DE2834602B2 - Leitfähige Verbundfasern - Google Patents
Leitfähige VerbundfasernInfo
- Publication number
- DE2834602B2 DE2834602B2 DE2834602A DE2834602A DE2834602B2 DE 2834602 B2 DE2834602 B2 DE 2834602B2 DE 2834602 A DE2834602 A DE 2834602A DE 2834602 A DE2834602 A DE 2834602A DE 2834602 B2 DE2834602 B2 DE 2834602B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- conductive
- conductive component
- fibers
- segments
- composite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
- D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
- D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
- D01F1/09—Addition of substances to the spinning solution or to the melt for making electroconductive or anti-static filaments
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
- D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
- D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
- D02G3/44—Yarns or threads characterised by the purpose for which they are designed
- D02G3/441—Yarns or threads with antistatic, conductive or radiation-shielding properties
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
- Y10T428/2918—Rod, strand, filament or fiber including free carbon or carbide or therewith [not as steel]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
- Y10T428/2922—Nonlinear [e.g., crimped, coiled, etc.]
- Y10T428/2924—Composite
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
- Y10T428/2927—Rod, strand, filament or fiber including structurally defined particulate matter
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
- Y10T428/2929—Bicomponent, conjugate, composite or collateral fibers or filaments [i.e., coextruded sheath-core or side-by-side type]
- Y10T428/2931—Fibers or filaments nonconcentric [e.g., side-by-side or eccentric, etc.]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
- Y10T428/2973—Particular cross section
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/30—Self-sustaining carbon mass or layer with impregnant or other layer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Multicomponent Fibers (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft leitfähige Verbundfasern, die sich aus Segmenten einer leitfähigen Komponente mit
einem elektrischen Widerstand von weniger als lx10'3n/cm aus einem Ruß enthaltenden, synthetischen
thermoplastischen faserbildenden Polymeren und Segmenten einer nicht-leitenden Komponente aus
Polymeren, die gleich oder verschieden von dem erstgenannten Polymeren sind, zusammensetzen und
bei denen die Querschnittsfläche der Segmente der leitfähigen Komponente 50% des Querschnitts der
Fäden nicht übersteigt.
Es ist bekannt, daß statische Elektrizität bei synthetischen Fasern, wie Polyamidfasern, Polyesterfasern
oder Acrylfasern durch Reibung aufgebaut wird und dies ist ein allgemeiner Nachteil von synthetischen
Fasern. Diesen Nachteil kann man mehr oder weniger gut beheben, indem man den üblichen synthetischen
Fasern eine Leitfähigkeit verleiht. Es ist bekannt, leitfähigen Ruß synthetischen Fasern zuzumischen, aber
beim Vermischen von Ruß mit der ganzen Faser in einem solchen Maß, daß eine Leitfähigkeit vorliegt,
nehmen die Eigenschaften der Fasern, beispielsweise die Spinnbarkeit, die Festigkeit und die Dehnung, ab und
außerdem wird die ganze Faser schwarz und das Aussehen verschlechtert sich dadurch.
Um diese Nachteile bei leitfähigen Fasern, die Ruß enthalten, zu vermeiden, wurden gemäß USPS
38 03 453 schon Verbundfasern beschrieben, in denen die leitfähige, Ruß enthaltende Komponente als
Kernteil verwendet wird, und das nicht-leitfähige Polymer als Mantelteil. In diesem Fall ist die Schwärze
der Ruß enthaltenden Kernkomponente, falls das Ouerschnittsflächenverhältnis der Kernkomponente in
der Verbundfaser weniger als 50% ausmacht, nicht wesentlich erkennbar, weil die Kernkomponente mit
einer Mantelkomponente mit einem Aufhellungsmittel, beispielsweise TiOj und dergleichen, bedeckt ist Eine
Verbundstruktur, in welcher die leitfähige Kernkomponente vollständig durch eine nicht-leitfähige Mantelkomponente
bedeckt ist, ist aber nicht vorteilhaft wenn man gute antistatische Eigenschaften bei Faserjirodukten
erzielen will, indem man solche Verbundfasern mit nicht-leitfähigen Fasern vermischt Außerdem sind
solche Verbundfasern zwar verhältnismäßig wirksam, wenn die zugeführte Spannung mehr als 5000 V beträgt
aber die FR-PS 23 12 577 hat gezeigt daß in dem Fall, daß die zugeführte Spannung weniger als 3500 V
beträgt ein Bereich der für den menschlichen Körper empfindlich ist die Entladungsgeschwindigkeit erheblich
erniedrigt wird.
Andererseits wird in der FR-PS 23 12 577 bzw. der entsprechenden veröffentlichten JP-Patentanmeldung
! 43 723/76 auch schon angegeben, daß die Verbundfaser einen Aufbau zeigen soll, daß die Oberfläche der
leitfähigen Komponente zum Teil an der Oberfläche der Faser freiliegen soll. Bei diesen Verbundfasern liegt die
leitfähige Komponente exzentrisch im Querschnitt der Faser vor und ein Teil der leitfähigen Komponente liegt
an der FaseroberOäche frei und wenn man diese Struktur verbindet mit der Struktur, bei welcher die
leitfähige Kernkomponente vollständig durch eine nicht-leitfähige Mantelkomponente verdeckt ist so wird
eine mehr oder weniger gute Verbesserung hinsichtlich der Entladungsgeschwindigkeit bei niedrigen Spannungen
im Bereich von weniger als 3500 V, auf welche der menschliche Körper anspricht, erzielt jedoch ist auch
eine solche Struktur noch nicht voll befriedigend. Es ist außerdem sehr schwierig, den Grad, in dem die
leitfähige Komponente an der Faseroberfläche freiliegt, einzustellen, wenn man eine solche Faser wirtschaftlich
herstellen will, und es liegen die Nachteile vor, daß die leitfähige Komponente zu stark freigelegt wird, und die
Schwarzfärbung der Faser bemerkbar ist oder daß die leitfähige Komponente zu stark bedeckt ist durch die
nicht-leitfähige Komponente (in einigen Fällen ist die leitfähige Komponente vollständig bedeckt durch die
nicht-leitfähige Komponente), so daß dadurch die Leitfähigkeit der Faser erniedrigt wird, wie dies auch bei
der vorher erwähnten US-PS der Fall ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, die antistatischen Verbundfasern aus einer leitfähigen, Ruß enthaltenden
Komponente und einer nicht-leitfähigen Komponente, die kontinuierlich in Längsrichtung miteinander verbunden
sind, weiter zu verbessern, und zwar hinsichtlich der Leitfähigkeit und damit der Ableitungsgeschwindigkeit
einer statischen Ladung und auch hinsichtlich des Grades der Schwärzung.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei Verbundfasern gemäß Gattungsbegriff des Patentanspruchs
1 sich die Segmente der leitfähigen Komponente im Querschnitt radial in wenigstens zwei Richtungen
erstrecken und die Segmente der nichtleitfähigen Komponente in den Zwischenräumen zwischen den
leitfähigen Segmenten angeordnet sind.
Nachfolgend wird eine nähere Beschreibung hinsichtlich der erfindungsgemäßen leitfähigen Verbundfasern
gegeben.
Aus den Fig. I bis 7 sind Querschnittsansichten der
leitfähigen Verbundfasern gemäß der Erfindung ersichtlich, in denen sich die Segmente der leitfähigen
Komponente radial in zwei Richtungen erstrecken.
Fig,8 und 9 zeigen Querschnittsansicbten der leitfähigen
Verbundfasern der vorliegenden Erfindung, in denen sich die Segmente der leitfiihigen Komponente
radial in drei Richtungen erstrecken. F i g. 10 bis 12
zeigen Querschnittsansichten der leitfähigen Verbundfasern gemäß der Erfindung, in denen sich die
leitfähigen Komponenten radial in vier Richtungen erstrecken. Fij. 13 zeigt eine Querschnittsansicht der
leitfähigen erfindungsgemäßen Verbundfasern, in denen sich die Segmente der leitfähigen Komponente in fünf
Richtungen erstrecken. Fig. 14 zeigt Querschnittsansichten
der leitfähigen Verbundfasern gemäß der Erfindung, in denen sich die Segmente der leitfähigen
Komponente radial in sechs Richtungen erstrecken; und Fig. 15 und 16 zeigen Querschnittsansichten der
bekannten leitfähigen Verbundfasern.
In allen Zeichnungen bedeutet die Bezeichnung 2 das Segment der leitfähigen Komponente und die Bezeichnungen
1 und 3 zeigen die Segmente aus der nicht-leitfähigen Komponente.
Der Ausdruck »Verbundfasern, die sich z.ssaminensetzen
aus Segmenten der leitfähigen Komponente, die sich radial in wenigstens zwei Richtungen erstreckt, und
Segmenten, die sich aus einer nicht-leitfähigen Komponente zusammensetzen, welche die Zwischenräume im
Querschnitt zwischen den leitfähigen Segmenten ausfüllen« bedeutet, daß die Verbundfasern einen
Querschnitt aufweisen, in dem die Segmente 2 der leitfähigen Fasern sich radial in wenigstens zwei
Richtungen erstrecken und die Segmente 1 und 3 der nicht-leitfähigen Komponente, die Lücken zwischen den
vorerwähnten Segmenten ausfüllen und wobei die Segmente, wie in den Fig. I bis 14 gezeigt wird,
miteinander verbunden sind. In dem Fall, in dem die Zahl der radialen Segmente der leitfähigen Komponente
größer wird, wird die Leitfähigkeit und das Ableitungsverhalten verbessert aber in gleichem Maße
nimmt auch der Grad der Schwarzfärbung zu, so daß die
Zahl der radialen Segmente vorzugsweise nicht mehr als acht, insbesondere zwei bis sechs, und ganz
besonders zwei bis vier beträgt.
Das Charakteristische bei den leitfähigen Verbundfasern gemäß der Erfindung besteht in der radialen
Anordnung der leitfähigen Komponente.
Das heißt, daß im Querschnk" der Fasern die
Segmente der leitfähigen Komponente die radialen Segmente sind, deren radiales Zentrum im inneren Tei!
der Faser liegt, vorzugsweise im Mittelpunkt der Fasern, so daß die Segmente an wenigstens zwei Teilen an der
Oberfläche der Fasern freiliegen und die freiliegenden Anteile miteinander im inneren Teil der Fasern
verbunden sind. Deshalb kann die Ladung von einer Oberfläche der Fasern nach innen gelangen und gelangt
von dort zu der anderen Oberfläche, wodurch die Leitfähigkeitseigenschaften und die Ableitungseigenschaften
merklich erhöht werden gegenüber den bekannten Verbundfasern, bei denen die leitfähige
Komponente durch eine nicht-leitfähigt,- Komponente
umgeben ist, wie dies in Fig. 15 gezeigt wird, oder bei denen die leitfähige Komponente zum Teil von einer
nicht-leitfähigen Komponente umhüllt ist und ein Teil an der Oberfläche freiliegt, wie dies in Fig. 16 gezeigt
wird. Natürlich wird in dem Maße, wie die Dicke der Segmente der leitfähigen Teile größer wird, die
Leitfähigkeit der gesamten Verbundfaser verbessert, jedoch ist es hinsichürb des Verfärbungsgrades der
gesamten Faser wünschenswert, daß die Dicke des Segmentes dünn ist. Infolgedessen soll die Querschnittsfläche
der genannten Segmente weniger als 50% der Querschnittsfläche der gesamten Verbundfaser, vorzugsweise
weniger als 35% und insbesondere weniger als 10% ausmachen. Übersteigt die Querschnittsfläche
j der Segmente der leitfähigen Komponente 50%, so ist
die schwarze Farbe der Verbundfaser merklich, selbst bei einem Produkt das man erhält, indem man andere
Fasern damit vermischt, und weiterhin werden auch die Eigenschaften der Verbundfasern selbst verschlechtert.
κι Es ist wünschenswert im Hinblick auf die Leitfähigkeit
und dis Verfärbung der Fasern, daß die Dicke der Segmente der leitfähigen Komponente im wesentlichen
gleichförmig ist. Wenn jedoch eine höhere Leitfähigkeit und Ableitungsfähigkeit gewünscht wird, ist es vorteil-ί
haft, wenn man die freiliegenden Flächen der leitfähigen Komponente größer macht, und dies Ziel kann man
erreichen, indem man einer. Querschnitt gemäß den F i g. 2 und 9 wählt, worin die Dicke der Endanteile der
Segmente der leitfähigen Komponente größer ist als die Dicke der inneren Anteile. Wen« umgekehrt eine
geringere Schwarzfärbung, d. h. ein besserer Weißwert, gefordert wird, dann ist die freiliegende Fläche der
leitfähigen Komponente vorzugsweise kleiner unc! man kann dieses Ziel erreichen durch Auswahl einer
2ϊ Quersciinittsform entsprechend F i g. 3, worin die Dicke
des äußeren Anteils des Segments der leitfähigen Faser kleiner ist als die Dicke des inneren Anteils. Es ist
weiterhin auch in diesen Fällen wünschenswert, daß die Fläche der leitfähigen Komponente, die sich an der
ίο Oberfläche der Verbundfaser befindet, weniger als 30%
der Oberfläche der Verbundfaser, insbesondere weniger als 15% ausmacht.
Der Ausdruck »in der Nachbarschaft des Zentrums« wie es hier verwendet wird, bedeutet den inneren Anteil
j> einer Vj ähnlichen Form, die konzentrisch zum
Querschnitt der Faser ist. Die leitfähige Komponente bei der erfindungsgemäßen Verbundfaser setzt sich aus
einem synthetischen thermoplastischen faserbilo-cnden
Polymer zusammen, welches leitfähigen Ruß enthält, und die nicht-leitfähige Komponente setzt sich aus
einem synthetischen thermoplastischen faserbildenden Polymer zusammen, das gleich oder verschieden ist von
dem Polymeren, weiches die leitfähige Komponente bildet.
γ-, Zu den synthetischen thermoplastischen faserbiidenden
Polymeren gehören beispielsweise Polyamide, Polyester, Polyvinylverbindungen, Polyolefine, Acrylpolymere,
Polyurethane und dergleichen.
Als Polyamide können beispielsweise erwähnt wer-
-,o den Polycapramid, Polyhexamethylenadipamid, Nylon-4,
Nylon-7, Nylon-11, Nylon-12, Nylon-160, Polymctaxylenadipamid,
Polyparaxylylenadipamid und dergleichen.
Als Polyester können beispielsweise erwähnt werden
Als Polyester können beispielsweise erwähnt werden
v, Polyäthylenterephtnalat, Polytetramethylenterephthalat,
Polyäthylenoxybenzoat, 1,4-Dimethylcyclohexanterephthalat,
Polypivalolacton und dergleichen.
Als Polyvinyivprbindungen können beispielsweise
erwähnt werden Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid,
κι Polyvinylalkohol. Polystyrol und dergleichen.
Polyolefine sind beispielsweise Polyäthylen und Polypropylen.
Acrylpolymere sind beispielsweise Polyacrylnitril, Polymethacrylat und dergleichen.
»,Ι Selbstverständlich können auch Copolymere aus
Monomeren der vorher erwähnten Polymeren und andere bekannte Monomere verwendet werden.
Unter den synthetischen thermoplastischen faserbil-
Unter den synthetischen thermoplastischen faserbil-
denden Polymeren werden Polyamide, Polyester, Polyolefine hinsichtlich der praktischen Anwendung
und der Verspinnbarkeit bevorzugt.
Die leitfähigen Komponenten und die nicht-leitfähigen Komponenten können sich aus gleichen Polymeren
der vorerwähnten Art oder aus verschiedenen Polymeren zusammensetzen, aber die Segmente beider
Komponenten müssen voll miteinander verbunden sein und deshalb ist es vorteilhaft, wenn beide Komponenten
aus der gleichen Art des Polymeren aufgebaut sind.
Die leitfähigen Komponenten sind solche, in denen leitfähiger Ruß in dem synthetischen thermoplastischen
faserbildenden Polymeren dispergiert ist, wobei jedoch die Menge des in dem Polymeren enthaltenen Rußes
von der Art des verwendeten Rußes abhängt, jedoch im allgemeinen 3 bis 40 Gew.-°/o, bezogen auf die
Gesamtmenge der leitfähigen Komponente, vorzugsweise 5 bis 30 Gew.-% und insbesondere 15 bis
30 Gew.-% beträgt.
Liegt die Menge des Rußes bei weniger als 3 Gew.-%, so ist die Leitfähigkeit der Verbundfaser nicht
ausreichend, während in dem Fall, daß die Menge 40 Gew.-°/o übersteigt, es schwierig ist. eine einheitliche
Dispergierung des Rußes in dem Polymeren zu erzielen und selbst wenn man die Dispergierung unter großen
Mühen erzielt, ist die Fließfähigkeit des Polymeren so vermindert und das Verspinnen so behindert, daß eine
solche Menge nicht bevorzugt wird.
Bei den leitfähigen Komponenten ist es lediglich erforderlich, daß beim Anliegen einer direkten Spannung
von 1000 V der elektrische Widerstand in Längsrichtung weniger als I χ 1013 Ω/cm, vorzugsweise
weniger als 1 χ 10" Ω/cm und insbesondere weniger als I χ 10" Ω/cm beträgt.
Übersteigt der elektrische Widerstand I χ IO1 s Ω/cm
beim Vermischen mit üblichen synthetischen Fasern, so kann man die gewünschten antistatischen Eigenschaften
nicht erzielen.
Der elktrische Widerstand der leitfähigen Komponente die hier verwendet wird, ist ein Zahlenwert, den
man durch Messen in folgender Weise erhält.
Die leitfähige Komponente und die nicht-leitfähige Komponente werden im Verbund versponnen und
verstreckt und die erhaltene Verbundfaser wird zu Stücken einer Länge von 10 cm zerschnitten und an den
einzelnen Fäden wird der elektrische Widerstand in Längsrichtung unter einer Spannung von 100 000 V
gemessen. Der Widerstand der Fasern pro 1 cm Länge wird als 1/10 des Widerstandes der Fasern einer Länge
von 10 cm berechnet. Weiterhin ist der Widerstandswert einer Faser beispielsweise lOmal so groß wie der
Widerstandswert von 10 Fasern. Für die Messung des elektrischen Widerstands wurde ein Widerstandsmeßgerät
der Toa Denpa Kogyo Co. Ltd. verwendet.
Im allgemeinen beträgt der Widerstand der nicht-leitfähigen Komponente beispielsweise mehr als
1χ1016Ω/ατι und ist wesentlich niedriger als der
Widerstand der leitfähigen Komponente. Infolgedessen sind die Widerstandswerte, die man nach der vorerwähnten
Verfahrensweise mißt im wesentlichen die gleichen wie die Widerstands werte der leitfähigen
Komponente.
Der leitfähige Ruß kann in dem Polymeren nach üblichen Mischverfahren dispergiert werden. Der Ruß
wird gründlich und gleichmäßig in das Polymere dispergiert und dabei muß man aufpassen, daß die
Leitfähigkeit der Verbundfaser nicht absinkt aufgrund der Nichtgleichmäßigkeit der Dispergierung.
Die erfindungsgemäßen leitfähigen Verbundfasern kann man in Spinnvorrichtungen herstellen, die
geeignet sind zur Herstellung von Verbundfasern aus mehreren Komponenten, wobei man die Eigenschaften
der verwendeten Polymeren in Richtung zieht.
Man kann beispielsweise eine Spinnvorrichtung, wie sie in der US-PS 38 14 561 beschrieben wird, verwenden.
Dabei ist zu dieser US-PS zu bemerken, daß sie eine spezielle Spinnvorrichtung betrifft, ohne daß ein
zwingender Zusammenhang mit der Erfindung vorliegt. Es bedurfte nämlich gegenüber der FR-PS 23 12 577
zunächst der erfinderischen Überlegung, daß die Fasern des Standes der Technik verbessert werden können,
indem man die Segmente der leitfähigen Komponente, die sich nach außen an die Oberflächen erstrecken, im
Inneren miteinander verbindet. Erst dann konnte man eine dafür geeignete Vorrichtung aussuchen.
Die versponnenen, unversireckien Veiuiinu'dScrn
werden in üblicher Weise bei Raumtemperatur oder unter Erwärmen verstreckt. In diesem Fall kann man für
das Erhitzen eine Heißwalze, einen Heißstab und dergleichen verwenden.
Die Querschnittsform der erfindungsgemäßen Verbundfasern kann kreisförmig oder nicht-kreisförmig
sein. Falls die leitfähige Komponente an einem konkaven Teil im Querschnitt der Faser freiliegt, wie
dies ii. den F i g. 6 und 11 gezeigt wird, dann hat dies den
Vorteil, daß es schwierig ist. das Segment der leitfähigen Komponente zu sehen aufgrund der Beugung und
Biegung des Lichtes infolge der nicht-kreisförmigen Querschnittsform und in diesem Fall tritt nur eine
geringe Farbbildung ein.
Eine Ausführungsform bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die leitfähigen
Verbundfasern selbstkräuselbar sind. Es ist im allgemeinen bekannt, daß Verbundfasern, bei denen die
beiden Komponenten unterschiedlichen Schrumpf aufweisen, und die exzentrisch aneinander angeordnet und
verbunden sind, selbstkräuselbar sind, jedoch im Fall der vorliegenden Erfindung kann man die Selbstkräuselbarkeit
erzielen, indem man zwei Komponenten mit unterschiedlichem Schrumpf für die nicht-leitfähige
Komponente bei den leitfähigen Verbundfasern verwendet. Derartige leitfähige Verbundfasern mit Selbstschrumpfeigenschaften
sind vorteilhaft, weil man die leitfähige Verbundfaser gleichmäßig mit anderen
geschrumpften, nicht-leitfähigen Fasern abmischen kann.
Bei den erfindungsgemäßen leitfähigen Verbundfasern liegt die leitfähige Komponente an zw.. oder
mehreren Teilen der Oberfläche der Faser frei und alle exponierten Punkte sind im Inneren der Faser
miteinander verbunden, so daß die Leitfähigkeitseigenschaften und die Ableitungseigenschaften merklich gut
sind und der Grad der Schwarzverfärbung ziemlich niedrig ist.
Die erfindungsgemäßen Verbundfasern können in Form von kontinuierlichen Fasern oder als Stapelfasern
verwendet werden oder sie können auch in faserartigen Strukturen, wie Gewirken, Geweben, Vliesen, Teppichen
und dergleichen durch Vermischen mit anderen Fasern verwendet werden. Verwendet man die erfindungsgemäßen
Verbundfasern in Mischung mit anderen Fasern, so kann man das Mischverhältnis den entsprechenden
Anforderungen anpassen, aber um eine antistatische faserförmige Struktur zu erzielen, ist es
doch erforderlich, daß die erfindungsgemäße Verbundfaser in einem Verhältnis von mehr als 0,1%,
vorzugsweise mehr als 0,5%, eingemischt wird. Im allgemeinen sinf1 die antistatischen Eigenschaften umso
größer, je größer das Mischungsverhältnis ist. Für das Vermischen können die bekannten Verfahren, z. B. das
Faservermischen. Das Mischspinnen, Doublieren, Doubliefn
und Drallen, und dergleichen verwendet werden.
Durch Einmischen einer sehr geringen Menge der erfindungsgemäßen Verbundfasern zu anderen Fasern,
beispielsweise üblichen synthetischen Fasern, können die Faserprodukte antistatisch gemacht werden, ohne
daß sie merklich schwarz gefärbt werden.
Weiterhin ist es typisch für die erfindungsgemäßen Verbundfasern, daß diese Fasern mit einem konstanten
Querschnitt technisch leicht hergestellt werden können.
In den nachfolgenden Beispielen, in denen die Erfindung näher erläutert wird, bedeuten Prozentangaben
jeweils Gew.-%, wenn nicht anders angegeben. Die Eigenschaften der in den folgenden Beispielen beschriebenen
Gewebe wird in folgender Weise bestimmt.
(1) Elektrischer Widerstand von aus den Fäden
gebildeten Bauschstoffen
gebildeten Bauschstoffen
5 g der verslreckten Fäden wurden geschnitten und zu einem Bausch geformt und der Bausch wurde
zwischen zwei Metallclektroden von jeweils 50 mm Durchmesser und einem Abstand von 20 mm gegeben
und dann wurde eine Spannung von 1000 V an die Elektroden gelegt, wobei die Atmosphäre 20°C und eine
relative Feuchte von 40% hatte, und der elektrische Widerstand des Bausches wurde gemessen.
(2) Aufladespannung von gewirkten Stoffen,
die durch Reibung verursacht wurde
Eine Probe aus einem gewirkten Stoff wurde 12 Stunden unter einer Atmosphäre von 200C und 30%
relativer Feuchte gehalten und dann leicht mit einem Baumwolltuch I2mal in der gleichen Atmosphäre
gerieben. Nach Ablauf einer gegebenen Zeit wurde die aufgeladene Spannung des geriebenen Gewirkes mittels
eines elektrostatischen Induktionsnachweisgerätes gemessen.
(3) Aufladespannung aufgrund von Reibung
bei einem Teppich
Eine Teppichprobe wurde 24 Stunden bei einer Atmosphäre von 250C und 30% relativer Feuchte
gelagert und dann wurde die Aufkidespannung des Teppichs, die durch Reibung verursacht wurde, in
gleicher Weise wie vorher bei der Messung der Aufladespannung des gewirkten Stoffes gemäß (2)
gemessen.
(4) Aufladespannung des menschlichen Körpers
Die Aufladespannung des menschlichen Körpers wurde gemessen nach der »Shuffling-Methode« und
»Walking-Methode« mittels eines Spannungsmessers gemäß JIS L-1021-1974.
Beispiel Ί
Nylon-6 mit einem TOVGehalt von 2% und einer relativen Viskosität von 2,70, gemessen in l%iger
Lösung in Schwefelsäure, wurde als nicht-leitfähige Komponente verwendet. Ein Ruß enthaltendes Nylon-6,
das hergestellt wurde indem man 25% leitfähigen Ruß in den gleichen Nylon-6 dispergierte, wurde als
leitfähige Komponente verwendet Die beiden Komponenten wurden im Verbund bei Spinntemperaturen von
2850C durch eine Spinnvorrichtung gemäß US-PS 38 14 561 mit 24 kreisförmigen Löchern, Schmelzversponnen.
Die versponnenen Fäden wurden auf eine Spule mit einer Aufnahmegeschwindigkeit von
800 m/min aufgespult, wobei 8 Multifilamente, jedes bestehend aus 3 Fäden, gebildet wurden. Dann wurden
die aufgenommenen Fäden mit einem Streckverhältnis von 3,1 über einer heißen Nadel mit einem Durchmesser
von 60 mm verstreckt und bei 1100C gehalten, wobei
man verstreckte Fasern mit 22 dtex/3 Fäden und einer Dehnung von 40% erhielt. Die erhaltenen verstreckten
Fäden hatten einen Querschnitt gemäß Fig. I, wobei die Segmente welche die leitfähige Komponente
bildeten, sich radial vom Zentrum der Fäden in zwei Richtungen in einem Winkel von 180° erstreckten. In
den Fäden betrug das Verbundverhältnis der leitfähigen Komponente zu der nicht-leitfähigen Komponente 1 :9
(das Verbundverhältnis wird ausgedrückt durch das Verhältnis der Querschnittsfläche der leitfähipcn Komponente
zu dem der nicht-leitfähigen Komponente).
Die erhaltenen Verbundfasern wurden in einer wäßrigen Lösung, enthaltend 4% Na^CO1 und I % eines
oberflächenaktiven Mittels, bei 800C während 30 Minuten getränkt, dann gründlich mit Wasser gewaschen
und an der Luft getrocknet. Der elektrische Widerstand der so behandelten Verbundfasern und der
elektrische Widerstand eines Bausches, welcher aus den so behandelten Verbundfasern hergestellt wurde, wurde
gemessen. Man erhielt die folgenden Ergebnisse:
"' Elektrischer Widerstand der
Verbundfasern
Elektrischer Widerstund des
Bausches
Verbundfasern
Elektrischer Widerstund des
Bausches
9.1 x 10s iVcm
8.9 x 10s a
Es wurde dann ein Schlauchgewebe hergestellt, das hauptsächlich aus üblichen, nicht-leitfähigen verstreckten
Nylon-6-Fäden von 233 dtex/54 Fäden bestand und das etwa 1 % der vorher erwähnten Verbundfasern
enthielt, die in dem Gewebe in einem Abstand von 6 mm vorlagen. Das Schlauchgewebe wurde in gleicher Weise
wie vorher angegeben behandelt, mit Wasser gewaschen und getrocknet und dann wurde die Aufladespannung
(nach 1 sek und nach 60 sek) des Schlauchgewebes
4-, gemessen. Man erzielte die folgenden Ergebnisse:
Nach 1 sek Nach 60 sek
Aufgegebene Spannung 3.1 kv 2.5 kv
Wie vorher erwähnt, sind in den Verbundfasern mit 5-, einem Querschnitt gemäß Fig. 1, die Segmente der
leitfähigen Komponente an zwei Stellen im Querschnitt der Faser freigelegt und die freiliegenden Segmente
sind miteinander im Inneren der Faser verbunden. Deshalb hat der au: diesen Fasern hergestellte Bausch,
bo der eine Form hat, wie es in der Praxis häufig vorkommt,
hervorragende Leitfähigkeitseigenschaften und ist hervorragend antistatisch, wie aus der beschriebenen
Aufladung hervorgeht.
Die hervorragenden Leitfähigkeitseigenschaften und b5 antistatischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen
Verbundfasern können besonders gut durch einen Vergleich mit solchen Fasern erkannt werden, die nach
dem folgenden Vergleichsbeispiel erhalten wurden.
Vergleichsbeispiel
Leitfähige Mantel-Kern-Verbundfasern mit einer Querschnittsform gemäß Fig. 15, wurden verbund
gesponnen und verstreckt nach dem in der US-PS 38 03 453 beschriebenen Verfahren. Die Kernkomponente
bestand aus dem gleichen, 25% Kohlenstoff enthaltenden Nylon-6, das in Beispiel 1 verwendet
wurde, und die Mantelkomponente war das gleiche Nylon-6. das in Beispiel 1 verwendet wurde. Das
Verbundverhältnis der Kernkomponente (leitfähige Komponente) zu der Mantelkomponente (nicht-leitfähige
Komponente) betrug I : 9. Die erhaltenen verstreckten Verbundfasern (22 dtex/3 Fäden), zeigten eine
Dehnung von 40%.
Die verstreckten Verbundfasern wurden in der in Beispiel I beschriebenen Weise behandelt und gewaschen
und an der Luft getrocknet und dann wurde der elektrische Widerstand der Verbundfasern in der
Richtung der Längsachse in gleicher Weise wie in Beispiel 1 beschrieben gemessen. Außerdem wurde der
elektrische Widerstand eines aus den Verbundfasern gebildeten Bausches gemessen. Man erzielte die
folgenden Ergebnisse:
Elektrischer Widersland der
Vcrhundfasern
Elektrischer Widerstand des
Bausche*
Vcrhundfasern
Elektrischer Widerstand des
Bausche*
9,5 x 10s tVj
1,1 x 10" η
1,1 x 10" η
Es wurde ein Schlauchgewebe, enthaltend die Mantel-Kern-Verbundfaser, in gleicher Weise wie in
Beispiel I beschrieben, hergestellt und das Gewebe wurde in gleicher Weise wie in Beispiel I beschrieben
behandelt, mit Wasser gewaschen und an der Luft getrocknet. Dann wurde die Aufladung (nach 1 sek und
nach 60 sek) des Gewebes aufgrund von Reibung gemessen. Man erzielte die folgenden Ergebnisse:
Nach I sek Nach 60 sek
Aufladung
1,6 kv 1,0 kv
Vergleichsbeispiel 2
Verbundfasern e; halten wurde, gemessen. Man erzielte
die folgenden Ergebnisse:
Elektrischer Widerstand der
■. Verbund fasern
Elektrischer Widerstand des
Bausches
■. Verbund fasern
Elektrischer Widerstand des
Bausches
Leitfähige Verbundfasern aus den im Beispiel 1 verwendeten Komponenten mit einer Querschnittsform
gemäß Fig. 16, worin die leitfähige Komponente zum Teil mit einer nicht-leitfähigen Komponente umgeben
war und 25% der Oberfläche der leitfähigen Komponente an der Oberfläche der Faser freilag, wurden
verbundgesponnen und die exponierten Fasern wurden nach der in der japanischen Patentpublikation
143 723/76 bzw. der FR-PS 23 12 577 beschriebenen Verfahrensweise verstreckt. Das Verbundverhältnis der
leitfähigen Komponenten zu der nicht-leitfähigen Komponente betrug 1 :9 und die erhaltenen verstreckten
Verbundfasern (22 dtex/3 Fäden) zeigten eine Dehnung von 40%.
Die verstreckte Verbundfaser wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 beschrieben behandelt, mit
Wasser gewaschen und getrocknet an der Luft und dann wurde der elektrische Widerstand der Verbundfasern in
der Richtung der Längsachse in gleicher We.se wie in Beispiel 1 beschrieben gemessen. Weiterhin wurde der
elektrische Widerstand eines Bausches, der aus den 9,2 x 10* ii/cm
6,0 X 10" ti
in Weiterhin wurde ein Schlauchgewebe, enthaltend die
Verbundfasern, in gleicher Weise wie in Beispiel I hergestellt und das Gewebe wurde in gleicher Weise
behandelt, mit Wasser gewaschen und an der Luft getrocknet, wie in Beispiel 1 beschrieben. Dann wurde
ι> die durch Reibung erzielte Aufladespannung (nach I sek
und nach 60 sek) des Gewebes gemessen. Man erzielte die folgenden Ergebnisse:
Aulladespannung
Nach I sek Nach M) sek
2,4 kv 1,9 kv
j"> Darüber hinaus mußte man äußerst vorsichtig arbeiten, um die Verbundfasern mit einem Querschnitt
gemäß Fig. 16 bei diesem Vergleichsbeispiel 2 kontinuierlich
und stabil herzustellen.
1() Beispiel 2
Drei Arten von Verbundfasern mit Querschnitten gemäß F i g. 1 wurden in gleicher Weise wie in Beispiel 1
beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, daß ein Ruß enthaltendes Nylon-6 verwendet wurde, das gebildet
Γι wurde, indem man 15%, 20% bzw. 30% des leitfähigen
Rußes in dem Nylon-6 dispergierte. Die elektrischen Eigenschaften der erhaltenen drei Arten von Verbundfaden
wurden untersucht und die erzielten Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 angegeben. Das
w Verstrecken wurde in der in Beispiel 1 beschriebenen
Weise durchgeführt und die erhaltenen drei Arten von verstreckten Fäden hatte eine Dehnung von 40%. Die
Behandlung mit einem oberflächenaktiven Mittel und die weitere Behandlung erfolgte in gleicher Weise wie in
-n Beispiel 1 beschrieben.
Versuch | Gehalt an | Elektrischer Widerstand | Bausch, |
Nr. | Ruß in der | hergestellt aus | |
leitfähigen | Verbundfaser | den Verbund | |
Komponente | rasern | ||
(U) | |||
6,1 X 10'" | |||
(%) | (Li/cm) | 9,2 X 10s | |
2-1 | 15 | 1,1 X 10" | 1,5 x 107 |
2-2 | 20 | 7,1 x 10" | |
2-3 | 30 | 1,4 x 10s | |
Drei Arten von Verbundfasern mit einem Querschnitt gemäß Fig. 1 in denen die Segmente aus einer
leitfähigen Komponente aus Nylon-6 mit 25% Ruß bestand, die sich radial vom Zentrum des Fadens in zwei
Richtungen mit einem Winkel von 180° erstreckte und
Il
die ein Verbundverhältnis der leitfiihigen Komponente zu der nicht-leitfähigen Komponente von 2 : 8, 3 : 7 bzw.
4:6 hatten, wurden hergestellt und die elektrischen Eigenschaften der Verbundfasern wurden gpmessen.
Die bei der Herstellung der Verbundfasern verwendeten Materialien, die Herstellungsweise, die Behandlung
mit einem oberflächenaktiven Mittel und die weitere Behandlung war genau die gleiche wie in Beispiel I. Die
erzielten Ergebnisse werden in der nachfolgenden Tabelle 2 gezeigt. Die erhaltenen drei Arten von
Verbundfasern zeigten eine Dehnung von 4O(/o.
Versuch Nr. | Verbundverhültnis | lest'-skeit der | Klektrischer Widerstand | Hauseh. |
(leillahige | laser | gebildet aus tier | ||
Komponente : | Verbundfaser | Verbundfaser | ||
nieh 1 leil !;i h tue | (U) | |||
Komponente) | (i.O X K)" | |||
(μ/dtex) | (U/cm) | 3,8 X K)' | ||
3-1 | 2 : X | 3.3 | 4,5 X K)* | 2.9 x K)" |
3-2 | 3 : 7 | 2,7 | 3,0 x K)* | |
:-3 | 4 : (. | 2.1 | 2 2 x 10s | |
Wie aus Tabelle 2 hervorgeht, ist bei einem höheren Verbundverhältnis der leitfahigen Komponente der
elektrische Widerstand der erhaltenen Verbundfaser besser, aber die Festigkeit der Faser nimmt ab. Der
Grad der Schwarzverfärbung ist größer in dem Maße,
wie sich das Verbundverhältnis der leitfahigen Komponente erhöht.
Verbundfaden mit Segmenten der leitfahigen Komponente,
die sich radial in drei bis sechs Richtungen im Querschnitt der Fasern erstrecken, wie es in F i g. 8, 10,
13 oder 14 gezeigt wird, wobei das V^rbundverhältnis
der leitfahigen Komponente zu der nicht-leitfähigen Komponente 1 :9 betrug, wurden hergestellt und der
elektrische Widerstand und die antistatischen Eigenschaften der erhaltenen Fasern wurden untersucht. Die
verwendeten Materialien, die Herstellungsverfahren für die Verbundfasern, die Behandlung mit einem oberflächenaktiven
Mittel und die Herstellung für das Schlauchgewebe waren die gleichen wie in Beispiel 1.
Die erzielten Ergebnisse werden in der nachfolgenden Tabelle 3 gezeigt. Zum Vergleich werden in der Tabelle
auch der elektrische Widerstand von Verbundfasern gemäß Beispiel 1 und die Aufladespannung der
Schlauchgewebe, enthaltend die Verbundfasern, gezeigt.
Tabelle 3 | Art des | Verbundes | lilektrischer Widerstand | Bauseh den Ve (U) |
. h Tgeslellt aus rbundlasern |
AuIIi | idespannung (U ι |
Versuch | !•ig. | Zahl der radial sich erstreckenden Segmente der leit- tiihigen Komponente |
Verbuncllasern (LVcrn) |
8,9 x | K)" | nach | 1 sek nach 60 sek |
Nr. | I | 2 | 9,1 X l()s | 7.5 x | l(): | 1.6 | 1.0 |
1-1 | 8 | 3 | 9,4 X 10s | 6,(i X | ίο7 | 1.5 | 1.0 |
4-1 | K) | 4 | (),5 X I (Vs | 6.1 x | K)" | !.3 | 0.9 |
4-2 | 13 | 5 | 1U x 10s | 6,0 X | K)" | 1.2 | 0.9 |
4-3 | 14 | 6 | 9.6 X 10s | 1.2 | 0.9 | ||
4-4 | |||||||
Darüber hinaus zeigten die Verbundfasern mit fünf und sechs sich nach außen radial erstreckenden
Segmenten der leitfähigen Komponente einen etwas höheren Grad der Schwarzverfärbung als die Vprbundfasem
mit zwei bis vier sich radial erstreckenden leitfahigen Segmenten.
Polyethylenterephthalat mit einer Intrinsikviskosität von 0,645 und einem TiCVGehalt von 2,0 wurde als
nicht-leitfähige Komponente verwendet und ein Ruß enthaltendes Polyethylenterephthalat, das man erhielt,
indem man 25% leitfahigen Ruß in dem gleichen Polyäthylenterephthalat dispergierte, wurde als leitfähige
Komponente verwendet. Die beiden Komponenten wurden Verbundgesponnen bei einer Spinntemperatür
von 2900C mittels einer Extrusions-Schmelzspinnvorrichtung.
Es wurde eine Spinnapparatur mit 8 Löchern gemäß US-PS 38 14 561 verwendet, und die extrudierten
Fäden wurden auf eine Spule mit einer Aufnehmegeschwindigkeit von 700 m/min über eine Einfettungswalze
zur Bildung von 8 Monofilamenten aufgenommen. Die aufgenommenen Fasern wurden mit einem
Streckverhältnis von 3 bis 5 auf einer erhitzten Walze
w-w· ww V^ Twiw. · wwIVi, ..www! iliuii TwiOliwwmw ■ mw.wi· y«j
mit 22 dtex/1 Faden und einer Dehnung von 43% erhielt. Der Querschnitt der erhaltenen verstreckten
Fasern zeigte Segmente der leitfahigen Komponente,
die sich radial vom Zentrum derselben in zwei Richtungen mit einem Winkel von 180°, wie in Fig. 1
gezeigt wird, erstreckte. Bei den Fasern war das Verbundverhältnis der leitfähigen Komponente zu der
nicht-leitfähigen Komponente 1 :9.
Dann wurde die gleiche leitfähige Komponente und nicht-leitfähige Komponente, die in Beispie! 1 verwendet
wurde, mittels der vorher erwähnten Spinnvorrichtung verbundversponnen. Es wurde die gleiche, vorher
angegebene Spinnvorrichtung verwendet und die extrudierten Fasern wurden auf einer Spule mit einer
Aufnahmegeschwindigkeit von 650 m/min über eine Einfettungswalze auf eine Spule aufgenommen unter
Bildung von 8 Monofilamenten. Die aufgenommenen Fasern wurden unter den gleichen Bedingungen wie
vorhe:· angegeben verstreckt, wobei man verstreckte Fasern (II) mit 22dtex/l Filament und einer Dehnung
von 40% erhielt. Die erhaltenen verstreckten Fasern hatten den gleichen Querschnitt und das gleiche
Verbundverhältnis wie vorher angegeben.
Die erhaltenen zwei Arten von Verbundfasern wurden mit oberflächenaktivem Mittel behandelt,
gewaschen mit Wasser und getrocknet in gleicher Weise wie in Beispiel 1 beschrieben und die elektrischen
Widerstände der leitfähigen Komponenten der Fasern wurden untersucht.
Dann wurde ein Schlauchgewebe welches diese leitfähigen Verbundfasern enthielt, hergestellt und zwar
in gleicher Weise wie in 3eispiel 1 beschrieben und mit oberflächenaktivem Mittel behandelt, mit Wasser
gewaschen und getrocknet, in gleicher Weise wie in Beispiel 1 angegeben, und dann wurde die durch
Reibung aufgegebene Ladung (nach 1 sek und nach 60 sek) des Gewebes gemessen. Man erzielte die in Tabelle
4 angegebenen Ergebnisse.
Versuch
Verbund- Elektrischer Aufgegebene
fasern Widerstand der Spannung
Verbundfasern
(IVcm)
nach
I sek
nach
60 sek
60 sek
I
Il
Il
9,8 x 10"
3,2 x 10"
3,2 x 10"
1,7
1,6
1.2
Wie aus Tabelle 4 ersichtlich, ist auch bei Verwendung eines Polyesters als Polymeres bei der Herstellung einer
Verbundfaser das Verhalten der leitfähigen Verbundfasern ausgezeichnet und zwar in gleicher Weise wie bei
Verbundfasern, bei denen Polyamide verwendet wurden.
Nylon-6 mit einem TiC>2-Gehalt von 2,0% und einer
relativen Viskosität von 2,70, gemessen in l%»iger
Lösung des Nylons in Schwefelsäure, und ein Nylon-6-Copolymer
mit einem TiOrGehalt von 2,0% und einer relativen Viskosität von 2,57, gemessen in l%iger
Lösung des Copolymeren in Schwefelsäure, das hergestellt worden war durch Copolymerisieren von
10% Hexamethylendiammoniumisophthalat mit 90% Nylon-6, wurden als nicht-leitfähige Komponenten
verwendet. Ruß enthaltendes Nylon-6 wurde herge-
stellt, indem man 20% leitfähigen Ruß in Nylon-6 einer relativen Viskosität von 2,70 in Schwefelsäure dispergierte
und das Produkt wurde als leitfähige Komponente verwendet. Die drei Komponenten wurden im
ι Verbund mittels einer Extrusions-Schmelzspinnvorrichtung
versponnen. Die Spinn- und Streckbedingungen waren die gleichen wie in Beispiel I.
Die erhaltenen verstreckten Fasen. (22 dtex/3 Fäden]
hatten einen Querschnitt gemäß Fig. 1, worin ein
κι Segment (2) der leitfähigen Komponente eingebettet
war zwischen einem Segment (1), einer nicht-leitfähigen Komponente aus Nylon-6 und einem Segment (3) der
nicht-leitfähigen Komponente des NyIon-6-Copolymers
und zeigten ein Verbundverhältnis der nicht-leitfähigen Komponente zu der leitfähigen Komponente von 9
(4,5 χ 2) zul.
Die Verbundfasern wurden mit einem oberflächenaktiven Mittel behandelt, mit Wasser gewaschen und
getrocknet, in gleicher Weise wie in Beispiel 1 beschrieben und der elektrische Widerstand der
leitfähigen Komponente und eines Bausches, der aus der Verbundfaner gebildet wurde, wurde gemessen. Man
erzielte die folgenden Ergebnisse:
Elektrischer Widerstand der
Verbundfasern
Elektrischer Widerstand des
Bausches
Verbundfasern
Elektrischer Widerstand des
Bausches
7,2 X 10" O/cm 7,7 x 108 U
Die Verbundfasern wurden weiterhin mit siedendem Wasser behandelt unter Ausbildung eines feinen
dreidimensionalen Schrumpfes und ein Schlauchgewebe, enthaltend die gekräuselten Verbundfasern, wurde in
gleicher Weise hergestellt wie in Beispiel 1 beschrieben. Das Schlauchgewebe wurde mit einem oberflächenaktiven
Mittel behandelt, mit Wasser gewaschen und getrocknet und dann wurde die durch Reibung
aufgegebene Spannung (nach 1 sek und nach 60 sek] gemessen. Man erzielte die folgenden Ergebnisse:
Nach I sek Nach 60 sek
Aufladespannung
1,8 kv 1,1 kv
Jede der leitfähigen Verbundfasern (22 dtex/3 Fäden] die gemäß Beispiel I und den Vergleichsversuchen 1 und
2 erhalten wurden, und die leitfähigen Verbundfasern (22 dtex/3 Fäden), erhalten gemäß Beispiel 4, die einen
solchen Querschnitt hatten, daß die Segmente der leitfähigen Komponente sich radial in vier Richtungen
in einem Winkel von 90° erstreckten, wurden mit einer geschrumpften, nicht-leitfähigen Nylon-6-Faser 2890
dtex/180 Fäden) doubliert unter Ausbildung von vier
Arten von antistatischen Fasern (2901 dtex/131 Fäden)
für Teppichwaren. Jede der erhaltenen vier Arten von antistatischen Fasern wurden in einen Schlingenteppich
mit einer Maschenzahl von V8, einem Stich von 8 und
einer Stapelhöhe von 6 mm eingebracht. Ein Probeteppich von 10 cm χ 10 cm wurde aus dem erhaltenen
Teppich ausgeschnitten, mit einem oberflächenaktiven Mittel behandelt, mit Wasser gewaschen und getrocknet,
wie in Beispiel I beschrieben, und dann wurde die aufgrund von Reibung erzielte Oberflächenspannung
(nach I sek und nach 60 sek) gemessen. Weiterhin wurde
die Aufladespannung eines menschlichen Körpers, der über den Teppich ging, gemessen, Bei dieser Messung
wurde eine Teppichprobe von etwa 100 cm χ 50 cm aus
dem Teppich ausgeschnitten und dieser Probeteppich wurde zunächst bei 70° C 1 Stunde getrocknet, dann bei
einer Atmosphäre von 25° C und 30%-iger Feuchtigkeit gealtert und dann wurde die aufgenommene Ladung
eines über den Teppich gehenden Menschen in der gleichen Atmosphäre gemessen.
Die erzielten Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 5 gezeigt
Zum Vergleich wurde ein Teppich verwendet, der nur aus den vorher erwähnten Nylon-6-Fasern (2890
dtex/128 Fäden) in gleicher Weise, wie vorher angegeben,
hergestellt wurde. Nachdem der Teppich der Nachbehandlung unterworfen wurde, wurden die
Eigenschaften des Teppichs gemessen. Die erzielten Tabellen werden ebenfalls in Tabelle 5 gezeigt
Tabelle 5 | Verbundlyp | Aufgenommene Ladung | c nach 60 sek | Vom Menschenkörper | Ladung (kv) | Bemerkungen |
Versuch | des Teppichs (kv) | aufgenommene | Laur- | |||
Nr. | nach 1 sei | 1,4 | Schiebe | verfahren | ||
1.9 | verfahren | -i,o | ||||
Fig. 10 | 2,2 | i,i | -1,4 | -1,3 | erfindungsgemäßer Teppich | |
6-1 | Fig. 1 | 2,6 | 2,7 | -1,7 | -2,4 | erfindungsgemäßer Teppich |
6-2 | Fig. 15 | 3,9 | 15,0 | -2,7 | -1,9 | Vergleichsteppich |
6-3 | Fig. 16 | 3,2 | -2,3 | -8,3 | Vergleichsteppich | |
6-4 | nicht- | 15,0 | -9,1 | Vergleichsteppich | ||
6-5 | leitiahige | |||||
Fasern | ||||||
Aus Tabelle 5 wird ersichtlich, daß bei Verwendung der erfindungsgemäßen Fasern für die Herstellung von
Teppichen, eine hervorragende elektroleitfähige Wirkung und Entladungswirkung erzielt werden aufgrund
der Tatsache, daß eine Vielzahl von Segmenten der leitfähigen Komponente in den Verbundfasern gemäß
jo der vorliegenden Erfindung an der Oberfläche der Fasern freilag, und daß die Segmente untereinander im
Inneren der Fäden miteinander verbunden waren.
Hierzu 2 Blatt Zcichnuncen
Claims (3)
1. Leitfähige Verbundfasern aus einer leitfähigen, Ruß enthaltenden Komponente aus einem synthetischen
thermoplastischen faserbiidenden Polymeren mit einem elektrischen Widerstand von weniger als
1χ1013Ω/αη und einer nicht-leitfähigen Komponente
aus einem synthetischen thermoplastischen faserbildenden Polymeren, das gleich oder verschieden
ist von dem erstgenannten Polymeren, wobei beide Komponenten kontinuierlich in Längsrichtung
miteinander verbunden sind und die Querschnittsfläche der Segmente der leitfähigen Komponente 50%
des Querschnitts der Fäden nicht übersteigt, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente
der leitfähigen Komponente im Querschnitt sich radial in wenigstens zwei Richtungen erstrecken und
die Segmei-te der nicht-leitfähigen Komponente in
den Zwischenräumen zwischen den leitfähigen Segmenten angeordnet sind.
2. Verbundfasern gemäß Anspruch I1 dadurch
gekennzeichnet, daß die Dicke der Segmente der leitfähigen Komponente, die sich radial in wenigstens
zwei Richtungen im Querschnitt der Verbundfaser erstrecken, im wesentlichen gleich der Dicke
im inneren Teil ist.
3. Verbundfasern gemäß Anspruch I1 dadurch
gekennzeichnet, daß sich die Segmente der leitfähigen Komponente radial in drei bis sechs Richtungen
erstrecken.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9522077A JPS5430920A (en) | 1977-08-08 | 1977-08-08 | Electrically conductive conjugate fiber |
JP9521977A JPS5430919A (en) | 1977-08-08 | 1977-08-08 | Electrically conductive conjugate fiber |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2834602A1 DE2834602A1 (de) | 1979-02-15 |
DE2834602B2 true DE2834602B2 (de) | 1980-04-24 |
DE2834602C3 DE2834602C3 (de) | 1980-12-18 |
Family
ID=26436494
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2834602A Expired DE2834602C3 (de) | 1977-08-08 | 1978-08-07 | Leitfähige Verbundfasern |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US4216264A (de) |
AU (1) | AU503665B1 (de) |
CA (1) | CA1107473A (de) |
DE (1) | DE2834602C3 (de) |
FR (1) | FR2400071A1 (de) |
GB (1) | GB2001901B (de) |
IT (1) | IT1097643B (de) |
NL (1) | NL176188C (de) |
Families Citing this family (52)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU503665B1 (en) * | 1977-08-08 | 1979-09-13 | Kanebo Limited | Conductive composite filaments |
DE2902545C2 (de) * | 1979-01-24 | 1985-04-04 | Akzo Gmbh, 5600 Wuppertal | Faden mit Leitschichten |
CA1158816A (en) * | 1980-06-06 | 1983-12-20 | Kazuo Okamoto | Conductive composite filaments and methods for producing said composite filaments |
US4457973B1 (en) * | 1980-06-06 | 1995-05-09 | Kanebo Synthetic Fibert Ltd | Conductive composite filaments and methods for producing said composite filaments |
US4532099A (en) * | 1982-03-10 | 1985-07-30 | Isamu Kaji | Conductive structure and method of manufacture thereof |
DE3372252D1 (en) * | 1982-10-29 | 1987-07-30 | Plessey Overseas | Conductive gaskets |
JPS61132624A (ja) * | 1984-11-28 | 1986-06-20 | Toray Ind Inc | 高導電性複合繊維 |
US4743505A (en) * | 1985-08-27 | 1988-05-10 | Teijin Limited | Electroconductive composite fiber and process for preparation thereof |
CA1285358C (en) * | 1987-01-30 | 1991-07-02 | Yasuhiro Ogawa | Conductive composite filaments and fibrous articles containing the same |
US4997712A (en) * | 1988-04-08 | 1991-03-05 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Conductive filaments containing polystyrene and anti-static yarns and carpets made therewith |
US5116681A (en) * | 1988-04-08 | 1992-05-26 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Anti-static yarns containing polystyrene |
US5147704A (en) * | 1988-04-08 | 1992-09-15 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Carpets made with anti-static yarns containing polystyrene |
GB2228892A (en) * | 1989-03-06 | 1990-09-12 | Courtaulds Plc | Filaments and hot gas filter |
US5277855A (en) * | 1992-10-05 | 1994-01-11 | Blackmon Lawrence E | Process for forming a yarn having at least one electrically conductive filament by simultaneously cospinning conductive and non-conductive filaments |
US5391432A (en) * | 1993-04-28 | 1995-02-21 | Mitchnick; Mark | Antistatic fibers |
US6485811B1 (en) * | 1994-09-28 | 2002-11-26 | Toray Industries, Inc. | Nonwoven fabric for pleated filters, and a production process therefor |
US5932309A (en) | 1995-09-28 | 1999-08-03 | Alliedsignal Inc. | Colored articles and compositions and methods for their fabrication |
US5783503A (en) * | 1996-07-22 | 1998-07-21 | Fiberweb North America, Inc. | Meltspun multicomponent thermoplastic continuous filaments, products made therefrom, and methods therefor |
US5698148A (en) * | 1996-07-26 | 1997-12-16 | Basf Corporation | Process for making electrically conductive fibers |
US5840425A (en) * | 1996-12-06 | 1998-11-24 | Basf Corp | Multicomponent suffused antistatic fibers and processes for making them |
US5972499A (en) * | 1997-06-04 | 1999-10-26 | Sterling Chemicals International, Inc. | Antistatic fibers and methods for making the same |
US5876849A (en) * | 1997-07-02 | 1999-03-02 | Itex, Inc. | Cotton/nylon fiber blends suitable for durable light shade fabrics containing carbon doped antistatic fibers |
US5921415A (en) * | 1997-07-03 | 1999-07-13 | Markelz; Paul H. | Bridge erection system |
US6057032A (en) * | 1997-10-10 | 2000-05-02 | Green; James R. | Yarns suitable for durable light shade cotton/nylon clothing fabrics containing carbon doped antistatic fibers |
WO2000075406A1 (en) * | 1999-06-03 | 2000-12-14 | Solutia Inc. | Antistatic yarn, fabric, carpet and fiber blend formed from conductive or quasi-conductive staple fiber |
WO2001021867A1 (fr) * | 1999-09-17 | 2001-03-29 | Kanebo, Limited | Fibre conductive a composite coeur-gaine |
US20070087149A1 (en) * | 2000-10-25 | 2007-04-19 | Trevor Arthurs | Anti-static woven flexible bulk container |
US7316838B2 (en) * | 2001-02-15 | 2008-01-08 | Integral Technologies, Inc. | Low cost electrically conductive carpeting manufactured from conductive loaded resin-based materials |
US20050202160A1 (en) * | 2001-02-15 | 2005-09-15 | Integral Technologies, Inc. | Low cost electrically conductive carpeting manufactured from conductive loaded resin-based materials |
WO2002075030A1 (fr) * | 2001-03-15 | 2002-09-26 | Kanebo, Limited | Complexe fibreux et son utilisation |
US6893489B2 (en) | 2001-12-20 | 2005-05-17 | Honeywell International Inc. | Physical colored inks and coatings |
US20040204698A1 (en) * | 2001-12-20 | 2004-10-14 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Absorbent article with absorbent structure predisposed toward a bent configuration |
US20030119402A1 (en) * | 2001-12-20 | 2003-06-26 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Absorbent article with stabilized absorbent structure |
US20030119413A1 (en) * | 2001-12-20 | 2003-06-26 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Absorbent article with stabilized absorbent structure |
US6846448B2 (en) * | 2001-12-20 | 2005-01-25 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Method and apparatus for making on-line stabilized absorbent materials |
US20030119406A1 (en) * | 2001-12-20 | 2003-06-26 | Abuto Francis Paul | Targeted on-line stabilized absorbent structures |
US20030129392A1 (en) * | 2001-12-20 | 2003-07-10 | Abuto Francis Paul | Targeted bonding fibers for stabilized absorbent structures |
US20030119394A1 (en) * | 2001-12-21 | 2003-06-26 | Sridhar Ranganathan | Nonwoven web with coated superabsorbent |
WO2007018000A1 (ja) * | 2005-08-11 | 2007-02-15 | Teijin Fibers Limited | 導電性繊維およびブラシ |
US8110126B2 (en) | 2005-08-11 | 2012-02-07 | Teijin Fibers Limited | Electrically conductive fiber and brush |
US20080238176A1 (en) * | 2007-03-28 | 2008-10-02 | Oliver Wang | Synthetic yarn having a multi-yarn effect |
BRPI0812370B1 (pt) * | 2007-06-07 | 2019-01-02 | Albany Int Corp | tecido dissipativo de estática, monofilamento polimérico e tecido engenhado. |
US20110151256A1 (en) * | 2009-12-23 | 2011-06-23 | Oliver Wang | Synthetic yarn |
US8641944B2 (en) * | 2009-12-23 | 2014-02-04 | Oliver Wang | Synthetic yarn |
US20110318985A1 (en) * | 2010-06-23 | 2011-12-29 | Mcdermid William James | Touch Sensor Fabric |
US10323361B1 (en) | 2011-06-12 | 2019-06-18 | Dale Karmie | Synthetic turf system made with antistatic yarns and method of making |
DE102012011444B4 (de) * | 2011-06-17 | 2020-11-05 | Denso Corporation | Läufer und Motor |
US10061462B2 (en) * | 2012-09-02 | 2018-08-28 | William James McDermid | Touch sensor fabric |
WO2018084040A1 (ja) * | 2016-11-01 | 2018-05-11 | 帝人株式会社 | 布帛およびその製造方法および繊維製品 |
US11202508B2 (en) | 2017-08-28 | 2021-12-21 | Agio International Co., Ltd | Q-shaped wicker furniture |
WO2019125588A1 (en) * | 2017-10-13 | 2019-06-27 | Applied Conductivity, Llc | Knit fabric structure incorporating a continuous conductive matrix for enhanced static dissipation |
DE102019132028B3 (de) * | 2019-11-26 | 2021-04-15 | Deutsche Institute Für Textil- Und Faserforschung Denkendorf | Piezoresistiver Kraftsensor |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4887119A (de) * | 1972-02-24 | 1973-11-16 | ||
US3803453A (en) * | 1972-07-21 | 1974-04-09 | Du Pont | Synthetic filament having antistatic properties |
JPS5335633B2 (de) * | 1973-04-21 | 1978-09-28 | ||
US4073988A (en) * | 1974-02-08 | 1978-02-14 | Kanebo, Ltd. | Suede-like artificial leathers and a method for manufacturing same |
US3969559A (en) * | 1975-05-27 | 1976-07-13 | Monsanto Company | Man-made textile antistatic strand |
US4045949A (en) * | 1976-01-02 | 1977-09-06 | Dow Badische Company | Integral, electrically-conductive textile filament |
US4129677A (en) * | 1977-05-31 | 1978-12-12 | Monsanto Company | Melt spun side-by-side biconstituent conductive fiber |
AU503665B1 (en) * | 1977-08-08 | 1979-09-13 | Kanebo Limited | Conductive composite filaments |
-
1978
- 1978-08-02 AU AU38558/78A patent/AU503665B1/en not_active Expired
- 1978-08-03 CA CA308,673A patent/CA1107473A/en not_active Expired
- 1978-08-04 US US05/931,100 patent/US4216264A/en not_active Expired - Lifetime
- 1978-08-07 FR FR7823297A patent/FR2400071A1/fr active Granted
- 1978-08-07 DE DE2834602A patent/DE2834602C3/de not_active Expired
- 1978-08-07 NL NLAANVRAGE7808252,A patent/NL176188C/xx not_active IP Right Cessation
- 1978-08-08 GB GB7832637A patent/GB2001901B/en not_active Expired
- 1978-08-08 IT IT26589/78A patent/IT1097643B/it active
-
1980
- 1980-04-07 US US06/138,061 patent/US4309479A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4216264A (en) | 1980-08-05 |
CA1107473A (en) | 1981-08-25 |
IT1097643B (it) | 1985-08-31 |
FR2400071B1 (de) | 1982-12-31 |
FR2400071A1 (fr) | 1979-03-09 |
DE2834602C3 (de) | 1980-12-18 |
DE2834602A1 (de) | 1979-02-15 |
US4309479A (en) | 1982-01-05 |
NL176188B (nl) | 1984-10-01 |
GB2001901B (en) | 1982-04-07 |
GB2001901A (en) | 1979-02-14 |
NL176188C (nl) | 1985-03-01 |
IT7826589A0 (it) | 1978-08-08 |
NL7808252A (nl) | 1979-02-12 |
AU503665B1 (en) | 1979-09-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2834602C3 (de) | Leitfähige Verbundfasern | |
DE3227652C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines thermisch gebundenen Verbundfaser-Vliesstoffs | |
EP0615007B1 (de) | Elektretfasern mit verbesserter Ladungsstabilität, Verfahren zu ihrer Herstellung, und Textilmaterial enthaltend diese Elektretfasern | |
DE2337103C3 (de) | Antistatischer synthetischer Zweikomponenten-Faden, Verfahren zu dessen Herstellung und gemischtes Endlosfadengarn oder Stapelfasergemisch | |
DE2251071C3 (de) | ||
DE3122497A1 (de) | Leitfaehige verbundfaeden und verfahren zu deren herstellung | |
DE2623672A1 (de) | Antistatische synthetische textilfaeden | |
DE2251071B2 (de) | Verfahren zur herstellung von leitenden faeden | |
CH574768A (de) | ||
DE2823577A1 (de) | Elektrisch leitende zweikomponentenfaser und verfahren zu ihrer herstellung | |
DE60317094T2 (de) | Vliesstoff mit hohem arbeitsvermögen sowie herstellverfahren | |
DE1297280B (de) | Mehrkomponenten-Verbundfasern und -faeden | |
DE2611830A1 (de) | Gemisch und mischgarn aus gekraeuselten polyamidstapelfasern und verfahren zur herstellung derselben | |
DE2118551A1 (de) | Synthetische Faden fur künstliches Haar und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE2355140A1 (de) | Verfahren zur herstellung von gekraeuselten polyesterfasern | |
DE1660147A1 (de) | Bauschfaehiges Fadengarn oder Fadenbuendel aus mindestens zwei verschiedenartigen Einzelfadenkomponenten sowie Verfahren zur Herstellung derselben | |
DE2411804C3 (de) | Verfahren zum Einbetten von diskreten Teilchen in die Oberfläche von Fasern eines Kompositfaserprodukts | |
DE1660448A1 (de) | Bikomponentenfaden und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE2908376C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer antistatischen Teppichfaser | |
DE2850713C2 (de) | Antistatisches Fadengebilde | |
DE3036931C2 (de) | ||
DE2639499C2 (de) | Ruß enthaltende Gemische aus synthetischen Fasern oder Fäden | |
WO1985003728A1 (en) | Method and plant for cospinning synthetic yarns, comprising two partial yarns spun with the same or different polymers | |
DE1914399C (de) | Zusammengesetzter Polyamid/Polyester Faden mit einer elastischen Kräuselung | |
DE2229727C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung hochlosen Gams mittels eines Falschdrallsystems |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OAP | Request for examination filed | ||
OD | Request for examination | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |