CN104271820B - 包含连续芳纶纱的织物增强体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种织物增强体，尤其是针织、螺旋、绞合、编织、线状或机织的织物增强体，其包含芳纶纱，所述纱为连续纱且提供有整理剂，所述整理剂包含磷酸单烷基酯或磷酸二烷基酯或其混合物，所述整理剂不含具有烷氧基的化合物，其中所述磷酸单烷基酯或磷酸二烷基酯整理剂具有式(I)，其中R1为支化或直链C₁-C₁₅烷基；R2为H、Li、Na、K或NH₄或者支化或直链C₁-C₁₅烷基；且M为Li、Na、K或NH₄。所述织物增强体可用于制造软管、管子、(挠性)管道、光缆、电力电缆、纤维增强复合材料和防弹制品。

Description

包含连续芳纶纱的织物增强体

本发明涉及包含连续芳纶纱的织物增强体，尤其是涉及针织、螺旋、编织、线状或机织织物增强体。本发明还涉及包含所述织物增强体的软管、管子(tube)、(挠性)管道(pipe)、光缆、电力电缆、纤维增强复合材料和防弹制品。

芳纶纱由于其高强度而是本领域所公知的。因此，其非常适用于织物增强应用中，例如用于上文所述的应用中。然而，由于其独特的性能，芳纶在这些应用场合中的应用会带来相关问题。

一个问题是在织物增强体的生产期间，例如在针织、螺旋、编织、机织或线性校准期间，可发生原纤化，这可导致在织物增强体上形成起毛，从而导致不规整的产品质量。需要提供解决该问题的织物增强体。

与其中使纤维互锁以形成线圈和打结的结构体，例如针织、螺旋、编织或机织织物增强体，更特别地针织、编织或机织织物增强体特别相关的另一个问题是所述结构体的强度仍存在改进空间。这可例如由纱线的线圈抗断韧度改进(特别是在升高的温度下)的需求看出。呈线圈或打结构造的生产织物纤维的抗断韧度是增强体的价值所在，其预测了所述增强结构的强度。

与线状织物增强体(例如由平行纱线制成的带)特别相关的另一个问题是复丝纱的覆盖性能。具有良好覆盖性能的复丝纱能生产出具有较高宽厚比的带。

本领域已尝试改进芳纶纱的加工性。

US5,478,648公开了使用磷酸烷基酯和乙氧基化磷酸烷基酯的混合物作为芳纶纱的整理剂。然而，这些整理剂在存在于管子或软管的织物增强体上时具有严重的缺陷，即其导致较低的线圈抗断韧度和在加工期间增多的原纤化，这又导致在最终产品上形成起毛。

令人惊讶地发现，在本发明的织物增强体中所用的连续纱线上使用特定整理剂获得了不具有上述问题的织物增强体。更特别地，在织物增强体上形成起毛的现象得以减少，由线圈抗断韧度表征的结构体强度得以改善，且纱线的覆盖性能也得以改善。

因此，本发明涉及一种织物增强体，特别是包含芳纶纱的针织、螺旋、编织、线状或机织织物增强体，所述纱为连续纱且提供有包含磷酸单烷基酯或磷酸二烷基酯或其混合物的整理剂，所述整理剂不含具有烷氧基的化合物；且其中所述磷酸单烷基酯或磷酸二烷基酯具有下式：

其中R1为支化或直链C₁-C₁₅烷基；R2为H、Li、Na、K或NH₄，或支化或直链C₁-C₁₅烷基；且M为Li、Na、K或NH₄。

所述整理剂使得所述纱在转化步骤如加捻、编织、针织、绞合和缠绕期间具有优异的加工性能。本发明所用的整理剂完全或至少基本上防止了在换锭加捻、倍捻、编织和针织期间芳纶纱表面的原纤化，因此与基于脂肪酸酯如椰油和聚乙二醇的标准油基芳纶整理剂相比，原纤化水平极低。这获得了具有改进的质量、更少起毛和改进的连续性的织物增强体。令人惊讶地，在绞合和线状增强体(如MRG和OFC市场上已知的那些，增强冷却软管和光缆)中观察到较低的纤丝间抱合力的显著优点。当纤丝间束的抱合力低时，能在绞合期间获得光纤芯和橡胶软管的良好覆盖。本发明的另一特征在于具有磷酸烷基酯整理剂的芳纶纱特别适于生产单向芳纶带，如US8,031,996中所公开的那样。由于较低的纤丝间抱合力，在基体应用期间获得了容易的纱线覆盖性，且获得了热塑性或可固化基体材料对纱束的良好树脂润湿和浸渍，如US8,031,996中所公开的那样。由线圈断裂强度表征的织物增强体的强度也得以大大改善。

就本说明书而言，织物增强体为包含织物的增强材料，其中术语“织物”具有手册TextileTermsandDefinitions(织物协会编辑，第88页)中所定义的通常含义，且意指任何具有与其厚度相比的大表面积和足够的机械强度以获得集合体固有抱合力的纤维和/或纱线的制造集合体。织物可为其中纱线以互锁方式，例如以编织、机织或针织结构排列的结构。织物也可为其中纱线以非互锁结构，例如螺旋或线状排列的结构。

织物增强体在长度方向上由所述纱线的强度获得其增强性能。使用连续芳纶纱来增强所述结构体以防应力，如芳纶纱长度方向上的压力或载荷。因此，本发明的织物增强体基于连续的纱线。连续纱线是包含多个连续纤丝且具有长连续长度的纱线，这是本领域技术人员的公知常识的一部分。连续纱线适于直接用于生产织物，其中所述纱线在随后的转化步骤如加捻和编织后仍保持为具有连续长度纤丝的复丝纱。芳纶纱通常通过如下步骤生产：将芳纶于溶剂如硫酸中的溶液提供至喷丝口，其在使用水的凝固步骤、洗涤步骤和拉伸步骤之后形成芳纶纱。该方法通常称为溶液纺丝。

与此相反，短纤维为具有标准化长度的短纤维，通常为40-60mm。其通过将连续纱线切成预定长度的段而形成。短纤维可用作例如填料。然而，其也可通过非溶剂纺丝法(与羊毛的纺丝相当)转化成纱线。由此形成的纱线不是具有连续长度的纤丝的连续纱线。由于其是由纤维短段形成的，因此其在长度方向上不具有用于增强应用的足够强度。因此，其不用于织物增强体中，而是用于其他织物应用中，尤其是由于其耐火或耐刺穿性能，例如用于防火织物(手套和衣物)。

除了由短纤维纺丝的纱线的低拉伸强度之外，由短纤维纺丝的纱线由于互锁的短纤维而不能被覆盖。因此，提供有本发明所用的特定整理剂的连续纱线的令人惊讶的良好覆盖性能完全不适用于具有相同磷酸烷基酯的由短纤维纺丝的纱线。

附带提及的是，注意到JP10212664公开了一种用于聚烯烃、聚丙烯酸酯或聚酯短纤维的纺丝整理剂，其包含分别具有18-22个碳原子和8-12个碳原子的长链和短链烷基的磷酸酯。该文献涉及短纤维，其与本发明无关。此外，由于长链烷基，该类整理剂在不使用大量乳化剂、表面活性剂和/或稳定剂下不能用于制备水溶液或分散体。

US2002/153504公开了长链烷基(16-22个碳原子)和多羟烷基(具有至少3个羟基)的混合磷酸酯。这些整理剂也用于短纤维，其与本发明无关。

ResearchDisclosure219，第1期，1982年7月，Processingfinishforaramidstapleyarn描述了提供有整理剂的间位芳纶短纤维，所述整理剂为磷酸单烷基酯和磷酸二烷基酯的混合物。该文献没有描述如何将所述整理剂施加至短纤维上。

EP1808526描述了提供有整理剂的短芳纶纤维，所述整理剂为磷酸单烷基酯和磷酸二烷基的混合物。将所述整理剂施加至干燥芳纶纱上，随后将其卷曲并切断。该文献指出，所述短纤维具有良好的转化性能、成束性能、抗静电性能和低粘合性。将短纤维在橡胶和金属辊上进行拉伸工艺，这与将芳纶溶液纺丝以形成纤丝并将所述纤丝进一步加工以形成连续纱线的方法极其不同。因此，这三篇文献的公开内容均与本发明无关。

除了改善的加工性能之外，本发明的磷酸烷基酯在织物增强应用中相对于脂肪酸酯的其他优点还在于在极低的剂量水平(基于芳纶的重量为<0.4重量％)下就已具有优异的抗静电特性，以及尤其是在可用于冷却软管的升高的温度下在宽tpm范围内(150℃下的Z60-Z200)具有提高的加捻纱线的线圈抗断韧度。术语Z60-Z200意指在Z方向(取决于加捻方向，将纱线称为S-加捻或Z-加捻)上为60-200tpm(纱线加捻，转/米)。

由于本文所述整理剂的优异抗静电特性，其可以以低用量，例如0.05-0.95重量％应用，基于所述芳纶的重量。在另一实施方案中，使用0.10-0.50重量％的整理剂。

在本发明所用的磷酸烷基酯中，R1为支化或直链C₁-C₁₅烷基且R2为H、Li、Na、K或NH₄，或支化或直链C₁-C₁₅烷基。为了提高在水中的溶解性，优选R1和/或R2彼此独立地选自支化或直链C₃-C₁₅烷基，更优选支化或直链C₄-C₁₄、C₆-C₁₄、C₈-C₁₄、C₆-C₁₂、C₈-C₁₂或C₈-C₁₀烷基。其中R1和/或R2选自C₄、C₆、C₈、C₁₀或C₁₂烷基的磷酸烷基酯是非常有用的。这些烷基可为支化或直链的，然而通常优选直链烷基。R1和R2均可为烷基。还可能的是R1为烷基且R2为H、碱金属或铵。非常有用地使用磷酸单烷基酯和磷酸二烷基酯的混合物。特别有用的磷酸烷基酯具有直链C₆或C₁₂烷基。这可为单C₆或C₁₂烷基酯，或者二烷基C₆或C₁₂酯，或者直链单和二C₆或C₁₂烷基酯的组合。优选使用直链C₁₂烷基单酯、直链C₁₂烷基二酯及其组合。此时，M优选为碱金属，最优选为K(钾)，从而对C₁₂烷基获得磷酸单十二烷基酯的二钾盐和磷酸二(十二烷基)酯的钾盐的混合物：

在本发明所用的所有磷酸酯中，M为Li、Na、K或NH4，其中Li、Na和K为碱金属。最优选使用K作为基团M。

应进一步理解的是具有6-15个碳原子的烷基醇有时可作为具有少量更短和更长烷基醇的混合物商购获得。该类起始物质可用于制备所述磷酸烷基酯，此时所述磷酸烷基酯也由具有更长和更短烷基的磷酸烷基酯的混合物构成。然而，不请求保护具有长于C15烷基的磷酸烷基酯。

在一个实施方案中，存在于芳纶纱上的整理剂不含其中烷基具有多于15个碳原子的磷酸烷基酯。就本说明书而言，这意味着其中烷基具有多于15个碳原子的磷酸烷基酯不以基于干固体重量为超过1重量％的量存在于所述整理剂中或纱线上。更优选地，其中烷基具有多于15个碳原子的磷酸烷基酯化合物不以可检测的量存在于所述整理剂中或纱线上。

本发明所用的整理剂优选来自于包含上述磷酸单烷基酯或二烷基酯的水溶液或分散体，所述溶液不含(基于干固体重量为小于1重量％，优选不可检测)含烷氧基的稳定剂、乳化剂、表面活性剂等。进一步优选其他稳定剂、乳化剂、表面活性剂等仅以低量存在，优选完全不存在或基本上不存在。为了防止在编织、针织、螺旋或机织，如圆形机织期间形成原纤，这是特别重要的。这要求使用不具有多于15个碳原子的烷基的磷酸酯。具有更长烷基的磷酸酯不能在不使用该类辅助化合物或者在不使用极低浓度和/或高工作温度下用于水溶液或分散体中。所述整理剂进一步不含具有烷基醚的化合物，如甲氧基化或乙氧基化的磷酸酯，所述烷基醚会导致较低的线圈抗断韧度和在加工期间提高的原纤化。

所述磷酸单烷基酯可以其二聚体，即具有下式的焦磷酸二烷基酯的形式存在(部分地，至多30重量％)：

其中R1和M具有前文所给的含义。

所述整理剂可进一步包含0-20重量％(更优选0-10重量％)的下述磷酸三烷基酯：

其中R₁、R₂和R₃独立地为支化或直链C₁-C₁₅烷基。优选地，R₃与R₁和/或R₂相同，最优选R₁、R₂和R₃全部相同。优选的基团R₁、R₂和R₃为上文对R1的优选方案所给的那些。

非常有用的组合物例如为30-70重量％磷酸单烷基酯、25-65重量％磷酸二烷基酯、0-30重量％焦磷酸二烷基酯和0-10重量％磷酸三烷基酯的混合物(总和为100重量％)，其中所述烷基酯如上文所述。该类组合物的实例例如为市售产品，如LurolA-45(Goulston)、Synthesin(Boehme)、Leomin(Clariant)、Stantex(PulcraChemicals)和Lakeland(Lakeland)。也证实获自Lakeland的产品LDP80和LDP161是有用的。这些产品已使用³¹P-NMR分析，相应的组成(单、二、三和焦磷酸酯的混合物)已经计算并在表1中给出：

表1.以重量百分比计的组成(获自³¹P-NMR数据)

*所述磷酸酯的所有烷基均相同且如该栏所示。

#单、二、三和焦标准分别为磷酸单烷基酯、磷酸二烷基酯、磷酸三烷基酯和焦磷酸二烷基酯。

在一个实施方案中，所述整理剂包含小于10重量％的具有烷氧基的化合物，基于干固体重量计算。烷氧基的存在会不利地影响纱线的加工性和所得纱线的性能。优选所述整理剂包含小于5重量％，更特别地小于3重量％，仍更特别地小于2重量％的含烷氧基的化合物。

在一个实施方案中，存在于芳纶纱上的整理剂不含具有烷氧基的化合物。就本说明书而言，这意指具有烷氧基的化合物不以超过1重量％的量存在于所述整理剂中或纱线上，基于干固体重量。更优选地，具有烷氧基的化合物不以可检测的量存在于所述整理剂中或纱线上。

在一个实施方案中，所述整理剂包含小于10重量％的烷基醚，如甲氧基化或乙氧基化的磷酸酯。已发现烷基醚的存在会不利地影响纱线的加工以及所得纱线的性能。优选所述整理剂包含小于5重量％，更特别地小于3重量％，仍更特别地小于2重量％的烷基醚。

在一个实施方案中，所述整理剂进一步不含具有烷基醚的化合物。就本说明书而言，这意指烷基醚不以超过1重量％的量存在于所述整理剂中或纱线上，基于干固体重量。更优选地，烷基醚不以可检测的量存在。

所述织物以本领域已知的方式编织、针织、螺旋、转化或(例如圆形)机织，且包含经整理的芳纶纱。所述芳纶纱仅包含连续复丝纱，因此不为短纱、碎料、浆、拉伸破碎的纱或短切纱。所述纺丝整理剂可在纤丝纺丝紧之后或在后处理期间施加。整理剂的施加可借助已知的方法和设备，如浸涂、狭缝施涂器、粘浆辊或喷涂进行。通常使所述纱线与整理剂在浴中接触或者借助舐涂辊或狭缝施涂器。典型的纱线速率为10-700m/分钟，更优选25-500m/分钟。所述织物优选仅包含经整理的连续芳纶纱，但此外也可包含其他非芳纶纱。

芳纶纱优选为对位芳纶纱如聚(对苯二甲酰对苯二胺)，其称为PPTA且可作为或商购获得；或者含3,4'-二氨基二苯醚单元的聚(对苯二甲酰对苯二胺)以获得可作为商购获得的纱线；或含5(6)-氨基-2-(对氨基苯基)苯并咪唑(DAPBI)单元以获得以例如名称已知的纱线。在和中，3,4'-二氨基二苯醚和DAPBI单体在PPD和TDC(对苯二甲酰氯)单体的聚合期间代替一部分对亚苯基二胺(PPD)单体。

本发明芳纶纱的特异之处在于优异的机械性能，如高断裂强度和初始模量、低断裂伸长率以及上文所述的有利应用和进一步加工的性能。本发明纱线的各纤丝的横截面可为任选的，例如三角或扁平状，或者特别是椭圆形或圆形的。

当使用现有技术的整理剂如US5,478,648的混合乙氧基化整理剂时，所述芳纶纱具有高纤丝间抱合力。一直以来，人们相信高纤丝间抱合力对纱线通过混纺、加捻、编织、机织或折叠而用于生产织物片材料而言是必需的，且由于人们可预期具有低纤丝间抱合力的纱线的原纤化程度更高，因此基于整理剂的提高纤丝间抱合力的能力选择整理剂。与使用能提高纤丝间抱合力的整理剂的该看法相反，本发明的芳纶纱整理剂通常导致更低的纤丝间抱合力，且乍看之下该类纱线可能似乎不适于用于使用编织、针织、机织和螺旋的应用场合中。令人惊讶地，尽管本发明的整理剂导致更低的纤丝间抱合力，然而观察到原纤形成的改善。用不包含(即小于1重量％，优选0重量％)用于提高纤丝间抱合力的烷氧基化化合物的本发明所请求保护的整理剂处理的纱线似乎几乎完全不存在任何原纤化，而抗静电性能仍与US5,478,648的那些一样好。

还发现与例如US5,478,648中公开的整理剂相比，本发明的纺丝整理剂在例如加捻和缠绕期间的摩擦极低，且磨掉的材料呈粉尘状，这可容易地清除且不在偏转元件上形成粘性累积物。与常规体系相比，观察到约86-98％的改进。

在高纱线张力和高干燥温度下生产高模量纱线期间，与基于标准脂肪酸酯的整理剂相比，当提供有0.4重量％Leomin(磷酸单十二烷基酯二钾盐和磷酸二(十二烷基)酯钾盐的混合物)时，所述纱线的原纤化被显著抑制。所述高模量纱线在170℃和203mN/tex(2.03cN/dtex)张力下干燥1.06-2.65秒，随后在190℃和193mN/tex(1.93cN/dtex)张力下干燥1.06-2.65秒，随后在250-400℃和158-203mN/tex(1.58-2.03cN/dtex)张力下干燥1.06-1.33秒，然后通过在118mN/tex(1.18cN/dtex)张力下用舐涂辊施加水而冷却。

据认为磷酸烷基酯整理剂非常适于生产具有100-150GPa模量的高模量纱线。磷酸烷基酯整理剂与基于标准脂肪酸酯和基于乙氧基化和丙氧基化的整理剂相比的耐高温性和抑制升高的温度下的原纤化能使用高达400℃的高干燥温度。

应用领域是将加捻或未加捻的经整理的芳纶纱用于本发明的织物中以机械增强橡胶品，如工业和冷却软管，以及挠性管道。纤维增强的工业软管和挠性管道，如挠性出油管通常用于油气工业中，而汽车应用场合中的纤维增强软管的典型实例为冷却软管、燃料软管和涡轮增压器软管。需要芳纶的增强工业软管例如为在高电压领域操作的液压软管，或者可耐受化学溶剂的喷漆软管，或者需要折叠或展开许多次而不牺牲性能的平放软管。

芳纶纤维通常用于液压脐带缆中以增强作为海上油气生产用液压脐带缆的组成部分的高压热塑性软管。此外，芳纶增强体通常用于海上油气工业的挠性管道中以作为防鸟笼(ABC带/织物)防护装置。所述ABC防护装置防止内部钢层向外翘曲。所述芳纶增强体通常包含包埋于聚合物基体中的平行纱线以作为带或作为加捻纱的窄带/织物。其他线状芳纶增强塑料或复合材料，如单向体、棒和胎圈钢丝在生产过程中的确得益于由于使用磷酸烷基酯整理剂所带来的改进的加工性能。低原纤化防止了原纤和起毛在将芳纶纱转化成复合材料产品期间积聚在生产机器上。

芳纶纤维增强的塑料(AFRP)(也称为芳纶纤维增强的聚合物)是由用芳纶纤维增强的聚合物基体制成的复合材料。所述聚合物通常为环氧、乙烯基酯或聚酯热固性树脂。AFRP可用于航空、汽车、船舶和建筑工业中。AFRP也可用于增强混凝土结构。AFRP混凝土增强构件提供了更轻、更易于组装且更耐久的结构，而不存在由于钢铁腐蚀所造成的变劣。

另一应用领域是将高模量芳纶纱用于本发明织物中以线状或螺旋增强光缆和电力电缆。光缆通常通过将所述芳纶增强体以特定层长度围绕光芯绞合而增强。芳纶纤维的高强度和模量防止了光缆中的玻璃光纤遭受外部作用力，从而导致玻璃纤维断裂。玻璃光纤通常处于光缆中的薄热塑性空心管中(所谓的中心松套管结构)或者将热塑性层挤出在光纤上(紧套结构)。内部光缆通常被增强芳纶纤维完全覆盖，尤其是对紧套结构而言。芳纶纤维的另一重要特性是其优异的耐热性。在光缆的生产过程中，将热塑性夹套围绕内部光缆挤出，从而保护以防老化。位于夹套和套管之间的芳纶纤维形成了隔绝层，且防止这两部分在挤出过程中熔结。由于熔结，光信号的传输可能受到干扰。在紧套光缆的情况下，熔结也使得光缆的连接(connectorization)无法进行。在不希望的情况下，为了防止熔结，在该光缆中使用就光缆强度或光缆模量角度而言所需更多的增强材料作为隔绝体。

试验：

线圈抗断韧度(LBT)和线圈断裂强度(LBS)

线圈抗断韧度和强度通过使用针对芳纶纱改进的ASTMD3217-01中所述的方法测定。通过使用如下针对芳纶纱改进的程序而应用呈线圈或打结构造的生产织物纤维的断裂强度的标准测试方法：

在测量之前对芳纶纱加捻，因为这是管子和软管的最终应用中最具代表性的。在该测定之前对纱线加捻，其中感兴趣的加捻量用如下方程计算：

$\mathrm{YT}\left(\mathrm{tpm}\right)=\frac{(1055\&PlusMinus;50)}{\sqrt{\mathrm{LD}}}$

其中YT＝纱线捻数(tpm，转/米)且LD＝线密度(tex)。

将加捻的纱线在捻线筒管上在通风烘箱中于45±5℃下预干燥3小时，随后在标准测试气氛(温度：20±2℃；相对湿度65±2％)下调节至少16小时。所述测试在150℃下进行，其中将特殊的烘箱管至于夹具之间以在测试期间获得该温度。需要将芳纶纱在150℃下预加热30秒。

每个实验室样品的测量次数为至少n＝5(夹具断裂的不包括在内)。线圈抗断韧度以mN/tex给出，而线圈断裂强度以N给出。

拉伸试验机中的两个有效夹持点之间的标具计量长度为500±1mm。拉伸试验机的拉伸速率为250±10mm/分钟(通常速率为标具计量长度/分钟的50％)。

设定力的测量范围以获得测试期间所施加的最大力为该范围的10-90％。设定气动夹具的气压以使得在夹具中不发生滑动或样品破碎。在选取测样品之前，从筒管外层取下约50m纱线并丢弃。

测试样品以不规整的间距从距位于捻线筒管中心部分上的材料至少5m和距法兰5cm处选取。将具有材料的筒管置于保持器中，从而使得可成切线地抽出材料。每个样品由从一个捻线筒管选取的两段纱线构成。将一段纱线的两端安装在上夹具的颚夹中，其中线圈的长度大致等于标具计量长度的一半，并闭合夹具。在将线圈安装在夹具中时，避免纱线段加捻的任何变化。

原纤化指数(摩擦销测试)

原纤化指数(FI)通过将芳纶纱以6个张力水平在静止玻璃棒上暴露于过度摩擦而测定。通过使用真空在过滤器上收集形成的原纤并称重。原纤化指数基于在该6个不同的张力下在测试期间产生的原纤总量计算。通常同时装载6个卷轴并在6个不同的预张力下运行，其中每个卷轴在全部6个不同的预张力(在2000米的6个不同张力设定值下总计6个轮次，总共72千米，从而获得以毫克每预张力计的原纤化平均量)下运行。原纤化指数(FI，任意单位)是在给定测试条件下在摩擦销测试期间产生的原纤化总量的衡量指标，且表示摩擦销测试响应曲线下方的面积，在所述曲线中将平均原纤化(mg)对设定的预张力F1作图(6个点：6、9、12、15、18、21cN)。

测试条件

测试长度＝每张力设定值2000m

Speed＝200±0.2米/分钟

预张力(F1)＝6、9、12、15、18、21cN(各自±1cN)

包角＝130°

摩擦销＝玻璃

销直径＝4mm

测量变量

预张力F1(cN)

后张力F2(cN)

原纤化(mg)

温度设定为20±2℃(室温)

空气相对湿度(％)设定为65±2％RH

测试设备示意性地绘于图1中，其中：

1为粉红陶瓷盘张紧器(RapalDD30)

2为旁辊(Barmag，陶瓷涂覆)

3为摩擦销(玻璃，销直径＝4mm)

4为张力计(F1预张力)

5为张力计(F2后张力)

6为红外摩擦计数器(在线FraytecII计数器)

7为真空管(与真空清洁器连接)

8为过滤器保持器(30mm直径，筛网尺寸65μm)

切割测试以测定纤丝抱合力

将60cm长的未加捻纱线样品垂直悬在台上。其顶端固定在夹具中。该样品的自由下端连接有重物，以使得纱线样品中的张力为1cN/dtex。随后，将所述未加捻的纱线样品在悬挂点下方40cm处切断。随后，在纱线切断点处测量样品剩余的悬挂上半部分的可能张开的新形成端部的长度和最大宽度。纱线由于其在上述张力下被切断而垂直和水平张开的程度表征了纤丝的结合程度。重复该测试三次，记录垂直宽度和水平张开的长度，包括展宽值(spreadvalue)。在该测试设置中可能的最大垂直张开长度为40cm。

通过下文非限制性实施例阐述本发明。

实施例1

通过将Leomin(75重量％；获自Clariant)稀释至10％温热(60℃)软化水溶液中而制备基于Leomin的整理剂储备溶液(10重量％)。为了获得最终的纺丝整理剂溶液(1.5重量％)，将所述Leomin储备溶液进一步在温热软化水(40℃)中稀释并搅拌15分钟，随后其即可施加至纱线上。将线密度为1716dtex且长丝支数为1000的未经整理的复丝纱(获自19.4％的单一PPTA批料，在纺丝紧之后的最终含水量为6％)用Leomin整理剂在0.2-0.4重量％和0.6重量％Leomin剂量水平和350m/分钟纺丝速率下通过使用狭缝施涂器而在线处理。随后将参比样品在完全相同的纺丝条件下用Leomin整理剂(由脂肪酸聚乙二醇酯构成，获自Clariant)以0.6重量％和0.8重量％整理。在一个加捻水平(Z80)和150℃下测定线圈断裂强度，测量结果在表2中给出。

表2.线圈断裂强度(LBS)

表3以原纤化指数(FI)显示了原纤化结果。摩擦销测试使用未加捻的纱线进行。

表3.未加捻的纱线的摩擦销测试结果(原纤化)

表4显示了具有三种LeominPN整理剂水平和两种Leomin整理剂水平的未加捻纱线的纤丝抱合力(切割试验)。

表4.纤丝抱合力结果(切割试验结果)

*试验装置中可能最大的垂直长度值

实施例2

通过将Synthesin(56重量％；获自Boehme)稀释至10％温热(40℃)软化水溶液中而制备基于Synthesin的整理剂储备溶液(10重量％)。为了获得最终的纺丝整理剂溶液(1.5重量％)，将所述Synthesin储备溶液进一步在温热软化水(40℃)中稀释并搅拌15分钟，随后其即可施加至纱线上。在单次纺丝试验中(获自18.95％的单一PPTA批料，在纺丝紧之后的最终含水量为10％)制备线密度为1700dtex且长丝支数为1000的未经整理的复丝纱，并用Synthesin整理剂在0.26重量％Synthesin剂量水平和350m/分钟纺丝速率下通过使用狭缝施涂器而在线处理。随后将参比样品在完全相同的纺丝条件下用Leomin整理剂(由脂肪酸聚乙二醇酯构成，获自Clariant)以0.55重量％整理。在不同加捻水平和150℃下根据上述测试测量线圈抗断韧度，并根据上述摩擦销试验测量原纤化。在表5中，作为Z-加捻的函数给出了Leomin(现有技术)和SynthesinARA(本发明)的测试结果，并汇总了本发明相对于现有技术的相对提高。在所有情况下，观察到线圈抗断韧度绝对值的提高。

表5.作为加捻函数的Leomin的线圈抗断韧度(现有技术)

在表6中，以原纤化指数(FI)报告了原纤化结果。摩擦销测试使用未加捻的纱线进行。

表6.摩擦销测试结果(原纤化指数)

实施例3

制备Lurol的整理剂储备溶液(3重量％)并施加至纱线上。将线密度为1716dtex且长丝支数为1000的未经整理的复丝纱(获自19.4％的单一PPTA批料，在纺丝紧之后的最终含水量为6％)用Lurol整理剂在0.2-0.4重量％和0.6重量％Lurol剂量水平和400m/分钟纺丝速率下通过使用狭缝施涂器而在线处理。随后将参比样品在完全相同的纺丝条件下用Leomin整理剂(由脂肪酸聚乙二醇酯构成，获自Clariant)以0.8重量％整理。在一个加捻水平(Z80)和150℃下测定线圈断裂强度(结果在表7中给出)。

表7.线圈断裂强度(LBS)

在表8中，以原纤化指数(FI)给出了原纤化结果。摩擦销测试使用未加捻的纱线进行。

表8.摩擦销测试结果(原纤化指数)

表9显示了具有Lurol和Leomin的未加捻纱线的纤丝抱合力。

表9.纤丝抱合力结果(切割试验结果)

实施例4

制备Lakeland的整理剂储备溶液(2重量％)并施加至纱线上。将线密度为1716dtex且长丝支数为1000的未经整理的复丝纱(获自19.45％的单一PPTA批料，在纺丝紧之后的最终含水量为6％)用Lakeland整理剂在0.2重量％和0.4重量％剂量水平(基于LDP80)和400m/分钟纺丝速率下通过使用狭缝施涂器而在线处理。随后将参比样品在完全相同的纺丝条件下用Leomin整理剂(由脂肪酸聚乙二醇酯构成，获自Clariant)以0.8重量％整理。在一个加捻水平(Z80)和150℃下测定线圈断裂强度并报告在表10中。

表10.150℃下的线圈断裂强度(LBS)

在表11中，以原纤化指数(FI)给出了原纤化结果。摩擦销测试使用未加捻的纱线进行。

表11.摩擦销测试结果(原纤化指数)

表12显示了具有LDP80和Leomin的未加捻纱线的纤丝抱合力。

表12.纤丝抱合力结果(切割试验结果)

实施例5

制备Lakeland的整理剂储备溶液(2重量％)并施加至纱线上。将线密度为1716dtex且长丝支数为1000的未经整理的复丝纱(获自19.45％的单一PPTA批料，在纺丝紧之后的最终含水量为6％)用Lakeland整理剂在0.2重量％和0.4重量％剂量水平(基于LDP161)和400m/分钟纺丝速率下通过使用狭缝施涂器而在线处理。随后将参比样品在完全相同的纺丝条件下用Leomin整理剂(由脂肪酸聚乙二醇酯构成，获自Clariant)整理。在一个加捻水平(Z80)和150℃下测定线圈断裂强度并报告在表13中。

表13.线圈断裂强度(LBS)

在表14中，以原纤化指数(FI)给出了原纤化结果。摩擦销测试使用未加捻的纱线进行。

表14.摩擦销测试结果(原纤化指数)

表15显示了具有和Leomin的未加捻纱线的纤丝抱合力。

表15.纤丝抱合力结果(切割试验结果)

实施例6

通过将Stantex(56重量％；获自Pulcra)稀释至10％温热(60℃)软化水溶液中而制备基于Stantex的整理剂储备溶液(10重量％)。为了获得最终的纺丝整理剂溶液(2.8重量％)，将所述Stantex储备溶液进一步在温热软化水(40℃)中稀释并搅拌15分钟，随后其即可施加至纱线上。在单次纺丝试验中制备1610dtex且长丝支数为1000的高模量D2200复丝纱，并用Stantex整理剂在0.30重量％和0.4重量％的剂量水平下通过使用狭缝施涂器而在线处理。随后将参比样品在完全相同的纺丝条件下用Breox整理剂(由无规乙氧基化和丙氧基化的丁醇构成，获自Ilco-Chemie，BASF)以0.80重量％整理。原纤化根据上述摩擦销测试测量。在表16中，以原纤化指数(FI)报告了0.3重量％Stantex整理剂的原纤化结果。摩擦销测试使用未加捻的纱线进行。

表16.摩擦销测试结果(原纤化指数)

在表17中，以原纤化指数(FI)报告了0.4重量％Stantex整理剂的原纤化结果。摩擦销测试使用未加捻的纱线进行。

表17.摩擦销测试结果(原纤化指数)

Claims (17)

1.一种织物增强体，其包含芳纶纱，所述纱为连续纱且提供有整理剂，所述整理剂包含磷酸单烷基酯或磷酸二烷基酯或其混合物，所述整理剂不含具有烷氧基的化合物，其中所述磷酸单烷基酯或磷酸二烷基酯具有下式：

其中R1为支化或直链C₁-C₁₅烷基；R2为H、Li、Na、K或NH₄或者支化或直链C₁-C₁₅烷基；且M为Li、Na、K或NH₄。

2.根据权利要求1的织物增强体，其为针织的、编织的或机织的织物增强体。

3.根据权利要求1的织物增强体，其为螺旋、绞合或线状织物增强体。

4.根据前述权利要求中任一项的织物增强体，其中R1为支化或直链C₄-C₁₂烷基且R2为H、Li、Na、K或NH₄或支化或直链C₄-C₁₂烷基。

5.根据权利要求1的织物增强体，其中R1选自C₄、C₆、C₈、C₁₀或C₁₂烷基且R2选自H、Li、Na、K、NH₄、C₄烷基、C₆烷基、C₈烷基、C₁₀烷基和C₁₂烷基。

6.根据权利要求1的织物增强体，其中所述烷基为直链烷基。

7.根据权利要求1的织物增强体，其中M为K。

8.根据权利要求1的织物增强体，其中所述整理剂进一步包含至多30重量％的下式的磷酸二烷基酯：

其中R1和M具有与权利要求1中相同的含义。

9.根据权利要求1的织物增强体，其中所述整理剂进一步包含至多20重量％的下式的磷酸三烷基酯：

其中R₁、R₂和R₃独立地为支化或直链C₁-C₁₅烷基。

10.根据权利要求1的织物增强体，其中所述芳纶为聚(对苯二甲酰对苯二胺)或包含3,4'-二氨基二苯醚或5(6)-氨基-2-(对氨基苯基)苯并咪唑单元的聚(对苯二甲酰对苯二胺)。

11.管子，其包含根据权利要求1-10中任一项的织物增强体。

12.根据权利要求11管子，其为软管。

13.根据权利要求11管子，其为挠性管道。

14.光缆，其包含根据权利要求1-10中任一项的织物增强体。

15.电力电缆，其包含根据权利要求1-10中任一项的织物增强体。

16.纤维增强的塑料或复合材料，其包含根据权利要求1-10中任一项的织物增强体。

17.防弹制品，其包含根据权利要求1-10中任一项的织物增强体。