PL165019B1 - Sposób nadawania włóknom właściwości elektroprzewocbąjcych I włókna o właściwościach elektroprzewodzących - Google Patents

Abstract

1· Sposób nadawania włóknom właściwości elektroprzewodzących, które nie zawierają w swej budowie chemicznej grup cyjanowych, za pomocą siarczków miedzi, siarczków srebra lub mieszaniny tych siarczków, które to siarczki wytwarza się na włóknach lub na wyrobach włókienniczych, zwłaszcza za pośrednictwemjonu miedziawego przez koordynacyjne wiązanie tych siarczków z grupami cyjanowymi, znamienny tym, że grupy cyjanowe wprowadza się do włókien wraz z barwnikami, takimi jak: barwniki azowe, oksyazowe, styrylowe czy antrachinonowe, zawierającymi te grupy w swej budowie chemicznej, przy czym barwniki takie wprowadza się do włókien jedną ze znanych włókienniczych metod farbiarskich, zwłaszcza metodą wyczerpywania barwnika z kąpieli tak, by ilość zaadsorbowanego barwnika wynosiła 0,2 do 7% masy włókna. 2.Włókna o właściwościach elektroprzewodzących zawierające siarczki miedzi, siarczki srebra lub mieszaninę tych siarczków, koordynacyjnie związanych zjedną lub kilkoma grupami cyjanowymi, znamienne tym, że grupy cyjanowe wchodzą w skład budowy chemicznej barwników zaadsorbowanych przez włókna.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób nadawania włóknom właściwości elektroprzewodzących za pomocą siarczków miedzi, siarczków srebra lub mieszaniny tych siarczków oraz włókna elektroprzewodzące zawierające siarczki miedzi, siarczki srebra lub mieszaninę tych siarczków.

Nadawanie włóknom lub wyrobom włókienniczym właściwości elektroprzewodzących za pomocą siarczków miedzi, siarczków srebra lub mieszaniny tych siarczków wiąże się z takim wytwarzaniem tych siarczków, by były one trwale związane z materiałem włókien, tak na powierzchni materiału, jak i w jego przekroju. Znane z opisów patentowych polskich nr 110 128 nr 146 909, europejskiego nr 0 035 406 oraz amerykańskich nr US 4 336 028 i nr US 4 364 739 postępowanie polega na wytwarzaniu siarczków miedzi za pośrednictwem jonu miedziawego, wykazującego szczególne powinowactwo do grup cyjanowych, z którymi te siarczki tworzą wiązania koordynacyjne. Z dotychczasowego rozpoznania wynika, że najkorzystniejsze wyniki uzyskuje się z włóknami poliakrylonitrylowymi. Z polskiego patentu nr 110244 znane jest nadawanie właściwości elektroprzewodzących włóknom nie zawierającym grup cyjanowych poprzez kopolimeryzację szczepioną monomerów winylowych zawierających w swej budowie chemicznej takie grupy. Zgodnie z opisami patentowymi europejskimi nr 0 086 072 i amerykańskim nr US 4 378 228 grupy takie wprowadza się do włókien w wyniku reakcji z dwucyjanodwuamidami, poprzez polimeryzację szczepioną akrylonitrylu, w wyniku cyjanoetylowania, poprzez dodatek odpowiednich substancji z grupami cyjanowymi w procesie przędzenia lub poprzez przędzenie z polimerów blokowych. Wszystkie te znane sposoby są skomplikowane i wiążą się ze stosowaniem związków o dużym stopniu toksyczności.

W sposobie nadawania włóknom właściwości elektroprzewodzących według wynalazku grupy cyjanowe wprowadza się do tych włókien jedną ze znanych metod barwienia, zwłaszcza metodą wyczerpywania barwnika z kąpieli. Okazało się, że do większości znanych włókien nie zawierających w swej budowie grup cyjanowych, takich jak włókna poliamidowe, poliestrowe, octanowe,

165 019 trójoctanowe, aramidowe, polipropylenowe lub keratynowe grupy takie można wprowadzać jako składniki barwników dobieranych odpowiedniego do rodzaju włókien tak by wykazywały one powinowctwo do tych włókien. Do włókien poliamidowych i keratynowych najkorzystniejsze jest dobieranie barwników kwasowych, do włókien celulozowych barwników bezpośrednich i reaktywnych a do włókien poliestrowych, octanowych i trójoctanowych barwników zawiesinowych. Budowę chemiczną najczęściej stosowanych w sposobie według wynalazku barwników ilustrują wzory od 1 do 5. Są to głównie barwniki azowe, oksyazowe, styrylowe i antrachinonowe, które wykazują zdolność koordynacyjnego wiązania siarczków miedzi i ich mieszaniny z siarczkami srebra. Ilość zaadsorbowanego przez włókna barwnika zawiera się w granicach 0,2 - 7% masy włókien. Po wprowadzeniu dobranego barwnika do wnętrza włókien przeprowadza się proces wytwarzania siarczków miedzi lub mieszaniny tych siarczków z siarczkami srebra sposobem znanym z polskiego patentu nr 110 128 lub z patentów europejskich nr 0035406 i nr 0086072. Postępowanie takie pozwala zastąpić skomplikowane i związane ze stosowaniem związków o dużym stopniu toksyczności wprowadzenie grupy cyjanowych do włókien powszechnie stosowanym we włókiennictwie procesem barwiarskim.

Włókna o właściwościach elektroprzewodzących według wynalazku zawierają siarczki miedzi, siarczki srebra lub mieszaninę tych siarczków powiązane koordynacyjnie z wprowadzonymi do tych włókien barwnikami takimi jak barwniki azowe, oksyazowe i antrachinonowe o budowie chemicznej określonej wzorami 1-5. Wykazują one efekt elektroprzewodnictwa poniżej 10² Ω · cm odporny na wielokrotne pranie.

Przykład I. Włókna poliestrowe typu Elana o grubości 3dtex poddaje się procesowi barwienia metodą okresową, przy krotności kąpieli do włókna 10:1, w temperaturze 130°C w czasie 2 h w kąpieli zawierającej 5% do masy włókna barwnika zawiesinowego, będącego produktem sprzęgania zdwuazowej 2-cyjano-4-nitro-6-bromoaniliny z N,N-di-y-cyjanopropyloaniliną. W wyniku barwienia otrzymujesię włókno zabarwione na kolor bordo. Po dokładnym płukaniu barwione włókna traktuje się w temperaturze 40°C w czasie 20 min. kąpielą zawierającą 10% do masy włókna CuSO4’5H 2O i 12% do masy włókna tiosiarczanu sodowego przy krotności kąpieli do włókna 10:1. Następnie w ciągu 1 h podnosi się temperatura kąpieli do 130°C i utrzymuje się w tej temperaturze dalsze 50 min. Po tym czasie usuwa się kąpiel a włókno poddaje się płukaniu i intensywnemu praniu w temperaturze 60°C w obecności 1 g/l niejonowego środka piorącego typu Rokafenol N-8.

W wyniku przeprowadzonego procesu otrzymuje się włókno o właściwościach elektroprzewodzących o kolorze ciemno bordowym z odcieniem oliwkowym. Włókno to charakteryzuje się elektryczmą opornością właściwą poniżej 10² 0*em. Otrzymany efekt elektroprzewodnictwa jest odporny na wielokrotne pranie w kąpieli wodnej zawierającej niejonowy środek piorący jak również na pranie w rozpuszczalnikach organicznych, takich jak Per, przy zachowaniu wskaźników wytrzymałościowych na poziomie włókna niemodyflkowanego. Włókno Elana poddane tylko obróbce modyfikującej roztworem siarczanu miedzi i tiosiarczanu sodowego bez wstępnego barwienia wykazuje po intensywnym praniu elektryczną oporność właściwą powyżej 10¹² Q*cm.

Przykład II. Włókno PA typu Polana o grubości 17 dtex poddaje się procesowi barwienia metodą okresową, przy krotności kąpieli do włókna 10:1, w temperaturze 110°C w czasie 2h w kąpieli zawierającej 1% do masy włókna barwnika kwasowego będącego kwasem 1-N-etylo, N-$-cyjanoetyloamino-4-fenyIoaminoantrachinono-2-sulfonowym. W wyniku barwienia otrzymuje się włókno zabarwione na kolor niebieski. Po dokładnym płukaniu barwione włókno traktuje się jak w przykładzie I roztworem siarczanu miedzi i tiosiarczanu sodu, początkowo w temperaturze 40°C w czasie 20 min. a następnie w ciągu 1 h podnosi się temperaturę do 100°C i w tej temperaturze utrzymuje się 1h. Po intensywnym praniu w temperaturze 60°C, w obecności niejonowego środka piorącego typu Rokafenol N-8, przy stężeniu 1 g/l, modyfikowane włókno o zabarwieniu oliwkowym wykazuje właściwości elektroprzewodzące odporne na wielokrotne pranie, przy czym jego elektryczna oporność właściwa wynosi poniżej 102 Ω · cm, natomiast wskaźniki wytrzymałościowe są na poziomie włókna niemodyflkowanego.

Przykład III. Włókna wiskozowe o grubości 1,7 dtex poddaje się barwieniu w temperaturze 40°C w kąpieli o krotności 20:1 zawierającej 4% do masy włókna barwnika reaktywnego będącego produktem sprzęgania zdwuazowanej 2-cyjanoamliny z kwasem H i acylowanego chlorkiem

165 019 cyjanuru. Po 10 minutowym traktowaniu roztworem barwnika dodaje się w czasie 20 min. 30 g/l soli kuchennej a następnie w ciągu 10 min. około 10 g/l sody kalcynowanej i utrzymuje się w podanej temperaturze dalsze 60 min. Po tym czasie przeprowadza się intensywne płukanie i pranie, w celu usunięcia barwnika nie związanego z włóknem, po czym przeprowadza się proces obróbki roztworem siarczanu miedzi i tiosiarczanu sodowego jak w przykładzie II.

W wyniku przeprowadzonego procesu uzyskuje się włókno charakteryzujące się elektryczną opornością właściwą poniżej 10³ Ω * cm. Po barwieniu włókno jest zabarwione na kolor czerwony, natomiast po obróbce modyfikującej na kolor oliwkowy o odcieniu czerwonym.

n = V8

R¹,R²= H,OH,OAc, CN, Pb R¹=R² lub R¹XR² R³,R⁴,R⁵s H.Alk, OAlk.Cl.Br,NO^CN.SOjH.COOH

R³=R⁴=R⁵ lub r³xr⁴/R⁵ fP,R⁷= H.Alk.OAlk.NHAc R⁶/R⁷ Alk^nH^.j

Ac= COAlk, COPh

WZÓR 1

X,Y,Z,W= Ν\ρ,ΟΗ XxY=Z=W tub X*Y/ZAV

R,R’= H ,(CH₂)_nR¹, <CH2)nR² , ph

R= R’ lub R/r’ i 2 n,R,R jak we wzorze 1 R³,R⁴ = H,COOR,CONRR^,,COOH_łCN,SO₃H, SO-jNRR’

R³=R⁴ lub R?/R⁴

WZÓR 2

R = H, Alk,(CH₂)_nOH

R³R⁴,R⁵,n,Alk j^{ak we wzOrze 1}

WZÓR 3

X = układ reaktywny R.rW jak we wzorze 3

WZÓR 4

χ =-ν=Ν-,-CH = CH-,-C0NH-,-HNCONH-

ąD.Ef.G.H.J = H, SO₃H , COOH , NH^ tf.R ^{= H}, so₃h 1 _d7

R -r R jak we wzorze 1

WZÓR 5

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób nadawania włóknom właściwości elektroprzewodzących, które nie zawierają w swej budowie chemicznej grup cyjanowych, za pomocą siarczków miedzi, siarczków srebra lub mieszaniny tych siarczków, które to siarczki wytwarza się na włóknach lub na wyrobach włókienniczych, zwłaszcza za pośrednictwem jonu miedziawego przez koordynacyjne wiązanie tych siarczków z grupami cyjanowymi, znamienny tym, że grupy cyjanowe wprowadza się do włókien wraz z barwnikami, takimi jak: barwniki azowe, oksyazowe, styrylowe czy antrachinonowe, zawierającymi te grupy w swej budowie chemicznej, przy czym barwniki takie wprowadza się do włókien jedną ze znanych włókienniczych metod farbiarskich, zwłaszcza metodą wyczerpywania barwnika z kąpieli tak, by ilość zaadsorbowanego barwnika wynosiła 0,2 do 7% masy włókna.
2. 2. Włókna o właściwościach elektroprzewodzących zawierające siarczki miedzi, siarczki srebra lub mieszaninę tych siarczków, koordynacyjnie związanych z jedną lub kilkoma grupami cyjanowymi, znamienne tym, że grupy cyjanowe wchodzą w skład budowy chemicznej barwników zaadsorbowanych przez włókna.
3. 3. Włókna według zastrz. 2, znamienne tym, że zawierają zaadsorbowane barwniki o budowie chemicznej określonej wzorami od 1 do 5.
4. 4. Włókna według zastrz. 3, znamienne tym, że zawierają barwniki zaadsorbowane w ilości 0,2 do 7% ich masy.