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Antistatische Geflechte und Gegenstände, welche
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diese Geflechte enthalten Die Erfindung bezieht sich auf antistatische
Geflechte oder Fadengelege und auf antistatische platten- oder blatt-oder schichtförmige
Gegenstände - im besonderen Textilstoffe -, worin eines oder mehrere dieser Geflechte
eingearbeitet sind.
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Der Bedarf an antistatischen Mitteln hat sich besonders seit der
Durchsetzung der Kunststoffe, vor allem der synthetischen Textilien, ergeben. Manche
synthetischen Stoffe haben den Nachteil, sich durch Reibung elektrostatisch aufzuladen.
Wenn diese Stoffe dann mit einer Erdleitung in Berührung kommen, tritt eine plötzliche
Entladung auf, die sogar mit Funken verbunden sein kann. Diese Art von Entladungen
soll um
jeden Preis in Umgebungen, in denen sich explosive Flüssigkeiten
oder Gase befinden, konkret z. B. in Filtertüchern oder bei Kunststoffbehältern
auf Tankwagen für gasförmige bzw. flüssige Brennstoffe vermieden werden, die sich
durch Reibung mit der Luft während der Beförderung elektrostatisch aufladen können.
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Auch Arbeitskleidung, die z. B. bei der Gewinnung, Raffination und
Behandlung entzündlicher Gas- und Petroleumerzeugnisse verwendet wird, soll aus
Sicherheitserwägungen antistatisch sein.
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Bei synthetischen Bodenbelägen wird ebenfalls die Anwesenheit elektrostatischer
Aufladungen als unangenehm empfunden, da die Person, welche den Bodenbelag betritt,
dann als Leiter fungiert und so die elektrische Schlagentladung selbst erleidet,
wenn sie z. B. eine Türklinke aus Metall berührt.
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Es sind schon zahlreiche Verfahren bekannt, um diese synthetischen
Gegenstände antistatisch zu machen; meistens beruhen sie auf dem Einbringen bzw.
Aufbringen elektrisch leitender Stoffe in irgendeiner Form auf bzw. in das synthetische
Material. Es werden z. B. leitende Pulver, Fasern oder Farbstoffe verwendet. Bei
Textilgeweben können antistatische Garne mitgewebt werden, usw.
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Es ist unter anderem auch bekannt, Polstoffe bzw. Nadelfilz antistatisch
zu machen, indem elektrisch leitende Fasern, z. B. Metallfasern in die Polgarne
bzw. in das zu vernadelnde Faservlies eingebracht werden. Die Polschicht oder die
Nadelfilzschicht kann darauf mit einem wohl oder nicht elektrisch leitenden Latexrücken
zur Erlangung eines antistatischen Teppichs bekleidet sein.
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Auch wurden schon Versuche unternommen, um einen antistatischen Bodenbelag
herzustellen, ohne antistatische Garne in die Polschicht einzuarbeiten. In diesem
Fall wird dann meistens ein elektrisch leitender Latexrücken angebracht. Man hat
aber erfahren, daß die antistatische Wirkung der Latexschicht durch Alterung (Austrocknen)
zurückgeht; auch die Haftung der leitenden Latexzusammensetzung an den Polfasern
ist oft niedriger als die von nichtleitendem Latex.
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Schließlich hat man versucht, Teppichen antistatische Eigenschaften
zu verleihen, indem in den primären Teppichrücken ein elektrisch leitendes Material,
z. B. Metallfasern, eingebracht wurde. Die Polschicht, die in diesem primären Rücken
z. B. durch Tuften befestigt ist, umfaßt dann meistens keine leitenden Fasern, und
auch der sekundäre Latexrücken, der an der Unterseite des Primärrückens angebracht
ist, braucht dann keine elektrisch leitende Substanz zu enthalten.
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Das Einbringen elektrisch leitenden Materials in den primären Teppichrücken
ist oft umständlich und bei den verschiedenen üblichen Typen primärer Teppichrücken,
seien es synthetische Bändchengewebe, Jutegewebe oder gebundene Faservliese, nicht
immer einheitlich anzuwenden.
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Zusammenfassend kann also vorausgesetzt werden, daß antistatische
Mittel, die spezifisch geeignet und an eine bestimmte Anwendung bzw. einen bestimmten
Gegenstand angepaßt sind, zwar bestehen, daß aber ein universell anwendbares, antistatisches,
für einen willkürlichen platten- oder blattförmigen Gegenstand geeignetes Mittel
noch nicht bekannt ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches antistatisches
Geflecht zu entwickeln, das universell anwendbar
ist, um in platten-
oder blattförmige Gegenstände mit dem Zweck eingearbeitet zu werden, diesen antistatische
Eigenschaften zu verleihen.
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Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein
antistatisches Geflecht, mit dem Kennzeichen, daß es sich kreuzende, antistatische,
fadenförmige Elemente enthält, wobei die Maschengröße zwischen den antistati-2 2
schen Elementen im Geflecht zwischen 0,5 cm und 10 cm liegt.
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Die sich kreuzenden antistatischen Garne bzw. Garnsysteme sind untereinander
durch Weben, Flechten, Knüpfen, Stricken oder anders verbunden. Um dem Geflecht
einige dimensionelle Stabilität zu verleihen, wird man die Kreuzungspunkte der antistatischen,
fadenförmigen Elemente vorzugsweise durch Leim festlegen; ein leitfähiger Leim ist
dazu besonders geeignet.
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Eine zweckmäßige Form des Geflechts ist ein grobmaschiges Gewebe,
bei dem die Kreuzungspunkte von Kette und Schuß mit Hilfe eines Leimes verbunden
sind. Eine besonders vorteilhafte Form des Geflechts umfaßt aber mehrere sich kreuzende
Garnsysteme: z. B. eine Reihe Kettfäden und zwei Reihen Schußfäden, die jede einen
Winkel von nahezu 600 mit der Kette und auch untereinander einen Winkel von etwa
600 bilden. Auf diese Weise bekommt man Zonen im Geflecht, hiernach Knüpf zonen
genannt, in denen wenigstens drei fadenförmige Elemente in verschiedener Richtung
zusammenlaufen. In diesen Zonen ist also eine verhältnismäßig höhere Konzentration
an elektrisch leitendem Material als außerhalb derselben anwesend, und dies fördert
die Streuung und Ableitung elektrostatischer Aufladungen. Es ist bekannt, daß die
Neutralisierung
der elektrostatischen Aufladung vorwiegend durch
Induktion und Korona-Entladung und nicht so sehr durch elektrische Leitung stattfindet.
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Es wurde beobachtet, daß ein Faservlies mit einer bestimmten Menge
je Oberflächeneinheit gleichmäßig hierin verteilter elektrisch leitender Fasern
eine weniger zweckmäßige antistatische Wirkung als ein Geflecht nach der Erfindung
hat, in dem die gleiche Menge leitender Fasern je Oberflächeneinheit in sich kreuzenden
linienförmigen Zonen konzentriert ist.
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Die gegenseitigen Abstände zwischen den Knüpf zonen liegen vorzugsweise
zwischen 1 cm und 7 cm. Die kleinsten Geflechtsmaschen befinden sich in dieser Konstruktion
in und um die Knüpf zonen, die vorzugsweise unter regelmäßigen Abständen im Geflecht
liegen. Es wurde nun gefunden, daß die Oberfläche der größten Maschen und ihre Anzahl
im Geflecht nicht oberhalb einer kritischen Grenze zunehmen dürfen: höch-2 stens
25 % der Maschen dürfen größer als 3 cm sein.
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Um eine effektive antistatische Wirkung zu gewährleisten, wurde festgestellt,
daß die fadenförmigen Elemente wenigstens 5 Gew.% an elektrisch leitenden Fasern
enthalten müssen. Vorzugsweise wird aber der Gehalt an elektrisch leitenden Fasern
unterhalb des Wertes liegen, bei dem die fadenförmigen Elemente einen kontinuierlichen
elektrischen Leiter bilden würden.
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Metallfasern, z. B. rostfreie Stahlfasern mit einem Durch messer
unter 25 um haben sich als leitendes Material in dünnen
Mischgarnen
als besonders geeignet erwiesen. Der Metallfasergehalt beträgt vorzugsweise zwischen
ungefähr 10 % und ungefähr 20 % in den Mischgarnen, welche die fadenförmigen Elemente
im Geflecht bilden.
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An sich bekannte Textilfasern mit metallisierter Oberfläche oder
elektrisch leitendem Belag kommen ebenfalls in Betracht, wie auch die bekannten
antistatischen Kunststofffasern, die z. B. in ihrem Kern eine elektrisch leitende
Substanz enthalten.
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Das Geflecht nach der Erfindung läßt sich prinzipiell in jeden platten-
oder blattförmigen Gegenstand einarbeiten, der antistatische Eigenschaften besitzen
muß. Es kann z. B. mit Kunststoffolien oder -platten vereinigt werden, die selbst
eventuell aus verstärkten Kunststoffen bestehen, oder das Geflecht kann in geschichteten
Strukturen zwischen die verschiedenen Schichten, vorzugsweise verhältnismäßig nahe
der Gegenstandsoberfläche, eingebracht werden. Auf diese Weise können z. B. Kunstleder
und z. B. auch Kunststoffwände oder -rohre antistatisch gemacht werden.
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Das Geflecht kann ebenfalls mit Papierblättern z. B.
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aus Kunststoffpapier, entweder durch Einbringung auf der Papiermaschine
oder durch Aufkleben hinterher vereinigt werden. Auch kann es mit einem Textilvlies
verbunden werden.
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Eine bedeutende Anwendung stellt das Einbringen von wenigstens einem
anti statischen Geflecht in Textilstoffe dar, die wenigstens eine Textilschicht
aufweisen, wobei das Geflecht mit dieser Schicht verbunden wird. Das Geflecht kann
auf die Textilschicht geklebt werden. Es kann auch durch Nadelstiche mit einem Faservlies
verbunden werden.
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Die Erfindung wird anhand eines einen Polstoff betreffenden Ausführungsbeispiels
unter Hinweis auf die Zeichnung erläutert, wobei die Vorteile der Erfindung deutlich
werden; es zeigen: Fig. 1 eine Vorzugsausführung des Geflechts nach der Erfindung;
Fig. 2 ein alternatives Geflecht; und Fig. 3 in Perspektive einen Polteppich, in
den das antistatische Geflecht nach der Erfindung eingearbeitet worden ist.
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Das in Fig. 1 dargestellte Geflecht umfaßt fadenförmige Kettelemente
1 und zwei sich kreuzende Reihen fadenförmiger Schußelemente 2 bzw. 3. Das auf diese
Weise zusammengesetzte Geflecht weist Knüpfzonen 4 auf, in denen drei fadenförmige
Elemente 1, 2, 3 in verschiedener Richtung zusammenlaufen. Solche Geflechte können
durch Weben dem "Bafa #-Fadengelege" ähnlich zusammengesetzt werden, worauf die
Kreuzungspunkte durch Verleimung festgelegt werden. ("Bafa" ist ein eingetragenes
Warenzeichen der deutschen Firma Bafatex Bellingroth KG Wipperfürth).
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Das alternative Geflecht nach Fig. 2 umfaßt Paare von Kettfäden 1
bzw. Schußfäden 2, die gegenseitig in ihren Kreuzungspunkten Knüpfzonen 4 bilden,
wo vier Garne zusammenlaufen. Die Oberfläche der größten Maschen 5 muß unterhalb
2 10 cm bleiben.
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Wie Fig. 8 zeigt, weist ein Polteppich nach der Irfindung eine nicht
elektrisch leitende Basis-Latexschicht 6
(Sekundärrückenschicht)
auf, worauf der Primärrücken, z.
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B. ein Faservlies 7, angebracht ist. An diesem Primärrücken 7 ist
ein antistatisches Geflecht 8 nach der Erfindung angebracht, und die Polfaserschicht
9 ist z. B. durch Tuften im Primärrücken 7 befestigt. Die Unterseite der Polfasern,
die nach unten aus dem Primärrücken 7 herausragen, sind selbstverständlich auch
in der Latexschicht 6 verankert.
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Beispiel Ein Schlingenpolteppich mit 100 % Polyamid-Polgarnen wurde
durch Tuften in einem Polypropenbändchengewebe als Primärrücken hergestellt. An
der Polseite des Primärrückens wurde während des Tuftens ein Geflecht nach Fig.
1 angebracht, das antistatische Mischgärnchen mit einer metrischen Nummer 50 aus
80 % Polyesterfasern und 20 % rostfreien Stahlfasern mit einem Durchmesser von 8
/um enthielt.
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Das Geflecht war zuvor mit Hilfe eines elektrisch leitenden Polyvinylalkoholleims
behandelt worden, um die Knotenpunkte zu festigen. Der Abstand zwischen den Kettfäden
war 1 cm, und die zwei Reihen Schußfäden bildeten gegenseitig und auch mit den Kettfäden
einen Winkel von nahezu 600. Der Abstand zwischen jedem Paar gleichlaufender Schußfäden
war nahezu 4 cm, so daß das Geflecht per Quadratmeter Teppichoberfläche ungefähr
150 m des antistatischen Garnes enthielt.
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Die Unterseite des Teppichs wurde auf übliche Weise mit einem nichtleitenden
Latex versehen.
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Bei Begehungsversuchen (DIN 54345) bei 22 OC und einer relativen
Feuchtigkeit von 25 % fand man für einen Teppich ohne Geflecht eine Aufladung bis
etwa 15 000 Volt. Teppichmuster, in die das oben beschriebene Geflecht eingearbeitet
war,
zeigten Begehungsversuchs-Aufladungswerte, die bis ungefähr 2 500 V sanken, was
ein annehmbarer Wert für antistatische Teppiche ist.
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Die Menge antistatischer Garne, die pro Quadratmeter Teppichoberfläche
nach der Erfindung eingebracht wurde, liegt niedriger als die, welche bei den früheren
Verfahren stets erforderlich war, um den gleichen Begehungsversuchs-Aufladungswert
von 2 500 V zu bekommen.
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Selbstverständlich kann ein anti statisches Geflecht auch unter den
Primärrücken bzw. unter und über den Primärrücken eingebracht werden. Bei einem
geklebten Polfaserstoff kann das Geflecht zusammen mit dem Grundgewebe und der Leimschicht
an der Polfaserschicht angebracht werden.
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Bei Nadelfilzteppich kann es in die Fasermasse mit vernadelt oder
zwischen die Faserschicht und den Latexrücken eingefügt werden.
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Antistatische Filtertücher stellen ebenfalls eine wichtige Anwendung
der Erfindung dar. Wenn Filtertücher, z. B.
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für Gasfiltrierung, aus synthetischen Faservliesen bestehen, wird
die Einwirkung eines Geflechts während der Vliesfestigung (z. B. durch Nadelstiche)
geeignet sein.
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