DE3601126A1 - Verfahren zum behandeln von aromatischen polyamidfasern - Google Patents
Verfahren zum behandeln von aromatischen polyamidfasernInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Behandeln von aromatischen Polyamidfasern, vor allem auf ein Verfahren
zum Behandeln von aromatischen Polyamidfasern mit einer
Epoxyverbindung und weiter mit einer Mischlösung aus einem Resorcin-Formaldehydkondensat und einem Kautschuklatex, um auf diese Weise ausgezeichnete Haftungseigenschaften an
Kautschukerzeugnisse und sehr gute mechanische Ermüdungseigenschaften zu bewirken.
Epoxyverbindung und weiter mit einer Mischlösung aus einem Resorcin-Formaldehydkondensat und einem Kautschuklatex, um auf diese Weise ausgezeichnete Haftungseigenschaften an
Kautschukerzeugnisse und sehr gute mechanische Ermüdungseigenschaften zu bewirken.
Es sind zahlreiche aromatische Polyamidfasern bekannt, die
jeweils im Molekül wiederkehrende Monomereinheiten der allgemeinen Formel I
I I
0 H
(D
12 1 1
aufweisen, in der X Ar oder Ar -N-C-Ar bedeutet und Ar
und Ar für gleiche oder unterschiedliche aromatische Reste stehen und m eine positive ganze Zahl ist, die die Anzahl
der Wiederholungen angibt. Beispielsweise gibt es Fasern
hergestellt aus linearem hochmolekularem aromatischem Polyamid mit Amidbindungen und aromatischen Gruppen in seinem
Molekül wie Poly(1,4-benzamid), wenn X für Ar steht, PoIy-(1,4-phenylenterephthalamid) und Poly(1,3-phenylenisophthal-
der Wiederholungen angibt. Beispielsweise gibt es Fasern
hergestellt aus linearem hochmolekularem aromatischem Polyamid mit Amidbindungen und aromatischen Gruppen in seinem
Molekül wie Poly(1,4-benzamid), wenn X für Ar steht, PoIy-(1,4-phenylenterephthalamid) und Poly(1,3-phenylenisophthal-
2 1
amid), wenn X für Ar -N-C-Ar steht, Copolymere aus 1,4-Phe-
I Il .
H 0
nylenterephthalamid und 3,4'-Diaminodiphenylether usw..
nylenterephthalamid und 3,4'-Diaminodiphenylether usw..
Diese aromatischen Polyamidfasern zeichnen sich gegenüber
anderen organischen synthetischen Fasern wie aliphatischen
Polyamidfasern, Polyesterfasern u.a. durch beständigere mechanische Eigenschaften aus, d.h. sie weisen eine hohe Reißfestigkeit (tenacity), einen hohen Elastizitätsmodul, ausgezeichnete Kriecheigenschaften und ausgezeichnete Hitzebeständigkeit auf, so daß sie als technisches Verstärkungsmaterial für Kautschukerzeugnisse wie Reifen, Förderbänder, Luftfederungen, Kautschuk- bzw. Gummischläuche,in Form von Filamenten, Spänen (Stapelfasern), Corden, Kabeln, Corderzeugnissen und Leinwand bzw. grobes Gewebe geeignet sind. Die Brauchbarkeit nimmt laufend zu.
anderen organischen synthetischen Fasern wie aliphatischen
Polyamidfasern, Polyesterfasern u.a. durch beständigere mechanische Eigenschaften aus, d.h. sie weisen eine hohe Reißfestigkeit (tenacity), einen hohen Elastizitätsmodul, ausgezeichnete Kriecheigenschaften und ausgezeichnete Hitzebeständigkeit auf, so daß sie als technisches Verstärkungsmaterial für Kautschukerzeugnisse wie Reifen, Förderbänder, Luftfederungen, Kautschuk- bzw. Gummischläuche,in Form von Filamenten, Spänen (Stapelfasern), Corden, Kabeln, Corderzeugnissen und Leinwand bzw. grobes Gewebe geeignet sind. Die Brauchbarkeit nimmt laufend zu.
Nachteilig an aromatischen Polyamidfasern ist jedoch, daß
die Adhäsions- bzw. Haftungseigenschaften und Ermüdungseigenschaften im Vergleich mit den anderen organischen synthetischen Fasern sehr schlecht sind. Diese Nachteile wirken sich besonders ungünstig aus, wenn die aromatischen Polyamidfasern als Verstärkungsmaterial in Kautschuk- bzw. Gummierzeugnissen wie Reifen, Förderbändern, Luftfederungen u.a. verwendet werden. Es besteht daher ein großer Bedarf an einer
Verminderung oder Beseitigung der genannten Nachteile.
die Adhäsions- bzw. Haftungseigenschaften und Ermüdungseigenschaften im Vergleich mit den anderen organischen synthetischen Fasern sehr schlecht sind. Diese Nachteile wirken sich besonders ungünstig aus, wenn die aromatischen Polyamidfasern als Verstärkungsmaterial in Kautschuk- bzw. Gummierzeugnissen wie Reifen, Förderbändern, Luftfederungen u.a. verwendet werden. Es besteht daher ein großer Bedarf an einer
Verminderung oder Beseitigung der genannten Nachteile.
Es wird angenommen, daß die schlechten Ermüdungseigenschaf-
ten von aromatischen Polyamidfasern auf folgendes zurückzuführen
ist: Da die Fasern aus Mikrofibrillen mit hoher Molekularorientierung
und säulenartiger Kristallform bestehen und eine extrem hohe kristalline MikroStruktur aufweisen,
fehlt ihnen die Flexibilität. Infolgedessen führen mechanische Einwirkungen wie wiederholtes Zusammendrücken und Ziehen
o.a. auf die aromatischen Polyamidfasern zu einem Knikken
der Faser aufgrund des Spannungs-Entspannungsvorganges und damit verbunden zu einem Brechen der Faser; es kann auch
Ermüdungsbruch einschließlich Fibrillierung eintreten.
Um den Nachteil der schlechten Ermüdungseigenschaften zu beheben, sind in der Vergangenheit verschiedene Untersuchungen
über die Verdrehungsstruktur (twisting structure), die Copolymerisation mit einem Monomeren, das Flexibilität verleiht,
das Einführen eines flexiblen Polymeren in das Fasermolekül u.a.m. vorgenommen worden. Die Ergebnisse bezüglich der Copolymerisation
sind beispielsweise in "Microstructure and Mechanical Properties of Poly(paraphenylene terephthalamide)
Copolymer Fibers", Journal of the Japan Institute of Fibers, Bd. 34, Nr. 8; T342-T348 (1978) und in "Structure and
Properties of All Aromatic Nylon Copolymers", Journal of the Japan Institute of Fibers, Bd. 35, Nr. 1, Tl 3-Tl 8 (1978) angegeben.
Die Adhäsions- oder Haftungseigenschaften der aromatischen
Polyamidfasern sind sehr viel schlechter als diejenigen von
aliphatischen Polyamidfasern wie Nylon-6 o.a., da die
ersteren Fasern eine MikroStruktur mit hoher Molekularorientierung und hoher Kristallinität aufweisen. Wird beispielsweise
ein Gemisch aus Resorcin-Formaldehydkondensationsprodukt und Kautschuklatex (nachfolgend mit RFL bezeichnet) als
Klebmittel oder Haftvermittler verwendet, um in zufriedenstellender
Weise die Haftung zwischen dem Kautschuk und den synthetischen Fasern wie Nylon o.a. zu bewirken, so führt
dies bei aromatischen Polyamidfasern nicht zu dem gewünschten
Erfolg; eine Haft- oder Klebkraft ist kaum zu erkennen.
-A-
Dies beruht darauf, daß wegen der oben erwähnten Mikrostruktur der aromatischen Polyamidfasern keine oder nur wenig
Bindungen einschließlich primärer Bindungen und sekundärer Bindungen zwischen der aromatischen Polyamidfaser und der
RF-Komponente (dem Resorcin-Formaldehydharz) i RFL erzeugt werden.
Aus den JP-Patentveröffentlichungen 53-37 467, 54-6 677 und
55-20 853 ist ein Verfahren bekannt, gemäß dem zur Verbesserung der Adhäsionseigenschaften die Oberfläche der aromatischen
Polyamidfasern zunächst mit einem geeigneten Reagens behandelt wird, um eine funktioneile Gruppe oder ein funktionelles
Molekül einzuführen, die/das eine Bindung mit RFL eingehen kann, bevor die Behandlung der Fasern mit RFL erfolgt.
Weiterhin ist aus der JP-Patentveröffentlichung 54-40 115 ein Verfahren bekannt, bei dem die aromatischen
Polyamidfasern mit einem Klebmittel auf RFL-Basis, enthaltend spezielle Chemikalien, behandelt wird.
Wie oben erwähnt, treten bei der Verwendung von aromatischen Polyamidfasern in Kautschukerzeugnissen vor allem die beiden
Probleme der Ermüdungseigenschaften und der Haftungs- bzw.
Adhäsionseigenschaften gegenüber Kautschuk auf.
Für die Verbesserung der Ermüdungseigenschaften sind die gebräuchlichen
Gegenmaßnahmen einschließlich Wechsel der Verdrehungsstruktur (Verdrehungszahl) und Bewirken der
Flexibilität, wie oben erwähnt, völlig unzureichend, weil die Festigkeit der erhaltenen Fasern erheblich verringert
und auch die ursprünglichen Eigenschaften beeinträchtigt werden .
Hinsichtlich der Verbesserung der Adhäsions- bzw. Haftungseigenschaften führen die aus den JP-Patentveröffentlichungen
53-37 467, 54-6 677 und 55-20 853 bekannte Vorbehandlung und die Verwendung des aus der JP-Patentveröffentlichung
54-40 Π 5 bekannten Klebmittels nicht zu einer zufriedenstellenden
Haftkraft.
AEs sind daher bis heute keine Verfahren entwickelt worden, die aromatischen Polyamidfasern zufriedenstellende Ermudungseigenschaften
und Hafteigenschaften verleihen.
Der Erfindung liegen zahlreiche Untersuchungen zur Lösung der oben genannten Probleme der aromatischen Polyamidfasern bzw.
der gleichzeitigen Verbesserung von deren Ermüdungseigenschaften und Hafteigenschaften zugrunde. Es wurde gefunden,
daß die Lösung des Problems dadurch erreicht werden kann, daß man die aromatischen Polyamidfasern einer Behandlung mit
einer Epoxyverbindung und anschließend einer Behandlung mit
einer gemischten Lösung eines Resorcin-Formaldehydkondensationsproduktes
und eines Kautschuklatex unterwirft.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zum Behandeln von aromatischen Polyamidfasern, das folgende Stufen
umfaßt:
Aromatische Polyamidfasern, die in ihrem Molekül nicht weniger als 50 % wiederkehrende Monomereinheiten der allgemeinen
Formel I
f X-C-N^ U>
O H
1 2 1
aufweisen, in der X für Ar oder für Ar-N-C-Ar steht und
I H
H 0
1 2
Ar und Ar gleiche oder unterschiedliche aromatische Reste bedeuten und m eine ganze Zahl ist, die die Anzahl der wiederkehrenden Einheiten angibt, werden einer Oberflächenbehandlung mit 0,01-0,5 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile Fasern, einer Epoxyverbindung der allgemeinen Formel II
Ar und Ar gleiche oder unterschiedliche aromatische Reste bedeuten und m eine ganze Zahl ist, die die Anzahl der wiederkehrenden Einheiten angibt, werden einer Oberflächenbehandlung mit 0,01-0,5 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile Fasern, einer Epoxyverbindung der allgemeinen Formel II
YCKCH2-CH-CH2-O)-Y (II)
I n
OY
OY
unterzogen, in der Y die Gruppe -CH^-CH-CH., oder ein Wasser-
stoffatom bedeutet, mit der Maßgabe, daß mindestens zwei
erstere Gruppen im Molekül vorhanden sind, und η eine ganze Zahl von 2 oder darüber ist;
erstere Gruppen im Molekül vorhanden sind, und η eine ganze Zahl von 2 oder darüber ist;
eine Mischlösung aus einem Resorcin-Formaldehydkondensationsprodukt,
das erhalten worden ist durch Umsetzen von Resorcin mit Formaldehyd in einem Molverhältnis von 1 : 1 bis 1 : 1,5
in Gegenwart eines Alkalikatalysators, und aus Kautschuklatex in einem Mischungsverhältnis, bezogen auf das Gewicht,
von 10 : 100 bis 15 : 100 wird auf die Oberfläche der behandelten Fasern aufgebracht und
von 10 : 100 bis 15 : 100 wird auf die Oberfläche der behandelten Fasern aufgebracht und
die Fasern werden einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von nicht weniger als 2000C unterworfen.
Erfindungsgemäß werden aromatische Polyamidfasern verwendet,
die der folgenden allgemeinen Formel III entsprechen, wenn
X in der allgemeinen Formel (I) Ar bedeutet, oder die der
folgenden allgemeinen Formel (IV) entsprechen, wenn X in der allgemeinen Formel (I) für Ar -N-C-Ar steht.
X in der allgemeinen Formel (I) Ar bedeutet, oder die der
folgenden allgemeinen Formel (IV) entsprechen, wenn X in der allgemeinen Formel (I) für Ar -N-C-Ar steht.
I Ii
H 0
f ArI -C-NJ- (III)
H I
OH
OH
f Ar^N-C-Ar1 -C-N^ (iv)
HO OH
60 ooo
Als Polyamid der Formel (III) wird Poly(1,4-benzamid) bevorzugt;
als Polyamide der Formel (IV) werden Poly(1,4-phenylenterephthalamid)
und Poly(1,3-phenylenisophthalamid) bevorzugt.
Weiterhin wird als Polyamid bevorzugt das Copolymer aus 1,4-Phenylenterephthalamid und 3,4'-Diaminodiphenylether,
das in seinem Molekül nicht weniger als 50 % wiederkehrende Monomereinheiten der Formel (IV) enthält.
Bei der durch die Formel (II) angegebenen Epoxyverbindung bedeutet η eine ganze Zahl von 2 oder darüber; ihr Wert ist
nicht kritisch; sie braucht aber nicht zu groß zu sein und beträgt allgemein 2 bis 10. Als Epoxyverbindungen werden
vorzugsweise Diglycerin-triglycidylether (n=2, d.h. die Anzahl der Glycidylgruppen (-CH2-CH-CH2) ist 3), Triglycerin-
tetraglycidylether (n=3, vier Glycidylgruppen) und Tetraglycerin-pentaglycidylether
(n=4, fünf Glycidylgruppen) verwendet .
Erfindungsgemäß macht die Menge an Epoxyverbindung (II), die
auf die aromatischen Polyamidfasern aufgebracht wird, 0,01
bis 0,5 Gew.-Teile, vorzugsweise 0,05 bis 0,3 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile Fasern, aus. Diese aufgebrachte
bzw. anhaftende Menge ist wichtig, damit die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst werden kann. Beträgt die
Menge weniger als 0,01 Gew.-Teile oder beträgt sie mehr als 0,5 Gew.-Teile, so verschlechtert sich die Haftung der Fasern
gegenüber Kautschuk und auch die Ermüdungseigenschaften der aromatischen Polyamidfasern nehmen ab und die gestellte Aufgabe
kann nicht gelöst werden.
Um die Epoxyverbindung (II) auf die Oberfläche der aromatischen Polyamidfasern aufzubringen, wird sie zunächst in Wasser
gelöst oder mit Hilfe eines geeigneten grenzflächenaktiven Mittels in Lösung gebracht. Dann werden die Fasern in
-R-
die erhaltene Lösung eingetaucht oder es wird diese Lösung auf die Fasern aufgesprüht und anschließend werden die so
behandelten Fasern einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von nicht weniger als 2000C unterworfen, wodurch die Epoxyverbindung
(II) vorzugsweise an den Faseroberflächen in der oben definierten Menge haften bleibt. In diesem Falle kann
die anhaftende Menge Epoxyverbindung (II) durch geeignete Auswahl der Menge des für die Ringöffnung der Epoxygruppen
in der Epoxyverbindung zugesetzten Katalysators, die Konzentration der Epoxyverbindung in der wäßrigen Lösung, das
Mengenverhältnis von wäßriger Lösung zu Faser, die Wärmebehandlungstemperatur und die Behandlungsdauer usw. gesteuert
bzw. geregelt werden.
Die Mischlösung aus Resorcin-Formaldehydkondensationsprodukt und Kautschuklatex, die erfindungsgemäß verwendet wird (und
nachfolgend als RFL-Lösung bezeichnet wird) wird erhalten, indem Resorcin mit Formaldehyd in einem Molverhältnis von
1 : 1 bis 1 : 1,5 in Gegenwart von 0,1 bis 0,3 mol je mol
Resorcin eines Alkalikatalysators wie Ätznatron, Ätzkali, Ammoniumhydroxid, Harnstoff o.a. bei Raumtemperatur während
mehreren Stunden, vorzugsweise 6 bis 10 Stunden umgesetzt wird; anschließend wird das erhaltene Resorcin-Formaldehydkondensationsprodukt
mit einem Kautschuklatex in einem Mischungsverhältnis, bezogen auf das Gewicht, von 10 : 100 bis 15 :
100 gemischt und das erhaltene Gemisch bei Raumtemperatur
während mehreren Stunden, vorzugsweise nicht weniger als 14 Stunden, reifen gelassen.
Allgemein ist das Klebmittel D5A mit einem Molverhältnis von
Resorcin : Formaldehyd von 2,0 und einem Gewichtsverhältnis von Resorcin-Formaldehydkondensat : Kautschuklatex von
20 : 100 als RFL-Mischlösung gut bekannt. Verglichen mit den
gebräuchlichen RFL-Mischlösungen, einschließlich D5A, hat die RFL-Lösung nach der Erfindung die Vorteile, daß sie aus-
gezeichnet in den Cord aus aromatischen Polyamidfasern und
in den mit der Epoxyverbindung (II) behandelten Cord eindringt und daß der durch Verdampfen der Lösung erzeugte bzw.
erhaltene Film eine hohe Zähigkeit bzw. Reißfestigkeit und einen hohen Elastizitätsmodul aufweist.
Als Kautschuklatex für die RFL-Lösung nach der Erfindung können Latices von Naturkautschuk, synthetischem Kautschuk
wie Styrol-Butadiencopolymer, Styrol-Vinylpyridin-Butadienterpolymer
u.a. oder Mischungen daraus verwendet werden. Allgemein wird die Art des verwendeten Latex danach festgelegt,
welcher Kautschuk durch die aromatischen Polyamidfasern verstärkt werden soll.
Als Verfahren zum Aufbringen der RFL-Lösung auf die mit Epoxyverbindung (II) behandelten aromatischen Polyamidfasern
kommen das Eintauchen der Fasern in die RFL-Lösung, das Aufbringen der RFL-Lösung auf die Faser mit einem Rakel, das
Aufsprühen der RFL-Lösung auf die Fasern u.a. infrage.
Die Menge RFL-Lösung, die auf die aromatischen Polyamidfasern aufgebracht wird, beträgt vorzugsweise 4 bis 12 Gew.-Teile,
gerechnet als RFL-Feststoffgehalt nach dem Trocknen ,
auf 100 Gew.-Teile Fasern. Beträgt die Menge weniger als 4 Gew.-Teile, so nimmt die Haftung gegenüber Kautschuk ab,
während bei einer Menge von mehr als 12 Gew.-Teilen die (gute) Haftung zwar im wesentlichen unverändert bleibt, aber
die Ermüdungseigenschaften der behandelten Fasern schlechter werden.
Nachdem die Fasern mit der RFL-Lösung behandelt worden sind, werden sie bei einer Temperatur von 200 bis 2700C während 30 bis
240 Sekunden wärmebehandelt und ergeben ein Verstärkungsmaterial für Kautschukerzeugnisse mit ausgezeichneten Haftungsund
Ermüdungseigenschaften.
- 10 -
Al
ρ Die folgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der
Erfindung.
Als aromatische Polyamidfasern wurde ein Rohgarn von PoIy(I,4-phenylenterephthalamid)(Handelsname
Kevlar der E.I. Du Pont de Nemours + Co. Inc.) von 165 tex (1500 den) .Derartige Rohgarne
wurden mit einer Kabelverdrehung (Verzwirnung) von 32 Drehung/10 cm und einer Fadenverdrehung von 32 Drehungen/
10 cm verdreht, um einen Cord mit einer Verdrehungsstruktur
von 165 tex/2 zu erhalten.
Diglycerintriglycidylether wurde als Epoxyverbindung (II) verwendet, um eine Lösung der folgenden Zusammensetzung herzustellen:
Gew.-Teile
Diglycerintriglycidylether 1,20
Natrxumdioctylsulfosuccinat (70 %) 0,02
NaOH (10-%-ige wäßrige Lösung) 0,14
Wasser 98,64
Der Cord wurde mit Hilfe einer computergesteuerten Vorrichtung (computreater der Ritzler Ltd.) in die erhaltene wäßrige
Lösung der Epoxyverbindung eingetaucht und 60 s lang durch einen Trockenofen von 1600C geführt und weiter 60 s
durch einen Wärmebehandlungsofen von 2400C. Der so behandelte
Cord wurde in eine RFL-Lösung eingetaucht, die wie später angegeben hergestellt worden war.
Die RFL-Lösung wurde erhalten durch Reifenlassen eines Gemisches der folgenden Zusammensetzung bei Raumtemperatur
während 8 h.
Ί3
Gew.-Teile
Wasser 524,01
Resorcin 15,12
Formalin (37 %) 16,72
NaOH (10-%ige wäßrige Lösung) 11,00
gesamt 566,85
Anschließende Zugabe von 433,15 Gew.-Teilen Vinylpyridin-Styrol-Butadienterpolymer-Kautschuklatex
(41 %) und anschließendes 16h langes Reifenlassen.
Der Cord wurde aus der RFL-Lösung genommen und erneut 60 s durch den Trockenofen von 1600C und weitere 60 s durch den
Wärmebehandlungsofen von 2400C geleitet, um einen mit Klebemittel
behandelten Cord zu erhalten.
Ferner waren die Mengen an Epoxyverbindung (II) und RFL-Feststoffen,
die an dem Cord haften geblieben waren, 0,1 Gew.-Teil bzw. 8 Gew.-Teile auf 100 Gew.-Teile Cord.
Die Adhäsion bzw. Klebekraft zwischen dem Cord und dem Kautschuk wurde folgendermaßen bewertet. Es wurde der mit
Klebemittel behandelte Cord in eine nicht vulkanisierte Kautschukmasse eingebettet und dann 30 min bei 145°C unter
einem Druck von 20 dN/cm gehärtet bzw. vulkanisiert. Anschließend wurde der Cord in dem erhaltenen Vulkanisat freigelegt
und mit einer Geschwindigkeit von 30 cm/min abgeschält, wobei die Schälfestigkeit als Klebekraft (dN/Cord)
gemessen wurde. Die nicht vulkanisierte Kautschukmasse besaß die folgende Zusammensetzung:
| - Vi - | Naturkautschuk | Gew.-Teile |
| M | Styrol-Butadien-Copolymer- | 80 |
| Kautschuk | 20 | |
| Ruß | ||
| Stearinsäure | 40 | |
| Weichmacher vom Erdöltyp | 2 | |
| Kiefernharz | 10 | |
| Zinkoxid | 4 | |
| N-Phenyl-ß-naphthylamin | 5 | |
| 2-Benzothiazoldisulfid | 1,5 | |
| Diphenylguanidin | 0,75 | |
| Schwefel | 0,75 | |
| 2,5 | ||
Die Ermüdungseigenschaften des Cords wurden folgendermaßen bewertet. Es wurde eine angebohrte (tapping) Cordbahn von 5 cm
Breite und 60 cm Länge hergestellt durch sandwichartiges Einfügen der mit Klebemittel behandelten Corde zwischen zwei
Schichten des oben erwähnten nicht vulkanisierten Kautschuks mit einer Dicke von 0,5 mm und einer Endzahl von 50 Corden/
5 cm. Dann wurden diese Cordbahnen zwischen zwei Oberflächen der getrennten nicht vulkanisierten Kautschukfolien
mit einer Größe von 3 mm in der Dicke χ 5 cm in der Breite χ 60cm in der Länge eingebettet, wobei auf beide Oberseiten
die anderen nicht vulkanisierten Kautschukbahnen aufgebracht wurden, so daß man eine Gesamtdicke von 15 mm erhielt. Diese
Anordnung wurde 30 min bei 1450C unter einem Druck von
2
20 dN/cm vulkanisiert, um ein Vulkanisat zur Messung der Ermüdungseigenschaft zu erhalten. Anschließend wurde das Vulkanisat auf eine Rolle (pulley) mit einem Durchmesser von-.20 mm gegeben und 2 000 mal pro Stunde einer Biegespannung ausgesetzt durch Belasten jedes Endes des Vulkanisats mit 150 kg. Nach 50 h wurde das Vulkanisat von der Rolle abgenommen und der Cord von der Seite des Vulkanisats, die auf
20 dN/cm vulkanisiert, um ein Vulkanisat zur Messung der Ermüdungseigenschaft zu erhalten. Anschließend wurde das Vulkanisat auf eine Rolle (pulley) mit einem Durchmesser von-.20 mm gegeben und 2 000 mal pro Stunde einer Biegespannung ausgesetzt durch Belasten jedes Endes des Vulkanisats mit 150 kg. Nach 50 h wurde das Vulkanisat von der Rolle abgenommen und der Cord von der Seite des Vulkanisats, die auf
- 13 -
as
der Rolle auflag, herausgenommen und dann die Bruchfestigkeit gemessen. Die Ermüdungseigenschaften des Cords werden
angegeben durch die Beibehaltung( %) des gemessenen Wertes der ursprünglichen Bruchfestigkeit.
Die gemessenen Werte der Adhäsionskraft und der Ermüdungseigenschaften des Cords nach Beispiel 1 sind in Tabelle 1
angegeben.
Bei Wiederholung des in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrens
mit der Ausnahme, daß als aromatische Polyamidfaser 1 , 4-Phenylenterephthalamid-/3, 4 '-Diaminodiphenylether-Copolymer
(Handelsname HM-50 der Teijin Limited) verwendet wurde. Die Werte für die Adhäsionskraft und die Ermüdungseigenschaften
sind ebenfalls in Tabelle 1 angegeben.
Es wurde das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 angewandt
mit der Ausnahme, daß Triglycerintetraglycidylether als
Epoxyverbindung (II) verwendet wurde. Die Werte für die Adhäsionskraft und die Ermüdungseigenschaften sind in Tabelle
1 angegeben.
Es wurde das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 angewandt
mit der Ausnahme, daß die Menge an Epoxyverbindung (II), die aufgebracht wurde, 0,05 Gew.-Teile (Beispiel 4) bzw. 0,5
Gew.-Teile (Beispiel 5) jeweils bezogen auf 100 Gew.-Teile
der aromatischen Polyamidfaser betrug. Die Werte für die Adhasions- un(j Ermüdungseigenschaften nach diesen Beispielen
60 ooo
sind ebenfalls in Tabelle 1 angegeben.
Es wurde das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 angewandt
mit der Ausnahme, daß Tetraglycerinpentaglycidylether als Epoxyverbindung (II) verwendet wurde und die aufgebrachte
Menge 0,2 Gew.-Teile auf 100 Gew.-Teile der aromatischen Polyamidfasern betrug. Die Werte für die Adhäslons- und die
Ermüdungseigenschaften sind wieder in Tabelle 1 angegeben.
Es wurde das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 angewandt mit der Ausnahme, daß das üblicherweise angewandte Klebemittel
D5A als RFL-Lösung verwendet wurde, das nach dem folgenden Verfahren hergestellt worden war. Man erhielt die in
Tabelle 1 angegebenen Ergebnisse.
Das Klebemittel D5A wurde hergestellt durch Reifenlassen eines Gemisches der folgenden Zusammensetzung:
Wasser
NaOH (1,67 %)
Resorcin
Formaldehyd (37 %)
| Gew. | -Teile | 7,9 |
| 222,4 | 1,0 | |
| 1 | 6,2 | |
| 1 | ||
| 1 |
267,5
6 h bei Raumtemperatur und Zugabe der folgenden Komponenten und anschließendes Reifenlassen des erhaltenen Gemisches
(insgesamt 1 000 Gew.-Teile) während 8 h:
- 15 -
Gew.-Teile
Vinylpyridin-Styrol-Butadien- 244,0
Terpolymer-Kautschuklatex (41 %)
Wasser 61,1
Ammoniumhydroxid (28 %) 11,4
Es wurde das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wiederholt mit der Ausnahme, daß die Lösung der Epoxyverbindung die
folgende Zusammensetzung besaß:
| Gew.-Teile | |
| Glycerindiglycidylether | 2,0 |
| NaOH (10 %) | 1,0 |
| Aerosol OT (5 %) | 2,0 |
| Wasser | 85,0 |
| 2-Pyrrolidon | 10,0 |
100,0
Diese Lösung wurde anstelle der wäßrigen Lösung der Epoxyverbindung
(II) nach Beispiel 1 und das Klebemittel D5A nach Vergleichsbeispiel 1 als RPL-Lösung verwendet, wobei
man die in Tabelle 1 angegebenen Ergebnisse erhielt.
Die Menge des an 100 Gew.-Teilen aromatischer Polyamidfasern
haftenden Glycerindiglycidylethers betrug 0,2 Gew.-Teile.
Es wurde das in Beispiel 1 angegebene Verfahren wiederholt
- 16 -
60 000
mit der Ausnahme, daß die Menge an Epoxyverbindung (II), die auf die aromatischen Polyamidfasern aufgebracht wurde, auf
0,6 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile Fasern, eingestellt wurde. Die Werte für die Adhäsions- und Ermüdungseigenschaften sind ebenfalls in Tabelle 1 angegeben.
Es wurde wie in Beispiel 1 gearbeitet mit der Ausnahme, daß die Epoxyverbindung (II) von der Lösung der Epoxyverbindung
nach Beispiel 1 weggelassen wurde. Man erhielt die in Tabelle 1 angegebenen Werte. In diesem Falle betrug die Menge
an Epoxyverbindung (II), die an den Fasern haftete, null.
| Adhäsionskraft (dN/Cord) |
Restfestigkeit nach Ermüdung (S) |
|
| Beispiel 1 | 3,00 | 52,0 |
| Beispiel 2 | 2,95 | 56,0 |
| Beispiel 3 | 2,90 | 50,6 |
| Beispiel 4 | 3,05 | 51 ,8 |
| Beispiel 5 | 3,00 | 51 ,0 |
| Beispiel 6 | 2,80 | 53,0 |
| Vergleichs beispiel 1 |
2,20 | 42,4 |
| Vergleichs beispiel 2 |
2,15 | 27,5 |
| Vergleichs- 'beispiel 3 |
2,95 | 35,2 |
| Vergleichs beispiel 4 |
1 ,70 | 40,8 |
- 17 -
Wie oben angegeben, werden erfindungsgemäß aromatische Polyamidfasern
mit der Epoxyverbindung (II) behandelt und weiter mit einer speziellen gemischten Lösung aus einem Resorcin/Formaldehyd-Kondensat
und Kautschuklatex und dann einer Wärmebehanldung unterworfen. Dadurch werden die Ermüdungseigenschaften und Adhäsions- bzw. Klebeeigenschaften der
aromatischen Polyamidfasern in Kautschukgegenständen gleichzeitig und wesentlich verbessert.
726227
Claims (5)
1. Verfahren zum Behandeln aromatischer Polyamidfasern
umfassend die folgenden Stufen:
Aromatische Polyamidfasern, die in ihrem Molekül nicht weniger als 50 % wiederkehrende Monomereinheiten der allgemeinen
Formel I
fX-C-N}-
I I m
0 H
(D
1 2 1
aufweisen, in der X für Ar oder für ArHSI-C-Ar steht und
1 2
Ar und Ar gleiche oder unterschiedliche aromatische Reste bedeuten und m eine ganze Zahl ist, die die Anzahl der wiederkehrenden
Einheiten angibt, werden einer Oberflächenbehandlung
mit 0,01-0,5 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile
Fasern, einer Epoxyverbindung der allgemeinen Formel II
YOfCH2-CH-CH2-0}-Y
OY
(II)
60 000 - 2 -
unterzogen, in der Y die Gruppe -CH0-CH-CH0 oder ein Wasser-
stoffatom bedeutet, mit der Maßgabe, daß mindestens zwei
erstere Gruppen im Molekül vorhanden sind, und η eine ganze Zahl von 2 oder darüber ist;
eine Mischlösung aus einem Resorcin-Formaldehydkondensationsprodukt,
das erhalten worden ist durch Umsetzen von Resorcin mit Formaldehyd in einem Molverhältnis von 1 : 1 bis 1 : 1,5
in Gegenwart eines Alkalikatalysators, und aus Kautschuklatex in einem Mischungsverhältnis, bezogen auf das Gewicht,
von 10 : 100 bis 15 : 100 wird auf die Oberfläche der behandelten
Fasern aufgebracht und
die Fasern werden einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur
von nicht weniger als 2000C unterworfen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
weils -/(SV bedeuten.
weils -/(SV bedeuten.
1 2 zeichnet, daß in der Formel (I) Ar und Ar je-
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die aromatische Polyamidfaser besteht
aus PoIy(I,4-benzamid), Poly(1,4-phenylenterephthalamid),
Poly(1,3-Phenylenisophthalamid) oder einem Copolymer
aus 1,4-Phenylenterephthalamid und 3,4'-Diaminodiphenylether
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Epoxyverbindung Diglycerin-triglycidylether,
Triglycerin-tetraglycidylether oder Tetraglycerin-pentaglycidylether ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gemischte Lösung in einer Menge
von 4 bis 12 Gew.-Teilen, bezogen auf den Feststoffgehalt
pro 100 Gew.-Teile der Fasern, aufgebracht wird.
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP60004974A JPS61167089A (ja) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | 芳香族ポリアミド繊維の処理方法 |
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|---|---|
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| DE3601126C2 DE3601126C2 (de) | 1990-02-08 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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