DE2908376A1

DE2908376A1 - Verfahren zur herstellung einer antistatischen teppichfaser

Info

Publication number: DE2908376A1
Application number: DE19792908376
Authority: DE
Inventors: Otto Jurisch; Wolfgang Peschke
Original assignee: Akzo GmbH
Current assignee: Akzo GmbH
Priority date: 1979-03-03
Filing date: 1979-03-03
Publication date: 1980-09-11
Also published as: GB2044305B; GB2044305A; FR2450890A1; ES489101A0; CH637797B; FR2450890B1; BE881998A; DE2908376C2; ES489099A1; ES8301508A1; IT1143075B; IT8048043A0; CH637797GA3

Description

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Verfahren zur Herstellung,einer antistatischen Teppichfaser

A k ζ ο GmbH Wuppertal

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer antistatischen Teppichfaser durch Zugabe eines geringen Anteils elektrisch leitfähiger Fasern zu den aus einem synthetischen linearen Polymeren bestehenden, den Pol bildenden Fasern.

Seit langem wird zur Herstellung von Teppichen, insbesondere von sogenannter Auslegeware, vor allem für den Pol, d.h. für die die Teppichoberfläche bildenden Fasern, ein Fadenmaterial verwendet, das- in der Regel wegen seiner hohen Abriebfestigkeit und Elastizität aus einem synthetischen hochpolymeren Material, beispielsweise Nylon 6

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oder Nylon 6.6, besteht. Diese Polfasern haben sich auch in Bezug auf Standfestigkeit, Abriebfestigkeit und Farbechtheit, usw., gut bewährt, sie zeigen jedoch einen wesentlichen Nachteil: Wegen ihres hohen elektrischen Widerstandes laden sie sich beim Begehen elektrostatisch auf.

Da dies den Gebrauchswert erheblich herabsetzt, wird seit geraumer Zeit versucht, eine Teppichfaser zu erzeugen, deren elektrischer Widerstand gering genug ist, um die entstehenden elektrischen Spannungen auf einen Wert zu begrenzen, der nicht mehr unangenehm in Erscheinung tritt; im allgemeinen wird diese Grenze mit ca. 2000 V angegeben.

Hierzu wurden nun verschiedene Wege beschritten. So wurden beispielsweise endlose dünne Metalldrähte im Bereich von etwa 8 bis 15 ma Durchmesser, sogenannte Rußfäden, d.h. Fäden, die aus einem Gemsich von Ruß und einem aus der Schmelze spinnbaren Polymeren bestehen, Bikomponentenfaden mit einer Ruß enthaltenden Komponente und dergleichen mehr als Endlosfäden dem zu schneidenden Fadenkabel beigemischt, so daß die in der Faserschneide erzeugten Stapelfaserbündel jeweils einen entsprechenden Anteil elektrisch leitfähiger Faseranteile enthielten.

Insbesondere bei der Verwendung von Metalldrähten oder Rußfäden stellte die Farbe der Beimengungen vor allem dann einen erheblichen Störfaktor dar, wenn bei der Einfärbung der Teppichfasern helle Farben benutzt wurden. Diesem Nachteil versuchte man zum Teil dadurch zu begegnen, daß man Bikomponentenfaden in Form von Kern-Mantel-Fäden beigab, bei welchen der elektrisch leitende Kern von einem Mantel mit verhältnismäßig hohem Zusatz an Mattierungsmittel^ beispielsweise Titandioxid, eingehüllt war, um

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das Durchschlagen der dunklen Kernfärbung nach Möglichkeit zu dämpfen. Diese Lösung zeigte zwar sowohl im Bezug auf die Ableitung statischer Elektrizität als auch in Bezug auf ihre Sichtbarkeit eine recht günstige Wirkung, der erforderliche Aufwand für die Herstellung solcher Fäden war jedoch so erheblich, daß er die technische Nutzbarkeit sehr stark einschränkte. Als wesentlich einfacher und auch preiswerter mußte demgegenüber nach wie vor die Beimischung einfacher, in genügendem Umfang elektrisch leitender Fasern, beispielsweise Kohlenstoffaser betrachtet werden.

Technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es danach, ein Verfahren zur Beimischung elektrisch leitender Fasern zu einem vorzugsweise als Pol für eine Teppich-Auslegeware verwendbaren Teppichfasermaterial derart, daß die im allgemeinen als Grenzwert für eine funktionsfähige antistatische Teppichausrüstung geltende elektrostatische Aufladung von 2000 V bei 30% relativer Feuchte nicht überschritten v/erden, wobei gleichzeitig die Sichtbarkeit der beigemischten elektrisch leitenden Fasern so gering wie möglich gehalten sind, bereitzustellen.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß eine Beimischung elektrisch leitender Fasern, auch Kohlenstofffasern, möglich ist, wobei deren färberische Wirkung ebensowenig schlechter ist als die der vorbeschriebenen Kernmantelfaser wie die Wirkung bezüglich der Ableitung statischer Elektrizität. Daß die wesentlich einfachere Herstellungsmöglichkeit so einen erheblichen technischen Vorteil ergibt, leigt auf der Hand.

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Die Aufgabe wird danach erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Polfaser zunächst in der Faserschneide aus einem Fadenkabel üblicher Art erzeugt und zwischen dem Schneidvorgang und dem Sammeln der geschnittenen Polfaser die in einem getrennten Arbeitsgang geschnittenen und in Einzelfasern aufgelösten elektrisch leitende Fasern in geringer Menge zugemischt werden. Die zugemischte Menge elektrisch leitender Fasern liegt dabei vorzugsweise zwischen ca. 0,05 und 1%. Vorteilhaft sind sowohl Faserlänge als auch Titer bei Pol und elektrisch leitender Faser unterschiedlich, wobei sowohl Titer als auch Schnittlänge der elektrisch leitenden Faser kleiner sind als die entsprechenden Werte für die Polfaser. Dabei haben sich für die elektrisch leitende Faser Titer zwischen etwa 2 und 10 dtex und Längen zwischen ca. 40 und 80 mm bei entsprechenden Werten für die Polfaser von ca. 5 bis 20 dtex und Längen zwischen etwa 120 und 200 mm besonders bewährt. Allgemein sind Werte von weniger als 2, beispielsweise 0,5 und mehr als 10 dtex bis zu ca. 20 dtex bzw. von etwa 25 mm bis zu 160 mm Länge für die elektrisch leitende und von ca. 2 bis 30 dtex bei Längen zwischen etwa 80 und 250 mm für die Polfaser möglich.

Während die Polfaser grundsätzlich eine Kräuselung, in der Regel eine Stauchkräuselung oder Zahnradkräuselung oder dergleichen, aufweist, wobei die Bogenzahl etwa zwischen 60 und 220 Bogen je 100 mm betragen kann, kann die elektrisch leitende Faser sowohl als glatte als auch als gekräuselte Faser zugemischt werden. Die Zumischung glatter elektrisch leitender Fasern geschieht aber zweckmäßig nur dann, wenn sie, beispielsweise eine Kohlenstofffaser einen sehr hohen Schrumpf aufweist, der etwa in

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einem Bereich von 8 bis 12% Kochschrumpf liegen kann. Dieser bewirkt dann, daß beim Färben der fertigen Teppichware die im Pol befindlichen elektrisch leitfähigen Fasern wesentlich stärker als die Polfasern schrumpfen und dadurch in verhältnismäßig großem Umfange aus dem Sichtbarkeitsbereich verschwinden.

Die elektrisch leitende Faser kann ebenfalls als texturierte Faser beigegeben werden, was den Vorteil hat, daß die'Auflösewilligkeit und damit die Möglichkeit zur gleichmäßigen Verteilung im Teppich verbessert wird. Dabei ist die Art der Texturierung nicht von erheblicher Bedeutung. So kann beispielsweise ebenso die Stauch- oder Zahnradkräuselung wie etwa die Texturierung mit Hilfe von Friktionsfalschdralleinrichtungen angewandt werden.

Erfindungsgemäß erfolgt die Aufbereitung und Beimischung der elektrisch leitenden Faser derart, daß die elektrisch leitende Faser als Fadenkabel oder Fadenband vorgelegt wird, wobei vorteilhaft das Bandgewicht etwa zwischen 3 und 6 g pro Meter liegen kann. Es kann sowohl zu 100% aus elektrisch leitender Faser als auch aus einer Mischung von beispielsv/eise 30 bis 50% elektrisch leitender Faser und 10 bis 50-j nicht leitender Polyamidfaser oder einer anderen ₍ Faser etwa vergleichbaren Titers bestehen, die gemeinsam geschnitten werden. Das Faser- oder Kardenband, das entweder zu LOO" oder zu mindestens 30"s elektrisch leitende Fasern enthält, v/eist bei der Zumischung in gekräuselter Faserform vorzugsweise eine Kräuselung von ca. 20 bis 80 Kräuselbögen pro 100 mm auf. Als besonders wirkungsvoll hat sich eine Beimischungsart der elektrisch leitenden Faser erwiesen, bei welcher die elektrisch leitfähigen

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Fasern auf eine Länge von etwa 1/4 bis 1/2 der Polfaserlänge geschnitten, mittels einer an sich bekannten, beim Öffnen von Faserlunten beim Rotorspinnen gebräuchlichen Auflösewalze aufgelöst und pneumatisch in den Polfaserstrom hinter der Faserschneide geführt wird.

In einer besonderen Ausgestaltungsforin der Erfindung wird die Beimengung elektrisch leitender Fasern zu den Polfasern kombiniert mit der antistatischen Ausrüstung des Teppichrückens durch ein geeignetes, an sich bekanntes Mittel. Es hat sich gezeigt, daß dabei selbst bei einem so geringen Anteil an elektrisch leitfähigen Fasern wie etwa 0,05% der als zulässig betrachtete Wert von 2000 Volt bei 30% Luftfeuchtigkeit nicht überschritten wird. Erfindungsgemäß bewegt sich demnach die Menge der Beimischung an elektrisch leitfähigen Fasern etwa im Bereich von 0,05 bis etwa 2%, wobei der Prozentsatz mit feiner werdendem Titer und kleiner werdender Faserlänge ebenfalls kleiner werden kann. Dabei gilt, daß im Rahmen der angegebenen Grenzen mit feiner werdendem Titer und kleiner werdender Faserlänge bei gleichbleibendem gewichtsmäßigen Anteil der elektrisch leitenden Fasern die Ableitung der statischen Elektrizität verbessert und die Sichtbarkeit bei hellen Farben verringert wird.

Anhand des buiyugebenen Schemas wird die Erfindung kurz erläutert. Der Faserschneide 1, 2 wird das Kabel 3 für die Polfaser mit Hilfe einer Zuführvorrichtung 4 zugeführt und in der Schneide zu Stapelfasern 5 zerschnitten.

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Getrennt hiervon wird das ganz oder teilweise aus elektrisch leitenden Fasern bestehende Faserband 12 in einem Behälter 13 vorgelegt. Das Kabel wird in einer Schneide zerschnitten und anschließend durch die Auflösewalze 10 in Einzelfasern aufgelöst. Diese werden von einer pneumatischen Transporteinrichtung 9 durch eine Zufuhrleitung 8 in den Polfaserstrom 5 gefördert. Sie treten dort durch eine Düse 7 als lose Fasern 14 aus und vermischen sich mit den aus der Faserschneide 1, 2 austretenden Polfasern

Unter elektrisch leitenden Fasern sind alle Fasern zu verstehen, die im Stand der Technik als elektrisch leitend beschrieben sind, beispielsweise Metall-, insbesondere Stahlfasern, reine Kohlenstoffasern, Fasern aus einem spinnbaren Polymeren mit einer Beimischung von ca, 25% bis ca. 60% und mehr, abhängig von der Verspinnbarkeitsgrenze, an Ruß oder anderen eine genügende Leitfähigkeit erzeugenden Stoffen, aber auch aus elektrisch leitenden Chemiefasern hergestellte Fasern.

Der Ausdruck Polfaser ist in der Teppichherstellung allgemein geläufig und bezeichnet das in das Rückenmaterial, beispielsweise durch Tuften, ausgearbeitete, die genutzte Oberfläche bildende Fasermaterial.

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Claims

A3GW31881 | Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer antistatischen Teppichfaser durch Zugabe eines geringen Anteils elektrisch leitfähiger Fasern zu den aus einem synthetischen linearen Polymeren bestehenden/ den Pol bildenden Fasern, dadurch gekennzeichnet, daß die Polfasern zunächst in der Faserschneide aus einem Fadenkabel üblicher Art erzeugt und zwischen dem Schneidvorgang und dem Sammeln der geschnittenen Polfasern die in einem getrennten Arbeitsgang geschnittenen und in Einzelfasern aufgelösten elektrisch leitenden Fasern in geringer Menge zugemischt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der elektrisch leitenden Fasern ca. 0,05 bis 2 Gewichtsprozent beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Faserlänge und Titer bei Polfasern und elektrisch leitenden Fasern unterschiedlich sind, wobei sowohl Titer als auch Schnittlänge der elektrisch leitenden Fasern kleiner sind als die entsprechenden Werte für die Polfasern.

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4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß elektrisch leitende Fasern mit einem Titer von etwa 0,5 bis 20 dtex und einer Länge von ca. 2 5 mm bis 160 mm den Polfasern beigemischt werden, die ihrerseits Titer zwischen etwa 2 und 30 dtex und Längen zwischen ca. 80 und 250 mm aufweisen.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß elektrisch leitende Fasern von etwa 2 bis 10 dtex und ca. 40 bis 80 mm Länge verwendet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Polfasern verwendet werden, die einen Titer zwischen ca. 5 und 20 dtex und eine Länge zwischen ca. 120 und 200 mm aufweisen.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Polfaser eine Kräuselung von ca. 60 bis 220 Bögen je 100 mm aufweist.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Faser glatt ist und ein hohes Schrumpfvermögen im Bereich von mindestens 8 bis 12% aufweist.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Faser gekräuselt ist und etwa 15 bis 100 Krauselbögen je 100 mm aufweist.

10.Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Fasern aus einem dünnen Fadenband mit einem Bandgewicht von ca. 2 bis 10 g je

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Meter geschnitten, zu Einzelfasern aufgelöst und als solche dem Polfaserstrom hinter der Polfaserschneide zugeführt werden.

11.Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Faser eine 100%ige Kohlenstofffaser ist.

12.Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Faser eine Metallfaser ist.

13.Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stahlfaser mit einem Durchmesser zwischen ca. 8 und ca. 15 pn als elektrisch leitende Faser verwandt wird.

14.Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Faser aus einem spinnbaren Polymeren mit einer Beimischung von ca. 25% bis ca. 60%, begrenzt durch die Verspxnnbarkeit, leitender Substanz in pulverisierter Form hergestellt ist.

15.Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitende Fadenband zu ca. 30% bis 100% elektrisch leitende Fasern und 0 bis ca. 70% nicht leitende Fasern enthält.

16.Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht leitende Faserbeimischung aus einem Polyamid besteht.

17.Verfahren nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die auf eine Länge von etwa ein Halb bis ein Viertel

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der Polfaserlänge geschnittene elektrisch leitende Faser zu einzelnen Fasern geöffnet und pneumatisch in den Polfaserstrom hinter der Polfaserschneide gefördert wird.

18. Verfahren zur Herstellung einer antistatisch gemachten Teppichware aus gemäß Verfahren nach Anspruch 1 bis 17 hergestellten Teppichfasergemischen, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Einarbeitung des Pols in den Teppichrücken dieser mit einer antistatisch wirkenden Beschichtung mit einem an sich bekannten Mittel versehen wird.

19. Antistatische Teppichfaser, dadurch gekennzeichnet, daß sie ca. 0,05 bis 2 Gewichtsprozent elektrisch leitende Fasern enthält, deren Einzeltiter 25 bis 80% des elektrisch nicht leitenden PoIfasertiters und deren Länge 20 bis 75% der Polfaserlänge beträgt.

20. Antistatische Teppichfaser, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteil der elektrisch leitenden Fasern 0,1 bis 1,0 % beträgt.

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