DE7326795U

DE7326795U - Vlies aus einem Stapelfasergemisch

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Publication number: DE7326795U
Application number: DE7326795U
Authority: DE
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1972-07-21
Publication date: 1974-01-17

Description

B.I. DU PONT DE KEMOURS AND COMPANY
10th. and Market Streets, Wilmington, Delaware 19 898, V.St,A.

Vlies aus einem Stapelfasergemisch

Die Verwendung von mit elektrisch nichtleitenden synthetischen Fasern dünn isoliertem elektrisch leitendem Draht zur Herstellung von Teppichen von geringem elektrostatischem Aufladevermögen ist in der USA-Patentschrift 3 639 807 "beschrieben. Bei solchen Teppichen kann sich jedoch der Drahc verbiegen und verfilzen und infolgedessen an Wirksamkeit einbüssen, Die Verwendung von in Pasern verteiltem elektrisch leitenden Russ für antistatische textile Anwendungszwecke ist in den
USA-Patentschriften 2 845 962 und 3 706 195 beschrieben; diese Fasern weisen jedoch schlechte mechanische und physikalische Eigenschaften, z.B. Sprödigkeit und geringe Zähigkeit,
auf und können daher unter Umständen die Verarbeitung zu normalen Gebrauchsgegenständen und die Verwendung in solchen
nicht überdauern, worauf in der USA-Patentschrift 3 582 448
hingewiesen wird, in der russhaltige, elektrisch leitende

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Überzüge auf synthetischen Fäden für antistatische Zwecke be schrieben sind.

USA-Patentschriften 3 475 898 und 3 558 419 beschreiben synthetische antistatische, aus Mantel und Kern zusammengesetzte Fäden, bei denen entweder Polyäthylenoxid in dem Kern dispergiert ist oder der Kern aus einem besonderen Polyäther-Polyamid-Blockcopolymerisat besteht. Sei einigen Anwendungszwecken wurde jedoch gefunden, dass beide Ausführungeformen zu einer ungenügenden Herabsetzung des elektrostatischen Aufladevermögens der betreffenden Fäden und Textiletoffe führen.

Gegenstand der Erfindung ist ein neuer synthetischer Faden mit antistatischen Eigenschaften, der aus einem endlosen, nichtleitenden Mantel aus einem synthetischen, thermoplastischen, faserbildenden. Polymerisat besteht., welcher einen elektrisch leitenden Kern aus einem thermoplastischen, synthetischen Polymerisat mit darin dispergiertem, elektrisch leitendem Russ umgibt, wobei der Mantel mindestens 50 fi der Fadenquer schnitt sf lache (d.h. mindestens 50 ^ des Fadenvolumens) einnimmt und der Fadenkern unter einem Gleichstrompotential von 2 kV einen elektrischen Widerstand von weniger als 0,4 ζ 10 Ohm/cm aufweist. Für die Verwendung in niedrigen Konzentrationen im Gemisch mit anderen Fäden weist der Kern de^ erfindungsgemässen Fäden vorzugsweise un*;er einem Gleich-Strompotential von 2 kV einen Wideretand von weniger als 0,4 χ ΙΟ⁹ Ohm/cm auf. Vorzugsweise ist der Fadeamantel infolge des Ausziehens beim Spinnen und/oder des Veretreckens im Verlaufe der Herstellung molekular orientiert.

Werkstoffe von hoher elektrischer Leitfähigkeit für den Kern, d.h. solche, die mehr als 20 Gewichtsprozent Russ enthalten, werden vorzugsweise für Fäden verwendet,'bei denen der Anteil des Mantels mindestens 80 $> beträgt.

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Die Erfindung stellt antistatische Fäden zur Verfügung, die in hellfarbigen Textilstoffen verwendet werden können. Für flolohe Verwendungszwecke beträgt der Anteil des Mantels an dem Faden mindestens 90 fb, und der Mantel ist mattiert, um den schwarzen Kern teilweise zu verdecken, so dass der Faden ein (wie nachstehend beschrieben, bestimmtes) Lichtroflexionsvermögen von mehr als 20 % aufweist. Der bevorzugte mattierte Faden enthält 2 bis 7 Gewichtsprozent Titandioxidpigment in dem Mantel.

Durch geeignete Wahl des Polymerisats für den Mantel erhält man antistatische Fäden gemäss der Erfindung, die sich nach Wunsch färben und unter den verschiedenster. Bedingungen gemeinsam bauschig machen lassen und für Verwendungszwecke geeignet sind, bei denen es auf die Zähigkeit des Mantels ankörnst ·

Überraschenderweise können die Fäden gemäss der Erfindung, obwohl sie zum überwiegenden Teil aus dem nichtleitenden Mantel bestehen, der als elektrischer Isolator wirkt« schon als mengenmä&sig sehr geringe Komponente von Geweben, Garnen oder anderen Textilstoffen, die vorwiegend aus anderen synthetischen Fasern oder Fäden bestehen und eines antistatischen Schutzes bedürfsn, unabhängig von der relativen Luftfeuchtigkeit für antistatische Zwecke verwendet werden, z.B. um die Ansammlung elektrostatischer Ladungen zu verhindern. Die Erfindung bezieht sich daher auch auf antistatische Garne und Stapelfasern, bestehend aus einem Gemisch aus nichtleitenden synthetischen Fäden mit Fä^en gemäss der Erfindung, wobei die letzteren in einem Anteil von weniger als 20 Gewichtsprozent des Gemisches'vorliegen. Konzentrationen von Fäden gemäss der Erfindung in solchen Gemischen können eine ausgezeichnete antistatische Wirkung haben, selbst wenn die Fäden gemäss der Erfindung in den Gemischen nur in geringen Konzentrationen von weniger als 2 £ enthalten sind; vorzugsweise entaalten die

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Gemische aber wenigstens etwa 0,05 Gewichtsprozent von diesen Fäden. In solchen Gemischen kann das Polymerisat des Fadennaht eis gemeinsam mit den nichtleitenden Fäden färbbar ε, ε in; JLsisbsSGiidere kann das Polymerisat des Fadejunantels der glei— chen Polymerisatklasee angehören wie dasjenige, aus dem die nichtleitenden Fäden bestehen.

Die besonders bevorzugten Produkte gemäss der Erfindung sind elektrisch leitende Fasern für die Herstellung von Teppichen mit e^nem elektrostatischen Aufladevermögen von weniger als 2,5 kV, bestimmt nach der nachstehend erläuterten Prüfung auf das elektrostatische Aufladevermögen von Teppichen« Diese Fasern zeigen eine ausgezeichnete Kombination von elektrischer Leitfähigkeit und antistatischen Eigenschaften,,ohne eine unerwünschte Farbe aufzuweisen.

Rauir.fcrrr.ir.äesig kann das Produkt- gesiäes de** Erfindung eine Stapelfasermaterialbahn bzw. ein Stäpelfaservlies sein.

Der Erläuterung der Erfindung dient das-* Modell, das ein Stapelfaservlies darstellt. Das Vlies setzt sich zusammen aus Stapelfaser von trilobc.lem (dreiflügeligem) Querochnitt (Modifizierungsverhältnis 2,3») mit einem Einzelfasertiter von 18 den aus 0,02 % TiO₂ enthaltendem Polyamid und aus 0,6 bis 1,0 % antis oat is ehern ,·' 3fädigem 20-den-Mantel/Kern-Garn, welch letztgenanntes 96 % Mantel au3 5 % TiO₂ enthaltendem Polyhexametiiylenadipinsäureandd und 4 % Kern (A.0. 330; 69s75/3O/O,25 %) aufweist.

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Der "nichtleitende Hantel" der Fäden gemäss der Erfindung "besteht aus einem synthetischen, fadenbildenden Polymerisat. Die Fäden haben einen elektrischen Oberflächenwiderstand von mehr als 0,4 x 10 Ohm/cm, bestimmt durch Kontakt mit den Fadenoberflachen "bei niedrigen Gleichstromspannungen, z.B, 100 V oder weniger. Homofasern aus solchen Mantelwerkstoffen haben ebenfalls, nach der gleichen Methode bestimmt, Widerstände von mehr als 0,4 x 10 Ohm/cm. Als "fadenbildend" werden lineare Polymerisate von hohem Molekulargewicht bezeichnet, die sich zu Fäden von für den Anwendungszweck genügender Festigkeit und Zähigkeit verarbeiten lassen.

Im Vergleich zu dem nichtleitenden Mantel von hohem elektrischem Widerstand hat der Kern der Fäden einen niedrigen Widerstand und eine hohe elektrische Leitfähigkeit, sobald erst einmal ein elektrischer Kontakt mit ihm hergestellt worden ist. Der elektrische Kontakt mit dem Fadenkern kann entweder mit Hilfe von Elektroden, die den Mantel durchdringen und direkt mit dem Kern in Kontakt kommen, oder mit Hilfe von Oberflächenkontakt elektroden hergestellt werden, in welchem Falle man eine so hohe elektrische Spannung anlegt, dass der Strom durch den Fadenmantel durchschlägt und dadurch ein elektrischer Kontakt mit dem Kern zustande kommt. Wenn man nach dem letzteren Verfahren mit Oberflächenkontaktelektroden arbeitet, tritt bei Erhöhung der Gleichstromspannung auf mehrere Hundert und insbesondere auf mehrere Tausend Volt ein plötzlicher An-

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stieg in der Stromstärke ein, wie es nachstehend "bei der Erläuterung des Prüfverfahrens beschrieben wird. Sobald erst einmal die elektrische leitfähigkeit auf diese Weise hergestellt worden ist, flieset der elektrische Strom gewöhnlich weiter, auch wenn die Spannung anschliessend-vermindert wird, sofern nur der Kontakt des Fadens mit den Elektroden des Mess gerätes nicht geändert wird.

Der niedrige elektrische Widerstand des Kerns dieser Fäden ist ein Anzeichen dafür, dass der Kern der ganzen gemessenen Fadenlänge nach elektrisch zusammenhängt. Unterbrechungen im Zusammenhang des Kerns zwischen den Messelektroden machen sich an einem höheren elektrischen Widerstand bemerkbar, der sich demjenigen des Mantels annähert. Gelegentliche Unterbrechungen im Zusammenhang des Kerns aind für das antistatische Verhalten der Fäden gemäss der Erfindung nicht besonders schädlich. Vorzugsweise soll jedoch der Kern über die ganze Länge der erfindungsgemässen Fasern bzw. Fäden hinweg, gleich ob es sich um Stapelfasern oder um Endlosfäden handelt, ununterbrochen sein. Es ist wesentlich, dass der Fadenkern über eine solche Länge des Fadens hinweg ununterbrochen ist, dass der betreffende Faden zusammen mit anderen derartigen antistatischen Fäden ein wirksames antistatisches Netz bildet. Fäden, die gemäss den hier beschriebenen Prüfverfahren den angegebenen Grad von elektrischer Leitfähigkeit des Kerns auf weisen, bieten einen wirksamen antistatischen Schutz.

Der Fadenmantel kann aus beliebigen, strangpressbaren, synthetischen, thermoplastischen, fadenbildenden Polymerisaten oder Copolymerisaten bestehen. Hierzu gehören Polyolefine, wie Polyäthylene und Polypropylene, Acrylpolymerisate, Polyamide und Polyester von fadenbildendem Molekulargewicht. Besonders geeignete Polymerisate für den Fadenmantel sind die durch Kondensation von Diaminen und Dicarbonsäuren oder von Aminosäuren erhaltenen Polyamide, die Polyester, besonders

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diejenigen aus Terephthalsäure oder Isophthalsäure und niederen Glykolen, wie Äthylenglykol, Tetramethylenglykol und Hexahydro-p-xylylendiol > sowie die Polyacrylnitrile. Diese Polymerisate können in bekannter Weise hinsichtlich ihrer Anfärbbarkeit modifiziert sein, z.B. durch Einführung basischer oder saurer Farbstoffs teilen drirch Copolymerisation, um ihr Vermischen und ihr gemeinsames iärben mit anderen gefärbten oder färbbaren synthetischen Fasern zu erleichtern.

Die Zugfestigkeitseigenschaften und die sonstigen physikalischen Eigenschaften der Fäden gemäss der Erfindung hängen in erster linie von dem Polymerisat des Mantels ab. Für Fäden von hoher Festigkeit verwendet man als Werkstoff des Mantele Polymerisate von höherem Molekulargewicht sowie solche, die eich su einem höheren Grad verstrecken lassen. Obwohl unverstreckte Fäder^ gemäss der Erfindung für einige Anwendungszwecke eine ausreichende Festigkeit haben können, werden verstreckte Fäden bevorzugt.

Die Dicke des Mantels muss ausreichen, um dem Kern den erforderlichen Schutz, z.B. Festigkeit sowie Wärme- und Abriebbeständigkeit, zn bieten, und um den Kern zu verdecken, wenn dies erforderlich ist. Im allgemeinen soll der Mantel eine Dicke von mindestens 3 μ haben; die Anwendung grösserer Manteldicken richtet sich nach dem Titer oder Durchmessex des Fadens, der verwendet werden kann. Für normale Texiiilfadentiter geeignete Manteldicken liegen im Bereich von 8 bis 22 μ. Un+er Umständen, wenn die Fäden z.B. bei hohen Temperaturen verarbeitet werden müssen, z.B. durch Bauschen in der Heissgas- oder Dampfdüse oder durch texturieren, ist es wesentlich, dass der Fadenmantel einen so hohen Schmelzpunkt hat, dass er unter den Verarbeitungsbedingungen nicht erweicht oder schmilzt. Für solche Anwendungszwecke verwendet man vorzugsweise für den Mantel ein höherschmelzendes Polymerisat, wie Polyhexamethylenadipinsäureamid, anstelle von Poly caprolac tarn«.

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Der Fadenkern besteht aus einer Dispersion von elektrisch leitendem Russ in einem thermoplastischen Polymerisat. Der Kernwerkstoff wird in erster Linie unter Berücksichtigung der elektrischen Leitfähigkeit und der Verarbeitbarkeit ausgewählt. Die Russkonzentration im Fadenkern kann 15 bis 50 i> betragen. Mit Eusskonzentrationen von 20 bis 35 $, die bevorzugt werden, erhält man eine hohe elektrische Leitfähigkeit, während die Vsrarbeitbarkeit noch zu einem hinreichenden Ausmass erhalten bleibt. Der Werkstoff für den Kern hat vorzugsweise einen spezifischen Widerstand von weniger als 200 Ohm/cm und insbesondere von weniger als 50 Ohm/cm. Die Verwendung von bekannten, besonders zu diesem Zweck hergestellten, elektrisch stärker leitenden Eussorten ermöglicht die Verminderung der erforderlichen Russmenge auf ein Minimum.

Da plastische Massen durch hohe Russbeladungen versteift werden, werden die im allgemeinen weicheren, niedriger schmelzenden Polymerisate (die auch eine entsprechend niedrigere Einfriertemppratur haben) als Werkstoffe für den Fadenkern gegenüber den steiferen, höherschmeIzenden Polymerisaten bevorzugt. Das Polymerisat des Kerns hat vorzugsweise einen niedrigeren Schmelzpunkt und eine niedrigere Einfriertemperatur als dasjenige des Fadenmantels; dies erleichtert die Verarbeitung (verhindert z.B. den Bruch des Fadenkerns und eine Unterbrechung in der Verteilung der Russteilchen), während die elektrische Leitfähigkeit in dem Fadenkern und dem fertigen Faden erhalten bleibt. Es ist nicht wesentlich, dass sich der Werkstoff des Fadenkerns für sich rllein zu Fäden verspinnen lässt, und daher braucht das Polymerisat für den Fadenkern kein fadenbildendes Polymerisat zu sein. Das Fadenkernpolymerisat Boll aber unter den zum Erspinnen des Polymerisatmentels erforderlichen Bedingungen wärmebeständig und strangpressbar sein. Geeignete Polymerisate für die Masse des Fadenkerns, in die die Russteilchen eingebettet werden, sind z.B. Polyamide, Polyester, Acry!polymerisate, Polyäther, PoIycaprolacton und Polyolefine (z.B. Polypropylen, Hoch- und Nie-

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derdruckpolyäthylen). Diese Polymerisate können zur Erleichterung der Verarbeitung mit anderen Stoffen, wie ölen oder Wachsen, gemischt werden. Auch Copolymerisate, *rie solche aus Äthylen und Vinylacetat, können verwendet werden.

Der Russ kann nach bekannten Mischverfahren in dem Fadenkernpolymerisat verteilt werden. Man muss darauf achten, eine so gleichmässige Verteilung des Russes in dem Fadenkernpolymerisat zu erzielen, dass sich die Masse ohne übermässiges Mischen und damit verbundenen Rückgang der elektrischen Leitfähigkeit strangpressen lässt.

Zum zufriedenstellenden Verspinnen ist es wichtig, flüchtige Stoffe aus den Polymerisaten, denen der Russ zugesetzt worden ist, vor dein Schmelzspinnen ".u entfernen* Dies kann bei oder nach dem Zusammenarbeiten des Russes mit dem Polymerisat erfolgen. Es kann auch zweckmässig sein, solche Polymerisate z.B. 16 Stunden unter geringem Vakuum bei 68 C zu trocknen. Ferner bedient man sich der üblichen Vorsichtsmassnahmen, um eine oxydative Zersetzung beim Spinnen -zu verhindern, indem man z.B. de** Sauerstoff in den Polymerisatleitungen mit Hilfe von Inertgas ausschliesst usw.

Die Querschnittsfläche (die in direkter Beziehung zu dem Fadenvolumen steht) des elektrisch leitfähigen Kerns des Verbundfadens braucht nur gerade auszureichen, um dem Faden den gewünschten elektrischen Widerstand zu erteilen und braucht unter Umständen nur 0,5 Volumprozent zu betragen. Die untere Grenze richtet sich in erster Linie nach der Verarbeitbarkeit zu Mantel-Kern-Fäden von genügend gleichmässxger Beschaffenheit bei noch ausreichendem Zusammenhang des Fadenkerns bei den niedrigen Fadenkernvolumina.

Das Erspinner der Fäden gemäss der Erfindung kann in herkömmlichen Spinnanlagen zum Erspinnen von Mantel-Kern-Fäden aus zwei Polymerisaten erfolgen, wobei die unterschiedlichen

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Eigenschaften der beiden Komponenten in Betracht zu ziehen Bind. Die Fäden lassen sich leicht nach herkömmlichen Spinnverfahren mit Polymerisaten herstellen, wie sie ά·Β· in aer-USA-Patentschrift 2 936 482 beschrieben sind. Weitere Anweisungen für das Verspinnen von Polyamiden finden sich in der USA-Patentschrift 2 989 798.

Die Fäden können nach herkömmlichen Verfahren verstreckt werden; es muss jedoch darauf geachtet werden, scharfe Ecken zu vermeiden, die den Fadenkern zerbrechen oder beschädigen könnten. Im allgemeinen bedient man sich vorzugsweise des Heissverstreckverf ahrens, bei dem der Faden während des Vers tr ekkens zusätzlich erhitzt wird. Hierdurch wird das Kernmaterial weiter erweicht und das Verstrecken erleichtert. Die antistatischen Fäden können mit herkömmlichen, synthetischen, uavers tr eck ten FäcLezi "sfsclit und "eseinssus verstreckt werden*

Die Fäden gemäss der Erfindung lassen sich leicht mit einer Zähfestigkeit von mindestens 1,5 g/den herstellen, die vollkommen ausreicht, wenn die Fäden als mengenmässig geringere Komponente mit anderen Fäden gemischt werden. Vorzugsweise weisen die Fäden eine Bruchdehnung von mindestens 10 i*> aber weniger als 150 ^, auf. Die Eigenschaften der Mischtextilien hängen in erster Linie von den Eigenschaften der anderen Fäden ab. Für allgemeine Anwendungszwecke haben die Fäden gemäss der Erfindung einen Fadentiter von weniger als 50 und vorzugsweise von weniger als 25 den.

Die Fäden können einen runden oder unrunden Querschnitt, eine exzentrische oder konzentrische Anordnung von Hantel und Kern sowie Kombinationen dieser Merkmale aufweisen. Durch die konzentrische Anordnung erzielt man den besten Schutz und die beste Verdeckung des Fadenkerns· Die Feinheit des Fadenkerns trägt stark zu dessen Verdeckung bei, und Fäden mit feinen Kernen können in-gefärbten oder gemusterten Textilstoff en

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verwendet werden, die sonst kein weiteres, den Fadenkern verdeckendes Merkmal aufweisen. Ferner kann man den Fadenkern, falls dies erforderlich ist, mit Hilfe eines Trübungsmittels in Form von Hohlräumen oder in Form eines weisaen, festen, pulverförmigen Mattierungsmittel^, wie Titandioxid, in dem Mantel verdecken. Unrunde, z.B. mehrflüglige Querschnittsformen tragen weiter zum Verdecken des Fadenkerns bei.

Zu den Variablen, die das Verdecken des Fadenkerns beeinflussen, gehören die Dicke und die Färbbarkeit des Mantels, das Verhältnis von Mantel zu Kern, die Konzentration an Mattierungsmittel, wie Titandioxid, in dem Mantel sowie Hohlräume, die durch Trennung zwischen Mantel und Kern zustande kommen und dann auftreten können, wenn es sich um orientierte Fäden handeltj deren Mantel und Kern aus unähnlichen Polymerisaten bestehen, bei denen z.B. der Mantel aus einem Polyamid und der Kern aus Polyäthylen be3teh*.

Ohne einen abdeckenden Fadenmantel zum Verdecken der schwarzen Farbe haben mit Russ gefüllte Fasern im allgemeinen ein Lichtreflexionsvermögen von weniger als 5 Ί°· Werte für das Reflexionsvermögen von mehr als 20 #, wie sie erfindungsgemäss erzielbar sind, stellen eine sehr bedeutende Verbesserung dar, weil dadurch vermieden wird, dass; hellfarbige Textiletoffe durch die Fäden geraäss der Erfindung eine dunklere Farbe annehmen.

Die Fäden gemäss der Erfindung sind imstande, allen Arten von Textilstoffen, wie Gewirken, Teppichen, Geweben und Vliesstoffen, einen ausgezeichneten antielektrostatischen Schutz zu verleihen· Sie können herkömmliche Zusätze und Stabilisiermittel, wie Farbstoffe und Oxydati onsver zog er er, enthalten. Sie können allen Arten vor Textilverarbeitungsverfahren, wie Kräuseln, Texturieren, Waschen, Bleichen usw., unterworfen werden. Sie können nit Stapelfasergarnen oder Fadengarnen vereinigt

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und als Stapelfasern oder als Endlosfäden verwendet werden.

Die erfindungagemassen Fäden können im Verlaufe der Garnherstellung (z.B. beim Spinnen, Verstrecken, Texturieren, Fachen, Wisderauf wickeln, Garnspinnen), oder "bei der Herstellung der Textiletoffe mit anderen Fäden oder Fasern vereinigt werden. Dabei soll darauf geachtet werden, dass die antistatischen Fä'ten möglichst wenig Brüche erleiden. So sollen z.B. beim Hantieren die relativen Längen und Schrumpfungen der antistatischen Fäden und der anderen Fäden aufeinander abgestimmt werden, um eino gute Verarbeitbarkeit und die gewünschte Bauschbarkeit, Fachbarkeit, Drehbarkeit oder Texturierbarkeit zu erzielen.

Beschreibung der Prüfverfahren Elektrischer Widerstand des Fadenkerns

Dor elektrische Widerstand des Fadenkerns wird ans der Stromstärke "bestimmt, die beim Anlegen einer Spannung von 2 kV an eine 5»08 cm lange Probe gemessen wird. Eine geeignete Vorrichtung ist der 15 kV-"Biddle Dielectric Tester" (James G. Biddlo Company, Plymouth Meeting, Pennsylvania, USA). Ein dreifädiges Bündel wird gerade zwischen zwei 5,08 cm voneinander entfernte Elektroden eingespannt, und es wird eine aus- \ reichende Spannung angelegt, um einen Stromfluss su beobacb-

j ten (z.B. 1-4 kV). Sobald Strom fliesst, wird die Spannung

j auf 2 KV eingestellt und die Stromstärke nach dem Ohmschen

j Gesetz E = E/I berechnet. Wenn die Stromstärke bei 2 kV in

• oiner 5,0 cm langen Probe z.B. 10 μΑ beträgt, beträgt der

Widerstand für die drei Fäden 0,4 x 10⁸ Ohm/cm. Der Widerstand je Faden beträgt dann 1,2 χ 10 Ohm/cm, um bei dem obigen Versuch Stromfluss zu erzielen, soll die Spannung allmählich erhöht werden, tun ein plötzliches Ansteigen der Stromstärke zu vermeiden, wodurch die Fäden ausgebrannt werden könnten. Ein Ausbrennen lässt sich leicht visuell (an ge-

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brocitenen, geschmolzenen oder "verkohlten Fäden) feststellen, und solche Proben müssen bei der Bestimmung ausser Betracht bleiben. Der Widerstand von Fäden, die kurzer als 5 cm sind, kann durch entsprechendes Einstellen des Abstandes zwischen den Elektroden gemessen werden.

Reflexionsvermögen

Das Lichtreflexionsvermögen, nämlich die Helligkeit oder Weisse der Probe im "Vergleich zu einer Norm aus Magnesiumoxid, wird mit einem photo elektrischen Reflektoiaeter bestimmt. Eine geeignete Vorrichtung ist das photoelektrische Reflektometer, Modell 610, mit einem grünen Farbmischfilter (Katalog-Nr. 6130), "Search Unit Model 610-Y" und einer weisalackiertenArbeitsnormplatte, die so geeicht ist, dass sie ein Reflexionsvermögen von 70 bis 75 1° aufweist (Katalog-Nr.6162), erhältlich von der Photovoit Corporation, 95 Madison Avenue, New York, N.Y. 10016. Die elektrisch leitende Fadenprobe, an der die Messung durchgeführt werden soll, wird auf 5»08 cm χ 7,62 cm messende schwarze Spiegelkarten, (in ungefähr sechs Fadenschichten) aufgewickelt und das Reflexionsvermögen an den Karten (als Durchschnitt aus 10 Messungen) bestimmt.

Prozentualer Russgehalt des Kerns

Zur Bestimmung der Russkonzentration in dem Werkstoff des Fadenkerns kann man sich üblicher analytischer Methoden bedienen. Ein für russhaltiges Polyäthylen geeignetes Verfahren ist beschrieben oder kann aus der ASTM-Prüfnorm P1603-68 abgeleitet werden. Dieses ist die thermogravimetrische Methode, die sich für die Anwendung in Abwesenheit von nicht-flüchtigen Pigmenten oder Füllstoffen ausser Russ eignet.

Prozentualer Anteil des Kerns an dem Faden

Der volumprozentuale Anteil des Kerns wird am einfachsten bestimmt, indem man die Querschnittsfläche des schwarzen Kerns

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durch Messung unter dem Mikroskop mit derjenigen des Gesamtfadens vergleicht. Dies lässt sich bequem bei etwa 400-facher Vergrösserung durchführen. Bei runden Fäden kann man die Grösse leicht aus dem Verhältnis des Quadrats des Kerndurchaessers zu dem Quadrat des gesamten Fadendurchmessers berechnen. Man nimmt den Mittelwert aus zehn Bestimmungen, um etwaige TJnregelmässigkeiten auszugleichen. Bei Fäden mit unrundem Querschnitt lässt sich die Berechnung leicht an Messungen durchführen, die an mikrophotographischen Aufnahmen von Fadenquerschnitten bei einer bekannten Vergrösserung ausgeführt worden sind.

Wenn das Polymerisat des Mantels sich von demjenigen des Kerns durch eine so unterschiedliche Löslichkeit unterscheidet, dass es sich durch Lösungsmitteleinwirkung entfernen lässt, kann man den prozentualen Anteil des Kerns gravimetrisch bestimmen, indem man den Mantel auflöst und das Gewicht des unlöslichen Kerns mit dem Gewicht der ursprünglichen Probe vergleicht. So kann man z.B. zum Wortlosen eines Mantels aus Polyhexamethylenadipinsäureamid von einem Polyäthylenkern Ameisensäure verwenden.

Bestimmung des spezifischen Widerstandes des Kernmaterials ·

Der spezifische Widerstand des russhaltigen Kernmaterials wird bestimmt, indem man den Gleichstromwiderstand über eine Länge von 5,08 cm eines 2,54 cm breiten und 0,25 mm dicken Folienstreifens misst. Solche Folien lassen sich leicht durch Vorpressen einer pulverförmigen oder tablettenförmigen Probe des Kernmaterials zwischen zwei Aluminiumfolien in einer über den Schmelzpunkt des Kernmaterials erhitzten Presse unter einem Druck von 1400 kg/cm im Verlaufe von 1 bis 2 Minuten herstellen* Nach dem Erkalten wird die Aluminiumfolie von der Probenfolie abgezogen, und aus der Probe werden 2,54 cn? breite und etwa 6,35 bis 7,62 cm lange Streifen ausgeschnitten. Die Dicke

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der Folie wird mit dem Mikrometer gemessen. Ein Streifen wird zwischen zwei 5,08 cm voneinander entfernte Kupferelektroden" eingeklemmt, und der Gleichstromwiderstand wird mit einem Ohmmeter bestimmt. Der.spezifische Widerstand der PoIie in Ohm·cm wird sxts der Ablesung von dem Messgerät in Ohm als Pro dukt des gemessenen Widerstandes, multipliziert mit der Breite, multipliziert mit der Dinke, dividiert durch die Länge der Probe, alles in cm ausgedrückt, berechnet.

Beispiel 1

Bs werden konzentrische Mantel-Kern-Fäden mit einem Mantel aus Polyhexanethylenadipinsäureamid mit einer relativen Viskosität von 45 und einem 20 & elektrisch leitenden Russ ent^- haltenden Polyäthylenkern hergestellt. Der Russ ist ein . "extra-lei-fcfahiger" &Lofenruss (nicht-flüchtiger Kohlenstoff 98 #, flüchtige Stoffe 2 #, Teilchengrösse 30 ημ, niedrigster spezifischer elektrischer Widerstand im Trockenzustand), erhältlich von der Qabot Corporation, 125 High Street, Boston, Massachusetts-02110, USA. Dieser Russ ist in den Technischen Berichten "S-8 und "1518/173" der genannten Firma beschrieben. Die Russdispersion wird hergestellt, indem man den Russ bei 120° C mit Hochdruckpolyäthylen (Dichte 0,916} Schmelzindex 23; "' ±m Teigmischer vermahlt. Der Russ wird langsam zugesetzt und das Gemisch 10 Minuten nach beendetem Rnszueatz vergossen. Dieses Polyäthylen wird wegen seiner Weichheit ausgewählt. (Andere geeignete Harze sind Hochdruckpoly-.ethylen mit einer Dichte von 0,916 und einem Schmelzindex von 11»9 - für sich allein oder im

Gemisch, mit 15 bis 40 $ öl oder Wachs. )_vDie geschmolzene Russmischung wird durch ein Sieb mit einer Maschenwei fee von 0,15 mm filtriert und stranggepresst. Pressfolien zeigen eine ausgezeichnete Eussver teilung und elektrische Leitfähigkeit ait einem spezifischen Widerstand von 12,7 Ohin^cm. Unter Ver-

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im

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Wendung dieses Materials für den Kern werden Mantel-Kern-Endlosfäden, und zwar drei Monofile mit einem Padentiter von 65 den, mit einer Geschwindigkeit von 389 m/min ers^onnen, wobei der Gesamttiter konstant gehalten und das Volumen des Kerns durch Änderung der Pumpgeschwindigkeiten so vermindert wird, dass man die aus Tabelle I ersichtlichen Proben erhält. Das Kernvolumen wird durch die Purpgeschwindigkeit bestimmt und durch Analyse des Querschnitts der Fäden bei 200-facher Vergrösserung bestätigt· Es wird eine Dreiloch-Spinndüse aus rostfreiein Stahl verwendet_? der die Polymerisats für den Mantel und den Kern konzentrisch und einzeln zugeführt werden, bis sie an der Vorderfläche der Spinndüse austreten. Es wird sine Einsatzkapillare verwendet, um daa Kernpolymerisat zur Vorderfläche der Spinndüse zu leiten, wo es, umgeben von dem Mantelpolymerisat, austritt. Die Fäden werden mit einem Padentiter von 65 den erspoiunen. Dann werden sie mit einer Geschwindigkeit von 183 m/min an einer auf 150 0 gehaltenen, gewölbten Heizplatte auf das 3,06-fache verstreckt. Die physikalischen und elektrischen Eigenschaften der Garne ergeben sicli aus Tabelle I.

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Tabelle

Probe Nr₄

Kernvolumen, # Fadentiter, den Zähfestigkeit, g/den Bruohdehnung, #

	<	1	■ ι	40	3	25	4	18	5	12	1764/
50			20,6	21,4	21,2	19,9	1764
21	,4	1,9	2,4	2,8	3,4	U
1	,5	36,4	30,3	54,7	57,4
26	,2	17,9	25,1	20,3	25,2
15	,3	0,98	2,64	1,57	5,24
	1,6	3,4	3,4	4,6

to Anfangsmodul, g/den

<j> Elektrischer Widerstand χ 10 , Ohm/om/Faden*

Durohsohlagsspannung, kV

' Elektrostatisches Aufladever-

^ mögen des Teppiohs. kV 2,0 3,0 2,8 3,0 2,6

(gemäss Beispiel 2)

* Bereohnet aus der Stromstärke in μΑ, bestimmt bei 2 kV.

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Die Probeteppiehe der Tabelle I werden aus einem handelsüblichen, 204-fädigen Teppichbauschgarn aus Polyhexamethylenadipinsäureamid mit einem Gesamttiter von 3700, bestehend aus dreiflügligen Endlosfäden, bei einer Florhöhe von 1,27 cm hergestellt. Ein Garnstrang des elektrisch leitfähigen Fadens (etwa 0,56 Gewichtsprozent) wird beim Abspulen mit dem Teppichgarn gefacht und dann zum Noppensetzen verwendet. Die Sichtbarkeit der elektrisch leitfähigen Fäden in dem Teppich nimmt mit abnehmendem Fadenkernvolumen merklich ab.

1%

Beispiel 2 Herstellung des Fadenmantelpolymerisats

Ein Gefäss aus rostfreiem Stahl wird mit 317,5 kg einer wässrigen Lösung beschickt, die 50 Gewichtsprozent Hexamethylendiammoniumadipat enthält, worauf man 721 g einer 10-gewichtspx-öäentigen Losung von Mangan(II )-nypopitoBpn.it ^jm\a.^2^2)2r^ in Wasser, 70 g 25-gewichtsprozentige Essigsäure und 100 ml eines 11,2-prozentigen Silicon-Schaumverhütungsmittels zusetzt. Der Ansatz wird durch Eindampfen auf einen Feste soffgehalt von 75 Gewichtsprozent eingeengt und in einen mit Rührer versehenen Autoklaven aus rostfreiem Stahl überführt. Die Luft wird aus dem Autoklaven durch Inertgas verdrängt und der Inhalt auf 200° C bis zu einem Druck von 17 at erhitzt. Dann setzt man unter Rühren 14,83 kg einer 49-gewichtsprozentigen wässrigen Titandioxidaufscfclämmung zu. Man erhitzt weiter, bis die Temperatur 273° C erreicht, und entspannt dann den Druck allmählich auf Atmosphärendruck. Die Polymerisation wird gemäss Beispiel 1 der USA-Patentschrift 2 163 636 fortgesetzt. Nach Beendigung der Polymerisationsreaktion wird das geschmolzene Polymerisat in Form von 6,3 mn-Strängen stranggepresst. Nach dem Kühlen mit Wasser werden die Stränge in 6,3 χ 4,7 mm grosse Schnitzel zerschnitten, die sich zum Wiederaufsehujelzen in einer Spinnvorrichtung eignen. Die Flocken haben die folgenden Eigenschaften:

- 18 -

7326 7SS17.174

	»'·■·. · · . .·...-. • ν · j> «. - · . ■ · · *	46,0 Äquivalente je 10 g	*η ο.*
• · ■ · ι * t ES-1764/1764-R ' ·		5,04 SS -	*oC/0 ■*
	. . Relative Yiscosität 43,5	,0-048 $
(KH₂)'
TiO₂
!fe(l₂?Q₂)₂

Pedenkernpolymerisat ' .. . Zusammensetzung ' ·. . Polyäthyleii . ' 70 Gewichtsprozent Elektrisch leitfähiger Russ

genäss Beispiel 1 30 Gewichtsprozent

Polyäthylen; Hochdruckpolyäthylen

(Sichte 0,916; Schaeliindex 23 gemäss ASTM-D-1238)

für den Spritzguss.

Sas Polyäthylen, enthält 50 ppm Oxydationsverzögerer, um seine Wärme- land Alterungsbeständigkeit zu verbessern*

Herstellung .· . \ ' ■.

Sin 3,7 1 fassender zweiflügliger Seigaflscher wird mit 1905 g Polyäthylen und 816,5 g Russ beschickt« Sas Ganze wxrd 30 Minuten bei 140° C gemischt, stranggepresst, durch ein Sieb mit 0,15 um Maschenweite gesiebt und zu Tabletten verformt.

Sas Produkt hat die folgenden Eigenschaften: Spezifischer Widerstand ' -

(einer bei 180° C gegossenen Folie) 2,9 bis 4,2 Ohm·cm

Bussgehalt . 50,2 $> · Feuchtigkeitsgehalt 0,04 ί

Venn der Feuchtigkeitsgehalt höher als 0,1 $ ist, sollen die - Tabletten -vor dem Verspinnen 24 Stunden bei 70° G im Vakuum getrocknet werden.

- neue Seite 19 -

RD-1764/1764-R Das Verspinnen

Die Polymerisate für den Mantel und den Kern werden in einer Schnecken3Chmelzspinnmaschine unter· Verwendung der in der USA-Patentschrift 2 936 482 dargestellten Spinndüsenanordnung zu konzentrischen Mantel-Kern-Fäden versponnen.

Das Mantelpolymerisat wird mit einer Durchsatzgeschwindigkeit vca 19,8 g/min (berechnet aus der Kapazität und Geschwindigkeit de-: Pumpe) und das Kernpolymerisat mit einer Durchsatzgeschwindigkeit von 0,7 g/min (berechnet aus der Kapazität und Geschwindigkeit der Pumpe) zugeführt, so dass man einen konzentrisch angeordneten Verbundfaden erhält, der zu 96 Volumprozent aus Mantel und zu 4 Volumprozent aus Kern besteht. Beim Spinnen werden die Temperaturen der Polymerisate für den Mantel und den Kern in aer Sehiieekensehnielzvorrichtung folia +all

Temperatur des Temperatur des

Zonen der Schnecken- Mantelpolymerisats, Kernpolymerisats, schmelzvorrichtung ⁰Q Oq

oben	149	120
Mitte	285	222
unten	288	265

Pie Spinnblocktemperatur beträgt 293° G. Die Fülltrichter für die beiden Polymerisate werden mit Inertgas durchspült.

Die relative Viscosität des Mantelpolymerisats beim Austritt aus der Spinndüse (beim freien Pail) beträgt 56; der Anstieg der relativen Viscosität ist die Folge einer weiteren Polymerisation des getrockneten Polynexamethylenadipinsäureamids in der Selmeckenschra-alzvorriehtung. Die Spinngeschwindigkeit beträgt 814 m/min. Das gesammelte ersponnene Garn ist grau und nat die folgenden Eigenschaften:

- 20 -

732879517.174

ED-1764/1764-R

Appretur auf dem Garn *^-j 1,0 f£ Kern, VoIS 4

Mantel, VoI .£ 96

Titer des ersponnenen Bündels,

den 60

Anzahl der Fäden je Bündel "5 Heflexionsvermög3n 37-40 $>

Das Verstrecken

Das elektrisch leitende dreifädige Garn von 60 den vird in einer Streckzwirnmaschine mit einer Aufwickelgeschwindigkeit von 366 m/min und einer Schuhtemperatur von 180° C auf das 2,7-fache verstreckt.

Das verstreckte Garn hat die folgenden Eigenschaften:

Fadenzahl	3
Festigkeit, g/den	3,8
Bruchdehnung, %	35
Modul, g/den bei 10-prozen- tiger Dehnung	13
Elektrischer Widerstand des Kernbündels	1,8 χ 10 Ohm/cm
Reflexionsvermögen	34 9δ

Gemeinsames Bauschen

Ein Strang eines 160-fädigen 4-Hohlraum-Hohlfaden-Polyamidgarns von 3400 den, wie es in der britischen Patentschrift 1 292 388 "beschrieben ist, wird mit einem Strang des elektrisch leitenden Garns an einer Stelle der Hohlfadenspinnmaschine gemeinsam gebauscht. Die Garno werden in einem Heizkasten unter einer Spannung von 10 bis 20 g an der letzten Umwicklung um die Wärmefixierwalze, bevor sie die Bauschdüse erreichen, vereinigt. Die Wärmefixierwalze befindet sich auf 195° C, und die Garngeschwindigkeit beträgt 1084 m/min. Das

- 21 -

ED-1764/1764-H .:.*..' '; "'..*

gemeinsame Bauschen erfolgt, indem das Garn durch eine unter einem Druck von 8,*44 ig/cm² bei 240? C betriebene Bauschdüse der in der belgischen Patentschrift 573 230 beschriebenen Art geleitet wird, wobei man Päden mit einer regellosen, dreidimensionalen, krummlinigen Kräuselung mit abwechselnder S- und Z-Brehung erhalt. Bas Garn wird dann gekühlt und aufgewickelt.

Bie Zugfestigkeitreigenschaften des Bauschgarns sind ungefähr die gleichen wie diejenigen des Ausgangsgams. Scheingefärbte Teppiche mit ebenen !Toppen (Plorhöhe 1,27 cm, Flächengewicht 0,996 kg/m²- Warendichte 4 mm, 7 Stiche je 2,5 cm), hergestellt aus Garnen, die die elektrisch leitenden Päden enthalten (Probe),und aus Garnen, die keine elektrisch leitenden Fäden enthalten (Kontrolle), mit eine» handelsüblichen PoIypropylenvliessüoff als Teppichgrundlage

. und die mit herkömmlichem Latex gummiert sind, liefern die folgenden Werte für das elektrostatische Aufladevermögen bei 20 £ relativer Luftfeuchtigkeit und 21° C:

. . - · Elektrostatisches Auflade-

'.-■■■ vermSgen des Teppichs

Probe 1,5 bis 2,0 kV

Kontrolle 10,2 bis 11 kV

Bieser Test entspricht der AATCO-Prüfnorm 134-1969 mit von des Carpet and Rug Institute im September 1971 vorgenommenen Änderungen. _m - ■·■(■■..

In den Rohteppichen und den scheingefärbten Teppichen ergeben die dreifädigen 20 den-Strärge aus elektrisch leitenden Fäden einen sehr schwachen bläulichen Anflug. Gefärbte Teppiche aus Endlosfaden-Bauschgarnen, die elektrisch leitfähige Päden enthalten, zeigen in den meisten einfarbigen Tönen keinen Unterschied -und nur geringe Unterschiede in gewisse;» einfarbigen hellen Farben, z.B. gelb, orange und rosa, wenn sie mit dem Kontr?ollteppich verglichen werden. ;

- neue Seite 22 -

111 . . jf} M

t 1 1 i 1 t I * » t ^ iff

HD-1764/1764-R ^ '

Gegebenenfalls können die Fäden gemäss der Erfindung in lorm Ton Stapelfasern, z.B.- in Mengen von 0,5 bis 5 Gewichtsprozent, zusammen mit nichtleitendem Stapelfasern im Teppichgarn verwendet werden.

Beispiel 3

Dieses Beispiel zeigt, dass man sorgfältig darauf achten muss, dass die Fäden gemäss der Erfindung beim Verstrecken nicht an leitfähigkeit verlieren.

Es werden Fäden mit einer exzentrischen Mantel-Kernanordnung mit einem Mantel aus Polyhexamethylenadipinsäureamid, welches eine relative Viscosität von 44 aufweist und 0,3 & TiO₂ enthält, und einem Kern aus Polycaprolactam (relative Viscosität 45; 31,8 Äquivalente HHg'E^gruppen je 10 g) mit einem Ru.ssgehalt von 20 % ersponnen. Der Russ ist der gleiche wie in Beispiel 1. Der Anteil des Kerns an den Fäden beträgt 40 Volumprozent. Das dreifädige Garn wird mit einem Titer von 79 den ersponnen. Das Garn wird an einem Reckstift kalt ver-So-reckt. Wie Tabelle II zeigt, nimmt der e ekt:?lsche Widerstand des kalt verstreckten Garns mit dem Reckverhältnis zu. Wenn das Garn ohne Stift an einer gewölbten Heizplatte bei 160° ffi " heiss verstreckt" wird, findet praktisch kein Ansteigen des Widerstandes statt. Es ist anzunehmen, dass beim Erhitzen des Garns in einer erhitzten Reckzone beim Verstrecken der Kern so weit erweicht wird, dass ein Bruch des Kerns oder eine Unterbrechung in der Verteilung der Kohlenstoffteilchen, die für die leitfähigkeit "erforderlich ist, vermieden wird.

BD-1764/1764-B .. ·■;-···

: Tabelle II

Elektrischer Widerstand Reckverhältnj3 des Kerns, Ohm/cm/3 Fäden

1 (unvers treckt) ; 0,6 χ 10⁸

'. . ■ . 1»5 ....*" 2,4 .x 10¹²

3,0 2,0 χ 10^U

3f0 (heiss verstreckt) . 2,75 χ 10⁹*

* Berechnet aus einzelnen Bestimmungen an den drei Fäden.

Beispiel 4

** Mantelpolymerisat

Polyäthylenterephthalatflocken mit einer relativen Yiscosität von 23 - 2:, bestimmt an 0,8 g Polymerisat in 20 ml Hexafluorisopropanol bei 25° C.
■ *

Kernpolyroerisat

Polycaprolactan mit 22 $ elektrisch leitendem Russ gemäss Beispiel 1,

Herstellung .

Eine vordispergierte Aufschlämmung von 22,680 kg elektrisch O leitendem Russ, 86,180 kg Caprolactam und

85,910 kg destilliertem Wasser wird in einem Mischbehälter unter Rühren bei 50 bis 55° C hergestellt. Mit dieser Aufschlämmung wird ein 227 kg fassender, mit Rührer versehener Autoklav aus rostfreiem Stahl beschickt. Der Autoklav wird von luft befreit und mit Inertgas gefüllt, worauf man zu erhitzen beginnt. Die Temperatur des Autoklaven wird auf 258° C und äer Druck auf 17,6 kg/cm² erhöht, um die anfängliche Ringöffnung des.Caprolactams und die Vorpolymerisationsreaktionen durchzuführen. Nach dieser Erhitzungsperiode, die etwa 6 bis 7 Stunden dauert, wird der Druck allmählich innerhalb 1 1/2

- neue Seite

RD-1764/1764-R

Stunden von 17,6 kg/cm auf Atmosphärendruck entspannt (Entspannungsperiode ). Dann wird das Polymerisat bei 278 C als fortlaufendes Band stranggepresst, mit Wasser gekühlt und zu 3,2 mm grossen Flocken zerschnitten. Die Flocken werden 4 Stunden unter Rühren in einem Kessel bei 95° C mit Wasser gewaschen, um Reste des Monomeren zu entfernen. Dieser Arbeitsgang wird noch dreimal wiederholt; zum Schluss sind 6,3 9^ Caprolactam extrahiert worden. Das Polymerisat wird im Vakuum) (635 mm Hg) getrocknet, bis der Feuchtigkeitsgehalt weniger als 0,3 i° beträgt. Die Flocken werden wiederaufgeschmolzen, stranggepresst, durch ein Sieb mit abnehmenden Maschenweiten (0,6 bis 0,074 mm) gesiebt und zu Tabletten verpresst, die dann im Vakuum bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 0,03 $> getrocknet werden.

Der spezifische elektrische Widerstand von aus diesem Polymerisat gegossenen Folien variiert zwischen 10 und 60 Ohm·cm.

Spinnen und Verstrecken

Die Polymerisate für den Mantel und den Kern werden in einer kombinierten Spinn- und Reckmaschine bei einer Aufwickelgeschwindigkeit von 1372 m/min (berechnet aus der Geschwindigkeit der Aufwickelwalze in U/min) gemeinsam versponnen und verstreckt.

Das Hantelpolymerisat wird mit einer Durchsatzgeschwindigkeit von 29,7 g/min (berechnet aus dem Titer in ersponnenem Zustand und der Aufwickelgeschwindigkeit) und das Kernpolymerisat mit einer Durchsatzgeschwindigkeit von 6,7 g/min (berechnet aus dem Titer in ersponnenem Zustand und der Aufwickelgeschwindiglceit) zugeführt, so dass ein konzentrischer Mantel— Kern-Faden entsteht, der zu 81 Gewichtsprozent (berechnet aus den Durchsatzgeschwindigkeiten) aus Hantel und zu 19 Gewichtsprozent (berechnet aus den Durchsatzgeschwindigkeiten) aus

- 25 -

Rj)-1764/1764-R

Kern besteht. Beim Spinnen werden die Temperaturen in der Schneckenschmelzvorrichtung folgendermassen eingestellt:

	Temperatur des	Temperatur des
Schnecken-	Mantelpolymerisats,	Kempolymerisats,
schmelz zone	⁰C	⁰C
oben	249	206
Mitte	281	250
unten	289	265

Die Spinnbloektemperatur beträgt 290° C. Das Garn wird unter Verwendung einer mit Wasserdampf betriebenen Verstreckungsdüse und von elektrisch beheizten, auf 180° G gehaltenen Wa] zen (16 Umwicklungen) auf das Dreifache verstreckt·

Das verstreckte Garn ist schwarz und hat die folgenden Eigenschaften:

Fadenzahl je Bündel	Garn,	Kerns	1
Titer, den	des		19,02
Gesamtappretur auf dem	•		1,83
Elektrischer Widerstand		1,3 x 10⁹
Festigkeit, g/den		2,5
Bruchd ehnung, %		39,9

Modul bei 10-proζentiger

Dehnung, g/den 13,6

Beispiel 5 Mantelpolymerisat

Polyäthylenterephthalatflocken mit einer relativen Tiscosität von 30.

- 26 -

HD-1764/176A-R Kernpolymerisat Hergestellt nach Beispiel 2.

Verspinnen

Das Mantelpolymerisat und das Kempolymeriöat werden gemäss Beispiel 2 bei einer Geschwindigkeit τοη 787 m/min gemeinsam versponnen. Das Mantelpolymerisat wird mit einer Durchsatzgeschwindigkeit von 36,3 g/min-(berechnet aus ier Geschwindigkeit und der Kapazität der Pumpe) und das Kernpolymerisat mit einer Durchsatzgeschwindigkeit von 1,38 g/mln (berechnet aus der Geschwindigkeit und der Kapazität der Pumpe) zuoftährt, so dass man einen konzantrischer. Verbundfaden erhält, der zu 96 Volumprozent aus Mantel und zu 4 Volumprozent aus Korn besteht, bestimmt an vergrösserten Querschnit-tsaufnahmen.

Beim Spinnen wird die Temperatur dor Schneckenschmelzvorrichtung für das Mantelpolyaerisat folgendermassen eingestellt:

Sehnecken-

schmelzvor-

richtung

Zone 1 Zone 2

Temperatur des
Mantelpolymerisats,

⁰C .

286 284

Temperatur des Kernpolymerisats,

⁰C

1114 (oben) 184 (Mitte) 242 (unten)

Die Spinnblocktemperatur betragt 292° C.

Es wird ein dreifädiges Garn von 60 den er spönnen.

Verstrecken

Das dreifädige 60 den-Mantel-Kerngarn wird bei einer Geschwindigkeit vcm 415 n/min an einem 97° C Meissen Heizschuh auf das 3»8-fache verstreckt.

- 27 -

RD-1764-/1764-R

Das verstreckte Garn hat die folgenden Eigenschaften:

Titer, den 17,2

Elektrischer Widerstand ₈

des Kerns, Ohm/cm/Faden 2,66 χ 10

Festigkeit, g/den 5,3

Bruchdehnung, i» 21,5

Anfangsmodul bei

10-prozentiger Dehnung, g/den 43,2

Dieses Mantel-Kerngarn wird zusammen mit einem handelsüblichen, 34-fädigen Polyestergarn von 150 den in einer "leesona 570"-Falschdrall-Texturiermaschine texturiert. Das gemeinsam texturierte Garn (ein Strang dreifädiges Mantel-Kerngarn von 17,2 den mit einem Strang des 34-fädigen Polyestergarns von 150 den) wird zu einem "Schweizer Pikee"-Doppelgewirk νerarbeitet. Dieses Gewirk wirä nach bekannten Methoden gefärbt und ausgerüstet. Nach 30-maligem taschen wird das Gewirk in einem elektrostatischen prüfgerät (Elektrometer, Modell E525, der Presco Scientific Company) untersucht und j mit einem Kontrollgewirk verglichen, das nur aus dem gleichen

j Polyestergarn unter den glaichen Bedingungen hergestellt wor-

ι den ist.

j Elektrostatische Ladung auf dem Gewirk, T

j nach 0 Sekunden nach 120 Sekunden

; Probegewirk 400 380

Kontrollgewirk 2750 2550

Hieraus ergibt sich ein guter elektroctatischer Schutz des Probegewirks.

Beispiel 6

Ein dreifädiges Garn von 60 den wird aus dem in Beispiel 2 verwendeten Polyhexamethylenadr.pinsäureainid als Polymerisat

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BD-1764/1764-Ε

for den Mantel und-, dem in Beispiel 4 verwendeten Polycaprolactam mit einem RussgehaXt von 28 <f> als Werkstoff fur den Kern hergestellt. Fäden, die zu. 96 Volumprozent aus Mantel •und zu 4 Voluaprozerrt aus Kern "bestehen, werden an einer 180° C heissen, gekrümmten Heizplatte (61 cm) auf das 3,0-fache verstreckt· Das Garn hat sodann die folgenden Eigenschaften:

Bündeltiter, den	20,2
Festigkeit, g/den	3,18
. Bruchdehnung, $> ·	. . 49,1
Anfangsmodul, g/den	24,4
Elektrischer Widerstand
des Kerns, Ohm/cm/Fadeai	1,77 χ 1
Reflexionsvermögen, 56	32
Gemeinsames Bauschen

Das elektrisch leitende Garn wird gemäss Beispiel 2 zusammen mit einem 68-fädigen, "basisch anfärbbaren Endlos-Hohlfaden-Teppichgarn aus Polyhexamethylenadipinsäureamid mit einem Titer von 1225 den . -

' bauscht und zu Teppichen mit ebenen Noppen mit einer Florhöhe von 6,35 mm und einem Flächengewicht von 0,475 kg/m verarbeitet, wie es in Beispiel 2 beschrieben ist.

Das Reflexionsvermägen und aas elektrostatische. Aufladungsvermögen von scheingefärbten Teppichen werden mit den entsprechenden Eigenschaften von Kontrollteppichen verglichen, die kein elektrisch leitendes Garn enthalten.

φ *

Elektrostatisches

Aufladevermögen Reflexionsvermögen des^Teppichs, kV* des Teppichs« %

Probe 1,5 bis 2,4 65

Kontrolle 8,6 bis. 9,8 75

♦ wie in Beispiel 2·

- neue Seite 29 -

t · • a

BD-1764/1764-R

Die visuelle Einstufung der Teppiche stimmt mit dem gemessenen Reflexionsvermögen überein.

Beispiel 7 '.

Fäden (4 Stränge mit einem ersponnenen Titer von 60 den, 3 Fäden) mit einem Polyamidmantel und einem Polyäthylenkern gemäss Beispiel 2, die zur Verwendung als Stapelfasern hergestellt werden, haben die folgenden Eigenschaften:

Appretur auf dem Garn, # ' 0,43 Gew.-# Kern 3,5

Gew.-# Mantel 96,5

Kohlenstoffgehalt des Kerns, # 32»3 Reflexionsvermögen, f» 39

Elektrischer Widerstand des ₇

.Kernbündels (12 Fäden) 2,0 χ 10' Ohm/cm

Das ersponnene Garn wird verstreckt, indem 8 Stränge in einer Versuchsverstreckungsmaschine vereinigt^ und mit einer Aufwikkelgeschwindigkeit von 210 m/min bei einer Heisssehuhtemperatur von 180° C auf das 3,0-fache verstreckt werden.

Das vers treckte Garn hat die folgenden Eigenschaften:

Bündeltiter, den 690

Fadenzahl 96 Festigkeit, g/den 4,72

Bruchdehnung, i> 18,5

Dieses elektrisch leitende Garnbündel wird in ungefähr 16,5 cm lange Stücke zerschnitten und während des Kardierens in Mengen von 0,6, 2 bzw. 5 fi handelsüblichen Teppichstapelfasern aus LUa ^oli^iexanethylenadiplneäureaiDid o beigemischt. t C® ^^ie Mischungen werden unter normalen Stapelbedingungen zu 10.7Si ' ewe is tr ähnigen gesponnenen Garnen mit der Baumwollnummer 2,4

- 30 -

732871517.1.74

HD-1764/1764-R

mit 3,5 Z-Drehuugen und 3,5 S-Drehungen je 2,54- em verarbeitet. Die Garne werden in Autoklaven wärnefixiert und dann zu Teppichen mit aufgeschnittenem Flor (Elektoralwollstii) von einem Flächengewicht von 1,19 kg/m ,. einer Warendichte von 3»96 mm und einer FlorhShe von. 1,90 cm mit Polypropylengrund lage verarbeitet und mit handelsüblichem Latex gummiert. Die Teppiche werden gewaschen und in herkömmlicher Weise mit einem Gemisch aus drei handelsüblichen gelben, roten bzw. blauen Säurefarbstoffen gefärbt.

Die gsfärbten Teppiche geben beim Schlurrtest bei 20 $> relativer Luftfeuchtigkeit und 21° C di<
elektrostatische Aufladevermögen:

ver Luftfeuchtigkeit und 21° C die folgenden Werte für das

Verhältnis von Elektrostatisches

antistatischen Fasern Aufladevermögen des

au Grundfasern Teppichs, kV*

0:100 9,4

0,6:99,4 3,2

2,0s98,0 ' 2,5

5,0:95,0 1,9

* wie in Beispiel 2.

Beispiel 8

Dieses Beispiel erläutert eine zusätzliche Variationsfäbigkeit bei der Anwendung der Erfindung, Jede Probe hat drei Fäden je Strang, und der Russ ist der gleiche wie in Beispiel 1.

Probe A gleicht der nach Beispiel 2 hergestellten Probe mit dem Unterschied, dass die Fäden einen bandförmigen Querschnitt haben. 3>er Werkstoff für den Fadenkern enthält als Oxydationsverzögerer 0,25 Gewichtsprozent 1,3,3-Trimethyl-2,4,6-tris-(3,5-di-tert·butyl-4-hydroxybenzyl)-benzol.

- 31 -

732879517.1.71

BD-1764/1764-H

J U

. Probe B ähnelt der·. Probe A; die Päden haben Jedw 2h einen dreiflügligen Querschnitt mit einem Modifizierungsverhältnis von 2,50.

■»·■·-- Die Proben C bis H haben runde Padenquerschnitte.

' Probe C besteht au3 Päden mit einem Mantel aus Polyhexa-" »ethylenadipinsäur eamid, welches 5 $ Titandioxid enthält, und.

einem Kern, der zu 40 # aus Polypropylen, zu 20 # aus Poly-. ■■"■.· äthylen, zu 10 £ aus einem handelsüblichen elastomer en Co-

polymeri3at aus Zthylen, Propylen und einem nicht-konjuglerten ^ Dien sowie zu 30 fi aus Russ besteht.

Probe Xt besteht aus Päden mit einem Mantel aus handelsüblichem Polypropylen und einem Kern wie Lei der Probe A. .
' · - .

Probe E hat den gleichen Mantel wie die Probe D, während der Kern aus einen handelsüblichen Polycaprolactonharz

" mit einem Russgehalt von 30 ?» besteht.

' · . ' Probe P hat einen Mantel aus Polyhexamethylenadipinsäureainid ait einem Titandioxidgehalt von 5 Ί» und einen Kern aus einem ' handelsüblichen lolypropylenharz mit einem

^ fiussgehalt von 25$. . r ·-.· .

itobe G hat einen Mantel aus dem gleichen Polypropylen wie Ixobe D und einen Kern aur» einem im Handel erhältlichen PoIyäthylenätherharz . mit einem Russgehalt

von 26 ^.

- _ί Probe H ist eine nicht antistatische Kontrollprobe mit einem Polyamidmantel, wie bei Probe A, und einem Kern aus dem gleichen Polyäthylenharz., jedoch ohne Russgehalt.

\ 3>ie Eigenschaften der Päden dieser Proben ergeben sich aus Ta- j belle III.

j - neue Seite 32 -

. 732S795i7.i.n

ED-1764/1764-R

Tabelle

III

Probe	Yerstrek- kangaver- hältnis	Titer, den	Festig keit, s/den	Bruch dehnung, %	Anfangs modul, g/den
A	2,77	21,6	2,65	68,4	21,6
B	2,7	21,1	3,00	81,8	22,1
C	3	110,6	2,19	62,8	14,2
D	2,26	42,3	3,69	126	28,6
E	2,0	104,4	1,72	150	H,7
F	2,5	33,3	2,49	34,2	17,6
G	2,0	55,7	3,29	108	28,7
H	2,70	19,1	3,87	34,5	23,6

Probe

Tabelle III (Fortsetzung)

Kernanteil*

17-.T df.

ir ui · — /u

(Querschnitt)

Reflexions- Elektrischer Widerstand vermögen des des Kerngarns χ iCr, Garns, y> Ohm/cm/Faden

A	<C1O	28,5	1,2
B	-	35	0,97
G	3	49	3,54
D	7,5	11	3,54
E	7,4	12,5	0,15
F	7,5	31,6	11,8
G	15	11	0,12
H	4		>10⁷

- 33 -

732I79S17.1»

Claims

E.I. du Pont de Hemours »· ^Oktober

and Company . HD-1764/1764-R

Schutzansprüehe

Vlies aus einem

Stapelfasergemisch aus elektrisch nichtleitenden synthetischen Fasern und weniger als 20; Gewichtsprozent antistatischen synthetischen Pasern, von denen jede aus einen ■ : . elektrisch, nichtleitenden Mantel aus einem synthetischen thermoplastischen fadenMldenden Polymerisat "besteht, der einen Kern aus einem synthetischen thermoplastischen Polymerisat umgibt und mindestens 50 $ der Faserquerschnittsflache einnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern der antistatischen Fasern in dem thermoplastischen synthetischen Polymerisat dispergierten, elektrisch leitenden Russ enthält, selbst elektrisch leitend ist und unter einem Gleichstrompotential von 2 kT einen elektrischen Widerstand von weniger als 0,4 χ 10 Ohm/cm aufweist.

Vlies aus einem

Stapelfasergemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel der antistatischen fasern mindestens 80 # der Fadenquerschnittsfläche einnimmt und der elektrisch leitende Kern υ ehr als 20 Gewichtsprozent Itess enthält.

Vlies aus einem

Stapelfasergemisch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, das* die antistatischen Fasern eine Festigkeit von mindestens 1,5 g/den aufweisen.

Vlies aus einem

Stapelfasergemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daos der Hantel der antistatischen Fasern mindestens 90 £ der Fadenquerschnittsfläche einnimmt·

?ΙΗ7·Ιι?λ»

es aus einem

Stapelfasergemisch nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel der antistatischen Fasern mindestens 3 μ dick ist.

6. Vlies aus einem

Stapelfadergemisch nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass der Mante? der antistatischen Fasern 8 bis 22 μ dick ist.

7. Vlies aus einem

Stapelfasergemisch nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel der antistatischen Fasern mattiert ist und die Fasern ein Liehtreflexionsvermögen von mehr als 20 $> aufweisen.

8. Vlies aus einem

Stapelfasergemisch nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel der antistatischen Fasern 2 bis 7 Gewichtsprozent Titandioxid als Mattierungsmittel enthält.

9. Vlies aus einem

Stapelfasergemisch nach Anspruch 1 bis S_r dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel der antistatischen Fasern aus Polyhexamethylenadipinsäureamid und der Kern aus PoIycaprolactam besteht.

10. Vlies aus einem

Stapelfasergemisch nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekenn-. zeichnet, dass der Mantel der antistatischen Faser', aus einem Polyamid und der Kern aus Polyäthylen besteht.

11. Vlies aus einem

Stapelfasergemisch nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel der antistatischen Fasern aus einen Polyester besteht«.

12. Vlies aus einem

Stapelfasörgemisch naoh Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass <ler Kern der antistatischen Fasern 15 bis 50 Gewichtsprozent Hues enthält.

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HD-1764/1764-R \

'Stap^li^e^gemisch nach Anspruch 1 "bis 12, dadurch, gekennzeichnet, dass Jer Kern der antistatischen Fasern 20 his 35 Gewichtsprozent Russ enthält.

14. Vlies aus einem

Stapelfasergemisch nach Anspruch 1 "bis 8, 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymerisat des Kerns der antistatischen Pasern einen niedrigeren Schmelzpunkt und eine niedrigere Einfriertemperatur aufweist als das Polymerisat des Mantels.

15. Vlies aus einem

Stapelfasergemisch nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dacs der Mantel der antistatischen Fasern mole-

r kular orientiert ist.

16. Vlies aus einem

Stapelfasergemisch nach. Anspruch 1 bis 15» dadurch gekenn-

zeichnet, dass der Kern der antistatischen Fasern unter einem Sleichstrompotential von 2 kV einen elektrischen "Widerstand von weniger als 0,4 σ 10 Ohm/cm aufweist.

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