EP0574507B1 - Fibres de polyamide aromatique a capacite elevee de traitement, leur production et leur utilisation - Google Patents

Fibres de polyamide aromatique a capacite elevee de traitement, leur production et leur utilisation 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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Abstract

L'invention concerne des fibres d'aramide comportant une couche d'un lubrifiant d'ester et d'huile, un système émulsifiant constitué par des dérivés éthoxylés d'acides gras non saturés et/ou des alcools gras non saturés et/ou des alkylamines propoxylées par éthoxy ainsi qu'un agent antistatique; et leur procédé de production.

Claims (16)

  1. Fibres d'aramide présentant un revêtement à base d'un lubrifiant, d'un système émulsifiant, d'un agent antistatique et d'autres composants, dérivant d'un agent de traitement de surface qui consiste en:
    a) 30 à 70% en poids d'un lubrifiant constitué d'une huile à base d'ester, consistant en un ester, composé de
    (I) un composant alcool qui est un alcool monovalent saturé, primaire ou secondaire, ramifié, de formule générale
    Figure imgb0010
     dans laquelle
    R¹ représente un groupe alkyle en C₁ à C₁₆,
    R² représente un atome d'hydrogène, un groupe alkyle en C₁ à C₁₆, si k=1 et
    R² représente un groupe alkyle en C₁ à C₁₆, si k=0,
    h   = 0 à 5
    j   = 0 à 4
    k   = 0 ou 1
    m   = 0 à 16
    et dans laquelle le nombre total d'atomes de carbone est inférieur à 25,
    et
    (II) un composant acide carboxylique qui est un acide gras insaturé de formule générale

            R³-(COOH)s ; s= 1 à 6

    dans laquelle R³ représente un groupe alkényle en C₄-C₁₉, un groupe alkadiényle en C₄-C₁₉, un groupe alkatriényle en C₄-C₁₉, phényle, naphtyle, 2-phényléthényle, ou qui est un acide dicarboxylique insaturés de formule générale

            HOOC-(CH=CH)n-COOH

    dans laquelle n = 1 ou 2,
    et ledit ester présente un point de solidification inférieur à +5°C, une viscosité cinématique de 100 à 350 mm²/s (à 20°C) et un indice d'iode compris entre 30 et 140,
    b) 20 à 50% en poids d'un système émulsifiant qui consiste en acides gras éthoxylés insaturés et/ou en alcools gras éthoxylés insaturé et/ou en alkylamines éthoxylées de formule générale

            R⁴-X-(EO)p(PO)q-OH

    dans laquelle
    R⁴ représente un groupe alcényle en C₅-C₂₀, phényle, naphtyle, ou alkylphényle en C₈ ou C₉,
    X représente-COO-, -NH- ou -O-,
    EO représente une unité oxyde d'éthylène,
    PO représente une unité oxyde de propylène,
    p = 2 à 15, et
    q = 0 à 10,
    c) 5 à 15% en poids d'un agent antistatique, consistant en sels alcalins d'alkylsulfonates en (C₄-C₁₂), alkyl (C₄-C₁₂) phosphates, ou acides alkyl(C₄-C₂₀)carboxyliques,
    d) 0,2 à 2% en poids d'un inhibiteur de corrosion, et
    e) éventuellement des additifs, et de sorte que la quantité dudit revêtement sur lesdites fibres soit de 0,05 à 2% en poids.
  2. Fibres selon la revendication 1, caractérisées en ce que ledit composant alcool (I) de (a) est 2-méthyl-1-propanol, 2-butanol, 2-pentanol, 2-méthyl-1-butanol, 3-méthyl-1-butanol, 3-méthyl-2-butanol, 2-méthyl-1-pentanol, 4-méthyl-1-pentanol, 4-méthyl-2-pentanol, 2-pentanol, 3-heptanol, 2-octanol, 2-éthyl-1-héxanol,3,5-diméthyl-1-héxanol, 5-nonanol, 2-6-diméthyl-4-heptanol, alcool iso-héxadécylique ou alcool iso-tridécylique.
  3. Fibres selon la revendications 1, caractérisées en ce que ledit composant acide carboxylique (II) de (a) est: acide lauroléique, acide myristoléique, acide palmitoléique, acide oléique, acide gadoléique, acide érucique, acide ricinoléique, acide de suif, acide linoléique, acide linolénique, acide fumarique, acide maléique, acide cinnamique, acide naphtaline carboxylique, acide benzoique, acide téréphtalique, acide isophtalique, acide trimellitique ou acide pyromellitique.
  4. Fibres selon la revendication 1, caractérisées en ce que ledit système émulsifiant comprend des octylphénoléthoxylates (5 à 15 moles de EO) et/ou des nonylphénoléthoxylates (5 à 15 moles de EO) et/ou de l'acide oléique, ricinoléique, érucique, gadoléique, palmitoléique, myristoléique, ou lauroléique éthoxylé (3 à 15 moles de EO) et/ou des éthoxylates d'alcool élaidylique, alcool érucylique, d'alcool brassidylique, ou d'alcool oléylique (3 à 10 moles de EO) et/ou de l'éthoxylate d'alcool de suif (3 à 10 moles de EO).
  5. Fibres selon la revendication 1, caractérisées en ce que ledit agent de traitement de surface consiste en
       50 à 60% en poids de (a),
       25 à 40% en poids de (b),
       5 à 10% en poids de (c),
       0,3 à 1% en poids de (d) et
       éventuellement des additifs (e).
  6. Fibres selon la revendication 1, caractérisées en ce que les unités répétées de l'aramide présentent la formule générale

            (-NH-A₁-NH-CO-A₂-CO-)n

    dans laquelle
    A₁ et A₂ sont identiques ou différents et représentent des cycles hétéroaromatiques et/ou polyaromatiques et/ou aromatiques substitués ou non substitués.
  7. Fibres selon la revendication 6, caractérisées en ce que A₁ et A₂ sont indépendamment l'un de l'autre sélectionnés parmi 1,4-phénylène,1,3-phénylène,1,2-phénylène, 4,4'-biphénylène, 2,6-naphtylène,1,5-naphtylène,1,4-naphtylène, phénoxyphényl-4,4'-diyl, phénoxyphényl-3,4'-diyl, 2,5-pyridylène et 2,6-quinolylène, et qui peuvent être ou ne pas être substitués par un ou plusieurs substituants comprenant atomes d'halogène, groupes alkyle en C₁-C₄, phényle, carboalkoxyle, alkoxyle en C₁-C₄,
    acyloxy, nitro, dialkylamino, thioalkyle, carboxy et sulfonyle et dans lesquels le groupe amide peut également être remplacé par un groupe carbonylhydrazide, azoxy ou azo.
  8. Fibres selon la revendication 6, caractérisées en ce que le polyamide aromatique est un copolyamide dans lequel de préférence au moins 80% en moles du total A₁ et A₂ représentent du 1,4-phénylène et du phénoxyphényl-3,4′-diyl qui peuvent être ou ne pas être substitués, et la teneur en phénoxyphényl-3,4'-diylène est de 10 à 40% en moles.
  9. Fibres selon la revendication 6, caractérisées en ce que les fibres de polyamide consistent en poly-(m-phénylène-isophtalamide).
  10. Fibres selon la revendication 6, caractérisées en ce que les fibres de polyamide consistent en poly-p-(phénylène-téréphtalamide).
  11. Fibres selon la revendication 6, caractérisées en ce que lesdites fibres de polyamide contiennent éventuellement des unités dérivées de l'acide 3- ou 4-aminobenzoique.
  12. Un procédé de préparation de fibres d'aramide présentant un revêtement constitué d'un agent de traitement de surface, comprenant les étapes consistant à appliquer l'agent de traitement de surface sur lesdites fibres dans un système aqueux à une concentration de 1 à 100% en poids, à sécher les fibres à une température comprise entre 150 et 190°C, éventuellement à répéter l'application de l'agent de traitement de surface, caractérisé de plus en ce que l'agent de traitement de surface consiste en
    a) 30 à 70% en poids d'un lubrifiant constitué d'une huile à base d'ester, consistant en un ester, composé de
    (I) un composant alcool qui est un alcool monovalent saturé, primaire ou secondaire, ramifié, de formule générale
    Figure imgb0011
     dans laquelle
    R¹ représente un groupe alkyle en C₁ à C₁₆,
    R² représente un atome d'hydrogène, un groupe alkyle en C₁ à C₁₆, si k=1 et
    R² représente un groupe alkyle en C₁ à C₁₆, si k=0,
    h   = 0 à 5
    j   = 0 à 4
    k   = 0 ou 1
    m   = 0 à 16
    et dans laquelle le nombre total d'atomes de carbone est inférieur à 25,
    et
    (II) un composant acide carboxylique qui est un acide gras insaturé de formule générale

            R³-(COOH)s; s= 1 à 6

    dans laquelle R³ représente un groupe alkényle en C₄-C₁₉, un groupe alkadiényle en C₄-C₁₉, un groupe alkatriényle en C₄-C₁₉, phényle, naphtyle, 2-phényléthényle, ou
    qui est un acide dicarboxylique insaturé de formule générale

            HOOC-(CH=CH)n-COOH

    dans laquelle n = 1 ou 2,
    et ledit ester présente un point de solidification inférieur à +5°C, une viscosité cinématique de 100 à 350 mm²/s (à 20°C) et un indice d'iode compris entre 30 et 140,
    b) 20 à 50% en poids d'un système émulsifiant qui consiste en acides gras éthoxylés insaturés et/ou en alcools gras éthoxylés insaturés et/ou en alkylamines éthoxylées de formule générale

            R⁴-X-(EO)p(PO)q-OH

    dans laquelle
    R⁴ représente un groupe alcényle en C₅-C₂₀, phényle, naphtyle, ou alkylphényle en C₈ ou C₉,
    X représente -COO-, -NH- ou -O-,
    EO représente une unité oxyde d'éthylène,
    PO représente une unité oxyde de propylène,
    p = 2 à 15, et
    q = 0 à 10,
    c) 5 à 15% en poids d'un agent antistatique, consistant en sels alcalins d'alkylsulfonates en (C₄-C₁₂), alkyl (C₄-C₁₂) phosphates, ou acides alkyl(C₄-C₂₀)carboxyliques,
    d) 0,2 à 2% en poids d'un inhibiteur de corrosion, et
    e) éventuellement des additifs.
  13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la concentration de l'agent de traitement de surface dans l'eau est de 30% en poids.
  14. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la concentration de l'agent de traitement de surface est de 100% en poids, c'est-à-dire que l'agent de traitement de surface est pur.
  15. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'agent de traitement de surface est appliqué à des fibres d'aramides qui ne sont jamais séchées.
  16. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'agent de traitement de surface est appliqué à des fibres d'aramides déjà séchées.
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