EP0729526A1 - Fasermischung - Google Patents

Fasermischung

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EP0729526A1
EP0729526A1 EP94931564A EP94931564A EP0729526A1 EP 0729526 A1 EP0729526 A1 EP 0729526A1 EP 94931564 A EP94931564 A EP 94931564A EP 94931564 A EP94931564 A EP 94931564A EP 0729526 A1 EP0729526 A1 EP 0729526A1
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fibers
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fiber mixture
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melamine
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Dominick A. Burlone
William Theuer
Heinz Berbner
Gernot Herbst
Karl Ott
Hans Dieter Zettler
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BASF SE
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    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
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    • D10B2331/02—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyamides
    • D10B2331/021—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyamides aromatic polyamides, e.g. aramides
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2929—Bicomponent, conjugate, composite or collateral fibers or filaments [i.e., coextruded sheath-core or side-by-side type]

Definitions

  • the invention relates to a mixture of melamine resin fibers and aramid fibers.
  • Fibers from melamine / formaldehyde condensation products are known, e.g. from DE-B 23 64 091. They are characterized by incombustibility, flame resistance and high heat resistance. Because of these properties, they are used in the manufacture of refractory textiles. For some applications, however, the tensile strength of the fibers is not sufficient; in other areas of application, the low abrasion resistance proves to be disadvantageous.
  • Fibers made from polycondensation products of iso- or terephthalic acid and phenylenediamine have also been known for a long time. They are also characterized by favorable fire behavior. When processing into yarn using the carding process, however, the low processing speed of the aramid staple fibers proves to be disadvantageous.
  • the invention was therefore based on the object on the one hand to improve the properties of melamine resin fibers and on the other hand to improve the properties of aramid fibers.
  • solutions of other fiber-forming polymers can be added to the solution of the melamine resin in the spinning process for producing the melamine resin bevel, including also solutions of polyamides in organic solvents.
  • Aqueous solutions of polyvinyl alcohol are preferably added to the melamine resin solution, as a result of which the mechanical properties of the fibers obtained after the spinning process can be improved. Mixtures or solutions of different polymers are thus spun and mixed fibers are thereby produced, while in the present invention different finished fibers are mixed and fiber mixtures are thereby produced.
  • meltamine resin fibers are distinguished by their high temperature resistance and incombustibility. Their manufacture and their properties are known, for example from DE-A 23 64 091. They are preferably obtained from highly concentrated solutions of melamine / formaldehyde precondensation products after adding an acidic hardener by centrifugal spinning, Threading, extruding or obtained by fibrillation processes. The fibers obtained in this way are generally predried, optionally stretched, and the melamine resin is usually cured at temperatures from 120 to 250.degree. The fibers are usually 5 to 25 ⁇ m thick and 2 to 2000 mm long.
  • Particularly temperature-resistant fibers are obtained when up to 30 mol%, in particular 2 to 20 mol%, of the melamine in the melamine resin is replaced by a hydroxyalkyl melamine, as described in EP-A 221 330 or EP-A 523 485.
  • Such fibers have a permanent temperature resistance up to 200 ° C, preferably up to 220 ° C.
  • Subordinate amounts of melamine can also be replaced by substituted melamines, urea or phenol. Condensation products obtainable by condensing a mixture are particularly preferred,
  • X, X 1 and X are selected from the group consisting of -NH 2 , -NHR and -NRR 1 , and X, X 1 and X" are not simultaneously -NH 2 , and R and R 1 are selected are made
  • residues selected from the group consisting of Ci-Cg-alkyl and hydroxy, substituted phenols, with two or three phenol groups substituted C ⁇ -C _) - alkanes, di (hydroxyphenyl) sulfones or mixtures of these phenols,
  • Formaldehyde or formaldehyde-providing compounds the molar ratio of melamines to formaldehyde being in the range from 1: 1.15 to 1: 4.5.
  • Aramid fibers are characterized by their favorable fire behavior. They are preferred by spinning solutions of polycondensation products of iso- or terephthalic acid 0 with para- or eta-phenylenediamine in solvents, such as e.g. a mixture of N-vinylpyrrolidone and hexamethyl phosphoric acid tria id. The continuous fibers obtained are then cut into staple fibers, the thickness of which is usually 5 to 25 ⁇ m. Preferred aramid fibers are those
  • Both types of fibers can contain the usual additives such as fillers, dyes, pigments, metal powder and matting agents.
  • the two types of fibers are generally mixed
  • the wadded web obtained is then usually further processed into yarns or nonwovens, it being possible to use the processes customary in the textile industry.
  • these yarns, nonwovens or woven fabrics can then be further processed into various types of textile or non-textile structures.
  • aramid fibers e.g. 5 to 35 30% by weight
  • fabrics e.g. for non-flammable curtains or aircraft textiles with very good properties, e.g. a low smoke density can be processed.
  • They alone have an increased strength compared to fabrics made of melamine resin fibers.
  • yarns which consist predominantly of melamine resin bevel and optionally additionally contain glass or polyacrylonitrile fibers, friction linings, e.g. for couplings.
  • the wadding-like web obtained in the carding process is generally used and needled.
  • filter inserts can be produced from the nonwoven obtained, the filtration performance compared to nonwovens made from aramid fibers alone being significantly improved.
  • "Fiocker" for seats in transport and furniture can also be made from the fleece.
  • heat and sound-insulating fiber mats can be produced from the fleece as described in EP-B 80 655. Such mats show increased strength.
  • Fiber blends that consist predominantly of aramid fibers and e.g. have an aramid fiber content of 95 to 60, preferably 95 to 15 80% by weight, are surprisingly spinnable at a higher speed than pure aramid fiber in yarn production in the carding process.
  • Fabrics and nonwovens can be made from such yarns, e.g. can be used for fireproof suits or for heat blockers.
  • binding fibers can be added to the fiber mixtures and molded parts can be made from them.
  • the binding fibers can consist of condensation resins or thermoplastics.

Description

Fasermischung
Die Erfindung betrifft eine Mischung aus Melaminharzfasem und Aramidfasem.
Fasern aus Melamin/Formaldehyd-Kondensationsprodu ten sind be¬ kannt, z.B. aus DE-B 23 64 091. Sie zeichnen sich durch Unbrenn- barkeit, Flammfestigkeit und hohe Wärmeformbeständigkeit aus. Aufgrund dieser Eigenschaften werden sie zur Herstellung von feuerfesten Textilien eingesetzt. Für einige Einsatzzwecke reicht jedoch die Reißfestigkeit der Fasern nicht aus, bei andern Anwen¬ dungsgebieten erweist sich die geringe Abriebfestigkeit als nach¬ teilig.
Fasern aus Polykondensationsprodukten von Iso- oder Terephthal- säure und Phenylendiamin sind ebenfalls seit langem bekannt . Auch sie zeichnen sich durch ein günstiges Brandverhalten aus. Bei der Verarbeitung zu Garn nach dem Krempelverfahren erweist sich aber die niedrige Verarbeitungsgeschwindigkeit der Aramid-Stapelfasern als nachteilig.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, einerseits die Eigenschaften von Melaminharzfasem und andererseits die Eigen- Schäften von Aramidfasem zu verbessern.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch Mischungen der beiden Faserarten gelöst.
Nach DE-B 23 64 091 können beim Spinnprozeß zur Herstellung der Melaminharzfase der Lösung des Melaminharzes Lösungen anderer faserbildender Polymerisate zugesetzt werden, u.a. auch Lösungen von Polyamiden in organischen Lösungsmitteln. Bevorzugt werden wäßrige Lösungen von Polyvinylalkohol der Melaminharzlösung zuge- setzt, wodurch die mechanischen Eigenschaften der nach dem Spinn¬ prozeß erhaltenen Fasern verbessert werden können. Hierbei werden also Mischungen oder Lösungen verschiedener Polymerisate verspon¬ nen und dadurch Mischfasern hergestellt, während bei der vorlie¬ genden Erfindung verschiedene fertige Fasern vermischt und da- durch Fasergemische hergestellt werden.
A. Melaminharz-Fasern sind durch ihre hohe Temperatur¬ beständigkeit und ünbrennbarkeit ausgezeichnet. Ihre Herstel¬ lung und ihre Eigenschaften sind bekannt, z.B. aus der DE-A 23 64 091. Sie werden bevorzugt aus hochkonzentrierten Lösungen von Melamin/Formaldehyd-Vorkondensationsprodukten nach Zusatz eines sauren Härters durch Zentrifugenspinnen, Fadenziehen, Extrudieren oder durch Fibrillierungsprozesse gewonnen. Die dabei erhaltenen Fasern, werden im allgemeinen vorgetrocknet, gegebenenfalls gereckt und das Melaminharz wird üblicherweise bei Temperaturen von 120 bis 250°C gehär- 5 tet . Die Fasern sind gewöhnlich 5 bis 25 μm dick und 2 bis 2000 mm lang. Besonders temperaturbeständige Fasern erhält man, wenn im Melaminharz bis zu 30 Mol-%, insbesondere 2 bis 20 Mol-%, des Melamins durch ein Hydroxyalkylmelamin ersetzt sind, wie in EP-A 221 330 oder EP-A 523 485 beschrieben ist.
10 Derartige Fasern weisen eine Dauertemperaturbeständigkeit bis 200°C, vorzugsweise bis 220°C auf. Ferner können untergeord¬ nete Mengen Melamin durch substituierte Melamine, Harnstoff oder Phenol ersetzt sein. Besonders bevorzugt sind Kondensa¬ tionsprodukte, erhältlich durch Kondensation eines Gemisches,
15 enthaltend als wesentliche Komponenten
(A) 90 bis 99,9 Mol-% eines Gemisches bestehend im wesentli¬ chen aus
20. (a) 30 bis 99 Mol-% Melamin und
(b) 1 bis 70 Mol-% eines substituierten Melamins der all¬ gemeinen Formel I
25 X
X' N x"
30
in der X, X1 und X" ausgewählt sind aus der Gruppe beste¬ hend aus -NH2, -NHR und -NRR1, und X, X1 und X" nicht gleichzeitig -NH2 sind, und R und R1 ausgewählt sind aus
35 der Gruppe bestehend aus Hydroxy-C2-Cιo-alkyl, Hydro- xy-C -C_j-alkyl- (oxa-C2-C_]-alkyl)rι, mit n = 1 bis 5, und Amino-C2-Cι2-alkyl, oder Mischungen von Melaminen I, und
(B) 0,1 bis 10 Mol-%, bezogen auf (A) und (B) , unsubsti-
40 tuierten oder mit Resten, ausgewählt aus der Gruppe aus Ci-Cg-Alkyl und Hydroxy, substituierten Phenolen, mit zwei oder drei Phenolgruppen substituierten Cχ-C_)-Alkanen, Di (hydroxyphenyl) sulfone oder Mischungen dieser Phenole,
45 mit
Formaldehyd oder Formaldehyd-liefernden Verbindungen, wo¬ bei das Molverhältnis von Melaminen zu Formaldehyd im Be- 5 reich von 1 : 1,15 bis 1 : 4,5 liegt.
B. Aramidfasem sind durch ihr günstiges Brandverhalten ausge¬ zeichnet . Sie werden bevorzugt durch Verspinnen von Lösungen von Polykondensationsprodukten der Iso- oder Terephthalsäure 0 mit para- oder eta-Phenylendiamin in Lösungsmitteln, wie z.B. einem Gemisch aus N-Vinylpyrrolidon und Hexamethyl- phosphorsäuretria id hergestellt. Die erhaltenen Endlosfasern werden dann zu Stapelfasern geschnitten, deren Dicke gewöhn¬ lich 5 bis 25 μm beträgt. Bevorzugte Aramidfasem sind solche
15 auf Basis eines isomeren Poly-p-phenylenterephthalamids.
Beide Faserarten können die üblichen Zusatzstoffe wie Füllstoffe, Farbstoffe, Pigmente, Metallpulver und Mattierungsmittel enthal¬ ten. Das Vermischen der beiden Faserarten geschieht in der Regel
20 auf üblichen Fasermisch-Apparaturen wie sie in Vliesstoffe, Georg Thieme Verlag, beschrieben sind. Man geht üblicherweise aus von Stapelfasern einer üblichen Länge von 1 bis 20 cm. Diese werden in der Regel über eine Fördereinrichtung einer Karde zugeführt und dort vorgemischt. Die Vermischung wird dann im allgemeinen in
25 einer Krempelanlage vervollständigt. Die erhaltene watteförmige Bahn wird dann üblicherweise zu Garnen oder Vliesen weiterverar¬ beitet, wobei die in der Textilindustrie üblichen Verfahren ange¬ wandt werden können.
30 Diese Garne, Vliese oder Gewebe können dann je nach Anwendungsge¬ biet zu verschiedenartigen textilen oder nicht-textilen Gebilden weiterverarbeitet werden.
Mischungen mit untergeordneten Mengen an Aramidfasem, z.B. 5 bis 35 30 Gew.-%, können als Garn zu Geweben, z.B. für nichtbrennbare Vorhänge oder Flugzeugtextilien mit sehr guten Eigenschaften, z.B. einer geringen Rauchgasdichte verarbeitet werden. Sie weisen gegenüber Geweben aus Melaminharzfasem allein eine erhöhte Festigkeit auf.
40
Ferner kann man aus derartigen Garnen, die überwiegend aus Melaminharzfase bestehen und gegebenenfalls zusätzlich noch Glas- oder Poiyacrylnitrilfasern zugemischt enthalten, Reibbe¬ läge, z.B. für Kupplungen herstellen.
45 Zur Herstellung von Vliesen aus dem erfindungsgemäßen Faserge¬ misch, vorzugsweise mit einem Aramidfasergehalt von 20 bis 70 Gew.-%, geht man in der Regel von der beim Krempelprozeß erhaltenen watteförmigen Bahn aus und nadelt diese. Aus dem 5 erhaltenen Vlies können z.B. Filtereinsätze hergestellt werden, wobei die Filtrationsleistung gegenüber Vliesen aus Aramidfasem allein deutlich verbessert ist. Ebenso können aus dem Vlies "fi- reblocker" für Sitze in Verkehrsmitteln und Möbeln hergestellt werden. Ferner kann man aus dem Vlies wärme- und schallisolie- 10 rende Fasermatten herstellen wie sie in EP-B 80 655 beschrieben sind. Derartige Matten zeigen eine erhöhte Festigkeit.
Fasermischungen, die überwiegend aus Aramidfasem bestehen und z.B. einen Aramidfasergehalt von 95 bis 60, vorzugsweise 95 bis 15 80 Gew.-% aufweisen, sind bei der Garnherstellung im Krempelpro¬ zeß überraschenderweise mit einer höheren Geschwindigkeit ver¬ spinnbar als reine Aramidfase . Aus derartigen Garnen können Gewebe und Vliese hergestellt werden, die z.B. für feuerfeste An¬ züge oder für Hitzeblocker verwendet werden können.
20
Schließlich kann man den Fasermischungen Bindefasern zusetzen und daraus Formteile herstellen. Die Bindefasern können aus Kondensa¬ tionsharzen oder Thermoplasten bestehen.
25
30
35
40
45

Claims

Patentansprüche
1. Fasermischung, enthaltend im wesentlichen
A. 5 - 95 Gew.-Teile Melaminharzfasem und
B. 95 - 5 Gew.-Teile Aramidfasem.
2. Verfahren zur Herstellung einer Fasermischung gemäß An- spruch 1 durch Vermischen fertiger Fasern, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß man eine Mischung enthaltend im wesentlichen
A. 5 - 95 Gew.-Teile Melaminharzfasem und B 95 - 5 Gew.-Teile Aramidfase einsetzt.
3. Fasermischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Melaminharzfase aus einem Melamin/Formaldehyd-Kondensa- tionsprodukt bestehen, bei dem bis zu 30 Mol-% des Melamins durch ein Hydroxyalkylmelamin ersetzt sind.
4. Fasermischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aramidfase aus einem Polykondensationsprodukt von
Iso- oder Terephthalsäure mit einem meta- oder para-Phenylen- dia in bestehen.
5. Fasermischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aramidfase aus einem isomeren Poly-p-phenylen- terephthalamid bestehen.
6. Verwendung der Fasermischung nach Anspruch 1 zur Herstellung von Garnen.
7. Verwendung der Fasermischung nach Anspruch 1 zur Herstellung von Bändern und Formteilen.
8. Verwendung der Fasermischung nach Anspruch 1 zur Herstellung von Geweben.
9. Verwendung der Fasermischung nach Anspruch 1 zur Herstellung von Vliesen.
10. Verwendung der Fasermischung nach Anspruch 1 zur Herstellung von Reibbelägen.
EP94931564A 1993-11-15 1994-11-04 Fasermischung Expired - Lifetime EP0729526B1 (de)

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EP (1) EP0729526B1 (de)
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