DE1278987B - Verfahren zur elektrostatischen Beflockung von Traegermaterialien mit Chemiefasern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Deutsche Kl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

D 06 g

B44c

8n-5/01

75b-4

P 12 78 987.6-43 (S 80884)

11. August 1962

3. Oktoberl968

Die Herstellung von samt-, plüsch- oder wildlederartigen Gebilden durch Aufbringen kurzer Fasern, genannt Flock, auf eine mit einem Klebemittel versehene Unterlage unter Einwirkung eines elektrischen Hochspannungsfeldes ist bekannt. Bisher wurden für diesen Zweck regenerierte Cellulosefasern benutzt; seit kurzem hat sich jedoch das Interesse auch der Verwendung anderer Chemiefasern zugewandt, z. B. Fasern aus Celluloseestern, Polyamiden, Polyestern oder Polyacrylnitrilen, und zwar wegen der in mancher Beziehung besseren Eigenschaften dieser Fasern. Für die Herstellung von beflockten Trägern, welche beträchtlicher Abnutzung ausgesetzt sind, wie Teppiche oder Möbelbezugsstoffe, hat sich z. B. Flock aus Polyamiden als ein sehr geeignetes Material erwiesen.

Bei der Verwendung dieser Chemiefasern für die elektrostatische Befleckung treten jedoch Schwierigkeiten auf, die ihre Ursache in dem unterschiedlichen Verhalten der einzelnen Substanzen haben. Während regenerierte Cellulosefasern, ärmlich wie Fasern aus natürlicher Cellulose, hydrophil sind, erweisen sich Fasern aus Cellulosetriacetat und vielen synthetischen Polymeren als mehr oder minder stark hydrophob und nehmen durch Reibung elektrostatische Ladungen an. Es ist bekannt, daß diese statischen Ladungen bereits beim üblichen Spinnen und Verarbeiten solcher Fasern störend sind. Besonders große Schwierigkeiten ergeben sich bei der Verwendung solcher Fasern zur elektrostatischen Befleckung.

Um eine dichte und gleichmäßige Beflockung zu erzielen, ist es erforderlich, daß die einzelnen Flockpartikeln mühelos aneinander vorbeigleiten und mit Leichtigkeit durch ein in der Beflockungsvorrichtung befindliches Sieb rieseln. Die Fasern müssen ferner zwischen den Polen des elektrischen Feldes rasch springen, bis sie schließlich von der mit einem Klebmittel versehenen Unterlage festgehalten werden. Gleitvermögen und Rieselfähigkeit der Fasern lassen sich durch Anwendung von Avivagemitteln verbessern; ein gutes Springvermögen im elektrischen Feld hängt aber vor allem von der elektrischen Leitfähigkeit der Fasern ab.

Wenn diese Leitfähigkeit gering ist, haften die Flockpartikeln aneinander und an den Elektroden und springen nur sehr langsam oder überhaupt nicht. Oft bilden sich auch dichte, harte Faserballen, welche das Sieb nicht passieren können und damit für die Beflockung ganz ausfallen.

Um diese Schwierigkeiten zu überwinden wird z.B. die elektrostatische Beflockung bei hohen Raumfeuchtigkeiten durchgeführt, da bekannt ist, daß die Verfahren zur elektrostatischen Beflockung von Trägermaterialien mit Chemiefasern

Anmelder:

Societe de la Viscose Suisse, Emmenbrücke
(Schweiz)

Vertreter:

Dipl.-Ing. W. Meissner

ίο und Dipl.-Ing. H. Tischer, Patentanwälte,
8000 München 2, Tal 71

Als Erfinder benannt:

Daniel Wyss,

Walter Wyss, Emmenbrücke (Schweiz)

Leitfähigkeit der Fasern von ihrem Feuchtigkeits-

ao gehalt abhängt. Eine zu hohe Raumfeuchtigkeit ist aber wiederum der Bildung eines elektrischen Hochspannungsfeldes abträglich. Üblicherweise begegnet man daher den Schwierigkeiten dadurch, daß man die Fasern mit antistatischen Mitteln behandelt, welche auf der Faser einen Überzug elektrisch leitender Substanzen hinterlassen. Die für diesen Zweck vorgeschlagenen Mittel gehören den verschiedensten chemischen Klassen an; die meisten sind ionenbildende oder wenigstens polarisierte Substanzen, wie einfache Elektrolyte, z.B. hygroskopische Ammoniumsalze, oder oberflächenaktive Körper kationischer, anionischer oder nichtionischer Natur, jedoch werden auch mineralische Dispersionen, z. B. von Kreide oder Kieselsäure, teilweise in Verbindung mit ölhaltigen Gleitmitteln für diese Zwecke verwendet. So beschreibt z.B. die USA.-Patentschrift 2917401 die Herstellung eines antielektrostatischen Mittels durch Reaktion von Siliciumtetrachlorid, Äthylacetat und wäßrigem Alkohol. Die französische Patentschrift 1257 894 beschreibt Suspensionen von Montmorillonit, einem wegen seiner guten Quellbarkeit in Wasser bekannten Mineral, und die französische Patentschrift 1157 657 nennt Mischungen oberflächenaktiver Substanzen mit Paraffinöl und feinverteilter Kieselsäure. Die antistatische Wirkung von Gemischen hochdisperser Kieselsäure mit öligen Gleitmitteln ist erwähnt in einem Artikel über »SOLTEX«-Präparationen der »Deutschen GoId- und Silberscheideanstalt«, Frankfurt am Main, in Melliand's Textilberichte, 33 (1952), 957.

Alle diese Mittel sind jedoch verwendbar für die ,gebräuchlichsten textlien Vorgänge, wie Spinnen,

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Zwirnen, Weben usw. Zur Vorbehandlung von enthält, gegebenenfalls unter Zusatz von wasser-Fasern für die elektrostatische Beflockung sind sie löslichen Alkalisalzen. Als Alkalisalze können z. B. entweder unwirksam oder nachteilig, und zwar in- Natriumsulfat oder Ammoniumsulfat dienen, und folge der bei Spinnpräparationen üblichen Zugabe als besonders wirksam hat sich Natriumsilikat in der öliger oder fettiger Gleitmittel. Das durch diese Gleit- 5 Form von Wasserglas erwiesen, vor allem wenn die mittel bewirkte Zusammenkleben der Fasern soll Lösung schwach angesäuert wird. Eine weitere Monach der britischen Patentschrift 686101 dadurch difikation des Verfahrens ist schließlich noch daverhindert werden, daß Kunstseide- oder Cellulose- durch möglich, daß die Fasern vor der Anwendung acetatfasern mit wäßrigen Dispersionen von feinver- der Tanninlösung mit einer wäßrigen Lösung, entteilter Kreide, Magnesia oder Kieselsäure behandelt io haltend ein wasserlösliches Salz aus der Klasse der werden. Wie jedoch die deutsche Patentschrift Alaune, vorzugsweise Kaliumaluminiumsulfat, behan-1040 497 erläutert, zeigen die so behandelten Fasern delt werden.

nur ein unbefriedigendes Springvermögen im elektro- Es sei dazu bemerkt, daß die an sich bekannte

statischen Hochspannungsfeld. Diese deutsche Patent- antistatische Wirkung der Avivagemittel und der schrift beschreibt dann ihrerseits eine Behandlung 15 Alkalisalze allein völlig ungenügend ist, um den von Reyonflock mit Kondensaten höherer Fettsäuren Fasern ein gutes und dauerhaftes Springvermögen mit aliphatischen oder aromatischen Aminosulfon- zu verleihen. Nur in Verbindung mit der Tanninsäuren. Die deutsche Auslegeschrift "1098 913 Kaliumantimonyltartrat-Behandlung verbessern diese schließlich empfiehlt die Behandlung der Fasern mit Mittel die Benockungseigenschaften der Fasern, bekannten antielektrostatischen Mitteln, z. B. Poly- 20 Welche die jeweils günstigste der erwähnten Komglykolester oder Phosphorsäureester, unter Zusatz binationen ist, hängt von der Natur, dem Titer und von Kalium- und Natriumsalzen. der Länge der Fasern ab. Als Standardbehandlung

Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht dar- kann die Anwendung von Tannin und Kaliumantiin, daß man Fasern verwendet, die in bekannter monyltartrat mit anschließender Avivage bezeichnet Weise mit einer wäßrigen, schwach sauren Tannin- 25 werden, wobei als Avivagemittel Gemische von Cetyllösung behandelt worden sind, wobei der Lösung alkohol und Natrium- oder Ammoniumcetylalkoholwährend der Behandlung Kaliumantimonyltartrat zu- sulfonaten bevorzugt werden.

geführt worden ist und worauf die Lösung entfernt Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah-

und die Fasern getrocknet worden sind. rens werden die Fasern in eine etwa 70° C warme,

Die Verwendung von Tannin und Kaliumanti- 30 schwach essigsaure, wäßrige Lösung, enthaltend monyltartrat ist bekannt als Hilfsmittel bei einigen 0,04 bis 0,2 Gewichtsprozent Tannin, eingetragen Färbeverfahren, z. B. beim Färben von natürlichen und 10 Minuten gerührt. Dann fügt man 0,01 bis und regenerierten Cellulosefasern mit basischen Färb- 0,05 Gewichtsprozent Kaliumantimonyltartrat hinzu stoffen sowie zur Verbesserun der Naßechtheit bei und rührt weitere 10 Minuten. Um die anhaftende Färbungen mit sauren Wollfarbstoffen. Ferner ist eine 35 Lösung zu entfernen, werden die Fasern 10 Minuten Behandlung von Polyamidfasern oder ähnlichen abgeschleudert und getrocknet. Will man die Avi-Kunststoffasern und daraus hergestellten Waren, ins- vagebehandlung anschließen, so braucht man die besondere Strümpfen, mit einer Alaun, Tannin, essig- Fasern nicht erst zu trocknen, sondern trägt sie saure Tonerde und einen oder mehrere Zusatzstoffe unmittelbar nach dem Abschleudern der Tanninenthaltenden Lösung bekannt, um die Haltbarkeit 40 Kaliumantimonyltartrat-Lösung in eine etwa 50° C der Fasern und der .daraus hergestellten Waren zu warme wäßrige Lösung, enthaltend 0,2 bis 0,1 Geyerbessern. Auch wurden schon Tanninlösungen zur wichtsprozent des Avivagemittels, ein und rührt Behandlung von synthetischen Fasern, insbesondere 25 Minuten. Schließlich schleudert man die Fasern Polyamiden, benutzt, um die Fasern zu glätten und 10 Minuten und trocknet.

wasserunempfindlich zu machen. 45 Im Fall der zusätzlichen Anwendung von Alkali-

. Überraschenderweise erweist sich die Behandlung salzen fügt man der Avivagelösung noch 0,3 bis von Chemiefasern mit Tannin und Kaliumantimonyl- 1,5 Gewichtsprozent solcher Salze zu. Verwendet man tartrat als außerordentlich wirksam, um Fasern mit als Alkalisalz Natriumsilikat, so empfiehlt es sich, guter Leitfähigkeit zu erhalten, welche ein ausgezeich- erst eine Wasserglaslösung der erforderlichen Konnetes Springvermögen im elektrostatischen Feld be- 50 zentration zu bereiten und, vor Zugabe des Avivage^ sitzen. Das Verfahren arbeitet gleich gut mit gefärb- mittels, die stark alkalisch reagierende Lösung durch ■ten-und-ungefärbten Fasern. Ein'besonderer Vorteil Zusatz von Essigsäure so· einzustellen, daß ihr pH-liegt in der Dauerhaftigkeit der antistatischen Wir- Wert unter 7,5 liegt; am günstigsten erweist sich ein kung der Behandlung. Die erfindungsgemäß behan- pH-Wert zwischen 4 und 5. Bei Verwendung von delten Fasern behalten ihr gutes Springvermögen 55 Natriumsilikat hat sich ferner gezeigt, daß es vorteilauch bei langer Lagerung und sind außerdem unemp- haft ist, als Avivagemittel ein Gemisch von Cetylfindlich gegen Änderungen von Temperatur und alkohol mit dem Natriumsalz des Cetylalkoholsulfo-Luftfeuchtigkeit, wie sie durch Wettereinflüsse und nats zu benutzen. Sonst ist das Verfahren das gleiche rden Wechsel der Jahreszeiten hervorgerufen werden, wie bei Verwendung eines Avivagemittels ohne Zu-Ein anderer Vorteil des Verfahrens ist, daß die Prä- 60 satz von Alkalisalzen,

;parationsmittel in äußerst geringen Konzentrationen Wird die Modifikation der vorherigen Behandlung

angewendet werden können. mit einem Alaunsalz gewählt, so bereitet man am

^; Eine weitere Verbesserung der Beflockungseigen- besten zunächst eine etwa 7O⁰C warme, schwach schäften der Fasern, insbesondere ihrer Gleit-und essigsaure, wäßrige Lösung, enthaltend 0,02 bis Rieselfähigkeit, läßt sich erreichen, wenn man auf ,65 ·0,1 Gewichtsprozent eines Alauns, meistens Kaliumdie Fasern im Anschluß an die Tannin-Kaliumanti- aluminiumsulfat, trägt die Fasern ein· und rührt monyltartrat-Behandlung eine wäßrige Lösung ein- 10 Minuten. Dann setzt man die erforderliche Menge .wirken läßt, welche ein anionenaktives Avivagemittel Tannin zu, rührt wieder 10 Minuten, fügt Kalium-

antimonyltartrat zu und setzt das Rühren nochmals 10 Minuten fort. Darauf werden die Fasern 10 Minuten abgeschleudert und entweder getrocknet oder, ohne Trocknung, der Weiterbehandlung mit einem Avivagemittel und, gegebenenfalls, Alkalisalzen unterworfen.

Die Konzentrationsangaben der Präparationsmittel beziehen sich stets auf die verwendeten Lösungen. Das Gewichtsverhältnis Faser zur Lösung kann in allen Behandlungsstufen und für alle verwendeten Lösungen zwischen 1:15 und 1:25 liegen; meistens kommt 1 Gewichtsteil Fasern auf 20 Gewichtsteile Lösung. Vor Beginn der Behandlung, gleichviel nach welcher Kombination, empfiehlt es sich, die Fasern von fettigen oder öligen Präparationsmitteln zu befreien, welche ihnen allenfalls anhaften. Am einfachsten geschieht dies durch Waschen der Faser in lauwarmen Bädern, welche Seife oder synthetische Waschmittel enthalten.

Die folgenden Beispiele mögen die Vorbehandlung der erfindungsgemäß zu verwendenden Chemiefasern deutlicher machen.

Beispiel 1

50 g Polyhexamethylenadipamidfasern von 2,5 mm Länge und einem Titer von 2,2 tex werden in 1 Liter einer 70° C warmen, wäßrigen Lösung, enthaltend 0,25 g 80%ige Essigsäure und 0,5 g Tannin, eingetragen und 10 Minuten gerührt. Dann fügt man 0,25 g Kaliumantimonyltartrat hinzu und rührt weitere 10 Minuten. Um die anhaftende Lösung zu entfernen, werden die Fasern 10 Minuten abgeschleudert und bei 25° C getrocknet. Die Fasern besitzen ein gutes Springvermögen im elektrostatischen Feld und sind sehr geeignet für die elektrostatische Beflockung.

Beispiel 2

50 g mit einem schwarzen Säurefarbstoff gefärbte Polycaprolactamfasern von 2,5 mm Länge und einem Titer von 2,2 tex werden in 1 Liter einer 70° C warmen, wäßrigen Lösung, enthaltend 0,25 g 80%ige Essigsäure und 0,5 g Tannin, eingetragen und 10 Minuten gerührt. Dann fügt man 0,25 g Kaliumantimonyltartrat hinzu und rührt weitere 10 Minuten. Die Fasern werden 10 Minuten abgeschleudert und darauf in 1 Liter einer 50° C warmen, wäßrigen Lösung, enthaltend 3 g einer Mischung von Cetylalkohol und Cetylalkoholammoniumsulfonat, eingetragen und 25 Minuten gerührt. Zur Entfernung der anhaftenden Lösung schleudert man die Fasern 10 Minuten ab und trocknet sie bei 25° C. Die Fasern besitzen eine gute Rieselfähigkeit und ein gutes Springvermögen im elektrostatischen Feld und behielten diese Eigenschaften auch nach 6 Monaten Lagerung sowie nach vorübergehendem Erwärmen auf 70⁰C, so daß sie für die elektrostatische Beflockung sehr geeignet sind. Fasern, welche nur mit der Lösung von Cetylalkohol und Cetylalkoholammoniumsulfonat behandelt werden, zeigen alle diese Eigenschaften nicht.

Beispiel 3

50 g mit einem roten Säurefarbstoff gefärbte Polyhexamethylenadipamidfasern von 1 mm Länge und einem Titer von 0,3 tex werden in 1 Liter einer 70° C warmen, wäßrigen Lösung, enthaltend 0,5 g 80%ige Essigsäure und 0,5 g Kaliumaluminiumsulfat, eingetragen und 10 Minuten gerührt. Dann setzt man 1 g Tannin hinzu, rührt wieder 10 Minuten, fügt 0,25 g Kaliumantimonyltartrat zu und setzt das Rühren nochmals 10 Minuten fort. Darauf werden die Fasern 10 Minuten abgeschleudert und in eine 50° C warme, wäßrige Lösung eingetragen, welche wie folgt bereitet wird: 8 g Wasserglas vom spezifischen Gewicht von 1,4 werden mit 1 Liter Wasser vermischt, darauf wird durch Zufügen von 8O°/oiger Essigsäure der pH-Wert der Lösung auf 4,5 eingestellt und schließlich werden 3 g eines Gemisches von Cetylalkohol und Cetylalkoholnatriumsulfonat zugesetzt. Die Fasern werden in dieser Lösung 25 Minuten gerührt, darauf 10 Minuten abgeschleudert und schließ-Hch bei 25° C getrocknet. Die Fasern besitzen eine gute Rieselfähigkeit und ein gutes Springvermögen im elektrostatischen Feld und behielten diese Eigenschaft auch nach 6 Monaten Lagerung sowie nach vorübergehendem Erwärmen auf 70° C, so daß sie für die elektrostatische Beflockung sehr geeignet sind. Cellullosetriacetatfasern von 0,5 mm Länge und einem Titer von 0,3 tex, Polyäthylenterephthalatf asern von 1 mm Länge und einem Titer von 0,3 tex sowie Polyacrylnitrilfasern von 2 mm Länge und einem Titer von 1,5 tex, die in der gleichen Weise behandelt werden, zeigen ebenfalls gute Rieselfähigkeit und gutes Springvermögen im elektrostatischen Feld.

Polyhexamethylenadipamidfasern, Cellulosetriacetatfasern, Polyäthylenterephthalatfasern und PoIyacrylnitrilfasern, welche nur mit einer angesäuerten Lösung, enthaltend Wasserglas und das Gemisch von Cetylalkohol und Cetylalkoholnatriumsulfonat, behandelt werden, besitzen dagegen nur ein völlig ungenügendes Springvermögen im elektrostatischen Feld.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur elektrostatischen Beflockung von Trägermaterialien mit Chemiefasern, dadurch gekennzeichnet, daß man Fasern verwendet, die in bekannter Weise mit einer wäßrigen, schwach sauren Tanninlösung behandelt worden sind, wobei die Lösung während der Behandlung Kaliumantimonyltartrat zugefügt worden ist und worauf die Lösung entfernt und die Fasern getrocknet worden sind.

2. Ausbildung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Fasern verwendet, die nach dem Entfernen der anhaftenden Tannin und Kaliumantimonyltartrat enthaltenden Lösung vor dem Trocknen mit einer wäßrigen Lösung eines anionenaktiven Avivagemittels und gegebenenfalls eines wasserlöslichen Alkali- oder Ammoniumsalzes behandelt worden sind.

3. Ausbildung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Fasern verwendet, die vor der Behandlung mit der angegebenen Tanninlösung mit einer wäßrigen, schwach sauren Lösung eines wasserlöslichen Alaunsalzes behandelt worden sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1009 592;
britische Patentschrift Nr. 656 728;
»Zeitschrift für die gesamte Textilindustrie«, 1963, S. 933 bis 938;

»Chemiefasern«, 1961, S. 56.