V F Opublikowano dnia 3 grudnia 1958 iv s^TCV j Urzedu Palenio'/yf irr.isfciejBzeczypsspilitgjlf:.': f POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 41359 KL 29 b, 5/04 Stanislaw Chrzczonowicz Lódz, Polska Jan Michalski Lódz, Polska Bogdan Ostaszewski Lódz, Polska Sposób usuwania ladunków elektrycznych z wlókien Patent trwa od dnia 10 pazdziernika 1957 r.Powstawanie ladunków elektrycznych na wlóknie bardzo utrudnia, a niekiedy, np. w pro¬ cesie przeróbki wlókna cietego na przedze, moze wogóle uniemozliwic przeprowadzenie niektó¬ rych operacji wlókienniczych.Dotyczy to zwlaszcza wlókien syntetycznych: nylonu, orlonu, terylenu, steelonu i innych.Wlókna te maja gorsze przewodnictwo elektrycz¬ ne od welny i bawelny, a poza tym sa silnie hydrofobowe, co w polaczeniu ze slaba absorpcja zanieczyszczen przez te wlókna bardzo utrud¬ nia powstawanie na ich powierzchni warstewki dobrze odprowadzajacej ladunki elektryczne.Wszystkie wyzej wspomniane czynniki sprzy¬ jaja gromadzeniu sie ladunków elektrycznych na powierzchni tych wlókien.Usuwanie ladunków elektrycznych z wlókien polega na zobojetnieniu tych ladunków przez ruch elektronów lub jonów. Mozna wyodrebnic trzy drogi deelektryzacji wlókien: na skutek przewodnictwa masy, z której wlókno jest ufor¬ mowane, na skutek odprowadzenia ladunków przez otaczajace powietrze, oraz na skutek od¬ prowadzenia ladunków przez dobrze przewodza¬ ca warstewke wytworzona na powierzchni wlók¬ na.Na pierwszy sposób deelektryzacji wlókien za¬ sadniczo nie mamy wplywu, gdyz zalezy on jedynie od wlasciwosci masy z której wytwarza sie wlókna, natomiast drugi wymagajacy spe¬ cjalnej klimatyzacji pomieszczen jest uciazliwy i kosztowny.Gromadzenie, sie ha wlóknie ladunków po¬ wstalych w czasie jego przeróbki prawie cal¬ kowicie mozna uniemozliwic, poddajac wlókno uprzedniej obróbce antyelektrostatycznej. Obrób¬ ka ta znacznie zwieksza przewodnictwo powierz¬ chniowe wlókna, ulatwiajac odprowadzenie po¬ wstalych ladunków elektrycznych, przy czym mozliwe jest samo powstawanie ladunków. Niski koszt i prosty proces technologiczny spowodo¬ waly, ze zaklady wlókiennicze najchetniej sto¬ suja te wlasnie metode zabezpieczenia ' przed powstawaniem wiekszych ladunków elektrycz¬ nych na wlóknie.Dotychczas do tego celu stosowano miedzy in¬ nymi pochodne polimeru tlenku etylenu, pro¬ dukty otrzymywane przez sulfonowanie kwasów tluszczowych i oleju jadalnego z dodatkiem alkiloamin, sole sulfonowanych wyzszych alko¬ holi alifatycznych i alkiloamin, sole kwasów i zasad organicznych, sole róznych organicznych pochodnych kwasu fosforowego i fosforawego z zasadami organicznymi, pochodne polimerów kwasu akrylowego i metakrylowego ze zwiaz¬ kami organicznymi zawierajacymi zasadowy azot oraz czwartorzedowe pochodne morfoliny.Wynalazek oparty jest na trzeciej z wymie¬ nionych metod usuwania ladunków elektrycz¬ nych z wlókien.Przedmiotem wynalazku jest sposób usuwania ladunków elektrycznych z wlókien, polegajacy na tym, ze jako srodek do anty-elektrostatycz¬ nej obróbki wlókien stosuje sie pochodne po- liwinylopirydyn, np, polimery 2-winylopirydyny, 2-metylo-6-winylopirydyny, izomerycznych wi- nylo- i alkilowdnylopirydyn, zczwartorzedowane za pomoca halogenków lub siarczanów alkilu.Zwiazki stosowane w sposobie wedlug wy¬ nalazku dzieki zawartosci grup jonowych latwo rozpuszczaja sie w wodzie, a roztwory ich prze¬ wodza prad elektryczny. Zwiazki te jako poli¬ mery wykazuja dosc-znaczna przyczepnosc do wlókien, a poza tym maja sklonnosc do absor¬ bowania róznych zwiazków jonowych1,! Do obróbki antyelektrostatycznej wlókien spo¬ rzadza sie roztwory wodne tych zwiazków. Do roztworów tych w celu poprawienia ich wlas¬ ciwosci antyelektrostatycznych mozna ewentual¬ nie dodac niewielkie (0,1—1%) ilosci elektro¬ litów, np. chlorku sodowego i srodków zwilza¬ jacych, np. gliceryny lub 2- /0-hydroksyetylo/ pirydyny.Obróbke antyelektrostatyczna wlókien przy uzyciu czwartorzedowych pochodnych poliwiny- nylopirydyn (przeprowadza sie w ten sposób, ze wlókno oiete lub ciagle zanurza sie na czas od 1~^45 minut w kapieli otrzymanej przez roz¬ puszczenie w KMhczesciach wagowych wody 0,1 ¦+¦ 20 czesci wagowych czwartorzedowych pochod¬ nych poliwinylopiEydyn samych,' lub z dodat¬ kiem niewielkiej ilosci elektrolitu i srodka zwil¬ zajacego. Temperatura kapieli moze wahac sie w granicach 13-^100°C. Wlókno po odwirowaniu suszy sie.Zaleta sposobu wedlug wynalazku jest równiez to, ze niezbyt wielkie róznice temperatury ka¬ pieli obrabiajacej (5—10°) nie maja wplywu na efekt koncowy obróbki. Równiez zmiany czasu trwania obróbki w granicach do 25% prawie nie wplywaja na zmiane wlasciwosci elektrycznych wlókien.Naniesione warstewki odznaczaja sie duza trwaloscia w czasie. Wlókna przechowywane w normalnych warunkach przez 3 miesiace nie zmieniaja dostrzegalnie swych wlasciwosci.Dalsza zaleta jest mozliwosc stosowania ka¬ pieli obrabiajacej az do calkowitego jej wyczer¬ pania.Przyklad I. 5 g wlókna steelonowego zanurza sie na 10 minut do roztworu 2 g poli-2-winylo- pirydyny zczwartofzedowawej bromkiem propylu w 100 g wody, przy czym wlókna te od czasu do czasu porusza sie. Temperatura kapieli wy¬ nosi 40°C. Po wyjeciu wlókien z kapieli nad¬ miar roztworu odwirowuje sie, (pozostawiajac na wlóknie taka ilosc roztworu jaka odpowiada wadze wlókna. Wlókno pozostawia sie do wy¬ schniecia na wolnym powietrzu.Przyklad II. 5 g wlókna steelonowego zanurza sie na 10 minut do roztworu 2 g poli-2-winylo- pirydyny zczwartorzedowanej bromkiem propy¬ lu, 0,2 g chlorku sodowego i 0,5 g 2- /0-hydro- ksyetylo/ pirydyny w 100 g wody. Temperatura kapieli wynosi 20°C. Dalej postepuje sie jak w przykladzie I.Przyiklad III. 5 g wlókna steelonowego zanurza sie na 5 minut do roztworu 2 g poli-2-winylopi- rydyny zczwartorzedowanej siarczanem dwume- tylu w 100 g wody. Temperatura kapieli wynosi 20°C. Dalej postepuje sie jak w przykladzie I.Przyklad IV. Postepuje sie jak w przykladzie I z ta róznica, ze jako roztwór do obróbki wló¬ kien stosuje sie roztwór 2 g poli-2-winylopiry- dyny zczwartorzedowanej bromkiem propylu, 0,2 g chlorku sodowego, 0,5 g gliceryny w 100 g wody.Przyklad V. Postepuje sie jak w przykladzie I z ta róznica, ze jako roztwór do obróbki wló¬ kien stosuje sie roztwór 0,5 g poli-2-winylopiry- dyny zczwartorzedowej siarczanem dwumetyluw 100 g wody. PL PLV F Published on December 3, 1958 iv s^TCV j Office of the Polish People's Republic PATENT DESCRIPTION No. 41359 KL 29 b, 5/04 Stanislaw Chrzczonowicz Lodz, Poland Jan Michalski Lodz, Poland Bogdan Ostaszewski Lodz, Poland Method of removing electric charges from fibers Patent valid from October 10, 1957. The formation of electric charges on fibers makes it very difficult, and sometimes, e.g. in the process of processing fibers cut into yarn, it can even make it impossible to carry out certain textile operations. This applies especially to Synthetic fibers: nylon, orlon, terylene, steelon, and others. These fibers have lower electrical conductivity than wool and cotton, and are also highly hydrophobic. This, combined with the poor absorption of pollutants by these fibers, makes it very difficult for a film to form on their surface that effectively conducts electrical charges. All of the above-mentioned factors favor the accumulation of electrical charges on the surface of these fibers. Removing electrical charges from fibers involves neutralizing these charges through the movement of electrons or ions. There are three ways of de-electrifying fibers: through the conductivity of the mass from which the fiber is formed, through the discharge of charges by the surrounding air, and through the discharge of charges by a highly conductive layer formed on the fiber surface. The first method of fiber de-electrification is essentially beyond our control, as it depends solely on the properties of the mass from which the fibers are made. The second method, which requires special air conditioning, is cumbersome and expensive. The accumulation of charges on the fiber created during its processing can be almost completely prevented by subjecting the fiber to antistatic treatment. This treatment significantly increases the surface conductivity of the fiber, facilitating the discharge of generated electric charges, while the generation of charges itself is possible. Low cost and simple technological process have made textile mills most willing to use this method of protecting against the formation of larger electric charges on fibers. So far, for this purpose, among others, derivatives of ethylene oxide polymers, products obtained by sulfonation of fatty acids and edible oil with the addition of alkylamines, salts of sulfonated higher aliphatic alcohols and alkylamines, salts of organic acids and bases, salts of various organic derivatives of phosphoric and phosphorous acid with organic bases, derivatives of acrylic and methacrylic acid polymers with organic compounds containing basic nitrogen, and quaternary morpholine derivatives have been used, among others. The invention is based on the third of the above-mentioned methods of removing electric charges. from fibers. The subject of the invention is a method for removing electric charges from fibers, which consists in using polyvinylpyridine derivatives as an agent for antistatic treatment of fibers, e.g., polymers of 2-vinylpyridine, 2-methyl-6-vinylpyridine, isomeric vinyl- and alkylpyridines, quaternized with alkyl halides or sulfates. The compounds used in the method according to the invention, due to the content of ionic groups, readily dissolve in water, and their solutions conduct electricity. These compounds, as polymers, exhibit quite significant adhesion to fibers and, moreover, have a tendency to absorb various ionic compounds. For antistatic treatment of fibers, aqueous solutions of these compounds are prepared. To improve their antistatic properties, small amounts (0.1-1%) of electrolytes, e.g. sodium chloride, and wetting agents, e.g. glycerol or 2-(O-hydroxyethyl) pyridine, can be added to these solutions. Antistatic treatment of fibers with quaternary derivatives of polyvinylpyridines (is carried out by immersing the spun or continuous fiber for 1-45 minutes in a bath obtained by dissolving 0.1 + 20 parts by weight of quaternary derivatives of polyvinylpyridines in 10 parts by weight of water, alone or with the addition of a small amount of electrolyte and wetting agent). The bath temperature can range from 13°C to 100°C. The fiber is dried after centrifugation. Another advantage of the method according to the invention is that small differences in the processing bath temperature (5°C to 10°C) do not affect the final treatment effect. Also, changes in the treatment duration of up to 25% have almost no effect on the electrical properties of the fibers. The deposited layers are characterized by high stability over time. Fibers stored under normal conditions for 3 months do not noticeably change their properties. Another advantage is the possibility of using the processing bath until it is completely exhausted. Example 1: 5 g of steelon fiber is immersed for 10 minutes in a solution of 2 g of poly-2-vinylpyridine. propyl bromide in 100 g of water, the fibers being stirred from time to time. The bath temperature is 40°C. After removing the fibers from the bath, the excess solution is centrifuged off, leaving on the fiber an amount of solution corresponding to the weight of the fiber. The fiber is left to dry in the open air. Example II. 5 g of steelon fiber is immersed for 10 minutes in a solution of 2 g of poly-2-vinylpyridine quaternized with propyl bromide, 0.2 g of sodium chloride and 0.5 g of 2-(O-hydroxyethyl)pyridine in 100 g of water. The bath temperature is 20°C. The next step is the same as in Example I. Example III. g of steelon fiber is immersed for 5 minutes in a solution of 2 g of poly-2-vinylpyridine quaternized with dimethyl sulfate in 100 g of water. The bath temperature is 20°C. The following procedure is followed as in Example I. Example IV. The following procedure is followed as in Example I, except that the fiber treatment solution is a solution of 2 g of poly-2-vinylpyridine quaternized with propyl bromide, 0.2 g of sodium chloride, 0.5 g of glycerol in 100 g of water. Example V. The following procedure is followed as in Example I, except that the fiber treatment solution is a solution of 0.5 g of poly-2-vinylpyridine quaternized with dimethyl sulfate. 100 g water. PL PL