DE2111663C3

DE2111663C3 -

Info

Publication number: DE2111663C3
Application number: DE2111663A
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Hotta; Kensuke Okuda; Minoru Hino Tokio Sugita
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 1970-03-12
Filing date: 1971-03-11
Publication date: 1974-11-07
Also published as: DE2111663A1; DE2111663B2; US3746573A; GB1330564A; JPS50985B1; SU507212A3

Description

materialien, die in Form von Lösungen oder als Gunimilatex vorliegen, wird durch übliche Verfahren ausgeführt. Auch die Beschichtung oder Imprägnierung des Grundgewebes mit dem Bindematerial wird nach irgendeinem bekannten Verfahren vorgenommen.

Durch das Verfahren nach der Erfindung wird erreicht, daß der antistatische Effekt sich auch in ausreichender Weise einstellt, obwohl nur eine bestimmte Menge von elektrisch leitenden Kohlenstoff-Fasern dem Bindemittel allein zugeführt worden sind, so daß kein kompliziertes Verfahren, wie das Mischen oder das Einweben der Kohlenstoff-Fasern in die beflockte Faser oder in das Grundgewebe mehr notwendig ist

Die praktische Durchführung des Verfahrens der Erfindung wird in den folgenden Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

Der Teppich wurde aus einem gewebten Grundgewebe aus Hanfgarn und einer Nylonschicht hergestellt, die bei der Bildung des Tuftes eine Faserlänge von 6 mm aufwies. Die Rückseite des Grundgewebes wurde mit einem Latex von Butadien-Styrol-Gummi beschichtet

Mit der Gummilatexkomponente waren vorher Kohlenstoff-Fasern mit einer mittleren Länge von etwa 3mm und einem Durchmesser von etwa 7 · 1 in einer Menge von einmal 0,5 und zum anderen von 2,0 Gewichtsprozent, bezogen auf den festen GummianteO, vermischt worden. Die Menge der dem Grund-

S gewebe zugeführten Gummikomponente betrug ISO und 3600 g/m* für die entsprechenden Versuchsstücke mit unterschiedlichen Kohlenstoff-Faseranteilen.

Von diesen so hergestellten Teppichen wurden Versuchsstücke von 3 · 4 cm ausgeschnitten. Die

ίο Muster worden einer Prüfung zur Messung der aufgeladenen Werte der statischen Elektrizität mit Hilfe eines statischen Drehprüfers unterzogen. Die Versuchsergebnisse sind in der Tabelle 1 aufgeführt, aus der ein bemerkenswerter antistatischer Effekt bei einem ein Kohlefasermaterial enthaltenden Bindemittel ersichtlichist Der in diesem Beispiel verwendete »statische Drehprüfer« ist ein von der Firma Koa Shokai Co., Japan, hergestelltes Gerät zur Messung der statischen Elektrizität, welche durch die Reibung zwischen den

ao Prüfstücken und einem Reibetuch entsteht Das Prüfstück wird auf die äußere Fläche eines Zylinders dieses Gerätes befestigt, und während der Zylinder gedreht wird, ist das Prüfstück mit dem auf der gegenüberliegenden Seite des Zylinders befestigten Reibetuches in einem Reibungskontakt Die Messung wurde in einer Kammer von 25° C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 30% durchgeführt.

Tabelle

	Bindemittel	SBR	Menge des	*Statische Spannung QVoH)* nach einer Reibung von**	10 see	20 sec	30 sec	60 sec	120 sec
Muster		SBR	auf getragenen	1450	1700	1800	1900	2000
	SBR + 0,5 Gewichts	*(g/m)**	1450	1600	1700	1750	1750
1	prozent Kohlenstoff-	150	700	850	950	1100	1300
2	Fasern	3,600
3	SBR + 0,5 Gewichts	150
	prozent Kohlenstoff-		400	500	600	680	750
	Fasern
4	SBR + 2,0 Gewichte	3,600
	prozent Kohlenstoff-		200	500	600	800	1050
	Fasern
5	SBR + 2,0 Gewichts	150
	prozent Kohlenstoff-		200	SM	550	600	800
	Fasern
6	3,600

Beispiel 2

300 g/m* eines SBR-Bindemittels wurde auf einen Teppi-h geschichtet, der aus einem gewebten Grundgewebe aus Baumwollgarn und einer Wollschicht mit einer Faserlänge von 6 mm hergestellt war.

Für Vergleichszwecke wurden die folgenden 3 Bindemittelarten hergestellt:

1. SBR allein,

2. SBR + 5 Gewichtsprozent rostfreie Stahlfasern mit einem Durchmesser von etwa 7 · 10~* mm und einer mittleren Länge von etwa 5 mm und

3. SBR + 5 Gewichtsprozent Kohlenstoff-Fasern von etwa 7 · 10~³ mm Durchmesser und einer durchschnittlichen Länge von 5 mm.

Die statische Elektrizität wurde in gleicher Weise wie im Beispiel 1 gemessen, und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 eingetragen.

Tabelle 2	Mu ster	•	Bindemittel	SBR	Statische Spannung (Volt)	740	60 sec	120 sec
	5ICI 6o			SBR + 5 Gewichts	nach einer Reibung von	550	1180	1430
1	prozent rostfreie	20 sec j 30 sec		700	900
2	Stahlfasern	500
	SBR -f- 5 Gewichts	370	80
	prozent Kohlen			170	400
3	stoff-Fasern
	70

Beispiel 3

Einer viskosen Flüssigkeit aus natürlichem Gummi gelöst in Kohlenstoff-Tetrachlorid wurdea Kohlenstoff-Fasern von etwa 7 · 10~^s mm Durchmesser und einer durchschnittlichen Länge von etwa i\l mm mit 0,1 Gewichtsprozent in bezug auf den festen Gummianteil hinzugegeben.

Teppiche aus einem Grundgewebe aus Hanf und einer Nylonschicht mit einer Faserlänge von 3 bzw. 6 mm wurden mit dem Bindemittel auf der Rückseite beschichtet, so daß die endgültige Menge Bindemittel, die den entsprechenden Teppichen zugeführt wurde, 500 g/m* betrug; sodann wurde der Teppich getrockneL Für Vergleichszwecke wurde ein anderer Teppich in der gleichen Weise hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß keine Kohlenstoff-Fasern dem Bindematerial zugegeben wurden.

Von jedem dieser Teppiche wurden Versuchsstücke entnommen und nach einer 60SeVunden dauernden Reibung in gleicher Weise wie im oben aufgeführten Beispiel 1 ihre statische Spannung gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 aufgeführt

Tabelle 3

	Statische Spannung	6 nun
	nach einer Reibung	1900
	von 60 Sekunden
	(Volt)	1150
	Faserlänge
	3mm
Vergleichbares Muster	1900
(ohne Kohlenstoff-Fasern)
Muster nach der Erfindung	1200
(mit Kohlenstoff-Fasern)

einem Hanfgrundgewebe und einer Wollschicht mit einer Faserlänge von 6 mm bestand, der sodann getrocknet wurde.

Aus diesem so hergestellten Teppich wurde ein Versuchsstück von 30 - 30 cm herausgeschnitten und in einem Temperaturbereich von 100 bis Hl)⁰C 2 Stunden lang getrocknet. Nach dem Trocknen wurde das Versuchsstück auf eine 5 mm dicke Platte aus Polyvinylchlorid gelegt, auf das eine Versuchsperson

ίο mit einer Größe von 170 cm und einem Gewicht von 60 kg stand, die baumwollene Unterwäsche und einen Arbeitsanzug darüber sowie eine Fußbekleidung mit einer Gummisohle trug und in ihrer Hand eine eiserne Platte einer Größe von 30 cm · 30 cm · 5 mm trug.

Nachdem sie einige Schritte auf diesem Versuchsstück unternahm, wurde die statische Aufladung der in der Hand befindlichen eisernen Platte und des Teppichs gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 4 aufgeführt.

ao Zu Vergleichszwecken wurden die gleichen Messungen sowohl auf einem gewöhnlichen Teppich als auch auf einem Teppich aus einem Grundgewebe durchgeführt, in dem sich Fasern aus rostfreiem Stahl mit 8 · 10~³ mm Durchmesser befanden, die mit de.Ti

as Hanfgarn in einer Menge von 0,3 Gewichtsprozent in bezug auf das Hanfgarn verwebt worden waren und aus einer Wollschicht in der die gleichen metallischen Fasern in gleicher Menge wie in dem Grundgewebe vermischt waren. Es hat sich herausgestellt, daß die statische Aufladung in dem Teppich nach der Erfindung sehr klein war.

Tabelle 4

35

Geprüfte Objekte

Beispiel 4

normaler Teppich

Statische Spannung (Volt)

Teppich mit eingewebten

Fasern aus

rostfreiem Stahl

Zur Herstellung eines Bindemittels wurden Kohlenstoff-Fasern von etwa 12 · 10~^s mm im Durchmesser Teppich und einer mittleren Länge von etwa 3 mm einem SBR-Latex in einem Verhältnis von 0,3 Gewichtsprozent in bezug auf den festen Gummianteil zu- 45 Versuchsgegeben. Dieses Bindemittel wurde in einer Menge person von 500 g/m* auf einen Teppich aufgetragen, der aus (eiserne Platte) +2000

-1500

+1100

bis

+1500
-1200

Teppich mit Bindemittel,

gemischte Kohlefasern

enthaltend

+ 1000

bis

+1400
- 900

Claims

einer verhältnismäßig geringen Menge von kurzen

Patentanspruch: Kohlenstoff-Fasern in die Rückenbeschichtung des

Teppichs wird diesem die angestrebte antistatische

Verfahren zur Herstellung von Rückenbeschich- Eigenschaft in optimaler Form verliehen. Es hat sich tungen mit geringer statischer Aufladung auf 5 gezeigt, daß bei kürzeren Kohlenstoff-Fasern als Teppichen unter Verwendung eines Bindemittels 0,5 mm die Wirkung nachläßt, sofern nicht wesentlich in flüssiger Form aus einem plastischen Material größere Mengen verwendet werden, während bei aus natürlichem oder synthetischem Gummi oder längeren Fasern als 10 mm die gleichförmige Verteilung Kunststoff und Trocknen nach dem Auftragen derselben im Bindemittel Schwierigkeiten macht, ohne des Bindemittels, dadurchgekennzeich-w daß eine Verbesserung der Wirkung erzielt würde, η e t, daß man ein Bindemittel verwendet, das in Auch eine Menge von weniger als 0,1 Gewichtsprozent gleichförmiger Verteilung Kohlenstoff-Fasern einer an Kohlenstoffasern gibt keine genügende elektrische Faserlänge von 0,5 bis 10 mm bei einem Durch- Leitfähigkeit und ein Anteil von mehr als 10 Gewichtsmesser von etwa 3 · 10~³ bis 30 · 10~³ mm in einer prozent ergibt Schwierigkeiten beim Beschichtungs-Menge zwischen 04 bis 10 Gewichtsprozent, »5 oder Imprägniervorgang.

bezogen auf den festen Anteil des Bindemittels, Wenn auch die gute Leitfähigkeit von Kohlenstoff

enthält ^ozw· Graphit bekannt ist, so ist es dennoch über

raschend, daß im Fall der Erfindung die Fasern, die untereinander keine leitende Verbindung haben, die

30 statische Aufladung des Teppichs verhindern.

Hierin liegt eine nicht ohne weiteres vorauszusehende Wirkung, da man geneigt ist, anzunehmen,

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von daß zur Ableitung von Aufladungen eine leitende Teppichen mit sehr geringer elektrischer Aufladung. Verbindung zu einem Erdpotential geschaffen werden

Bei der Herstellung von Teppichen wird natürliches »5 muß.

und künstliches Fasennaterial verschiedener Herkunft Daher wird die Erfindung auch nicht durch den

verarbeitet. Vielfach wird auch das Grundgewebe Inhalt der französischen Patentschrift 1 548 739 nahemit gummiartigem Material imprägniert oder be- gelegt. In dieser ist ein Verfahren zur Herstellung von schichtet, um das Erzeugnis zu verfestigen und rutsch- Kohlenstoff- oder Graphitfäden angegeben, die dort fest zu machen. Auf Grund der isolierenden Eigen- 30 offenbar in beliebiger Länge anfallen, ohne daß hierschaft der verwendeten Materialien kann sich beim über sowie über den Durchmesser der Fäden nähere Gebrauch des Teppichs statische Elektrizität bilden Angaben gemacht sind. Als Verwendungsmöglichkeit und ansammeln, so daß der Teppich eine elektro- für die Fäden ist unter anderem die Herstellung von statische Aufladung erfahrt, die durch Entladungs- stromleitenden Matten und von stromleitenden Anfunken dem lebenden Körper Schläge versetzen und 35 strichen erwähnt. Hieraus geht also nur hervor, daß bei Gegenwart von entzündbaren Gasen oder Flüssig- die Kohlenstoff-Fäden zur Stromleitung herangezogen keiten eine Explosion oder einen Brand verursachen werden können. Eine stromleitende Verbindung durch kann. Kohlenstoff-Fäden entsprechender Länge ist aber, wie

Um diese statische Aufladung zu vermeiden, hat erwähnt, im Fall der Erfindung nicht vorgesehen und man versuchsweise das der Herstellung des Teppichs 40 mit einfachen Mitteln nicht zu erreichen. Statt dessen dienende Fasermaterial mit Metallfasern, vorzugsweise ermöglicht die Erfindung die gebräuchliche Arbeitsaus rostfreiem Stahl vermischt. Doch ist hierbei eine weise zur Herstellung von Teppichen mit Rückengleichförmige Verteilung der Metallfasern schwierig beschichtung unverändert beizubehalten und die vorzu erreichen, außerdem wird das Aussehen des Tep- handenen Maschinen weiterzuverwenden. Hinsichtlich pichs beeinträchtigt, abgesehen davon, daß feine rost- 45 der Problemlösung und der Vorteile der Erfindung freie Stahlfasern sehr teuer sind. ist demnach die genannte französische Patentschrift

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver- in keiner Weise aussagefähig.

fahren zur Herstellung von Teppichen und ähnlichen Da die Kohlefaser eine spezifische Schwere von Erzeugnissen anzugeben, die frei von statischer Auf- etwa 1,5 bis 1,9 aufweist, welche um einige Bruchteile ladung sind. 50 geringer ist, als die der rostfreien Stahlfaser, wird das

Die Erfindung geht dabei von einem Verfahren aus, Volumen einige Male größer als das der rostfreien das insbesondere fPr die Herstellung von Tufting- Stahlfaser, beim gleichen Gewicht, so daß sich der teppichen gebräuchlich ist. Bei diesem bekannten gewünschte Effekt der elektrischen Leitfähigkeit leicht Verfahren erhält das fertige Gewebe abschließend eine einstellen kann.

Rückenbeschichtung durch Tränken oder Bestreichen 55 Es ist bereits bekannt, einem Gummimaterial Ruß der Rückseite des Gewebes mit einem Bindemittel in zuzuführen, um eine elektrische Leitfähigkeit zu flüssiger Form aus natürlicher oder synthetischer erzeugen. Da jedoch der Ruß ein sehr feines Pulver ist, Gummilösung oder-latex oder einem plastischen Kunst- kann die beabsichtigte Aufgabe nicht durch Zugabe stoff und anschließendes Trocknen des Bindemittels, kleiner Mengen erreicht werden. Üblicherweise werden Ausgehend von diesem bekannten Verfahren zur 60 10 bis 35 Gewichtsprozent Ruß dem Bindematerial Herstellung von Rückenbeschichtungen auf Teppichen zugegeben. Aus diesem Vergleich wird ersichtlich, besteht die Erfindung darin, daß man ein Bindemittel daß die Verwendung von Kohlefasern für das Produkt verwendet, das in gleichförmiger Verteilung Kohlen- ein vorteilhaftes Ergebnis mit sich bringt,
stoff-Fasern einer Faserlänge von 0,5 bis 10 mm bei Als plastische Materialien für das Bindemittel seien

einem Durchmesser von etwa 3 · 10-» bis 30 · 10"^s mm 65 erwähnt natürlicher Gummi, Butadien-Styrol-Gummi in einer Menge zwischen 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, (SBR)₁ Butadien-Acrylnitril-Gummi (NBR), Polyvinylbezogen auf den festen Anteil des Bindemittels, enthält. chlorid, Polyäthylen oder Polyurethan.
Durch die so erzielte gleichförmige Einlagerung Das Mischen der Kohlefasern mit diesen Binde-