EP0574507B1 - Gut verarbeitbare aromatische polyamidfasern, deren herstellung und verwendung - Google Patents

Gut verarbeitbare aromatische polyamidfasern, deren herstellung und verwendung Download PDF

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    • D06M2200/00—Functionality of the treatment composition and/or properties imparted to the textile material
    • D06M2200/40—Reduced friction resistance, lubricant properties; Sizing compositions

Definitions

  • the finishes according to the above reference are not suitable for the purposes of the present invention in terms of surface frictional properties, scourability, the protection from depositing due to abrasion, fibrillation and antistatic properties of the resulting treated fibers.
  • the present invention accordingly relates to highly processable aramid fibers of high modulus, improved surface frictional properties, improvedscourability, low abrasion polymer depositing, low fibrillation and improved longterm antistatic properties, having a coating of a lubricant, an emulsifying system, an antistatic agent, and other components, derived from a surface treatment agent which consists of
  • the aramid fibers of this invention are further characterized by a specific breaking strength of 2.65 to 33.5 cN/dtex (3 to 38 g/den), a specific modulus of 8.83 to 2207 cN/dtex (10 to 2500 g/den), a fiber to metal dynamic friction coefficient on a 1100 dtex aramid yarn of lower than 0.55, preferably below 0.50 at 200 m/min, a fiber to metal boundary friction coefficient on a 1100 dtex aramid yarn of lower than 0.10, preferably below 0.05 at 0.016 cm/s, an amount of deposit due to abrasion of lower than 0.5 mg/kg of yarn, a residual finish level of lower than 15% by weight of the initial finish level after washing.
  • the fiber of this invention provides an improved blend of properties in terms of fume emission measured by weight losses, washability of the fiber and cohesiveness of the fiber compared with fibers using other finishes.
  • Additives can be used with the aramid and, in fact, it has been found that up to as much as 10 percent by weight of other polymeric material can be blended with the aramid or that copolymers can be used having as much as 10 percent by weight of other diamine substituted for the diamine of the aramid or as much as 10 percent by weight of other diacid chloride substituted for the diacid chloride of the aramid.
  • finish levels for both processes, (a) and (b), are in the range of 0.05 to 2% by weight, preferably 0.2 to 1.0% by weight.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Claims (16)

  1. Aramidfasern mit einem Gleitmittelüberzug, einem Emulsionssystem und einem antistatischen Mittel und weiteren Komponenten, die sich von einem Oberflächenbehandlungsmittel ableiten, das besteht aus
    (a) 30 bis 70 Gew.-% eines Esteröl-Gleitmittels, bestehend aus einem Ester, zusammengesetzt aus
    (I) einer Alkoholkomponente, die ein verzweigter primärer oder sekundärer gesättigter einwertiger Alkohol der allgemeinen Formel
    Figure imgb0008
        ist, worin
    R₁   für C₁-C₁₆-Alkyl steht,
    R₂   für H, C₁-C₁₆-Alkyl steht, falls K = 1, und
    R₂   für C₁-C₁₆-Alkyl steht, falls k = 0,
    h   = 0 bis 5,
    j   = 0 bis 4,
    k   = 0 oder 1,
    m   = 0 bis 16
       und worin die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome unter 25 liegt,
    und
    (II) einer Carbonsäure-Komponente, die eine ungesättigte Fettsäure der allgemeinen Formel

            R³-(COOH)s   s = 1-6

       darstellt, worin
       R³ für C₄-C₁₉-Alkenyl, C₄-C₁₉-Alkadienyl, C₄-C₁₉-Alkatrienyl, Phenyl, Naphthyl, 2-Phenylethenyl steht oder die eine ungesättigte Dicarbonsäure der allgemeinen Formel

            HOOC-(CH=CH)n-COOH

       worin n = 1 oder 2, darstellt,
       und der genannte Ester einen Verfestigungspunkt von unter +5 °C, eine kinematische Viskosität von 100 bis 350 mm²/s (bei 20 °C) und eine Iodzahl zwischen 30 und 140 aufweist,
    (b) 20 bis 50 Gew.-% eines Emulgatorssystems, das aus ungesättigten ethoxylierten Fettsäuren und/oder ungesättigten ethoxylierten Fettalkoholen und/oder ethoxylierten Alkylaminen der allgemeinen Formel

            R⁴-X-(EO)p(PO)q-OH

       besteht,
       worin
       R₄ für C₅-C₂₀-Alkenyl, Phenyl, Naphtyl oder C₈- oder C₉-Alkylphenyl steht,
       X für -COO-, NH- oder -O- steht,
       EO für eine Ethylenoxid-Einheit steht,
       PO für eine Propylenoxid-Einheit steht,
       p = 2 bis 15 und
       q = 0 bis 10.
    (c) 5 bis 15 Gew.-% eines antistatischen Mittels, bestehend aus Alkalisalzen von C₄-C₁₂-Alkylsulfonaten, C₄-C₁₂-Alkylphosphaten oder C₄-C₂₀-Alkylcarbonsäuren,
    (d) 0,2 bis 2 Gew.-% eines Korrosionshemmstoffs, und
    (e) gegebenenfalls Additiven und worin die Menge des genannten Überzugs auf den genannten Fasern 0,05 bis 2,0 Gew.-% beträgt.
  2. Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Alkoholkomponente (I) aus (a) 2-Methyl-1-propanol, 2-Butanol, 2-Pentanol, 2-Methyl-1-butanol, 3-Methyl-1-butanol, 3-Methyl-2-butanol, 2-Methyl-1-pentanol, 4-Methyl-1-pentanol, 4-Methyl-2-pentanol, 2-Pentanol, 3-Heptanol, 2-Octanol, 2-Ethyl-1-hexanol, 3,5-Dimethyl-1-hexanol, 5-Nonanol, 2,6-Dimethyl-4-heptanol, Isohexadecylalkohol oder Isotridecylalkohol ist.
  3. Faser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Carbonsäure-Komponente (II) aus (a) Lauroleinsäure, Myristoleinsäure, Palmitoleinsäure, Oleinsäure, Gadoleinsäure, Erucinsäure, Ricinolsäure, Talgfettsäure, Linolsäure, Linolensäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Zimtsäure, Naphthalincarbonsäure, Benzoesäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure, Trimellitsäure oder Pyromellitsäure ist.
  4. Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Emulgatorsystem Octylphenyol-Ethoxylate (5-15 Mol EO) und/oder Nonylphenol-Ethoxylate (5-15 Mol EO) und/oder ethoxylierte Lauroleinsäure, Myristoleinsäure, Palmitoleinsäure, Gadoleinsäure, Erucinsäure, Rinicolsäure oder Oleinsäure (3-15 Mol EO) und/oder Ethoxylate von Elaidylalkohol, Erucylalkohol, Brassidylalkohol oder Oleylalkohol (3-10 Mol EO) und/oder Talkalkohol-Ethoxylate (3-10 Mol EO) umfaßt.
  5. Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Oberflächenbehandlungsmittel aus
    50 bis 60 Gew.-% (a),
    25 bis 40 Gew.-% (b),
    5 bis 10 Gew.-% (c),
    0,3 bis 1 Gew.-% (d), und
    gegebenenfalls den Additiven (e) besteht.
  6. Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Repetiereinheiten des Aramids die allgemeine Formel

            (-NH-A₁-NH-CO-A₂-CO-)n

    besitzen, worin
    A₁ und A₂ gleich oder verschieden sind und substituierte oder unsubstituierte aromatische und/oder polyaromatische und/oder heteroaromatische Ringe darstellen.
  7. Fasern nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß A₁ und A₂ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus 1,4-Phenylen, 1,3-Phenylen, 1,2 Phenylen, 4,4′-Biphenylen, 2,6-Naphthylen, 1,5-Naphthylen, 1,4-Naphthylen, Phenoxyphenyl-4,4′-diyl, Phenoxyphenyl-3,4′-diyl, 2,5 Pyridylen und 2,6-Chinolylen, die mit einem oder mehreren Substituenten, umfassend Halogen, C₁-C₄-Alkyl, Phenyl, Carboalkoxyl, C₁-C₄-Alkoxyl, Acyloxy, Nitro, Dialkylamino, Thioalkyl, Carboxyl und Sulfonyl substituiert sein können oder nicht, und worin die Amidgruppe auch durch eine Carbonylhydrazid-, Azo- oder Azoxygruppe ersetzt sein kann.
  8. Fasern nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das aromatische Polyamid ein Copolyamid ist, in dem vorzugsweise wenigstens 80 Mol-% der Gesamtmenge von A₁ und A₂ ein 1,4-Phenylen- und Phenoxyphenyl-3,4'-diyl darstellen, die substituiert sein können oder nicht und der Gehalt an Phenoxyphenyl-3,4'-diylen 10 Mol-% bis 40 Mol-% beträgt.
  9. Fasern nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyamidfasern aus Poly-(m-Phenylenisophthalamid) bestehen.
  10. Fasern nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyamidfasern aus Poly-p-(Phenylenterephthalamid) bestehen.
  11. Fasern nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Polyamidfasern gegebenenfalls Einheiten enthalten, die sich von 3- oder 4-Aminobenzoesäure ableiten.
  12. Verfahren zur Herstellung von Aramidfasern, die einen Überzug aus einem Oberflächenbehandlungsmittel aufweisen, umfassend die Stufen Auftragen des Oberflächenbehandlungsmittels auf die genannte Faser in einem wäßrigem System einer Konzentration von 1 bis 100 Gew.-%, Trocknen der Fasern bei einer Temperatur zwischen 150 und 190 °C, gegebenenfalls Wiederholen des Auftragens des Oberflächenbehandlungsmittels, das außerdem dadurch gekennzeichnet ist, daß das Oberflächenbehandlungsmittel besteht aus
    (a) 30 bis 70 Gew.-% eines Esteröl-Gleitmittels, bestehend aus einem Ester, der besteht aus
    (I) einer Alkoholkomponente, die ein verzweigter primärer oder sekundärer gesättigter einwertiger Alkohol der allgemeinen Formel
    Figure imgb0009
        ist, worin
    R₁   für C₁-C₁₆-Alkyl steht,
    R₂   für H, C₁-C₁₆-Alkyl steht, falls K = 1, und
    R₂   für C₁-C₁₆-Alkyl steht, falls k = 0,
    h   = 0 bis 5,
    j   = 0 bis 4,
    k   = 0 oder 1,
    m   = 0 bis 16
       und worin die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome unter 25 liegt,
    und
    (II) einer Carbonsäure-Komponente, die eine ungesättigte Fettsäure der allgemeinen Formel

            R³-(COOH)s   s = 1-6

    darstellt, worin
    R³ für C₄-C₁₉-Alkenyl, C₄-C₁₉-Alkadienyl, C₄-C₁₉-Alkatrienyl, Phenyl, Naphthyl, 2-Phenylethenyl steht oder die eine ungesättigte Dicarbonsäure der allgemeinen Formel

            HOOC-(CH=CH)n-COOH

    darstellt,
    worin n = 1 oder 2
    und der genannte Ester einen Verfestigungspunkt von unter +5 °C, eine kinematische Viskosität von 100 bis 350 mm²/s (bei 20 °C) und eine Iodzahl zwischen 30 und 140 aufweist,
    (b) 20 bis 50 Gew.-% eines Emulgatorssystems, das aus ungesättigten ethoxylierten Fettsäuren und/oder ungesättigten ethoxylierten Fettalkoholen und/oder ethoxylierten Alkylaminen der allgemeinen Formel

            R⁴-X-(EO)p(PO)q-OH

    besteht,
    worin
    R₄   für C₅-C₂₀-Alkenyl, Phenyl, Naphtyl oder C₈- oder C₉-Alkylphenyl steht,
    X   für -COO-, NH- oder -O- steht,
    EO   für eine Ethylenoxid-Einheit steht,
    PO   für eine Propylenoxid-Einheit steht,
    p   = 2 bis 15 und
    q   = 0 bis 10.
    (c) 5 bis 15 Gew.-% eines antistatischen Mittels, bestehend aus Alkalisalzen von C₄-C₁₂-Alkylsulfonaten, C₄-C₁₂-Alkylphosphaten oder C₄-C₂₀-Alkylcarbonsäuren,
    (d) 0,2 bis 2 Gew.-% eines Korrosionshemmstoffs, und
    (e) gegebenenfalls Additiven.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Oberflächenbehandlungsmittels in Wasser 30 Gew.-% beträgt.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Oberflächenbehandlungsmittels 100 Gew.-% beträgt, d.h. das Oberflächenbehandlungsmittel ist rein.
  15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das oberflächenbehandlungsmittel auf niemals getrocknete Aramidfasern aufgetragen wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenbehandlungsmittel auf zuvor getrocknete Aramidfasern aufgetragen wird.
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