AT371852B - Vorhaftende schmaelzzusammensetzungen fuer faeden auf basis von polymeren mit hohem modul und thermostabilen polymeren - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft eine neue, ein Vorhaftmittel enthaltende Schmälzzusammensetzung, das die Haftung, insbesondere die Haftung auf Kautschuk, von Fäden auf Basis von Polymeren mit hohem Modul oder von thermostabilen Polymeren ermöglicht. 



   Es wurde bereits vorgeschlagen, ein oder mehrere Vorhaftmittel in die Schmälzzusammensetzung, welche man auf die nicht verstreckten Fäden anwendet, einzuführen, so dass gleichzeitig 
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 mit einem Glycidinäther eines Alkohols in Form einer alkoholischen Lösung zu verwenden. 



   Ebenso ist es aus der JA-PS Nr. 72/38011 bekannt, amorphe Polyesterfasern zwischen der Spinnstufe und der Streckstufe mit einer Epoxyverbindung und einem aromatischen Amin zu behandeln. 



   Schliesslich ist es bekannt, Fäden auf der Basis von Polyestern zwischen der Spinnstufe und der Streckstufe mit einer Epoxyverbindung und einer Carbonsäure (oder ihrem Anhydrid) zu behandeln, um ihre Haftung gegenüber Kautschuk zu verbessern. 



   Jedoch weisen die obgenannten Verbindungen den Nachteil auf, dass sie die mechanischen Eigenschaften der so behandelten Fäden verschlechtern. 



   Es wurde nun ein besonderes   Vorhaft- bzw.   Haftgrundmittel zur Einführung in die Schmälzzusammensetzung gefunden, das die oben erwähnten Nachteile nicht aufweist. 



   Die Erfindung betrifft daher eine neue   Schmälz- und   Präparationszusammensetzung, welche die Erhöhung des Haftvermögens, insbesondere des Haftvermögens auf Kautschuk, von Fäden auf Basis von Polymeren mit hohem Modul und thermostabilen Polymeren ermöglicht und welche aus einem bekannten in Wasser löslichen oder emulgierbaren Schmälzmittel und einem Vorhaftmittel als Hauptkomponente sowie gegebenenfalls üblichen Zusätzen in wässerigem Medium besteht, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sie als Vorhaftmittel das in wässerigem Medium lösliche 1, 3, 5-   tris- [3-l2, 3-Epoxy-propoxy) -propionyl ]-hexahydro-s-triazin,   vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 30   Gew.-%,   enthält.

   
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 andere Methode besteht darin, 1 Mol Triazin mit 3 Mol   2, 3-Epoxypropanol-l   in Gegenwart eines alkalischen Katalysators umzusetzen. 



   Die erfindungsgemässe vorhaftende Schmälzzusammensetzung wird erhalten, indem das Triepoxyd in einer Schmälzzusammensetzung in Lösung oder in Emulsion gelöst wird. Die eingeführte Menge an löslichem Triepoxyd hängt von verschiedenen Faktoren ab, insbesondere von der Natur der Schmälzung, der Viskosität des behandelten Polymeren, dem Haftungsgrad, den man dem behandelten Material verleihen will, und von der Art und Weise des Absetzens der Schmälzzusammensetzung auf dem Faden. Im allgemeinen beträgt diese Menge zwischen 1 und 30   Gew.-%,   bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, und vorzugsweise zwischen 2 und 10%. 



   Das in der Zusammensetzung enthaltene Schmälzmittel kann aus den Schmälzmitteln, welche üblicherweise zur Behandlung von Polymerfäden verwendet werden, bestehen, wobei jedoch zu beachten ist, dass diese in Wasser löslich oder emulgierbar sind. Man kann beispielsweise tierische, vegetabilische oder mineralische Öle, welche gegebenenfalls sulfoniert sind, Äthylenoxydkondensate 

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 oder verzweigte Fettsäuren   oder-alkohole (Hexaglykolstearat)   usw. nennen. Ausser dem Schmälzmittel und dem vorhaftenden Mittel kann die Zusammensetzung gegebenenfalls auch Zusätze wie Fungizide, Lösungsmittel, Emulgiermittel usw. enthalten. 



   Die erfindungsgemässe Zusammensetzung eignet sich für Fäden auf Basis von Polymeren mit hohem Modul, u. zw. sowohl für Fäden auf Basis von diskontinuierlichen Fasern oder kontinuierlichen Filamenten. 



   Unter einem "hohen Modul" soll der Elastizitätsmodul oder der Young-Modul verstanden werden, der mehr als 300 g/l, l tex (l den) im Mittel beträgt, wobei dieser Modul nach der Norm ASTM D 2101, Teil 25,1968, gemessen wurde. 



   Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf Fasern mit hohem Modul, die ausserdem eine hohe Zähigkeit bzw. Reisslänge und/oder hohe Brucharbeit besitzen,   d. h.   mindestens 50 g/tex (0, 9 den) und vorzugsweise mindestens 100 g/tex (0, 9 den). Die Fasern mit hohem Modul werden durch Verspinnen von Polymeren mineralischen Ursprungs, wie Kohlenstoff oder Glas oder organischen Ursprungs, welche im allgemeinen aromatische Ringe enthalten, auf denen die starren Reste fixiert sind, erhalten.

   Als Beispiel für solche Polymere kann man die aromatischen Polyamide und insbesondere solche in Para-Stellung erwähnen vom Typ Polyparaphenylenterephthalamid oder Polyparabenzamid, die araliphatischen Polyamide oder Copolyamide vom Typ Hexamethylen-polyparaphenylenterephthalamid oder Copolyamide, umfassend aromatische oder gesättigte aliphatische, ungesättigte und/oder isocyclische Disäuren und aromatische oder aliphatische Diamine, die Copolyamide, abgeleitet insbesondere von Terephthalsäure, Adipinsäure und Tetramethylen- oder 
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 und Terephthalsäuren oder eines der letzteren und aliphatischen oder isocyclische Disäuren, die Polymeren auf der Basis von PVA mit hoher Reisslänge und hohem Modul. 



   Die Erfindung ist auch anwendbar auf industrielle Fäden vom thermostabilen Typ,   d. h.   welche eine hohe thermische Beständigkeit (300 bis   350 C)   aufweisen und die auf Basis von Polymeren sind, entweder vom Typ Polyamid-imid, erhalten von der Reaktion eines Diamins oder eines seiner Derivate mit einem Säureanhydrid oder einem seiner Derivate oder vom Typ der aromatischen Polyamide, welche erhalten werden durch Reaktion einer aromatischen Disäure oder einer ihrer Derivate mit einem Diamin oder einem seiner Derivate, wobei diese Polymeren durch Einführung von Säuregruppen modifiziert sein können. 



   Die erfindungsgemässe Zusammensetzung kann in einem beliebigen Stadium der Erzeugung des Fadens aufgebracht werden, unabhängig von der angewendeten Art des Verspinnens und den behandelten Polymeren. Es sei ferner bemerkt, dass, obzwar die Erhöhung der Haftungseigenschaften zu Kautschuk eines der wesentlichen Ziele der Erfindung ist, die Vorhaftungszusammensetzung, welche das Polyepoxyd enthält, auch zur Erhöhung der Haftung bei andern Produkten wie Harzen vom Typ Phenoplast, Epoxy-, Polyester-, thermostabilen Harzen usw. geeignet sein kann, zur Ausarbeitung von zusammengesetzten Strukturen : im letzteren Falle kann es vorteilhaft sein, die Zusammensetzung direkt auf Filme, Gewebe, Gewirke usw. aufzubringen. 



   Die Vorteile, welche sich durch die Einführung des Triepoxyds in die Schmälzzusammensetzung ergeben, sind die folgenden :
Da das Triepoxyd wasserlöslich ist, ist es mit der Mehrzahl der Schmälzzusammensetzungen mischbar ; es hat in seinem Molekül zahlreiche   Epoxydfunktionen,   was die feste Fixierung zum behan- delten Faden einerseits und zur Vorhaftungszusammensetzung anderseits ermöglicht ; es ist nicht flüchtig, und infolgedessen stellt man keinerlei Verdampfungsverlust vor der
Fixierung auf dem Faden während der thermischen Behandlung beim Verstrecken fest ; es ist sehr gut filmbildend, seine Ablagerung erfolgt in homogener Weise, der Haftwert ist praktisch konstant über der gesamten Oberfläche der Fäden und sehr beständig gegen Reibung. 



   Es beeinflusst die dynamometrischen Eigenschaften der behandelten Fäden nicht nachteilig ; seine Anwesenheit in bestimmten Schmälzzusammensetzungen erleichtert das Verstrecken. 



   Seine Synthese ist einfach und es wird aus gängigen preiswerten Ausgangsstoffen erhalten ; schliesslich ermöglicht die erfindungsgemässe Zusammensetzung die Erzielung von vorhaftend gemachten Fäden in einer guten Ausbeute, da man zwei Operationen gleichzeitig ausführt, 

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 während nach den klassischen Methoden zwei getrennte Behandlungen durchgeführt werden.
Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel näher erläutert. Die Mengenangaben beziehen sich auf das Gewicht. 



   Beispiel : a) Herstellung der Kontrollprobe
Man verspinnt auf nassem Wege Polyparaphenylenterephthalamid in einer Vorrichtung, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist. 



   Gemäss dieser Zeichnung wird die Polymerenlösung in dem Spinnlösungsmittel durch die Spinn-   düse-l-gepresst,   dann wird ein   Fällbad-2-- (5% ige   Schwefelsäure) durchlaufen. Die erhaltenen Fäden werden in ein Neutralisationsbad --3-- auf Basis von Natriumbicarbonat getaucht, dann passieren sie Walzen --4--, wo sie durch Zerstäubung von Wasser --5--, das auf 50 C erwärmt ist, gewaschen werden. Die erhaltenen Fäden mit 450 dtex (430 den) /300 Einzelfasern, werden in Kontakt mit einem Zylinder --6-- gebracht, der in einen Trog --7-- mit einer wässerigen Schmälzzusammensetzung, die 12   Gew.-%   eines Gemisches aus 45% langkettigen aliphatischen Estern und 50% Polyoxyäthylenglykolestern   (Schmälzmittel   B) enthält, eintaucht.

   Der Schmälzungsgrad beträgt 
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 Fäden durch Untertauchen in einem Bad der folgenden Zusammensetzung vorhaftend gemacht : 
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<tb> 
<tb> Gew.-Teile
<tb> Wasser <SEP> von <SEP> 28 C <SEP> 85
<tb> Pyrrolidon-2 <SEP> 10
<tb> 5%ige <SEP> Dioctylsulfosuccinatlösung <SEP> 2
<tb> Vorhaftungsmittel <SEP> A <SEP> 2
<tb> 10%iges <SEP> NaOH <SEP> 1 <SEP> 
<tb> 
 
Die Menge der auf den Fäden abgesetzten Zusammensetzung beträgt   0,     6%.   Die Fäden passieren unter einer Spannung von 1 g/l, l dtex einen auf   160 C   beheizten Ofen mit Luftzirkulation während 60 s. 



   Die dynamometrischen Eigenschaften der geschmälzten, haftend gemachten und auf 120 Z vorgedrehten Fäden sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt : 
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<tb> 
<tb> Titer <SEP> Bruch- <SEP> Reiss- <SEP> Bruch- <SEP> Schrumpfung <SEP> Elastizidtex <SEP> last <SEP> länge <SEP> dehnung <SEP> b. <SEP> 150 C <SEP> in <SEP> tätsmodul
<tb> in <SEP> g <SEP> g/tex <SEP> in <SEP> % <SEP> trock.

   <SEP> Luft <SEP> g/tex
<tb> Geschmälzter,
<tb> dann <SEP> vorhaftend
<tb> gemachter <SEP> und
<tb> gedrehter <SEP> Faden <SEP> 475 <SEP> 9375 <SEP> 196 <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 5488 <SEP> 
<tb> 
 
Die Filamente werden dann zu vier gesammelt, auf 340 Z gedreht und auf 340 S zu einem Kabel vereinigt, so dass man ein Kabel von 1800 dtex (1637 den) 1/2 erhält, das durch Untertauchen in einem RFL-Bad, das 200   g/l   Feststoff enthält und dessen Zusammensetzung die folgende ist, haftend gemacht wird :

   
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<tb> 
<tb> Mit <SEP> Permutit <SEP> behandeltes <SEP> Wasser <SEP> (25 C) <SEP> 250 <SEP> g
<tb> l, <SEP> 67% <SEP> ige <SEP> Natronlauge <SEP> 20 <SEP> g
<tb> Resorzin <SEP> in <SEP> Blättchen <SEP> 12, <SEP> 5 <SEP> g
<tb> 37%iges <SEP> Formaldehyd <SEP> 18, <SEP> 2 <SEP> g
<tb> 
 

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Die Reifungszeit und-temperatur der Lösung betragen 6 h bzw. 24 C. Diese Zusammensetzung wird in ein Bad gegeben, das 275 g Vinylpyridinlatex, 70 g Wasser und 13 g Natronlauge enthält, man lässt das Bad 24 h bei   100C   stehen. Nach dem Eintauchen des Kabels in das Bad führt man es unter einer Spannung von 1   g/l, l   dtex in einen ersten auf   2300C   beheizten Ofen während 60 s, dann in einen zweiten Ofen während 60 s unter einer Spannung von 0, 3 g/l, l dtex. 



   Man misst die Haftung der Kabelfäden für Kautschuk (Test H) nach der Norm BISFA, welche darin besteht, eine Probe des Gummis der unten angegebenen Zusammensetzung nach 24stündigem Ruhen bei 145 C während 45 min zu vulkanisieren : 
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<tb> 
<tb> Geräucherte <SEP> Felle <SEP> 100 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Feinteiliger <SEP> Russ <SEP> (Korngrösse <SEP> 5 <SEP> bis <SEP> 35 <SEP> nm) <SEP> 43 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Zinkoxyd <SEP> 5 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Stearin <SEP> 2 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Fichtenteer <SEP> 2 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Phenyl-ss-naphthylamin <SEP> l <SEP> Gew.-Teil <SEP> 
<tb> Benzothiazyldisulfid <SEP> 0, <SEP> 8 <SEP> Gew.-Teile <SEP> 
<tb> Schwefel <SEP> 3 <SEP> Gew.-Teile
<tb> 
 
Nach 24stündigem Stehen misst man auf einem horizontalen Instron-Dynamometer des Typs Gradient mit konstanter Bruchdehnung diejenige Kraft, die notwendig ist,

   um das Ablösen des Kabels von der Gummiprobe zu bewirken, wobei die Länge der Verankerung des Kabels in dem Gummi auf 5 mm fixiert ist. Man nimmt einen mittleren Messwert aus 30 Versuchen, welcher 74, 55 N/5 mm beträgt. b) Herstellung der mit der erfindungsgemässen Zusammensetzung geschmälzten und vorhaftend gemachten Fäden. 



   Man stellt Polyparaphenylenterephthalamidfäden wie oben beschrieben her, mit der Ausnahme, dass die in dem kleinen Trog 7 enthaltene Zusammensetzung 12   Gew.-%   Schmälzmittel B und 6% Polyepoxyd enthält. Der Schmälzungsgrad beträgt 1%. 



   Die dynamometrischen Eigenschaften der gleichzeitig geschmälzten und vorhaftend gemachten Fäden, die dann auf 120 Z gedreht wurden und die im wesentlichen mit denjenigen der wie unter a) angegebenen geschmälzten und vorhaftend gemachten Fäden identisch sind, sind in der folgenden Tabelle angegeben :

   
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<tb> 
<tb> Titer <SEP> Bruch- <SEP> Reiss- <SEP> Bruch- <SEP> Schrumpfung <SEP> Elastizidtex <SEP> last <SEP> länge <SEP> dehnung <SEP> b. <SEP> 150DC <SEP> in <SEP> tätsmodul
<tb> in <SEP> g <SEP> g/tex <SEP> in <SEP> % <SEP> trock. <SEP> Luft <SEP> g/tex
<tb> Geschmälzte,
<tb> vorhaftend <SEP> gemachte <SEP> und <SEP> gedrehte <SEP> Fäden <SEP> 435 <SEP> 8670 <SEP> 199 <SEP> 2, <SEP> 9 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 5450
<tb> 
 
Nach der Kabelbildung auf 1800 dtex   1I637   den) 1/2, wie unter a) angegeben, wird das Kabel unter identischen Bedingungen haftend gemacht. Das Haftvermögen beim Test H beträgt   78, 48   N/5 mm. 



   Die erfindungsgemässe Zusammensetzung erlaubt die Erzielung eines ähnlichen Resultats wie dasjenige, das erhalten wird durch das herkömmliche   Schmälz- und   Haftmachungsverfahren in zwei Stufen, jedoch wird durch die erfindungsgemässe Zusammensetzung dieses Ergebnis sehr viel rascher erreicht. 



   Die erfindungsgemässe Zusammensetzung beeinträchtigt nicht die dynamometrischen Eigenschaften der behandelten Fäden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Schmälz- und Präparationszusammensetzung, welche die Erhöhung des Haftvermögens, insbesondere des Haftvermögens auf Kautschuk, von Fäden auf Basis von Polymeren mit hohem Modul und thermostabilen Polymeren ermöglicht und welche aus einem bekannten, in Wasser löslichen oder emulgierbaren Schmälzmittel und einem Vorhaftmittel als Hauptkomponenten sowie gegebenen- EMI5.1