Antistatisch ausgerüsteter Florteppich
Die Erfindung betrifft einen antistatisch ausgerüsteten Florteppich, der aus einem textilen Grundgewebe, einer Schicht aus antistatischem Material und einer
Rückenschicht aus polymerem Material besteht.
Die herkömmlichen Teppichstrukturen sind im stande, statische Elektrizität zu erzeugen und zu übertragen. Die statische Elektrizität entsteht, wenn Personen, die mit der dielektrischen Faserschicht des Teppichs in Berührung stehen, sich über die Faserschicht fortbewegen. Die Aufladung wird durch die Bewegung der dielektrischen Schuhmaterialien hervorgerufen, die in Kontakt mit der dielektrischen Faserschicht sind. Die Aufladung wird dann auf den Träger der Schuhe übertragen. Wenn der Träger später Gegenstände berührt, die geerdet sind, entlädt sich die angesammelte Ladung durch den Teil des menschlichen Körpers, der mit der Erdungsstelle in Verbindung ist, was erhebliches Unbehagen für das Individuum verursachen kann.
Dieses Problem kann beseitigt werden, wenn die statische Elektrizität innerhalb des Teppichs verteilt wird und später in die Luft entweichen kann.
Es ist eine Vielzahl von antistatischen Mitteln zur Verhinderung der elektrostatischen Aufladung von Teppichen bekannt. In der USA-Patentschrift Nr. 2302003 von Cadwell wird eine antistatische Teppichstruktur beschrieben, bei der die angesammelte Ladung durch eine Vielzahl von leitenden Fasern, die innerhalb der Faserschicht angebracht sind, verteilt wird. Demgegen über wird bei dem erfindungsgemässen Teppich die statische Elektrizität schnell und sorgfältig verteilt, ohne dass spezielle leitende Fasern erforderlich sind. Bei dem erfindungsgemässen Teppich wird die statische Elektrizität durch eine Schicht aus antistatischem Material abgeleitet. Diese Schicht wird vorzugsweise so ausgebildet, dass sie die statische Elektrizität dispergieren und ableiten kann, ohne das ästhetische Aussehen des Teppichs zu stören.
Ferner wurde in der USA-Patentschrift Nr. 3 196 315 vorgeschlagen, für Teppiche eine gesonderte Unterlage vorzusehen, die eine Schaumgummischicht mit darin eingearbeiteten, relativ grossen Mengen Kohlenpulver zum Erzielen der Leitfähigkeit aufweist. Diese Unterlage ist jedoch niemals Teil des Teppichs und kann ohne weiteres von diesem getrennt werden.
Es war bisher nicht möglich, Teppiche, die eine polymere Rückenschicht aufweisen, mit antistatischen Materialien auszurüsten, da die meisten der bekannten antistatischen Kompositionen mit den polymeren Rückenschichten, insbesondere mit den üblichen natürlichen Kautschuk-Rückenschichten, nicht verträglich sind.
Der erfindungsgemässe antistatisch ausgerüstete Florteppich besteht aus
I. einem eine Begehfaserschicht tragenden textilen Grundgewebe,
II. einer sich auf der der Begehfaserschicht abgewandten Oberfläche des Grundgewebes befindenden, das Grundgewebe und höchstens den unmittelbar an das Grundgewebe grenzenden Teil der B egehfaserschicht durchdringenden Schicht aus antistatischem Material, das aus a) einem organischen Antistatikum b) einem ionogenen Feuchthaltemittel oder einem Gemisch aus einem nichtionogenen Feuchthaltemittel und einem Elektrolyten besteht, und
III. einer Rückenschicht aus einem polymeren Material.
Das in dem erfindungsgemässen Teppich enthaltende antistatische Material ist mit natürlichen Kautschuk Rückenschichten und mit den meisten anderen polymeren Überzugsmaterialien verträglich. Daher kann für die erfindungsgemässen antistatisch ausgerüsteten Teppiche eine Kautschuk-Rückenschicht angewendet werden.
Der erfindungsgemässe antistatisch ausgerüstete Florteppich kann hergestellt werden, indem man auf ein textiles Grundgewebe eine Polschicht als Begehfaserschicht aufbringt und dann auf die der Begehschicht abgewandte Oberfläche des Grundgewebes eine antistatische Zubereitung aus a) einem organischen Antistatikum, b) einem ionogenen Feuchthaltemittel oder einem Gemisch aus einem nichtionogenen Feuchthaltemittel und einem Elektrolyten so aufbringt, dass nur das Grundgewebe und höchstens der unmittelbar an das Grundgewebe grenzende Teil der Begehfaserschicht durchdrungen werden, und dass man schliesslich auf die Schicht aus antistatischem Material eine Rückenschicht aus polymerem Material aufbringt.
Der erfindungsgemässe Teppich kann eine konventionelle Faserschicht, die gewebt, getuftet, gewirkt oder geflockt oder andere für Teppiche übliche Strukturen besitzen kann, aufweisen. Die Faserschicht kann aus irgendeinem üblichen Textilfasermaterial oder Mischungen dieser Materialien, die für die Herstellung von Teppichen verwendet werden, zusammengesetzt sein, wie Wolle, Polyamide (z. B. Nylon 66 oder Nylon 6), Baumwolle, Polyolefine (insbesondere Polypropylen), Acrylverbindungen, modifizierte Acrylverbindungen oder Polyester. Die Faserschicht kann eingewebt, aufgetuftet oder in irgendeiner anderen Weise auf dem Grundgewebe befestigt sein, gewöhnlich können gewebte Fasern aus Baumwolle oder Jute für das Grundgewebe verwendet werden, obgleich auch andere Fasern und Konstruktionstypen möglich sind.
Das Grundgewebe des Teppichs mit der Begehfaserschicht kann ein beliebiges Teppichfabrikat sein, beispielsweise die bekannten Tufted-, Brussel-, Wilton-, Axminster-, z. B.
Chenille-, Velvet- oder Knüpfteppiche. Bei den erfindungsgemässen Teppichen ist die Unterseite der Faser- oder Stapelschicht und des Grundgewebes, an das der Faserstapel befestigt oder durch das dieser getuftet usw. ist, mit einem antistatischen Überzug versehen, der eine einheitliche Schicht bildet und das Grundgewebe und die Enden der Faserstapeln überzieht und miteinander in Kontakt bringt. Die Menge an antistatischem Überzugsmaterial ist so bemessen und dieses wird in der Weise angewendet, dass das Material nur das Grundgewebe und höchstens den unmittelbar an das Grundgewebe grenzenden Teil der Begehfaserschicht durchdringt, jedoch nicht bis zur Oberfläche der Faserschicht reicht, um die ästhetischen Eigenschaften der Faserschicht nicht zu schmälern. Vorzugsweise werden 0,33 bis 407 g/m2 und vorzugsweise 16,9 bis 102 g/m2 an antistatischem Überzugsmaterial angewendet.
Das zur Herstellung der antistatischen Überzugsschicht verwendete antistatische Material besteht vorzugsweise aus einer Mischung von 4 bis 8 Gewichtsteilen eines organischen Antistaticums und 10 bis 50 Gewichtsteilen eines Feuchthaltemittels. Vorteilhafterweise enthält es auch 0,1 bis ungefähr 1 Gewichtsteil eines nichtionogenen oder kationaktiven Benetzungsmittels, um das Eindringen des antistatischen Materials in das Textilsubstrat zu erleichtern. Es ist wünschenswert, das Benetzungsmittel in vorher durch Test bestimmten Mengenverhältnissen zuzugeben, um den Grad des Eindringens des antistatischen Materials in das Textilsubstrat so zu steuern, dass es nur in das Grundgewebe des Teppichs eindringt und höchstens die Basis der Stapelfaser befeuchtet, nicht aber zu den Spitzen der Fasern durchdringt.
Wenn das verwendete Feuchthaltemittel nichtionogen ist, wird dem antistatischen Material vorzugsweise eine Menge von 0,1 bis ungefähr 1 Gewichtsprozent eines Elektrolyten zugesetzt. Die gleiche Menge an Elektrolyt kann vorteilhafterweise zugesetzt werden, wenn das Feuchthaltemittel nur eine relativ kleine Dissoziationskonstante besitzt. Das antistatische Überzugsmaterial wird vorteilhafterweise in Form einer wässrigen Lösung oder Dispersion angewendet, obgleich auch andele Lösungsmittel oder flüssige Dispersionsmedien verwendet werden können. Werden wässrige Lösungen oder Dispersionen verwendet, so werden vorzugsweise wasserlösliche Lösungsmittel, wie z.B. niedermolekulare aliphatische Alkohole mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Aceton oder ähnliche Lösungsmittel, zugegeben, um das Trocknen der antistatischen Schicht zu erleichtern.
Nachdem der antistatische Überzug auf das Grundgewebe des Teppichs angebracht wurde, bringt man die polymere Rückenschicht auf. Die polymere Rükkenschicht wird vorzugsweise in Form einer wässrigen Dispersion (Latex) aufgebracht und ist vorzugsweise eine natürliche Gummi-Latex-Vormischung oder eine carboxylierte Butadien-Styrol-Gummi-Latex-Vormischung, die im allgemeinen als Kautschuk-Rückenschicht für Teppiche verwendet werden können. Als Beispiele für bekannte natürliche Gummi-Latex-Vormischungen können genannt werden (eingetragene Warenzeichen): Lotol GX-3180 (U.S. Rubber Company) und Burkote R 1732 (Burkart-Schier Chemical Company), carboxylierte Styrol-Butadien-Gummi-Latex-Vormischungen, wie z.B. Lotol GX-1314 (U. S.
Rubber Company) und Burkote A 2223 (Burkart-Schier Chemical Company), oder Neopren-Latex-Vormischungen, wie z.B.
Lotol GX-1076 (U. S. Rubber Company) oder Burkote R 2285 (Burkart-Schier Chemical Company).
Obwohl die genauen Gründe für die antistatischen Eigenschaften des erfindungsgemässen Teppichs nicht ganz klar sind, scheint es, dass der polymere Überzug dazu dient, die antistatische Überzugsschicht fest am Platze zu halten. Die in der Faserbegehschicht erzeugte statische Elektrizität wird durch die antistatische Schicht über die gesamte Teppichfläche verteilt und dann in den Boden oder in die Atmosphäre abgeleitet. Um das Ableiten der Ladung in den Boden zu erleichtern, kann in den polymeren Überzug ein Material wie Russ oder irgendein Mittel eingearbeitet werden, das die dielektrischen Eigenschaften der Polymerschicht vermindert.
Es werden besonders solche antistatische Materialien bevorzugt, in denen Kaliumformiat als Feuchthaltemittel dient, da Kaliumformiat nicht nur ein besonders wirksames Feuchthaltemittel ist, sondern auch, weil Kaliumformiat enthaltende Überzugsmaterialien mit den Latex-Rückenschichten, die normalerweise in Teppichen Verwendung finden, verträglich sind und insbesondere das vorzeitige Koagulieren oder Gelieren der Latex-Rückenbeschichtung auf der Basis von natürlichen Gummi-Vormischungen verhindert, wodurch die gute Bindung des Latexüberzugs mit dem Teppichgrundgewebe nicht gestört wird. Anderseits sind die antistatischen Überzüge, die Kalziumchlorid enthalten, mit verschiedenen bekannten Latex-Überzügen unverträglich, weil sie vorzeitige Koagulierung oder Gelie rung des Latex verursachen.
Daraus folgt ein geringes Haftvermögen der Latexschicht an dem Teppichgrundgewebe, so dass im Fall der lose gewobenen oder getufteten Teppiche die Latexschicht nicht die Florbüschel der Begehschicht festzuhalten vermag.
Obgleich antistatische Schichten auf Grundlage der oben erwähnten antistatischen Materialien besonders bevorzugt werden, ist es selbstverständlich, dass auch jede andere antistatische Schicht verwendet werden kann, die für Textilien als geeignet bekannt ist und die die statische Aufladung zerstreut. Solche Mittel sind normalerweise Stickstoff oder Carboxylgruppen enthaltende organische antistatische Mittel, wovon folgende als Beispiele genannt werden: Burkester R 1499 - Laurinsäurepolyäthylenglykolester (= eingetragenes Warenzeichen),
Aminoxyde oder quaternäre Ammoniumsalze von Vinylpyrrolidon-dimethylaminoäthylmethacrylat
Copolymere,
Vinylpyrrolidon-Acrylamid-Copolymere - wie z. B.
ein Copolymer aus 75 S Vinylpyrrolidon und 255E Acrylamid, Zelec DP (= eingetragenes Warenzeichen) - Laurylalkoholphosphat, Catanac SN (= eingetragenes Warenzeichen) Stearylamido-propyldimethyl-ss-hydroxyäthyl ammoniumnitrat, Ethoquad C/12 (= eingetragenes Warenzeichen) - polyoxyäthyliertes quaternäres Ammoniumsalz,
Phosphonamidsulfonate eines Alkoholäthoxylats, d. h. ein Produkt der Formel: [R-(OCH2CH2)nO] .xPO-[N(CH3)-CH2CH2SO3Na]y in der R der Kohlenwasserstoffrest eines Alkanols (wie die unter der Bezeichnung Alfol 1412 (= eingetragenes Warenzeichen) bekannte Verbindung), n eine ganze Zahl von 8 bis 30 ist und x und y 1 oder 2 sind, wobei die Summe von x und y gleich 3 ist.
Teil-Ester von Copolymeren aus Vinylmethyläther und Maleinsäureanhydrid mit nichtionischen oberflächenaktiven Mitteln, wie sie in der französischen Patentschrift Nr. 1 360 209 beschrieben sind.
Phosphatester, wie sie in den USA-Patentschriften Nrn. 3 004056 und 3 004057 sowie in der belgischen Patentschrift Nr. 641 097 beschrieben sind.
Triester der Phosphorsäure mit äthoxylierten aliphatischen Alkoholen, wie z. B. der Phosphattriester des Laurylalkohols, der mit 4 Molen Äthylenoxyd, oder des Dodecylalkohols, der mit ungefähr 2 Molen Äthylenoxyd kondensiert wurde.
Polyglykol 4000 Saccharose-octa-acetat Polyäthoxyamide von Stearin- und Oleinsäure Methyldiäthanolaminäthoxylat Äthoxyliertes 2,3,7,9-Tetramethyl-5-decyn-4,7-diol Polyoxyäthylenmonooleat Lauryltrimethylammoniumchlorid Undecylimidazolon Lauryldimethylbenzylammoniumchlorid Polyoxyäthylstearylammoniumchlorid Oleinmonoisopropanolamid Vinylacetat/Styrol/Acrylsäure-Polymere Äthoxylierte Diamine Langkettige Aminoxyde, wie z. B.:
EMI3.1
Hydroxybutyramide Quaternäre Polymere von Vinylpyridin Quaternäre Copolymere von Vinylpyridin und Vinyl pyrrolidon.
Besonders bevorzugt sind antistatische Schichten auf Basis von alkoxylierten tertiären Aminen der Formel RN[(CH'R'-CHR'-O)nH]2 in der R ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit ungefähr 8 bis 22 Kohlenstoffatomen ist, jeder R'-Rest Wasserstoff oder den Methylrest und n im Durchschnitt eine ganze Zahl von wenigstens 1, vorzugsweise 1 bis 30, bedeutet, obgleich auch höher alkylierte Derivate, d. h. die Produkte, die durch Umsetzung von einem Mol eines primären aliphatischen (gesättigten oder ungesättigten) Amins mit bis zu 50 Molen Alkylenoxyd, gewöhnlich Äthylenoxyd, erhalten werden, verwendet werden können.
Solche alkylierten Amine sind bekannt und können durch Kondensieren eines primären gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Amins mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen mit einem Alkylenoxyd (gewöhnlich Äthylenoxyd, obgleich auch Propylenoxyd und Butylenoxyd verwendet werden können), bis Glykolreste der gewünschten Kettenlänge erhalten werden, hergestellt werden.
Als Feuchthaltemittel können in den antistatischen Materialien auch verschiedene zerfliessliche Salze von Metallen der ersten und zweiten Gruppe des Periodensystems verwendet werden, insbesondere die Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalze. Spezielle zerfliessliche Salze, die vorzugsweise als Feuchthaltemittel verwendet werden, sind unter anderen die Alkalimetallsalze niedermolekularer aliphatischer Carbonsäuren, wie Natriumformiat, Kaliumformiat, Lithiumformiat, Cäsiumformiat, Natrium- und Kaliumacetat, Kaliumbutyrat und Mineralsäuresalze, wie Kalziumchlorid. Es können auch organische Feuchthaltemittel, wie Glyzerin, Harnstoff, Äthylenglykol, Sorbit, äthoxyliertes Sorbit, Laurinsäureester und deren Mischungen, verwendet werden.
Es ist offensichtlich, dass, wenn ein zerfliessliches Salz als Feuchthaltemittel verwendet wird, es gleichzeitig als Elektrolyt fungiert. Wenn jedoch Glyzerin oder andere nichtionogene Feuchthaltemittel verwendet werden, so müssen sie mit einem Elektrolyten kombiniert werden. Auch im Fall der Verwendung eines zerfliesslichen Salzes, wie Natrium- oder Kaliumformiat, die eine relativ niedrige Dissoziationskonstante besitzen, ist es vorteilhaft, eine geringe Menge eines Salzes aus einer starken Base und einer starken Säure einzuarbeiten. Solche Salze mit einer hohen Dissoziationskonstante sind z. B. Natriumchlorid, Kaliumchlorid oder Kalziumchlorid.
Salze, die nicht befriedigend genug zerfliesslich sind, wie Natriumchlorid, Natriumsulfat oder Kaliumnitrat, und die als Feuchthaltemittel und als Elektrolyt nicht genügend wirksam sind, können in Kombination mit nichtionogenen Feuchthaltemitteln, wie Glyzerin oder Harnstoff, oder in Kombination mit stärker zerfliesslichen Salzen, wie Kaliumformiat oder Kalziumchlorid, angewendet werden.
Falls gewünscht, kann eine weitere Rückenschicht, beispielsweise eine Juterückenschicht, über dem Latex überzug angebracht werden; diese zusätzliche Rückenschicht ist jedoch nicht erfindungswesentlich.
Im folgenden werden an Hand von Beispielen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert. Falls nichts anderes angegeben, sind alle Angaben in Teilen Gewichtsangaben.
Beispiel 1
Vierzig Teile Natriumhydroxyd und 60 Teile Essigsäure wurden mit 210 Teilen Wasser gemischt, und 20 Teile Stearylaminäthoxylat (mit 20 Molekülen Äthylenoxyd pro Aminmolekül), 2 Teile Tridecylalkohol äthoxylat (mit 6 Molekülen Äthylenoxyd pro Molekül Alkohol) als Benetzungsmittel und 2 Teile Natriumchlorid als Elektrolyt wurden zugesetzt. Die Wasserstoffionenkonzentration der Lösung wurde durch Zugabe von Essigsäure auf einen pH-Wert von 6,0 eingestellt.
Die Mischung wurde dann in einer Menge von 84,6 g/m2 auf die Unterseite der Juterückenschicht von Nadelflor-Nylonteppichen aufgetragen und unmittelbar anschliessend getrocknet.
Nach dem Trocknen wurde die antistatische Schicht in üblicher Weise mit einer Latexschicht so überzogen, dass das antistatische Material nicht eingekapselt wird.
Bei der Kontrolle wurde festgestellt, dass das antistatische Material die gesamte Juterückenschicht durchdrungen hatte, in die Nylonschicht über dem textilen Grundgewebe jedoch nicht eingedrungen war.
Die Aufladung, die durch die im folgenden beschriebene Behandlung hervorgerufen wird, bewirkt eine Spannung von 0 bis 1,0 kV.
Das Testverfahren, das in diesem und den folgenden Beispielen angewendet wird, ist der sogenannte Abnutzungstest durch Gehen (Walking Foot Scuff Test). Dieses Testverfahren wird folgendermassen durchgeführt: Ein Teppichprobestück von 2,70 m Länge und einer Breite von 0,6 bis 0,9 m wird auf dem Boden ausgebreitet. An einem Ende des Teppichs wird auf einem Tisch ein elektrostatisches Voltmeter angebracht. Die Testperson, die Schuhe mit Ledersohlen und Lederabsätzen trägt, geht dann vom einen Ende des Teppichs, an dem sich das Voltmeter befindet, über zum anderen Ende des Teppichs, wobei sie dauernd mit den Füssen hin und her schiebende Bewegungen ausführt, dreht sich um und geht zum Voltmeterende des Teppichs zurück, worauf sie sofort einen Handkontakt mit der Prüfsonde herstellt.
Die elektrostatische Ladung, die sich in der Testperson angesammelt hat, wird dabei auf das Voltmeter übertragen und von diesem registriert. Bei allen Beispielen wurde der Test bei einer Temperatur von 25 + 10 C durchgeführt; die relative Feuchtigkeit betrug stets 35 bis 40
Die folgenden Beispiele wurden in gleicher Weise durchgeführt, wobei verschiedene Mengen der verschiedenen Bestandteile des antistatischen Mittels sowie verschiedene Mengen an antistatischem Mittel zur Behandlung von Teppichen mit Nylon- oder Wollfaserbegehschichten verwendet wurden.
Die Zusammensetzung der antistatischen Mittel sowie die elektrostatische Aufladung, die damit behandelte Teppiche im Vergleich zu unbehandelten Teppichen zeigen, können der nachfolgenden Tabelle I entnommen werden.
Tabelle I Feuchthaltemittel Teile pH-Ein- Überzugs
Beispiel Teile Teile Netz- Elektrolyt Teile Teile stellung mit pH Teppich- gewicht in Aufladung in Nr. basische Teile organische Amin mittel Wasser Säure Faser g/mê kilo-Volt Verbindung Säure 2 NaOH 40 Essig- 60 20 2 NaCl 2 210 Essig- 6,0 Wolle 68 0 -6,5 3 KOH 56 Ameisen- 46 20 2 NaCl 2 180 Ameisen- Nylon 68 0 4 KOH 56 Ameisen- 46 20 2 NaCl 2 180 Ameisen- Wolle 68 0 5 NaOH 20 Ameisen- 23 10 1 KCl 1 150 Ameisen- 5,5 Nylon 153 1,0-1,5 -6,0 6 NaOH 20 Ameisen- 23 10 1 KCl 1 150 Ameisen- Wolle 68 0,5-1,0 7 KOH 56 Essig- 60 20 2 NaCl 2 200 Essig- 60 Nylon 85 0-1,0 -6,5 8 KOH 56 Essig- 60 20 2 NaCl 2 200 Essig- Wolle 68 0 9 KOH 56 Essig- 74 25 2 NaCl 3 500 Ameisen- Nylon 169 0,5-1,5 10 KOH 56 Essig- 74 25 2 NaCl 3 500 Ameisen- Wolle 68 0,5-1,0 11 KOH 69 Ameisen- 56 25 3 NaCl 2,5 245 Ameisen- Nylon 68 0 12 KOH 69
Ameisen- 56 25 3 NaCl Ameisen- Wolle 68 0 13 unbehandelte Kontrolle Nylon 8-15 14 unbehandelte Kontrolle Wolle 4-9
Beispiele 15 bis 31
Bei diesen Beispielen bestanden die behandelten Proben aus Nylon- und Wolle-Tufted-Teppichen. In allen Fällen wurde die Schicht aus antistatischem Material auf das Grundgewebe aus Jute und die Teppichfasern und Primärjute aufgebracht und anschliessend getrocknet. Dann erfolgte das Auftragen eines Latex Überzugs auf die antistatische Schicht derart, dass eine Einkapselung des Antistatikums nicht erfolgte. Bei diesen Beispielen wurde das Feuchthaltemittel in situ durch die Reaktion einer basischen mit einer sauren Komponente hergestellt. Das Amin und das Netzmittel waren die gleichen wie in den Beispielen 1 bis 12.
In diesen Beispielen war das angewendete Testverfahren der sogenannte Stationäre Fussabnutzungstest (= Stationary Foot Scuff Test). Dieser Test wird folgendermassen durchgeführt: Der zu testende Teppich, der eine Mindestgrösse von 45 x 45 cm besitzen soll, wird auf den Boden gelegt, die Testperson, die Schuhe mit Ledersohlen und Lederabsätzen trägt, steht mit einem Fuss unbeweglich auf dem Teppich und reibt mit dem anderen Fuss lebhaft auf der Teppichbegehschicht, wobei sie die Sonde eines Voltmeters in einer Hand hält. Die Testperson führt entweder maximal 15 Rutschbewegungen mit einem Fuss aus oder führt so lange Rutschbewegungen aus, bis das Voltmeter zum Stillstand gekommen ist. Die dabei entstandene Reibungselektrizität wird durch das Voltmeter registriert.
Dieser Test wurde bei einer Temperatur von 25 + 10 C und einer konstanten relativen Feuchtigkeit von 35 bis 40 % durchgeführt.
Die Zusammensetzung der antistatischen Mittel sowie die Testergebnisse und die anderen hier interessierenden Informationen dieser Beispiele sind aus der folgenden Tabelle II zu entnehmen.
Tabelle II Feuchthaltenmittel
Beispiel Teile Teile Elektrolyt Teile Teile pH-Ein- pH Teppich- Überzugs- Aufladung in Nr. basische Teile organische Teile Amin Netz- Wasser stellung mit Faser gewicht in Kilo-Volt Verbindung Säure mittel Säure g/mê 15 NaOH 40 Essig- 60 20 2 NaCl 2 210 Essig- 6,0 Nylon 85 0,5-1,5 -6,5 16 NaOH NaCl Wolle 68 0 17 KOH 56 Ameisen- 46 180 Ameisen- Nylon 68 0 18 KOH Wolle 68 0 19 NaOH 20 23 10 1 KCl 1 150 5,5 Nylon 153 1,0-2,0 -6,0 20 NaOH 20 23 10 1 KCL 1 150 5,5-6,0 Wolle 68 0,5-1,0 21 KOH 56 Essig- 60 20 2 NaCl 2 200 Essig- 6,0-6,5 Nylon 85 0-1,5 22 KOH Wolle 68 0 23 KOH Propion- 74 25 3 500 Ameisen- Nylon 169 1,0-2,0 24 KOH Wolle 68 1,0-1,5 25 KOH 69 Ameisen- 56 25 3 2,5 245 Nylon 68 0 26 KOH 69 Wolle 68 0 27 29% 121
Essig- 60 20 2 NaCl 2 200 6,0-6,5 Nylon 153 1,0-2,0 NH4OH 28 Ameisen- 46 Nylon 153 1,0-2,0 29 Propion- 74 400 Nylon 204 1,5-2,0 30 umbehandelte Kontrolle Nylon 8-15 31 umbehandelte Kontrolle Wolle 4-9
Beispiele 32 bis 46
In diesen Beispielen bestanden die behandelten Probestücke aus Nylon- und Woll-Tufted-Teppichen.
In allen Fällen wurde die Schicht aus antistatischem Material auf das Grundgewebe aus Jute und die Teppichfasern aufgetragen und getrocknet, um die überschüssige Feuchtigkeit zu entfernen. In diesen Beispielen wurde das gleiche Benetzungsmittel wie in den Beispielen 1 bis 31 verwendet. Das Beschichten mit Latex erfolgte in der Weise, dass ein Einschliessen des antistatischen Überzugs nicht erfolgte.
Das Feuchthaltemittel wurde nicht in situ gebildet, sondern der antistatischen Zubereitung als fertige Verbindung zugegeben. In den Beispielen 38 bis 41 wird Kalziumchlorid sowohl als Feuchthaltemittel als auch als Elektrolyt verwendet. Bei den Beispielen 32, 33, 35, 36, 38, 39, 41 bis 44 wird der stationäre Fussabnutzungstest und in den Beispielen 34, 37 und 40 der Geh-Abnutzungstest durchgeführt. Bei allen Tests wurde eine Temperatur von 25 + 10 C und eine konstante relative Feuchtigkeit von 35 bis 40% eingehalten.
Die Zusammensetzung der antistatischen Zubereitungen, die Testresultate und andere interessierende Informationen über die vorstehend genannten Beispiele sind aus der folgenden Tabelle III zu entnehmen. Tabelle III
Beispiel Feuchthaldenmittel Teile Teile Teile Elektrolyt Teile Teile pH-Ein- pH Teppich- Überzungs- Aufladung in Nr.
Amin Netz- Wasser stellung mit Faser gewicht in Kilo-Volt mittel Säure g/mê 32 Sorbit-Ester 10 20 1 NaCl 1 70 Essig- 5,5-6,5 Nylon 169 1,0-2,0 33 CaCl2 20 20 2 * 100 68 1,0-1,5 34 CaCl2 * 0,5-1,0 35 CaCl2 * Wolle 0-1,0 36 CaCl2 30 * 110 5,0-5,5 Nylon 0,5-1,0 37 CaCl2 * 0 38 CaCl2 * Wolle 0-1,0 39 CaCl2 40 * 120 Wolle 0 40 CaCl2 * 0 41 CaCl2 * Wolle 0-1,0 42 Harnstoff 10 10 1 CaCl2 10 100 Ameisen- 6,0-6,5 Nylon 102 1,0-1,5 43 Harnstoff 30 10(2) 2 NaCl 1 110 5,0-5,5 Nylon 136 1,5-2,0 44 CaCl2 30 10(3) 2 * 100 Essig- 102 1,5-1,5 45 unbehandelte Kontrolle Nylon 8,15 46 unbehandelte Kontrolle Wolle 4-9 1) Äthoxylierter Sorbit-Laurin-Säure-Ester *) Feuchthaltelmittel war Elektrolyt 2) N-Octyl,
N-Äthylmorpholinäthosulfat 3) quaternäres Diäthylsulfatimodazolin
Beispiele 47 bis 75
In den Beispielen waren die behandelten Probestücke herkömmliche gewebte und nichtgewebte Stoffe.
In allen Fällen wurde eine Schicht aus antistatischem Material auf das Grundgewebe mit der Faserschicht aufgetragen. Die Produkte wurden dann getrocknet, um die überschüssige Feuchtigkeit zu entfernen. Das verwendete Amin war das gleiche, wie es in den Beispielen 1 bis 31 verwendet wurde. In diesen Beispielen wurde kein Benetzungsmittel angewendet, so dass das antistatische Überzugsmittel nicht vollständig die Textilfasern durchdringen konnte.
Das Feuchthaltemittel wurde wie in den Beispielen 1 bis 15 durch Umsetzen einer basischen Komponente mit einer sauren Komponente gebildet.
Die in den Beispielen 47 bis 75 angewendete Verfahrensweise wird wie folgt beschrieben:
Die Probestücke wurden zugeschnitten und mit dem antistatischen Überzug versehen. Das Gewicht des tZber- zugsmittels wurde dabei auf das Gewicht des zu behandelnden Stoffs bezogen. Dann wurde eine polymere Rückenschicht auf das Grundgewebe aufgetragen und etwa 10 bis 30 Minuten lang bei etwa 930C bis etwa 1630 C getrocknet. Der getrocknete Stoff wurde dann mindestens 6 Stunden lang bei einer Temperatur von 21 + 20 C und einer relativen Feuchtigkeit von 35 bis 40% konditioniert. Das überzogene Material wurde sodann auf einem sogenannten Atlab Tester getestet, der von der Firma Atlas Chemical Co., Wilmington, Del., entwickelt worden war.
Das Testverfahren besteht darin, dass ein Textilstreifen in kontrollierter Weise über ein Paar aus Polytetrafluoräthylen bestehende Blöcke und über einen Block aus rostfreiem Stahl, der die entstandene Reibungselektrizität zur Messung an ein elektrostatisches Voltmeter weiterleitet, gerieben wird. Dieser Test wurde bei einer Temperatur von 25 + 10 C und einer konstanten relativen Feuchtigkeit von 35 bis 40 % durchgeführt.
Die Zusammensetzung der antistatischen Zubereitungen, die Testrestultate und die anderen hier interessierenden Informationen über die Beispiele 47 bis 75 sind in der Tabelle IV zusammengefasst.
Tabelle IV
Beispiel basische Teile Teile pH-Ein- Überzugs- Aufladung in Nr. Verbindung Teile Carbonsäure Teile Amin Elektrolyt Teile Wasser stellung mit pH Nylon-Textile gewicht in Kilo-Volt Säure % 47 NaOH 40 Essig- 60 20 NACl 2 210 Essig- 6,0-6,5 Taft 2 1,0 48 NaOH NaCl 5 0,5 49 NaOH NaCl Polster 2 1,0 50 NaOH NaCl 5 0 51 KOH 56 Ameisen- 46 NaCl 180 Ameisen- Taft 2 0,5 52 KOH NaCl 5 0 53 KOH NaCl Polster 2 0,5 54 KOH NaCl 5 0 55 NaOH 20 23 10 KCl 1 150 Ameisen- 5,5-6,0 Taft 2 0,5 56 NaOH KCl 5 0 57 NaOH KCl Polster 2 0,5 58 NaOH KCl 5 0,5 59 KOH 56 Essig- 60 20 NaCl 2 200 Essig- 6,0-6,5 Taft 2 0 60 KOH NaCl 5 0 61 KOH NaCl Polster 2 0,5 62 KOH NaCl 5 0 63
KOH 74 25 NaCl 3 500 Ameisen- Taft 2 1,5 64 KOH NaCl 5 1 65 KOH NaCl Polster 2 1,5 66 KOH NaCl 5 1 67 KOH 69 Ameisen- 56 NaCl 25 245 Taft 2 0 68 KOH NaCl 5 0 69 KOH NaCl Polster 2 0,5 70 KOH NaCl 5 0 71 29% NH4OH 121 Essig- 60 20 NaCl 2 200 Ameisen- 6,0-6,5 Taft 2 0-1 72 29% NH4OH Ameisen- 46 NaCl 2 0-1 73 Essig- 74 NaCl 2 1 74 unbehandelt Polster 75 unbehandelt Taft
Beispiele 76 bis 108
In diesen Beispielen bestanden die behandelten Probestücke aus herkömmlichen gewebten und ungewebten Stoffen der in der Tabelle V angegebenen Art.
In allen Fällen wurde ein antistatischer Überzug auf die freie Seite des Grundgewebes aufgegeben, das dann zur Entfernung der Feuchtigkeit getrocknet wurde. Danach wurde eine polymere Rückenschicht auf die antistatische Schicht aufgebracht und anschliessend 10 bis 30 Minuten lang bei einer Temperatur von 93 bis 1630 C ausgehärtet. Sodann wurde das überzogene Material wie in den Beispielen 74 und 75 auf einem Atlab-Tester getestet. Bei der Durchführung der Beispiele 76 bis 108 wurde das Feuchthaltemittel nicht in situ gebildet, sondern direkt als fertige Verbindung zugegeben.
Die Zusammensetzung der antistatischen Zubereitung, die Testresultate und die bezüglich der Beispiele 76 bis 108 interessierenden anderen Daten sind aus der Tabelle V zu entnehmen.
Tabelle V
Beispiel Teile Teile(2) Teile pH-Ein- Textil Prozentuales Aufladung in Nr. Feuchthaltenmittel Teile Amin Netz- Elektrolyt Teile Wasser stellung mit pH (4) Übergewicht Kilo-Volt mittel Säure 76 Sorbit-Ester(3) 10 20 1 NaCl 1 70 Essig- 5,5-6,5 Taft 2 1 77 1 5 0 78 1 10 0 79 1 Nylon-Rayon 2 1 gefülltes
Polster 80 1 5 0,5 81 1 10 0 82 Glyzerin 20 10 0 CaCl2 5 75 6,0-6,5 Taft 2 1 83 5 5 0 84 5 10 0 85 5 Polster 2 1 86 5 5 0 87 5 10 0 88 CaCl2 20 20 * 0 100 5,5-6,5 Taft 3 0 89 * 5 0 90 * 10 0 91 * Polster 3 0 92 * 5 0 93 * 10 0 94 30 * 110 5,0-5,5 Taft 3 0 95 20 0 * 0 110 5,0-5,5 Taft
5 0 96 * 0 10 0 97 * Polster 3 0 98 * 5 0 99 * 10 0 100 40 * 120 Taft 3 0 101 * 5 0 102 * 10 0 103 * Polster 3 0 104 * 5 0 105 * 10 0 106 Harnstoff 30 10(1) 1 NaCl 1 110 Ameisen- Taft 2,5 0-1 107 Nylon-Rayon 5 0-1 108 Nylon-Rayon 5 0,5 nichtgewebt (1) N-Octyl-N-äthylmorpholinäthylsulfat (2) Kondensat aus Tridecylalkohol mit 6 Mol Äthylenoxid (3) Äthoxylierter Sorbit-Laurin-Säure-Ester (4) Nylon - wenn nichts anderes angegeben ist (*) Feuchthaltenmittel war Elektrolyt
Antistatic pile carpet
The invention relates to an antistatic pile carpet, which consists of a textile base fabric, a layer of antistatic material and a
The back layer is made of polymer material.
The conventional carpet structures are capable of generating and transmitting static electricity. Static electricity occurs when people in contact with the dielectric fiber layer of the carpet move across the fiber layer. The charging is caused by the movement of the dielectric shoe materials which are in contact with the dielectric fiber layer. The charge is then transferred to the wearer of the shoes. If the wearer later touches objects that are grounded, the accumulated charge will discharge through the part of the human body that is in communication with the grounding point, which can cause significant discomfort to the individual.
This problem can be eliminated if the static electricity is dispersed within the carpet and can later escape into the air.
A variety of antistatic agents are known for preventing the build-up of static electricity on carpets. U.S. Patent No. 2302003 to Cadwell describes an antistatic carpet structure in which the accumulated charge is distributed through a plurality of conductive fibers attached within the fiber layer. In contrast, with the carpet according to the invention, the static electricity is distributed quickly and carefully without the need for special conductive fibers. In the carpet according to the invention, the static electricity is dissipated through a layer of antistatic material. This layer is preferably formed in such a way that it can disperse and dissipate static electricity without detracting from the aesthetic appearance of the carpet.
Furthermore, it was proposed in US Pat. No. 3,196,315 to provide a separate underlay for carpets, which has a foam rubber layer with relatively large amounts of carbon powder incorporated therein to achieve conductivity. However, this underlay is never part of the carpet and can easily be separated from it.
It has not hitherto been possible to equip carpets which have a polymeric backing layer with antistatic materials, since most of the known antistatic compositions are incompatible with the polymeric backing layers, in particular with the customary natural rubber backing layers.
The anti-static pile carpet according to the invention consists of
I. a textile base fabric carrying a walking fiber layer,
II. A layer of antistatic material which is located on the surface of the base fabric facing away from the walking fiber layer and penetrates the base fabric and at most the part of the walking fiber layer directly adjacent to the base fabric, consisting of a) an organic antistatic agent b) an ionic humectant or a mixture a nonionic humectant and an electrolyte, and
III. a back layer made of a polymeric material.
The antistatic material contained in the carpet according to the invention is compatible with natural rubber backing layers and with most other polymeric covering materials. A rubber backing layer can therefore be used for the antistatic carpets according to the invention.
The inventive antistatic pile carpet can be produced by applying a pile layer as a walking fiber layer to a textile base fabric and then applying an antistatic preparation of a) an organic antistatic agent, b) an ionic humectant or a mixture of one to the surface of the base fabric facing away from the walking layer nonionic humectant and an electrolyte is applied in such a way that only the base fabric and at most the part of the walking fiber layer immediately adjacent to the base fabric are penetrated, and that finally a backing layer made of polymeric material is applied to the layer made of antistatic material.
The carpet according to the invention can have a conventional fiber layer which can be woven, tufted, knitted or flocked or have other structures customary for carpets. The fiber layer can be composed of any conventional textile fiber material or mixtures of these materials, which are used for the manufacture of carpets, such as wool, polyamides (e.g. nylon 66 or nylon 6), cotton, polyolefins (especially polypropylene), acrylic compounds, modified acrylics or polyester. The fibrous layer may be woven, tufted, or otherwise attached to the base fabric, commonly woven fibers of cotton or jute may be used for the base fabric, although other fibers and types of construction are possible.
The base fabric of the carpet with the walking fiber layer can be any carpet make, for example the well-known Tufted, Brussel, Wilton, Axminster, z. B.
Chenille, velvet or knotted carpets. In the carpets according to the invention, the underside of the fiber or pile layer and the base fabric to which the fiber stack is attached or through which it is tufted, etc., is provided with an antistatic coating which forms a uniform layer and covers the base fabric and the ends of the fiber stacks and bring them into contact with each other. The amount of antistatic coating material is dimensioned and this is applied in such a way that the material only penetrates the base fabric and at most the part of the walking fiber layer immediately adjacent to the base fabric, but does not reach the surface of the fiber layer in order to preserve the aesthetic properties of the fiber layer not to belittle. Preferably 0.33 to 407 g / m2 and preferably 16.9 to 102 g / m2 of antistatic coating material is used.
The antistatic material used to form the antistatic coating layer is preferably composed of a mixture of 4 to 8 parts by weight of an organic antistatic and 10 to 50 parts by weight of a humectant. Advantageously, it also contains 0.1 to about 1 part by weight of a nonionic or cationic wetting agent in order to facilitate the penetration of the antistatic material into the textile substrate. It is desirable to add the wetting agent in proportions determined beforehand by testing in order to control the degree of penetration of the antistatic material into the textile substrate so that it only penetrates into the base fabric of the carpet and at most moistens the base of the staple fiber, but not to the Penetrates the tips of the fibers.
When the humectant used is nonionic, an amount of from 0.1 to about 1 percent by weight of an electrolyte is preferably added to the antistatic material. The same amount of electrolyte can advantageously be added if the humectant has only a relatively small dissociation constant. The antistatic coating material is advantageously applied in the form of an aqueous solution or dispersion, although other solvents or liquid dispersion media can also be used. If aqueous solutions or dispersions are used, water-soluble solvents such as e.g. low molecular weight aliphatic alcohols having 1 to 4 carbon atoms, acetone or similar solvents are added to facilitate drying of the antistatic layer.
After the antistatic coating has been applied to the base fabric of the carpet, the polymeric backing is applied. The polymeric backing layer is preferably applied in the form of an aqueous dispersion (latex) and is preferably a natural rubber-latex premix or a carboxylated butadiene-styrene-rubber-latex premix, which can generally be used as a rubber backing layer for carpets. Examples of known natural rubber-latex premixes can be mentioned (registered trademarks): Lotol GX-3180 (US Rubber Company) and Burkote R 1732 (Burkart-Schier Chemical Company), carboxylated styrene-butadiene-rubber-latex premixes, such as Lotol GX-1314 (U.S.
Rubber Company) and Burkote A 2223 (Burkart-Schier Chemical Company), or neoprene-latex premixes, e.g.
Lotol GX-1076 (U.S. Rubber Company) or Burkote R 2285 (Burkart-Schier Chemical Company).
Although the exact reasons for the antistatic properties of the carpet of the present invention are not entirely clear, it appears that the polymeric coating serves to hold the antistatic coating layer firmly in place. The static electricity generated in the fiber walking layer is distributed over the entire carpet surface by the antistatic layer and then discharged into the ground or into the atmosphere. In order to facilitate the dissipation of the charge into the ground, a material such as carbon black or any agent which reduces the dielectric properties of the polymer layer can be incorporated into the polymeric coating.
Particularly preferred antistatic materials are those in which potassium formate is used as the humectant, since potassium formate is not only a particularly effective humectant, but also because coating materials containing potassium formate are compatible with the latex backing layers normally used in carpets, and especially that Prevents premature coagulation or gelling of the latex backing coating on the basis of natural rubber premixes, so that the good bond between the latex coating and the carpet base fabric is not impaired. On the other hand, the antistatic coatings containing calcium chloride are incompatible with various known latex coatings because they cause premature coagulation or gelation of the latex.
This results in poor adhesion of the latex layer to the carpet base fabric, so that in the case of loosely woven or tufted carpets, the latex layer is unable to hold the tufts of pile of the walk-on layer.
Although antistatic layers based on the above-mentioned antistatic materials are particularly preferred, it is understood that any other antistatic layer which is known to be suitable for textiles and which dissipates the static charge can also be used. Such agents are normally organic antistatic agents containing nitrogen or carboxyl groups, of which the following are mentioned as examples: Burkester R 1499 - lauric acid polyethylene glycol ester (= registered trademark),
Amine oxides or quaternary ammonium salts of vinylpyrrolidone dimethylaminoethyl methacrylate
Copolymers,
Vinylpyrrolidone-acrylamide copolymers - such as. B.
a copolymer of 75 S vinylpyrrolidone and 255E acrylamide, Zelec DP (= registered trademark) - lauryl alcohol phosphate, Catanac SN (= registered trademark) stearylamido-propyldimethyl-ss-hydroxyethyl ammonium nitrate, Ethoquad C / 12 (= registered trademark) - polyoxyethylated quaternary salt
Phosphonamide sulfonates of an alcohol ethoxylate, d. H. a product of the formula: [R- (OCH2CH2) nO] .xPO- [N (CH3) -CH2CH2SO3Na] y in which R is the hydrocarbon radical of an alkanol (such as the compound known under the name Alfol 1412 (= registered trademark)), n is an integer from 8 to 30; and x and y are 1 or 2, the sum of x and y being 3.
Partial esters of copolymers of vinyl methyl ether and maleic anhydride with nonionic surface-active agents, as described in French patent specification No. 1,360,209.
Phosphate esters as described in U.S. Patent Nos. 3,004056 and 3 004057 and Belgian Patent No. 641,097.
Triester of phosphoric acid with ethoxylated aliphatic alcohols, such as. B. the phosphate triester of lauryl alcohol, which was condensed with 4 moles of ethylene oxide, or of dodecyl alcohol, which was condensed with about 2 moles of ethylene oxide.
Polyglycol 4000 Sucrose-octa-acetate Polyethoxyamides of stearic and oleic acid Methyldiethanolamine ethoxylate Ethoxylated 2,3,7,9-tetramethyl-5-decyn-4,7-diol Polyoxyethylene monooleate Lauryltrimethylammonium chloride Undecylimidazolone-stearic acid-stearic acid-stearic acid / stearic acid-stearyl-stearyl-ammonium chloride Polyoxyl-mono-methyloxychloride-acrylate-stearyl-stearyl-benzoyl-chloride-ethyl-oxy-benzyl-chloride-stinyl-imidazolone-stearic-stearic-stearyl-stearyl-benzyl-chloride Amine oxides, such as. B .:
EMI3.1
Hydroxybutyramides Quaternary polymers of vinyl pyridine Quaternary copolymers of vinyl pyridine and vinyl pyrrolidone.
Particularly preferred are antistatic layers based on alkoxylated tertiary amines of the formula RN [(CH'R'-CHR'-O) nH] 2 in which R is an aliphatic hydrocarbon radical with approximately 8 to 22 carbon atoms, each R 'radical is hydrogen or denotes the methyl radical and n on average is an integer of at least 1, preferably 1 to 30, although more highly alkylated derivatives also mean, d. H. the products obtained by reacting one mole of a primary aliphatic (saturated or unsaturated) amine with up to 50 moles of alkylene oxide, usually ethylene oxide, can be used.
Such alkylated amines are known and can be prepared by condensing a primary saturated or unsaturated aliphatic amine having 8 to 22 carbon atoms with an alkylene oxide (usually ethylene oxide, although propylene oxide and butylene oxide can also be used) until glycol residues of the desired chain length are obtained.
Various deliquescent salts of metals from the first and second groups of the periodic table, in particular the alkali metal and alkaline earth metal salts, can also be used as humectants in the antistatic materials. Special deliquescent salts, which are preferably used as humectants, include the alkali metal salts of low molecular weight aliphatic carboxylic acids, such as sodium formate, potassium formate, lithium formate, cesium formate, sodium and potassium acetate, potassium butyrate and mineral acid salts such as calcium chloride. Organic humectants such as glycerine, urea, ethylene glycol, sorbitol, ethoxylated sorbitol, lauric acid esters and mixtures thereof can also be used.
It is evident that when a deliquescent salt is used as a humectant, it also acts as an electrolyte. However, if glycerine or other non-ionic humectants are used, they must be combined with an electrolyte. Also in the case of using a deliquescent salt, such as sodium or potassium formate, which have a relatively low dissociation constant, it is advantageous to incorporate a small amount of a salt composed of a strong base and a strong acid. Such salts with a high dissociation constant are e.g. B. sodium chloride, potassium chloride or calcium chloride.
Salts that are not sufficiently fluid, such as sodium chloride, sodium sulfate or potassium nitrate, and that are not sufficiently effective as humectants and electrolytes, can be used in combination with non-ionic humectants such as glycerine or urea, or in combination with more highly fluid salts such as potassium formate or calcium chloride.
If desired, another backing layer, for example a jute backing layer, can be placed over the latex cover; however, this additional back layer is not essential to the invention.
Preferred embodiments of the invention are explained in more detail below by means of examples. Unless otherwise stated, all parts are given by weight.
example 1
Forty parts of sodium hydroxide and 60 parts of acetic acid were mixed with 210 parts of water, and 20 parts of stearylamine ethoxylate (with 20 molecules of ethylene oxide per amine molecule), 2 parts of tridecyl alcohol ethoxylate (with 6 molecules of ethylene oxide per molecule of alcohol) as a wetting agent and 2 parts of sodium chloride as an electrolyte were added . The hydrogen ion concentration of the solution was adjusted to pH 6.0 by adding acetic acid.
The mixture was then applied in an amount of 84.6 g / m2 to the underside of the jute backing layer of tufted nylon carpets and then dried immediately.
After drying, the antistatic layer was coated with a latex layer in the usual manner so that the antistatic material is not encapsulated.
During the control, it was found that the antistatic material had penetrated the entire jute backing layer, but had not penetrated the nylon layer over the textile base fabric.
The charging caused by the treatment described below causes a voltage of 0 to 1.0 kV.
The test method used in this and the following examples is what is known as the Walking Foot Scuff Test. This test procedure is carried out as follows: A carpet test piece 2.70 m long and 0.6 to 0.9 m wide is spread on the floor. An electrostatic voltmeter is attached to a table at one end of the rug. The test person, who wears shoes with leather soles and leather heels, then walks from one end of the carpet, where the voltmeter is located, to the other end of the carpet, making continuous pushing movements with his feet, turns around and goes back to the voltmeter end of the carpet, whereupon she immediately makes hand contact with the test probe.
The electrostatic charge that has accumulated in the test person is transferred to the voltmeter and registered by it. In all examples, the test was carried out at a temperature of 25 + 10 C; the relative humidity was always 35 to 40
The following examples were run in the same manner using different amounts of the various ingredients of the antistatic agent, as well as different amounts of the antistatic agent, for treating carpets with nylon or wool fiber facing layers.
The composition of the antistatic agents and the electrostatic charge that carpets treated with them show in comparison with untreated carpets can be seen in Table I below.
Table I Humectant Parts pH One Coat
Example parts parts network electrolyte parts parts position with pH carpet weight in charge in no. Basic parts organic amine medium water acid fiber g / mê kilo-volt compound acid 2 NaOH 40 vinegar 60 20 2 NaCl 2 210 vinegar 6, 0 wool 68 0 -6.5 3 KOH 56 ants 46 20 2 NaCl 2 180 ants nylon 68 0 4 KOH 56 ants 46 20 2 NaCl 2 180 ants wool 68 0 5 NaOH 20 ants 23 10 1 KCl 1 150 ants- 5.5 nylon 153 1.0-1.5 -6.0 6 NaOH 20 ants- 23 10 1 KCl 1 150 ants- wool 68 0.5-1.0 7 KOH 56 vinegar- 60 20 2 NaCl 2 200 vinegar- 60 nylon 85 0-1.0 -6.5 8 KOH 56 vinegar- 60 20 2 NaCl 2 200 vinegar- wool 68 0 9 KOH 56 vinegar- 74 25 2 NaCl 3 500 ants- nylon 169 0.5 -1.5 10 KOH 56 vinegar- 74 25 2 NaCl 3 500 ant wool 68 0.5-1.0 11 KOH 69 ant 56 25 3 NaCl 2.5 245 ant nylon 68 0 12 KOH 69
Ant 56 25 3 NaCl Ant wool 68 0 13 untreated control nylon 8-15 14 untreated control wool 4-9
Examples 15 to 31
In these examples, the treated samples consisted of nylon and wool-tufted carpets. In all cases, the layer of antistatic material was applied to the jute base fabric and the carpet fibers and primary jute and then dried. A latex coating was then applied to the antistatic layer in such a way that the antistatic agent was not encapsulated. In these examples, the humectant was prepared in situ by the reaction of a basic with an acidic component. The amine and the wetting agent were the same as in Examples 1-12.
In these examples, the test method used was the so-called Stationary Foot Scuff Test. This test is carried out as follows: The carpet to be tested, which should have a minimum size of 45 x 45 cm, is placed on the floor, the test person, who wears shoes with leather soles and leather heels, stands motionless on the carpet with one foot and rubs with it the other foot briskly on the carpet, holding the probe of a voltmeter in one hand. The test person either carries out a maximum of 15 sliding movements with one foot or carries out sliding movements until the voltmeter has come to a standstill. The resulting static electricity is registered by the voltmeter.
This test was carried out at a temperature of 25 + 10 C and a constant relative humidity of 35 to 40%.
The composition of the antistatic agents, as well as the test results and other information of interest herein, for these examples are shown in Table II below.
Table II Humectants
Example parts parts electrolyte parts parts pH-one pH carpet coating charge in No. basic parts organic parts amine wetting water position with fiber weight in kilo-volts compound acid medium acid g / mê 15 NaOH 40 vinegar 60 20 2 NaCl 2 210 vinegar 6.0 nylon 85 0.5-1.5 -6.5 16 NaOH NaCl wool 68 0 17 KOH 56 ants 46 180 ants nylon 68 0 18 KOH wool 68 0 19 NaOH 20 23 10 1 KCl 1 150 5.5 Nylon 153 1.0-2.0 -6.0 20 NaOH 20 23 10 1 KCL 1 150 5.5-6.0 Wool 68 0.5-1.0 21 KOH 56 Vinegar- 60 20 2 NaCl 2 200 vinegar- 6.0-6.5 nylon 85 0-1.5 22 KOH wool 68 0 23 KOH propion- 74 25 3 500 ant nylon 169 1.0-2.0 24 KOH wool 68 1 , 0-1.5 25 KOH 69 ants 56 25 3 2.5 245 nylon 68 0 26 KOH 69 wool 68 0 27 29% 121
Vinegar- 60 20 2 NaCl 2 200 6.0-6.5 nylon 153 1.0-2.0 NH4OH 28 ants- 46 nylon 153 1.0-2.0 29 propion- 74 400 nylon 204 1.5-2 , 0 30 treated control nylon 8-15 31 treated control wool 4-9
Examples 32 to 46
In these examples the treated coupons consisted of nylon and wool tufted carpets.
In all cases, the layer of antistatic material was applied to the jute backing and carpet fibers and dried to remove the excess moisture. In these examples the same wetting agent as in Examples 1 to 31 was used. The coating with latex was carried out in such a way that the antistatic coating was not included.
The humectant was not formed in situ, but added to the antistatic formulation as a finished compound. In Examples 38 through 41 calcium chloride is used as both a humectant and an electrolyte. In Examples 32, 33, 35, 36, 38, 39, 41 to 44 the stationary foot wear test and in Examples 34, 37 and 40 the walking wear test is carried out. A temperature of 25 + 10 C and a constant relative humidity of 35 to 40% were maintained in all tests.
The composition of the antistatic preparations, the test results and other information of interest about the above examples can be found in Table III below. Table III
Example dampening agent parts parts parts electrolyte parts parts pH-one pH carpet coating charge in No.
Amine wetting water position with fiber weight in kilo-volts medium acid g / mê 32 sorbitol ester 10 20 1 NaCl 1 70 vinegar 5.5-6.5 nylon 169 1.0-2.0 33 CaCl2 20 20 2 * 100 68 1.0-1.5 34 CaCl2 * 0.5-1.0 35 CaCl2 * wool 0-1.0 36 CaCl2 30 * 110 5.0-5.5 nylon 0.5-1.0 37 CaCl2 * 0 38 CaCl2 * wool 0-1.0 39 CaCl2 40 * 120 wool 0 40 CaCl2 * 0 41 CaCl2 * wool 0-1.0 42 urea 10 10 1 CaCl2 10 100 ants 6.0-6.5 nylon 102 1.0-1.5 43 Urea 30 10 (2) 2 NaCl 1 110 5.0-5.5 Nylon 136 1.5-2.0 44 CaCl2 30 10 (3) 2 * 100 vinegar- 102 1, 5-1.5 45 untreated control nylon 8.15 46 untreated control wool 4-9 1) ethoxylated sorbitol lauric acid ester *) humectant was electrolyte 2) N-octyl,
N-ethylmorpholine ethosulphate 3) quaternary diethylsulphatimodazoline
Examples 47 to 75
In the examples, the treated coupons were conventional woven and non-woven fabrics.
In all cases a layer of antistatic material was applied to the base fabric with the fiber layer. The products were then dried to remove the excess moisture. The amine used was the same as used in Examples 1-31. In these examples, no wetting agent was used, so that the antistatic coating agent could not completely penetrate the textile fibers.
The humectant was formed as in Examples 1 to 15 by reacting a basic component with an acidic component.
The procedure used in Examples 47 to 75 is described as follows:
The test pieces were cut to size and given the antistatic coating. The weight of the coating agent was related to the weight of the substance to be treated. A polymeric backing was then applied to the base fabric and dried at about 930C to about 1630C for about 10 to 30 minutes. The dried fabric was then conditioned for at least 6 hours at a temperature of 21 + 20 C and a relative humidity of 35 to 40%. The coated material was then tested on a so-called Atlab tester developed by Atlas Chemical Co., Wilmington, Del.
The test procedure consists of rubbing a fabric strip in a controlled manner over a pair of polytetrafluoroethylene blocks and over a stainless steel block that transmits the generated static electricity to an electrostatic voltmeter for measurement. This test was carried out at a temperature of 25 + 10 C and a constant relative humidity of 35 to 40%.
The composition of the antistatic preparations, the test results and the other information of interest here about Examples 47 to 75 are summarized in Table IV.
Table IV
Example basic parts parts pH one-coat charging in no. Compound parts carboxylic acid parts amine electrolyte parts water position with pH nylon textiles weight in kilo-volts acid% 47 NaOH 40 vinegar 60 20 NACl 2 210 vinegar 6.0 -6.5 Taffeta 2 1.0 48 NaOH NaCl 5 0.5 49 NaOH NaCl Pad 2 1.0 50 NaOH NaCl 5 0 51 KOH 56 Ants- 46 NaCl 180 Ants- Taffeta 2 0.5 52 KOH NaCl 5 0 53 KOH NaCl pad 2 0.5 54 KOH NaCl 5 0 55 NaOH 20 23 10 KCl 1 150 ants 5.5-6.0 taffeta 2 0.5 56 NaOH KCl 5 0 57 NaOH KCl pad 2 0.5 58 NaOH KCl 5 0.5 59 KOH 56 vinegar- 60 20 NaCl 2 200 vinegar- 6.0-6.5 taffeta 2 0 60 KOH NaCl 5 0 61 KOH NaCl pad 2 0.5 62 KOH NaCl 5 0 63
KOH 74 25 NaCl 3 500 Ant Taffeta 2 1.5 64 KOH NaCl 5 1 65 KOH NaCl Pad 2 1.5 66 KOH NaCl 5 1 67 KOH 69 Ant 56 NaCl 25 245 Taffeta 2 0 68 KOH NaCl 5 0 69 KOH NaCl pad 2 0.5 70 KOH NaCl 5 0 71 29% NH4OH 121 vinegar- 60 20 NaCl 2 200 ants- 6.0-6.5 taffeta 2 0-1 72 29% NH4OH ants- 46 NaCl 2 0-1 73 Vinegar 74 NaCl 2 1 74 untreated upholstery 75 untreated taffeta
Examples 76-108
In these examples, the treated coupons consisted of conventional woven and nonwoven fabrics of the type shown in Table V.
In all cases an antistatic coating was applied to the free side of the base fabric, which was then dried to remove moisture. A polymeric back layer was then applied to the antistatic layer and then cured for 10 to 30 minutes at a temperature of 93 to 1630 ° C. The coated material was then tested as in Examples 74 and 75 on an Atlab tester. When carrying out Examples 76 to 108, the humectant was not formed in situ but was added directly as a finished compound.
The composition of the antistatic preparation, the test results and the other data of interest in relation to Examples 76 to 108 can be found in Table V.
Table V
Example parts parts (2) parts pH-textile percentual charge in No. humectant parts amine wetting electrolyte parts water position with pH (4) excess weight kilo volts medium acid 76 sorbitol ester (3) 10 20 1 NaCl 1 70 Vinegar 5.5-6.5 taffeta 2 1 77 1 5 0 78 1 10 0 79 1 nylon rayon 2 1 filled
Pad 80 1 5 0.5 81 1 10 0 82 Glycerine 20 10 0 CaCl2 5 75 6.0-6.5 Taffeta 2 1 83 5 5 0 84 5 10 0 85 5 Pad 2 1 86 5 5 0 87 5 10 0 88 CaCl2 20 20 * 0 100 5.5-6.5 taffeta 3 0 89 * 5 0 90 * 10 0 91 * cushion 3 0 92 * 5 0 93 * 10 0 94 30 * 110 5.0-5.5 taffeta 3 0 95 20 0 * 0 110 5.0-5.5 taffeta
5 0 96 * 0 10 0 97 * upholstery 3 0 98 * 5 0 99 * 10 0 100 40 * 120 taffeta 3 0 101 * 5 0 102 * 10 0 103 * upholstery 3 0 104 * 5 0 105 * 10 0 106 urea 30 10 (1) 1 NaCl 1 110 ant taffeta 2.5 0-1 107 nylon rayon 5 0-1 108 nylon rayon 5 0.5 nonwoven (1) N-octyl-N-ethylmorpholine ethyl sulfate (2) condensate from Tridecyl alcohol with 6 moles of ethylene oxide (3) Ethoxylated sorbitol lauric acid ester (4) Nylon - unless otherwise stated (*) The humectant was an electrolyte