu veranlassen, um die Notwendigkeit einer Abwaschbehandlung zu vermeiden, 2. den elektrischen Widerstand des Fadens zu verringern und 3. die Abriebwiderstandsfähigkeit der leitenden Eigenschaften des Fadens zu erhöhen.
Der auf diese Weise hergestellte Faden besaß einen elektrischen Widerstand von 106 Ohm/cm.
Nach 3000 Abriebvorgängen des Fadens in einem üblichen Abriebprüfgerät besaß der Faden einen elektrischen Widerstand von 2x10* Ohm/cm.
Beispiel 4
Es wurde ein verstreckter Seite-an-Seite-Zweikomponenten-Faden von 20 dtex hergestellt bei dem eine Komponente aus Polyethylenterephthalat) und die andere Komponente aus einem Mischpolyester bestand, der 80% Äthylenterephthalateinheiten und 20% Äthylenisophthalateinheiten enthielt Der Faden wurde wie in Beispiel 3 mit Ruß behandelt Der erhaltene Faden besaß einen elektrischen Widerstand von 5XlO6 Ohm/cm. Optische Photographien von Querschnitten des Fadens zeigten, daß der Ruß in die äußere Oberflächenschicht der Mischpolyesterkomponente eingedrungen war.
Beispiel 5
Ein verstreckter Hülle/Kern-Faden von 22 dtex wie in Beispiel 1 wurde mit einem leitenden ölofenruß in einem 91 cm langen fluidisierten Bett behandelt. Das fluidisierte Bett besaß eine poröse Unterseite, durch welche Luft mit 2100C in den Ruß eingeblasen wurde. Der Faden wurde durch das fluidisierte Bett mit einer Geschwindigkeit von 152,4 m/min hindurchgeführt und dann über eine auf 2150C gehaltene heiße Platte von 91cm laufen gelassen. Der erhaltene leitende Faden, besaß einen elektrischen Widerstand von 2XlO6 Ohm/cm.
Beispiel 6
Ein verstrecktes Garn aus 30 Fäden mit 122 dtex, welches 1 :1-Seite-an-Seite-Verbundfäden aufwies, wobei eine Seite aus Polyethylenterephthalat) mit einer Intrinsic-Viskosität von 0,67 und die andere Seite aus Polyäthylen bestand, wurde durch ein vibrierendes Rußbad auf einer heißen Platte mit 150" C mit einer Geschwindigkeit von 30,5 m/min hindurchgeführt Nach dem Abwischen des überschüssigen Rußes mit einem feuchten Tuch betrug der Widerstand des Garns 5 χ 10« Ohm/cm.
65

Claims (1)

  1. / zwei polymere Komponenten in bestimmten Zonen
    Patentanspruch: ** über dem Querschnitt eines jeden Fadens und im
    wesentlichen kontinuierlich entlang der Länge eines
    Verfahren zur Herstellung von leitenden Fäden, jeden Fadens aufweisen wobei in eine Komponente, die welche mindestens zwei polymere Komponenten in 5 mindestens einen Teil der äußeren Oberfläche eines bestimmten Zonen Ober dem Querschnitt eines jeden Fadens bildet, Teilchen aus leitendem Ruß jeden Fadens und im wesentlichen kontinuierlich eingebettet sind, dadurch gelost, daß Teilchen aus entlang der Länge eines jeden Fadens aufweisen, leitendem Ruß eines Durchmessers von weniger als 1 μ wobei in eine Komponente, die mindestens einen auf die Oberfläche von schmelzgesponnenen, veretreck-TeU der äußeren Oberfläche eines j^den Fadens io ten Verbundfaden, die eine Komponente mit niedngebildet, Teilchen aus leitendem Ruß eingebettet sind, rem Schmelzpunkt als die andere m solcher Anordnung dadurchge kennzeichnet, daß Teilchen j is aufweist, daß sie mindestens einen Teil der äußeren leitendem Ruß eines Durchmessers von weniger als Oberfläche des Verbundfadens bildet, in einer Menge 1μ auf die Oberfläche von schmelzgesponnenen, von mindestens 0,03 ml/m2, bezogen auf die Oberflache verstreckten Verbundfäden, die eine Komponente 15 der niedriger schmelzenden Komponente, aufgebracht mit niedrigerem Schmelzpunkt als die andere in werden und die Verbundfäden auf eine Temperatur, die solcher Anordnung aufweist, daß sie mindestens zwischen den Erweichungstemperaturen der beiden einen Teil der äußeren Oberfläche des Verbundfa- Komponenten liegt, erhitzt und anschließend abgekühlt dens bildet, in einer Menge von mindestens werden.
    0,03 ml/m2, bezogen auf die Oberfläche der niedriger 20 Es ist überraschend, daß durch das erfindungsgemäße schmelzenden Komponente, aufgebracht werden Verfahren leitende Fäden erhalten werden können, bei und die Verbundfäden auf eine Temperatur, die denen die Rußteilchen vollständig in die polymere zwischen den Erweichungstemperaturen der beiden Komponente mit niedrigerem Schmelzpunkt eingesun-Komponenten liegt, erhitzt und anschließend abge- ken sind, so daß die Fäden praktisch nicht abfärben. Die kühlt werden. 25 Rußteilchen mit bis zu 1 μ Durchmesser können sogar
    bis zu einer Tiefe von 4 μ einsinken. Um die Rußteilchen
    in die Oberflächenschicht einzubetten ist keinerlei
    mechanische Kraft erforderlich.
    Es ist ohne weiteres möglich durch das erfindungsge-
    Synthetische Textilmaterialien leiden bekanntlich 30 mäße Verfahren leitende Fäden mit einem elektrischen unter dem Nachteil, daß sie sich wegen ihrer geringen Widerstand von weniger als 5 χ 109 Ohm/cm herzustel-Leitfähigkeit leicht elektrostatisch aufladen. Dies gilt len.
    insbesondere für Teppiche. Es ist üblich, zur Verringe- Die Fäden können nach Belieben in Stapelfasern
    rung der statischen Aufladung in Teppiche leitende geschnitten werden.
    Fasern einzuarbeiten. Man hat bereits daran gedacht, 35 Bei den beim erfindungsgemäßen Verfahren verwen-Fasern dadurch leitend zu machen, daß man in sie einen deten Fäden handelt es sich um Verbundfäden, bei leitenden Füllstoff, wie z. B. Ruß, einarbeitet Es hat sich denen die Komponenten Seite an Seite oder in einem aber gezeigt daß beträchtliche Mengen Ruß erforder- Hülle-Kern-Verhältnis angeordnet sein können, wobei Hch sind, um Fasern leitend zu machen. Wenn man im letzteren Fall die Komponente die Hülle bildet die derartige Mengen Ruß in eine Polymerschmelze 40 einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist Die Verbundeinarbeitet dann lassen sich aber solche Polymere nicht fäden können auch einen nichtkreisförmigen Quermehr oder nur unter erheblichen Schwierigkeiten in schnitt aufweisen, wie z. B. einen dreilappigen Quer-Fasern extrudieren. schnitt, wobei ein oder mehrere der Lappen zumindest
    Zur Herstellung von Fäden, die mittels Ruß leitend teilweise durch eine niedriger schmelzende Komponengemacht worden sind, wird deshalb in den US-PS 45 te gebildet werden. Beispiele für geeignete Verbundfä-35 82 445 und 35 86 597 vorgeschlagen, auf normale den sind Zweikomponentenfäden, wie z. B.
    Fäden eine Dispersion aus einem polymeren Bindemit- Polyiepsilon-caprolactamyPolyihexamethylen-
    tel und Ruß in einem flüssigen Träger aufzubringen. adipamid)-Fäden,
    Diese Beschichtungszusammensetzung wird anschlie- Pol^epsiloncaprolactam-hexamethylen-
    ßend auf der Substratfaser durch Erhitzen gehärtet. so adipamid)/Poly(hexamethylenadipamid)-Fäden,
    Es hat sich aber gezeigt daß es nicht leicht ist, Poly(äthylenterephthalatäthylenadipat)/Poly-
    Textilfäden dauerhaft auf diese Weise mit einer (äthylenterephthalat)-Fäden,
    leitenden Oberfläche zu versehen, da die Bindung Poly(äthylenterephthalat-äthylen-
    zwischen der Faser und der Oberflächenschicht schlecht isophthalat)/Poly(äthylenterephthalat)-Fäden,
    ist und Textilstoffe einer ständigen Biegebeanspruchung 55 wobei die zuerst genannte Komponente die niedriger unterworfen sind. Dabei reißt die Oberflächenschicht schmelzende Komponente ist Es wird bevorzugt, daß und kann in extremen Fällen sogar abblättern. Die die niedriger schmelzende Komponente einen Schmelz-Leitfähigkeit wird dadurch erheblich verschlechtert. punkt von mindestens 3O0C, vorzugsweise mindestens Außerdem ist dieses Verfahren verhältnismäßig schwie- 400C, unter demjenigen der anderen Komponente rig durchzuführen, da das nachträgliche Aufbringen und 60 aufweist. Die Fäden für die Verwendung gemäß der Aushärten einer gesonderten Schicht mit einem vorliegenden Erfindung können bekannte Zusätze, wie erheblichen technischen Aufwand verbunden ist. z. B. Farbstoffe, Pigmente oder Antioxidationsmittel,
    Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein enthalten.
    einfaches Verfahren zur Herstellung von Fäden zu Wenn die Verbundfäden eine Hülle-Kern-Struktur
    schaffen, die dauerhafte antistatische Eigenschaften 65 aufweisen, dann ist das Verhältnis von Hülle zu Kern aufweisen. nicht kritisch. Es wird jedoch bevorzugt, daß die Hülle
    Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur verhältnismäßig dünn ist, damit die mechanischen Herstellung von leitenden Fäden, welche mindestens Eigenschaften der Fäden denjenigen von Fäden ähnlich
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