DE3125266A1 - "textilien mit verbesserten leitenden eigenschaften und verfahren zu ihrer herstellung" - Google Patents
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Description
DT 4031
RHONE-POULENC-TEXTILE, Paris, Frankreich
Textilien mit verbesserten leitenden Eigenschaften und Verfahren zu ihrer Herstellung
Beschreibung
Die· Erfindung betrifft Textilien mit verbesserten leitenden
Eigenschaften und ihre Herstellung.
Um die Phänomene statischer Elektrizität in Textilerzeugnissen, wie Boden- oder Mauerüberzügen oder Kleidungsstücken,
zu unterdrücken, wird in natürlicherweise isolierende. Fäden oder Fasern, welche für die Erzeugung.dieser Artikel
verwendet werden, eine variable Menge elektrizitätsleitender Fäden einverleibt.
In der FR-PS 2 181 482 ist ein Fixierungsverfahren für Metallverbindungen
auf Textilerzeugnissen aus synthetischen Polymeren beansprucht, gemäß dem diese· Erzeugnisse der Einwirkung
von Schwefelwasserstoff unter Druck oder derjenigen einer wäßrigen Lösung einer Schwefelverbindung mit einem
312526e
reaktiven Schwefelatom und anschließend der Einwirkung einer
wäßrigen Lösung eines Metallsalzes, vorzugsweise eines Kupfersalzes, unterworfen werden. In dem Zusatz 2 264 892
zu dem oben erwähnten französischen Patent ist eine Verbesserung des obigen Verfahrens vorgesehen, gemäß dem die Behandlung mit dem Kupfersalz in Gegenwart eines Quellmittels
für das behandelte Material, vorzugsweise eines Polyphenols, bewirkt wird.
Dieses Verfahren ergab gute industrielle Resultate, jedoch wurde festgestellt, daß die behandelten'Fäden und Fasern
in feuchter Atmosphäre und in Gegenwart von Luft bei der Lagerung oder der Verwendung nicht vollständig zufriedenstellend
waren und ihr elektrischer Widerstand sich mit der Zeit erhöht, bis die behandelten Produkte nicht mehr ihre Rolle
als Leiter erfüllten. Im übrigen werden die behandelten Fäden und Fasern im Verlauf ihrer Umwandlung mechanischen Beanspruchungen
unterworfen, wobei Reibungen zu Brüchen auf der Oberfläche der Metallsalzablagerung führen. Andere Ursachen '
der potentiellen Verminderung ihrer Leitfähigkeitseigenschaften sind Behandlungen, wie Reinigung, Waschen usw., denen
die fertiggestellten Erzeugnisse, welche diese Fäden und Fasern enthalten, unterworfen werden.
Um diesen Abbau zu studieren, prüft man das Phänomen, das
sich während der Behandlung der Fäden und Fasern mit den Metallsalzen nach den Verfahren gemäß obigen Patenten ergibt$
die chemische Reaktion zwischen Schwefelwasserstoff und den Cu -Kationen, welche auf dem Textil fixiert sind, ergibt
einen Kupfersulfid-Niederschlag, dessen Zusammensetzung variiert zwischen derjenigen eines Cuprisulfids CuS, worin
Cu
das Atomverhältnis ■»— = 1 beträgt,und eines Cuprosulfids Cu9S,
Cu
worin das Atomverhältnis ^- = 2 ist, wobei das behandelte Produkt eine Färbung hat, welche von grüner Farbe für Cuprisulfid bis zu bronzener Farbe oder Violett/Bordeauxfeür das
worin das Atomverhältnis ^- = 2 ist, wobei das behandelte Produkt eine Färbung hat, welche von grüner Farbe für Cuprisulfid bis zu bronzener Farbe oder Violett/Bordeauxfeür das
-Gr :
Cuprosulfid variiert. Wenn man die Natur der Zusammensetzung
der Kupfersulfidschicht und seine Entwicklung mit der Zeit untersucht, so wurde festgestellt, daß es möglich war, ein
behandeltes Textilerzeugnis zu erhalten, das eine gute" Dauerhaftigkeit der gewünschten Leitfähigkeitseigenschaften aufwies.
.
ι ■
Die Erfindung betrifft daher Textilien, vorzugsweise Fäden und Fasern, auf Basis von synthetischen Polymeren mit dauerhaften,
leitenden Eigenschaften, welche dadurch gekennzeichnet sind, daß sie an der Oberfläche eine regelmäßige, kontinuierliche
Schicht aufweisen, die aus mindestens 3% fixiertem Kupfersulfid besteht, dessen Zusammensetzung derart ist,
Cu
daß das Atomverhältnis ^r= zwischen 1,5 und 2; vorzugsweise
daß das Atomverhältnis ^r= zwischen 1,5 und 2; vorzugsweise
R oberhalb 1,7, liegt,und daß dessen Verhältnis ^- zwischen 1
und 10 beträgt, wobei R der elektrische Widerstand nach 400 Stunden Alterung in einer auf 70% relativer Feuchtigkeit
und 600C Temperatur gehaltenen Atmosphäre ist und RQ der
Anfangswiderstand des behandelten Textils ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Erzeugung von Textilien,
vorzugsweise Fäden und Fasern, mit verbesserten leitenden Eigenschaften, wie oben definiert, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß man nach der Behandlung mit Schwefelwasserstoff und mit einem Metallsalz, gegebenenfalls in Gegenwart eines
Quellmittels bzw. Treibmittels, eine Nachbehandlung in Anwesenheit
mindestens eines Reduktionsmittels bewirkt.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein anderes Verfahren zur Erzeugung von Textilien, vorzugsweise Fäden und
Fasern, mit verbesserten leitenden Eigenschaften, wie oben definiert, das'dadurch gekennzeichnet ist, daß man nach der
Behandlung mit Schwefelwasserstoff eine Behandlung mit einem Metallsalz und gegebenenfalls mit einem Quellmittel .
für das Textil in Gegenwart von mindestens einem Reduktionsmittel und von Kupferkationen bewirkt. Dielsynthe-
tiscnen Textilien, vorzugsweise in Form von Fädern und Fasern,
sind aus Polymerem auf Basis von Polyamid, wie PoIyhexamethylen-adipamid,
Polyester, wie Äthylenglykol-polyterephthalat,
Aramiden, wie Polyamidimid oder aromatisches Polyamid; man kann auch Copolymere und Mischungen von Polymeren
verwenden; die extrudierten Textilien können in Form von Bikomponentenstrukturen, Seite an Seite oder K<=rn/.Hülle
seift; ·
Bei der Untersuchung der Alterung der Fäden und Fasern, die nach den Verfahren der oben erwähnten Patente behandelt
wurden, konnte festgestellt werden, daß die Erzeugnisse, die ein gutes Verhalten beim Altern aufweisen, diejenigen sind,
Cu
deren Atomverhältnis ^r= sich möglichst der Cuprosulfid-
deren Atomverhältnis ^r= sich möglichst der Cuprosulfid-
Cu
Struktur nähert, d.h. solche, deren Atomverhältnis w~ zwischen
1 ,5 und 2, vorzugsweise über 1,7, liegt. Je mehr es sich 2 nähert, umso mehr stellt man eine Erhöhung des Widerstandes beim Altern und die Dauerhaftigkeit der leitenden .
Eigenschaften fest, was überraschend ist, denn es ist bekannt, daß Cuprosulfid ein schlechter Leiter ist, und es
wäre daher logisch, daß, je mehr man sich der Cuprosulfid-Struktur
nähert, sich die leitenden Eigenschaften umso weniger behaupten. Wenn man jedoch die Oxidation von Kupfersulfid
in Gegenwart von Luft beobachtet, so stellt man fest, daß Cuprisulfid CuS viel mehr oxidierbar ist als Cuprosulfid
CupS, demnach rascher zerstört wird im Hinblick auf die
Leitfähigkeit. '
Gemäß einem der beanspruchten Verfahren bewirkt man eine
Nachbehandlung in Gegenwart eines Reduktionsmittels; vorzugsweise verwendet man Ascorbinsäure oder Hydrazin. Die Ascorbinsäure
wird vorzugsweise in einer Menge zwischen 5 und 10 g/l
in saurem Milieu verwendet.
Das Hydrazin in Form des Hydrochlorids oder Hydrats soll vorzugsweise in Gegenwart von Kupfersalzen und in basischem
Milieu verwendet werden, damit der Reduktionseffekt wirksam
ist. Unter diesen Bedingungen sollte man die anionischen Ionen komplexieren, um die Ausfällung von Kupferhydroxid zu
vermeiden. Um dies zu bewerkstelligen, gibt man Weinsäure zu und stellt dann den pH-Wert mit Ammoniak auf 9 ein, dann
führt man das Hydrazinhydrat ein; man erhält unter diesen Bedingungen gute Ergebnisse.
Nach dem anderen beanspruchten Verfahren gibt man ein Reduktionsmittel
in das Metallsalz- und Quellmittel-Bad. Dieses Mittel sollte ein genügendes Reduktionspotential aufweisen,
um die Bildung von Cuprosulfid auf Kosten von Cuprisulfid zu begünstigen. Es soll die Kupfersalzlösung nicht destabilisieren.
Unter den Reduktionsmitteln verwendet man vorzugsweise zwischen 1 und 20 g/l Ascorbinsäure in saurem Milieu
bei einem pH-Wert zwischen 1 und 5» den man gegebenenfalls mit Natriumhydroxid einstellen kann, welches in einer Menge
von 2 bis 30 g/l verwendet wird. Was das verwendete Quellmittel ' zur Verbesserung der Durchdringung und zur
Fixierung des Kupfersalzes auf dem behandelten Textil anbelangt, so verwendet man im allgemeinen Resorcin oder Brenzcatechin.
Es wurde gefunden, daß Triphenol (Pyrogallol) die Doppelrolle als Quellmittel für Polyamid und Reduktionsmittel zur Erleichterung
der Bildung von Cuprosulfid spielen kann. Man kann demnach einen Teil des üblichen Quellmittels (mindestens
5 g/l) durch eine äquivalente Menge Pyrogallol ersetzen. Die Gesamtmenge an Quellmittel soll mindestens gleich
50 g/l bleiben.
Die verschiedenen, angewandten Steuerungsmethoden sind die
folgenden: Zur Messung der Alterung oder der zeitlichen Entwicklung,
der leitenden Eigenschaften wendet man folgende Methode an:
31.25268
Eine behandelte Textilsträhne wird auf ein mittleres Gewicht
von 120+10 mg eingestellt. Die beiden äußeren Enden der Strähne werden mittels einer Klammer derart zwischen zwei
Kabelschuhen fixiert, daß eine Nutzlänge von 10 cm belassen wird. Jeder Kabelschuh wird dann auf einem Rahmen befestigt,
der dann in einer Klimakabine aufgestellt wird, die auf 6O0C und 70% relative Feuchtigkeit eingestellt ist. Die Werte
des elektrischen Widerstandes der Strähne dienen dazu, die Entwicklung der leitenden Eigenschaften mit der Zeit.auszuwerten.
Diese Messungen werden im Gleichstrom mit einer Kontrolleinrichtung DATA Präzision 935 durchgeführt. Eine einfache"
elektrische Schaltung ermöglicht die Messung jeder in der Klimakabine aufgestellten Strähne. Der Anfangswiderstand der
Strähne ist R 0hm; er wird bei Umgebungstemperatur gemessen.
Man mißt dann die verschiedenen Werte von R im Augenblick T
bei 600C und 70% relativer Feuchtigkeit. Vor der Messung
des Anfangswiderstands RQ der Strähne und der verschiedenen
Werte R wird die gemäß dem Verfahren behandelte Strähne mit
einer wäßrigen Lösung behandelt, welche mit Essigsäure versetzt und mit verdünntem Natriumhydroxid auf pH 4 eingestellt
ist, Badverhältnis 1/30, Behandlung während 1 Stunde in der Siedehitze, dann Spülen mit destilliertem Wasser und Trocknen
im belüfteten Trockenschrank bei 600C während 1 Stunde.
Die Messung erfolgt nach der elektrochemischen Methode. Die Bestimmung der Mischungen von Cuprisulfiden und Cuprosulfiden
nach elektrochemischen Methoden ist in der Literatur beschrieben
(MC.Brage, M.Lamache, D.Bauer,' Analusis, 1978, 6, 7,
S.284).
Die folgende Arbeitsweise wurde angewandt. Man stellt eine Elektrode her, indem man um eine Graphitplatte (60 χ 30 χ
10 mm), welche als Stromzufuhr dient, ein bekanntes Fasergewicht (P = 500 mg) aufwickelt.
3125268
Es werden Voltamperogramme in einem Milieu von 0,1N HClO^ durch
lineares Abtasten des Potentials (Spannung) ausgehend von dan Potential
(Spannung) mit Strom Null der Elektrode, erstellt. Auf einer ersten Probe mit dem Gewicht P. bewirkt man eine anodische
Abtastung. Es erscheint ein Peak entsprechend der elektrochemischen Reaktion:
. Cu2S » Cu2+ + CuS + 2 e~
deren Schicht CL*, ausgedrückt in Coulomb, die Berechnung
ermöglicht:
Q-I ΡΔ
Cu2S = 2^r x -^j Mol für 100 g Faser (oder· in %).
Cu2S = 2^r x -^j Mol für 100 g Faser (oder· in %).
An einer zweiten aliquoten Fasermenge mit dem Gewicht P bewirkt
man eine kathodische Abtastung. Es erscheinen zwei Peaks mit den Flächen Qp1 und Qn-* entsprechend den Reaktionen:
QC1: CuS + Cu2+ restlich + 2 e" ^ Cu2S
QC5: 2 CuS + 2 H+ + 2 e~ * Cu2S + H2S
Q P
mit CuS = 4 (-0T- + Qn^) χ «rS» Mol pro 100 g (oder in %).
jjr (-ψ- + QC3
Man leitet daraus folgende Rohformulierung ab:
[CuS] + 2[Cu2S] · CuxS mit χ =
In der beigefügten Fig. 1 sind die Kurven betreffend die elektrochemische Analyse einer Faser angegeben.
! Messung des elektrischen Widerstandes
~
Die Messung.erfolgt auf Fasern ohne Spannung; um dies zu bewerkstelligen,
verwendet man ein isoliertes, geerdetes Metallgehäuse mit den Abmessungen 30 χ 8 χ 8 cm, in dessen
Innerem eine fixe und eine bewegliche Klemme montiert sind, welche elektrisch isoliert sind, mit Ausnahme für die Anschlüsse
mit den äußeren Einrichtungen. Die bewegliche
Klemme kann auf einem Schraubengewinde aufsteigen und abwärtsgehen,
welches von einem Motor variabler Geschwindigkeit bedient wird. Zur Messung werden die Fasern zwischen
den Klemmen unter einer Spannung von 1 g/tex. fixiert. Das
; Ergebnis der Messung wird auf den Mittelwert von 20 Proben
für jede Faser gegeben. Man verwendet ein Vibrationselektrometer (Industrial Vibron Electrometer Model 33 C und eine.
Industrial Converter Unit B 33 C-2); die angewandte Spannung beträgt 9,7 Volt.
Widerstand nach Abrieb ■ · .
Der Abrieb wird mittels einer Vorrichtung gemessen,, welche
. das Reiben der Fasern auf einem stab ., aus. rostfreiem. Stahl
von 2 cm Durchmesser ermöglicht, dessen Oberfläche Satinj
glättung hat (Tital 9). Die Reibung wird auf'eine Länge von
j 13 cm Fasern mit einer Geschwindigkeit von 43 Durchgän-
gen/min bewirkt. Der Widerstand wird wie vorhin nach 1000
·' Reibungszyklen auf dem Stab gemessen.
Behandlung am ungefärbten Material (blanko gefärbt).
Der folgende Test wurde zur Behandlung des Textils angewandt,
das dem bekannten Verfahren und dem erfindungsgemäßen Verfahren unterworfen wurde. Er wird als Behandlung am blanko gefärbten
Material bezeichnet, da er ohne Anwendung von Farbstoff bewirkt wird, wobei zu beachten ist, daß die Fixierung
von Kupfersulfid eine Färbung des Textils hervorruft. Er ermöglicht die Prüfung der Stabilität dieser Färbung, demnach
die Stabilität des fixierten Kupfersalzes und infolgedessen die Aufrechterhaltung der leitenden Eigenschaften.
Die Textilien werden während 60 Minuten bie 1300C in 180 ml
einer Flüssigkeit behandelt, welche 0,64 g 30%ige Essigsäure
enthält. Das Gewichtsverhältnis des Textils zur Flüssigkeit ist 1;30. Nach der Behandlung wird das Textil während 40 Mi-
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-12-
nuten bei 700C gokühlt. Es wird dann vier Spülungen unterworfen,
wobei zwei in 1 1 kaltem Wasser, enthaltend 2 g Natriumhydroxid, und zwei in reinem Wasser erfolgen. Jede
• Spülung dauert 10 Minuten. Das' Textil wird dann 2 Minuten lang zum Schleudern zentrifugiert. Die chemische Beständigkeit
des Textils, wie Fäden oder Fasern, wird dann, wie oben beschrieben, gemessen.
Da die Anwendung von Lösungsmitteln bei der chemischen Reinigung der Textilien zur Verminderung ihrer leitenden Eigenschaften
führen kann, mißt man den Widerstand der Fasern ohne Spannung nach Eintauchen ohne Bewegen während einer
Woche bei Umgebungstemperatur in den drei folgenden Lösungsmitteln Benzol, Methanol, Perchloräthylen,
Man wendet die in der britischen Norm BS 4 923, 1973, beschriebene
Methode an, indem als Waschflüssigkeit eine wäßrige Lösung mit 0,05% Natriumdioctylsulfosuccinat, eine Waschtemperatur
von 400C, eine Dauer von 15 Minuten und dann drei Spülungen von 3 Minuten mit klarem Wasser bei Umgebungstemperatur
und leichtes Trocknen angewandt werden. Der Widerstand wird dann ohne Spannung, wie oben angegeben, gemessen.
Die gemäß vorliegender Erfindung behandelten Textilien weisen eine verbesserte Stabilität gegenüber Alterung,
Haushaltwäschen und chemischer Reinigung auf. Sie können allein oder im Gemisch mit nichtbehandelten Textilien verwendet
werden.
Die Verwendung erfolgt vorzugsweise in Form von behandelten Endlosfäden oder -fasern, welche mit nichtbehandelten Fäden,
Fasern oder' Gespinsten im Verhältnis 0,01 bis 5% vermischt
sind, so daß Ergebnisse erhalten werden, welche mit den gewünschten technischen und wirtschaftlichen Aspekten vertrag-
lieh sind, wobei auch ein höherer Prozentsatz angewandt werden
kann, jedoch ohne besonderes Interesse ist. Die gewebten, gewirkten und nichtgewebten Textilerzeugnisse,·
welche die erfindüngsgemäß behandelten Produkte enthalten,
sind hauptsächlich Boden- oder Mauerüberzüge, Bekleidungsartikel, Einrichtungs- bzw. Mobiliarerzeugnisse und Karrosserien;
ganz allgemein alle Textilartikel, bei denen leitende Eigenschaften erwünscht sind.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.
Herstellung einer Kontrollfaser nach dem in der FR-PS 2 181 482 beschriebenen Verfahren.
Ein Kabel aus Endlosfäden aus Polyhexamethylenadipamid mit
einem Fasertiter von 6,7 dtex wird in ein Reaktionsgefäß gegeben, das mit Schwefelwasserstoff unter einem Druck von
3,8 bar absolut und bei einer Temperatur von 20°C gehalten wird. Dieser Druck wird bei 3,8 bar durch kontinuierliche .
Gaszufuhr gehalten, wovon ein Teil nach und nach durch die Polyamidfaser absorbiert wird. Nach 45 min ist das Fasermaterial
mit Schwefelwasserstoff gesättigt.' Man imprägniert .es dann mit einer wäßrigen Lösung, welche 100 g/l kristallisiertes
Kupfersulfat und 55 g/l Metadiphenol (Resorcin) enthält, bei einer Temperatur von 550C. Nach30 min Imprägnieren
wird die Faser mit heißem Wasser von 700C und mit einer wäßrigen Lösung von 700C, welche 2 g/l Natriumhydroxid
enthält, gewaschen. Man wäscht schließlich mit reinem Wasser von '700C. Man erhält so eine Faser,· deren Umflache mit einer
Schicht von Kupfersulfid bedeckt ist.. Die Faser zeigt die folgenden Eigenschaften, welche nach den oben beschriebenen
Methoden gemessen wurden.
Farbe: grün;
chemische Zusammensetzung der Schicht: Gehalt an Cuprosulfat Cu2S = 2%, Gehalt an Cuprisulfat CuS = 1,34%,
was entspricht:
Kupfergehalt 2,5% .
.Schwefelgehalt 0,85%,
d.h. 3,35% fixiertes Kupfefsulfid,
d.h. 3,35% fixiertes Kupfefsulfid,
Atomverhältnis Cu/S = 1,46.;
mechanische Eigenschaften: Reißfestigkeit;= 4 g/dtex;
Bruchdehnung = 30 bis 35%;
elektrische Eigenschaften: chemischer Widerstand R = 8,5 x 10 Ohm/cm;
Untersuchung der Entwicklung der leitenden Eigenschaften
im Verlauf verschiedener Behandlungen: Man führt die Messungen des elektrischen Widerstandes an
20 Proben durch. Man gibt entweder den erhaltenen mittleren Wert an (im Falle, daß die Behandlung wenig Wirkung hat)
oder die minimalen und maximalen Werte, wenn die Ergebnisse sehr streuen:
Alterung ψ· = 4000 nach 200 h ·
° oo nach 400 h
pz
A A
nach Färbung: 5,2 χ 10^ 0hm/cm<R<1,8 χ 10 Ohm/cm
.nach Abrieb : 7,5 x 10* Ohm/cm <R <101 * Ohm/cm
nach Behandlung mit Lösungsmitteln:
Benzol R = 4,9 x 10* Ohm/cm Methanol = 5,7 χ 105 0hm/cm<R<1015 Ohm/cm
Perchloräthylen R = 1,6 χ 10 .Ohm/cm nach Haushaltwaschen bei 40°C
nach 5 Waschen R = 4 χ 10-3 Ohm/cm nach 10 Waschen R = 6 χ 10 Ohm/cm.
Beispiel 2
Erfindungsgemäße Behandlung
Erfindungsgemäße Behandlung
Das behandelte Kabel des Beispiels 1 nach Waschen und Trocknen, wird in ein Bad eingetaucht, welches enthält:
g/l Ascorbinsäure und 5 g/l Kupfersulfat (CuSO^.5H2O) bei
einer Temperatur von 200C. Nach 1/2 h Behandlung wird das
Kabel mit reinem Wasser gespült und dann bei 60°C getrocknet.
Es hat folgende Eigenschaften: ■ '
Farbe: braunrot;
chemische Zusammensetzung:
Gehalt an Kupfer = 3%
Gehalt an Schwefel = 0,84%,
d.h. 3,84% fixiertes Kupfersulfid,
chemische Zusammensetzung:
Gehalt an Kupfer = 3%
Gehalt an Schwefel = 0,84%,
d.h. 3,84% fixiertes Kupfersulfid,
Atomverhältnis Cu/S =1,81;
mechanische Eigenschaften: identisch mit.denjenigen des Beispiels 1;
elektrische Eigenschaften: Widerstand = 1,2x1O^Ohm/cm
nach Alterung: ■
6- = 1,7 nach 200 h
Ro
Ro
. S- = 2,6 nach 400 h
nach blanko-Färbung:
R = 1,5 x 105" Ohm/cm
nach Abrieb:
R = 4,5 x 10^ Ohm/cm;
nach Behandlung mit Lösungsmitteln:
Benzol: R = 2 χ 10^ Ohm/cm
Methanol: R = 4,1 χ 105 Ohm/cm Perchloräthylen: R= 6,1 χ 10 Ohm/cm;
nach Haushaltwäsche bei 400C:
nach 5 Wäschen R= 3,2 χ 105 Ohm/cm
nach 10 Waschen R = 5 x 10 Ohm/cm.
Erfindungsgemäße Behandlung
Das Polyamidkabel des Beispiels 1 wird nach Waschen und
Trocknen in eine wäßrige Lösung getaucht, welche 12,5 g/l
Kupfersulfat, 1,20 g/l Weinsäure und 4 g/l Hydrazin ent-
hält. Man bringt den pH-Wert des Bades auf 9/9.5 durch Zusatz
von Ammoniak. Nach 30 min Behandlung wird das Kabel mit lauem Wasser gespült und bei 60°C getrocknet. Es weist
die folgenden Eigenschaften auf.
Farbe: braunrot; •chemische Zusammensetzung: . . . Gehalt an Kupfer = 2,80%
Gehalt an Schwefel = 0,83%, d.h. 5,63% fixiertes Kupfersulfid,
Atomverhältnis Cu/S = 1,70;
mechanische Eigenschaften: identisch mit denjenigen des Beispiels 1;
elektrische Eigenschaften:
Widerstand: 8 χ 10 Ohm/cm
R • nach Alterung: jp = 1,7 nach 200 h
^- = 2,6 nach 400 h
nach blanko-Färbung: R = 4,8 χ 10 Ohm/cm
nach Abrieb: R = 4 χ 10 Ohm/cm
nach Behandlung mit Lösungsmitteln: Benzol R = 2 χ 10^ Ohm/cm
Methanol R = 4 χ 10^ Ohm/cm Perchloräthylen R =6,7 x 10 Ohm/cm
nach Haushaltwaschung bei 40°C:
nach 5 Waschen: R = 3,9 x 10^ Ohm/cm
nach 10 Waschen: R= 5 x 10 Ohm/cm.
Beispiel 4
Erfindungsgemäße Behandlung.
Erfindungsgemäße Behandlung.
Man arbeitet, wie in Beispiel 1 beschrieben, jedoch gibt
man in das wäßrige SuIfidierungsbad, das das Resorcin und
das Kupfersulfat enthält, 5 g/l Ascorbinsäure und die äquivalente Menge Natriumhydroxid zur Neutralisation der Ascorbinsäure.
Der pH-Wert des Sulfidierungsbades ist dann 2,6. Wie
• -17-
in Beispiel 1 läßt man dieses Bad bei 55°C auf die mit
Schwefelwasserstoff imprägnierte Faser einwirken. Nach Spülen, Waschen mit Natriumhydroxid-Wasser, Spülen und' Trocknen
erhält man ein Produkt, dessen Eigenschaften die folgenden sind:
Farbe: violett;
chemische Zusammensetzung: Gehalt an Kupfer = 4,40% Gehalt an Schwefel = 1,27%, d.h. 5,67% fixiertes Kupfersulfid,
chemische Zusammensetzung: Gehalt an Kupfer = 4,40% Gehalt an Schwefel = 1,27%, d.h. 5,67% fixiertes Kupfersulfid,
Atomverhältnis Cu/S =1,74;
mechanische Eigenschaften: identisch mit denjenigen des Beispiels 1; .
elektrische Eigenschaften: . Widerstand: 2 χ 10* Ohm/cm
nach Alterung: ^- = 1,3 nach 200 h
£ = 1,7 nach 400 h ο c
nach blanko-Färbung: R = 4,6 χ 10 Ohm/cm
nach Abrieb: R= 3,2 χ 10* Ohm/cm
nach Behandlung mit Lösungsmitteln: Benzol: R = 1,7 x 10* Ohm/cm
Methanol: R = 3,6 χ 1.0* Ohm/cm
Perchloräthylen: R = 3 x 10* Ohm/cm \ nach Haushaltwaschung bei 40°C:
nach 5 Waschen: R = 3,1 X TO . Öhm/cm nach 10 Waschen: R = 4,6 χ 10* Ohm/cm.
Erfindungsgemäße Behandlung .
Man arbeitet wie in Beispiel 1 beschrieben, gibt jedoch zu dem Sulfidierungsbad 10 g/l Pyrogallol. Der pH-Wert der
Sulfidierungslösung beträgt 2,2. Das Kabel wird analog Beispiel
1 behandelt, dann gewaschen, gespült und getrocknet. Die Eigenschaften sind die folgenden:
Farbe: violett; chemische Zusammensetzung: Gehalt an Kupfer: 4,35%
Gehalt an Schwefel: 1,2.2% d.h. 5,57% fixiertes Kupfersulfid.,
Atomverhältnis Cu/S = 1,80;
mechanische Eigenschaften: identisch mit denjenigen des Beispiels 1;
elektrische Eigenschaften:
chemischer Widerstand: 1,3 x 10 Ohm/cm,
Wandlung der elektrischen Eigenschaften im Verlauf verschiedener Behandlungen, es werden die Ergebnisse
wie in Beispiel 1.angegeben:
.nach dem Altern: «— = 1 nach 200 h
' . ο ■
= 1,2 nach 400 h
nach blanko-Färbung: R = 4,5 x 10^ Ohm/cm
nach Abrieb: R = 3 χ 10 Ohm/cm nach Behandlung mit Lösungsmitteln:
Benzol: R= 1,6 χ 10^ Ohm/cm Methanol: R = 3,5 x 105 Ohm/cm
Perchloräthylen: R = 6,1 χ 10 Ohm/cm nach thermischer Behandlung bei 1300C während
24 h: R = 1,6 χ 10-5 Ohm/cm
nach Haushaltwäschen bei 40°C:
nach 5 Wäschen R = 3 χ10^ Ohm/cm
nach 10 Wäschen R = 4,6 χ 10 Ohm/cm. Alle Fasern sind nach 10 Wäschen noch leitend.
Erfindungsgemäße Behandlung
Man behandelt analog Beispiel 1, ersetzt jedoch in dem SuI-fidierungsbad
das Resorcin (50 g/l) durch Pyrogallol in derselben Menge von 50 g/l. Der pH-Wert des Sulfidierungsbades
beträgt 3»3· Nach dem Spülen, Waschen und Trocknen
.312526
hat das erhaltene Produkt die folgenden Eigenschaften.
Farbe: violett;
chemische Zusammensetzung:
Gehalt an Kupfer = 4,34%
Gehalt an Schwefel = 1,23% d.h. 5,57% fixiertes Kupfersulfid,
Atomverhältnis Cu/S =1,78;
mechanische Eigenschaften: identisch mit denjenigen des Beispiels 1;
elektrische Eigenschaften:
chemischer Widerstand: 10 Ohm/cm nach dem Altern: ^- = 0,75 nach 200 h
§- = 0,85 nach 400 h
nach blanko-Färbung1: R = 4,4 χ ΊΟτ Ohm/cm
nach Abrieb: R = 3 χ 10 ■ Ohm/cm nach Behandlung mit Lösungsmitteln:
Benzol: R = 1,5 x 10^ Ohm/cm Methanol: R= 3,5 x 105 Ohm/cm
Perchloräthylen: R= 1 χ 10^ Ohm/cm .
nach Haushaltwäschen bei 40°C: · . .
nach 5 Wäschen R= 3,1 x 10^ Ohm/cm
nach 10 Waschen R = 4,7 x 10^ Ohm/cm.
Beispiel 7 .
Herstellung einer Kontrollprobe
Man verwendet als Textilträger Polyesterfaser, welche durch Polykondensation von Terephthalsäure mit Äthylenglykol hergestellt
wurde, Einzelfaden-Titer der Faser = 5»5dtex. Das Textil wird analog Beispiel 1 behandelt,' jedoch.wird das
Resorcin durch Brenzcatechin (wenig reduzierend) in einer Konzentration von 100 g/l ersetzt. Der pH-Wert der Lösung
beträgt 3- Das erhaltene Produkt hat die folgenden Eigenschaften.
Farbe: grün-bronze; mechanische Eigenschaften:
Reißfestigkeit = 8 g/dtex • Bruchdehnung =13%;
chemische Zusammensetzung der Schicht:
Kupferwert = 2,60% ■
Schwefelwert =0,92%, das sind 3,52% fixiertes Kupfersulfid,
Atomverhältnis Cu/S = 1,42
chemischer Widerstand = 2 χ 10 Ohm/cm
nach Alterung: §- = 1,7 nach 400 h'
^- β 4,1 nach 800 h.
ο
Beispiel 8
Erfindungsgemäße Behandlung
Erfindungsgemäße Behandlung
Man verwendet das gleiche Textil wie in Beispiel 7, wobei unter analogen Bedingungen gearbeitet wird, jedoch gibt
man wieder 10 g/l Pyrogallol zu dem SuIfidierungsbad, um
das Reduktionsvermögen zu erhöhen. Das behandelte Produkt zeigt die folgenden Eigenschaften.
Farbe: bronze;
mechanische Eigenschaften: identisch mit denjenigen des Beispiels 7;
chemische Konstitution: Kupferwert = 3,75%
Schwefelwert = 1,01%, das sind 4,76% fixiertes Kupfersulfid, Atomverhältnis Cu/S = 1,87
chemischer Widerstand = 1,9 x 10 Ohm/cm
R nach dem Altern: ^- = 1,02 nach 400 h
ο j = 1»1·5 nach 800 h.
312526
· ■ -21-
ί .
Beispiel 9
Herstellung einer Kontrollprobe
Herstellung einer Kontrollprobe
ι ' - ■
j Man verwendet ein Kabel von Endlosfäden mit 4 dtex Einzelfaden-Titer
aus Polyamidimide welche unter dem Handelsnamen KERMEL (SOCIETE ROHNE-POULENC-TEXTILE) vertrieben werden.
; Das Kabel wird analog dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren behandelt und unter denselben Behandlungsbedingungen
wie für die Faser auf Basis von Polyhexamethylenadipamid. Das erhaltene, behandelte Produkt hat die folgenden Eigenschaften.
Farbe: dunkelblau;
mechanische Eigenschaften:
mechanische Eigenschaften:
Reißfestigkeit = 1,61 g/dtex Bruchdehnung = 43%;
chemische Konstitution:
Kupferwert = 4,03%
Schwefelwert = 1,55%, · das sind 5,58% fixiertes Kupfersulfid,
chemische Konstitution:
Kupferwert = 4,03%
Schwefelwert = 1,55%, · das sind 5,58% fixiertes Kupfersulfid,
Atomverhältnis Cu/S = 1,31; .
elektrische Eigenschaften:
4 / chemischer Widerstand =1 χ 10 Ohm/cm
nach dem Altern: ^- = 60 nach 400 h
8- = 470 nach 800 "h. ο ·
Beispiel 10
Man verwendet das gleiche Produkt und ein analoges Behandlungsverfahren
wie in Beispiel 9, jedoch werden 10 g/l Pyrogallol zu dem Sulfidierungsbad gegeben. Nach.vollständiger
Behandlung wie in Beispiel 1 weist das erhaltene Produkt die folgenden Eigenschaften auf.
Farbe: dunkelblau;
mechanische Eigenschaften: identisch mit denjenigen des Beispiels 9; .
.chemische Konstitution:
Kupferwert =8,2% ·
Schwefelwert = 2,34$,
das sind 10,54% fixiertes Kupfersulfid, .Atomverhältnis Cu/S =1,76; elektrische Eigenschaften:
Kupferwert =8,2% ·
Schwefelwert = 2,34$,
das sind 10,54% fixiertes Kupfersulfid, .Atomverhältnis Cu/S =1,76; elektrische Eigenschaften:
chemischer Widerstand = 2 χ 10 Ohm/cm
nach dem Altern: w— =1,4 nach 400 h
^- =1,6 nach 800 h. ο
In der beigefügten Fig. 2 ist der Querschnitt eines Endlosfadens
aus .Polyhexamethylenadipamid mit dem Titer 6,7 dtex des Kabels,
das unter den Bedingungen des Beispiels 2 erhalten wurde, dargestellt.
Dieser Faden (1) weist auf der Oberfläche einen regelmässigen
und kontinuierlichen überzug (2) auf bestehend aus Kupfersulfid mit einem Verhältnis Cu Λ ΟΛ
S~— - Iföl.
Lee rse i t e
Claims (14)
1. Textilien, vorzugsweise Fäden und Fasern, auf Basis von synthetischen Polymeren mit dauerhaften leitenden Eigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf
der Oberfläche eine regelmäßige, kontinuierliche Schicht aufweisen, die aus mindestens 3% Kupfersulfid besteht, dessen
Zusammensetzung derart ist, daß das Atomverhältnis Cu/S zwischen 1,5 und 2, vorzugsweise oberhalb 1,7, liegt,und
■p
dessen Verhältnis w—. zwischen 1 und 10 beträgt, wobei R
Ko
der elektrische Widerstand nach 400 Stunden Behandlung bei 600C und 7050 Feuchtigkeit ist und RQ der Anfangswiderstand
des behandelten Textils ist. ■ .
2. Textilien gemäß Anspruch 1, dadurch· gekennzeichnet,
daß das synthetische Polymere auf Basis von Polyamid ist.
3. Textilien gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische Polymere auf Basis von Polyester ist.
4. Textilien gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische Polymere ein aromatisches Polyamid ist.
5. Textilien gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das synthetische Polymere ein Polyr.caidimid ist.
31 2
6. Verfahren zur Erzeugung von Textilien gemäß An- · spruch. 1, wobei diese· Textilien der Einwirkung von Schwefelwasserstoff
unter Druck und dann der Einwirkung einer wäßrigen Lösung eines Metallsalzes, gegebenenfalls in Gegenwart
eines Quellmittels, unterworfen werden, dadurch gekennzeichnet., daß man eine Nachbehandlung in Gegenwart
von wenigstens einem Reduktionsmittel bewirkt..
7. . Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Reduktionsmittel Ascorbinsäure in einer Menge
zwischen 5 und 10 g/l in sauren Milieu verwendet.
8. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man Hydrazin in basischem Milieu als Reduktionsmittel
verwendet,"
9. Verfahren zur Erzeugung von Textilien gemäß Anspruch 1, wobei diese Textilien der Einwirkung von Schwefelwasserstoff
unter Druck und dann der Einwirkung einer wäßrigen Lösung eines Metallsalzes, gegebenenfalls in Gegenwart
eines Quellbnittels unterworfen werden, dadurch
gekennzeichnet, daß man nach der Behandlung mit Schwefelwasserstoff unter. Druck die anschließende Behandlung in
Gegenwart von wenigstens einem Reduktionsmittel durchführt.
10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als Reduktionsmittel Ascorbinsäure in saurem Milieu
bei einem pH zwischen vorzugsweise 1 und 5 und in einer Menge zwischen 1 und 20 g/l verwendet.
11. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Reduktionsmittel Pyrogallol in einer Menge von wenigstens 5 g/l verwendet.
12. Verfahren gemäß den Ansprüchen 6 und 9>
dadurch gekennzeichnet, daß man als Metallsalz ein Kupfersalz verwendet .
13. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man als Kupfersalz Kupfersulfat verwendet.
14. Textilerzeugnisse mit dauerhaften leitenden Eigenschaften,
dadurch gekennzeichnet, daß sie zwischen 0,01 und
behandelte Textilien gemäß Anspruch 1 enthalten.
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