FI76596C

FI76596C - Multifilamentgarn av en aromatisk polyamid belagd med lim och foerfarande foer framstaellning av detta.

Info

Publication number: FI76596C
Application number: FI834027A
Authority: FI
Inventors: Stephanus Willemsen; Willem Eerde Weening; Anne Steenbergen
Original assignee: Akzo Nv
Priority date: 1982-11-02
Filing date: 1983-11-02
Publication date: 1988-11-10
Also published as: PT77571A; ES526955A0; EP0107887B2; EP0107887A1; DE3369353D1; EP0107887B1; JPH048544B2; US4557967A; US4652488A; JPS5994640A; FI834027A0; CA1215594A; FI834027A; TR21749A; NO163239C; NO833973L; ATE25115T1; PT77571B; ZA838183B; ES8502489A1

Description

1 76596

Liimapinnoitteinen monikuitulanka aromaattisesta polyamidista ja sen valmistusmenetelmä

Keksinnön kohteena on monikuitulanka, joka kokonaan 5 tai lähes täysin muodostuu aromaattisesta polyamidista ja on varustettu kovetetun epoksiyhdisteen muodostamalla lii-mapinnoitteella.

Keksinnön kohteena on myös menetelmä tällaisen langan valmistamiseksi. Keksinnön kohteena on edelleen kui-10 duilla vahvistettu tuote.

Kumin ja synteettisten aineiden vahvisteaineena käytettävien lankojen tulee yleensä olla varustettu erikois-pinnoitteella, joka toimii tyydyttävänä sidoksen varmistajana langan ja vahvistettavan kohteen välillä. Tätä tarkoi-15 tusta varten tavanomaiset polyamidi- ja raionlangat, jotka yleensä ovat koordin muodossa, käsitellään resorsinoli-formaldehydi-lateksiseoksella (RFL-kasto) ja kovetetaan seuraavaksi jonkin aikaa. Muista aineista, kuten polyestereistä ja aromaattisista polyamideista, valmistetuilla 20 langoilla yllä esitetty käsittely ei johda tarvittavan asteiseen adheesioon ja silloin täytyy käyttää kaksivaiheista kastosysteemiä. Tällöin adheesio-ominaisuuksien parantamiseksi poly-p-fenyleenitereftaaliamidilangat esikaste-taan ensimmäiseen kylpyyn niiden varustamiseksi aluspinnoit-25 teella, jonka muodostaa esimerkiksi epoksiyhdiste, joka kovetetaan kohotetussa lämpötilassa. Toisessa kylvyssä kovetettu aluspinnoite varustetaaan kerroksella mainittua resor-sinoli-formaldehydi-lateksiseosta, joka vuorostaan kovetetaan kohotetussa lämpötilassa. Yllä esitetyn tyyppinen pro-30 sessi tunnetaan US-patenttijulkaisuista nro 3 869 429 ja 4 259 404. Yllä esitetyllä kaksivaiheisella kastoprosessil-la on suuria haittoja. Koska tätä prosessia ei voida suorittaa käyttäen tavanomaista langanvalmistuslaitoksissa käytössä olevaa yksikastovälineistöä käyttäen, perinteis-35 ten lankojen, kuten raion- ja nailonlankojen, valmistajien, 2 76596 jotka haluavat siirtyä poly-o-fenyleenitereftaaliamidi-lankoihin, on ryhdyttävä kastolaitteiden suhteen lisäpää-omakustannuksiin tai annettava prosessi jalostajille alihankinnaksi .

5 Edelleen pakollinen epoksiyhdisteen sovittaminen poly-p-fenyleenitereftaaliamidilangoille on haitta valmistajille, jotka käyttävät pelkästään niin kutsuttuja itse-liimautuvia kumiseoksia, koska heillä ei tavallisesti ole lainkaan kastolaitteita. Edelleen kaksivaiheisen kaston 10 käytön tarve on haitta sellaisten seoslankojen valmistuksessa, jotka osittain muodostuvat poly-p-fenyleenitereftaa-liamidista ja osittain aineesta, joka tarvitsee vain yksi-kastokäsittelyn, kuten poly-p-fenyleenitereftaaliamidi-ja raionseoslangat.

15 Haittojen poistamiseksi polyesterilankojen kaksi vaiheisesta kastosta on ehdotettu, että polyesterilanka varustettaisiin liimapinnoitteella valmistusprosessin alkuvaiheessa. Täten esikäsitelty lanka voidaan silloin valmistaa käytettävissä olevalla yksikastolaitteistolla.

20 US-patenttijulkaisun nro 3 383 242 mukaan esimerkiksi di- glysidyylieetterin ja heterosyklisen tai alifaattisen amiinin seos pinnoitetaan vastakehrätyille polyesterikui-duille, tarkemmin sanoen polyetyleenitereftalaatille, ennen kelausta, mutta samanaikaisesti viimeistelyaineen le-25 vityksen kanssa, ja kovetetaan seuraavaksi. Täten kovetetulla epoksiyhdisteellä varustetut kuidut valmistetaan sitten koordiksi. Tälle koordilangalle voidaan sitten suorittaa yksivaihekastoprosessi, jossa se pinnoitetaan tavanomaisella resorsinoli-formaldehydi-lateksiseoksella.

30 US-patenttijulkaisun nro 4 121 901 mukaan heterosyk- listen tai alifaattisten amiinien käyttö yhdessä glysidyy-lieettereitten kanssa on haitallista sikäli, että se johtaa näin käsiteltyjen kuitujen mekaanisten ominaisuuksien huononemiseen. Siitä syystä käytetään seosta, joka sisäl-35 tää erityistä epoksiyhdistettä, nim. tris(epoksipropoksi 3 76596 2,3)-3-propionyyli-l,3,5-heksahydro-s-triatsiinia. Mainitun US-patenttijulkaisun esimerkin 4b mukaan tätä yhdistettä levitetään pestylle, kuivaamattomalle langalle po-ly-p-fenyleenitereftaaliamidin märkäkehräyksen aikana, 5 minkä jälkeen näin käsiteltyä lankaa kuivataan 12 sekunnin ajan 165°C:ssa ja kelataan sitten kääröksi.

Suuri haitta yllä mainituissa menetelmissä on se, että saadun langan uutettavissa olevan vapaan epoksidin pitoisuus on suuri. Koska vapaat epoksiyhdisteet ovat erit-10 täin myrkyllisiä, langan tuotantoon ja valmistukseen osallistuvat laitoksen työntekijät altistuvat kohtuuttomasti terveydelle haitallisille aineille.

Esillä oleva keksintö välttää yllä mainitut haitat. Keksinnön kohteena on edellä mainitun tyyppinen monikuitu-15 lanka, jolle on tunnusomaista patenttivaatimuksen 1 tunnus-merkkiosassa mainitut seikat.

On edullista, että vapaan epoksidin pitoisuus on alle 5 mmoolia/kg, edullisimmin alle 2 mmoolia/kg. Termillä vapaa epoksidi tämän keksinnön yhteydessä käytettynä tar-20 koitetaan uutettavissa olevaa vapaata epoksidia.

Keksinnön mukaisesti käytettävät aromaattiset polyamidit ovat polyamideita, jotka muodostuvat kokonaan tai lähes kokonaan toistuvista yleisen kaavan: 25 -C-A, -C-, -N-A -N- ja/tai -C-A..-N-

« tl I ^ f M ^ I

O O H H OH

mukaisista yksiköistä, joissa A^, A2 ja A3 tarkoittavat 30 erilaisia tai samoja divalenttisia, yhden tai useampia aromaattisia renkaita sisältäviä jäykkiä radikaaleja, jotka voivat myös sisältää heterosyklisen renkaan. Radikaaleissa ketjua pidentävät sidokset ovat para-asemas-sa toisiinsa nähden tai ne ovat asettuneet yhdensuuntai-35 sesti ja vastakkain. Esimerkkinä näistä radikaaleista mainittakoon 1,4-fenyleeni, 4,4’-bifenyleeni, 1,5-nafty- 76596 leeni ja 2,6-naftyleeni.

Ne voivat olla substituoimattomia tai esim. halo-geeniatomeilla tai alkyyliryhmillä substituoituja. Amidi-ryhmien ja yllä mainittujen aromaattisten radikaalien li-5 saksi aromaattisten polyamidien ketjumolekyylit voivat va- paavalinnaisesti sisältää enintään 35 mooli-% muita ryhmiä, kuten m-fenyleeniryhmiä, ei-jäykkiä ryhmiä, kuten alkyyli- tai eetteriryhmiä, urea- tai esteriryhmiä.

On edullista, että keksinnön mukainen lanka muodostuu ko-10 konaan tai lähes kokonaan poly-p-fenyleenifereftaaliami- dista. Keksinnön mukainen lanka voi olla kierteistä tai kierteetöntä. On edullista, että se on kokonaan tai käytännöllisesti katsoen kokonaan kierteetöntä.

Keksinnön mukainen lanka varustetaan liimapinnoit-15 teella, jonka muodostaa kovetettu epoksiyhdiste.

Keksinnön mukaisesti käytetyssä epoksiyhdisteessä on keskimäärin 2-4 epoksiryhmää molekyyliä kohti ja se levitetään langalle vesiliuoksena tai dispersiona tai orgaanisena liuoksena tai dispersiona, joka edullisesti 20 sisältää 0,3-10 paino-% epoksiyhdistettä. Epoksiyhdis- teen määrä liuoksessa tai dispersiossa on valittu siten, että sillä on haluttu viskositeetti ja että haluttu määrä epoksiyhdistettä tarttuu lankaan. Langalle levittämisen jälkeen epoksiyhdiste kovetetaan niin, että muodostuu käy-25 tännöllisesti katsoen veteen liukenematon liimapinnoite, jolla on halutut adheesio-ominaisuudet.

Langassa olevan kovetetun epoksiyhdisteen määrä on 0,01-5 paino-% ja edullisesti 0,3-1,0 paino-%. Esimerkkejä sopivista epoksiyhdisteistä on kuvattu US-patenttijul-30 kaisussa nro 4 259 404. Myös epoksiyhdisteiden seoksia voidaan käyttää.

On edullista, että liimakerros kovetettuna tuotteena muodostuu seoksesta, joka sisältää epoksiyhdistettä ja yhtä tai useampaa emäksistä kovetinainetta yhden tai useam-35 man katalysaattorin ohella tai ilman niitä.

5 76596 Käytettävä epoksiyhdiste on edullisesti polyva-lenttisen alifaattisen alkoholin, kuten butaanidiolin, propaanidiolin, etyleeniglykolin ja glyserolin glysidyyli-eetteri.

5 Erityisen edullinen on glyserolin diglysidyylieette- ri.

Edullinen emäksinen kovetinaine keksinnön mukaan on heterosyklinen amiini. Erityisen sopiva on piperatsiini 6 H20. Amiinia käytetään hoin 1-100 %, edullisesti 5-25 %, 10 glysidyylieetterin painosta laskettuna. Erittäin tehokas ja nopeasti kovettuva on seos, joka sisältää glyserolin diglysidyylieetteriä, piperatsiinia, imidatsolia ja ety-leeniglykolia. Tällaisessa seoksessa olevan imidatsolin määrä on 1-100 %, edullisesti 10-40 % laskettuna glysidyy-15 lieetterin painosta.

Esimerkkeinä sopivista katalysaattoreista mainittakoon: disyaanidiamidi, booritrifluoridi, tetrametyyli-etyleenidiamiini, tetrametyyli-butaanidiamiini ja 2,4,6-tris(dimetyyliaminometyyli)fenoli. Viimeksi mainittu aine, 20 jota edullisesti käytetään, on kaupallisesti saatavissa nimellä Epilink 230. Katalysaattoria käytetään 1-100 %, edullisesti 5-25 %, glysidyylieetterin painosta laskettuna .

Keksinnön mukaisella monikuitulangalla voi olla mie-25 livaltainen lineaarinen tiheys ja se voi muodostua mieli valtaisesta määrästä yleisesti käytettyjä päättymättömiä kuituja. Yleensä langan lineaarinen tiheys on dtex 10 -dtex 5000 ja se muodostuu 10-5000 kuidusta.

Keksinnön mukaisen langan mekaaniset ominaisuudet 30 ovat hyvät. Lujuus on 10-35 cN/dtex tai suurempi, edulli sesti 15-25 cN/dtex. Murtovenymä on 1-10 %, edullisesti 2-8 %. LähtÖkerroin on 200-1300 cN/dtex tai suurempi, edullisesti 300-900 cN/dtex.

Keksinnön mukaisen langan vapaan epoksidin pitoisuus 35 on pieni. On edullista, että vapaan epoksidin pitoisuus 6 76596 on alle 2 mmoolia epoksidia lankakiloa kohti. Tällainen vapaan epoksidin alhainen pitoisuus sallii langan tuottamisen ja valmistuksen aiheuttamatta laitoksen työntekijöille terveysriskejä.

5 Keksinnön mukaisen langan vapaan epoksidin pitoi suus on alhainen jo välittömästi sen valmistuksen jälkeen. Ajan mittaan vapaan epoksidin pitoisuus yleensä vähenee edelleen.

Keksinnön mukaisen langan pieni vapaan epoksidin 10 pitoisuus saadaan käyttämällä erityismenetelmiä kuten seuraavassa tarkemmin kuvataan.

Keksinnön mukaisen langan tärkeä ominaisuus on se, että siitä tehdyn langan RFL-kaston nosto on parantunut.

Kumiin tarttumiseen sopivalle koordille tarvitaan 15 riittävän suuri RFL-kaston nosto. Tämä voidaan toteuttaa keksinnön mukaisesti levittämällä ja kovettamalla epoksi-yhdiste langan ollessa kokonaan tai lähes kokonaan kier-teetön, siinä esimerkiksi on vähemmän kuin 10 kierrettä/m. Näin käsitelty lanka voidaan seuraavaksi kiertää.

20 Jos kovetettava epoksiyhdiste levitetään erittäin kierteiselle langalle, kuten on kuvattu US-patenttijulkaisun nro 3 869 429 esimerkissä VI, tai renkaan koordille, kuten on kuvattu US-patenttijulkaisun nro 4 259 404 esimerkeissä, silloin saadun tuotteen RFL-kaston nosto on 25 pienempi. Keksinnön mukaisen langan parantunut RFL-kaston nosto johtaa tehokkaampaan RFL-kaston lankaan tunkeutumiseen. Tämä johtaa parantuneisiin käyttöominaisuuksiin käytettäessä tuotetta vahvisteena kumissa tai synteettisissä aineissa, erityisesti mitä tulee väsymiseen.

30 Se, että keksinnön mukainen lanka on helpommin käy tettävissä RFL-kastoon, liittyy langan jäykkyysluvun suuruusluokkaan. Jäykkyysluku ilmaistuna suureena N/tex määritellään LASE 1 %:n (Load at Specified Elongation = kuorma määritellyllä venymäkohdalla), joka on ilmaistu 35 ASTM-D M-79 määritelmän mukaan, suureen mN/tex ja kier- 7 76596 rekertoimen tulona, jotka molemmat määritellään koordille, joka on valmistettu keksinnön mukaisesta langasta. On edullista, että keksinnön mukaisen langan jäykkyysluku on alle 3000 N/tex, tarkemmin sanoen alle 2500 N/tex. Kierreker-5 toimella Tf, dimensiottomalla määreellä, on ymmärrettävä arvoa

Tf = n\ / lineaarinen tiheys V ominaismassa 10 jossa n on koordin kierre kierteinä metriä kohti ja lineaarinen tiheys on ilmaistu desitexeinä. Ominaismassa on 3 1,4-1,5 g/cm tavallisille poly-p-fenyleenitereftaaliami-dikuiduille.

15 Tietyn langan jäykkyysluvun määrittelemiseksi valmis tetaan koordi, jonka kierrekerroin on 16000-17000, esimerkiksi rakenteessa dtex 1680 x 2 (330S/330Z). Tästä koor-dista määritetään LASE 1 % vakio-olosuhteissa (ASTM D 885 M-79, osa 20). Saatu arvo kerrotaan koordin kierrekertoi-20 mella. Saatu tulos on langan jäykkyysluku. Keksinnön mukaisesta langasta valmistetun koordin avointa rakennetta voidaan myös selvästi esittää upottamalla pieni pätkä, esim. 1 cm, veteen. Lyhyen ajan kuluttua, esimerkiksi 15 minuutin sisällä, koordi purkautuu itsestään yksittäi-25 siksi kuiduiksi. Keksinnön mukaisesta langasta tehtyjen koordien RFL-kaston parantunut absorptio ilmenee myös RFL-kaston aikaansaamassa koordin tiheydessä. Verrattuna tunnettuihin koordeihin tällaisen koordin tiheys on pienempi .

30 Kovetetun epoksiyhdisteen lisäksi keksinnön mukai set langat voivat sisältää yhtä tai useampaa tavanomaista viimeistelyainetta. On todettu, että käytettäessä siitä valmistettua koordia kumin vahvisteena, erityisesti adheesio paranee, kun lanka varustetaan 0,1-5 paino-%:lla yhtä 35 tai useampaa yhden tai useamman rasvahapon polyglykoli- csteriä. On edullista, että lanka sisältää 0,3-1,0 paino-% 8 76596 öljyhapon polyglykoliesteriä. Tämä tuote on kaupallisesti saatavissa nimellä Leomin OR.

Keksinnön mukainen lanka voidaan kääriä lankakää-röksi sen ollessa kierteettömässä tai lähes kierteettö-5 mässä tilassa. Saadut lankakääröt ovat erityisen sopivia käytettäviksi lähtöaineena koordien valmistuksessa, jotka on tarkoitus käyttää kumin tai synteettisten aineitten vahvistusaineina. Keksinnön mukainen lanka voidaan haluttaessa kiertää ennen sen käärimistä kääröksi.

10 Keksinnön mukainen lanka on erityisen sopiva vahvis- tekoordin valmistukseen. Tämä koordi voidaan saada aikaan kiertämällä yhteen yksi tai useampia monikuitulankakäärö-jä, joista vähintään yksi koostuu kokonaan tai osaksi keksinnön mukaisesta kuitulangasta. Eräässä keksinnön to-15 teutustavassa koordi tehdään kiertämällä yhteen monikui- tulankakääröjä, jotka kaikki kokonaan muodostuvat keksinnön mukaisesta langasta. Keksinnön toisessa suoritusmuodossa vähintään yksi koordin kääröistä koostuu kokonaan tai osaksi polyesterimonikuitulangasta, joka on varustet-20 tu liimapinnoitteella. Näin esikäsitelty polyesterilanka on kuvattu US-patenttijulkaisussa nro 3 383 242.

Keksinnön mukainen lanka voidaan yhdistää muiden lankojen kanssa, kuten polyamidi-, regeneroitu selluloosa-, lasi-, teräs- ja hiililankojen kanssa. Esimerkiksi kierre-25 tyssä tai kiertämättömässä tilassa se voidaan yhdistää koordiksi viskoosiraionin, nailon 6 ja/tai nailon 66 kanssa. Ne langat, joiden kanssa keksinnön mukainen lanka yhdistetään, voidaan esikastaa tai jättää kastamatta. Yleensä alifaattiset polyamidilangat tai regeneroidut sel-30 luloosalangat on mahdollista yhdistää keksinnön mukaisen langan kanssa kun niitä ei ole esikasteltu.

Erinomainen toteutusmuoto on koordi, joka on tehty kiertämällä yhteen vähintään kaksi monikuitulankakääröä, joista vähintään yksi muodostuu keksinnön mukaisesta lan-35 gasta ja muista kääröistä vähintään yksi muodostuu rege- 9 76596 neroidusta selluloosasta. On edullista, että tällainen yhdistelmäkoordi muodostuu keksinnön mukaisesta poly-p-fenyleenitereftaaliamidilangasta ja tavanomaisesta vis-' koosilangasta, jolle ei ole suoritettu mitään kastoa.

5 US-patenttijulkaisusta nro 4 389 830 tunnetaan yh- distelmäkoordit, jotka on valmistettu esikäsittelemättö-mästä poly-p-fenyleenitereftaaliamidilangasta ja viskoosista raionista. Näiden tunnettujen koordien todella suotuisat ominaisuudet paranevat edelleen, jos käytetään kek-10 sinnön mukaista lankaa, joka on varustettu liimapinnoit-teella esikäsittelemättömän poly-o-fenyleenitereftaali-amidilangan asemesta. Sen vuoksi keksintö myös kohdistuu yhdistelmäkoordeihin, jotka on esitetty US-patenttijulkaisussa 4 389 839, johon kuitenkin sisältyy keksinnön mukai-15 nen poly-p-fenyleenitereftaaliamidilanka, joka on varustet tu liimapinnoitteella. Keksinnön mukaisesta langasta ja esikäsittelemättömästä viskoosiraionista tehty yhdistelmäkoordi voidaan helposti kastaa tavanomaisella yksivaiheisella laitteella sellaisen tuotteen muodostamiseksi, jolla 20 on erinomaiset vahvisteominaisuudet.

Keksinnön mukaisella langalla, joka on varustettu kovetetulla epoksipinnoitteella tai siitä tehdyllä koordil-la, kuten edellä on kuvattu, on se etu, että haluttaessa se voidaan sisällyttää vahvistemateriaalina niin kutsuttui-25 hin itseliimautuviin kumeihin ilman, että sen olisi läpikäytävä enempiä kastokäsittelyjä. Sen vuoksi se on sopiva sellaisten käyttäjien käytettäväksi, joilla ei ole käytettävissään kastolaitetta. Sellaiseen käyttöön, jossa asetetaan suuria vaatimuksia langan tai koordin ja matriisimate-30 riaalin väliselle adheesiolle, kovetetulle epoksiyhdisteel- le levitetään toinen liimapinnoite. Sen koostumus voi olla vastaavanlainen kuin toinen kastopinnoite, joka levitetään kaksivaiheisessa kastoprosessissa. On edullista, että toinen liimakerros muodostuu resorsinolin, formaldehydin ja 35 kumilateksin kovetetusta seoksesta.

10 7 6 5 9 6

Keksinnön mukaista lankaa, sellaisenaan tai koordik-si tai kankaaksi valmistettuna ja varustettuna toisella liimakerroksella tai ilman sitä, voidaan käyttää vahviste-aineena synteettisille tai luonnon polymeereille, jotka 5 käyttäytyvät kumin ja muiden synteettisten aineiden tavoin, mm. kestomuoveille ja kertamuoveille.

Esimerkkeinä näistä aineista voidaan mainita luonnon kumi, polubutadieeni, polyisopropyleeni, poly(butadieeni-styreeni), polu(butadieeniakryylinitriili) , poly(etyleeni-10 propyleeni), poly(isobuteeni-isopreeni), polykloropreeni, polyakrylaatti, polyuretaanit, polysulfidit, silikonit, polyvinyylikloridi, polyeetteriesterit, polymeroidut tyydyttämättömät polyesterit ja epoksihartsit.

Keksinnön mukaisen langan valmistamiseen voidaan 15 käyttää erilaisia menetelmiä. Nämä menetelmät ovat myös osa keksintöä. Esimerkiksi täysin jatkuvana toimintana ja suoraan kytkettynä lähtölangan kehräysprosessiin voidaan kierteettömälle langalle levittää kovettuvaa epoksiyhdis-tettä ja yhtä tai useampaa kovetinainetta, mitä seuraa 20 epoksiyhdisteen kuivaus ja/tai kovetus. Eräässä suoritusmuodossa kierteettömän tai käytännöllisesti katsoen kier-teettömän lähtölangan käsittely kovettuvalla epoksiyhdis-teellä on erillinen, jatkuva tai epäjatkuva toiminta, jota ei ole integroitu kehräysprosessiin.

25 Kaikissa tapauksissa kovettamisen aikana langan jän nitys on edullisesti yli 5 mN/tex.

Aromaattisten polyamidien valmistus ja niiden kehräys on kuvattu julkaisussa Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 3. painos, osa 3 (1978) s. 213-242. US-pa-30 tenttijulkaisussa nro 4 320 081 on julkaistu märkäkehruume- netelmä, joka sopii erityisen hyvin kehrättäessä poly-o-fe-nyleenitereftaaliamidia monikuitulangaksi.

Märkäkehruumenettelyyn kytkettynä kovettuvan epoksiyhdisteen levittäminen voidaan suorittaa kehrätyn langan 35 pesua seuraavien eri prosessivaiheitten kuluessa tai vä- n 76596

Iillä. Edullisessa menetelmässä epoksiyhdiste ja sopiva kovetinaine levitetään pestylle, ei-kuivalle langalle.

On edullista, että käytetään epoksiyhdisteen laimeaa vesi-seosta (yli 90 paino-% vettä) ja yhtä tai useampaa emäk-5 sistä kovetinainetta. Näin käsitelty lanka kuivataan seu-raavaksi ja haluttaessa sille suoritetaan jokin erityis-kovetuskäsittely, minkä jälkeen se kelataan kääröksi. Levittämällä epoksiyhdistettä langalle, kun se vielä on märkää eikä sitä ole etukäteen kuivattu, saadaan lanka, jon-10 ka vapaan epoksidin pitoisuus on hyvin alhainen, suhteellisen lyhyen kuivaus- ja/tai kovetuskäsittelyn jälkeen korkeintaan 300°C:n lämpötilassa. Oletetaan, että tämä suotuisa tulos on epoksiyhdisteen erittäin suuren reagoimiskyvyn ansiosta vasta kehrättyjen kuitujen paisuneessa rakentees-15 sa. On edullista, että käytetty kovetinaine on amiini, langalle levitettävän seoksen epoksiyhdiste/amiinin painosuhteen ollessa 50:1 - 1:1. Edullinen amiini on piperatsiini. Haluttaessa voidaan käyttää amiinien seosta, kuten piper-atsiinin ja imidatsolin seosta. On edullista, että kovetet-20 tava epoksiyhdiste muodostuu kokonaan tai pääasiassa glyserolin diglysidyylieetteristä. Kun epoksiyhdiste- ja kovetin-aineseos on levitetty, lankaa kuivataan edullisesti 130-350°C lämpötilassa ja seuraavaksi sille suoritetaan kove-tuskäsittely lämpötilassa 150-300°C.

25 Kuivauksessa ja kovettamisessa käytetään tavanomai sia menetelmiä ja laitteita, kuten kuumia rumpuja, kuumia levyjä, kuumia teloja, kuumia kaasuja, höyrylaatikoita, infrapunakuumentimia ja vastaavia. Edullisesti ei kuivaus-käsittelyn eikä kovetuskäsittelyn tulisi kestää kauempaa 30 kuin 10 sekuntia.

Yllä kuvattu täysin jatkuva prosessi, jossa langan kehrääminen on yhdistetty märän langan epoksiyhdisteellä pinnoittamiseen, voidaan suorittaa langan nopeuksilla, joita yleisesti käytetään kehrättäessä poly-p-fenyleeni-35 tereftaaliamidia. Yleensä lanka kulkee peräkkäisten proses- sivaiheitten läpi nopeudella, joka on suurempi kuin 200 m/min, 12 76596 edullisesti suurempi kuin 300 m/min. Epoksiyhdiste voidaan myös levittää langalle kuivauksen jälkeen. Tämä toimenpide voidaan suorittaa yhdistettynä kehräykseen tai erillisenä. On todettu, että myös tällä tavoin, edellyt-5 täen, että käytetään sopivia olosuhteita, saadaan lanka, jolla heti valmistuttuaan on riittävän alhainen vapaan epoksidin pitoisuus. Alhainen vapaan epoksidin pitoisuus saavutetaan käsittelemällä lankaa kohotetussa lämpötilassa. Taloudellisista syistä ja mahdollisesti langan ominai-10 suuksia huonontavista vaikutuksista johtuen ei tällaista käsittelyä kuitenkaan pidetä suotavana. On havaittu, että tuote, jolla on alhainen vapaan epoksidin pitoisuus saadaan sovittamalla kierteettömälle tai käytännöllisesti katsoen kierteettömälle, kuivatulle poly-p-fenyleenitere-15 ftaaliamidilangalle seos, joka sisältää glyserolin gigly- sidyylieetteriä, piperatsiinia ja/tai imidatsolia ja haluttaessa saattamalla näin käsitelty lanka 1-25 sekunniksi kuivauskäsittelyyn 220°C-230°C lämpötilassa. Langalle levitettävän diglysidyylieetterin määrä on 0,01-0,5 paino-%, 20 edullisesti 0,3-1,0 paino-%, laskettuna kuivasta langasta. Sekä piperatsiinia että imidatsolia kuuluu langalle levitettävään seokseen n. 5-50 %, edullisesti 10-40 %, diglysidyylieetterin painosta laskettuna.

Haluttaessa voidaan epoksiyhdistettä ja kovetinai-25 netta sovittaa langalle ei seoksena vaan erikseen, joko ennen tai jälkeen kuivauskäsittelyn. Siten epoksiyhdistettä (ilman kovetinainetta) voidaan levittää kuivaamattomalle langalle, joka sitten kuivataan, minkä jälkeen epoksiyhdisteko-vetetaan Lewis ' in hapolla, esimerkiksi BF3~eteraatilla huoneen-30 lämpötilassa. Tuotteen adheesion parantamiseksi edelleen sille voidaan sovittaa 0,1-5,0paino-%, edullisesti 0,4-1,0 paino-% viimeistelyainetta. Edullinen viimeistelyaine on rasvahapon tai rasvahapposeoksen polyglykoliesteri, kuten Leomin OR.

Vaihtoehtoisesti tai lisäksi viimeistelyaine voidaan 35 sovittaa langalle prosessin edellisessä vaiheessa, esimer- 13 76596 kiksi välittömästi ennen kuivausta tai sen jälkeen ja samanaikaisesti tai eri aikaan epoksiyhdisteen kanssa. Käytettävät epoksiyhdiste, kovetinaineet, katalysaattori ja viimeistelyaine levitetään tunnettujen nesteaplikaattoreit-5 ten avulla. Tähän tarkoitukseen voidaan käyttää hipaisute-laa, jonka langan kanssa kosketukseen tuleva pinta liikkuu samaan tai vastakkaiseen suuntaan kuin lanka. Hipaisutela kostutetaan tavanomaisesti levitettävällä nesteellä, esimerkiksi siten, että pyörivä hipaisutela on osittain upo-10 tettu nesteeseen.

Keksinnön mukainen lanka voidaan varustaa tavallisilla apuaineilla, kuten pinta-aktiivisilla aineilla, anti-staattorisilla aineilla ja muilla tavallisesti käytetyillä viimeistelyaineilla. Keksinnön mukaiset prosessit sallivat 15 esikäsitellyn monikuitulangan lankakääröjen nopean valmis- tyksen yksinkertaisilla välineillä aromaattisesta polyamidista, tarkemmin sanoen poly-p-fenyleenitereftaaliamidista, joka ei sisällä vapaita epoksiyhdisteitä ihmisen terveydelle haitallisessa määrin, ja jonka tuloksena on ilman mitään 20 jatkokastokäsittelyä tai yksivaiheisen kastokäsittelyn jäl keen vahvisteaine, jolla on suotuisa adheesio- ja väsymis-käyttäytyminen.

Langan vapaan epoksidin pitoisuus määritellään pääasiassa seuraavasti. 2 g lankaa uutetaan kahden tunnin ajan 25 dikloorimetaanilla Soxhlet-uuttimessa. Uute haihdutetaan kuiviin tyhjöpyöröhaihduttimessa huoneenlämpötilassa. Tietyn dikloorimetaanimäärän lisäyksen jälkeen epoksidipitoi-suus määritetään seuraavasti: Liuoksen annetaan reagoida 20 minuutin ajan huoneenlämpötilassa 2,4-dinitrobentseeni-30 sulfonihapon dioksaaniliuoksen kanssa. Seuraavaksi liuos tehdään emäksiseksi tetrahydrobutyyliammoniumhydroksidilla ja saatu oranssi väri mitataan spektrofotometrisesti 498 nm kohdalla.

Reagensseina käytetään: 35 a) dikloorimetaania(analyysipuhdas) 14 76596 b) 2,4-dinitrobentseenisulfonihappo (esim. Eastman Kodak), 0,4 % (paino/til.) dioksaanissa (analyysipuhdas) c) tetrabutyyliammoniumhydroksidi, 0,1 mooli/1 propanoli/ metanolissa (esim. Merck) 5 Keksinnön mukaisen langan vapaan epoksidin pitoisuu den mittausmenetelmä on seuraava: a) uuttamisputkeen mitataan noin 2 g lankaa lähimmän 1 mg tarkkuudella (p grammaa) b) uutetaan Soxhlet-laitteessa 2 tunnin ajan dikloorime- 10 taanilla c) haihdutetaan dikloorimetaaniuute kuiviin huoneenlämpötilassa tyhjöpyöröhaihduttimen avulla d) lisätään pipetillä 1 ml dikloorimetaania ja sekoitetaan kunnollisesti pyörteitä muodostaen.

15 (Kun haihdutuksen jälkeen jäännös sisältää enemmän kuin 1,5 mikromoolia epoksidia, suurempi tilavuus dikloorimetaania lisätään tarkasti pipetillä ja näyte siirretään 10 ml mittapulloon, minkä jälkeen toimitaan kuten kohdasta e) alkaen on esitetty.

20 e) lisätään 1 ml 2,4-dinitrobentseenisulfonihappoliuosta ja sekoitetaan kunnollisesti pyörteitä muodostaen f) 20 minuutin kuluttua lisätään 1 ml tetrabutyyliammonium-hydroksidiliuosta voimakkaasti sekoittaen. Lisätään pipetillä 7 ml dikloorimetaania, jälleen voimakkaasti se- 25 koittaen g) täsmälleen 5 minuutin kuluttua tetrabutyyliammoniumhyd-roksidin lisäämisestä mitataan liuoksen absorbanssi käyttäen vettä sokeana kokeena 1-cm kyvetissä (mitattu absorbanssi E^; emäksen lisäyksen jälkeen väri ensin 30 voimistuu; 5 min. kuluttua se pysyy suhteellisen vakiona muutaman minuutin ajan ja alkaa sitten haalistua.) h) suoritetaan sokea koe samalla tavalla, alkaen kohdasta d) (mitattu absorbanssi Eq) i) luetaan kalibrointikäyrältä, joka on alla kuvatun mukai- 35 sesti laadittu, epoksiryhmien määrä (q moolia), joka vastaa E^-Eq 15 76596

Kalibrointikäyrä saadaan seuraavasti: j) Valmistetaan glyserolin diglysidyylieetterin tarkistus-liuos käyttäen seuraavaa menettelyä: liuotetaan kaupallinen tuote, esim. GE 100 (Raschig 5 GmbH) noin 150 mg:aan dikloorimetaania ja laimennetaan 100 ml:ksi. Laimennetaan 10 ml tätä liuosta 100 ml:ksi. Tämä laimea liuos sisältää noin 1 umoolia epoksidia/ml. Tarkka väkevyys lasketaan määrittämällä käytetyn kaupallisen tuotteen (esim. GE 100) pitoisuus kuten tarkemmin 10 seuraavassa on kuvattu.

k) Sovelletaan menetelmää kohdasta e) lähtien 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 ja 1,0 ml:lie laimennettua tarkistusliuosta.

l) Piirretään käyrä epoksiväkevyyksistä(pnoolia/10 ml koeliuosta) vastaavien absorbanssiarvojen funktiona.

15 Tarkistusliuoksen valmistuttua käytetyn kaupallisen tuot teen (esim. GE 100, Raschig GmbH) määritys suoritetaan seuraavasti: m) punnitaan noin 250 mg kaupallista tuotetta (a grammaa), liuotetaan jääetikkaan ja täytetään 100 ml:ksi mitta- 20 pullossa n) pipetoidaan 25 ml tätä liuiosta 100 ml:n dekantteriin ja lisätään pipetillä 25 ml setyylitrimetyyliammonium-bromidireagenssia (16 g 200 ml:ssa jääetikkaa) o) titrataan potentiometrisesti perkloorihapolla jääeti- 25 kassa (0,1 moolia/1 = t moolia/1 (v^ ml) p) suoritetaan sokea titraus käytetyillä kemikaaleilla (vQ, ml)

Kaupallinen tuote sisältää tällöin 30 - mmoolia epoksidia/gramma a (Esillä olevan keksinnön esimerkkien piirissä suoritettujen määritysten kalibrointikäyrän laatimisessa käytettiin 35 kaupallista tuotetta GE100, joka sisälsi 6,7 mmoolia epok-sia/gramma.) 16 76596

Langan vapaan epoksidin pitoisuus on: ^ moolia epoksidia/kg lankaa jossa 5 q =^umoolia epoksidia näyteliuoksessa p = lanka grammoina punnittuna ennen uuttamista.

Kuitujen lujuus, murtovenymä, LASE 1 % ja lähtöker-roin ASTM D 885 mukaan mitataan kierteettömällä langalla, joka muodostaa kuitukimpun, tai koordilla Instron tensile 10 tester-laitteen avulla (Instron Engineering Corp., Canton, Massachusetts, USA).

Lankoja kierretään etukäteen 90 kierrettä/m. Koordin LASE 1 %:n määrittämiseksi sille annetaan 20 mN/tex esijännitys. Kaikkia mittauksia varten näytteitä vakioidaan 16 15 tunnin ajan lämpötilassa 20°C ja 65 %:n suhteellisessa kosteudessa. Mittaukset suoritetaan vastaavasti ilmastoidussa huoneessa.

Vetokokeet suoritetaan viisinkertaisesti näytteillä, joiden mittauspituus on 50 cm ja vakiovetonopeudella 5 cm/min. 20 Kuitunäytteen lineaarinen tiheys määritetään punnit semalla tietyn pituinen näyte (100 cm jännityksellä 0,1 cN/dtex). Lanka- ja koordinäytteiden tiheys mitataan ti-heysgradienttiputkessa 23°C:ssa.

Koordien adheesio kumiin määritetään sen H-koe-mene-25 telmän mukaisesti, joka on kuvattu julkaisussa ASTM D

2138-72. Tulokset ilmaistaan vakion kaksikastokoordin prosentteina (menettely kuvattu esimerkissä VI, lanka B). Edelleen mainitaan kumipeite (RC)-prosentti.

Keksintöä kuvataan edelleen seuraavissa esimerkeissä.

20 Esimerkki 1 Tämä esimerkki kuvaa epoksiyhdisteen ja kovetinai-neen levittämismenettelyä märälle, aikaisemmin kuivaamat-tomalle, kierteettömälle langalle kehräysprosessiin integroituvassa toimenpiteessä.

35 Valmistettiin kehruumassa sekoittamalla väkevä (99,8 paino-%) rikkihappolumi hienonnettuun poly-p-feny- 17 76596 leenitereftaaliamidiin, jonka ominaisviskositeettiluku on 5,2. Ominaisviskositeettiluku laskettiin polymeerin vir-tausajoista 96 paino-%:sessa rikkihapossa (0,5 g polymeeriä 100 ml:ssa) ja puhdas liuotin mitattiin kapillaarivisko-5 simetrissä 25°C:ssa. Kehruumassa sisälsi 19,0 paino-% po-ly-p-fenyleenitereftaaliamidia.

Kehruumassasta poistettiin ilma, se lämmitettiin 90°C:een yksiruuvisuulakepuristimessa ja syötettiin keh-ruusuulakkeeseen suodattimen ja kehruupumpun kautta. Keh-10 ruusuulakkeessa oli 1000 kehruuaukkoa, joiden halkaisija oli 60 ^um.

Kehruumassa puserrettiin kehruuaukkojen läpi ja sen jälkeen peräkkäin 8 mm pituisen ilmavyöhykkeen ja koagu-lontikylvyn läpi. Tämä kylpy oli laimea rikkihappovesi-15 liuos (noin 5 paino-%), jonka lämpötila oli noin 10°C.

Näin muodostunut kuitukimppu johdettiin peräkkäin neutra-lointikylvyn läpi, joka sisälsi laimeaa natriumkarbonaatti-liuosta ja pesukylvyn läpi, jossa kuidut pestiin perusteellisesti vedellä noin 75°C:ssa. Ylimäärä tarttuneesta vedes-20 tä poistettiin puserrustelaparin avulla. Kuivaamaton kuitu-kimppu johdettiin seuraavaksi ensimmäisen hipaisutelan yli, joka oli osittain upotettu seokseen, joka sisälsi epoksiyh-distettä, emäksistä kovetinainetta, pinta-aktiivista ainetta ja vettä, josta suolat oli poistettu. Tältä hipaisu-25 alueelta lanka otti 20-30 paino-% mainittua seosta. Seuraavaksi lanka johdettiin kahdeksan kuivausrummun sarjan yli lämpötilassa 170°C. Lanka oli kosketuksessa rumpujen pintaan 4-5 sekunnin ajan. Seuraavaksi lanka johdettiin neljän kovetinrummun sarjan yli (kosketusaika 2,5 sekuntia) lämpö-30 tilassa 240°C (yhdessä kokeessa lämpötila oli 170°). Seuraavaksi lanka varustettiin 0,6 paino-%:11a Leomin OR vii-meistelyainetta nesteaplikaattorin avulla, jonka muodosti neula ja syöttöpumppu, minkä jälkeen lanka kelattiin kääröksi nopeudella 250 m/min. Saadun langan lineaarinen ti-35 heys oli dtex 1680.

18 76596

Seuraavia prosessiolosuhteita vaihdeltiin: a) ensimmäisen hipaisutelan levittämän epoksiyhdisteen sisältävän seoksen koostumus, b) kovetinrumpujen lämpötila, 5 c) osa langoista varustettiin jälkiviimeistelyaineella ja osaa langoista ei jälkiviimeistely.

Saatujen lankojen ominaisuudet on esitetty yhteenvetona taulukossa A.

10 Taulukko A

Koe nro_IA IB_1C ID IE

1. hipaisutelan langalle a a b c d levittämä seosmäärä paino-% 0,4 0,6 0,9 1,2 0,6 15 Kovetuslämpötila (°C) 240 240 240 240 170 Jälkiviimeistelyaineen määrä (paino-%) 0,6 0,6 0,0 0,0 0,6

Langan ominaisuudet:

Adheesio (suht. %) 100 100 100 95 90 20 RC (%) 70 70/70 70 60 70

Vapaan epoksidin pitoisuus (mmooleja/kg) 1,7 4,1 5,3 6,6 2,4 1. Hipaisutelan levittämän seoksen koostumukset a-d ja niiden määrät painoprosenteissa on annettu taulukossa B.

25

Taulukko B

Koostumus_a_b_c_d

Glyserolin diglysidyylieetteri (GE 100, valm. Raschig) 1,98 1,98 1,98 120

Piperatsiini 6 H20 0,22 0,22 0,22 0,25 30 Aerosol OT (5 %) *) 0,25

Leomin 0RR **) 1,0 2,20

Imidatsoli 0,25

Etyleeniglykoli 0,30

Etanoli 19,6 35 Vesi, josta suolat poistettu 97,55 96,70 95,60 78,4 19 76596 *) Aerosol OT on pinta-aktiivinen aine (toimittaja American Cyanamid Company), joka koostuu dioktyylinatrium-sulfosukkinaatista **) Leomin OlP^ on viimeistelyaine, jota markkinoi Hoechst 5 ja joka koostuu rasvahappojen polyglykoestereistä

Esimerkki II

Tämä esimerkki kuvaa epoksiyhdiste-kovetinaineseok-sen levittämistä kuivatulle kierteettömälle langalle keh-ruuprosessiin integroidussa operaatiossa.

10 Käytettiin samaa menettelyä kuin esimerkissä I poik keuksena seuraavat muutokset. Pesukäsittelyn jälkeen vielä märät kuitukimput varustettiin 0,1 paino-%:lla Leomin OR ensimmäisen pyörivän hipaisutelan avulla. Seuraavaksi lanka johdettiin kahdeksan kuivausrummun sarjan yli lämpöti-15 lassa 170°C langan ja rumpujen pinnan välisen kosketusajan ollessa 4-5 sekuntia. Seuraavaksi lanka johdettiin toisen pyörivän hipaisutelan yli, jonka avulla lanka varustettiin epoksi-yhdiste-kovetinaineseoksella, joka oli liuotettu veteen tai etanolin ja veden seokseen (sekoitussuhde 1:1).

20 Näin kostutettu lanka johdettiin yli kovetusrumpujen (240°C, kosketusaika 2,5 sekuntia). Näin käsitelty lanka varustettiin sitten 0,6 paino-%:lla Leomin OR:ää neulasta ja syöttöpumpusta muodsotuvan nesteaplikaattorin avulla. Lopuksi lanka kelattiin kääröksi nopeudella 250 m/min.

25 Langan lineaarinen tiheys oli dtex 1680. Tulokset on annettu taulukossa C.

Taulukko C

Koe nro_2A_2B_2C

2. Hipaisutelan langalle levittämän e e f 30 seoksen määrä (paino-%) 0,4 0,6 0,6

Langan vapaan epoksidin pitoisuus (mmoolia/kg) heti kelauksen jälkeen 7,0 9,8 0,8 1 viikon huoneenlämpötilassa varastoinnin jälkeen 3,0 0,1 35 Seoksen e ja f koostumukset levitettiin toisen hipai sutelan avulla ja painoprosenttimäärät on annettu taulukossa D.

20 7 6596

Taulukko D

Koostumus_e_f

Glyserolin diglysidyylieetteri (GE 100, valm. Raschig) 1,98 1/95

Piperatsiini 6 H20 0,22 0,3

Aerosol OT (5 %) 0,25

Imidatsoli 0,45

Etyleeniglykoli 0,3

Etanoli 48,5

Vesi, josta suolat poistettu 97,55 48,5

Esimerkki III

Esimerkissä I kuvattu menettely toistettiin suorittaen pestylle kuitukimpulle seuraava, muunneltu käsittely. Vielä kuivaamaton kuitukimppu kostutettiin 2,5 paino-% 15 GE 100 (glyserolin glysidyylieetteri) ja 97,5 paino-% vettä sisältävällä seoksella. Lanka otti 0,6 paino-% epoksi-yhdistettä. Seuraavaksi lanka johdettiin yli kahdeksan kui-vausrummun sarjan lämpötilassa 170°C, kosketusaika oli 4-5 sekuntia. Seuraavaksi lanka johdettiin huoneenlämpöti-20 lassa läpi kammion (non 2 sekunnin ajan), joka oli täytetty BF^-dietyylieteraattihöyryllä. Sitten lanka viimeistel-tiin 0,6 paino-%:11a Leomin OR nesteaplikaattorin avulla (neula ja syöttöpumppu) ja kelattiin kääröksi. Välittömästi kelaustoimenpiteen jälkeen langan vapaan epoksidin pi-25 toisuus määriteltiin kahdeksi ja todettiin olevan 0,9 ja 1,2 mmoolia/kg, vastaavasti. Selmoissa olosuhteissa suoritettu koe, paitsi että BF3~eteraattikäsittely jätettiin pois, tuotti langan, jonka vapaan epoksidin pitoisuus oli 38,0 ja 38,0 mmoolia/kg, vastaavasti.

30 Esimerkki IV

Tämä esimerkki kuvaa kovettuvan epoksiyhdisteen levittämistä kuivatulle langalle toimenpiteessä, jota ei suoraan ole kytketty kehräämisprosessiin.

Kuiva poly-p-fenyleenitereftalaattiamidilanka viimeis-35 teltiin 0,8 paino-%:11a Leomin OR ja kelattiin lankakäärök-si. Saadulle kuivalle, kierteettömälle langalle suoritet- 21 76596 tiin seuraavat käsittelyt. Lankakäärö kelattiin vierittäen auki ja johdettiin samalla peräkkäin pyörivän hipai-sutelan yli, läpi höyrylaatikon (lämpötilan 230° ja 280°, vastaavasti, viipymisaika 12 sekuntia), ohi nesteaplikaat-5 torin ja kelattiin lopuksi. Hipaisutelalla lanka päällystettiin seoksella, jonka koostumus on mainittu taulukossa D kohdassa e). Nesteaplikaattoria käyttäen lanka viimeis-teltiin 0,6 paino-%:lla Leomin OR. Näin käsitelty lanka sisälsi 0,5 paino-% hartsia.

10 240° C ja 280°C:ssa, vastaavasti kovetetun langan vapaan epoksidin pitoisuus oli 9,0 ja 7,5 mmoolia/kg. Esimerkki V (vertaileva)

Valmistettiin kaksi poly-p-fenyleenitereftaaliamidi-lankaa: 15 A. US-patenttijulkaisun 4 121 901 esimerkin 4a mukaan B. US-patenttijulkaisun 4 121 901 esimerkin 4b mukaan Näiden lankojen adheesio kumiin ja vapaan epoksidin pitoisuus määritettiin. Tulokset on esitetty yhteenvetona taulukossa E.

20

Taulukko E

US 4 121 901 Esim. 4a Esim. 4b

Adheesio (suht- %) 70 90 25 RC (%) 40 60

Vapaan epoksidin pitoisuus (mmoolia/kg) heti kuivumisen ja kovettamisen jälkeen, vast. 30,7 17,5-17,7 1 viikon kuluttua (huoneenlämpötilassa) 22,2 15,9-16,6 30 2 viikon kuluttua (huoneenlämpötilassa) 19,1 15,8-16,0 Nämä tulokset esittävän aikaisemmin tunnettujen lankojen pysyvästi suuren vapaan epoksidin pitoisuuden.

22 76596

Esimerkki VI

Kaksi poly-p-fenyleenitereftaaliamidilankaa, joiden kuminankin lineaarinen tiheys oli dtex 1680 ja jotka oli muodostettu 1000 kuidusta, valmistettiin seuraavasti: 5 A. Lanka kehrättiin ja käsiteltiin epoksiyhdiste-kovetin-aineseoksella kuten on kuvattu esimerkissä 1, koe IA. Ko-vetuskäsittelyssä lanka kuitenkin johdettiin läpi höyry-laatikon (lämpötila 240°C, viipymisaika 5 sekuntia), ja hartsia levitettiin langalle 0,6 paino-%.

10 B. Lanka kehrättiin, pestiin ja kuivattiin samalla tavalla kuin on kuvattu esimerkissä I paitsi, että langalle ei levitetty lainkaan epoksikovetinainetta.

Langat A ja B valmistettiin edelleen kiertämällä kaksi kuitukimppua molempia näitä lankoja 330 kierrosta/m 15 ja yhdistämällä saadut kimput koordiksi, jonka kierre oli sama, mutta vastakkaiseen suuntaan kuin kimppujen. Siten saatiin langoista A ja B koordit rakenteeltaan dtex 1680 x 2 (330/330).

Samalla tavalla langoista A ja B muodostettiin koor-20 dit, joiden rakenteet olivat dtex 1680 x 3 (270/270) ja dtex 1680 x 2 x 3 (190/190).

Langasta B tehdyt koordit kastettiin epoksiyhdistee-seen yleensä kaksikastoprosesseissa käytetyissä olosuhteissa. Menettely oli seuraava.

25 Käsiteltävä koordi syötetään kouruun, joka on täytet ty kastonesteellä, jossa koordi kohdetaan yli telan jännityksellä 25 mN/tex. Kastokylvystä tultuaan koordi, samassa jännityksessä pitäen, johdetaan läpi uunin, jossa sitä lämmitetään 60 sekunnin ajan lämpötilassa 245°C. Näin epoksi-30 yhdisteellä varustettu koordi kelataan kääröksi.

Kastonesteen koostumus on seuraava (prosentit ovat painoprosentteja):

Vesi, josta suolat poistettu 86,0 %

NaOH 5 % 2,0 % 35 Kaprolaktaami 10,0 %

Glyserolin diglysidyylieetteri 2,0 % 23 7 6 5 9 6

Koordille levitetyn hartsin määrä on 0,3-0,5 paino-%. Näin saatujen koordien ominaisuudet on esitetty yhteenvetona taulukossa F.

Tässä taulukossa on myös mainittu vastaavien koordien 5 ominaisuudet sen jälkeen, kun ne on varustettu resorsinoli- formaldehydi-lateksi (RFL) kastolla alalla tavallisella tavalla. Tätä tarkoitusta varten koordit syötetään 25 mN/tex jännityksessä RFL kastonestekylpyyn ja niitä lämmitetään seuraavaksi 90 sekunnin ajan 230°C:ssa pitäen yllä sama 10 jännitys.

RFL-kasto sisälsi 20 paino-% kiinteää ainetta ja se oli saatu sekoittamalla 524,0 osaa vettä, 37,0 osaa esi-kondensoitua resorsinoli-formaldehydihartsia (75 %), 18,6 osaa formaliinia (37 %), 410 osaa vinyylipyridiinilateksia 15 (Gentac, valm. General Tire, 41 %) ja 10,4 osaa ammoniakkia (25 %). Kaikki ovat paino-osia.

Taulukko F

Lanka A (keksintö) B (vertailu)

Koordi (epoksipin- 1680 1680 1680 1680 1680 1680 20 ta ilm. RFL-pintaa) x x x x x x _2_3 2x3 2_3_2x3

Lineaarinen tih.

(dtex) 3535 5391 10899 3553 5229 10649

Lujuus N 471,1 744,3 1402,0 475,6 749,7 1436,0 25 Venymä % 5,19 5,97 61,9 4,50 5,02 4,86 LASE 1 % mN/tex 140,0 105,7 96,9 233,8 209,2 190,9

Tiheys g/ml 1,447 1,445 1,445 1,454 1,452 1,456

Kierrekerroin 16311 16492 16501 16313 16203 16249 Jäykkyys N/tex_2284 1743 1599 3814 3390 3102

Koordi (epoksipinta, 30 RFL-pinta)_

Lineaarinen tih.

(dtex) 3923 6065 12011 3826 5661 11551

Lujuus N 532,7 769,2 1546,0 545,5 730,4 1459,0

Venymä % 4,92 5,02 5,70 4,68 5,01 5,23 LASE 1 % N 83,07 124,7 203,8 94,15 128,2 223,3 35 Tiheys g/ml_1,399 1,400 1,395 1,416 1,415 1,418 24 7 6 5 9 6

Taulukon F tiheys- ja lineaarinen tiheys -tiedoista seuraa, että keksinnön mukaisesta langasta tehtyjen koor-dien RFL-kastonosto on suurempi kuin aikaisemmin tunnettujen koordien. Tämän huomion kanssa on yhtäpitävää se, että 5 keksinnön mukaisten koordien jäykkyysluku on alle 3000 N/tex.

Esimerkki VII

Tämä esimerkki kuvaa katalysaattorin sisältävän epoksikovetinaineen levitystä.

Poly-p-fenyleenitereftaaliamidilanka (1680 tex flOOO) 10 kehrättiin esimerkissä I kuvatun menetelmän mukaan. Pesu-käsittelyn jälkeen vielä märkä kuitukimppu viimeisteltiin 0,1 paino-%:lla Leomin OR pyörivän hipaisutelan avulla, kuivattiin ja kelattiin lankakääröksi. Kuivalle, kierteet-tömälle langalle suoritettiin seuraavat käsittelyt. Lanka-15 käärö kelattiin vierittäen auki johtaen lanka samalla pyörivän hipaisutelan yli, läpi höyrylaatikon (lämpötila 240°C, viipymisaika 16 sekuntia) ja sitten lanka kelattiin kääröksi. Hipaisutelalla lanka päällystettiin seoksella, jonka koostumus on mainittu taulukossa G. Tulokset on esitetty 20 yhteenvetona taulukossa H.

Taulukko G

Koostumus_g_h_i

Glyserolin diglydidyylieetteri (GE 100 valm. Raschig) 1,98 1,98 1,98 ^ Piperatsiini 6 I^O 0,22 0,22 0,22

Aerosol OT (5 %) 0,25 0,25 0,25

Epilink 23<β *) 0,11 0,22

Vesi, josta suolat poistettu 97,55 97,44 97,33 (¾ 3Q *) Epilink4* 230 on Akzo Chemie-firman toimittama katalysaattori ja se muodostuu teknisesti puhtaasta 2,4,6-tris-(dimetyyliaminometyyli)fenolista.

25 76596

Taulukko H

Koe nro 7A 7B 7C

Hipaisutelan langalle g hi levittämän seoksen 5 määrä (paino-%) 0,6 0,6 0,6

Langan ominaisuudet

Adheesio (suht. %) 95 80 75 RC (%) 60 40 30

Vapaan epoksidin pitoisuus 10 (mmooleja/kg) heti kelauksen jälkeen 6,2 1,7 0,5

Claims

1. Monikuitulanka, joka kokonaan tai oleellisesti koostuu aromaattisesta polyamidista ja on varustettu kove-5 tetun epoksiyhdisteen liimapinnoitteella, jolloin epoksi-yhdisteessä on keskimäärin 2-4 epoksiryhmää molekyyliä kohti ja se on sovitettu langalle vesiliuoksena tai dispersiona, joka edullisesti sisältää 0,3 - 10 paino-% epoksi-yhdistettä, tunnettu siitä, että langan lujuus on 10 vähintään n. 10 - 35 CN/dtex, murtovenymä n. 1 - 10 %, lähtökerroin vähintään n. 200 - 1300 CN/dtex ja että kovetetun epoksiyhdisteen määrä langassa on n. 0,01 - 5 paino-%, ja että langan vapaa epoksidipitoisuus ei ole suurempi kuin 10 mmoolia/kg.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lanka, tunnet- t u siitä, että vapaa epoksidipitoisuus on alle 2 mmoolia/kg .

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen lanka, tunnettu siitä, että langan jäykkyysluku on pienem- 20 pi kuin 3000 N/tex.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen lanka, tunnettu siitä, että lanka kokonaan tai oleellisesti muodostuu poly-p-fenyleenitereftaaliamidista.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukai- 25 nen lanka, tunnettu siitä, että lanka on kokonaan tai käytännöllisesti katsoen kokonaan kierteetön.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen lanka, tunnettu siitä, että liimapinnoite saadaan kovettamalla seos, joka sisältää epoksiyhdistettä ja yhtä tai 30 useampaa emäksistä kovetinainetta.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen lanka, t u n τη e t t u siitä, että liimapinnoite saadaan kovettamalla seos, joka sisältää glyserolin diglysidyylieetteriä ja amiinia.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen lanka, tun nettu siitä, että amiini on piperatsiini. 27 76596

9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen lanka, tunnettu siitä, että liimapinnoite saadaan kovettamalla seos, joka sisältää glyserolin diglysidyylieetteriä, pipe-ratsiinia, imidatsolia ja etyleeniglykolia.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen lan ka, tunnettu siitä, että lanka sisältää 0,3-1 paino-% kovetetusta epoksiyhdisteestä muodostuvaa liima-pinnoitetta .

11. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukai- 10 nen lanka, tunnettu siitä, että lanka on varustettu 0,1 - 5 paino-%:11a yhtä tai useampaa yhden tai useamman rasvahapon polyglykoliesteriä.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen lanka, tunnettu siitä, että lanka sisältää 0,3 - 1,0 paino-% 15 öljyhapon polyglykoliesteriä.

13. Lankakäärö, tunnettu siitä, että se sisältää jatkuvan lankapituuden patenttivaatimuksen 1 mukaista lankaa ja että aromaattinen polyamidi on poly-p-fenyleenitereftaaliamidi ja että lanka on kokonaan tai 20 käytännöllisesti katsoen kokonaan kierteetön.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen lankakäärö, tunnettu siitä, että se sisältää lankaa, jonka jäykkyysluku on alle 3000 N/tex.

15. Koordi, joka on tehty kiertämällä yhteen yksi 25 tai useampia monikuitulankakimppuja, tunnettu siitä, että näistä kimpuista vähintään yksi kokonaan tai osittain muodostuu jonkin vaatimuksen 1-12 mukaisesta langasta.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen koordi, tunnettu siitä, että se on tehty kiertämällä yhteen 30 monikuitulankakääröjä, jotka kaikki kokonaan koostuvat jonkin patenttivaatimuksen 1-12 mukaisesta langasta.

17. Patenttivaatimuksen 15 mukainen koordi, tunnettu siitä, että vähintään yksi kimpuista on viskoo-siraionista.

18. Patenttivaatimuksen 15 mukainen koordi, t u n - 28 7 65 9 6 n e t t u siitä, että vähintään yksi kimpuista muodostuu polyesterimonikuitulangasta, joka on varustettu kovetetun epoksiyhdisteen liimapinnoitteella.

19. Jonkin patenttivaatimuksen 15 - 18 mukainen 5 koordi, tunnettu siitä, että se on myös varustettu toisella liimapinnoitteella, joka on sovitettu kovetetulle epoksiyhdisteelle.

20. Patenttivaatimuksen 19 mukainen koordi, tunnettu siitä, että toinen liimapinnoite muodostuu kove- 10 tetusta resorsinolin, formaldehydin ja kumilateksin seoksesta .

21. Kangas, tunnettu siitä, että se on kokonaan tai osittain tehty jonkin patenttivaatimuksen 1-12 tai 15 - 20, vastaavasti mukaisesta langasta tai koordis- 15 ta.

22. Kuituvahvisteinen tuote, tunnettu siitä, että vahvistava materiaali koostuu jonkin patenttivaatimuksen 1-12 tai 15 - 21, vastaavasti mukaisesta langasta, koordista tai kankaasta.

23. Menetelmä jonkin patenttivaatimuksen 1-12 mu kaisen monikuitulangan valmistamiseksi, joka sisältää vaiheet, joissa aromaattinen polyamidiliuos kehrätään koagu-lointikylpyyn ja peräkkäin pestään, kuivataan ja kelataan tuloksena olevaksi monikuitulangaksi, tunnettu sii- 25 tä, että pesu- ja kuivauskäsittelyjen välillä kierteettö-mälle langalle sovitetaan kovettuva epoksiyhdiste ja yksi tai useampia emäksisiä kovetinaineita, ja kuivaamisen ja kelaamisen välillä vapaavalintaisesti suoritetaan kovetus-käsittely.

24. Patenttivaatimuksen 23 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kovetinaineena käytetään amiinia ja painosuhde epoksiyhdiste/amiini langalle sovitettavassa seoksessa on alueella 50:1 - 1:1.

25. Patenttivaatimuksen 23 tai 24 mukainen menetel- 35 mä,tunnettu siitä, että kovetinaineena käytetään piperatsiinia. 29 76596

26. Jonkin patenttivaatimuksen 23 - 25 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että epoksiyhdisteen muodostaa kokonaan tai oleellisesti glyserolin diglysidyyli-eetteri.

26 7 6 5 9 6

27. Jonkin patenttivaatimuksen 23 - 26 mukainen me netelmä, tunnettu siitä, että lanka kuivataan lämpötilassa 130 - 250°C ja sille suoritetaan seuraavaksi ko-vetuskäsittely lämpötilassa 150 - 300°C.

28. Jonkin patenttivaatimuksen 23 - 27 mukainen 10 menetelmä, tunnettu siitä, että kuivauskäsittelyn kesto ei ole pitempi kuin 10 sekuntia.

29. Patenttivaatimuksen 25 tai 26 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kovetuskäsittelyn kesto ei ole pitempi kuin 10 sekuntia.

30. Jonkin patenttivaatimuksen 23 - 29 mukainen me netelmä, tunnettu siitä, että menetelmä suoritetaan täysin jatkuvana ja kehruu- ja pesutoimenpiteiden jälkeen lanka johdetaan kaikkien peräkkäisten menetelmävaiheiden läpi nopeudella vähintään 200 m/min.

31. Jonkin patenttivaatimuksen 1-12 mukainen moni- kuitulangan valmistusmenetelmä, tunnettu siitä, että aromaattisesta polyamidista valmistetulle kierteettö-mälle tai käytännöllisesti katsoen kierteettömälle kuivatulle monikuitulangalle sovitetaan seos, joka sisältää 25 glyserolin diglysidyylieetteriä, piperatsiinia ja/tai imi-datsolia, ja näin käsitellylle langalle suoritetaan kove-tuskäsittely 1-25 sekunnin ajan lämpötilassa 220 - 300°C.

32. Jonkin patenttivaatimuksen 23 - 31 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kovetetulla epoksi- 30 yhdisteellä varustetulle langalle sovitetaan 0,1-5 pai-no-% viimeistelyainetta, jonka muodostaa yhden tai useamman rasvahapon polyglykoliesteri. 30 7 6 5 9 6