DE2528189A1 - Gewirktes oder gewebtes tuch mit antistatischen eigenschaften - Google Patents

Gewirktes oder gewebtes tuch mit antistatischen eigenschaften

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DE2528189A1 DE19752528189 DE2528189A DE2528189A1 DE 2528189 A1 DE2528189 A1 DE 2528189A1 DE 19752528189 DE19752528189 DE 19752528189 DE 2528189 A DE2528189 A DE 2528189A DE 2528189 A1 DE2528189 A1 DE 2528189A1
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Description

Gewirktes oder gewebtes Tuch mit antistatischen
Die Erfindung betrifft ein gewirktes oder gewebtes Tuch mit antistatischen Eigenschaften, das sich als Filtersack oder Bekleidungsstück eignet. Insbesondere befasst sich die Erfindung mit einem gewirkten oder gewebten Tuch, das einen elektrisch leitenden Faden aus 10 bis 90 Gewichts-% stromlos mit Metall überzogenen Stapelfasern und 90 bis 10 Gewichts-% metallischer Fäden in einer spezifischen Menge enthält.
Elektrisch aufladbare pulverförmige Materialien, wie Hochpolymere sowie anorganische Verbindungen, werden vielfach verarbeitet. Werden derartige Materialien in zunehmenden Mengen sowie mit zunehmenden Behandlungsgeschwindigkeiten verarbeitet, dann werden die verschiedenen elektrostatischen Probleme, die auf diese pulverförmigen Materialien zurückgehen, grosser. Filtersäcke, die aus Geweben hergestellt werden, werden zum Sammeln derartiger pulverförmiger Materialien verwendet, bei denen es sich um Chemikalien, Nahrungsmittel oder Arzneimittel handeln kann. Von den ver-
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schiedenen elektrostatischen Problemen, die in diesem Zusammenhang auftreten, seien elektrische Schläge, die das Arbeitspersonal bekommt, oder Staubexplosionen infolge eines Zusammenstosses der pulverförmigen Teilchen oder einer Reibung der pulverförmigen Teilchen an den Filtersäcken erwähnt. Werden die Teilchen oder die Filtersäcke elektrisch aufgeladen, dann werden zunehmende Mengen der Teilchen an den Filtersäcken durch eine elektrostatische Anziehungskraft festgehalten, was ein Verstopfen der Filtersäcke und eine Herabsetzung des Verfahrenswirkungsgrades bedingt.
Es besteht daher ein Bedarf an einem Mittel zur Entfernung von statischen Ladungen von Teilchen und Filtersacken.
Entladungen treten häufig während der überziehungsstufe bei einem Verfahren zur Herstellung von Kraftpapieren auf, wobei häufig festgestellt wird, dass aufgestaute statische Ladungen Schläge an das Arbeitspersonal bedingen. Dies ist für das Arbeitspersonal unangenehm, wobei in einigen Fällen Explosionsgefahren bestehen. Diese unerwünschte Erscheinung ist auf das Ansammeln von statischen Ladungen auf Kraftpapieren zurückzuführen, wobei diese Ladungen durch eine Reibung der Kraftpapiere an bestimmten Vorrichtungen, wie Zuführungswalzen, erzeugt werden. Daher besteht auch ein Bedarf an einem Mittel, mit dessen Hilfe statische Ladungen leicht abgeleitet werden können.
Eine Methode zur Lösung dieser Probleme besteht darin, eine kleine Menge Metallfasern in ein Tuch einzubringen (vgl. die US-PS 3 288 175). Bei der Durchführung dieser Methode lassen sich jedoch bezüglich der antistatischen Eigenschaften keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielen. Es ist ferner bekannt, das Ansammeln einer elektrostatischen Ladung dadurch zu verhindern, dass die üblichen Textilfasern mit einer elektrisch leitenden Faser vermischt werden, die Ruß in verteilter Form enthält (vgl. die US-PS
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2 845 962) . In diesem Falle lässt sich jedoch die gewünschte Leitfähigkeit nicht erzielen, sofern nicht der Ruß in einer erheblichen Menge im Inneren der Faser verteilt ist. Daher ist ihre mechanische Festigkeit gering, wobei sie die Neigung besitzt, während der Verarbeitung zu brechen. Die Herstellung von antistatischen Textxlmaterialxen und daraus hergestellten Produkten ist daher nach dieser Methode schwierig. Es ist ferner bekannt, eine kleine Menge elektrisch leitender Fasern, die mit einer harzartigen Matrix und feinverteiltem Silber oder Ruß überzogen sind, in Tücher einzuweben (vgl. die US-PS 3 586 597). Dabei werden jedoch keine günstigen antistatischen Eigenschaften erzielt.
Durch die Erfindung wird ein gewirktes oder gewebtes Tuch mit antistatischen Eigenschaften zur Verfügung gestellt, das sich zur Herstellung von Kleidungsstücken oder Filtersäcken eignet und dadurch gekennzeichnet ist, dass es einen elektrisch leitenden Faden aus 10 bis 90 Gewichts-% stromlos mit Metall überzogener Stapelfasern und 90 bis 10 Gewichts-% metallischer Fäden in einer Menge von 0,1 bis 1,0 Faden pro cm Breite des Tuches enthält.
Die stromlos mit Metall überzogenen Stapelfasern, die in einen elektrisch leitenden Faden gemäss vorliegender Erfindung eingebracht werden, bestehen aus einem Substrat aus chemischen Fasern und einem elektrisch leitenden, stromlos aufgebrachten Überzug, wobei sie die Funktionen von Textilfasern erfüllen. In der DT-OS 22 50 309.9 wird eine wirksame Methode zur Herstellung stromlos mit Metall überzogener Fasern beschrieben. Die erfindungsgemäss eingesetzten, stromlos mit Metall überzogenen Fasern können nach diesem Verfahren hergestellt werden. Das Verfahren besteht im Prinzip darin, die mit Metall zu überziehenden Fasern einer Vorbehandlung, wie einer Entölung, einem Ätzen oder einer Aktivierung zu unterziehen, worauf die auf diese Weise behandelten Fasern mit einer stromlos arbeitenden Überziehungslösung kontaktiert wer-
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den, die Metallionen, Reduktionsmittel, Komplexbildner, die Wasserstoff ionenkonzentration einstellende Mittel, Stabilisierungsmittel oder andere Additive enthält.
Erfindungsgemäss können alle chemischen Fasern, wie Polyamidfasern, Polyesterfasern, Polyolefinfasern, Polyvinylalkoholfasern, Polyacrylnitrilfasern, Acetatfasern oder Reyonfasern, oder natürlichen Fasern, wie Baumwoll- und Wollfasern, stromlos überzogen werden. Von diesen Fasern werden Polyvinylalkoholfasern vorzugsweise erfindungsgemäss behandelt, da Polyvinylalkoholfasern die herausragende Eigenschaft besitzen, dass die Haftung zwischen der Überzugsschicht und den Fasern sehr dauerfest ist, und zwar auch dann, wenn keine Ätzvorbehandlung durchgeführt wird, während im Falle von anderen Fasern die Ätzvorbehandlung unerlässlich ist, da ohne die Ätzvorbehandlung ein dauerfestes Haften nicht erzielbar ist, so dass es unmöglich ist, mit Metall überzogene Fasern von praktischem Wert zu erhalten.
Die mit Metall zu überziehenden Fasern können in beliebiger Form vorliegen, beispielsweise kann es sich um Einzelfäden, Vielfadengarne, Stapel oder Stapelgarne (versponnene Garne) handeln. Im Falle von Einzelfäden sowie Vielfädengarnen können diese Materialien zu Stapeln mit einer durchschnittlichen Faserlänge von ungefähr 20 bis 100 mm zerschnitten werden.
Der Titer der mit Metall zu überziehenden Fasern ist in zweckmässiger Weise so, dass die einzelnen Fäden einen Titer von 0,1 bis 9 Denier und insbesondere 1 bis 4 Denier aufweisen. Im Falle von Fasern mit einem Titer von weniger als 0,1 Denier kann zwar eine dauerfeste Haftung der Metallschicht an den Fasern erzielt werden, die den Fasern innewohnende Flexibilität geht jedoch dann verloren, wenn das Metall in einer Dicke von ungefähr 1 μ aufgebracht wird, wobei ferner die Oberfläche pro Gewichtseinheit erhöht wird, was einen wirtschaftlichen Nachteil bedeutet.
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Im Falle von Fasern mit einem Titer von mehr als 9 Denier wird andererseits eine dauerhafte Haftung zwischen der Überzugsschicht und den Fasern herabgesetzt, da die Fasern während der Überziehungsstufe anquellen und sich ausdehnen oder während des Trocknens oder Kühlens schrumpfen. Ferner bilden sich leicht Risse in der Metallüberzugsschicht aufgrund von mechanischen Deformationen oder dergleichen, überzogene Fasern, die auf Fasern mit einem Titer von mehr als 9 Denier zurückgehen, zeigen ferner nur eine geringe antistatische Aktivität. Aus diesen Gründen ist ein Einsatz von Fasern mit einem Fadentiter von mehr als 9 Denier unzweckmässig.
Als Metalle, die auf die Fasern aufgebracht werden können, seien Nickel, Kupfer, Kobalt, Chrom, Zinn etc. erwähnt. Die Metalle können einzeln oder in Form von Mischungen aus zwei oder mehreren Metallen aufgebracht werden (beispielsweise kann eine Mischung aus Nickel und Kobalt aufgebracht werden). Im Hinblick auf die Stabilität der Überziehungslösung sowie die Geschwindigkeit der Überziehungsreaktion werden Nickel und Kupfer, insbesondere Nickel, bevorzugt. Ferner kann erfindungsgemäss gewünschtenfalls auf elektrolytischem Wege ein Metallüberzug auf den stromlos aufgebrachten Metallüberzug aufgebracht werden.
Die erhaltenen, mit Metall überzogenen Fasern weisen gewöhnlich eine Metallüberzugsschicht mit einer Dicke von 0,01 bis 5,0 μ und vorzugsweise mit einer Dicke von 0,05 bis 1,0 μ auf.
Die auf diese Weise gebildeten, stromlos mit Metall überzogenen Fasern werden mit Metallfasern zur Herstellung des elektrisch leitenden Fadens vermischt.
Die Erfindung ist sowohl durch die Struktur als durch die Einbringungsdichte des elektrisch leitenden Fadens gekennzeichnet.
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Zunächst ist es unerlässlich, dass die Struktur des elektrisch leitenden Fadens derartig ist, dass er sich aus 10 bis 90 Gewichts-% stromlos mit Metall überzogenen Stapelfasern und 90 bis 10 Gewichts-% Metallfäden zusammensetzt. Vorzugsweise besteht der Faden aus 30 bis 70 Gewichts-% der stromlos mit Metall überzogenen Stapelfasern und 70 bis 30 Gewichts-% Metallfäden. Liegt das Mischungsverhältnis der stromlos mit Metall überzogenen Stapelfasern zu den Metallfäden ausserhalb dieses Bereiches, dann ist es auch dann, wenn die Einbringungsdichte des Fadens 0,1 bis 1,0 Faden pro cm Breite des Tuches beträgt, unmöglich, das Auftreten der elektrostatischen Probleme vollständig zu verhindern.
Werden stromlos mit Metall überzogene Fäden anstelle der stromlos mit Metall überzogenen Stapelfasern oder anstelle von Metallfäden verwendet, oder liegt das Mischungsverhältnis der stromlos mit Metall überzogenen Stapelfasern zu den Metallfäden ausserhalb des vorstehend angegebenen Bereichs, dann ist es auch dann, wenn der elektrisch leitende Faden in einer Menge von 0,1 bis 1,0 Faden pro cm Breite des Tuchs eingebracht wird, unmöglich, sowohl Entladungen als auch Schläge gleichzeitig zu verhindern.
Erfindungsgemäss ist es unerlässlich, dass der elektrisch leitende Faden in einer Menge von 0,1 bis 1,0 Faden pro cm Breite des Tuchs in dieses eingewirkt oder eingewebt wird, wobei vorzugsweise 0,4 bis 1,0 Faden pro cm Breite des Tuchs verwendet wird. Liegt die Einbringungsdichte des elektrisch leitenden Fadens oberhalb oder unterhalb dieses Bereichs, dann lässt sich die erfindungsgemäss gestellte Aufgabe nicht lösen. Insbesondere dann, wenn der elektrisch leitende Faden in einer Menge eingebracht wird, die oberhalb des vorstehend angegebenen Bereiches liegt» hat es sich herausgestellt, dass das erfindungsgemäss gesteckte Ziel nicht erreicht wird, obwohl man annehmen könnte, dass die Wirkung einer Unterdrückung von Entladungen
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oder Schlägen verbessert wird.
Nachfolgend werden erfindungsgemässe Beispiele beschrieben. Bei der Durchführung dieser Beispiele werden Polyacrylnitrilfasern (A), die an ihren Oberflächen Nickelüberzüge mit verschiedenen Dicken tragen, welche stromlos aufgebracht worden sind, wobei die Fasern verschiedene Faserlängen und Titer aufweisen, als elektrisch leitende Stapelfasern und Kupferfäden (B) mit einem Durchmesser von 20 μ als Metallfäden verwendet. Die elektrisch leitenden Fäden werden gemäss der folgenden Tabelle I gebildet, worauf die Fäden in ein gewirktes Tuch gemäss der gleichen Tabelle zur Herstellung eines Filtersacks eingebracht werden, der hauptsächlich aus Polyesterfasern besteht. Ein Polyvinylchloridpulver mit einer durchschnittlichen Teilchengrösse von 50 μ wird durch einen Filtersack filtriert, wobei die Spannung an dem Filtersack, die Spannung des Polyvinylchloridpulverstaubs sowie der Druckverlust in dem Filtersack ermittelt werden. Die Ergebnisse gehen aus der gleichen Tabelle hervor. Bei der Durchführung eines jeden Beispiels ist der erfindungsgemässe Filtersack elektrostatisch geerdet.
Bp9884/1022
cn
co 00 00
ro to
Eigenschaften
Titer,Länge,
d mn		 57 von A Struktur des
elektrisch
' leitenden Fa
dens (Gew.-%)
Überzugs- A B
dicke, μ		 50 50 Tabelle I 1,0 Absolute
Spannung
des Filter
sacks, KV		 Absolute
Spannung
des Pul
vers, KV		 Druckver
lust, itm ]
Bei
spiel
Nr.		 1,5 57 0,2 45 55 Eingebrachte
Menge des
elektrisch
leitenden
Fadens (Faden/
cm Breite) *1		 0,2 0 0,2 41
1 2,0 45 0,2 55 45 1,0 1,0 0 0,5 40
2 1,5 57 0,2 50 50 0,4 0,3 1,2 52
3 1,5 - 0,3 Q 0 0,2 1,5 2,8 60
4 - 57 - 50 50 0,1 53 25 130
5 1,5 57 0,2 100 0 0 12 7,9 95
6 1,5 57 0,25 0 100 0,075 5,5 4"',7- 74
7 1,5 57 0,25 95 5 0,12 8,8 7,6 97
8 1,5 57 0,2 3 97 0,12 4,9 3,5 73
9 1,5 Faden 0,2 45 55 0,15 7,3 5,8 85
10 2,0 45 0,2 55 0,15 9,1 7,8 81
11 1,5 45 0,2 55 0,4 5,5 4,0 70
12 1,5 45 0,007 55 45 (Stapel) 0,2 10,3 7,9 96
13 1,5 57 5,2 0,2 *3 50 45 0,2 1,2 47 *2
14 1,5 45 4,0 3,3 68
15 50
co
ro cn K)
co
OO GD
*1 Der Gewichtsprozentsatz des elektrisch leitenden Fadens, bezogen auf das gewirkte Tuch, liegt zwischen ungefähr 0,1 und 2 %.
*2 Die antistatischen Eigenschaften in dem Filtersack gemäss Beispiel 14 waren so ausgezeichnet wie im Falle der Erfindung, bei der Durchführung des Beispiels traten jedoch verschiedene Probleme in der Verarbeitungsstufe auf, beispielsweise beim Einarbeiten des Fadens in das gewirkte Tuch zur Herstellung des Filtersacks.
*3 Bindemittel mit Ruß gemäss der US-PS 3 586 597.
Wie aus den in der vorstehenden Tabelle zusammengefassten Ergebnissen hervorgeht, werden im Falle der erfindungsgemässen Filtersäcke, welche den elektrisch leitenden Faden enthalten (Beispiele 1 bis 4) ausgezeichnete und dauerhafte antistatische Eigenschaften erzielt, wodurch eine Aufladung der Teilchen in wirksamer Weise verhindert werden kann. Die Mengen der Teilchen, die an dem Filtersack hängen bleiben (in direkter Abhängigkeit zu dem Druckverlust) können herabgesetzt werden. Daraus geht hervor, dass ausgezeichnete und dauerhafte antistatische Wirkungen erfindungsgemäss erzielt werden können.. Demgegenüber können im Falle von Filtersäcken, welche nicht den Anforderungen bezüglich Struktur und Menge des eingebrachten elektrischen Fadens, wie sie erfindungsgemäss spezifiziert worden sind, genügen, nicht die erfindungsgemäss gesteckten Ziele erreicht werden. Andere erfindungsgemässen Beispiele werden nachfolgend beschrieben.
Polyvinylalkohol-Stapelfasern mit einem stromlos aufgebrachten Nickelüberzug mit einer Dicke von 0,1 μ und einer Faserlänge von mm werden als elektrisch leitende Stapelfasern verwendet, während Fäden aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von 15 μ als metallische Fäden eingesetzt werden. Die elektrisch leitenden Fäden werden in der in der Tabelle II angegebenen Weise gebildet,
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worauf die Fäden in ein gewebtes Tuch in der in der gleichen Tabelle angegebenen Weise eingebracht werden, um ein Kleidungsstück herzustellen, das sich hauptsächlich aus Baumwollfäden zusammensetzt. Zehn Arbeiter tragen die durch Einweben eines elektrisch leitenden Fadens, der sich aus den mit Metall überzogenen Stapelfasern und den Fäden aus rostfreiem Stahl zusammensetzt, hergestellten Kleidungsstücke, wobei das Auftreten von Entladungen und Schlägen während der abschliessenden Beschichtungsstufe beim Verfahren zur Herstellung von Kraftpapier, sowie das Gefühl beim Tragen festgehalten werden. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der gleichen Tabelle zusammengefasst. Die Untersuchung erfolgt nach der folgenden Bewertung:
A: Keine Entladungen und Schläge
B: Es treten kaum Entladungenoder Schläge auf
C: Beträchtlxche Entladungen und Schläge
D: Die Entladungen und Schläge sind sehr ausgeprägt
Bei der Durchführung eines jeden Beispiels sind die erfindungsgemässen Kleidungsstücke elektrostatisch geerdet.
\l
509884/10 2-2
Tabelle II
Bei
spiel
Nr.		 Struktur des elektrisch leitenden
Fadens		 Menge des eingebrach
ten elektrischen Fa
dens (Faden/cm Breite)		 Ent
ladungen		 Schläge Gefühl beim·
Tragen		 I 2528'
16 überzogene Stapelfasern: Metallfaden =
50 %:50 %		 1,0 A A gut a ■—■■Μ*
OO
CD
17 Überzogene Stapelfasern: Metallfaden =
50 %:50 %		 1,5 C A gut I
18 Überzogene Stapelfasern: Metallfaden =
50 %:50 %		 abwechselnd mit dem BaumwDll-
faden angeordnet (15)		 E A hart
υπ
ο		 19 Überzogene Stapelfasern: Metallfaden =
50 %:50 %		 0,5 B A gut
988 20 Überzogene Stapelfasern: Metallfaden =
50 %:50 %		 0,07 C C gut
21 Überzogener Faden: Metallfaden =
50 %:50 %		 0,9 . C A gut
022 22 Überzogene Stapelfasern: Metallstapel
faser = 50 %:50 %		 1,0 A C gut
23 100 % überzogene Stapelfasern 1,0 A C gut
24 100 % Metallfäden 1,0 C C gut
25 100 % überzogene Stapelfasern 100 % (das ganze Tuch) A A sehr hart
26 überzogene Stapelfasern: Metallfaden =
10 %:90 %		 1,0 A A gut
27 Überzogene Stapelfasern: Metallfaden =
5 %:95 %		 1,0 C A gut
Wie aus der vorstehenden Tabelle hervorgeht, kann im Falle der erfindungsgemassen Bekleidungsstücke, welche den elektrisch leitenden Faden enthalten (Beispiele 16, 19 und 26) das Auftreten von Entladungen oder Schlägen im wesentlichen vollständig verhindert werden, wobei sich diese Kleidungsstücke beim Tragen so gut anfühlen wie gewöhnliche Kleidungsstücke, die sich aus Baumwollfäden zusammensetzen. Demgegenüber werden im Falle von Vergleichsbekleidungsstücken, bei denen die Anforderungen bezüglich Struktur und Einbringungsdichte des elektrisch leitenden Fadens, wie er erfindungsgemäss spezifiziert wird, nicht erfüllt werden, die erfindungsgemäss gesteckten Ziele nicht erreicht.
Gebiete, auf denen die erfindungsgemassen Kleidungsstücke eingesetzt werden können, sind die petrochemische Industrie (Erdölraffinerien, Tanker, Gasstationen etc.), die Schiffsbauindustrie, das Lackieren von Automobilen sowie Industriezweige, in denen Kohle, elektrische Enrgie, Gase und Chemikalien verarbeitet werden, wo Leute mit brennbaren Materialien arbeiten.
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Claims (12)

  1. - 13 - . Patentansprüche
    Gewirktes oder gewebtes Tuch mit antistatischen Eigenschaften, das sich zur Herstellung von Filtersäcken und Bekleidungsstücken eignet, dadurch gekennzeichnet, dass das Tuch einen elektrisch leitenden Faden aus 10 bis 90 Gewichts-% stromlos mit Metall beschichteter Stapelfasern und 90 bis 10 Gewichts-% metallischer Fäden in einer Menge von 0,1 bis 1,0 Faden pro cm Breite des Tuchs enthält.
  2. 2. Tuch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die stromlos mit Metall beschichteten Stapelfasern aus einem,Substrat aus einer chemischen Faser und einem stromlos aufgebrachten Metallüberzug mit einer Dicke von 0,01 bis 5,0 μ bestehen.
  3. 3. Tuch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitende Faden aus 30 bis 70 Gewichts-% stromlos mit Metall überzogener Stapelfasern und 70 bis 30 Gewichts-% Metallfäden besteht.
  4. 4. Tuch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitende Faden in das Tuch in einer Menge von 0,4 bis 1,0 Faden pro cm Breite des Tuchs eingebracht worden ist.
  5. 5. Tuch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des stromlos aufgebrachten Metallüberzugs zwischen 0,05 und 1,0 μ schwankt.
  6. 6. Tuch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Titer der chemischen Faser 0,1 bis 9 Denier beträgt.
  7. 7. Tuch nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Titer der chemischen Faser 1 bis 4 Denier beträgt.
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  8. 8. Tuch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die chemische Faser aus einer Polyvinylalkoholfaser besteht.
  9. 9. Tuch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall aus Nickel besteht.
  10. 10. Tuch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Faden aus rostfreiem Stahl besteht.
  11. 11. Tuch nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die chemische Faser aus Polyvinylalkohol besteht.
  12. 12. Tuch nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall aus Nickel besteht.
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DE2528189A 1974-07-02 1975-06-24 Gewirktes oder gewebtes Tuch mit antistatischen Eigenschaften Expired DE2528189C2 (de)

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