EP0729526B1 - Fasermischung - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine feuerfeste Stapelfasermischung aus Melaminharzfasern und Aramidfasern.
• Stapelfasern aus Melamin/Formaldehyd-Kondensationsprodukten sind bekannt, z.B. aus DE-B 23 64 091, wobei beim Spinnprozeß zur Herstellung der Melaminharzfasern der Lösung des Melaminharzes Lösungen anderer faserbildender Polymerisate zugesetzt werden können. Sie zeichnen sich durch Unbrennbarkeit, 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 Anwendungsgebieten erweist sich die geringe Abriebfestigkeit als nachteilig.
• Fasern aus Polykondensationsprodukten von Iso- oder Terephthalsäure 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 Melaminharzfasern und andererseits die Eigenschaften von Aramidfasern zu verbessern.
• Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch Mischungen der beiden Stapelfaserarten gelöst.
• Nach DE-B 23 64 091 können beim Spinnprozeß zur Herstellung der Melaminharzfasern 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 zugesetzt, wodurch die mechanischen Eigenschaften der nach dem Spinnprozeß erhaltenen Fasern verbessert werden können. Hierbei werden also Mischungen oder Lösungen verschiedener Polymerisate versponnen und dadurch Mischfasern hergestellt, während bei der vorliegenden Erfindung verschiedene fertige Fasern vermischt und dadurch Fasergemische hergestellt werden.
• A. Melaminharz-Fasern sind durch ihre hohe Temperaturbeständigkeit und Unbrennbarkeit ausgezeichnet. Ihre Herstellung 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 gehärtet. 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. Derartige Fasern weisen eine Dauertemperaturbeständigkeit bis 200°C, vorzugsweise bis 220°C auf. Ferner können untergeordnete Mengen Melamin durch substituierte Melamine, Harnstoff oder Phenol ersetzt sein. Besonders bevorzugt sind Kondensationsprodukte, erhältlich durch Kondensation eines Gemisches, enthaltend als wesentliche Komponenten
  • (A) 90 bis 99,9 Mol-% eines Gemisches bestehend im wesentlichen aus
    • (a) 30 bis 99 Mol-% Melamin und
    • (b) 1 bis 70 Mol-% eines substituierten Melamins der allgemeinen Formel I in der X, X' und X'' ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus -NH₂, -NHR und -NRR', und X, X' und X'' nicht gleichzeitig -NH₂ sind, und R und R' ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Hydroxy-C₂-C₁₀-alkyl, Hydroxy-C₂-C₄-alkyl-(oxa-C₂-C₄-alkyl)_n, mit n = 1 bis 5, und Amino-C₂-C₁₂-alkyl, oder Mischungen von Melaminen I, und
  • (B) 0,1 bis 10 Mol-%, bezogen auf (A) und (B), unsubstituierten oder mit Resten, ausgewählt aus der Gruppe aus C₁-C₉-Alkyl und Hydroxy, substituierten Phenolen, mit zwei oder drei Phenolgruppen substituierten C₁-C₄-Alkanen, Di(hydroxyphenyl)sulfone oder Mischungen dieser Phenole,
    mit
    Formaldehyd oder Formaldehyd-liefernden Verbindungen, wobei das Molverhältnis von Melaminen zu Formaldehyd im Bereich von 1 : 1,15 bis 1 : 4,5 liegt.
• B. Aramidfasern sind durch ihr günstiges Brandverhalten ausgezeichnet. Sie werden bevorzugt durch Verspinnen von Lösungen von Polykondensationsprodukten der Iso- oder Terephthalsäure mit para- oder meta-Phenylendiamin in Lösungsmitteln, wie z.B. einem Gemisch aus N-Vinylpyrrolidon und Hexamethylphosphorsäuretriamid hergestellt. Die erhaltenen Endlosfasern werden dann zu Stapelfasern geschnitten, deren Dicke gewöhnlich 5 bis 25 µm beträgt. Bevorzugte Aramidfasern sind solche auf Basis eines isomeren Poly-p-phenylenterephthalamids.
• Beide Faserarten können die üblichen Zusatzstoffe wie Füllstoffe, Farbstoffe, Pigmente, Metallpulver und Mattierungsmittel enthalten. Das Vermischen der beiden Faserarten geschieht in der Regel auf üblichen Fasermisch-Apparaturen wie sie in Vliesstoffe, Georg Thieme Verlag, beschrieben sind. Man geht 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 einer Krempelanlage vervollständigt. Die erhaltene watteförmige Bahn wird dann üblicherweise zu Garnen oder Vliesen weiterverarbeitet, wobei die in der Textilindustrie üblichen Verfahren angewandt werden können.
• Diese Garne, Vliese oder Gewebe können dann je nach Anwendungsgebiet zu verschiedenartigen textilen oder nicht-textilen Gebilden weiterverarbeitet werden.
• Mischungen mit untergeordneten Mengen an Aramidfasern, z.B. 5 bis 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 Melaminharzfasern allein eine erhöhte Festigkeit auf.
• Ferner kann man aus derartigen Garnen, die überwiegend aus Melaminharzfasern bestehen und gegebenenfalls zusätzlich noch Glas- oder Polyacrylnitrilfasern zugemischt enthalten, Reibbeläge, z.B. für Kupplungen herstellen.
• Zur Herstellung von Vliesen aus dem erfindungsgemäßen Fasergemisch, 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 erhaltenen Vlies können z.B. Filtereinsätze hergestellt werden, wobei die Filtrationsleistung gegenüber Vliesen aus Aramidfasern allein deutlich verbessert ist. Ebenso können aus dem Vlies "fireblocker" für Sitze in Verkehrsmitteln und Möbeln hergestellt werden. Ferner kann man aus dem Vlies wärme- und schallisolierende Fasermatten herstellen wie sie in EP-B 80 655 beschrieben sind. Derartige Matten zeigen eine erhöhte Festigkeit.
• Fasermischungen, die überwiegend aus Aramidfasern bestehen und z.B. einen Aramidfasergehalt von 95 bis 60, vorzugsweise 95 bis 80 Gew.-% aufweisen, sind bei der Garnherstellung im Krempelprozeß überraschenderweise mit einer höheren Geschwindigkeit verspinnbar als reine Aramidfasern. Aus derartigen Garnen können Gewebe und Vliese hergestellt werden, die z.B. für feuerfeste Anzüge oder für Hitzeblocker verwendet werden können.
• Schließlich kann man den Fasermischungen Bindefasern zusetzen und daraus Formteile herstellen. Die Bindefasern können aus Kondensationsharzen oder Thermoplasten bestehen.

Claims (10)

1. Feuerfeste Stapelfasermischung, enthaltend im wesentlichen

   A. 5 - 95 Gew.-Teile Melaminharzfasern und

   B. 95 - 5 Gew.-Teile Aramidfasern.
2. Verfahren zur Herstellung einer feuerfesten Stapelfasermischung gemäß Anspruch 1 durch Vermischen fertiger Stapelfasern, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mischung enthaltend im wesentlichen

   A. 5 - 95 Gew.-Teile Melaminharzfasern und

   B 95 - 5 Gew.-Teile Aramidfasern einsetzt.
3. Fasermischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Melaninharzfasern aus einem Melamin/Formaldehyd-Kondensationsprodukt bestehen, bei dem bis zu 30 Mol-% des Melamins durch ein Hydroxyalkylmelamin ersetzt sind.
4. Fasermischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aramidfasern aus einem Polykondensationsprodukt von Iso- oder Terephthalsäure mit einem meta- oder para-Phenylendiamin bestehen.
5. Fasermischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aramidfasern aus einem isomeren Poly-p-phenylenterephthalamid 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.