DE2356157C3

DE2356157C3 - Selbstentladende Antistatikfolie

Info

Publication number: DE2356157C3
Application number: DE2356157A
Authority: DE
Inventors: Tochigi Ashikaga; Kanae Azuma; Minoru Hasegawa; Yoshinosuke Kiryu Gunma Kanaya; Minoru Ochiai; Jun Shimizu
Original assignee: Kohkoku Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Achilles Corp
Priority date: 1972-11-10
Filing date: 1973-11-09
Publication date: 1978-03-02
Also published as: BE807094A; FR2206650A1; DE2356157B2; US3904929A; NL7315374A; CA996181A; CH586499A5; FR2206650B1; GB1439630A; DE2356157A1

Description

Die Erfindung betrifft eine selbstentladende Antistaikfolie mit einer rußhaltijren hochmolekularen Kunst

harzmasse auf einer flexiblen Trägerschicht

Nachstehend werden die elektrisch entladende Folie, die elektrisch entladende Vorrichtung und die elektrisch entladende Elektrode als Antistatikfolie, Antistatikvorrichtung bzw. Antistatikelektrode bezeichnet

In der Technik stellt die elektrostatische Aufladung ein ernsthaftes Problem dar. So entstehen z.B. im Verlauf der Herstellung bzw. Verarbeitung von Kunststoff-Folien, gewebten oder ungewebten Flächengebilden aus Kunstfasern oder Papier, oder bei solchen Arbeitsvorgängen, bei denen Kunststoffpulver oder -granulate von einem Behälter in einen anderen oder in einer Leitung transportiert werden, sehr große Elektrizitätsmengen, die durch die Berührung oder Reibung erzeugt werden und sich auf den Maschinen oder Vorrichtungen, den Menschen oder auf den Folien, Pulvern und Granulaten ansammeln. Die elektrostatische Entladung, die stattfindet, wenn das von der elektrostatischen Ladung gebildete Oberflächenpotential das Durchbiuchspotentte! übersteigt, bringt nicht nur unangenehme Begleiterscheinungen, wie elektrische Schläge für die Arbeiter, mit sich, sondern beeinträchtigt auch die Oberfläche der geladenen Gegenstände, z. B. der Folien, oder führt zu einer Oberflächenverschmutzung infolge von elektrostatisch adsorbiertem Staub. Darüber hinaus kann die elektrostatische Entladung bei Arbeitsvorgängen, bei denen Lösungsmittel oder Gase auftreten, zur Entzündung oder Explosion führen. Auf der anderen Seite führt die elektrostatische Aufladung z. B. bei Pulvern oder Granulaten dazu, daß diese an der Innenwandung der Rohrleitung, in der sie transportiert werden, anhaften, so daß man im Verlauf der Zeit eine dicke Schicht erhält die den Querschnitt verringert und damit den Transport erschwert bzw. verlangsamt. Darüber hinaus sind die Pulver und Granulate schwierig von einem Behälter in den anderen zu überführen, da sie infolge der elektrostatischen Anziehungskraft fest an den Behälterwänden haften. Ähnliche unliebsame Erscheinungen auf Grund der elektrostatischen Anziehung bringt auch das tägliche Leben mit sich. Den meisten Menschen ist z. B. das unangenehme Gefühl bekannt, das mit dem Ausziehen von Bekleidungsstükken aus synthetischen Fasern verbunden ist und durch die Entladung der elektrostatischen Ladung gegenüber dem menschlichen Körper entsteht, die sich unter dem Einfluß der Reibung auf der Oberfläche angesammelt hat. Schallplatten aus Kunstharzen neigen zur Aufladung durch Reibung oder Berührung mit anderen Stoffen sowie zur elektrostatischen Anziehung von Staub was zu einer Beeinträchtigung der Tonwiedergabe führt Ähnliches gilt auch für Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge, die sehr leicht elektrostatisch aufgeladen werden. Durch die Ladungen wird die Staubhäftung auf den Karosserien vergrößert, und die Entladung der Elektrizität bringt bei Tankfahrzeugen darüber hinaus Feuergefahren mit sich. Bei der Herstellung von Textilien aus synthetischen Fasern werden die Textilien im allgemeinen durch Reibung oder Verdrillung in den vorhergehenden Verarbeitungsstufen in hohem Maß elektrostatisch aufgeladen. Bei dem Arbeitsvorgang, bei dem die Textilien gefaltet werden, bleiben sie oft infolge der elektrostatischen Anziehung an der Faltvorrichtung hängen und stören somit den normalen Arbeitsvorgang. Zur Überwindung der Schwierigkeiten, insbesondere bei der Fabrikation, sind verschiedene Untersuchungen hinsichtlich der elektrischen Entladung gemacht worden. Die infolge dieser Untersuchungen entwickelten bekannten Antistatikvorrichtungen lassen sich wie folgt

einteilen:

(1) Selbstentladende Vorrichtungen,

(2) unter Anwendung von Gleichspannung arbeitende Vorrichtungen und

(3) unter Anwendung von Wechselspannung arbeitende Vorrichtungen.

Bei den Vorrichtungen (2) und (3) wird eine Hochspannung an Elektroden angelegt, die nadeiförmige Erhebungen besitzen, um Koronaentladungen zwischen den Elektroden und den geladenen Gegenständen zu erreichen, indem die Ladungen durch Ionen mit entgegengesetzter Ladung neutralisiert werden. Deshalb besitzen Vorrichtungen für diesen Zweck im allgemeinen eine ziemliche Größe und sind wegen der erforderlichen Hochspannung teuer. Darüber hinaus kann eine Vorrichtung dieser Art nicht zur Entfernung von elektrischen Ladungen vom menschlichen Körper verwendet werden.

Auf der anderen Seite werden bei der Ent'adungsvorrichtung vom Typ (1) spitze bzw. nadeiförmige Leiter mit kleinem Krümmungsradius an den Enden verwendet Die spitzen Leiter sind gegenüber den geladenen Körpern angebracht Wenn ein starkes elektrisches Feld rund um die spitzen Enden herum aufgebaut wird, verursacht dieses die Ionisierung des Gases an der aktiven Stelle in Ionenpaare. Ionen mit entgegengesetzter Ladung, bezogen auf die geladenen Körper, werden von den geladenen Körpern angezogen und elektrisch neutralisiert, d. h., die spitzen Leiter bewirken die Neutralisation der elektrostatischen Ladungen auf geladenen Körpern ohne die Verwendung einer Energiequelle, sondern durch Beschleunigung schwacher Entladungen zwischen den spitzen Leitern und den geladenen Körpern. Die für diese Selbstentladung geeignete Antistatikelektrode macht es erforderlich, daß die elektrischen Leiter in zweckmäßiger Weise verteilt sind und die Form von Nadeln mit kleinem Krümmungsradius an den Enden besitzen.

Es ist bereits eine Antistatikelektrode bekannt, die aus synthetischen Fasern und feinen Metallfaden gewebt ist. Diese Art von Textilien ist jedoch für Bekleidungszwekke ungeeignet, da Metallfäden nicht nur schwierig herzustellen und deshalb teuer sind, sondern auch weniger flexibel als andere, synthetische Fasern sind und die menschliche Haut verletzen können.

Eine selbstentladende Antistatikfolie, die Ruß und mehrere hochmolekulare Kunstharze auf einem flexiblen Träger aufweist, ist aus der US-PS 35 63 916 bekannt.

Weiterhin ist aus der DE-PS 5 02 689 eine Antistatikvorrichtung bekannt, die eine Anzahl von sägezahnförmig ausgebildeten leitenden Folien und isolierenden Folien aufweist Bei dieser bekannten Antistatikvorrichtung werden beispielsweise als leitende Folien Zinnfolien und als isolierende Folien Papierfolien verwendet.

Weiterhin wird in der älteren DE-OS 23 38 405 ein elektrisch leitfähiges Erzeugnis beschrieben, das auf einem Träger eine Beschichtung aus einem hochmolekularen rußhaltigen Kunststoff aufweist. Dieses elektrisch leitfähige Erzeugnis läßt sich auch zur Beseitigung elektrostatischer Ladungen verwenden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbstentladende Antistatikfolie mit einer Beschichtung aus einer rußhaltigen hochmolekularen Kunstharzmasse auf einer flexiblen Trägerschicht zu schaffen, mit der ein besonders hoher Entladungswirkungsgrad erreichbar ist

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Trägerschicht ein Material mit einem Porenvolumen von mindestens 55% ist und mit einer durch Pfropfpolymerisation von Vinylmonomeren auf Ruß hergestellten rußhaltigen hochmolekularen Kunstharzmasse derart beschichtet ist, daß die Poren frei sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Gemäß der Erfindung ist der wesentliche Vorteil

ίο erreichbar, daß die Bewegung der Kohlenstoffpartikeln auf chemischem Weg reduziert wird, so daß der Widerstandswert der Anordnung konstant gehalten wird und die gleichförmige Verteilung der Kohlenstoffpartikeln gewährleistet bleibt Auf diese Weise läßt sich

!5 gemäß der Erfindung eine wesentlich verbesserte elektrische Entladung erreichen.

Die elektrische Entladung wird nach dem Prinzip der Selbstentladung durchgeführt, wozu keine Energiequelle erforderlich ist Verglichen mit anderen Methoden der elektrischen Entladung, z. B. mittels der Anwendung von Hochspannung oder der Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung, besitzt die angewendete Methode einen hohen Sicherheitsgrad. Die Sicherheit des Verfahrens ist jedoch nicht vollkommen, da eine Entzündung oder Explosion stattfinden kann, wenn in der näheren Nachbarschaft brennbare Gase, Flürvgkeiten oder Stäube existieren.

Besteht die Antistatikelektrode aus einem elektrisch leitenden Material einer homogenen Phase oder einer gleichföcmig dispergierten Masse und besitzen die Enden der Elektrode nur einen kleinen Krümmungsradius, so finden bei der selbstentladenden Antistatikelektrode sichere Koronaentladungen statt Auf der anderen Seite finden Koronaentladungen nicht immer statt.

Wird z. B. ein elektrisch leitendes Material, das Ruß eingemischt enthält zur Herstellung der Antistatikelektrode verwendet, so verbleiben wegen der schlechten Verteilungseigenschaften des Rußes oft Rußkongiomerate. Wird eine solche Elektrode verwendet, so findet eine Glimmentladung statt, die wesentlich energiereicher als die Koronaentladung ist. Hierdurch vergrößert sich die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer Explosion, was sich auch in der Praxis bestätigt hat.
An sich könnte man höchst zweckmäßig einen elektrisch aufgeladenen Körper mit der Antistatikelektrode berühren, um eine hochwirksame elektrische Entladung zu erreichen, gleichgültig ob es sich um eine Hochspannungsladung handelt oder nicht. Dieses Verfahren ist jedoch am gefährlichsten hinsichtlich einer Explosionsanregung. Um unter den genannten Bedingungen bei der elektrischen Entladung die erforderliche Sicherheit zu gewährleisten, muß der Widerstand der Elektode im Bereich von 10⁵ bis 10⁷ Ohm · cm liegen, wie durch die Untersuchungen bestätigt wurde. Liegt der Widerstand der Elektrode außerhalb dieses Bereichs, so sollte die Elektrode aus Sicherheitsgründen einen relativ konstanten Widerstand besitzen. Ein elektrisch leitendes Material, in dem sich einfach eingemischt Ruß befindet, ist jedoch als Werkstoff für eine selbstentladende Antistatikelektrode weniger geeignet, da der Werkstoff während des Elastizitätsdurchgangs eine starke Orientierung und eine erhebliche Veränderung des Widerstandes zeigt, was auf Reaktionen mit in der Atmosphäre vorhandenen Gasen oder Chemikaliendämpfen zurückzuführen ist

Unter Berücksichtigung der vorgenannten Schwierigkeiten wurde eine Antistatikelektrode mit folgenden

Eigenschaften hergestellt:

(1) Der Widerstand liegt aus Sicherheitsgründen im Bereich von K^bis 10⁷ Ohm · cm.

(2) Die Veränderung des Widerstandes der Antistatikelektrode in dem vorgenannten hohen Wider-Standsbereich wird so gering wie möglich gehalten.

(3) Die die Antistatikelektrode bildende, elektrisch leitende Masse ist so zusammengesetzt, daß die Teilchengröße jedes elektrisch leitenden Teilchens volle Sicherheit verbürgt. ι ο

(4) Die elektrisch leitenden Teilchen in den elektrisch leitenden Massen sind bis zu einem hohen Grad gleichmäßig verteilt

(5) Es wird eine Antistatikelektrode mit hohem Wirkungsgrad hinsichtlich der Entladung und mit einer niedrigen Geschwindigkeit der gegensätzlichen Aufladung verwendet.

Bei den erfindungsgemäß verwendeten rußhaltigen hochmolekularen Kunstharzen handelt es sich um Produkte, die durch Pfropfpolymerisation von Vinylmonomeren auf Ruß entstehen. Die Massen werden zur Herstellung von Antistatikelektroden verwendet, die elektrostatische Ladungen nach dem Selbstentladungsprinzip entladen. Bei einer selbstentladenden Antistatikelektrode müssen die elektrisch leitenden Körper ausreichend homogen dispergiert sein, damit nicht auf Grund der ungleichförmigen Dispersion ein Sicherheitsrisiko auftritt Erfolgt das Dispergieren des Rußes in dem Harz durch einfaches Vermischen, so läßt sich der Ruß, der ursprünglich hydrophob ist, nicht leicht homogen dispergieren. Wird die Dispersion durch mechanische Einwirkung erzwungen, so kann als unerwünschte Begleiterscheinung eine Zerstörung der Rußstruktur eintreten.

Um eine auf Ruß gepfropfte, hochmolekulare Kunstharzmasse herzustellen, werden Reaktionen aktiver Reste, wie Chinon-, Phenol- oder Hydrochinonreste, anstelle der mechanischen Dispersion verwendet, um die durch Zersetzung eines Initiators für die radikalische Polymerisation gebildeten Radikale oder Polymerradikale mit der Oberfläche des Rußes in Verbindung zu bringen, um den Oberflächenzustand chemisch zu verändern und somit eine gute Dispersion in organischen Medien zu erreichen.

Als Ruß kann für diesen Zweck beispielsweise Channel-Ruß, Furnace-Ruß, Acetylenruß, thermischer Spaltruß oder Flammruß verwendet werden. Freie Radikale, die sich mit der Oberfläche von Ruß chemisch zu verbinden vermögen, können z. B. von Peroxiden oder Azonitrilen, z. B. von Benzoylperoxid oder Azobisisobutyronitril, herrühren.

Für die Polymerisation mit den vorgenannten radikalischen Initiatoren in Gegenwart von Ruß geeignete Vinylmonomere besitzen z. B. die allgemeine Formel I

CH₂=C-COOH

(D

in der R₁ ein Wasserstoffatom oder ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 4 C-Atomen ist, oder die allgemeine Formel II

60

CH₂=C-COOR₂

(Π)

65

in der Ri die vorgenannte Bedeutung hat und R2 ein Kohlenwasserstoffrest oder ein substituierter Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 12 C-Atomen ist. Spezielle Beispiele sind Acrylsäure, Methacrylsäure, Ester der Acrylsäure und Methacrylsäure, Styrol, Acrylnitril oder Methacrylnitril.

Die erfindungsgemäß verwendeten rußhaltigen hochmolekularen Kunstharzmassen sind also kein einfaches Gemisch von Kunstharz mit Ruß, sondern stellen eine homogene Pfropfpolymer-dispersion dar. Sie lassen sich mit sehr stabiler Viskosität in Lösungsmitteln lösen.

Durch mechanisches Einmischen von Ruß in Kautschuk oder einem synthetischen Harz hergestellte rußhaltige Kunstharzmassen sind dagegen wegen der schlechten Verteilungseigenschaften von Ruß nicht geeignet.

Auf der Oberfläche von Ruß existiert eine große Anzahl, z. B. bis zu 10¹⁴ oder 10¹⁹, funktioneller Gruppen, die sich mit Radikalen verbinden. Bei der Bildung von Polymeren nach dem radikalischen Mechanismus mit den funktionellen Gruppen als Zentrum bildet der Ruß als elektrisch leitendes Material ein außerordentlich feines Pulver mit einem Durchmesser von nicht über einigen 10 μ, ohne daß eine Agglomeration zu gröberen Teilchen eintritt Werden diese Teilchen für eine Antistatikelektrode verwendet, so erhält man hierbei sehr sichere Elektroden für die Koronaentladung.

Der elektrische Widerstand kann durch Änderung des Mengenverhältnisses von Ruß und Vinylmonomeren beliebig eingestellt werden. Vorzugsweise wird das Mischungsverhältnis so gewählt daß man einen Widerstand von 10⁵ bis 10⁶OlIm · cmerhälL

Das rußhaltige Pfropfpolymerisat kann zusammen mit einem Vernetzungsmittel, das Gruppen besitzt die mit den reaktiven Gruppen der Monomeren reagieren, auf die Trägerschicht aufgebracht und anschließend durch eine thermische Behandlung in Widerstände mit sehr geringer zeitlicher Veränderung umgewandelt werden. Deshalb ist bei der Herstellung von selbstentladenden Antistatikelektroden mit solchem Widerstand, daß die Elektroden sicherer bezüglich der Feuergefahr sind, ein Vermischen der Materialien möglich, wobei nahezu keine Widerstandsveränderung unter gewöhnlichen Bedingungen stattfindet

Bevorzugt verwendete Vernetzungsmittel sind z. B. Epoxyharze, Metallverbindungen, wie Tetrapropyltitanat Amine, wie Melamin und Triäthylentetrazin, sowie Azilidine, die eine vollständige Vernetzungsreaktion in relativ kurzer Zeit bewirken.

Das rußhaltige Pfropfpolymerisat kann nach üblichen Verfahren auf die Trägerschicht aufgebracht werden, z. B. durch Tauchen, Beschichten mit einer Rakel oder Aufsprühen. Darüber hinaus kann das rußhaltige Pfropfpolymerisat auch vermischt mit einem anderen Kunstharz nach den vorgenannten Verfahren auf einen Träger aufgebracht werden. Die so hergestellten hochmolekularen rußhaltigen Kunstharze lassen sich durch thermische Behandlung besser härten, wodurch die Stabilität und die Wirkung bei der Entladung elektrostatischer Ladungen verbessert werden.

Die geeignetsten Träger, auf die die hochmolekularen rußhaltigen Kunstharze aufgebracht werden können, sind flexible, gewebte, ungewebte oder gewirkte textile Gebilde sowie Papier. Werden gewebte, ungewebte oder gewirkte Textilien als Träger verwendet, so kann es sich um solche Textilien handeln, die zwei oder mehr Faserarten mit unterschiedlicher Affinität gegenüber hochmolekularen rußhaltigen Kunstharzen in flüssiger Form besitzen. In diesem Fall haften die hochmolekula-

ren rußhaltigen Kunstharze, die auf diese Textilien aufgebracht worden sind, auf den Fasern mit hoher Affinität und kaum auf den Fasern mit geringer Affinität. Hierdurch werden die Massen in ungleichmäßiger Weise aufgebracht, und deshalb läßt sich die elektrische Leitfähigkeit in jeder geeigneten Weise auf Antistatikfolien verteilen. Diese Folien sind zur Verwendung nach dem Selbstentladungsprinzip geeignet. Im allgemeinen handelt es sich bei den Fasern, gegenüber denen die hochmolekularen rußhaltigen Kunstharze eine hohe Affinität besitzen, z. B. um Fasern aus Cellulose oder Cellulosederivaten, Polyvinylalkohol, Polyamiden, Polytetrafluorethylen oder um natürliche tierische oder pflanzliche Fasern.

Auf der anderen Seite handelt es sich bei Fasern, von ι s denen nur eine geringe oder keine Affinität erwartet werden kann, z. B. um Fasern aus Polypropylen, Polyäthylen oder Polyvinylchlorid. Die Textilien können aus gemischtversponnenen Fäden bzw. Fasern aus diesen unterschiedlichen Faserarten mit verschiedenen Affinitäten oder durch Weben oder Wirken oder Formen zu ungewebten Textilien aus einem Gemisch der unterschiedlichen Arten von Fasern bzw. Fäden hergestellt werden.

Werden Textilien als Träger verwendet, so werden diejenigen mit grober Struktur oder netzartige Folien mit einem Porenvolumen von über 55% verwendet. In diesem Fall muß jedoch darauf geachtet werden, daß die Anwendung der hochmolekularen rußhaltigen Kunstharzmasse so erfolgt, daß die Poren nicht verstopft werden. Hierfür geeignete Textilien sind z. B. gewebte Textilien sowie verschiedene gewirkte Stoffe. Es sind auch solche Textilien geeignet, die mit dünnen Fäden bzw. Fasern und grober Struktur gewebt sind. Die Struktur wird durch das relevante Porenvolumen ausgedrückt Das Porenvolumen Pv wird nach folgender Gleichung berechnet:

Pv =

100.

40

wobei 5 und S'das wirkliche bzw. scheinbare spezifische Gewicht der Fasern bedeuten und das Porenvolumen in Prozent angegeben ist Der Ausdruck 5' in g/m² entspricht W(IOOO · f), wobei W das Gewicht in g/m² im Standardzustand und idie Dicke in mm bedeuten. Es ist erwünscht, daß die Textilien und netzartige Folien bildenden Fasern eine hohe Affinität gegenüber den Massen besitzen. Werden z.B. grobe Textilien oder netzartige Folien mit einem Porenvolumen von über 55% als Trägerschicht verwendet, und werden diese Trägerschichten mit der rußhaltigen Kunstharzmasse in solcher Weise behandelt, daß die Masse die Poren nicht verstopft, so können kleine Poren geschützt werden. Hierdurch werden die Leiter durch die Anwesenheit der Poren in zweckmäßiger Weise über die gesamte Trägerschicht verteilt Deshalb sind die Antistatikfolien am besten für die Selbstentladung geeignet Liegt das Porenvolumen der Trägerschicht unter 55%, so ist die Porenpackung für den Leiter ungeeignet, um eine vorteilhafte Verteilung zu erreichen, wenn die rußhaltigen hochmolekularen Kunstharze aufgebracht werden. Dies fuhrt zu schlechten Ergebnissen bei der Ableitung elektrostatischer Ladungen.

Die Antistatikfolien nach der Erfindung können für Kleidungsstücke verwendet werden, da sie flexibel sind. Personen, die solche Kleidungsstucke tragen, erleiden keine elektrischen Schläge aufgrund der Entladung elektrostatischer Ladungen, selbst wenn diese Personen Unterhemden aus Chemiefasern tragen, die leicht elektrostatische Ladungen erzeugen und selbst wenn sie so nahe bei einer Maschine arbeiten, die zur Erzeugung elektrostatischer Ladungen neigt.

Bei Verwendung der Antistatikfolien der Erfindung für Teppiche oder Wandbespannungen können sie in Häusern erzeugte elektrostatische Ladungen abbauen und deshalb das Feuerrisiko herabsetzen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 und 2 eine Frontansicht einer kammähnlichen Antistatikvorrichtung,

F i g. 3 einen Querschnitt entlang der Linie HI-III der F i g. 2,

F i g. 4 eine Anwendung der kammähnlichen Antistatikelektrode von F i g. 2,

F i g. 5 eine Anwendung, bei der die kammähnliche Antistatikvorrichtung an einem Plattenspieler angebracht ist,

Fig.6 eine Anwendung, bei der die kammähnliche Antistatikvorrichtung der F i g. 2 mit einem Tonabnehmer verbunden ist

F i g. 7 ei..e Anwendung, bei der die !cammähnliche Antistatikvorrichtung mit dem Tonabnehmerarm eines Plattenspielers verbunden ist,

Fig.8 und 10 Frontansichten der Antistatikvorrichtung, jeweils getragen von einer ringförmigen Fassung,

F i g. 9 einen Querschnitt entlang der Linie IX-IX der Fig. 8,

F i g. 11 eine Anwendungsart bei der die mit einer zylindrischen Außenfassung versehene Antistatikvorrichtung auf Pulver oder Granulate angewendet wird,

Fig. 12 eine Anwendungsart, bei der die mit einer ringförmigen Außenfassung versehene Antistatikvorrichtung mit einer Rohrleitung zum Transport vor Pulvern verbunden ist,

F i g. 13 eine Frontansicht der Antistatikvorrichtung die mit einer rechteckigen äußeren Fassung verbunder ist,

Fig. 14 eine Anwendung, bei der die mit einei zylindrischen äußeren Fassung versehene Antistatikvorrichtung zur elektrischen Entladung von Kautschukfolien verwendet wird,

Fig. 15 und 16 Schrägansichten von Antistatikvorhängen,

Fig. 17, 18 und 19 Draufsichten der Antistatikvorrichtung in flacher Form, bei der sägezahnförmigc öffnungen ausgebildet sind,

F i g. 20 eine Anwendungsart, bei der die Antistatikvorrichtung in flacher Form mit sägezahnförmiger öffnungen auf eine Rohrleitung zum Transport vor Pulvern angewendet wird,

Fig.21 eine Anwendung, bei der die Antistatikvor richtung in flacher Form mit sägezahnförmiger öffnungen auf Kunststoffolien angewendet wird,

Fig.22 eine Schrägansicht einer Zuführungsvorrich tung, die mit der Antistatikvorrichtung verbunden ist wobei ein Teil der äußeren Wand zur Veranschauli· chung weggelassen ist,

Fig.23 eine vergrößerte Schrägansicht der ir F i g. 22 gezeigten Antistatikvorrichtung,

Fig.24 einen vergrößerten Querschnitt entlang dei Linie XXTV-XXTV der F i g. 23,

Fig.25 einen Querschnitt eines unterschiedlicher Typs der Antistatikvorrichtung, die in einer Zuführungs vorrichtung verwendet wird und

F i g. 26 eine Schrägansicht einer Stützeinrichtung füi

die für die Zuführungsvorrichtung verwendete Antistatikvorrichtung.

Die Antistatikfolien der Erfindung können zu einer Antistatikelektrode 1 umgewandelt werden, indem man die Folien in die entsprechende Form bzw. Gestalt bringt. Formen mit vielen Sägezähnen 2 oder Vorhangstreifen 2' werden bevorzugt. Zur Herstellung von Antistatikelektroden dieser Formen werden z. B. die Antistatikfolien in der gewünschten Form geschnitten oder es kann andererseits die rußhaltige hochmolekulare Kunstharzmasse in der gewünschten Form auf die Trägerschicht aufgebracht werden. Bei diesen Formen ist die entladende Wirkung groß, da die Sägezähne 2 oder Vorhangstreifen 2' frei schwingen können. Auch der kleine Krümmungsradius am Ende der Sägezähne 2 oder Vorhangstreifen 2' ist für die selbstentladenden Antistatikelektroden 1 vorteilhaft Es wird selbstverständlich stärker bevorzugt, daß die Vorhangstreifen 2' ähnliche Sägezähne 2 entlang den Streifenseiten besitzen.

Die Antistatikvorrichtung enthält eine Antistatikelektrode 1, die in vorgenannter Weise hergestellt wird. Die Antistatikelektrode 1 wird am Ende durch einen Halter 3 mittels einer Schraube, eines Eisens oder mittels Verklebung fest fixiert Der Halter 3 kann aus einer Platte aus Metall, Kunststoff oder Holz sein und besitzt eine Nut 4, wie dies in den F i g. 3,15 und 16, deutlich zu sehen ist, die das Ende der Antistatikelektrode hält. Wenn die Antistatikelektrode 1 von einem Halter 3 gehalten wird, können die Sägezähne 2 und Vorhangstreifen 2' der Antistatikelektroden 1 unabhängig voneinander hergestellt sein, wenn sie sich zu einer Reihe von Antistatikelektroden kombinieren lassen. Die so gebildeten Antistatikelektroden .sind flexibel, und deshalb können die Antistatikelektroden verstärkt werden, indem man seitlich eine elastische Platte 5 anbringt Die Antistatikelektrode 1 und die elastische Platte 5 können auch an den Enden durch eine Nut 4 getragen werden oder mit der Antistatikelektrode 1 verklebt Fein. Die elastische Platte 5 ist entweder auf einer oder beiden Seiten der Antistatikelektrode 1 angebracht Bei der Antistatikvorrichtung ist es vorteilhaft, die Vorrichtung in solcher Weise zusammenzusetzen, daß das feie Ende der Antistatikelektrode 1 einige cm über das freie Ende der elastischen Platte 5 hinausreicht und das erstere Ende frei schwingt, um den Entladungseffekt zu verbessern. Die Antistatikelcktroden 1 sind geerdet oder mit der Erde 6 verbunden. Ist der Halter 3 aus Metall, so kann der Halter anstelle der Antistatikelektrode mit der Erde 6 verbunden sein. Die elastische Platte 5 besteht besonders bevorzugt aus einer Folie oder einer geschäumten Folie aus Hart- oder Weich-Polyvinylchlorid, Polyester, Polypropylen oder Polyäthylen, es kann jedoch jeder Werkstoff, z. B. Papier, Kunststoff, Holz oder Metall verwendet werden, sofern er eine ausreichende Elastizität besitzt

In den Fällen wo die Antistatikelektrode 1 sägezahnförmig und der Halter 3 geradkantig ist, besitzt die aus den zwei Komponenten bestehende Antistatikvorrichtung kammähnliche Gestalt Diese Vorrichtung wird in der Art, wie in Fig.4 gezeigt, verwendet, wo die Sägezähne 2 der Antistatikelektrode 1 senkrecht zu der Oberfläche einer bewegten Kunststoffolie ausgerichtet sind. Die Enden der Sägezähne sind so befestigt, daß diese die Oberfläche der Kunststoffolie leicht berühren, oder sie sind nur sehr wenig von der gleichen Oberfläche entfernt Auf diese Weise vermag die Antistatikvorrichtung die elektrostatischen Ladungen auf den Kunststoffolien kontinuierlich abzuführen. Indem man die elastische Platte 5 seitlich an der Antistatikelektrode 1 anbringt, werden die Sägezähne 2 der Antistatikelektrode 1 in ihrer normalen Position gehalten, ohne daß sie während der Anwendung in Unordnung geraten oder zerbrechen, selbst wenn die Sägezähne nur mit kleinen Zwischenräumen zueinander angeordnet sind. Dies führt zu einer gesteigerten Wirkung bei der Entladung und zu einer verlängerten Lebensdauer der Antistatikelektrode 1. Ein anderer Vorteil der Verwendung der elastischen Platte 5 besteht darin, daß die Sägezähne aufrecht gehalten werden wenn die Antistatikvorrichtung in umgekehrter Anordnung, d. h. die Oberseite nach unten, verwendet wird.

Bei einem Vergleich der Antistatikvorrichtung, die mit einer elastischen Platte ausgerüstet ist, mit der Antistatikvorrichtung ohne Platte erhält man folgende Ergebnisse, wobei Textilien aus synthetischen Fasern als Trägerschicht verwendet worden sind:

Die Enden der Sägezähne sind, wenn
sie in Kontakt gehalten werden mit

drehenden Walzen einer bewegten Folie

Antistatikvor- in 10 Tagen in
richtung ohne erheblicher Unelastische Platte Ordnung

Antistatikvor- in 2 Monaten

richtung mit nur wenig in

einer elastischen Unordnung
Platte aus Polyvinylchlorid

in 18 Tagen in erheblicher Unordnung

in 3 Monaten nur wenig in Unordnung

Wenn auf der anderen Seite die elastische Platte 5 so weit geht, daß sie die äußersten Enden der Sägezähne 2 bedeckt wird die Wirkung hinsichtlich der elektrischen Entladung beträchtlich vermindert Die Wirkung wird jedoch überhaupt nicht vermindert, wenn die äußersten Enden der Sägezähne 2 unbedeckt bleiben, wie dies der Fall bei der Antistatikelektrode 1 der Erfindung ist

Wenn die kammförmige Antistatikvorrichtung kompakt genug ist, kann sie mit einem Plattenspieler 7 verbunden werden, um elektrostatische Ladungen auf einer Platte 8 abzuführen. Bisher kommt es infolge von auf der Oberfläche der Platte 8 haftendem Staub oft zu Störungen der High-Fidelity-Wiedergabe, und zwar auf Grund der elektrostatischen Ladungen, die durch Reibung mit Polyäthylen erzeugt werden, wenn die Platte 8 aus ihrer Polyäthylenhülle herausgenommen oder zur Aufbewahrung wieder in die Polyäthylenhülle zurückgesteckt wird. Es hat sich eingebürgert, Staub auf der Platte 8 mittels eines Plattenreinigers zu entfernen, der jedoch keine befriedigende Lösung des Problems darstellt, da die Oberfläche infolge des Reibens mit dem Plattenreiniger noch stärker aufgeladen wird. In diesen Fällen befindet sich auf der Platte 8 mehr Staub, wenn die Platte nach dem Spielen auf dem Plattenspieler 7 in die Hülle gesteckt wird, als sich vor dem Spielen auf der Platte befand

Die Antistatikvorrichtung kann für die Plattenreinigung direkt mit einem Plattenspieler 7 verbunden sein. Die elastische Platte 5 zur Verstärkung der Antistatikelektrode kann entweder auf der Seite, nach der sich die Platte dreht, oder auf beiden Seiten der Antistatikelektrode 1 angebracht sein. Die Antistatikvorrichtung soll stets so angeordnet sein, daß sie ständig mit der Platte 8

in Berührung steht. Die Antistatikvorrichtung kann z. B. mit einem Gehäuse 9 des Plattenspielers 7 verbunden sein, wie dies in F i g. 5 gezeigt ist. Dies wird erreicht, indem zwei Stücke Papier 10 und 10' (vgl. F i g. 5) verwendet und die Randteile der Papierstücke, eines auf der einen Seite und das andere auf der anderen Seite des Antistatikelektrodenendes aufklebt, die freien Teile des Papiers in entgegengesetzte Richtungen spreizt und die freien Teile auf die Innenfläche des Gehäuses 9 auf den Plattenspieler 7 oberhalb der Platte 8 klebt, so daß die ι ο v'orrichtung in senkrechter Richtung, bezogen auf die Rillen der Platte 8, ausgerichtet ist.

Die Antistatikvorrichtung kann auch mit einer Seite eines Tonabnehmers 11 eines Plattenspielers 7, wie dies in F i g. 6 gezeigt ist, z. B. mit einem Klebeband verbunden sein. Alternativ hierzu kann ein unabhängiger Arm 12 vorgesehen sein, der die Antistatikvorrichtung senkrecht zu den Rillen der Platte 8 ausrichtet, wie dies in F i g. 7 dargestellt ist. Die Antistatikvorrichtung kann auf dem Arm 12 mittels einer Klammer, eines Stiftes, einer Schraube odei eines Klebebandes befestigt sein. Die Antistatikvorrichtung kann so gehalten werden, daß die Enden der Antistatikelektrode 1 stets so angeordnet sind, daß sie in Berührung mit der Oberfläche der Platte 8 stehen oder sich 5 bis 10 mm von der Platte 8 entfernt befinden. Wenn die Platte 8 nur schwach aufgeladen ist oder eine geringe Größe besitzt, ist es für die Antistatikelektrode 1 wirksamer, die Oberfläche der Platte 8 an den Enden zu berühren. Wegen der Flexibilität verursacht die Antistatikelektrode 1 kein Verkratzen der Platte 8, selbst wenn die Elektrode 1 in Berührung mit der Platte 8 steht Die folgende Tabelle zeigt die Ergebnisse, wenn die auf Platten während des Spielens erzeugten elektrischen Spannungen einmal mit und einmal ohne Verwendung der erfindungsgemäßen Antistatikvorrichtung, gemessen werden. In jedem Fall wurde der Plattenstaub vor der Verwendung mit einem Plattenreiniger entfernt.

40

45

Spannung	mit Antista
ohne Anti-	tikvorrich
statikvor-	tung
richtung

Vor dem Spielen
Nach dem Spielen

6KV
7KV

6 KV
0,3KV

Bei Verwendung eines Plattenspielers, der nicht mit einer Antistatikvorrichtung ausgerüstet ist, sammelt sich auf der Platte mehr Staub als in dem Fall, wo ein mit der Antistatikvorrichtung ausgerüsteter Plattenspieler verwendet wird. Im ersteren Fall ist die häufige Benutzung eines Reinigungstuchs erforderlich, während in letzterem Fall ein einziges Wischen ausreichend ist Dies bedeutet, daß mit der Antistatikvorrichtung nahezu die gesamte elektrostatische Ladung von der Platte abgeführt werden kann. Durch die Erfindung ist es deshalb möglich, eine Platte aus dem Aufbewahrungsregal oder einer Polyäthylenhülle zu nehmen, ohne daß eine Reinigung erforderlich ist Da die Platten nahezu staubfrei sind und somit die Rillen ständig sauber gehalten werden, erreicht man eine hervorragende High-Fidelity-Wiedergabe. Aus dem gleichen Grund werden die Rillen nicht mit Staub verstopft, und es findet deshalb auch kein Herausspringen der Nadel aus den Rillen statt. Dies bewahrt die Platten und Nadeln vor Schaden bzw. Zerstörung. Da die Antistatikelektrode 1 auf der Antistatikvorrichtung eine ausreichende Flexibilität besitzt, werden nicht nur die Platten vor Kratzern, sondern auch die Hände vor Kratzern bzw. Verletzungen geschützt, falls es unbeabsichtigt zu einer Handberührung mit der Elektrode kommen sollte.

Wenn vorhangförmige Antistatikelektroden 1 mit einem geraden Halter 3 kombiniert werden, kann die ganze Anordnung als Antistatikvorhang 13, wie in den Fig. 15 und 16 dargestellt, verwendet werden. Hängt man z. B. die Anordnung am Eingang einer Fabrik auf, in der der hochmolekulare Harze verarbeitet werden, so werden die den Eingang passierenden Personen von elektrostatischen Ladungen ohne jegliche Anstrengung oder psychologischen Widerstand befreit, wobei darüber hinaus eine Reinigungswirkung auf die Arbeitskleidung festzustellen ist. Da in diesem Fall die vorhangförmigen Körper 2' flexibel sind, erlaubt der Antistatikvorhang 13 das Passieren von Personen und Körpern jeglicher Gestalt, einschließlich von Produkten und Fahrzeugen, und die elektrostatischen Ladungen werden durch einfache Berührung entfernt.

Der Einfluß dieses Antistatikvorhangs 13 auf die Entfernung elektrostatischer Ladungen wird folgendermaßen bestätigt:

Es wird ein Antistatikvorhang 13 hergestellt indem man mehrere Vorhangstreifen 2' von 3 mm Breite und 1000 mm Länge bis zur vollen Länge an einem Aluminiumhalter 3 von 800 mm Länge und einer Querschnittsfläche von 5x15 mm mit einer Nut befestigt und den Halter erdet (6). Arbeiter die nach dem Arbeiten mit Polyäthylenfolien mit bis zu 6 bis 8 KV aufgeladen waren, wurden durch den Antistatikvorhang 13 geschickt, wo die Spannung durch Entladung bis auf 1 bis 2 KV erniedrigt wurde. Der elektrische Schlag, den man beim Händeschütteln mit diesen Arbeitern erhielt, konnte durch Verwendung des Antistatikvorhangs 13 verhindert werden. Stellt der Halter 3 eine Ringfassung 3' in rechtwinkliger, kreisförmiger oder eliptischer Gestalt dar, so erhält man eine Antistaiikvorrichtung in Ringform. In diesem Fall sind die Enden der Antistatikelektrode 1 nach der Innenseite der Ringfassung 3' ausgerichtet Die Antistatikelektrode 1 ist mit der Ringfassung 3' mittels eines Klebstoffs verbunden, oder die Fassung besitzt eine Nut, in der die Teile der Antistatikelektrode gehalten werden. Die Antistatikelektrode kann auch von zwei identischen Ringfassungen, einer oberen und einer unteren, gehalten werden. Wenn die Antistatikelektode 11 an der Ringfassung 3' befestigt ist, kann die Antistatikelektrode vor Schäden durch Bruch oder Zerkratzen mittels Polyamidbesatz rund um beide Seiten der Elektrode 1 geschützt werden. Für diesen Verwendungszweck wird die Antistatikelektrode 1 wie folgt hergestellt: Eine Antistatikfolie der gleichen Größe wie die Ringfassung 3', mit der die Folie verbunden ist, wird radial so eingeschnitten, daß die Umfassungslinie nicht erreicht wird, oder die Antistatikfolie wird so geschnitten, daß dreieckige oder keilförmige unabhängige Sägezähne 2 entstehen. Wenn eine Antistatikfolie der gleichen Größe wie die Ringfassung 3' radial so eingeschnitten wird, daß die Umfassungslinie nicht erreicht wird, werden eine oder mehrere Folien mit einer einzigen Ringfassung 3' verbunden. Wenn die Antistatikfolie zu unabhängigen dreieckigen oder keilförmigen Sägezähnen 2 geschnitten wird, wird mehr als eine Folie mit der Innenseite einer einzigen Ringfassung 3' so verbunden, daß ihre Enden gegenseitig auf Spitze stehen.

Wie weiterhin in Fig. 13 dargestellt ist, wird eine Antistatikfolie, die eine Antistatikelektrode 1 bildet, so geschnitten, daß eine kammförmige Gestalt mit einem bis zu einigen cm langen jägezähnen 2 entsteht, und sich zwei Reihen von Sägezähnen auf einer willkürlichen, geraden Linie, die durch die Ringfassung 3' führt, einander gegenüberstehen.

Die eine Ringfassung 3' als Halter 3 enthaltende Antistatikvorrichtung kann in folgender Weise verwendet werden: Wie in Fig. 11 dargestellt ist, wird die Antistatikvorrichtung auf einem Behälter angeordnet, der mit Granulat oder Pulver 14 beschickt werden soll. Das Granulat oder Pulver 14 wird aus einem Behälter 16 auf die Antistatikvorrichtung aufgegeben. Das Granulat oder Pulver 14 passiert die durch die Einschnitte gegebene öffnung der Elektrode 1 auf Grund seines Eigengewichts nachdem das Pulver oder Granulat entladen ist, und fällt in den Behälter.

Die gleiche Antistatikvorrichtung kann in einer Rohrleitung zum Transport von Pulvern angewendet werden, wie in Fig. 12 dargestellt ist In diesem Fall wird eine Antistatikvorrichtung der gleichen Größe wie der innere Durchmesser des Rohres 17 nahe beim Ende des Rohrs 17 installiert, wo ein anderes Rohr 17' mit einem Verbindungsstück 18 angeschlossen ist Die in der Rohrleitung transportierten Pulver werden während des Transports elektrostatisch entladen. Hierdurch erreicht man einen hohen Wirkungsgrad bei dem Transport, ohne daß ein ernsthaftes Anhaften der Pulver an den Innenwänden der Rohrleitung stattfindet

Bei der Verarbeitung, insbesondere beim Verpressen von Pulvern, werden die elektrostatischen Aufladungen der Pulver mit der Antistatikvorrichtung der Erfindung abgeführt, bevor die Pulver in den Hohlraum der Form eingebracht werden, die auf eine bestimmte Temperatur erhitzt wird. Auf diese Weise kann eine bestimmte Menge des für die Herstellung eines Formkörpers von bestimmter Dicke erforderlichen Pulvers in die Form gebracht werden, indem man einfach die überschüssige Pulvermenge entfernt Die Temperatursteuerung in der Form im Hinblick auf die elektrostatischen Aufladungen des Pulvers, die bei herkömmlichen Verfahren erforderlich ist, kann somit entfallen, und man erhält gleichzeitig in einfacher Weise Produkte von hoher Qualität

Wie in F i g. 14 dargestellt ist kann die Antistatikvorrichtung der Erfindung an der Einlaßöffnung eines Behälters 20 installiert werden, in dem sich ein Lösungsmittel zur Auflösung von Kautschukfolien 19 befindet Eine Kautschukfolie 19 berührt die spitzen Enden der Antistatikelektrode 1, wenn sie in den Behälter 20 eintritt und wird auf diese Weise elektrostatisch entladen. Hierdurch kann das Verfahren zur Herstellung von Kautschukpasten in dem Behälter 20 sicher durchgeführt werden, ohne daß die Gefahr einer Funkenbildung besteht Selbstverständlich kann die beschriebene Maßnahme auch ;<.iir Entfernung elektrostatischer Ladungen von Rohrleitungen verwendet werden. Eine nahezu vollständige Ladungsentfernung bei Rohrleitungen läßt sich dadurch erreichen, daß man die Rohrleitung kontinuierlich durch eine Antistatikelektrode 1 an einer Antistatikvorrichtung führt

Die Folien-Antistatikelektrode, dargestellt in den Fig. 17, 18 und 19 kann durch Schneiden unter Bildung mehrerer Schlitze 22 mit sägezahnförmigen Kanten 2 in der Folie hergestellt werden, wobei ungeschnittene, kontinuierliche Teile an den Längsseiten der Folie bleiben. Die Abstände zwischen benachbarten Sägezähnen, Länge und Winkel jedes Zahns sowie die Anordnung der Sägezahnschlitze 22 können nach Maßgabe der gewünschten Wirkung bei der Entfernung elektrostatischer Ladungen verändert werden, d. h. eine Antistatikelektrode 1 oder eine Antistatikfolie wird vorzugsweise so angeordnet daß man den höchstmöglichen Wirkungsgrad bei der Entfernung elektrostatischer Ladungen von Gegenständen erreicht Dies bedeutet, daß die Antistatikfolie, wie in Fig.20 dargestellt ist an der Innenwand eines Rohre 23 angebracht wird, in dem geladenes Material, z. B. Granulat transportiert wird. Die Antistatikfolie kann auch unmittelbar bei und parallel zu einem sich bewegenden Gegenstand, z. B. Kunststoffolien, angeordnet sein, wie dies in Fig.21 dargestellt ist. In diesen Fällen kann die Antistatikelektrode 1 bei der Installierung in einer Rohrleitung 23 zum Transport von Pulvern nach Maßgabe des Aufbaus und der Funktion des Rohrs sowie der Zusammensetzung des zu transportierenden geladenen Materials auf der Innenoder Außenwandung des Rohrs 23 aufgeleimt oder befestigt sein. Darüber hinaus kann die Antistatikelektrode 1 so angebracht sein, daß die Wandfläche des Rohrs 23 ganz oder teilweise bedeckt ist. Auch die Länge, bis zu ^er die Wand bedeckt ist kann entsprechend gewählt werden, und die Kanten 21 der Folien sind nicht notwendigerweise miteinander verbunden, sondern vorzugsweise in einer Richtung auf der Wand verschoben. In allen Fällen sind jedoch die Kanten 21 der Folien vorzugsweise geerdet (6).

Bei der Verarbeitung von folienähnlichen, geladenen Formkörpern, wie Kunststoffolien, wird eine Antistatikelektrode entweder über oder unter oder an der Seite der Werkbank angebracht je nach Maßgabe der Arbeitsvorrichtung, wobei die Antistatikelektrode 1 zwangsläufig parallel zu der sich bewegenden Ebene des folienähnlichen geladenen Gegenstandes angebracht ist Falls erforderlich, können die Enden der Sägezähne 2 senkrecht zu der Ebene der Antistatikelektrode ausgerichtet sein, so daß die Enden auch senkrecht in Richtung des bewegten geladenen Gegenstandes ausgerichtet sind.

In einer Ausführungsform der Erfindung besteht eine Antistatikvorrichtung, wie in den Fig.22 und 23 dargestellt ist aus einem Haltestab 3, mit dem mehrere Stützplatten 25 verbunden sind, und einer selbstentladenden Antistatikelektrode 1, die mit dem Halter 3 so verbunden ist, daß die spitzen Enden radial um den Halter 3 angeordnet sind. Diese Antistatikvorrichtung wird im unteren Teil einer Materialfördereinrichtung 26 angebracht so daß die Antistatikvorrichtung mit dem Halter 3 als Achse frei rotieren kann und eine Fördereinrichtung mit Entladungsvermögen entsteht Bei dem Gehäuse der Fördereinrichtung handelt es sich um einen leeren Kasten, der im oberen Teil weiter als im unteren Teil ist (vgl. F i g. 22). Die Fördereinrichtung kann wie ein Pendel um die Lagerstellen 28 in den Armen 27 schwingen, die sich von dem Körper 26 nach oben erstrecken. Für den Körper 26 der Fördereinrichtung sind übliche Körper geeignet Durch den Körper 26 dieser Fördereinrichtung können Textilgewebe von dem oberen zu dem unteren Durchgang durch freie Stellen hindurch passieren. In dieser Ausführungsform der Erfindung sind zwei selbstentladende Antistatikvorrichtungen auf beiden Seiten des Bodens angebracht so daß sich die Antistatikvorrichtung frei drehen kann. Die F i g. 22 und 23 zeigen, daß die Wellen 29 an beiden Enden des Halters 3 in Wellenlagern 29' am unteren Ende des Körpers gelagert sind. Bestehen die

Wellenlager 29' ζ. B. aus Kugellagern, so ist eine leichte Drehung gewährleistet

Die Wellen 29 in diesem Beispiel sind elektrisch leitend und mit dem elektrisch leitenden Halter 3 sowohl elektrisch als auch mechanisch verbunden. Auf der anderen Seite sind vier Antistatikelektroden 1 mit vielen Sägezähnen 2, die aus erfindungsgemäßen Antistatikfolien hergestellt sind, an dem Haltestab 3 in radialer Richtung befestigt, wobei zwischen den Zähnen jeweils ein Trennwinkel von 90° besteht. Diese Elektroden 1 ι ο können an dem Halter 3 befestigt werden, indem man erstere in enge Schlitze einführt, die entlang der Längsrichtung des Halters 3 verlaufen, und die Schlitze fest zusammenschraubt, damit die Elektroden festgeklemmt werden. Eine Ausführungsform, bei der ein "5 runder Stab als Halter 3 verwendet wird, ist in Fig. 25 dargestellt Bei dieser Ausführungsform ist die Elektrode 1 aus Schichten eines Trägergewebes hergestellt auf die eine elektrisch leitende, hochmolekulare Harzmasse aufgebracht worden ist. Da diese Elektrode flexibel ist, wird sie vorzugsweise auf beiden Seiten mit einer elastischen Platte 5 aus einer steifen Kunststoffolie verstärkt, so daß ein gerades Hervorstehen der Elektrode 1 gewährleistet ist. Damit der Wirkungsgrad der Elektrode 1 bei der Entladung nicht herabgesetzt wird, sind die Sägezähne 2 der Elektrode 1 vorzugsweise nicht mit der elastischen Platte 5 bedeckt Die elastische Platte 5 kann zusammen mit der Elektrode 1 in dem engen Schlitz 4 des Halters 3 befestigt sein, um eine feste Verbindung zwischen Elektrode und elastischer Platte zu gewährleisten.

Der Halter 3 geht durch mehrere Stützplatten 25, etwa in ihrem Zentrum hindurch. Die Stützplatten sind in Intervallen entlang der Längsrichtung des Halters 3 angeordnet Die Stützplatte 25 kann kreisförmig, wie in Fig.24, oder abgerundet sternförmig, wie in Fig.25 sein. Die Stützplatten sind erforderlich, um die Elektrode 1 zu schützen, indem sie über die Enden der Elektrode 1 hinausgehen. Ein scharfer Umfassungsrand der Stützplatte 25 wird nicht bevorzugt da hiermit aine weiche Berührung mit den Textilgeweben nicht erwartet werden kann. Der Unterschied zwischen den Entfernungen von der Wellenmitte zu dem Rand der Stützplatte und zu dem oberen Ende der Antistatikelektrode 1 bestimmt den Mindestabstand, bis zu dem das Ende der Elektrode 1 an die zu behandelnden Textilgewebe herankommt. Da der Mindestabstand nach Maßgabe der Spannung eingestellt werden soll, die die geladenen Gewebe aufweisen, können die Stützplatten 25 mit Einrichtungen versehen sein, die eine Einstellung des Abstands zwischen der Mitte und dem Rand der Stützplatte 25 erlauben. Dies kann z. B. mit Hilfe von Vorsprüngen 31 erfolgen, die in der Nähe des Randes drehbar angebracht sind, wie dies in Fig.26 dargestellt ist Auf der anderen Seite können mehrere Sätze von Stützeinrichtungen 25 unterschiedlicher Größen verwendet werden. Bei der in Fig. 22 dargestellten Ausführungsform beträgt der Abstand 1 cm und der Abstand zwischen benachbarten Stützplatten 25/30 cm, da ein zu großer Abstand zwischen den Stützplatten 25 dazu führen kann, daß die Antistatikelektrode 1 die Textilgewebe direkt berührt. Die Stützeinrichtung 25 kann aus beliebigem Material sein, sofern das Material steif ist. Vorzugsweise werden elektrisch nichtleitende und unbrennbare Werkstoffe f>s verwendet, da die Stützeinrichtungen die geladenen Gewebe direkt berühren.

Die Antistatikelektrode 1 ist elektrisch geerdet (6) durch elektrische Verbindungen mit der Elektrode 1 dem Halter 3, der Welle 29 und den Wellenlagern 29' die mit einer Erdleitung verbunden sind

Wenn die Textilgewebe die Materialfördsreinrichtung 26 durchlaufen, die mit der Antistatikelektrode ausgerüstet ist fallen die Gewebe durch die öffnunger in dem unteren Teil gemäß der Pendelbewegung dei Fördereinrichtung. Hierdurch werden die Gewebe, wc auch immer sie sich in der Materialfördereinrichrung 2€ befinden, durch die Elektrode 1, die im unteren Teil der Fördereinrichtung angebracht ist elektrisch entladen. Die Antistatikvorrichtung dreht sich um ihre Welle wenn die Textilgewebe hindurchgehen und die Stützplatten 25 berühren, wodurch die Drehung der Antistatikvorrichtung erfolgt. Da die oberen Enden der Elektrode 1 senkrecht oder nahezu senkrecht zu der flachen Ebene der hindurchgehenden Textilgewebe ausgerichtet sind, kann die beste Wirkung bei der Entladung erreicht werden. Darüber hinaus berühren die oberen Enden der Elektrode 1, die innerhalb des Randes der Stützplatten 25 liegen, die Gewebe nicht direkt wodurch sichere Koronaentladungen in einer stabilen Weise stattfinden. Diese Tatsache erlaubt die sichere Handhabung ohne Feuergefahr, selbst wenn in Gegenwart von brennbaren Dämpfen gearbeitet wird, und weder die Enden der Elektrode 1 noch die Gewebe werden verkratzt oder verschmutzt Da sich die Stützplatten 25 selbst leicht drehen, wenn sie die Gewebe beim Durchgang berühren, wird nahezu keine elektrostatische Aufladung durch Reibung erzeugt

Die Antistatikfolie der Erfindung kann unabhängig von der Gestalt dem Werkstoff und dem Ladungszustand elektrostatisch geladener Körper angewendet werden. Da die Elektrode 1 selbstentladend ist und deshalb bei der Antistatikelektrode nur schwache Entladungen stattfinden, besteht keine Feuergefahr oder die Gefahr der Verschmutzung geladener Gegenstände durch die Entladung. Im Gegensatz zu früheren Vorrichtungen werden bei der Antistatikvorrichtung der Erfindung keine Metallfäden verwendet. Deshalb kommt es nicht zu Kratzern bzw. Verletzungen bei Personen oder den elektrisch aufgeladenen Gegenständen. Infolge der Flexibilität der Antistatikfolien können diese für Gewebe verwendet werden, die keine elektrischen Schläge verursachen. Werden sie für Teppiche oder Wandbehänge bzw. Wandbedeckungen verwendet, so läßt sich die durch elektrostatische Aufladung bedingte Brandgefahr vermeiden. Die Wirkung bei der Entladung kann gesteigert werden, wenn die Antistatikelektrode 1 senkrecht in Richtung auf die Oberfläche der geladenen Gegenstände ausgerichtet ist. Je höher die Spannung der geladenen Gegenstände, desto vollständiger wird die Entladung, so daß die Elektrode 1 vorzugsweise an dem Teil höherer Spannung angeordnet wird.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Vergleichsbeispiel

Polyäthylenadipat wird mit Diphenylmethandiisocyanat zu einem Polyurethanelastomeren umgesetzt, das dann zu einer 5prozentigen Lösung in Dimethylformamid gelöst wird. Die erhaltene Lösung wird mit Acetylenruß in einer Menge von 45 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des Polyurethanelastomeren versetzt. Hierbei erhält man eine Beschichtungsmasse mit darin dispergiertem Ruß.

Diese Beschichtungsmasse wird gleichmäßig auf ein Gewebe aus Polytetrafluoräthylenfasern aufgebracht,

das anschließend 30 Minuten auf 180° C erhitzt wird. Hierbei erhält man eine Antistatikfolie. Diese Antistatikfolie wird in rechteckige Stücke von 10 χ 50 cm geschnitten. Eine Seite der rechteckigen Folie wird zur Herstellung einer Antistatikelektrode vorhangartig mit Abständen von 1 mm eingeschnitten, die andere Seite der Folie wird zwischen zwei Aluminiumhaltern fixiert. Hierbei erhält man eine Antistatikvorrichtung.

Diese Antistatikvorrichtung wird an einer Kunststoffe verarbeitenden Maschine angebracht, durch die ι ο Polyäthylenfolien mit einer Geschwindigkeit von 20 m/min laufen. Die elektrostatischen Ladungsmengen der Polyäthylenfolien werden vor und nach der Entladung gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt

Beispiel 1

Tabelle I	Vergleichs	Beispiel 1	Metallstab
Abstand Spannung	beispiel
zwischen vor der
der Elek- Entladung
trode und in Volt
dem gelade
nen Gegen	(Volt)	(Volt)	(Volt)
stand in mm	+ 50	- 10	+ 25 000
0 +30 000	+ 1000	0	+ 30 000
10 +30 000	+ 1000	+ 300	+ 40 000
30 + 40 000	Beispiel	2
			60 g
Öl-Furnace-Ruß			Hg
Acrylsäure			39 g
Butylacrylat			280 g
Cyclohexanon

15

Ein Vierhalskolben wird mit 150 Teilen (bezogen auf das Gewicht) Öl-Furnace-Ruß, 75 Teilen Butylacrylat, 25 Teilen Acrylsäure und 500 Teilen Cyclohexanon beschickt Das Gemisch wird unter Verwendung von Azobisisobutyronitril als Polymerisationsinitiator 5 Stunden auf 90° C erhitzt Hierbei erhält man eine Lösung einer rußhaltigen Kunstharzmasse, in der die Monomeren in polymerisierter Form auf den Ruß aufgepfropft sind. Diese Lösung wird gleichmäßig auf ein Gewebe aus Polytetrafluoräthylenfasern aufgebracht, das anschließend 1 Stunde auf 150° C erhitzt wird. Hierbei erhält man eine Antistatikfolie. Diese Folie wird in rechteckige Stücke von 10 χ 50 cm geschnitten. Eine Seite des rechteckigen Folienstücks wird zur Herstellung einer Antistatikelektrode vorhangartig mit Abständen von 1 mm eingeschnitten, die andere Seite des Stücks wird von zwei Aluminiumstützeinrichtungen gehalten. Hierbei erhält man eine Antistatikvorrichtung. Diese Antistatikvorrichtung wird an einer Kunststoffe verarbeitenden Maschine angebracht, durch die Polyäthylenfolien mit einer Geschwindigkeit von 20 m/min laufen. Die elektrostatischen Ladungsmengen der Polyäthylenfolien werden vor und nach der Entladung gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.

45

60 Kunstharzmasse, die die Monomeren in polymerisierter Form aufgepfropft auf dem Ruß enthält Nach Zugabe von 11 g Tetrapropyltitanat wird die erhaltene Lösung nach der Tauchmethode auf (A) ein Gewebe aus Polytetrafluoräthylenfasern und (B) ein Mischgewebe aus Polytetrafluoräthylen- und Polypropylenfasern im Verhältnis 55 :45 so aufgebracht, daß der Feststoffgehalt 45 g/m² beträgt Nach dem Verdampfen des Lösungsmittels werden die Gewebe zur Härtung 15 Stunden auf 150° C erhitzt

Eine laufende Polyäthylenfolie, die elektrostatisch aufgeladen worden ist, wird in Berührung mit den Folien (A) bzw. (B) gebracht Die elektrostatischen Spannungen werden vor und nach dem Durchgang gemessen, die Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengestellt Aus der Tabelle geht hervor, daß (B) bei diesem Versuch ein besseres Ergebnis beim Ableiten elektrostatischer Ladungen erzielt

Tabelle II	(KV)	B
	+ 6
Ladung der auf- A	+ 5	(KV)
geladenen Folie	+ 3	+ 1
in KV	Beispiel 3	0
+ 10		0
+ 20
+ 30		öOg
		Hg
Öl-Furnace-Ruß		39 g
Acrylsäure	280 g
Butylacrylat
Cyclohexanon

Ein Gemisch aus den vorgenannten Bestandteilen wird unter Verwendung von Azobisisobutyronitril als Initiator der Polymerisation unterworfen. Hierbei erhält man eine Lösung aus einer Kunstharzmasse, die die Monomeren in polymerisierter Form auf den Ruß gepfropft enthält. Nach der Zugabe von 11 g Tetrapropyltitanat wird die erhaltene Lösung nach dem Tauchverfahren gleichmäßig und getrennt auf (C) ein feinstrukturiertes Gewebe mit einem Porenvolumen von 20 Prozent und (D) ein grobstrukturiertes Gewebe mit einem Porenvolumen von 70 Prozent, jeweils aus Polytetrafluoräthylenfasern aufgebracht. Nach dem Verdampfen des Lösungsmittels werden die Gewebe zur Härtung 6 Stunden auf 200° C erhitzt.

Eine laufende Polyäthylenfolie, die elektrostatisch aufgeladen worden ist, wird getrennt mit den vorgenannten Folien in Berührung gebracht Die Spannungen vor und nach der Behandlung sind in Tabelle III angegeben. Aus der Tabelle geht hervor, daß man mit (D) ein besseres Ergebnis beim Abbau elektrostatischer Ladungen erhält

Tabelle III

Ursprüngliche
Spannung der
aufgeladenen Folie
in KV

(KV)

(KV)

Ein Gemisch aus den vorgenannten Bestandteilen 6s wird unter Verwendung von Azobisisobutyronitril als Polymerisationsinitiator der Polymerisation unterworfen. Hierbei erhält man eine Lösung aus einer + 10 + 20 + 30

+ 6
+ 4

+ 3

+ 2 0 0

Beispiel 4

Öl-Furnace-Ruß

Acrylsäure

Decylacrylat

Azobisisobutyronitril

Cyclohexanon

14 g

253 g

74,7 g

6,5 g

450 g

Ein Gemisch aus den vorgenannten Bestandteilen wird in einem Reaktionsgefäß 4 Stunden auf 90⁰C erhitzt Die erhaltene rußhaltige Harzmasse ist so dispersionsstabil, daß selbst beim Zentrifugieren keine Niederschlagsbildung auftritt

Anschließend wird die erhaltene Lösung in einer Menge von 63,3 g/1000 g der Lösung eines mit Butanol verätherten Melaminharzes versetzt Die erhaltene Lösung wird zur Beschichtung eines sehr dünnen Gewebes aus hitzebeständigen synthetischen Fasern verwendet Anschließend wird 60 Minuten auf 200° C erhitzt; man erhält eine elektrisch leitende Folie.

Diese Folie wird in einen Streifen von 50 cm Elektrodenlänge und 1 cm Zwischenraum zwischen den Elektroden geschnitten. Die Elektroden werden an beiden Enden eines Streifens befestigt Anschließend

Tabelle IV

wird 1000 Stunden lang eine Spannung von 100 Volt angelegt Die Widerslandswerte vor und nach der Spannungsanwendung differieren um nur 3 Prozent & h, es wird fast keine Veränderung des Widerstandes beobachtet.

Die gleiche Folie wird 4 Stunden bei Raumtemperatur getrennt in Lösungen von Chlorwasserstoffsäure, Natriumhydroxid, Methanol, Methyläthylketon, Toluol, Petroläther und Dioctylphthalat getaucht Es wird fast keine Änderung des Widerstandswertes beobachtet, die Beständigkeit gegenüber Chemikalien ist zufriedenstellend.

Anschließend wird eine Elektrostatikelektrode mit scharf geschnittenen Sägezähnen aus der vorgenannten Folie hergestellt und mit einer Aluminiumstützeinrichtuiig gehalten, die geerdet ist Diese Elektrode wird dazu verwendet, um Ladungen bei einer Polyäthylenfolie abzubauen, die elektrostatisch auf bis zu 10 bis 80 KV aufgeladen ist. In jedem Fall wird eine Entladung auf die Spannung 0 dadurch erreicht, daß man lediglich die Entfernung zwischen der Antistatikelektrode und der aufgeladenen Folie einstellt. Die Beziehung zwischen dem Abstand und der Spannung sind in Tabelle IV angegeben:

AngekiUe Spannung -10 KV -20KV

-40 KV

-60 K. V

-80 KV

Abstand zwischen aufgeladener Folie 0 cm
und Elektrode

1 cm

Restspannung

2 cm
0

3,5 cm

0~
2 KV

4,5 cm

0~
2 KV

Die Ergebnisse zeigen, daß die Entladung unabhängig von der angelegten Spannung sehr wirksam dadurch erfolgen kann, daß man einfach die Entfernung zwischen der Antistatikelektrode und der aufgeladenen Folie einstellt

Als nächstes werden die maximalen elektrischen Ladungen, die entladen werden, als Funktion der Entfernung der Antistatikelektrode unter Verwendung eines Synchroskops gemessen. Für Vergleichszwecke wird für den gleichen Versuch eine herkömmliche Antistatikelektrode verwendet, die durch einfaches Vermischen mit dem Ruß hergestellt worden ist.

Die Versuche unter Verwendung der erfindungsgemäßen Elektrode zeigen eine nahezu konstante entladene Elektrizitätsmenge, unabhängig von dem

Tabelle V

Entladene Elektrizitätsmenge als Funktion der Entfernung von einer Elektrode

Unterschied in der Entfernung von den geladenen Körpern, während parallele Versuche unter Verwendung der durch bloßes Vermischen mit dem Ruß hergestellten Elektrode einen sehr starken Anstieg in der maximal entladenen Elektrizitätsmenge mit abnehmender Entfernung zeigen; dies bedeutet unterlegene Eigenschaften hinsichtlich der Sicherheit Darüber hinaus ist zu berücksichtigen, daß ein Brand entstehen kann, wenn die Energie bei der maximalen entladenen Elektrizitätsmenge gleich oder größer ist als die minimale Energie, bei der ein Stoff entzündbar ist. Der Minimalwert für Wasserstoff beträgt z. B. 5 · 10~⁹ Coulomb. In dieser Hinsicht bietet die Erfindung eine vollständige und sichere Entladung.

Entfernung	Prüfmuster	60 KV	Antistatikelektrode, hergestellt durch bloßes
zwischen Elek	Dieses Beispiel	Vermischen mit Ruß
trode und gela	Widerstand	Widerstand
denem Gegen	4 · 10⁵ Ohm	3 · 10² Ohm
stand	Spannung	Spannung
	20KV	20 KV 60 KV

0 mm 1,4 · 10 '" Coulomb

10 mm 1,3 Coulomb

20 mm 1,3 Coulomb

40 mm 1,2 Coulomb

60 mm 1,2 Coulomb

80 mm 1.1 Coulomb

,3 · 10""' Coulomb ,2 Coulomb ,2 Coulomb ,2 Coulomb ,1 Coulomb 0.9 Coulomb 15G ■ KT¹⁰ Coulomb
45 Coulomb
20 Coulomb
15 Coulomb

8 Coulomb

6 Coulomb

130 · 10 '" Coulomb
40 Coulomb
18 Coulomb
12 Coulomb

7 Coulomb

5 Coulomb

Beispiel 5

In einem dem Beispiel 4 ähnlichen Verfahren werden Antistatikelektroden mit unterschiedlichem elektrischen Widerstand hergestellt, indem man das Verhältnis von Ruß zu Monomeren verändert.

Anschließend wird die aufgebrachte Elektrizitätsmenge gemessen, und die Beziehung zwischen der Menge und den Widerstandswerten wird bestimmt. Es zeigt sich, daß Elektroden mit einem Widerstand von 10⁵ bis 10⁷ Ohm die Entladung herbeizuführen vermögen und gleichzeitig eine ausgezeichnete Sicherheit bieten.

Ein Vergleich der Ergebnisse mit denjenigen des Beispiels 4 zeigt, daß jede Elektrode der Erfindung hinsichtlich der Sicherheit um eine Größenordnung besser ist, als herkömmliche Elektroden, die den gleichen Widerstandswert besitzen.

Tabelle VI

Entladene Elektrizitätsmenge als Funktion des Widerstands

Entfernung zwischen der Elektrode und dem aufgeladenen Gegenstand : 0 (in Kontakt)

Maximale entladene Elektriziüitsmenge
Widerstand Angelegte Spannung
(Ohm) 20 KV 60 KV

3 · ΙΟ²	22 ■	10"	¹¹¹ Coulomb	19 ·	10	Kl	Coulomb
6 · ΙΟ¹	18 ■	10*	¹⁰ Coulomb	16 ·	10	in	Coulomb
7 · ΙΟ⁴	11 ·	10*	^IU Coulomb	10 ·	10'	in	Coulomb
4 · 10-	1,4	• 10	• Kl ,"„..ι u	1 ,J	in	-Kl	Coulomb
6 · 10"	1,2	• 10	¹⁰ Coulomb	1,2 ■	10	-Kl	Coulomb
5 · ΙΟ⁷	1,1	■ 10	'"Coulomb	1,0 ·	10	Kl	Coulomb
4· ΙΟ⁸	0,9	• 10	¹⁰ Coulomb	0,9 ■	10	III	Coulomb

Hierzu 10 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Selbstentladende Antistatikfolie (1) mit einer Beschichtung aus einer rußhaltigen hochmolelcularen Kunstharzmasse auf einer flexiblen Trägerschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht ein Material mit einem Porenvolumen von mindestens 55% ist und mit einer durch Propfpolymerisation von Vinylmonomeren auf Ruß hergestellten rußhaltigen hochmolekularen Kunstharzmasse derart beschichtet ist, daß die Poren frei sind

2. Antistatikfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht ein Gewebe aus verschiedenen Faserarten mit unterschiedlichen Farbe-Eigenschaften ist

3. Antistatikfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Trägerschicht eine Öffnung aufweist, entlang welcher Sägezähne (2) angeordnet sind, welche eine Entladungselektrode darstellen.

4. Antistatikfolie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antistatikfolie (1) einseitig durch eine elastische Platte (5) verstärkt ist und daß die Spitzen der Sägezähne (2) der Antistatikelektrode (1) über das untere Ende der elastischen Platte (5) hinausragen.

5. Antistatikfolie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antistatikelektrode (1) durch einen Halter (3) gehalten ist und daß der Halter (3) ein Stab mit einem rechteckigen Querschnitt und einer tiefen Nut'(4) entlang dem Stab ist, welche mit dem Basisieil der Elektrode (1) zum Eingriff bringbar ist.

6. Antistatikfolie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antistatikelektode (1) durch eine elastische Platte (5) zusammen mit einem Halter (3) gehalten wird.

7. Antistatikfolie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (1) die Form einer Mehrzahl von Streifen (2) aufweist, die entlang ihren Seiten sägezahnförmige Teile haben.

8. Antistatikfolie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (1), welche die Form einer Mehrzahl von Streifen (2) aufweist, durch einen Halter (3) gehalten ist.

9. Antistatikfolie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halter (3) vorgesehen ist, der die Form einer Ringfassung (3') aufweist.

10. Antistatikfolie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Antistatikelektroden (1) in Form von Sägezähnen (2) vorgesehen sind, die sich von einem Haltestab (3) aus radial nach außen erstrecken, wobei der Haltestab (3) mehrere Stützplatten (25) aufweist, und daß der Haltestab (3) mit dem unteren Teil einer Materialfördereinrichtung (26) verbunden ist, so daß der Haltestab (3) um seine Achse drehbar ist.