DE2227003A1

DE2227003A1 - Faser, Stoff und Verfahren zur Herstellung einer Faser durch Schmelzenspinnen

Info

Publication number: DE2227003A1
Application number: DE19722227003
Authority: DE
Inventors: James Eggertsville; Frechette Francis J. Tonawanda; Wohrer Luis Carl Lewiston; N.Y. Economy (V.St.A.)
Original assignee: The Carborundum Co., Niagara Falls, N.Y. (V.StA.)
Priority date: 1971-06-01
Filing date: 1972-06-02
Publication date: 1972-12-14
Also published as: FR2140129B1; FR2140129A1; GB1388177A; DE2227003C3; JPS4912123B1; CA1016326A; DE2227003B2; US4110277A

Description

■»ATtfäiAMWÄLYE ** WERNER COHAUSU-DiPt-Jr₁₀-VZILHELM FLORACK · Di_fW*«. RUDOLF KNAUF

4 DUMckfor?, Scfamannstrafi· 9?

'The Carborundum Company
1625 Buffola Avenue

Niagara Palls, Hew York/tfSA 30. Mai 1972

PaBflr« Stoff und Verfahren zur Herstel

spinnen

Die Erfindung betrifft eine Faser, einen Stoff und ein Verfahren zur Herstellung einer Paser durch Schmelzenspinnen. Dabei werden aliphatieche ITylons als Modifizierungsmittel für Phenolharze eingesetzt, die für das Schmelzenspinnen von Phenolharzfasera verwendetywerden, um die Schmelzenspinneharakteristiken der Phenolharze zu verbessern und um die festigkeit der entstehenden Fhenolharzfasern zu erhöhen«

Phenolharze sind zu bekannt, als daß sie hier mehr als eine kurze Beschreibung erfordern würden. Ausgedehnte Erörterungen von Phan®lharzen finden sich beispielsweise in A.A.E. VJhitehouse et al., Phenolic Resins, American Elsevier Publ. Co., Inc., New York (I968), und in Gould, Phenolic Resins, Eeinhold Publ. Corp., New York (1959)·

Phenolharze werden durch die Kondensation eines Phenole und eines Aldehyds hergestellt. Das verwendete Phsnol ist meistens Phenol salbst;, es können aber eine Vielzahl von Phenolen sowie Gemisch® davon Terwesdet werden, beispielsweise ein Phenol, das in dar Ortho-, Msta-Para-Poeition substituiert ist, voransgessetst, daß und Para-Poeitionen nicht substituiert sind, m& ®ia© Querverbindung su «raöglichea. Ictpsi·«ahead aind dl® Aldehyd« ein^eeetst vordea, wobei loxn%ld«3ävd da» sa w<i£t®nt®& i»t. jtatepreohend sind viele verschiedene Artsa -won PhsjsqIliadsaa koa» aersiell erhältlich.

Pne&olh&rse werden allgemein eingestuft entweder als Resole ©der als Hovolaoe. Resole werden normalerweise dadurch hergestellt, d&S die Kon-

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den·«ticn mit tinea molaren Überschuß des Aldehyde und in Gegenwart eines alkalischen Katalysator«! durchgeführt wird. Besole sind durch da· Torhandensein von Kethylolgruppen darin bestimmt, die es Möglich machen, ein Härten und Quervezbinden über Methylenbindungen duroh Varne allein su bewirken. Novolace werden gewöhnlioh dadurch hergee-tt-Jt, daB ein saurer Katalysator und ein geringer molarer Überschuß des P»enole verwendet werden. Novolace sind duroh das fehlen von Hethylolgruppen bestimmt, und degemäß können sie nicht allein duroh Wärme gehärtet und querverkettet werden, sie erfordern nämlich zusätzlich das Vorhandensein einer Quelle an Methylengruppen und vorzugsweiß· einen geeigneten Katalysator.

UnβchmeIzbare gehärtete Pheno!fasern sind eine vergleichsweise neue Entwicklung in der Geschichte der Phenolharze. Sie werden gewöhnlioh dadurch hergestellt, daß eine Schmelze eines Phenolharzes verfasert wird, beispielsweise durch Schmelzenspinnen oder durch Blasen (d.h. das fallenlassen eines dünnen Strona der Schmelze in die Bahn eines Gasstrahls wie Luft, was den Strom verfasert), um schmelzbare ungehärtete Phenolharzfasern entstehen zu lassen, die anschließend behandelt werden, um das Harz zu härten oder querzubinden, und zwar mindestens bis zum Punkt der Unsohmelzbarkeit. Wenn das Phenolharz, das man wählt, ein Hesol ist, wird ein solches Härten lediglich durch Erwärmung bewirkt. Venn das gewählte Phenolharz ein ilovolac ist, wird ein Härten durch Erwärmung in Gegenwart einer Quelle von Methylengruppen bewirkt, beispielsweise Hexamethylentetramin, Paraformaldehyd oder Formaldehyd, und vorzugsweise auch in Gegenwart eines azidischen oder basischen Katalysators, wobei Hexamethylentetramin einigermaßen einzigartig ist, da es sowohl als eine Methylengruppe als auch als ein basischer Katalysator fungiert. Eine besonders vorteilhafte Kethcde für die Herstllung unschmelzbarer gehärteter Novolacfasern ist bereits vorgeschlagen worden. Pasern können auch aus Geaisches von Reaolen und Novolacen in jedem gewünschten Verhältnis hergestellt werden, wobei die Härtungsbedingungen in Hinsicht auf die Kiächungsverhäitnicse gewählt werden.

Unschmelzbare gehärtete Phenolharzfasern haben eine Reihe eehr vorteilhafter Eigenschaften, die sie für sahlreeieche Anwendungsfälle von Nmetzen machen. Die möglicherweise wichtigste Eigenschaft ist deren ausgeprägte

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Flammbeständigkeit. Bei einer Einwirkung einer Flamme schmelzen df· Pa-Bern nicht, da Bie nicht schmelzbar sind, vielmehr verkohlen sie, un Kohlenstofffasern entstehen zu lassen, die die Form und die angenäherten Abmessungen der ursprünglichen Fasern veiter beibehalten und di· weiter einen extrem wirkungsvollen Schutz vor Flammen bieten. Si· Fasern sind demgemäß von großem Nutzeffekt in der Herstellung von n«eea«neohut»kl*idung, ferner von Vorhängen, Teppichen, Polsterung und dergleichen, di· tür besonderen Verwendung in Bereichen geeignet sind, in denea ein 7««er •ine besondere Gefahr bildet. Soloh« Fasern biete« MOh ein· sehr wirkung volle thermische und akustisch· Isolierung, und wiederum sind si· besonders nützlich in der Anwendung in Bereichen, in denen Feuer ein'· Gefahr darstellt. Die Fasern haben allgemein geeignet· meohanieohe Eigenschaften wie Festigkeit und Bruohlängung, um deren Verarbeitung in Garn, gewebte und gewirkte Stoffe und dergleichen zu ermöglichen, ferner in die verschiedensten nicht gewebten Formen wie Filz, Vatte und Papier. Sie Textilverarbeitungemethoden, mit denen garbeitet wird, um dies· verschiedenen Produkte herzustellen, hängen natürlich von der Form ru verarbeitender Fasern ab, beispielsweise Stapel, durchgehend· Fäden oder durchgehende mehrfädige Garne, und das wiederum hängt von dem Verfahren ab, mit dem gearbeitet wird, um das Phenolharz zu Verfasern.

Das gewählte Phenolharz kann durch Verblasen verfasert werden, wozu gehört, daß das Harz geschmolzen wird und daß ein dünner Strom der Schmelze in die Bahn eines Gasstrahls fallengewlassen wird, beispielsweise Luft, um den Strom zu verfasern, wobei die entstehenden Fasern schnell abgekühlt und verfestigt werden, um damit 3inen Stapel entstehen zu lassen, dier aus einer Vielzahl schmelzbarer ungehärteter Phenolharzfasern veränderlicher Länge und veränderlichen Durchmessers besteht. In Anbetracht der recht komplizierten Textilverarbeitung, die erforderlich ist, um solohe 'Stapelfasern in bestimmte Arten nützlicher Form wie Stoffe zu bringen, ist es im allgemeinen weitaus vorteilhafter, ein Schmelzenspinnen als die Methode zum Verfasern des Phenolharzes einzusetzen, wodurch einzeln· durchgehende Fäden oder vorzugsweise durchgehende mehrfädige Garene entstehen, die sich im allgemeinen weitaus besser für eine weitere Textilverarbeitung in die gewünschte Endform eignen. Am einfachsten wird ein durchgehender Faden nach unten auB einer Düse im Boden eines Behälters

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geaogen, der das geschmolzene Phenolharz enthält, uobei der Faderf aufgewickelt und auf einer rotierenden Aufnahttespule gesammelt wird, die unter der Düce siezt und die auch dazu diont, den Faden zu dämpfen, während er aus der Düse gesogen wird, ehe er sich abkühlt und erstarrt, wenn er mit der Atmosphäre zwischen der Düse und der Spule in Berühr^ kommt. Vorzugsweise jedoch werden eine Vielzahl solcher Fäden gleichzeitig eua einer Vielzahl Ton Düsen gezogen, beispielsweise in einer Buchse oder in einer Spinnerette. In einem solchen Fall ist es üblich, eine geeignete Vorrichtung zu verwenden, um die erstarrten Fäden in einem durchgehenden mehrfädigen Garn zusammenzufassen, ehe sie auf der Aufnahmespulen aufgewickelt werden, und auch einen Überspannungemechanismus zu verwenden, um das durchgehende mehrfädige Garn gleichförmig über die Länge der Aufnahmespule hinweg zu verteilen.

Die Herstellung ungehärteter Phenolharzfasern in der Form kontinuierlicher Fäden und durchgehender mehrfädiger Garne geht jedoch beim Schmelzenspinnen mit bestimmten Schwierigkeiten einher. Ein häufiges Reißen der Fäden vor deren vollständiger Erstarrung tritt insbesondere an der Düse oder etwao daraunter auf, und zwar als Folge der Schmelzspinnen-Charakteristiken von Phenolharzen. Nach einer gewissen Zeit wird der gerissene Faden ersetzt, da das geschmolzene Harz aus der Düse naoh unten tropft, um einen neuen Faden zu bilden, dessen Ende schließlich die Aufnahmespule erreicht und von ihr aufgenommen wird, bis jedoch die Aufnahme durch sie erfolgt, ist der neu gebildete Faden erheblich dicker im Durchmesser. Ferner haben schmelzbare ungehärtete Phenolharzfasern im allgemeinen eine relativ geringe Festigkeit, und demgemäß tritt ein er-^Nhebliches Fadenreißen auf, während die erstarrten Fäden durch die Auffangvorrichtung und durch den Über spftnnungsiieohani emus laufen und während sie auf die Aufnahaespule aufgewickelt werden. Andere Sohwierigkeiten entspringen der Tatsache, dafl die freien Enden gerissener fäden an der Spule dazu neigen, sioh mit anderen Fäden zu verheddern, um e· damit schwierig oder gar unmbglkcb zu nachon, das Garn von der Spule abzuwickeln. In Anbetracht dieser verschiedenen Probleme_f die durch einen Fadenriß hervorgerufen werden, hat es eich als recht schwierig erwiesen, Fhenolhanfasern in der Form kontinuierlicher Fäden und kontinuierlicher mehrfädiger Garne herzustellen, besonder« mit einem relativ gleichförmigen Durchmes-

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3er der Fädon.

Sa sind eine Vielzahl von Stoffen als Modifizierungsmittel für Phenolharze in? Versuch zur Verbesserung der Schmelzenspinncharakterietlken derselben und zur Erhöhung der Festigkeit der daraus hergestellten Fasern ausprobiert worden, bisher hat jedoch keiner dieser Stoffe sich als effektiv erwiesen. Erfindungsganäß jedoch ist festgestellt worden, daß aliphatieohe KyIonβ besonders wirkungsvolle Modifizierungsmittel für Phenolharze von beiden Standpunkten aus sind. Sie aliphatischen NylAona verbessern die Schmelzenspinncharakteristiken von Phenolharzen in ausgeprägter Weise und reduzieren damit drastisch den Bruch der nioht verfestigten Fäden, was auch zu einem geringeren Auftreten einer neuen Fadenbildung und zu einer entsprechenden Verbesserung in der Gleichförmigkeit im Durchmesser führt. Die aliphatischen Nylons führen auch zu einer Erhöhung in der Festigkeit der ungehärteten Phenolharsfasern, um damit das Beißen der verfestigten Fasern an den verschiedenen Punkten mechanischer Belastung während des Schmelzenspinnvorgang» zu reduzieren. Demgemäß erleichtert die Aufnahme eines geeigneten Verhältnisses eines aliphatischen Nylons in Phenolharzen, die für ein Schmelzenspinnen verwendet werden sollen, die Herstellung von kontinuierlichen Fäden und kontinuierlichen mehrfädigen Garnen relativ im Durchmesser gleichförmiger Fäden außerordentlich.

Der Begriff ¹¹UyIon" wird als ein lineares, faserbildendes Kunstharz aus der Gruppe verstanden, die als Polyamide bekannt ist, und in diesem Sinne wird der Begriff hier verwendet. Faeerbildende Polyamide werden mitunter als Superpolyamide bezeichnet. Polyamide im allgemeinen und Nylons im besonderen sind zu bekannt, als daß hier eine ausgedehnte Beschreibung erforderlich wäre. Deren Herstellung, Eigenschaften usw. werden voll in solchen Werken wie in D.H. Floyd, Polyamide Resins, Eeinhold Publ. Corp., Hew York (1958)ι abegehandelt. Polyamide sind Ssynthetische polymere Kondensationsprodulcte, die sich wiederholende Amidgruppen in der Polymerkette enthalten. Lineare Polyamide, d.h. jene, in denen die Polymerketten nicht verzweigt sind, werden im allgemeinen entweder durch Auiokondensation ·4·* einer Honoaminomonocarboyxylsäukre oder eines Derivats davon oder durch Cokondensation eines Diamines und einer Dicarboxylsäure oder

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Derivate davon hergestellt, llylons sind zusätzlich au linearen Polyamiden dadurch gekennzeichnet, da2 sie ein ausreichend hohe3 Molekulargewicht haben, um in Fasern gezogen werden zu können. JLliphatische Nylons sind jene, die aus aliphatischen Ilonoiaeren hergestellt werden, und ßie enthalten demgemäß keine aromatischen oder ungesättigten S^ruktureinheiten in der Polymerkette.

Bin herkömmliches System der Nomenklatur wird üblicherweise verwendet, um spezielle aliphatische Nylons zu bezeichnen, lliphatische Nylons, die durch Autokondensation eines einzigen aliphatischen Iminosäuremonomerβ oder eines Derivates davon hergestellt werden, werden duroh eine einzige Zahl bezeichnet, die die Anxahl von Kohlenstoffatomen im Monomer angibt. Nylon-6 bezeichnet also Poly-^Epeilon-Caprolaotam), das durch die Autokondensation von Bpsilon-Amonocaproinsäure oder deren Lactam hergestellt wird j Nylon-11 bezeichnet Poly-(Omega-Undecan*ea«i»id), das durch die Automkondensation von 11-Aminoundecanoiniäure hergestellt wirdj und Nylon- 12 bezeichnet Poly-(Omega-Dodecaneamid), daa durch die Automkondensation von 12-Aminododecanoinsäure oder Dodecanolaotam hergestellt wird. Aliphatische Nylons, die durch die Eokondensation eines aliphatischen Diamine und einer aliphatischen Dicarboxylsäure oder Derivaten davon hergestellt werden, werden durch zwei Zahlen bezeichnet, von denen die erste die Anzahl von Kohlenstoffatomen, die die Stickstoffatome des Diamins trennen, und die zweite die Anzahl geradkettiger Kohlenstoffatome in der Dicarboxylsäure bezeichnen. Hylon-6,6 bezeichnet also 4Poly-(Hexamethylenadipamid), das durch die Kokondensation von Hexamethylendiamin und 9a Adipinsäure hergestellt wird; liylon-6,10 bezeichnet Poly-(llexamethylensebacamid), das hergestellt wird durch die Kokondenoation von Hexamethylendiamin und Sebacinsäure; und ITylon-6,12 bezeichnet Poly-(Hexamethylendodeeanoamid), das hergestellt wird durch die Kokondensation von Hexamethylendiamin und Dodecanoinsäure. Zusätzlich zu den vorstehenden kommerziell erhältlichen aliphatischen Nylons gehören zu Beispielen für andere aliphatische llylons, die für die Durchführung der Erfindung brauchbar sind, jene, die wie folgt bezeichnet sind, von denen die misten oder alle ebenfalls kommerziell erhältlich sind» 7; 8j 5} 1Oj 4»4f 6,4} 6,7} 0,8; 6,9} 8,10; 8,12; 10,10; und 10,12.

Erfindungsgemäß werden die Schjaelsenspinnvcharakteristiken eines Phenol-

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harzes dadurch verbessert, daß darin von etwa 5$ bis etwa 30$ und vorzugsweise ve» etwa 10^o eines aliphatischen HyIonε aufgenommen werden, wobei diese Prozentsätze auf das Gewicht bezogen sind, basierend auf dem Gesamtgewicht des Phenolharzes und des aliphatischen Nylons. Bas Nylon kann in dem Phenolharz durch ein bekannten geeignetes Verfahren nach Belieben eingeführt werden, beispielsweise durch Auflösen des Nylons in einer Schmelze des Harzes oder durch Auflösen des Phenolharzes\und des Nylons in einem beiderseitigen Lösungsmittel und anschließender Entfernung des Lösungsmittels. Am besten wird eine Schmelzenspinnlösung direkt durch Schmelzen des Phenolharzes und Auflösen des aliphatischen Nylons darin hergestellt. Da keine Reaktion zwischen dem ITylion und dem Phenolharz erfolgt, bestehen aus einem solchen nylon-modiflzierten Phenolharz hergestellte Pasern im wesentlichen aus dem ungehärteten Phenolharz und aus etwa 5% bis etwa JO^ des aliphatischen Nylons'. Solche Fasern zeigen eine Festigkeit, die wesentlich höher als die von Fasern ist, die aus dem Phenolharz allein hergestellt werden.

Mindestens etwa J$> des aliphatischen Nylons wird benötigt, um eine merkliche Verbesserung in dem Schmelzenepinncharakteristiken des Phenolharzes und in der Festigkeit dor daraus hergestellten Fasern zu erbringen. Die Festigkeit der ungehärteten Phenolharzfasern nimmt mit zunehmenden Mengen an Nylon zu, jedoch nimmt die Flammenbeetändigkeit der fertigen unschmelzbaren gehärteten Phenolharzfaeern mit zunehmendem Gehalt an Nylon ab, wobei etwa 30$ Nylon die maximale Menge ist, die diese Eigenschaft nicht in schwerwiegender Weise beeinträchtigt. Etwa 10$ Nylon dürfte die optimal· Menge sein, da diese Menge die Flammenbeetändigkeit der fertigen ausgehärteten Phenolharzfasern nioht wesentlich reduziert, jedoch eine Erhöhung in der Festigkeit des ungehärteten Fasern in der Größenordnung von50$ bewirkt und den Sohmelzenpspinncharakteristiken des Phenolharzes praktisch eine maximale Verbesserung verleiht.

Gegebenenfalls kann dme nylen-modifizierto Phenolhar» gemäß der Erfiadung duroh Yerblanwi anstatt duroh Sehnelsenspinnen verfasert verdea, eVgleiek es keinen tosenderen Torteil für die Venrendune dieses Hodisfiiiexufigsalttels tür diesen Fall gibt. Jedenfalls können die nylon-modifiziertea wg«fc&rtet<n Fhenolharxfasera vie üblich gehärtet werden, wobei das ffylon

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k«in«B merklichen Effekt auf die HärtbaÄeit de* Phenolhars·» hat.

Mttinixme wird im nachfolgenden unter Bezugnahme auf dl· Beispiele näher erläutert, die die Erfindung veranschaulichen, aber nicht beschränken «ollen.

Beispiel 1 - Kontrolle

Sin loTolao vird in herkömmlicher Weise durch Kondensieren τοη rozaaldehyd mit einem geringen molaren Überschuß an Phenol in Gegenwart einer katalytisohen Menge Oxalsäure hergestellt. Hach der Reinigung zur Entfernung eventueller.Verunreinigungen in Partikelform und von Beetphenol hat das Harz ein zahlenmäßig durchechnittlicheB Molekulargewicht von etwa 700· Das Harz wird verfasert, d.h. in Pasern geformt, und zwar durch Schmelzenepinnen, wobei 38 Fäden gleichzeitig auf einer Schmelze bei 127°C durch eine Spinnerette gezogen werden, die JG Kreisdüsen mit einem Durchmesser von 0,23 mm und in einer Länge von 0,5 mm hat, und zwar mit einer Geschwindigkeit von 615 m/min. Sie Schmelzentemperatur, mit der gearbeitet wird, ißt die optimale Temperatur in Hinsicht auf einen geringsten Fadenriß. Kit den Ziehen der Fäden und nach dem Verfestigen derselben gehen sie durch eine Sammelvorrichtung, in der sie in ein« J8-fädiges kontinuierliches Garn zusammengefaßt werden, und dann gehen sie durch einen überEpannungsmechanir.inu3, der dac-Garn gleichmäßig über die Oberfläche einer rotierenden Aufnahoiespule verteilt. Das Schmelzenspinnen wird weitergeführt, bis etwa '$0 Gramm Fasern auf der Spule aufgenommen worden sind, und während dieser Zeit wird festgestellt,daß die durchschnittliche Häufigkeit eines Fadenrisses an und unmittelbar unter den Düsen 10 Risse pro Minute, beträgt, d.h. einer der j$b Fäden reiß im Durchschnitt alle 6 Sekunden. Die entstehenden ungehärteten Phenolharzfasern haben eine durchschnittliche Festigkeit von 0,3 Gramm/Denier.

Ein Härten des Phenolharezec wird wie folgt bewirkt. Die Fasern auf der Spule werden in zwei Liter einer wässrigen LöEung getaucht, die 10Jb Paraforaialdehyd als eine Quelle für Hethylengruppen und 18?£ HCl als einen Katalysator enthält, und ζyar bei Raumtemperatur (etwa 25⁰C). Die Lösung wird in zwei Stunden auf AC⁰C erwärmt, dajin auf den Siedepunkt (1O3°C) in einer Zeit von 1,5 Stunden, wobei die Temperatur 2 Stunden lang auf

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dem Jiedepunkt gehalten wird. Danach werden die Fasern herausgenommen, mit Wasser gewaschen und in Luft bei etwa 60 C getrocknet. Die entstehenden unschmelzbaren gehärteten Phenolharzfasern haben eine durchschnittliche Festigkeit von 1,7 Gramm/Denier und eine durchschnittliche Bruchlängung von 4ΐ/-·

Beispiele 2-10

Eime Folge vergleichender Schmelzenspinnläufe wird durchgeführt, wie sie in Tabelle I zusammengefaßt sind, und zwar unter Verwendung des gleichen Phenolharzes, wie es in Beispiel 1 verwendet worden ist, jedoch unter Einschluß eines aliphatischen Nylons. Das betreffende aliphatische Nylon, mit dem in jedem Lauf gearbeitet wird, ist in der zweiten Spalte der Tabelle I angegeben, wobei die Menge an Nylon in der dritten Spalte in Prozent des Gesamtgewichts des Phenolharzes und des HyIons angegeben ist. In jedem Lauf wird dae Nylon in Phenolharz dadurch aufgenommen, daß das letztere auf 180⁰C erhitzt und das Nylon in der entstehenden Schmelze mit der Hilfe gelegentlichen Umrührens aufgelöst wird. In jedem Beispiel wird das Jchrcelaenspinnen wie im Beispiel 1 vorgenommen, mit der gleichen Apparatur und mit der gleichen Ziehgeschwindigkeit. Da der Nylon-Modifizierungsstoff jedoch die Viskosität der Phenolharzschmelze bei irgendeiner bestimmten Temperatur erhöht, ist die optimale Schmelzentemperatur für das Schmelzenspinnen für einen geringsten Fadenriß etwas höher als für den Fall des nicht modifizierten Phenolharzes, und jeder Lauf wird bei der optimalen Schmelzentemperatur durchgeftführt, die in der vierten Spalte in Tabelle I angegeben ist. Die durchschnittliche Frequenz des Fadenrisses während des Schmelzenspinnens ist in Tabelle I angegeben, ebenso die durchschnittlichen Festigkeiten der ungehärteten Phenolharzfasern, die in einigen der Läufe hergestellt wurden, zusammen mit den durchschnittlichen Festigkeiten und durchschnittlichen Bruchlängungen der Fasern nach dem Härten genau wie im Beispiel 1. Der durchschnittliche Durchmesser der Fäden in den Garnen gemäß Beispiel 1-10 liegt im Bereich von 15 bis 17 Mikron.

Wie aus Tabelle I zu ersehen ist, sind aliphatische ITylona in Mengen von 5/ü odsr nehr extreia effektive Modifizierungsmittel für Phenolharze zur Verringerung des Aui'treteuE eines Fadenrisses während des Schmelzenspin-

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Tatelle I

	HyI on	Nylon	5	Scbmelzen-	Fäden- /	Ungehärtete	Gehärtete	Harz-	-Längung
		menge	10	temp. /O \	risse/ Tf "ί Ti¹Il "f* £*	Ilarzfasern	fasern		(*)
		&)	20	( C)	4.1XI-LU. U C	Durchschnitt.	Durcheohnitt	. Druch-	41
Beispiel			10			Festigkeit	Fes tigkeit /achntt	45
Nr.	Kontrolle	10	127	10	(g/den.)		37
	6,10	10	129	2		(g/den.)	35
1	6,10	10	143	0,1	0,3	1,7	35
2	6,10	10	156	0,1	0,4	1,8	34
3	11	10	143	0,1	0,5	1,9	20
4	6		158	0,1	0,7	1,7	39
VJl	6,β		141	0,5	-	1,8	31
6 ■	6,12	148	0,1	-	1,7	17
7	12 _A	158	0,2	-	1,7
8	10 Gemisch"¹'	151	0,1	-	1,9
9		0,5	1,6
		0,5	1,5

Gemisch aua Nylon-6, Nylon-6,6, und Nylon-6,10, erhältlich von Firma E.I. duFont de Nemours & Co. unter dem Warennamen Elvaoide 8061.

nens derselben. Bei einem Vergleich zwischen Beispielen 1,2, 3 "und 4 i^ßt τη sehen, da3 die durchschnittliche Festigkeit der ungehärteten Phenolharzfasern mit zunehmenden Anteilen an Nylon zunimmt und daß zwar 5^a/> Nylon ausreicht, um eine ausgeprägte Abnahme in den Fadenrissen zu bewirken, die bevorzugte Menge jedoch bei etwa 1OyC liegt, die noch wirkungsvoller ist. Aus Beispiel 5 und 4'ist jedoch zu ersehen, daß 20$ Nylon nicht merklich wirkungsvoller al3 10/ί Nylon ist, um den Fadenriß zu verringern; die größere Menge wird weniger bevorzugt, weil sie einen nachteiligen Einfluß auf die Flamaenbeständigkeit der Fasern wänach dem Härten hat. Vie im Beicpiel 10 angegeben, können Gemische aus zwei oder mehr verschiedenen aliphatischen Nylons eingesetzt werden, falls erwünscht, ein Vorteil ergibt sich daraus aber nicht, ',/ie aus Beispiel 7, 9 und 10 zu ersehen ist, haben bestimmte Arten von aliphatischen Nylons einen etwas negativen Effekt auf eine oder mehrere mechanische Eigenschaften der gehärteten Phenolharzfasern. Das dürfte wahrscheinlich auf die Anfälligkeit bestimmter Nylons gegen die Hydrolyse unter den sauren Ilärtungsbedingungen zurückzuführen sein, mit denen in den Beispielen gearbeitet wird, und das dürfte keinen Effekt bei der Wärmebehandlung von Resolfasern zur Härtung oder in der Härtung von Novolacfasern unter nicht sauren Bedingungen haben. Nichtsde-

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stoweniger werden Novolace im allgemeinen veitausnehr bevorzugt als Resole, für die Sweoko der Erfindung, da es festgestellt worden ist, daß sie sich viel besser für eine Verfaserung und für ein anschließendes Härten eignen, wobei der lefatere Schritt unter azidischen Bedingungen vorgenommen wird. Venn ein Novolac für ein Schmelzenspinnen und für ein Aushärten und azidischen Bedingungen verwendet wird, wird im. allgemeinen vorzugsweise ein aliphatieches ITylon eingesetzt, daß keinen nennenswerten negativen Einfluß auf die mechanischen Eigenschaften der entstehenden gehärteten Fhenolharzfasern hat, wobei Kylon-6,10 für diesen Zweck besonders bevoreugt wird. Je nach dem rorgesehenden Verwendungszweck für die geh&rteten Phenolherzfasern jedoch kann die Verbesserung in den Sohneleen- spinnoharakteristiken von Phenolharseen d^rch die aliphatischen Nylons ein Taktor von wesentlich größerer Bedentaag ε*1η als die Btohanisohaa liffensohaften der gehärteten Phenolh&rzfacozn.

Die Festigkeit*- und Bruohlängungssahlen, wie sie hier angegeben sind, sint im wesentlichen im Einklang ait ASTM Bezeichnung £2101-64? bestirnt, die Beniersahl ist Ik Hinkalong nit ASIH Beseichnung D1577-6OT beetiant. Prosenttahlen, wie nie hier angegeben sind, beziehen sich auf das Gewioht, wenn nichts anderes angegeben oder durch den Zusammenhang angedeutet worden ist, wie für den Fall der Bruchlängeungszahlen.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1. Faser» dadurch gekennzeichnet» daß sie im wesentlichen aus einem ungehärteten Phenolhars und von etwa 5$ tie etwa 30$έ eine· aliphatischen Hylon· besteht.

2. Faser naoh Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet» daß das Pehnolharz ein HovoIac ist*

3>. Faser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet» daß das alipahatische Kylon in einem Ausmaße von etwa 10% vorhanden ist.

4* Unschmelzbare gehärtete Fhenolharzfaser» hergestellt aus einer Faser naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß das Phenolharz in der Faser mindestens bis zum Punkt der TTnschmelzbarkeit ausgehärtet wird.

5· Stoff» dadurch gekennzeichnet, daß er im wesentlichen aus einem ungehärteten Phenolharz und von etwa 5$ bis etwa $0% eines aliphatischen Nylons besteht.

6. Stoff naoh Anspruch 10» dadurch gekennzeichnet» daß da· Phenolharz ein. Novolao ist.

7. Stoff naoh Ansprahh 11» dadurch gekennzeichnet» daß das aliphatisohe Kylon in einem Ausmaße von etwa 10j6 vorhanden ist.

8. Verfahren zur Herstellung einer Faser durch Schmelzenspinnen eines ungehärteten Phenolharze·» dadurch gekennzeichnet, daß in dem Harz vor den Spinnen zwischen etwa 5$ und etwa JO^ eines aliphatischen KyIonβ aufgenommen werden.

9. Verfahren nach Anspruch Θ» dadurch gekennzeichnet» daß als Phenolharz ein Kovolac verwendet wird.. ,

10·*Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet» daß man das aliphatische Nylon in dem Harz in einer Menge von etwa 10$ aufnimmt.

Va/Ti - 2 -

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11. Verfahren zur Herstellung einer unschmelzbaren gehärteten Phenolharzfaser durch Schmelzenspinnen eines ungehärteten Phenolharzeβ zur Herstellung einen? schmelzbaren ungehärteten Phenolharzfaser unter Aushärten des Phenolharzes mindestens bis zum Punkt der TTn&chmelzbarkeit, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ungehärteten Phenolharz vor dem Spinnen zvischenca. 5?o und ca. 30/0 eines aliphatischen Nylons aufgenommen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Pehnolharz ein NovoIac verwendet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das aliphatisohe Nylon in dem ungehärteten Phenolharz in einer Menge von etwa IO36 aufgenommen wird.

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