DE2254203B2 - Verfahren zur Herstellung von flammbeständigen und schmelzbeständigen Phenolharzfäden - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von flammbeständigen und schmelzbeständigen PhenolharzfädenInfo
- Publication number
- DE2254203B2 DE2254203B2 DE2254203A DE2254203A DE2254203B2 DE 2254203 B2 DE2254203 B2 DE 2254203B2 DE 2254203 A DE2254203 A DE 2254203A DE 2254203 A DE2254203 A DE 2254203A DE 2254203 B2 DE2254203 B2 DE 2254203B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- threads
- weight
- percent
- thread
- aldehyde
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/58—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
- D01F6/76—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from other polycondensation products
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G8/00—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
- C08G8/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L61/00—Compositions of condensation polymers of aldehydes or ketones; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L61/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
- C08L61/06—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes with phenols
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von flammbeständigen und schmelzbeständigen
Phenolharzfäden durch Schmelzverspin-Ben eines ungehärteten Novolakharzes, das ein faserbildendes
thermoplastisches, synthetisches Polymeri- «at zugemischt enthalten kann, Härten des erhaltenen
Fadens mit einem Härtungsmittel in Gegenwart eines Katalysators und gegebenenfalls Verstrecken
des Fadens.
Phenolharzfaden sind beispielsweise in der DT-OS 10419 (entsprechend südafrikanische Patentschrift
356) beschrieben. Diese Veröffentlichung gibt an, daß ein ungehärtetes Novolakharz in der Schmelze
gesponnen wird und die gesponnenen Fäden in eine wäßrige Lösung eines Gemisches aus Chlorwasserstoffsäure
und Formaldehyd während 10 und mehreren Stunden eingetaucht, langsam erhitzt und weiter in
einer wäßrigen Lösung eines Gemisches aus Chlorwasserstoffsäure und Formaldehyd zum Sieden erhitzt
werden, wobei die Fäden gehärtet werden. Nach diesem Verfahren sind die Garneigenschaften
der erhaltenen Fäden, wie beispielsweise Zähigkeit und Dehnung, nicht zufriedenstellend, und die Farbe
der Fäden ist dunkelbraun.
Um einem Polyamidfaden ein erhöhtes Ausmaß an elastischen Eigenschaften zu erteilen, wurde auch vorgeschlagen,
daß ein geschmolzenes Gemisch aus einem Polyamidharz und einem schmelzbaren Phenol-Formaldehydharz
in einer Menge bis zu 40 Gewichtsprozent des Polyamidharzes in der Schmelze gesponnen wird,
um Fäden zu erzeugen, und die erhaltenen Fäden werden unter Verwendung eines AlkalihärUTn2smittels
gehärtet (japanische Patent-Veröffentlicht :;929'65).
In der Patentschrift wird ausgeführt, daU, falls die
Menge des Phenol-Formaldehydharzes 25 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyamidharz, überschreitet,
die Spinnbarkeit oder Streckbarkeit des erhaltenen Gemisches herabgesetzt wird und nachteilige Einflüsse
auf die Qualität des erhaltenen Fadens ausgeübt werden, und in dem einzigen Beispiel dieser Patentschrift
beträgt die Menge an Phenol-Formaldehydharz 10 Gewichtsprozent, bezogen auf Nylon-6.
Zur Verwendung als Innen Verzierungen oder Stoffe sind Phenolharzfäden von hellfarbigem Aussehen erforderlich, so daß sie leicht in verschiedenen Farben gefärbt werden können, und es ist notwendig, daß sie zusätzlich zufriedenstellende Zähigkeit und Dehnung aufweisen und auch eine hohe Flammbeständigkeit und Schmelzbeständigkeit aufweisen.
Zur Verwendung als Innen Verzierungen oder Stoffe sind Phenolharzfäden von hellfarbigem Aussehen erforderlich, so daß sie leicht in verschiedenen Farben gefärbt werden können, und es ist notwendig, daß sie zusätzlich zufriedenstellende Zähigkeit und Dehnung aufweisen und auch eine hohe Flammbeständigkeit und Schmelzbeständigkeit aufweisen.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung flammbeständiger
und schmelzbeständiger Phenolharzfäden durch Schmelzverspinnen, wobei Fäden mit hellfarbigem
3c Aussehen, guter Färbbarkeit, verbesserten Garneigenschaften,
wie beispielsweise Zähigkeit und Dehnung in einfacher Weise unter Anwendung einer verkürzten
Härtungsdauer erhalten werden können.
Das Verfahren zur Herstellung von flammbeständigen und schmelzbeständigen Phenolharzfäden durch Schmelzverspinnen eines ungehärteten Novolakharzes, das ein faserbildendes thermoplastisches, synthetisches Polymerisat zugemischt enthalten kann, Härten des erhaltenen Fadens mit einem Härtungsmittel in Gegenwart eines Katalysators und gegebenenfalls Verstrecken des Fadens ist dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Novolakharz oder einem Gemisch des Novolakharzes mit weniger als 40 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge der Gemischkomponenten, eines thermoplastischen synthetischen Polymerisats schmelzversponnene Faden mit einem Aldehyd als Härtungsmittel in Gegenwart eines sauren Katalysators vorgehärtet wird und dann der vorgehärtete Faden mit einem Aldehyd in Gegenwart eines basischen Katalysators gehärtet wird.
Das Verfahren zur Herstellung von flammbeständigen und schmelzbeständigen Phenolharzfäden durch Schmelzverspinnen eines ungehärteten Novolakharzes, das ein faserbildendes thermoplastisches, synthetisches Polymerisat zugemischt enthalten kann, Härten des erhaltenen Fadens mit einem Härtungsmittel in Gegenwart eines Katalysators und gegebenenfalls Verstrecken des Fadens ist dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Novolakharz oder einem Gemisch des Novolakharzes mit weniger als 40 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge der Gemischkomponenten, eines thermoplastischen synthetischen Polymerisats schmelzversponnene Faden mit einem Aldehyd als Härtungsmittel in Gegenwart eines sauren Katalysators vorgehärtet wird und dann der vorgehärtete Faden mit einem Aldehyd in Gegenwart eines basischen Katalysators gehärtet wird.
Das Verfahren zur Herstellung des Novolakharzes selbst ist bekannt. Es kann durch Umsetzung (Polykondensation)
eines Phenols mit einem Aldehyd unter Erwärmen in Gegenwart eines sauren Katalysators
hergestellt werden. Gewöhnlich besitzen Novolakharze ein zahlenmäßiges mittleres Molekulargewicht
von etwa 300 bis etwa 2000. Gegebenenfalls können solche mit höherem Molekulargewicht, ζ. Β
bis zu etwa 5000, hergestellt werden. Daher können, wie bekannt, modifizierte Novolakharze vorwiegend
vom Novolaktyp, die durch irgendeine gewünschte Kombination der Reaktion des Novolaktyps und
der Reaktion des Resoltyps erhalten werden, gleichfalls verwendet werden. Ferner können beliebige
gewünschte Kombinationen von Phenolen und Aldehyden verwendet werden, und unterschiedliche Novolakharze,
die sich jeweils aus einer abweichenden
Kombination von Phenol und Aldehyd ableiten, können gemeinsam verwendet werden.
Die zur Herstellung der Novolakharze verwendeten Phenole sind am häufigsten Phenol und Kresol. Es
können jedoch auch andere Phenole verwendet werden. Beispiele dieser Phenole sind Phenol, o-Kresol,
m-Kresol, p-Kresol, 2,3-Xylenol, 2,5-Xylenoi, 2,4-Xylenol,
2,6-Xylenol, 3,4-Xylenol, 3,5-Xylenol, o-Äthylphenol,
m-Äthylphenol, p-Athylphenol, p-Phenylphenyl,
p-tert-Butylphenol, p-terL-Amylphenol, Bisphenol
A, Resorcin und Gemische von zwei oder mehreren dieser Verbindungen miteinander.
Der am häufigsten zur Polykondensation mit dem obigen Phenol verwendete Aldehyd ist Formaldehyd,
jedoch kann auch Paraformaldehyd, Benzaldehyd, Hexamethylentetramin, Furfurol und ein Gemisch
derselben gleichfalls verwendet werden. Diese Aldehyde können als Härtungsmittel gemäß der Erfindung
eingesetzt werden.
Der für die Reaktion zur Bildung von Novolakharzen verwendete Säurekatalysator kann irgendeine
bekannte organische oder anorganische Säure sein, beispielsweise Chlorwasserstoffsäure, Salpetersäure,
Schwefelsäure, Phosphorsäure, Ameisensäure, Essigsäure, Oxalsäure oder Phthalsäure.
Gemäß der Erfindung kann das thermoplastische synthetische Polymerisat dem Novolakharz in einer
Menge von z. B. 0,1 bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge der fadenbildenden Masse,
zugesetzt werden.
Als thermoplastische, synthetische Polymerisate können Polyamide, wie beispielsweise Nylon-6, Nylon-7,
Nylon-9, Nylon-11, Nylon-12, Nylon-66, Nylon-610,
Nylon-611, Nylon-612, Nylon-6T entsprechend
der allgemeinen Formel
CONH ~ C"H·
oder Nylon-11T entsprechend der allgemeinen Formel
r~V-CONH-C11H22V
und Copolymere, die im wesentlichen aus diesen Polyamiden bestehen; Polyester, wie beispielsweise
Polymethylenterephthalat, Polyäthylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polyäthylenoxyterephthalat,
Polycyclohexylenterephthalat u. dgl., und Copolymere, die im wesentlichen aus diesen Polyestern bestehen;
Polyolefine, wie beispielsweise Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylchlorid
u. dgl., und deren Copolymere und verschiedene Polyurethane verwendet werden. Diese
thermoplastischen Polymeren können im Gemisch verwendet werden.
Die Vorhärtung des in der Schmelze gesponnenen Fadens kann auf verschiedenen Wegen bei einer
Temperatur von Raumtemperatur bis 250" C erfolgen. Die Temperatur kann innerhalb des obenerwähnten
Bereichs je nach der Art und Menge des Novolakharzes, der Art und Menge des thermoplastischen,
synthetischen Polymerisats, dem Titer des Fadens, der Art, in der die Härtung durchgeführt wird, der
Art und Menge des Härtungsmittels u. dgl. entsprechend gewählt werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird der in der Schmelze gesponnene Faden in ein Aldehyd als
Härtungsmittel enthaltendes Bad in Gegenwart eines Säurekatalysators eingetaucht oder hindurchgeführt.
Beispielsweise werden die Fäden in eine wäßrige Lösung eines Gemischs aus einem sauren Katalysator
und einem Aldehyd während 5 bis 20 Stunden bei einer Temperatur im Bereich von 15 bis 30" C
eingetaucht. Nach einem anderen Beispiel werden die Fäden in eine wäßrige Lösung des genannten Gemisches
eingetaucht, und dann wird die Lösung
ίο langsam auf 40 bis 1050C während etwa 0,5 bis
5 Stunden erhitzt. Diese Vorhärtung kann auch erfolgen, indem die Fäden mit einem gasförmigen
Gemisch eines sauren Katalysators und eines Aldehyds bei einer Temperatur von 30 bis 105 C in Berührung
gebracht werden. Selbstverständlich können diese Verfahren kombiniert werden. Wenn das Ausmaß
der Temperaturerhöhung höher als 200° C/h ist, löst sich der Faden auf oder klebt. Daher sollte
die Temperatur nicht zu einem Ausmaß von höher als 200' Ch erhöht werden. Die Kontaktierung zwischen
dem Faden und einer das Härtungsmittel enthaltende:; Flüssigkeit ist nicht auf die beschriebene
Methode beschränkt, sondern es können auch andere Mittel, wie beispielsweise Aufsprühen oder Aufdampfen
verwendet werden.
Ein Beispiel der wäßrigen Lösung des Gemisches aus Aldehyd und Säurekalalysator ist eine wäßrige
Lösung, die 6,0 bis 40 Gewichtsprozent, bevorzugt 15 bis 25 Gewichtsprozent der Säure und 6,0 bis
40 Gewichtsprozent, bevorzugt 15 bis 25 Gewichtsprozent des Aldehyds, enthält.
Der am häufigsten verwendete Aldehyd ist Formaldehyd, jedoch können Paraformaldehyd, Benzaldehyd,
Hexamethylentetramin, Furfurol und ein Gemisch derselben gleichfalls verwendet werden.
Der in der Erfindung verwendete Säurekatalysator kann irgendeine bekannte anorganische oder organische
Säure sein, wie beispielsweise Chlorwassersioffsäure.
Schwefelsäure, Salpetersäure, Essigsäure, Oxalsäure.
Ameisensäure, Orthophosphorsäure, Buttersäure, Milchsäure, Benzolsulfonsäure, p-Toluolsulfonsäure
oder Borsäure. Gemische dieser Säuren können gleichfalls verwendet werden.
Der vorgehärtete oder teilweise gehärtete Faden wird dann mit dem Aldehyd wie oben beschrieben,
in Gegenwart eines basischen Katalysators gehärtet. Der erfindungsgemäß verwendete basische Katalysator
kann Ammoniak, Ammoniumhydroxid und Amine, beispielsweise Monoälhanolamin, Triäthylenamin,
ein Hydroxid oder Carbonat eines Alkalimetalls und/oder Erdalkalimetalls, z. B. Natriumhydroxid,
Kaliumhydroxid, Calciumhydroxid, Bariumhydroxid oder Natriumcarbonat und deren Gemische
sein. Hexamethylentetramin kann nicht nur als Härtungsmittel, sondern auch als basischer Katalysator
verwendet werden.
Die Härtung des so gehärteten oder teilweise gehärteten Fadens erfolgt gewöhnlich dadurch, daß der
Faden mit einem Gemisch des Aldehyds und basischen Katalysators in Form einer wäßrigen Lösung, eines
Rauchs oder Dampfs in Berührung gebracht wird. Wenn diese Behandlung unter Verwendung des
Gemisches in Form einer wäßrigen Lösung durchgeführt wird, wird der vorgehärtete Faden in ein den
Aldehyd und den basischen Katalysator enthaltendes Bad bei einer Temperatur von etwa 15 bis 40° C eingetaucht
oder hindurchgeführt. Dann wird die Temperatur langsam von 40 auf 1050C erhöht. Vorzugs-
weise wird die Temperatur zu einem Ausmaß von werden können und unschmelzbare und flammweniger
als 50° C/h erhöht, beständige Phenolharzfasern mit hoher Festigkeit
Die vorgehärteten Fäden können auch mit der und Dehnung innerhalb eines sehr verkürzten Zeit-Lösung
bei 40 bis 105" C während i5 bis 90 Minuten raums erzeugt werden können, ohne unerwünschte
behandelt werden. Natürlich J.wn die Temperatur 5 Erscheinungen, wie beispielsweise Kleben und Lösen,
innerhalb dieses Temperaturbereichs während der Somit werden nach dem Verfahren der Erfindung
Behandlung erhöht werden. Wenn die oben be- schmelzversponnene Fäden aus ungehärtetem Novoschriebenen
Maßnahmen unter Druck durchgeführt Iakharz mit einer wäßrigen Lösung eines Gemisches
werden, können die Maßnahmen bei einer" Tem- des Säurekatalysators und des Aldehyds vorläufig
peratur über 105°C durchgeführt werden. io gehärtet, wobei die Härtung der Fäden mit einer
Wenn die vorgehärteten Fäden in einem gas- wäßrigen Lösung eines Gemisches aus basischem
förmigen Gemisch aus Aldehyd und basischem Ka- Katalysator und Aldehyd vollständig innerhalb eines
talysator behandelt werden, werden die vorgehärteten verkürzten Zeitraums durchgeführt werden kann.
Fäden bei 30 bis 105" C während 20 bis 120 Minuten Die Konzentrationen an Aldehyd, Säurekatalysator
behandelt. In diesem Fall werden gewöhnlich Am- 15 und basischem Katalysator sind wichtige Erfordernisse
moniak als basischer Katalysator und Formaldehyd zur Erreichung der besten Ergebnisse der Erfin-
als Aldehyd verwendet. dung.
Es ist am günstigsten, daß die Härtungsbehandlung In der wäßrigen Lösung eines Gemisches aus Säureunter Verwendung des basischen Katalysators bei katalysator und Aldehyd wird, wenn die Konzen-60
bis 80 C während 30 bis 60 Minuten in einer 20 tration des Säurekatalysators geringer als 6,0 Gewäßrigen
Lösung aus Formaldehyd und Ammoniak wichtsprozent ist, und die des Aldehyds geringer als
erfolgt. " 6,0 Gewichtsprozent ist, die Vorhärtungszeit gewöhn-
Die Konzentrationen an Aldehyd und basischem üch verlängert, und ferner neigen die Fäden zum
Katalysator werden je nach der Behandlungstempe- Auflösen oder Kleben. Andererseits neigen, wenn die
ratur. Behandlungszeit u.dgl. variiert. Jedoch ist die 25 Konzentration des Säurekatalysators höher als 40 GeKonzentration
an Aldehyd gewöhnlich 1 bis 60 Ge- wichtsprozent und die des Aldehyds höher als 40 Gewichtsprozent,
bevorzugt 12bis 45 Gewichtsprozent, wichtsprozent beträgt, die Novolakfäden zum Lösen
am günstigsten bei 20 bis 35 Gewichtsprozent.und die und Kleben. Folglich werden Konzentrationen von
Konzentration des basischen Katalysators beträgt 6,0 bis 40 Gewichtsprozent sowohl fur den Säuregewöhnlich
0.2 bis 20 Gewichtsprozent, bevorzugt 30 katalysator als den Aldehyd bevorzugt.
1 bis 10 Gewichtsprozent, am günstigsten 2,0 bis In der wäßrigen Lösung eines Gemisches aus 3.5 Gewichtsprozent. " basischem Katalysator und Aldehyd wird, wenn die
1 bis 10 Gewichtsprozent, am günstigsten 2,0 bis In der wäßrigen Lösung eines Gemisches aus 3.5 Gewichtsprozent. " basischem Katalysator und Aldehyd wird, wenn die
Die Umsetzung des Novolakharzes mit Formalde- Konzentration des basischen Katalysators geringer
hyd in Gegenwart eines basischen Katalysators schrei- als 0,2 Gewichtsprozent und die des Aldehyds geringer
tet mit beträchtlich hoher Reaktionsgeschwindigkeit 35 als 1,0 Gewichtsprozent ist, die Härtungszeit gewöhnfort.
Jedoch kleben oder lösen sich ungehärtete lieh verlängert, und die erhaltenen Fäden neigen zur
Novolakfäden in der Oberfläche unter der oben be- Herabsetzung der Festigkeit und Dehnung. Wenn
schriebenen Atmosphäre selbst bei einer relativ niedri- andererseits die Konzentration an basischem Katalygen
Temperatur, wie beispielsweise unter 50 C, auf sator höher als 20 Gewichtsprozent ist und die des
Grund ihrer hohen Reaktionsgeschwindigkeit, und 40 Aldehyds höher als 60 Gewichtsprozent ist, neigen
die Fäden verlieren häufig ihre fadenförmige Gestalt. die Fäden zur Auflösung, oder es bilden sich Hohl-Gemäß
der Erfindung wird zunächst eine Ober- räume in den Fäden, wodurch die Fäden leicht spröde
fiächenschicht der ungehärteten oder unvernetzten werden. Daher werden eine Aldehydkonzentration
Novolakfäden unter Bildung einer lösungsmittel- von 1 bis 60 Gewichtsprozent und eine Konzenunlöslichen,
dreidimensionalen Oberflächenstruktur 45 tration an basischem Katalysator von 0,2 bis 20 Gevorgehärtet
oder vorvernetzt. Die erhaltene drei- wichtsprozent bevorzugt.
dimensionale Struktur schützt das lösungsmittel- Die Behandlungstemperatur bei der Härtung der
lösliche, ungehärtete oder unvernetzte Innere oder vorgehärteten Fäden unter Anwendung des basischen
den Kernteil der Fäden, und somit können, selbst Katalysators ist zur Erzielung bester Ergebnisse
wenn die Fäden den strengsten Bedingungen aus- 50 wichtig. Wenn die Härtungstemperatur weniger als
gesetzt sind, unerwünschte Erscheinungen, wie bei- 40' C beträgt, neigt, selbst wenn mit einer wäßrigen
spielsweise Kleben und Lösen, vollständig verhindert Lösung eines Gemisches aus Säurekatalysator und
werden. Aldehyd bei einer Endbehandlungstemperatur von
Das heißt, ungehärtete oder unvernetzte Novolak- 1050C vorgehärtete oder teilweise gehärtete Novolakfäden
werden zunächst in eine wäßrige Lösung eines 55 fäden verwendet werden, die Härtungszeit dazu ver-Gemischs
aus beispielsweise Formaldehyd und dem länge« zu werden, und darüber hinaus wird die Festig-Säurekatalysator
eingetaucht oder gegenüber einem keit der gehärteten Fäden leicht herabgesetzt. Wenn
gasförmigen Gemisch derselben bei einer Temperatur die Behandlungstemperatur höher als 1050C ist,
von unter 1050C ausgesetzt, wobei eine dreidimensio- ist nicht nur die Verteilung der Festigkeit und Dehnung
nale Struktur auf der Oberflächenschicht der Fäden 60 in den einzelnen gehärteten Fäden weit, sondern es ist
ausgebildet wird. Die erhaltenen vorgehärteten Fäden auch schwierig, ein technisch annehmbares Produkt
werden vorzugsweise mit Wasser gewaschen und un- der gehärteten Fäden zu erzeugen. Folglich wird
mittelbar in eine wäßrige Lösung eines Gemisches es bevorzugt, die Härtung der vorgehärteten Fäden
des basischen Katalysators und Aldehyds eingetaucht bei einer Temperatur im Bereich von 40 bis 105"C
oder gegenüber einem gasförmigen Gemisch der- 65 durchzuführen.
selben bei einer Temperatur unterhalb 1200C aus- Nach der Härtung werden die gehärteten Fäden
gesetzt, wodurch ungehärtete oder unvernetzte Teile mit Wasser gewaschen und können bei 50 bis lOO'C
im Innern der vorgehärteten Fäden rasch vernetzt während 20 his 60 Minuten <τ<>ΐι-™^η,>ι ,„».-λ,,..
Gemäß der Erfindung haben Fäden, deren Oberfläche mit der wäßrigen Lösung eines Gemisches aus
Säurekatalysator und Aldehyd vorgehärtet wurden, einen rotbraunen Farbton, wenn jedoch die vorgehärteten
Fäden weiter mit der wäßrigen Lösung eines Gemisches aus basischem Katalysator und
Aldehyd behandelt werden, besitzen die behandelten Fäden einen hellgelben Farbton.
Die SchmelzspinnvoiiiJitung und das Verfahren
sind bekannt, und deren Beschreibung wird in der vorliegenden Beschreibung weggelassen.
Die bekannten Behandlungen, wie Filtration oder Entschäumung des geschmolzenen Gemisches können
zu jedem beliebigen Zeitpunkt, bevor das geschmolzene Gemisch die Spinndüse erreicht, durchgeführt werden.
Der gesponnene Faden kann nach dem Aufwickeln oder zu irgendeinem beliebigen Zeitpunkt vor dem
Aufwickeln gehärtet werden. Die Aufwickelgeschwindigkeit beträgt gewöhnlich etwa 200 bis 2500 fn je
Minute. Gewöhnlich ergeben Aufwickelgeschwindigkeiten, die etwas rascher als die Spinngeschwindigkeit
sind, günstige Wirkungen auf die Festigkeit des erhaltenen Fadens.
Bekannte öle oder n- Paraffinkohlen Wasserstoffe u. dgl. können als Spinnölzubereitungen verwendet
werden.
Der schmelzversponnene Faden kann zu jeder gewünschten Zeit vor und/oder nach der Härtung
verstreckt werden. Das Verstrecken führt häufig zu erwünschten Eigenschaften des Fadens.
Das Streckverfahren kann in einer Stufe oder in mehreren Stufen erfolgen, und der Faden kann entweder
kalt oder heiß verstreckt werden. Im Fall eines Mehrstufen-Streckverfahrens können das Kaltverstrecken
und Heißverstrecken wahlweise kornbiniert werden. Das Zugverhältnis ist gleichfalls
wahlweise und liegt gewöhnlich bei bis zu 2,5, bezogen auf die Länge des unyerstreckten Fadens.
Der erhaltene kontinuierliche Faden der Erfindung kann direkt in Form von Monofäden, Multifaden
oder Kabeln verwendet werden, er kann jedoch auch in Form von Fasern, die auf die gewünschten Längen
geschnitten sind, verwendet werden. Oder er kann als gesponnene Garne entweder allein oder im Gemisch
mit bekannten Fäden oder Fasern oder in Form von gezwirnten Garnen u. dgl. verwendet werden. Er
kann auch zu verschiedenartigen Fadenstrukturen, wie beispielsweise gestrickte bzw. gewirkte oder
gewebte Tuche oder nichtgewebte Tuche entweder allein oder im Gemisch mit bekannten Fäden verarbeitet
werden.
Der schmelzversponnene, gestreckte oder ungestreckte
flammbeständige und schmelzbeständige, gehärtete, kontinuierliche Phenolharzfaden besitzt überlegene
Flararabeständigkeit und Antischmelzeigenschauten
und weist ein hellfarbiges Aussehen auf, gute Färbbarkeit und verbesserte Garneigenschaften,
wie beispielsweise Festigkeit und Dehnung. Dieser Faden kann innerhalb eines verkürzten Härtungszeitraums ohne die unerwünschten Erscheinungen,
wie beispielsweise Kleben und Lösen der Fäden, das während der Vorhärtungs- oder Härtungsstufe auftreten
kann, erzeugt werden. Die Fäden besitzen ein hellfarbiges Aussehen and können leicht in verschiedenen
Farben gefärbt werden. Daher können die Fäden für eisen weiten Anwendungsbereich eingesetzt
werden, beispielsweise als Innenverzierungen oder Tücher bzw. Stoffe.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand weiterer Beispiele zusammen mit Vergleichsbeispielen beschrieben.
Festigkeit und Dehnung wurden nach der JIS-Methode L-1074 bestimmt.
Beispiel 1
und Vergleichsbeispiele 1 und 2
und Vergleichsbeispiele 1 und 2
In einen 500-ml-Trennkolben, der mit einem Rührer
und einem Rückflußkühler ausgestattet war, wurden 188 g Phenol, 21 g Paraformaldehyd, 35 g Wasser und
0,432 g Oxalsäure eingebracht, und das erhaltene Gemisch wurde bis auf 70' C im Verlauf von einer
Stunde unter Rühren erhitzt. Dann wurde die Masse bei 70' C gehalten, und es wurden 85 g Formalin, das
37 Gewichtsprozent Formaldehyd enthielt, tropfenweise zu der Masse im Verlauf von 30 Minuten zugesetzt.
Das erhaltene Gemisch wurde auf 1000C während 30 Minuten erhitzt und bei dieser Temperatur
3 Stunden umgesetzt. Nach Beendigung der Umsetzung wurde das Reaktionsgemisch durch Zugabe
von 0,387 g Natriumhydroxid neutralisiert. Das erhaltene Nuvolakharz wurde dreimal mit heißem
Wasser gewaschen. Dann wurde das Novolakharz in einen eiförmigen Kolben gebracht und langsam
bei vermindertem Druck erhitzt, und nach 2 Stunden betrug die Temperatur 200' C, und der Druck lag bei
10 mm Hg. Der Kolben wurde unter diesen Bedingungen
während einer Stunde gehalten, wobei ein Novolakharz erhalten wurde. Das sich ergebende
Novolakharz besaß ein zahlenmäßiges mittleres Molekulargewicht von 960, das mittels einer Meßvorrichtung
für Molekulargewicht, Dampfdruck und osmotischen Druck (Knauer Co., Bundesrepublik
Deutschland) gemessen wurde und besaß eine Schmelzviskosität von 36000 cP bei 150 C, die mittels eines
Koka-Strömungstest geräts (hergestellt von der Shimazu Saisakusho) gemessen wurde.
Das erhaltene Novolakharz wurde bei 152 bis 160° C unter einem Stickstoffdruck von 0,03 atm
mittels einer Spinndüse mit 4 Löchern von 2,0 mm Durchmesser schmelzversponnen, und die gesponnenen
Fäden wurden auf eine Spule mit einer Geschwindigkeit von 1000 m/min aufgenommen.
Die erhaltenen ungehärteten Novolakfäden hatten einen mittleren Durchmesser von 18.5 μ, eine mittlere
Festigkeit von 0,098 g'den und eine mittlere Dehnung
von 0,54%.
Die erhaltenen ungehärteten Novolakfäden wurden in eine wäßrige Lösung eines Gemische aus 17.5 Gewichtsprozent
Chlorwasserstoffsäure und 18.5 Gewichtsprozent Formaldehyd bei 25C C eingetaucht und
unmittelbar auf 90" C im Verlauf von einer Stunde
erhitzt.
Ein Drittel der vorgehärteten Novolakfäden ließ man in der oben beschriebenen wäßrigen, gemischten
Lösung, und das Erhitzen wurde weiter bei 95 bis 97° C während 15 Standen fortgesetzt (Vergleichsbeispiel 1).
Ein weiteres Drittel der vorgehärteten Fäden wurde mit heißem Wasser gewaschen und dann bei 75 C
während 5 Stunden mit einer wäßrigen Lösung eines Gemisches aas 2,8 Gewichtsprozent Ammoniak und
33Jt Gewichtsprozent Formaldehyd behandelt (Beispiel I).
Ferner wurde das restliche Drittel Novolakfäden in eine wäßrige Lösung eines Gemisches aus 0,5 Gewichtsprozent
Ammoniak and 53 Gewichtsprozent Formaldehyd bei 25° C eingetaucht und unmittelbar
auf 75 C im Verlauf von einer Stunde erhitzt (Ver-
509 517/369
gleichsbeispiel 2). In diesem Versuch lag der Grund Für die Auswahl einer Ammoniakkonzentration von
0,5 Gewichtsprozent darin, daß, wenn die Konzentration an Ammoniak 2,8 Gewichtsprozent beträgt, Kleben
der Fasern in beträchtlichem Ausmaß auftritt und die Behandlung nicht durchgeführt werden kann.
Die folgende Tabelle 1 zeigt die Veränderungen
der Festigkeit und Dehnung der Novolakfäden mit Ablauf der Härtungszeit, nachdem die Fäden vorgehärtet
sind, indem sie in die wäßrige Lösung eines Gemisches aus Chlorwasserstoffsäure und Formaldehyd
eingetaucht wurden und die Farbtönung gehärteter Fäden im oben beschriebenen Beispiel 1,
Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2.
Versuch | Härtung | Festigkeit und Dehnung |
0 I 30 |
Vergleichs | Chlorwasser | Festigkeit | Erhitzung |
beispiel 1 | stoffsäure- | (g/den) | bei vor |
Formaldehyd | Dehnung | läufiger | |
(%) | Härtung | ||
(25—90° C) | |||
Beispiel 1 | Chlorwasser | Festigkeit | desgl. |
stoffsäure- | (g/den) | ||
Formaldehyd | |||
Ammoniak- | Dehnung | ||
Formaldehyd | (%) | ||
Vergleichs | Ammoniak- | Festigkeit | Erhitzung |
beispiel 2 | Formaldehyd | (g/den) | bei vor |
Dehnung | läufiger | ||
(%) | Härtung | ||
(25—75° C) |
Härtungszeit (min)
75 | 90 | 120 | 180 | 360 | 660 |
0,49 | 0,54 | 0,61 | 0,78 | 1,21 | 1,73 |
1,4 | 2,0 | 2,1 | 3,0 | 4,3 | 14,2 |
1,11 | 1,45 | 1,81 | 1,73 | 1,55 | |
1,3 | 26,5 | 35,5 | 31,2 | 15,1 | — |
960
1,64 8,3
Messungen der Festigkeit und Dehnung sind auf Grund von Kleben und Lösen
unmöglich.
Farbtönung
der gehärteten
Fäden
dunkelrötlich braun
hellgelblich braun
hellgelb
Wie sich aus Tabelle I ergibt, ist bei der Härtungsbehandlung, bei der lediglich Chlorwasserstoffsäure
und Formaldehyd verwendet werden, die Herstellung von Fäden mit hoher Festigkeit und Dehnung schwierig,
selbst wenn die Härtung 11 Stunden erfolgt. Andererseits können nach dem Verfahren der Erfindung
Fäden mit hoher Festigkeit und Dehnung erhalten werden, indem die Härtungsbehandlung
während etwa 2 Stunden erfolgt. Ferner kleben oder lösen sich die Fäden teilweise bei der Härtungsbehandlung,
bei der lediglich Ammoniak und Formaldehyd verwendet werden, wenn die Temperatur
erhöht wird, und es ist nicht möglich, annehmbare Fäden zu erzeugen.
Beispiel 2
und Vergleichsbeispiel 3
Ein Novolakharz mit einem zahlenmäßigen mittleren Molekulargewicht von 870 und einer Schmelzviskosität
von 2300OcP bei 1500C wurde in der
gleichen Weise wie im Beispiel 1 beschrieben hergestellt.
Das Novolakharz wurde bei 152 bis 155"C mittels
einer Spinndüse mit vier Löchern von 1,9 mm Durchmesser schmelzversponnen und auf eine Spule mit
einer Geschwindigkeit von 800 m/min aufgenommen, wobei Novolakfäden mit einem mittleren Durchmesser von 20.5 μ. einer mittleren Festigkeit von
0,105 g/den und einer mittleren Dehnung von 0,51% erhalten wurden.
Die erhaltenen Novolakfäden wurden in eine wäßrige Lösung eines Gemisches aus 17 Gewichtsprozent Chlorwasserstoffsäure und 17 Gewichtspro-
rent Formaldehyd bei 2500C eingetaucht und unmittelbar auf 8O0C in 1,5 Stunden erhitzt.
mit einer wäßrigen Lösung eines Gemisches aus Chlorwasserstoffsäure
und Formaldehyd, welche die gleiche Zusammensetzung wie oben beschrieben hatte, bei
einer Temperatur von 60,80, 95 oder 105" C während 15 Stunden behandelt (Vergleichsbeispiel 3).
Der Rest der oben vorgehärteten Fäden wurde mit Wasser bei 40° C gewaschen und dann mit einer
wäßrigen Lösung eines Gemisches aus 2,0 Gewichtsprozent Ammoniak und 30,6 Gewichtsprozent Form
aldehyd bei einer Temperatur von 30,40,60,70,80,95
oder 105 C während 5 Stunden behandelt (Beispiel 2).
Die folgende Tabelle II zeigt die Veränderungen der Festigkeit und Dehnung der Fasern mit dem
Verlauf der Härtungszeit, nachdem die Fäden durch Eintauchen in die wäßrige Lösung eines Gemisches
aus Chlorwasserstoffsäure und Formaldehyd in den oben beschriebenen Härtungsbehandlungen und bei
den Behandlungstemperaturen vorgehärtet worden waren.
11
12
Versuch
Vergleichsbeispiel 3
Härtung
Chlorwasserstoffsäure
Formaldehyd
Formaldehyd
Chlorwasserstoff
säure
Formaldehyd
säure
Formaldehyd
Ammoniak
Formaldehyd
Formaldehyd
Bchandlungstcmp._
60
80
95
105
30
40
60
70
80
95
105
Festigkeit und
Dehnung
Dehnung
Festigkeit
(g/den)
Dehnung
(g/den)
Dehnung
Festigkeit
(g/den)
Dehnung
Festigkeit
(g/den)
Dehnung
Festigkeit
(g/den)
Dehnung
Festigkeit
(g/den)
Dehnung
Festigkeit
(g/den)
Dehnung
Festigkeit
(g/den)
Dehnung
Festigkeit
(g/den)
Dehnung
Festigkeit
(g/den)
Dehnung
Festigkeit
(g/den)
Dehnung
Festigkeit
(g/den)
Dehnung
erhitzt bis auf 80'C bei der vorläufi gen Härtung desgl.
desgl. desgl. desgl. desgl. desgl. desgl. desgl. desgl. desgl. Härtungszeit (min)
120
0.53
1,6
1,6
0,50
2,1
0,59
1,8
0,99
2,8
0,67
1,6
0,79
2,9
0,86
15.5
15.5
1.15
18.1
18.1
1,39
33,8
33,8
1.76
43,1
43,1
1,44
30.5
30.5
150
0,56
1,4
1,4
0,54
1.9
0,71
3,1
1,38
3,5
0,55
2,1
0,68
4,6
1,09
19,8
1,69
1,69
30,0
1,78
1,78
42,1
1.71
1.71
12,0
1.18
5.6
1.18
5.6
180
0,61
1,5
0,65
1,8
0,75
3,0
1,66
5,4
0,71
4,2
0,96
10^6
1,31
1,31
3Ü4
1,66
1,66
33.1
1,61
1,61
39,2
1,51
4,8
1,09
3.9
4,8
1,09
3.9
210
0,65
2,4
2,4
1,09
2,9
0,86
3,2
1,81
5,7
0,91
4,3
1,31
12,2
2,9
0,86
3,2
1,81
5,7
0,91
4,3
1,31
12,2
1,11
33,3
33,3
1,42
29,3
29,3
1,21
15,1
15,1
1,13
6.6
1,11
3.1
3.1
390
0,71 2,1
1,21 3,1 1,25 4,4 1,50 8,4 0,78 3,9 Ul 19,4
0,95 28,6
1,20 21,3
1,05 10,1
1.15
2,9
1,31
5,2
690
0,78 5,1
1,61 6,4 1,79 13,1
1,31 11,6
990
0,90 5,6
1,31 9,3
1,46 11,1
1,21 7,4
Farbton der
gehärteten
Fäden
dunkelrötlichbraun
hellgelblichbraun
Wie sich aus Tabelle 11 ergibt, ist es, wenn ungehärtete
Novolakfaden nur mit einer wäßrigen Lösung eines Gemischs aus ChlorwasserstofTsäure
und Formaldehyd behandelt werden, schwierig, gehärtete Fäden mit hoher Festigkeit und Dehnung
selbst bei längerer Behandlungszeit zu erhalten. Nach dem Verfahren der Erfindung können gehärtete
Fäden mit hellem Farbton und von hoher Festigkeit und Dehnung innernalb einer kurzen Behandlungszeit erhalten werden. In diesem Fall werden, wenn die
Behandlungstemperatur mit der wäßrigen Lösung aus Formaldehyd und Ammoniak 40 bis 105 C beträgt,
die Festigkeit und die Dehnung der gehärteten Fäden innerhalb einer kurzen Behandlungszeit erheblich
gesteigert. Wenn jedoch die Behandlungstemperatur 30° C beträgt, sind gehärtete Fäden, di(
ausreichende Festigkeit und Dehnung für praktische
Zwecke aufweisen, schwierig herzustellen. Fernei
ist, wenn die Behandlungstemperatur 125° C beträgt
nicht nur die Behandlungszeit begrenzt, sondern aucl
die technische Herstellung der gewünschten Faserr
schwierig.
Die in gleicher Weise wie im Beispiel 1 erhaltener ungehärteten Novolakfaden wurden in einer wäßriger
Lösung eines Gemisches aus Cfalorwasserstoffsäur«
und Formaldehyd unter Varüerung der Konzentrationen der Chlorwasserstoffsäure und des Form
aldehyds. wie in der folgenden Tabelle III gezeigt
bei 23° C während 16 Stunden eingetaucht und dann bis auf 95° C in 7 Stunden erhitzt. Dann wurden die
Fäden mit Wasser gewaschen.
Die Tabelle III zeigt die Beziehung zwischen der Festigkeit (g/den) der Fäden und der Konzentrationen
der Chlorwasserstoffsäure und des Formaldehyds.
Konzentration an Formaldehyd (Gewichts prozent) |
3,0 | 6,0 | Kon 15,0 |
«miration an CIi (Gewichtsf 18,0 |
lorwasserstolTsi rozcnl) 25,0 |
ure 40,0 |
50,0 | .Festig |
3,0 | 0,12 | 0,21 | 0.10 | keit | ||||
6,0 | 0,14 | 0,36 | 0,29 | 0,36 | 0.37 | 0,22 | 0,11 | (g/den) |
15,0 | 0,18 | 0,41 | 0,43 | 0,47 | 0,41- | 0,39 | 0,17 | |
18,0 | 0,21 | 0,32 | 0,40 | 0,46 | 0,42 | 0,23 | 0,14 | |
25,0 | — | 0,18 | 0,23 | 0,42 | 0,43 | 0,14 | — | |
40,0 | — | — | 0,14 | 0,32 | 0,29 | 0,15 | - | |
50,0 | — | — | — | 0,11 | - | - | — | |
Wie sich aus Tabelle III ergibt, werden, wenn sowohl die Konzentrationen an Chlorwasserstoffsäure
als auch Formaldehyd im Bereich von 6,0 bis 40 Gewichtsprozent lagen, die Festigkeiten der Fäden
erhöht, und die Handhabung der Fäden ist einfach, und darüber hinaus können die Fäden zu gehärteten
Fäden mit hoher Festigkeit und Dehnung durch die nachfolgende Härtungsbehandlung mit einer wäßrigen
Lösung eines Gemisches eines basischen Katalysators und eines Aldehyds wie im Beispiel 1 und 2
gezeigt, verarbeitet werden. Wenn jedoch sowohl die Konzentration an Chlorwasserstoffsäure als auch an
Formaldehyd geringer als 6,0 Gewichtsprozent oder höher als 40 Gewichtsprozent ist, besitzen die behandelten
Fäden geringe Festigkeit und lösen sich oder kleben.
m-Kresol und Formaldehyd wurden unter Herstellung eines Novolakharzes mit einem zahlenmäßigen
mittleren Molekulargewicht von 1010 und einer Schmelzviskosität von 8500OcP bei 150" C
polykondensiert, und das Novolakharz wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 beschrieben unter
Erhalt ungehärteter Novolakfäden mit einem mittleren
Durchmesser von 17,6 μ, einer mittleren Festigkeit von 0,089 g/den und einer mittleren Dehnung
von 0,63% schmelzversponnen.
Die erhaltenen Fasern wurden in eine wäßrige Lösung eines Gemisches aus 18,0 Gewichtsprozent
Chlorwasserstoffsäure und 18 Gewichtsprozent Formaldehyd bei 15° C während einer Stunde eingetaucht
und dann bis auf 80° C in einer Stunde erhitzt.
Die so vorgehärteten Fäden hatten einen mittleren Durchmesser von 17,7 μ, eine mittlere Festigkeit von
0,39 g/den und eine mittlere Dehnung von 1,2%.
Die vorgehärteten Fäden wurden mit Wasser gewaschen und dann bei 80° C während 90 Minuten
mit einer wäßrigen Lösung eines Gemisches aus Ammoniak und Formaldehyd in den verschiedenen
Konzentrationen, wie in der folgenden Tabelle IV gezeigt, gewaschen.
Tabelle IV zeigt die Beziehungen zwischen der Festigkeit und Dehnung der Novolakfäden und den
Konzentrationen an Ammoniak und Formaldehyd.
Konzen | Festigkeit (g/den) | 0 | 0.1 | (U | Konzentration an Ammoniak | 1,0 | 2,0 | 6,0 | IO | 20 | 1 | 30 | klebt oder löst sich | 0,45 | klebt |
tration an Form- |
und Dehnung (%) | 039 | 0,33 | 0,28 | (Gewichtsprozent) | clebt oder löst siel | 3,0 | ||||||||
aldehyd | 1,2 | 0,9 | 1,1 | 038 | 0,99 | klebt | |||||||||
(Gewichts | 0,43 | 0,41 | 0,43 | 0,51 | 0,45 | 039 | 23 | 7,5 | |||||||
prozent) | Festigkeit | .1,5 | 1,4 | 1,9 | 3,1 | 23 | 1,4 | 0,77 | 0,85 | 0,65 | |||||
0 | Dehnung | 0,41 | 0,46 | 0,93 | 0,84 | 0,49 | 0,41 | 5,9 | 10,4 | 2,1 | |||||
Festigkeit | 1,4 | 5,2 | 8,3 | 7,1 | 3,9 | 2,7 | 1,21 | 0,67 | |||||||
0,5 | Dehnung | 0,41 | 0,53 | 0,82 | 1,01 | 1,21 | 0,87 | 18,6 | 4,9 | ||||||
Festigkeit | 1,6 | 6,1 | 10,6 | 18,8 | 15,6 | 11,7 | 13 | ||||||||
1 | Dehnung | 0,53 | 0,61 | 1,11 | 1,52 | 1,46 | 1,44 | 15,4 | |||||||
Festigkeit | 1,7 | 5,7 | 10,6 | 39,2 | 40,5 | 313 | |||||||||
12 | Dehnung | 0,49 | 0,62 | 1,05 | 133 | 1,76 | 1,61 | ||||||||
Festigkeit | 1,9 | 6,1 | 13,3 | 30,8 | 424 | 363 | |||||||||
20 | Dehnung | ||||||||||||||
Festigkeit | |||||||||||||||
35 | Dehnung | ||||||||||||||
15 | 0 | 22 54 | 0,1 | t203 | / | 1,0 | 2,0 | 6,0 | 10 | 20 | 30 | debt oder löst sich | |
0,48 | 0,54 | Fortsetzung | 1,31 | 1.28 | 0,82 | 0,56 | 0,41 | 0,44 | |||||
Konzen | Festigkeit (g/den) | 2,1 | 4,9 | 18,5 | 19,6 | 13,3 | 9,6 | 3,1 | 1,8 | ||||
tration an Form |
und Dehnung (%) | 0,45 | 0,65 | ' 16 | 1,00 | 0,81 | 0,79 | 0,51 | klebt | ||||
aldehyd | 1,2 | 2,3 | 8,7 | 10,0 | |||||||||
(Gewichts | 0,36 | 0,39 | Konzentration an Ammoniak | 0,56 | 0.44 | ||||||||
prozent) | Festigkeit | 1.3 | 1,9 | 0.2 | (Gewichtsprozent) | 2,4 | 2,2 | ||||||
45 | Dehnung | 0,83 | |||||||||||
Festigkeit | 8,7 | ||||||||||||
60 | Dehnung | 0,71 | |||||||||||
Festigkeit | 4,3 | ||||||||||||
70 | Dehnung | 0,44 | |||||||||||
2,5 | |||||||||||||
Wie sich aus Tabelle IV ergibt, können in der wäßrigen Lösung eines Gemisches aus Ammoniak
und Formaldehyd, wenn die Konzentration an Ammoniak 0,2 bis 50 Gewichtsprozent und die an
Formaldehyd 1 bis 60 Gewichtsprozent beträgt, gehärtete Novolakfäden mit hoher Festigkeit und
Dehnung erhalten werden. Wenn jedoch in der wäßrigen gemischten Lösung sowohl die Konzentration
an Ammoniak als auch an Formaldehyd zu gering ist oder wenn die Konzentration an Ammoniak
zu gering ist und die an Formaldehyd zu hoch ist, können keine Fasern mit hoher Festigkeit und
Dehnung erhalten werden.
Wenn ferner in der wäßrigen gemischten Lösung die Konzentration an Ammoniak zu hoch ist und die
an Formaldehyd zu gering oder zu hoch ist. lösen sich die Fasern oder kleben.
B ei sp i e 1 5
Ein Gemisch aus 90 g des im Beispiel 1 erhaltenen Novolakharzes und 10 g Nylon-6 wurde bei 250 C
geschmolzen und in einer Stickstoffatmosphäre in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 beschrieben unter
Erhalt ungehärteter Novolakfäden mit einem mittleren Durchmesser von 14,6 μ, einer mittleren Festigkeit
von 0,12 g/den und einer mittleren Dehnung von 0,86% schmelzversponnen.
Die gehärteten Novolakfäden wurden in eine wäßrige Lösung eines Gemisches aus 15 Gewichtsprozent
Chlorwasserstoffsäure und 15 Gewichtspro-'5 zent Formaldehyd bei 18° C während 10 Stunden eingetaucht
und dann auf 40° C in einer Stunde erhitzt. Die vorgehärteten Novolakfäden wurden in eine
wäßrige Lösung eines Gemisches aus 3,5 Gewichtsprozent Ammoniak und 31,6 Gewichtsprozent Form-
aldehyd bei 25 C eingetaucht und dann in 2 Stunden auf 90 C erhitzt.
Die so erhaltenen gehärteten Fäden besaßen einen mittleren Durchmesser von 14,6 μ, eine mittlere
Festigkeit von 1,44 g/den und eine mittlere Dehnung von 21,6% und waren unschmelzbare und flammbeständige
hellgelbe Fäden.
Ungehärtete Novolakfäden, die in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 beschrieben erhalten wurden,
wurden in eine wäßrige Lösung eines Gemisches aus 18.0 Gewichtsprozent Oxalsäure und 18,0 Gewichtsprozent
Formaldehyd während 3 Stunden eingetaucht und dann auf 80 C im Verlauf von 2 Stunden erhitzt.
Die vorgehärteten Fäden wurden bei 75 C während 5 Stunden mit einer wäßrigen Lösung eines Gemisches
aus 3,0 Gewichtsprozent verschiedener basischer Katalysatoren und 27,0 Gewichtsprozent verschiedener
Aldehyde, wie in der folgenden Tabelle V gezeigt, oder mit einer wäßrigen Lösung, die 25 Gewichtsprozent
Hexamethylentetramin enthielt, behandelt.
Die folgende Tabelle V zeigt die Veränderungen der Dehnung (%) der Novolakfäden mit Ablauf der
Behandlungszeit in der oben beschriebenen Lösung.
Behandlung
Tatelle V | 30 | Behandlungszeit (min) | 90 | 120 | 300 ' | Deh nung |
|
28,6 25,4 8,3 |
60 | 35,8 31,9 18,3 |
21,5 23,3 21,1 |
10,6 9,5 19,6 |
|||
O | 15 | 27,6 18,4 8,9 |
33,3 34,1 12,2 |
36,6 35,1 5,6 |
28,5 30,3 3,9 |
11,8 11,2 |
|
1,6 1,6 1,6 |
9,7 10,8 4,5 |
17,4 | 31,5 28.1 9,8 |
4,4 | ._ | — | |
1,6 1,6 1,6 |
8,8 7.7 19,8 |
18,4 | 7,5 | 3,8 | — | — | |
1,6 | 16,5 | 10,6 | 20.1 | 3,6 | — | — | |
1,6 | 9,6 | 13,3 | 8,6 | 2,9 | |||
1,6 | 3,8 | 7,7 | |||||
1,6 | 4,3 | ||||||
Ammoniak Formaldehyd....
Ammoniak Paraformaldehyd
Ammoniak-Benzaldehyd
Hexamethylentetramin
Ammoniak Paraformaldehyd
Ammoniak-Benzaldehyd
Hexamethylentetramin
Paraformaldehyd
Hexamethylentetramin
Natriumhydroxid
Formaldehyd
Kaliumhydroxid
Formaldehyd
Calciumhydroxid
Formaldehyd
Bariumhydroxid
Formaldehyd
Natriumhydroxid
Benzaldehyd
17 " 18
Wie sich aus Tabelle V ergibt, nimmt, wenn die zu. Wenn jedoch eine Kombination eines Metalivorgehärteten
Novolakfäden mit einer wäßrigen Lö- hydroxyds und eines Aldehyds verwendet wird, neigen
sung eines Gemisches des basischen Katalysators die Dehnungen der Fäden zur Auflösung, und manch-
und des Aldehyds behandelt werden, die Dehnung mal lösen sich die Fasern teilweise auf.
der Fasern stets innerhalb eines kurzen Zeitraums 5
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von flammbeständigen und schmelzbeständigen Phenolharzfaden
durch Schmelzverspinnen eines ungehärteten Novolakharzes, das ein faserbildendes thermoplastisches,
synthetisches Polymerisat zugemischt enthalten kann, Härten des erhaltenen Fadens
mit einem Härtungsmittel in Gegenwart eines Katalysators und gegebenenfalls Verstrecken des
Fadens, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Novolakharz oder einem Gemisch
des Novolakharzes mit weniger als 40 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge der Gemischkomponenten,
eines thermoplastischen synthetischen Polymerisats schmelzversponnene Faden mit einem Aldehyd als Härtungsmitte) in
Gegenwart eines sauren Katalysators vorgehärtet wird und dann der vorgehärtete Faden mit einem
Aldehyd in Gegenwart eines basischen Katalysators gehärtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorhärtung bei einer Temperatur
im Bereich von etwa 15 bis etwa 105 C erfolgt, wobei die Konzentration jeweils des Aldehyds
und des Säurekatalysators bei 6,0 bis 40 Gewichtsprozent gehalten wird, und daß die anschließende
Härtung bei einer Temperatur im Bereich von 40 bis etwa 1050C erfolgt, wobei die
Konzentration des Aldehyds bei 1 bis 60 Gewichtsprozent und die des basischen Katalysators
bei 0,2 bis 20 Gewichtsprozent gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der schmelzversponnene Faden
vor und/oder nach der Härtung gestreckt wird und dabei das Streckverhältnis bis zu 2,5,
bezogen auf die Länge des nichtgezogenen Fadens, beträgt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP46088433A JPS5010408B2 (de) | 1971-11-06 | 1971-11-06 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2254203A1 DE2254203A1 (de) | 1973-05-10 |
DE2254203B2 true DE2254203B2 (de) | 1975-04-24 |
DE2254203C3 DE2254203C3 (de) | 1975-12-18 |
Family
ID=13942644
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2254203A Expired DE2254203C3 (de) | 1971-11-06 | 1972-11-06 | Verfahren zur Herstellung von flamm beständigen und schmelzbeständigen Phenolharzfäden |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3931386A (de) |
JP (1) | JPS5010408B2 (de) |
AU (1) | AU464831B2 (de) |
CA (1) | CA1005962A (de) |
DE (1) | DE2254203C3 (de) |
FR (1) | FR2170378A5 (de) |
GB (1) | GB1406324A (de) |
IT (1) | IT970245B (de) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4067769A (en) * | 1972-09-05 | 1978-01-10 | Kanebo, Ltd. | Heat resistant and flame resistant papers |
US3996327A (en) * | 1972-12-20 | 1976-12-07 | Nippon Kynol Inc. | Process for spinning composite fiber of phenolic resin |
JPS5828372B2 (ja) * | 1975-10-21 | 1983-06-15 | 群栄化学工業株式会社 | フエノ−ルケイジユシセンイ モシクハ フイルムノセイゾウホウ |
US4076692A (en) * | 1976-07-15 | 1978-02-28 | American Kynol, Inc. | Process for manufacturing novaloid fiber |
US4371632A (en) * | 1981-04-24 | 1983-02-01 | Empire Enterprises, Inc. | Compositions, processes, and writing elements employing resins of the thermosetting type |
FR2543169B1 (fr) * | 1983-03-23 | 1986-03-28 | Saint Gobain Isover | Procede de production de fibres phenoplastes |
DE3401835A1 (de) * | 1984-01-20 | 1985-07-25 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Halogenfreie, flammgeschuetzte thermoplastische formmasse |
US5032456A (en) * | 1987-09-11 | 1991-07-16 | Newell Operating Company | Microcellular synthetic paintbrush bristles |
DE4308534A1 (de) * | 1993-03-17 | 1994-09-22 | Du Pont Int | Flammhemmende Polyamide |
JP3482477B2 (ja) * | 1997-09-30 | 2003-12-22 | 住友化学工業株式会社 | 多価フェノールの製造方法及びこれを用いてなるエポキシ樹脂の製造方法 |
US7465684B2 (en) * | 2005-01-06 | 2008-12-16 | Buckeye Technologies Inc. | High strength and high elongation wipe |
CN102619141A (zh) * | 2011-01-30 | 2012-08-01 | 华东师范大学 | 一种酚醛纤维纸的制造方法 |
US10357071B2 (en) * | 2015-11-18 | 2019-07-23 | Willis Electric Co., Ltd. | Combustion-resistant artificial tree |
EP3746033A1 (de) | 2018-01-31 | 2020-12-09 | Georgia-Pacific Nonwovens LLC | Auf modifizierter cellulose basierendes, natürliches bindemittel für vliesstoffe |
CN113056253A (zh) | 2018-09-26 | 2021-06-29 | 佐治亚-太平洋霍利山有限责任公司 | 无胶乳且无甲醛非织造织物 |
CN112239898B (zh) * | 2020-09-24 | 2022-09-27 | 上海海冰新材料科技有限公司 | 一种酚醛基纤维及其制备方法 |
CN112267164B (zh) * | 2020-09-24 | 2022-10-04 | 彤程化学(中国)有限公司 | 一种酚醛基共混纤维及其制备方法 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB455849A (en) * | 1934-09-20 | 1936-10-26 | Aceta Gmbh | Improvements in the manufacture of artificial silk, films and like products |
US2168335A (en) * | 1935-06-18 | 1939-08-08 | Du Pont | Cellulosic material and method for preparing same |
US2376511A (en) * | 1941-05-23 | 1945-05-22 | Chrysler Corp | Method of making synthetic resin yarn |
US2378667A (en) * | 1944-04-03 | 1945-06-19 | Du Pont | Phenol-formaldehyde resin and polyamide composition |
BE503546A (de) * | 1950-05-27 | |||
US3363025A (en) * | 1965-06-11 | 1968-01-09 | Continental Can Co | Thermoplastic phenol-formaldehyde/polyamide graft copolymers |
JPS443506Y1 (de) * | 1966-04-07 | 1969-02-07 | ||
US3723588A (en) * | 1968-03-04 | 1973-03-27 | Carborundum Co | Method for production of novolac fibers |
US3651199A (en) * | 1969-04-03 | 1972-03-21 | Du Pont | Process for producing phenol-aldehyde resin fibers |
US3716521A (en) * | 1971-03-31 | 1973-02-13 | Carborundum Co | Etherified or esterified phenolic resin fibers and production thereof |
US3808289A (en) * | 1972-09-13 | 1974-04-30 | Teijin Ltd | Novel flame-resistant fibers and method of producing the same |
-
1971
- 1971-11-06 JP JP46088433A patent/JPS5010408B2/ja not_active Expired
-
1972
- 1972-10-30 US US05/302,010 patent/US3931386A/en not_active Expired - Lifetime
- 1972-10-31 AU AU48341/72A patent/AU464831B2/en not_active Expired
- 1972-11-03 CA CA155,552A patent/CA1005962A/en not_active Expired
- 1972-11-06 FR FR7239221A patent/FR2170378A5/fr not_active Expired
- 1972-11-06 IT IT31331/72A patent/IT970245B/it active
- 1972-11-06 GB GB5112472A patent/GB1406324A/en not_active Expired
- 1972-11-06 DE DE2254203A patent/DE2254203C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5010408B2 (de) | 1975-04-21 |
FR2170378A5 (de) | 1973-09-14 |
AU464831B2 (en) | 1975-09-11 |
JPS4853020A (de) | 1973-07-25 |
DE2254203C3 (de) | 1975-12-18 |
AU4834172A (en) | 1974-05-02 |
GB1406324A (en) | 1975-09-17 |
IT970245B (it) | 1974-04-10 |
US3931386A (en) | 1976-01-06 |
DE2254203A1 (de) | 1973-05-10 |
CA1005962A (en) | 1977-03-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2254203C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von flamm beständigen und schmelzbeständigen Phenolharzfäden | |
DE1909487A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von anorganischen Fasern | |
DE2149053C3 (de) | Verfahren zum Herstellen von Fasern oder Fäden aus einem Phenol-Formaldehyd-Polykondensationsprodukt | |
DE2211437C3 (de) | Flammfester Endlosfaden und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE1720167A1 (de) | Mit faserfoermigem Material verstaerkte Gegenstaende | |
US3928526A (en) | Process for producing cured phenolic continuous filaments | |
DE2227003A1 (de) | Faser, Stoff und Verfahren zur Herstellung einer Faser durch Schmelzenspinnen | |
DE2308827A1 (de) | Hohlfaden und verfahren zu seiner herstellung | |
DE2328313C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von gestreckten oder ungestreckten gehärteten kontinuierlichen Phenolharzfäden | |
DE2308828C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von gehärteten Phenolharzfäden mit verbesserter Verstreckbarkeit | |
DE2254201C3 (de) | Flammbeständige und nicht schmelzende Fäden und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE2331213C3 (de) | 24.02.73 Japan 22478-73 Phenolharzfäden und Verfahren zum Verbessern der Wärmebeständigkeit von Phenolharzfäden | |
DE2363309C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von selbstkräuselnden phenolischen Verbundf ilamenten | |
DE2331213B2 (de) | Phenolharzfäden und Verfahren zum Verbessern der Wärmebeständigkeit von Phenolharzfäden | |
DE2344559C3 (de) | Wärme- und Flammbeständige Papiere und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE2222165A1 (de) | Verfahren zur Herstellung synthetischer Polymergarne | |
DE2363309B2 (de) | Verfahren zur herstellung von selbstkraeuselnden phenolischen verbundfilamenten | |
DE2365041C3 (de) | Strahlungsabschirmende Fasern aus Phenolharzen, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung | |
DE1952388C3 (de) | stoff- bzw. Graphitfasern | |
DE2038949C (de) | Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoff Fasern | |
DE1595086C (de) | Verfahren zur Herstellung einer Im pragmerflussigkeit fur Textilarmierungen | |
DE2364091C3 (de) | Flammfeste, unschmelzbare Fasern und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
JPS589193B2 (ja) | ハクシヨクフエノ−ルケイセンイノ セイゾウホウ | |
JPS5942083B2 (ja) | 着色された硬化フエノ−ル系繊維の製造方法 | |
DE2345297A1 (de) | Aktivierte kohlefasern und verfahren zu ihrer herstellung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: KOHLER, M., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT., 8000 MUENCHEN GLAESER, J., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 2000 HAMBURG |