DE4106682A1

DE4106682A1 - Aromatische hochleistungs-polyamid-fasern, ihre herstellung und verwendung

Info

Publication number: DE4106682A1
Application number: DE4106682A
Authority: DE
Inventors: Serge Dr Rebouillat
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1991-03-02
Filing date: 1991-03-02
Publication date: 1992-10-08
Anticipated expiration: 2011-03-03
Also published as: EP0574507B1; EP0574507A1; JPH06505312A; DE4106682C2; DE69200321D1; DE69200321T2; JP3383860B2; ES2057991T3; BR9205704A; AU660455B2; AU1460892A; CN1076977A; WO1992015747A1; CN1049462C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft aromatische Hoch leistungs-Polyamid-Fasern, deren Herstellung und Ver wendung.

Aufgrund der Nachfrage in neuerer Zeit wurden verschie dene Fasern mit hoher Festigkeit und mit hohem Modul, etwa aus aromatischem Polyamid-Material (Aramid), zur Verstärkung elastomerer und plastischer Stoffe vorge schlagen.

Die US 38 69 429 und ihr deutsches Äquivalent DE 22 19 703 sowie die US 32 87 324 beschreiben aromatische Polyamide und vollaromatische Polyamide, die für die Herstellung von Fasern und Folien für verschiedene An wendungszwecke geeignet sind.

Die US 46 70 343 betrifft eine vollaromatische Polyamid- Faser, die verbesserte Kennwerte der Oberflächenreibung aufweist, insbesondere eine vollaromatische Faser, die eine verminderte Filament-zu-Filament-Reibung, geringen Bruch und geringe Fibrillenbildung und hohe Festigkeit aufweist, die im verdrillten Zustand als Verstärkungs schnur für Kautschuk oder Verbundmaterial verwendet wird. Die Faser wird mit wenigstens 0,05 Gew.-% eines Reaktionsproduktes aus einem Polyoxyethylen-Addukt eines Glycerids mit wenigstens einer Hydroxyl-Gruppe im Molekül mit einer zweibasigen Säure und/oder einem zwei basigen Anhydrid beschichtet. Die Faser selbst wird bei 500°C gehärtet und verstreckt.

Die EP 01 07 887 betrifft ein Multifilament-Garn, das gänzlich oder im wesentlichen aus einem aromatischen Polyamid besteht, das mit einer Klebstoff-Beschichtung aus einer gehärteten Epoxy-Verbindung versehen ist. Die im Mittel 2 bis 4 Epoxy-Gruppen pro Molekül aufweisende Epoxy-Verbindung wird auf das Garn als wäßrige Lösung oder Dispersion aufgebracht. Nach der Aufnahme durch das Garn wird die Epoxy-Verbindung bei Temperaturen zwischen 220°C und 230°C gehärtet, was zur Bildung eines Überzugs führt, der auf dem Garn in einer Menge zwischen 0,01 und 5 Gew.-% vorliegt. Die Epoxy-Verbin dung, Härtungsmittel und Katalysator enthaltende Lösung kann auf das frisch gesponnene nasse Filament oder auf das getrocknete Filament aufgebracht werden.

Die EP 01 36 727 beschreibt die Herstellung eines aus einem aromatischen Polyamid bestehenden Filamentgarns, das mit festen Teilchen eines fluorhaltigen Polymers (PTFE) und/oder von Graphit aus einer wäßrigen Disper sion imprägniert wird. Das Garn wird dann, solange es noch im nassen Zustand vorliegt, einer Blasbehandlung unterzogen.

Die EP 02 39 915 betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines modifizierten faserförmigen Materials aus Fasern eines aromatischen Polyamids durch Einwirkenlassen einer Behandlung im kalten Plasma unter vermindertem Druck auf die Oberfläche der Faser, um eine Verstärkung des Binde vermögens der Faser an Kautschuk zu erzielen. Diese Faser wird einer Ionenplattierungs-Behandlung mit dem Dampf eines Polyamids unter vermindertem Druck unter worfen. Nach dem Imprägnieren der Faser mit einer Kleb stoff-Zusammensetzung wird das Produkt dann bei höherer Temperatur getrocknet und gehärtet.

Im Stand der Technik der vier letztgenannten Literatur stellen wird ein Harz auf die Faser als Imprägnierungs mittel aufgebracht, um die Verstärkung von Kautschuk- Gegenständen und anderen Stoffen zu erleichtern. Nach dem Aufbringen ist stets ein Schritt des Härtens not wendig, bei dem die Oberfläche mit dem Harz reagiert.

Eine andere Literaturstelle (Research Disclosure, May 1978, No. 169, Disclosure 16949) offenbart Nachbehand lungsmittel (Finish), die zur Behandlung industrieller Fasern wie Polyamid- und Copolyamid-Garnen für Reifen cords nützlich sind und die Bestandteile enthalten, die aus

(A) einem natürlichen oder synthetischen Gleitmittel wie Kokosnußöl, Palmöl, Pentaerythrittetrapelar gonat oder Di(tridecyl)adipat,
(B) einem nicht-ionischen Emulgator mit einem HLB-Wert (hydrophil-lipophilem Gleichgewicht) von 11 bis 14, wie beispielsweise PEG(400-600)monostearat oder -monooleat, Polyoxyethylen(30)sorbit-tetraoleat monolaurat oder Polyoxyethylen(4)sorbitan-mono laurat,
(C) einem nicht-ionischen Emulgator mit einem HLB-Wert von 7 bis 10, wie beispielsweise PEG(400)distearat oder -dioleat, Polyoxyethylen(3)sorbitan-monostea rat, Polyoxyethylen(40)septaoleat oder Polyoxyethy len(5)stearinsäure,
(D) einem Antioxidationsmittel wie Trisnonylphenylphos phit, 4,4′-Butyliden-bis-(6-t-butyl-m-cresol), Tetra-bis(methylen-3-(3′,5′-di-t-butyl-4-hydroxy phenyl)propionat]methan oder dem der Kondensation von butyliertem p-Cresol und Dicyclopentadien ent stammenden Produkt,
(E) einem substituierten Polysiloxan wie Dimethyl-, Di phenyl-, Methylethyl- oder Methylphenylpolysiloxan und
(F) einem sulfatierten natürlichen Öl wie Erdnußöl oder Palmöl

ausgewählt sind.

Eine bevorzugte Zusammensetzung enthält 60-70 Teile (A), 15-25 Teile (B), 5-15 Teile (C) und 1-5 Teile (D). Eine andere enthält 60-70 Teile (A), 15-25 Teile (B), 5-15 Teile (c), 2-10 Teile (D) und 1-7 Teile (E). Eine andere enthält 55-65 Teile (A), 15-25 Teile (B), 5-15 Teile (C), 1-5 Teile (D) und 5-15 Teile (F). Eine andere ent hält 55-65 Teile (A), 15-25 Teile (B), 5-15 Teile (C), 2-10 Teile (D), 1-5 Teile (E) und 5-15 Teile (F).

Noch eine andere Literaturstelle (Research Disclosure, July 1980, No. 195, Disclosure 19520) offenbart Nachbe handlungsmittel, die zur Behandlung industrieller Fasern wie Polyamid- und Aramid-Fasern nützlich sind und die Bestandteile enthalten, die aus

(A) natürlichen oder synthetischen Estern wie Kokosnuß öl, Palmöl, Pentaerythrittetrapelargonat, Di(tri decyl)adipat, oder einer umgeesterten Kombination aus Glycerintrioleat, Kokosnußöl und Palmöl oder Tridecyloleat,
(B) Produkten, die der Reaktion einer Fettsäure oder von Fettsäuren mit einem Addukt von Ethylenoxid und einem Polyol oder mit einer Polyethylenglycol-Ver bindung entstammen, wie einem Polyoxyethylen(2-10) sorbitan-monolaurat, Polyoxyethylen(20-50)sorbit septaoleat, Polyoxyethylen(20-40)sorbit-tetraoleat monolaurat, Polyethylenglycol(400-600)monostearat oder -monolaurat oder Polyethylenglycol(400-600) dilaurat,
(C) einem ethoxylierten Glycerid, das aus der Reaktion von 1 mol Rizinusöl, hydriertem Rizinusöl oder Kokosnußöl mit 10-50 mol Ethylenoxid erhalten ist,
(D) Tris(nonylphenyl)phosphit, 4,4′-Butyliden-bis-(3-methyl-6-t-butylphenol) oder 4,4′-Thiobis-(3-methyl-6-t-butylphenol) und
(E) einem Biostatikum wie o-Phenylphenol oder dem Natrium- oder Kaliumsalz von 2-Pyridinthiol-1-oxid

ausgewählt sind.

Eine bevorzugte Zusammensetzung enthält 60-70 Teile (A), 20-40 Teile (B), bis zu 5 Teile (D), bis zu 5 Teile (E) und bis zu 5 Teile Wasser. Eine zweite bevorzugte Zusam mensetzung enthält 45-55 Teile (A), 20-30 Teile (B), 20-30 Teile (C), bis zu 5 Teile (D), bis zu 5 Teile (E) und bis zu 5 Teile Wasser. Wenn Polyamid- oder Aramid- Fasern, die irgendeines der vorstehenden Nachbehandlungs mittel tragen, gekräuselt werden, wird vorteilhafter weise eine Verbindung aus der Gruppe

(I) Polyoxyethylen(20-40)sorbitanmonostearat,
(II) Polyoxyethylen(15-30)sorbitantristearat,
(III) Polyoxyethylen(15-30)sorbitanmonooleat oder
(IV) Kalium- oder Natriumsalz des Produkts der Reaktion von 1 mol Phosphortoxid mit 2 bis 3 mol eines Fettalkohols wie Laurylalkohol, Hexadecylalkohol oder Stearylalkohol

an der Kräuselmaschine aufgebracht. Aus den gemäß vor stehender Beschreibung behandelten Fasern hergestellte Stapelware wird vorteilhaft mit vorstehendem (IV) nach dem Kräuseln und vor der weiteren Verarbeitung behan delt.

In den beiden letztgenannten Literaturstellen sind Nachbehandlungsmittel offenbart, die ein Gleitmittel aus Estern umfassen, die aus einer aliphatischen gesättigten Carbonsäure und einem mehrwertigen oder aliphatischen unverzweigten Alkohol aufgebaut sind. Diese Gleitmittel enthalten auch einen Emulgator oder ein emulgierendes System, ein Antioxidationsmittel zur Erhöhung der Stabi lität der Zusammensetzung, Polysiloxane als weitere thermostabile Gleitmittel, ein sulfatiertes natürliches Öl als antistatisches Mittel, das jedoch nicht hydro lysebeständig ist. Weiterhin können diese Nachbehand lungsmittel Biostatika, weitere Emulgatoren oder Gleit mittel enthalten.

Die Nachbehandlungsmittel gemäß der vorstehenden Litera turstellen sind im Hinblick auf die Reibungseigenschaf ten der Oberfläche, die Auswaschbarkeit, den Schutz vor mechanischem Abrieb, die Fibrillenbildung und die anti statischen Eigenschaften der resultierenden behandelten Fasern für die Zwecke der vorliegenden Erfindung nicht geeignet.

Die meisten dieser kommerziellen Produkte besitzen eine hohe Steifigkeit, ungeeignete Oberflächen-Charakteristik, die zur Fibrillenbildung führt, die hauptsächlich von der zu hohen Reibung zwischen den Fasern verursacht wird, und eine schlechte Oberflächenaffinität für die meisten traditionellen elastomeren, thermoplastischen und warmgehärteten Matrices, die sie verstärken.

Zur Lösung eines Teils dieser Probleme werden diese Fasern, beispielsweise zur Verstärkung in Reifen, Gurten oder Schläuchen, in gezwirnter Form eingesetzt. Dies bedeutet nicht immer, daß diese Technik eine 100-prozen tige Umwandlung der Festigkeit ermöglicht. Diese Nach teile und Fehler, die einen Abbau physikalischer Eigen schaften wie Festigkeit und Modul zur Folge haben, haben folgerichtig eine starke Nachfrage nach gut verarbeit baren Fasern ausgelöst, die während der Arbeitsgänge des Wirkens oder Webens leicht zu verarbeiten sind und nicht zu Ablagerungen in der Maschine führen.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein faser förmiges aromatisches Polyamid-Material verfügbar zu machen, das brauchbar ist zum Verstärken von Kautschuk- Gegenständen, für die Herstellung von kugelsicherem Tex til und anderen Materialien, zu deren Erzeugung ein Ar beitsgang des Zwirnens, Wirkens, Flechtens, Verdrillens oder Webens beteiligt ist.

Die Fasern sollten einen hohen Modul, verbesserte Ober flächen-Reibungseigenschaften (Faser/Metall) über einen breiten Bereich der Arbeitsgeschwindigkeit, ausgezeich nete Verarbeitbarkeit unter den Gesichtspunkten von Ver schleißschutz und Fibrillenbildung, sehr gute antistati sche Eigenschaften selbst bei niedriger Luftfeuchtigkeit und sehr gute Auswascheigenschaften sowie ein inertes Verhalten gegenüber Polymeren.

Die für diesen Zweck einzusetzenden Oberflächenbehand lungsmittel sollen auch bei hohen Temperaturen zu keiner Rauchbildung führen, was eine zusätzliche Belastung der Umwelt zur Folge hätte. Zudem werden die am Verfahren beteiligten Personen diesen Zersetzungsprodukten ausge setzt, was zu einer Beeinflussung der Gesundheit führen kann. Kritische Temperaturen, bei denen die Zersetzung der Oberflächenbehandlungsmittel beginnt, liegen zwischen 180 und 220°C. Dies kann in allen Verfahrensschritten der Fall sein, bei denen diese Temperaturen erreicht werden.

Oberflächenbehandlungsmittel sind nicht dauerhaft und müssen für die meisten Anwendungen durch Waschen der Faser, nachdem sie verarbeitet wurde, wieder entfernt werden. In verschie denen Anwendungen, in denen die Faser weiteren Oberflächenbe handlungen unterzogen wird, muß das ursprüngliche Behandlungs mittel den hohen Temperaturen während dieser Schritte wider stehen.

Eine weitere Besonderheit der Fasern hoher Festigkeit ist ihre Neigung, schlechte Haftungseigenschaften zu besitzen, was üb licherweise durch mechanische Behandlung der Faser ausge glichen wird.

Wie bereits beschrieben, machen die meisten Anwendungen einen Waschschritt notwendig. Sehr wichtig ist, daß dieser Schritt die Produktivität des Gesamtverfahrens nicht behindert. Folg lich sollte der Waschschritt so schnell und effizient wie möglich ausgeführt werden können. Wenn das Behandlungsmittel für die Faserverarbeitung nicht entfernt wird, ist es auch sehr wichtig, wie oben bereits erwähnt, die Rauchbildung während der nachfolgenden Hochtemperaturbeschichtungs- und Trocknungsschritte zu vermeiden.

Ein weiterer kritischer Punkt, der mit der thermischen Zer setzung oder der Rauchentwicklung des Behandlungsmittels in Verbindung steht, ist das Auftragen der Emulsion des Behand lungsmittels bevor die Faser getrocknet und verstreckt wird.

Der Mangel an Haftung von Fasern hoher Festigkeit wird oft auf die Tatsache zurückgeführt, daß zum Zwecke der Verbesserung der Verarbeitbarkeit die meisten Faserhersteller Oberflächen behandlungsmittel einsetzen, die die Faser/Fasern-Reibung ver mindern. Die Hauptnachteile, die meist angetroffen werden, wenn Fasern mit niedriger Haftung verwendet werden, ist die höhere Fibrillenbildung, die sich direkt in einer schlechten Festigkeitsumwandlung bemerkbar macht.

Wie im Stand der Technik bekannt, ist es in den meisten Fällen schwierig, alle diese gewünschten Eigenschaften zu kombinier en, ohne jedoch die Basiseigenschaft zu verlieren, welche die Faser leicht verarbeitbar macht, z. B. die Faser/Metall- Reibung.

So führt z. B. die Verbesserung der Auswaschbarkeit der Fasern, bei denen Behandlungsmittel verwendet wurden, die Waschbar keits-Hilfsmittel enthalten, zu einer höheren Faser/Faser- und Faser/Metall-Reibung.

Das gleiche tritt ein, wenn Hilfsmittel verwendet werden, die die Rauchemission und die thermische Zersetzung des Behandlungs mittels verringern sollen. Diese führen zudem zu einem hohen Gewichtsverlust des Faser-Finishs bei der Verarbeitung bei hoher Temperatur (größer 180°C).

Haftungsagenzien, die zur Verbesserung der Haftung eingesetzt werden, sind für die Faser/Faser-Reibung, die als Schlüssel zur hohen Verarbeitbarkeit gesehen wird, ebenfalls schädlich.

Dennoch sollte erreicht werden, durch eine entsprechende Be handlung der Fasern mit einem geeigneten Oberflächenbehand lungsmittel alle diese Punkte zu berücksichtigen.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, kontinuier liche ("on-line") und diskontinuierliche, chargenweise ("off-line") Verfahren zur Herstellung des betreffenden faser förmigen modifizierten aromatischen Polyamid-Materials verfüg bar zu machen.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein gut verarbeitbares Aramid-Element (Garn, Faden, Schnur) herzu stellen, das für die Herstellung von kugelsicherem Textil material oder als Verstärkungselement für einen elastomeren Verbundstoff geeignet ist. Die verbesserte Verarbeitbarkeit dieses Produkts führt zu einer höheren Leistung des Endpro dukt-Systems (beispielsweise höhere Festigkeitsumwandlung in dem Textilmaterial und eine verbesserte Kugelfestigkeit).

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, Aramid- Fasern bereitzustellen, die ohne Zwirnen in Produktionslinien eingesetzt werden können, die beispielsweise einen Arbeitsgang des Wirkens oder Webens eines Einzelgarns beinhalten. Bei Ver wendung in gezwirntem Zustand, beispielsweise in einer Schnur, werden die Festigkeit und der Modul des Aramid-Elements in der fertigen Schnur-Struktur besser als bei handelsüblichen Pro dukten genutzt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung bietet das Aufbringen be stimmter Oberflächenbehandlungsmittel (NPP: New Processability Promoter) auf die Oberfläche von Aramid-Fasern, entweder unter Anwendung der üblichen Standard-Verfahren zur Nachbehandlung oder des Aufbringens auf eine niemals verstreckte, niemals getrocknete Faser unter Anwendung eines Verfahrens, das dem in der Technik bekannten Aktivierungsprozeß ähnelt, eine neue oberflächenmodifizierte Faser, die bei ihrer Anwendung als Verstärkungsmaterial für Kautschuk-Anwendungen oder als Garn für gewebte Strukturen aus kugelsicherem Textilmaterial ausge zeichnete Kennwerte der Verarbeitbarkeit zeigt. Die Leistungs fähigkeit bei der Endverwendung des Endsystems wird demzufolge signifikant verbessert.

Die vorliegende Erfindung betrifft demgemäß aromatische Hoch leistungs-Polyamid-Fasern mit hohem Modul, verbesserten Rei bungseigenschaften, verbesserter Auswaschbarkeit, niedrigerem Polymerabrieb, geringerer Fibrillenbildung und verbesserten antistatischen Langzeit-Eigenschaften mit einem Überzug aus einem Gleitmittel, einem emulgierenden System, einem antista tischen Mittel und anderen Komponenten, der von einem Ober flächenbehandlungsmittel abgeleitet ist, bestehend aus

(a) 30 bis 70 Gew.-% eines Esteröl-Gleitmittels, bestehend aus einem Ester, der aus
- (I) einer Alkohol-Komponente, die ein verzweigter, primärer oder sekundärer gesättigter einwerti ger Alkohol der allgemeinen Formel in der
  R¹ C₁-C₁₆-Alkyl bezeichnet,
  R² H, C₁-C₁₆-Alkyl bezeichnet,
  h = 0 bis 5,
  k = 0 oder 1,
  j = 0 bis 4,
  m = 0 bis 16,
  und worin die Gesamtzahl der Kohlenstoff-Atome weniger als 25 beträgt, und
- (II) einer Carbonsäure-Komponente, die eine unge sättigte Fettsäure der allgemeinen Formel R³-(COOH)_s; s = 1 - 6,in der
  R³ C₄-C₁₉-Alkenyl, C₄-C₁₉-Alkadienyl, C₄-C₁₉- Alkatrienyl, Phenyl, Naphthyl, 2-Phenyl ethenyl bezeichnet,
  oder eine ungesättigte Dicarbonsäure der all gemeinen FormelHOOC-(CH=CH)_n-COOHist, in der n = 1 oder 2,
aufgebaut ist, wobei der Ester einen Erstarrungs punkt unterhalb von +5°C, vorzugsweise unterhalb von 0°C, eine kinematische Viskosität (bei 20°C) von 100 bis 350 mm²/s, und eine Iod-Zahl zwischen 30 und 140, vorzugsweise zwischen 30 und 80, aufweist,
(b) 20 bis 50 Gew.-% eines emulgierenden Systems, bestehend aus ungesättigten ethoxylierten Fettsäuren und/oder ungesättigten ethoxylierten Fettalkoholen und/oder ethoxylierten Alkylaminen der allgemeinen Formel R⁴-X-(EO)_p(PO)_q-OHin der
R⁴ C₅-C₂₀-Alkenyl, Phenyl, Naphthyl oder C₈- oder C₉-Alkylphenyl bezeichnet,
X -COO-, -NH- oder -O- bezeichnet,
EO eine Ethylenoxid-Einheit bezeichnet,
PO eine Propylenoxid-Einheit bezeichnet,
p = 2 bis 15 und
q = 0 bis 10,
(c) 5 bis 15 Gew.-% eines antistatischen Mittels, bestehend aus Alkali-Salzen von C₄-C₁₂-Alkyl sulfonaten, C₄-C₁₂-Alkylphosphaten oder C₄-C₂₀- Alkylcarbonsäuren,
(d) 0,2 bis 2 Gew.-% eines Korrosionsinhibitors,
(e) gegebenenfalls Additiven,

und wobei die Menge des Überzugs auf der Faser 0,05 bis 2,0 Gew.-%, vorzugsweise 0,2 bis 1,0 Gew.-%, beträgt.

Der Überzug besteht vorzugsweise aus 50 bis 60 Gew.-%, am meisten bevorzugt aus 55 bis 60 Gew.-%, des Esteröls (a), 25 bis 40 Gew.-%, am meisten bevorzugt aus 29 bis 35 Gew.-%, des emulgierenden Systems (b), 5 bis 10 Gew.-%, am meisten bevorzugt 5 bis 7 Gew.-%, des antistatischen Mittels (c), 0,3 bis 1 Gew.-%, am meisten bevorzugt 0,3 bis 0,5 Gew.-%, des Korrosionsinhibitors (d) und, falls gewünscht, gegebenenfalls Additiven (e).

Die Erfindung ist weiterhin auf Fasern, bestehend aus aromatischen Hochleistungs-Polyamid-Fasern mit hohem Modul, verbesserten Reibungseigenschaften, verbesserter Auswaschbarkeit, niedrigem Polymerabrieb, geringerer Fibrillenbildung und verbesserten antistatischen Lang zeit-Eigenschaften, mit einem Überzug gerichtet, die erhältlich sind durch Behandlung der genannten Fasern mit einem Oberflächenbehandlungsmittel, das ein Gleit mittel, ein emulgierendes System, ein antistatisches Mittel und andere Komponenten enthält, dadurch gekenn zeichnet, daß das Oberflächenbehandlungsmittel besteht aus

(a) 30 bis 70 Gew.-% eines Esteröl-Gleitmittels, bestehend aus einem Ester, der aus
- (I) einer Alkohol-Komponente, die ein verzweigter, primärer oder sekundärer gesättigter einwerti ger Alkohol der allgemeinen Formel in der
  R¹ C₁-C₁₆-Alkyl bezeichnet,
  R² H, C₁-C₁₆-Alkyl bezeichnet,
  h = 0 bis 5,
  k = 0 oder 1,
  j = 0 bis 4,
  m = 0 bis 16,
  und worin die Gesamtzahl der Kohlenstoff-Atome weniger als 25 beträgt, und
- (II) einer Carbonsäure-Komponente, die eine unge sättigte Fettsäure der allgemeinen Formel R³-(COOH)_s; s = 1 - 6,in der
  R³ C₄-C₁₉-Alkenyl, C₄-C₁₉-Alkadienyl, C₄-C₁₉- Alkaltrienyl, Phenyl, Naphthyl, 2-Phenyl ethenyl bezeichnet,
  oder eine ungesättigte Dicarbonsäure der all gemeinen FormelHOOC-(CH=CH)_n-COOHist, in der n = 1 oder 2,
aufgebaut ist, wobei der Ester einen Erstarrungs punkt unterhalb von +5°C, vorzugsweise unterhalb von 0°C, eine kinematische Viskosität (bei 20°C) von 100 bis 350 mm²/s, und eine Iod-Zahl zwischen 30 und 140, vorzugsweise zwischen 30 und 80, auf weist,
(b) 20 bis 50 Gew.-% eines emulgierenden Systems, betehend aus ungesättigten ethoxylierten Fettsäuren und/oder ungesättigten ethoxylierten Fettalkoholen und/oder ethoxylierten Alkylaminen der allgemeinen Formel R⁴-X-(EO)_p(PO)_q-OHin der
R⁴ C₅-C₂₀-Alkenyl, Phenyl, Naphthyl oder C₈- oder C₉-Alkylphenyl bezeichnet,
X -COO-, -NH- oder -O- bezeichnet,
EO eine Ethylenoxid-Einheit bezeichnet,
PO eine Propylenoxid-Einheit bezeichnet,
p = 2 bis 15 und
q = 0 bis 10,
(c) 5 bis 15 Gew.-% eines antistatischen Mittels, bestehend aus Alkali-Salzen von C₄-C₁₂-Alkyl sulfonaten, C₄-C₁₂-Alkylphosphaten oder C₄-C₂₀-Alkylcarbonsäuren,
(d) 0,2 bis 2 Gew.-% eines Korrosionsinhibitors,
(e) gegebenenfalls Additiven,

Das Oberflächenbehandlungsmittel besteht vorzugsweise aus
50 bis 60 Gew.-%, am meisten bevorzugt aus 55 bis 60 Gew.-%, des Esteröls (a),
25 bis 40 Gew.-%, am meisten bevorzugt aus 29 bis 35 Gew.-%, des emulgierenden Systems (b),
5 bis 10 Gew.-%, am meisten bevorzugt 5 bis 7 Gew.-%, des antistatischen Mittels (c),
0,3 bis 1 Gew.-%, am meisten bevorzugt 0,3 bis 0,5 Gew.-%, des Korrosionsinhibitors (d) und, falls gewünscht, gegebenenfalls Wasser und gegebenenfalls Additiven (e).

Die erfindungsgemäßen aromatischen Hochleistungs-Poly amid-Fasern sind weiter gekennzeichnet durch
eine spezielle Reißfestigkeit von 2,65 bis 33,5 cN/dtex (3 bis 38 g/den),
einen speziellen Modul von 8,83 bis 2207 cN/dtex (10 bis 2500 g/den),
eine Menge des Oberflächenbehandlungsmittels, bezogen auf die Menge des Garns, von 0,05 bis 2 Gew.-%, einen Koeffizienten der dynamischen Reibung Faser zu Metall eines Aramid-Garns von 1100 dtex von weniger als 0,55, vorzugsweise von weniger als 0,50, bei 200 m/min,
einen Koeffizienten der Grenzflächen-Reibung Faser zu Metall eines Aramid-Garns von 1100 dtex von weniger als 0,10, vorzugsweise von weniger als 0,05, bei 0,016 cm/s,
einen Wert der Ablagerung infolge Abriebs, bezogen auf das Garn, von weniger 0,5 mg/kg,
einen Restwert des Oberflächenbehandlungsmittels nach dem Waschen von weniger als 15 Gew.-% des Ausgangs wertes des Oberflächenbehandlungsmittels.

Die mit dem Oberflächenbehandlungsmittel behandelten Fasern und die entsprechenden Verfahren zur Anwendung des Behandlungsmittels ergeben das beste Ergebnis von Eigenschaften hinsichtlich der Entwicklung von sicht barem oder unsichtbarem Rauch, gemessen am Gewichtsver lust, der Auswaschbarkeit der Fasern und der Haftung der Faser gegenüber der Verarbeitbarkeit, die hier durch Reibungseigenschaften deutlich gemacht wird.

Im Rahmen der Erfindung werden als Fasern Endlosfilamen te sowie Einfach-Garn oder Schnur, Stapelfasern, Faser- Kabel (beispielsweise für Reißspinnverfahren), Garne oder ungekräuselte oder gekräuselte Stapelfasern, Pul pen, industrielles gewebtes, gewirktes, geflochtenes, verdrilltes oder bombagiertes Textilmaterial aus aroma tischen Polyamiden mit einer Struktur vom Faser-Typ verstanden.

Aromatische Polyamide sind solche Polymere, die partiell, überwiegend oder ausschließlich aus aromati schen Ringen aufgebaut sind, die über Carbamid-Brücken oder gegebenenfalls zusätzlich auch durch andere ver brückenden Strukturen miteinander verbunden sind. Die Struktur solcher aromatischen Polyamide kann zum Teil durch die folgende allgemeine Formel aufgeklärt werden:

(-NH-A₁-NH-CO-A₂-CO-)_n

in der A₁ und A₂ aromatische und/oder polyaromatische und/oder heteroaromatische Ringe bezeichnen, die auch substitutiert sein können. Typischerweise können A₁ und A₂ unabhängig voneinander ausgewählt sein aus 1,4- Phenylen, 1,3-Phenylen, 1,2-Phenylen, 4,4′-Biphenylen, 2,6-Naphthylen, 1,5-Naphthylen, 1,4-Naphthylen, Phenoxy phenyl-4,4′-diyl, Phenoxyphenyl-3,4′-diyl, 2,5-Pyridylen und 2,6-Chinolylen, die unsubstituiert oder durch einen oder mehrere Substituenten substituiert sein können, die Halogen, C₁-C₄-Alkyl, Phenyl, Carboalkoxyl, C₁-C₄-Alk oxyl, Acyloxy, Nitro, Dialkylamino, Thioalkyl, Carboxyl und Sulfonyl umfassen. Die -CONH-Gruppe kann auch durch eine Carbonylhydrazid-Gruppe (-CONHNH-), eine Azo- oder eine Azoxy-Gruppe substituiert sein.

Weitere nützliche Polyamide sind in der US 46 70 343 offenbart, in der das aromatische Polyamid ein Copoly amid ist, worin vorzugsweise wenigstens 80 Mol-% der Summe der Einheiten A₁ und A₂ 1,4-Phenylen und Phenoxy phenyl-3,4′-diyl sind, die unsubstituiert oder substi tuiert sein können, und der Phenoxyphenyl-3,4′-diyl- Gehalt 10 bis 40 Mol-% beträgt.

Von vollaromatischen Polyamiden abgeleitete Fasern werden bevorzugt. Beispiele für aromatische Polyamide sind Poly(m-phenylenisophthalamid) und Poly(p-phenylen terephthalamid).

Besonders geeignet sind Poly-m-phenylenisophthalamid- Fasern gemäß der US 32 87 324 und Poly-p-phenylentere phthalamid-Fasern gemäß der US 38 69 429 und der DE 22 19 703.

Weitere geeignete Polyamide sind diejenigen Strukturen, in denen wenigstens einer der Phenyl-Reste einen oder mehrere der oben genannten Substituenten trägt. Zusätz liche aromatische Verbindungen enthalten, wenigstens bis zu einem gewissen Grade, Struktureinheiten, die sich von 3- bzw. von 4-Aminobenzoesäure ableiten.

Weiterhin geeignet für die Nachbehandlung mit dem Ober flächenbehandlungsmittel der Erfindung sind solche voll ständig aromatischen Polyamid-Fasern, die bei einer Tem peratur von wenigstens 150°C gemäß der DE 22 19 646 verstreckt sind.

Noch weitere Aramid-Fasern sind in "Man-Made Fibers", Science and Technology, Bd. 2, S. 297 (1968) Inter science Publishers im Abschnitt "Fiber-Forming Aromatic Polyamides" beschrieben. Geeignete Aramid-Fasern werden auch in den U.S. Patenten 41 72 938, 38 19 587, 36 73 143, 33 54 127 und 30 94 511 beschrieben.

Auch können Zusätze mit dem Aramid verwendet werden. Tatsächlich kann bis zu 10 Gew.-% von anderem Polymer material mit dem Aramid vermischt werden oder es können solche Copolymere verwendet werden, die bis zu 10 Gew.-% eines Diamines enthalten, welches das Diamin des Aramids ersetzt oder bis zu 10 Gew.-% eines anderen Dicarbonsäure chlorids, welches das Dicarbonsäurechlorid des Aramids ersetzt.

Zusätzliche geeignete aromatische Polyamide sind die je nigen der folgenden Struktur

-(NH-Ar₁-X-Ar₂-NH-CO-Ar₁-X-Ar₂-CO-)_n

in der
X O, S, SO₂, NR, N₂, CR₂, CO bezeichnet;
R H, C₁-C₄-Alkyl bezeichnet; und
Ar₁ und Ar₂, die gleich oder verschieden sein können, aus 1,2-Phenylen, 1,3-Phenylen und 1,4-Phenylen ausgewählt sind, worin wenigstens ein Wasserstoff- Atom durch Halogen und/oder C₁-C₄-Alkyl substitu iert sein können.

Ein als Verstärkungselement in den Beispielen der vor liegenden Erfindung verwendetes Aramid ist Poly-p-phe nylenterephthalamid. Insbesondere wird hauptsächlich eine Poly-p-phenylenterephthalamid-Faser von 1667 dtex (1500 den) neben den anderen Fasern verwendet, die nach der Behandlung mit dem Oberflächenbehandlungsmittel die gleiche signifikante Verbesserung der Verarbeitbarkeit und der Eigenschaften ergeben. Im Fall der Anwendung für kugelsichere Zwecke war das verwendete Garn eine Aramid- Faser von 1111 dtex (1000 den).

Die NPP-Formulierung umfaßt ein Gleitmittel, ein emul gierendes System, ein antistatisches Mittel und einen Korrosionsinhibitor und, falls erwünscht, gegebenenfalls Wasser und/oder gegebenenfalls Additive.

Das Gleitmittel ist ein Esteröl, das gekennzeichnet ist, wie oben angegeben wurde. Beispiele für die Alkohol- Komponente (I) des Esters können 2-Methyl-1-propanol, 2-Butanol, 2-Pentanol, 2-Methyl-1-butanol, 3-Methyl-1- butanol, 3-Methyl-2-butanol, 2,2-Dimethyl-1-propanol, 2-Methyl-1-pentanol, 4-Methyl-1-pentanol, 4-Methyl 2-pentanol, 2-Pentanol, 3-Heptanol, 2-Octanol, 2-Ethyl 1-hexanol, 3,5-Dimethyl-1-hexanol, 5-Nonanol, 2,6-Di methyl-4-heptanol, Isohexadecylalkohol oder Isotride cylalkohol sein. Beispiele für die Carbonsäure-Kompo nente (II) können Lauroleinsäure, Myristoleinsäure, Palmitoleinsäure, Ölsäure, Gadoleinsäure, Erucasäure, Ricinoleinsäure, Talgsäure, Linolsäure, Linolensäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Zimtsäure, Naphthalincarbon säure, Benzoesäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure, Trimetllithsäure oder Pyromellithsäure sein.

Die kinematische Viskosität des Esteröls beträgt vor zugsweise 200 bis 300 mm²/s (20°C).

Das emulgierende System ist ein nicht-ionisches System, wie es im Vorstehenden definiert ist. Beispiele für ungesättigte Fettsäuren sind Lauroleinsäure, Myrist oleinsäure, Palmitoleinsäure, Gadoleinsäure, Erucasäure oder Ricinoleinsäure, vorzugsweise Ölsäure (mit 3 bis 15 mol Ethylenoxid). Beispiele für ungesättigte Fett alkohole sind Elaidylalkohol, Erucylalkohol, Brassidyl alkohol, vorzugsweise Oleylalkohol und/oder Talgfett alkohol (mit 3 bis 10 mol EO). Weitere Beispiele sind C₈- oder C₉-Alkylphenolethoxylate, vorzugsweise Octyl phenol- oder Nonylphenolethoxylate (5 bis 15 mol EO).

Wie der Fachmann weiß, ist es weiterhin wichtig, den HLB-Wert (hydrophil-lipophiles Gleichgewicht) an das Gleitmittel anzupassen, um eine stabile Emulsion zu erhalten. Dies wird durch Beobachtung der Emulsion und hinsichtlich ihrer Stabilität erreicht.

Antistatische Verbindungen sind Alkali-Salze, vorzugs weise Natriumsalze, von Alkylsulfonaten (z. B. Lauryl- oder Oleylsulfonat), Alkylphosphate wie C₄-C₁₂-Phosphate (Mono/Diester-Gemisch) und Salze von Fettsäuren, z. B. der Ölsäure. Der Gehalt an Natriumchlorid sollte unter halb von 0,1 Gew.-% liegen. Es ist ebenfalls möglich, Alkylsulfate zu verwenden, jedoch sind sie nicht bevor zugt, da sie leicht hydrolysieren und dadurch ihre anti statische Wirksamkeit einbüßen.

Geeignete Korrosionsinhibitoren sind Diethanolamin-Salze von Alkylphosphatestern (Mono/Di-) oder Amin-Salze von Fettsäuren oder Benzoesäure.

Die Formulierung kann gegebenenfalls Wasser zur Stabili sierung enthalten, auch bevor sie mit Wasser verdünnt wird, um ihre Konzentration einzustellen, mit der sie auf die Faser aufgebracht wird.

Die folgenden Additive können gegebenenfalls in die bevorzugte Formulierung eingearbeitet werden, falls spezielle Eigenschaften oder Verfahrensbedingungen ge fordert werden, beispielsweise Haftvermögen, spezifische Vernetzung, UV-Schutz, Oxidationsverhinderung, Pigmen tierung oder rheologische Anpassung. Diese Additive können weiterhin Fungizide, Bakterizide und Biozide enthalten.

Bei bestimmten Anwendungen, z. B. bei der Verstärkung von Elastomeren oder bei Verbundstrukturen, können Kupp lungsmittel eingesetzt werden. Beispiele hierfür um fassen

- Zirconiumaluminate, die sich von Zirconiumoxid chlorid (ZrOCl₂·8 H₂O) und von Aluminiumchlorid hydrat (Al₂(OH)₅Cl) ableiten (die zur Herstellung des anorganischen Skeletts miteinander kombiniert sind, das zur Bildung des Endproduktes mit einem Carbonsäure-Derivat (XRCOOH) komplexiert ist),
- Amino-silane mit der allgemeinen Struktur Y(CH₂)_nSiX₃
- in der n=0 bis 3, X eine hydrolysierbare Gruppe am Silicium ist und Y eine organofunktionelle Gruppe ist, die zur Einstellung der Reaktivität ausgewählt ist (z. B. Vinyl, Chloropropyl, Glycidyl oxy, Methacrylat, primäres Amin, Diamin, Mercapto, kationisches Styryl etc.). Beispiele für solche Silan-Kupplungsmittel sind c-Aminopropyltriethoxy silan und c-Mercaptopropyltrimethoxysilan;
- Titanate mit der allgemeinen Formel YOTi(OX)₃in der Y eine Isopropyl-Gruppe ist und X eine größere Gruppe wie ein Stearat ist.

Andere Beispiele umfassen Melamin-methylol-methylether (z. B.: Hexamethoxymethylmelamin).

Brauchbare UV-Absorptionsmittel umfassen Benzotriazol- Verbindungen. Antioxidationsmittel umfassen Tris-nonyl phenylphosphit, 4,4′-Butyliden-bis-(6-tert-butyl-m- cresol), Tetra-bis[methylen-3-(3′,5′-di-tert-butyl-4- hydroxyphenyl)propionat]methan oder das der Kondensation von butyliertem p-Cresol und Dicyclopentadien entstam mende Produkt.

Die verwendeten Pigmente sollten bis zu 250°C hitze beständig sein und können herkömmliche sowie auch fluo reszierende Pigmente umfassen.

Eine Formulierung zur Behandlung der Aramid-Fasern kann dadurch hergestellt werden, daß alle Verbindungen bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 30°C und 40°C, vermischt werden, um ein homo genes und klares Öl zu erhalten. So kann beispielsweise eine Mischung hergestellt werden, die aus 550 g Iso butyloleat, 350 g des emulgierenden Systems, das 200 g Nonylphenolethoxylat (8 EO) und 150 g Ölsäureethoxylat (10 EO) enthält, 70 g Natriumdecylsulfonat und 5 g des Diethanol-Salzes von Benzoesäure besteht. Nötigenfalls werden etwa 25 g Wasser der Mischung zugesetzt, um eine etwaige Trübung zu beseitigen. Der Zusatz von Wasser kann auch notwendig sein, um ein stabiles klares Öl zu erhalten. Erforderlichenfalls kann der pH mit Hilfe von Diethanolamin oder Essigsäure auf einen Wert zwischen 6 und 8, vorzugsweise von 7, eingestellt werden.

Das auf diese Weise beschriebene Oberflächenbehandlungs mittel ist weiterhin gekennzeichnet durch

- eine Viskosität von 150 bis 500 mm²/s, vorzugsweise von 150 bis 300 mm²/s (bei 20°C),
- einen Gewichtsverlust von weniger als 25%, vor zugsweise von weniger als 15% nach 2 h bei 200°C,
- eine Oberflächenspannung einer 1-proz. Emulsion von weniger als 35 mN/m, vorzugsweise von weniger als 32 mN/m, bei 20°C.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Her stellung einer aromatischen Hochleistungs-Polyamid- Faser, die auf der Oberfläche mit einem Oberflächen behandlungsmittel überzogen ist.

Das Beschichten der Polyamid-Fasern, vorzugsweise der Aramid-Fasern, mit den Oberflächenbehandlungsmitteln der Erfindung kann auf verschiedenen Wegen erfolgen, insbe sondere gemäß den drei folgenden Verfahren (a), (b) und (c) (Tabelle 1).

Sowohl das Verfahren (a) als auch das Verfahren (b) sind kontinuierliche ("on-line") Verfahren. Kontinuierlich oder "on-line" bedeutet, daß das Aufbringen des Ober flächenbehandlungsmittels während des gewöhnlichen Ver fahrens der Faser-Herstellung (Spinnen, Trocknen, Ver strecken und Aufwickeln auf Garnträger) vorgenommen wird.

Gemäß dem Verfahren (a) wird das Oberflächenbehandlungs mittel auf die niemals getrocknete, niemals verstreckte Faser aufgebracht, wobei entweder eine Zwangsdosierung mittels Pumpen, eine Walzenapplikation mit oder ohne Rakel, ein Serpentinensystem oder irgendeine, in der Beschichtungstechnik bekannte Vorrichtung zum Einsatz kommt. Ultraschallsysteme und in der Technik bekannte Vorrichtungen können ebenfalls benutzt werden, um die Gleichmäßigkeit oder das Eindringen des Mittels zu ver stärken. Für die frisch gesponnene und neutralisierte Faser und/oder gewaschene Faser wird das Oberflächen behandlungsmittel unverdünnt oder in Form einer wäßrigen Verdünnung angewandt, deren Konzentration bis hinab zu 1 Gew.-% des Oberflächenbehandlungsmittels in Wasser betragen kann.

Bei dem für das Verfahren (a) bevorzugten Weg wird das NPP in einer Konzentration von etwa 30 Gew.-% in Wasser (das heißt: 30 Gew. -Teile NPP plus 70 Gew. -Teile Wasser) auf eine nasse Polyamid-Faser aufgebracht. Die mit der Emulsion behandelte Faser wird dann während des Faser- Verstreck-Trocknungs-Schrittes einige Sekunden (5 bis 10 s) bei einer Temperatur zwischen 150°C und 190°C, vorzugsweise um 170°C, getrocknet, wobei die Garn-Ge schwindigkeit um 630 m/min (arbeitsfähiger Bereich 200 bis 825 m/min) betrug. Die Auftragsmenge nach dem Schritt des Trocknens wurde auf einen Wert zwischen 0,05 und 2,0 Gew.-%, vorzugsweise von 0,2 bis 1,0 Gew.-%, eingestellt.

Nach dem Verfahren (b) erfolgt das Aufbringen des unver dünnten Behandlungsmittels entsprechend den herkömm lichen, in der Technik bekannten Nachbehandlungsverfah ren. Der Auftrag erfolgt auf die vollständig getrocknete Faser unmittelbar vor dem Arbeitsgang des Aufwickelns. Die Auftragsmengen liegen in dem Bereich von 0,05 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise bei 0,2 bis 1,0 Gew.-%.

Weiterhin ist auch eine Kombination der Verfahren (a) und (b) durchführbar. So kann eine ungetrocknete, un verstreckte aromatische Polyamid-Faser mit der wäßrigen verdünnten oder unverdünnten erfindungsgemäßen Formu lierung behandelt und anschließend getrocknet werden. Jene getrocknete Faser kann weiter mit dem unverdünnten Oberflächenbehandlungsmitttel behandelt und ohne einen zusätzlichen Schritt der Trocknung aufgewickelt werden.

Nach dem Verfahren (c) erfolgt die Behandlung der Faser auf einer Einrichtung zum chargenweisen Tauchen oder zur Nachbehandlung ("off-line"). "Chargenweise" bedeutet, daß das Aufbringen des Oberflächenbehandlungsmittels erfolgt, nachdem das in einem unabhängigen Verfahren hergestellte Garn aufgewickelt worden ist, ohne daß es einer Oberflächenbehandlung unterzogen wurde. Bei dem Verfahren (c) wird die vorher erzeugte, nie getrocknete, nie verstreckte Faser, nachdem sie abgewickelt wurde, beispielsweise von einem Garnträger, auf dem sie bereit gestellt wurde, in ein Bad mit dem Oberflächenbehand lungsmittel getaucht und danach getrocknet oder nicht getrocknet, je nachdem, ob das Mittel unverdünnt oder in einer verdünnten wäßrigen Form aufgetragen worden ist und ob die Faser des Verstreckens unter Erwärmung be darf. Wenn das Mittel in wäßriger Form aufgebracht worden ist, muß auf den Schritt des Aufbringens ein Schritt des Trocknens folgen. Dieser wird bei einer Temperatur zwischen 80°C und 190°C, vorzugsweise zwischen 110°C und 130°C und am meisten bevorzugt bei 120°C, durchgeführt. Dieses Verfahren ist speziell auf das Aufbringen der erfindungsgemäßen NPP-Formulierung auf aromatische Polyamid-Fasern gerichtet, die im Handel erhältlich sind, aufbewahrt wurden oder aus anderen Verfahren stammen und noch nicht behandelt worden sind.

Die Trocknung kann mittels Konvektion (z. B. Heißluft), Wärmeleitung (z. B. Kontakttrocknung) oder Bestrahlung (z. B. Infrarot oder Mikrowellen) durchgeführt werden. Die Wärmebehandlung der behandelten Faser erfolgt ge wöhnlich während einer Zeitspanne von einigen Sekunden bis zu einigen Minuten, je nach dem Grad der Trocknung, der für weitere Anwendungen erforderlich ist.

Dabei kann die Maschinengeschwindigkeit von einigen Metern pro Minute bis zu mehreren hundert Metern pro Minute gewählt werden, wobei in der Regel auch die Menge des auf die Faser aufgetragenen Oberflächenbehand lungsmittels mit Hilfe dieser Maschinengeschwindigkeit und/oder durch die Einstellung der Konzentration ge steuert wird.

Das Aufbringen des Oberflächenbehandlungsmittels könnte ebenfalls nach dem Trocknen des Garns oder der Schnur in der ersten beheizten Kammer bei 80°C bis 190°C durch geführt werden.

Das Tauchen kann in mehreren Schritten mit gleichen oder unterschiedlichen Tauchbad-Konzentrationen, vom unver dünnten Mittel bis zu so niedrigen Konzentrationen von 1 Gew.-% in Wasser, mit oder ohne Trocknung zwischen durch, erfolgen. Dies wird als Mehrfachtauchen bezeich net.

Ultraschall-Behandlung, elektrostatische Behandlung und Plasmabehandlung des Garns können zusätzlich vor dem Imprägnieren, während des Imprägnierens oder nach dem Imprägnieren vorgenommen werden, um das Eindringen des Mittels zu verbessern. Entsprechende herkömmliche Ein richtungen eignen sich für diese speziellen Behandlun gen.

Auf dem bevorzugten Wege des Verfahrens (c) wurden Garne und Schnüre durch das NPP-Tauchbad einer Tauchbad-Ein heit (von Zell-Company) hindurchgeleitet, um sie zu beschichten, und dann in der heißen Luft einer auf 80°C bis 190°C, vorzugsweise auf 110°C bis 130°C, erhitz ten Kammer mit einer vorher festgelegten Spannung von 6 N für ein ungezwirntes Garn von 1670 dtex getrocknet. Die am meisten bevorzugte Temperatur für diesen Schritt beträgt etwa 120°C. Je nach der Tauchbad-Konzentration, die bis hinab zu 1 Gew.-% in Wasser betragen kann, wurde die Geschwindigkeit auf einen Wert zwischen 15 und 35 m/min eingestellt. Die gleichen Konzentrationen des Oberflächenbehandlungsmittels und Werte des Nachbehand lungsmittels wie in den Verfahren (a) und (b) wurden verwendet.

Gewünschtenfalls können alle Verfahren (a), (b) und (c) als Mehrstufen-Verfahren durchgeführt werden, in dem die Faser auch in einem Mehrstufen-Verfahren mehrmals in ein Oberflächenbehandlungsmittel eingetaucht und danach ge trocknet wird. Beispielsweise kann das Behandlungsmittel auf die ungetrocknete nasse Faser aufgetragen werden, dann kann die Faser getrocknet werden, und danach kann das Behandlungsmittel noch einmal oder auch mehrmals, mit oder ohne Trocknung zwischendurch, aufgebracht werden. Alternativ wird das Behandlungsmittel aufgetra gen, nachdem die Faser getrocknet worden ist, und nach weiterem Trocknen noch einmal oder mehrmals aufgetragen, mit zwischendurch erfolgender Trocknung.

Die folgende Tabelle faßt die Anwendung unterschied licher Verfahren zusammen.

Tabelle 1

Eine weitere Anwendung der erfindungsgemäßen Fasern liegt in der Verstärkung von Schläuchen, Gurten, Tauen, Kabeln einschließlich optischer Kabel, Gummi-Waren sowie Verbund-Strukturen (z. B. Sportartikel, medizinische Versorgungsgüter, Bau- und Schallisoliermaterialien, Transport- und Schutzgeräte für zivile und militärische Anwendungen).

Beispiele

Folgende Schreibweisen wurden benutzt:

NPP: Oberflächenbehandlungsmittel (New Processability Promoter).
NPPTY: Mit NPP behandeltes Garn von 1111 dtex (1000 den).
Comp.: Handelsprodukt aus dem Stand der Technik des gleichen Titers, behandelt mit einem Standard- Nachbehandlungsmittel.
TM: Zwirnkoeffizient
TM=80 T/M (Umdrehungen pro Meter) für 1670 dtex,
TM=120 T/M für 1100 dtex.

Tabelle 2

Leistung des oberflächenbehandelten Materials

Vergleich der Festigkeit in cN/dtex (g/den) der Produkte aus Verfahren (a) und Verfahren (b) mit dem Handelsprodukt (Comp.)

Die Hauptsorge der Fachleute bei der Behandlung niemals verstreckter Fasern, im vorliegenden Falle bei dem Ver fahren (a), betrifft die Erhaltung der Festigkeit der Faser nach der Behandlung. Die vorstehende Tabelle zeigt deutlich, daß innerhalb der Meßgenauigkeit keine der Behandlungen zu einem Verlust an Festigkeit führt. Folg lich ist es wichtig festzuhalten, daß das Gleitendmachen einer Faser mit hoher Festigkeit ohne Einbuße an Festig keit vor der Behandlung des Temperns/Streckens durchge führt werden kann.

Die spezielle Reißfestigkeit einer NPP-behandelten Faser aus aromatischem Polyamid gemäß der Erfindung liegt zwischen 2,65 und 33,5 cN/dtex (3 und 38 g/den), und der spezielle Modul liegt zwischen 8,83 und 2207 cN/dtex (10 und 2500 g/den), vorzugsweise zwischen 26,5 und 1060 cN/dtex (30 bis 1200 g/den).

Tabelle 3

Vergleich physikalischer Eigenschaften

In der vorstehenden Tabelle 3 zeigt die mit NPP behan delte Aramid-Faser NPPTY Überlegenheit, insbesondere der dynamischen Reibung F/M (200 m/min), der in mg/kg des Garns gemessenen Ablagerung und der Fibrillenbildung, im Vergleich mit der im Handel erhältlichen Kontroll-Aramid- Faser (Comp.).

Hinsichtlich des antistatischen Leistungsvermögens be ginnt eine im allgemeinen gute Leistung bei -6 kV. Dem zufolge ist der gemessene Wert von -2,5 kV für die mit NPP behandelte Faser hinsichtlich ihrer Statizität her vorragend.

Die Auswaschbarkeit ist ebenfalls ein sehr wichtiger Faktor, da der Wert des nach einem dem Fachmann bekann ten Schritt des Waschens als Rückstand verbleibenden Behandlungsmittels (gemessen in %) den nachfolgenden Arbeitsgang der Nachbehandlung im Falle der Textil materialien beeinflußt. Die in der Tabelle 3 angegebenen Werte der Auswaschbarkeit wurden im industriellen Maß stab unter Verwendung von Textilmaterial, das aus NPP- behandeltem Garn hergestellt wurde, erhalten und mit denen eines Kontrollgarns verglichen, das ein mit einem Standard-Nachbehandlungsmittel behandeltes Handelspro dukt mit dem gleichen Titer war. Das Verhältnis zwischen NPP-behandelten und Comp. -behandelten Garnen wurde im Laboratorium an Garnen bestätigt, die zweimal mit warmem Wasser von 50°C gewaschen worden waren, wobei 100 ml Wasser für 10 g Garn verwendet wurden.

Die Reibungskoeffizienten wurden nach folgender Methode bestimmt: Ein Garn wird durch eine Einlauf -Spannungs- Vorrichtung zwischen einer Führungswalze und zwei Span nungs-Meßvorrichtungen hindurchgefädelt und auf eine Aufwickelwalze gezogen, die von einem Motor mit ver änderlicher Geschwindigkeit angetrieben ist. Die beiden Spannungs-Meßvorrichtungen zeichnen die Eingangs-Span nung T₁ bzw. die Ausgangsspannung T₂ auf. Der Reibungs koeffizient wird nach der Formel

T₁/T₂=exp (α·f)

errechnet, worin α der Reibungswinkel ist und f der Reibungskoeffizient (Faser zu Faser, Faser zu Metall oder Faser zu Keramik, je nachdem, ob ein Stift aus poliertem Chrom oder aus Keramik verwendet wurde. Der Rothschild-Reibungsmesser R-1182 wurde gemäß der in der Technik angewandten Standard-Methode verwendet.

Die Ablagerung infolge Abrieb wurde auf einem "Staff- Tester G 555" (Firma Zweigle, Bundesrepublik Deutsch land) gemessen, mit dessen Hilfe das Gewicht des von der Reibung Faser-zu-Faser herrührenden abgeriebenen Faser materials bestimmt wurde.

Der Index der Fibrillenbildung wurde auf einem Apparat "G 566" (Firma Zweigle, Bundesrepublik Deutschland) bestimmt.

Ballistische Tests

Die ballistische Test-Methode für Personenschutzaus rüstungen (V₅₀-Test) wurde gemäß der NATO-Standardisie rungsvereinbarung STANAG 2920 durchgeführt.

Die ballistische V₅₀-Grenzgeschwindigkeit für ein Mate rial oder eine Panzerung wird als diejenige Geschwindig keit definiert, bei der die Wahrscheinlichkeit des Durchdringens des gewählten Projektils genau 0,5 ist, wobei die Aufwärts- und Abwärts-Beschußmethode und die Berechnung angewandt werden, die im Nachstehenden be schrieben werden.

Aufwärts- und Abwärts-Beschußmethode:

Die erste Runde ist mit der Menge Treibladung zu laden, die berechnet wurde, um dem Projektil eine Geschwindig keit zu verleihen, die dem geschätzten ballistischen V₅₀-Grenzwert der Panzerung entspricht. Wenn die abge feuerte erste Runde vollständige Durchdringung erzeugt, ist die zweite Runde mit einem festen Dekrement an Treibladung zu laden, das so berechnet ist, daß es dem Projektil eine Geschwindigkeit verleiht, die um etwa 30 m/s kleiner ist als die erste. Wenn die erste Runde eine teilweise Durchdringung zur Folge hat, ist die zweite Runde mit einem festen Inkrement an Treibladung zu laden, das so berechnet ist, daß es dem Projektil eine Geschwindigkeit verleiht, die um etwa 30 m/s größer ist als die der ersten Runde. Nach Erreichen des ersten Satzes von Durchdringungs-Umkehrungen sollte die Treib mittel-Ladung so mit der festgelegten Menge angepaßt werden, daß sie ein Inkrement oder Dekrement der Geschwindigkeit von etwa 15 m/s hervorruft. Der Beschuß wird dann gemäß einer gegebenen Arbeitsweise fortge setzt, um einen Schätzwert der V₅₀(BLP) (Grenzwert des ballistischen Schutzes [Ballistic Limit Protection]) zu erhalten.

V₅₀-Berechnung:

Nach dem Abfeuern einer Anzahl Projektile wird die V₅₀ als Mittelwert der Geschwindigkeiten für den freien Aufprall berechnet, wobei der angemessene Aufprall aus den drei höchsten Partialgeschwindigkeiten für die partielle Durchdringung und den drei höchsten Geschwin digkeiten für die vollständige Durchdringung besteht, vorausgesetzt, daß alle sechs Geschwindigkeiten in eine Gruppe von 40 m/s fallen.

Das Textilmaterial wurde aus einer Faser von 1111 dtex (1000 den) hergestellt.

Auf dem Gebiet der Fasern mit hoher Festigkeit führt gewöhnlich der Arbeitsgang des Webens kugelsicherer Fasern zu Festigkeitsverlusten, die dadurch quantifiziert werden, daß man das Garn aus dem Textilmaterial heraus zieht und die Reißfestigkeit nach dem in der Technik bekannten Standard-Arbeitsweisen mißt. Die folgende Tabelle 4 zeigt, daß das NPPTY-Produkt zu einem signi fikanten Vorteil führt, da bei dem Aufbau des schweren Textilmaterials (gewöhnlich 12 Kettfäden pro cm) der Festigkeitsverlust um die Hälfte (7 gegen 14%) vermin dert ist. Die Beschuß-Leistung (V₅₀: siehe Test-Vor schrift) ist ebenfalls bei dem Wert der Rohware um 8% und bei dem Wert der nachbehandelten Ware (nach der Nachbehandlung des Textilmaterials) um 5 bis 8% ver bessert.

Im Fall des leichten Textilmaterials, typischerweise 8 Kettfäden pro cm, ist die Beschuß-Leistung bei dem Wert der Rohware ebenfalls um 4,5% erhöht.

Tabelle 4

Umwandlung der Festigkeit und Beschuß-Leistung

Verarbeitbarkeit als Verstärkungselement

Die Untersuchung und Bewertung der Verarbeitbarkeit durch Stricken/Wirken erfolgte unter folgenden Bedingun gen: ELHA Rundstrickmaschine (Modell RRU), Test-Dauer 4 h, Maschinengeschwindigkeit 670 Upm, Strickgeschwin digkeit 15 m/min; Gewirke-Aufbau: 3 Maschen/cm.

Tabelle 5

Leistungsfähigkeit verschiedener Garn-Typen bei der Endverwendung

Nach den in Tabelle 5 aufgeführten Ergebnissen konnten bei Verwendung der NPPTY-Verstärkungsmaterialien gegen über dem Vergleichsprodukt Comp. optimale Werte der Pro duktivität und maximale Werte beim Gebrauch erhalten werden. Das Produkt des Standes der Technik wird ge zwirnt verwendet. Tabelle 5 zeigt deutlich den Vorteil, der mit der Möglichkeit verbunden ist, den Vorgang des Zwirnens aufgrund der Verwendung der NPP-behandelten Faser als Verstärkungselement zu vermeiden.

Leistungen von Schläuchen

Untersuchungen der Ermüdungsfestigkeit an Schläuchen, die aus speziell NPP-behandeltem Garn hergestellt worden waren, wurden gemäß der Ford-Vorschrift mit Drücken von 1-3,5 bar bei 0,5 Hz gemäß der schwersten trapezoiden Wellenform durchgeführt.

Bei gezwirntem Standard-Garn (Comp. TM) werden im allge meinen 50 000 Cyclen bis zum Ausfall erreicht, die aus reichen, um den Test zu bestehen. Ein Ergebnis von 80 000 Cyclen wurde mit den 5 Proben, die mit NPP nach den Verfahren (a), (b) oder (c) behandelte Garne ent hielten. Dies zeigt eine signifikante Überlegenheit der NPP-behandelten Garne in bezug auf die Ermüdungsfestig keit.

Sämtliche Schläuche wurden unter den im Vorstehenden beschriebenen Verarbeitungsbedingungen hergestellt.

Leistungsgrad-Umwandlung des NPP-behandelten Garns in Cord-Strukturen

Im Vergleich zu einer im Handel erhältlichen Konstruk tion auf Aramid-Basis wurde eine bis zu 30% bessere Umwandlung der Festigkeit durch die Verwendung von NPP- behandeltem Garn für eine Cord-Konstruktion erzielt. Wenn ein Cord aus mehreren Garnfäden hergestellt wird, sollte die Stärke des Cords theoretisch gleich der Stärke jedes Garnfadens multipliziert mit der Zahl der Garnfäden sein, was in der Praxis nie der Fall ist. NPP hilft jedoch, dies Problem zu lösen.

In einem Laboratoriums-Test wurde die Festigkeit einer parallelen Konstruktion aus drei im Handel erhältlichen 1100 dtex (1000 Filamente) Aramid-Garnen mit einem abschließenden Zwirnfaktor von 140 T/m (Drehungen pro Meter) zu 524 N bestimmt. Dieser Wert wurde verglichen mit einer Cord-Konstruktion aus drei 1100 dtex-Garnen, die mit NPP behandelt worden waren (0,8% Behandlungs mittel-Wert). Die schließlich erhaltene Festigkeit eines Garns mit einem Zwirnfaktor von 140 T/m betrug 600 N, was einer Zunahme von 14% entspricht. In einem Produk tions-Test war die Festigkeit des NPP-behandelten Garns, verglichen mit dem im Handel erhältlichen Garn, sogar um 30% höher.

Dies ist ein weiteres Ergebnis, das die Überlegenheit der NPP-behandelten Fasern gemäß der Erfindung, ausge drückt als Leistungsgrad-Umwandlung der potentiellen Festigkeit der Faser, bestätigt.

Gewichtsverlust durch Rauchentwicklung, Waschbarkeit, Haftung und Reibung Versuchsbedingungen:

Der Gewichtsverlust wird durch den Verlust an Oberflächenbe handlungsmittel gemessen, nachdem man die Fasern für 2 Stunden einer Temperatur von 230°C ausgesetzt hat.

Der Anteil des Oberflächenbehandlungsmittels wird durch die dem Fachmann bekannte Lösungsmittelextraktion vor und nach der Hitzebehandlung bestimmt. Der Anteil des Rückstands kann auch durch Lösungsmittelextraktion des Behandlungsmittelrückstands der auf der Faser nach dem Waschen der Faser nach dem bekann ten Verfahren, zurückgeblieben ist. Der Prozentanteil wird gegen den ursprünglichen Oberflächenbehandlungsmittel-Anteil berechnet.

Die Faserhaftung wird auf Grundlage einer Vergleichsskala be stimmt, die von 0-10 reicht, wobei 10 den schlechtesten Wert bedeutet. Im Handel erhältliche Fasern besitzen üblicherweise eine Haftung zwischen 3 und 6.

Der Faser/Faser-Reibungskoeffizient wird bei 20 m/min mit der bereits beschriebenen Rothschild-Apparatur gemessen.

Nachfolgende Fasern wurden eingesetzt:

Tabelle 6

Aus Tabelle 6 ist eindeutig ersichtlich, daß die meisten Fa sereigenschaften bei der Anwendung des NPP-Oberlächenbehand lungsmittels verbessert werden, ohne daß nachteilige Auswir kungen auf die Verarbeitbarkeit erfolgen, die über die Faser/Faser-Reibung bestimmt wird.

Claims

1. Aromatische Hochleistungs-Polyamid-Fasern mit hohem Modul, verbesserten Reibungseigenschaften der Ober fläche, verbesserter Auswaschbarkeit, niedrigem Polymer abrieb, geringer Fibrillenbildung und verbesserten anti statischen Langzeit-Eigenschaften mit einem Überzug aus einem Gleitmittel, einem emulgierenden System, einem antistatischen Mittel und anderen Komponenten, der von einem Oberflächenbehandlungsmittel abgeleitet ist, das besteht aus

(a) 30 bis 70 Gew.-% eines Esteröl-Gleitmittels, bestehend aus einem Ester, der aus
- (I) einer Alkohol-Komponente, die ein verzweigter, primärer oder sekundärer gesättigter einwerti ger Alkohol der allgemeinen Formel in der
  R¹ C₁-C₁₆-Alkyl bezeichnet,
  R² H, C₁-C₁₆-Alkyl bezeichnet,
  h = 0 bis 5,
  k = 0 oder 1,
  j = 0 bis 4,
  m = 0 bis 16,
  und worin die Gesamtzahl der Kohlenstoff-Atome weniger als 25 beträgt, und
- (II) einer Carbonsäure-Komponente, die eine unge sättigte Fettsäure der allgemeinen Formel R³-(COOH)_s; s = 1 - 6,in der
  R³ C₄-C₁₉-Alkenyl, C₄-C₁₉-Alkadienyl, C₄-C₁₉- Alkatrienyl, Phenyl, Naphthyl, 2-Phenyl ethenyl bezeichnet,
  oder eine ungesättigte Dicarbonsäure der all gemeinen FormelHOOC-(CH=CH)_n-COOHist, in der n = 1 oder 2,
aufgebaut ist, wobei der Ester einen Erstarrungs punkt unterhalb von +5°C, vorzugsweise unterhalb von 0°C, eine kinematische Viskosität (bei 20°C) von 100-350 mm²/s, und eine Iod-Zahl zwischen 30 und 140, vorzugsweise zwischen 30 und 80, aufweist,
(b) 20 bis 50 Gew.-% eines emulgierenden Systems, bestehend aus ungesättigten ethoxylierten Fettsäuren und/oder ungesättigten ethoxylierten Fettalkoholen und/oder ethoxylierten Alkylaminen der allgemeinen Formel R⁴-X-(EO)_p(PO)_q-OHin der
R⁴ C₅-C₂₀-Alkenyl, Phenyl, Naphthyl oder C₈- oder C₉-Alkylphenyl bezeichnet,
X -COO-, -NH- oder -O- bezeichnet,
EO eine Ethylenoxid-Einheit bezeichnet,
PO eine Propylenoxid-Einheit bezeichnet,
p = 2 bis 15 und
q = 0 bis 10,
(c) 5 bis 15 Gew.-% eines antistatischen Mittels, bestehend aus Alkali-Salzen von C₄-C₁₂-Alkyl sulfonaten, C₄-C₁₂-Alkylphosphaten oder C₄-C₂₀-Alkylcarbonsäuren,
(d) 0,2 bis 2 Gew.-% eines Korrosionsinhibitors,
(e) gegebenenfalls Additiven,

und wobei die Menge des Überzugs auf der Faser 0,05 bis 2,0 Gew.-% beträgt.

2. Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkohol-Komponente (I) von (a) 2-Methyl-1-propanol, 2-Butanol, 2-Pentanol, 2-Methyl-1-butanol, 3-Methyl-1- butanol, 3-Methyl-2-butanol, 2,2-Dimethyl-1-propanol, 2-Methyllpentanol, 4-Methyl-1-pentanol, 4-Methyl-2- pentanol, 2-Pentanol, 3-Heptanol, 2-Octanol, 2-Ethyl-1- hexanol, 3,5-Dimethyl-1-hexanol, 5-Nonanol, 2,6-Di methyl-4-heptanol, Isohexadecylalkohol oder Isotridecyl alkohol ist.

3. Fasern nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich net, daß die Carbonsäure-Komponente (II) von (a) Lauroleinsäure, Myristoleinsäure, Palmitoleinsäure, Ölsäure, Gadoleinsäure, Erucasäure, Ricinoleinsäure, Talgsäure, Linolsäure, Linolensäure, Fumarsäure, Malein säure, Zimtsäure, Naphthalincarbonsäure, Benzoesäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure, Trimellithsäure oder Pyromellithsäure ist.

4. Fasern nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, daß das emulgierende System Octylphenolethoxylate (5-15 mol EO) und/oder Nonylphenolethoxylate (5-15 mol EO) und/oder ethoxylierte Lauroleinsäure, Myristolein säure, Palmitoleinsäure, Gadoleinsäure, Erucasäure oder Ricinoleinsäure, vorzugsweise Ölsäure (mit 3 bis 15 mol Ethylenoxid), und/oder Ethoxylate von Elaidylalkohol, Erucylalkohol, Brassidylalkohol, vorzugsweise Oleyl alkohol (3-10 mol EO), und/oder Talgfettalkohol (3-10 mol EO) umfaßt.

5. Fasern nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß der Korrosionsinhibitor ein Diethanolamin-Salz eines C₄- bis C₁₂ Alkylphosphatmono- oder diesters oder ein Amin-Salz einer Fettsäuren oder der Benzoesäure ist.

6. Fasern nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich net, daß die wahlweisen Additive Vernetzungsmittel und/oder UV-Absorptionsmittel und/oder Pigmente und/oder Antioxidationsmittel und/oder Fungizide und/oder Bakte rizide und/oder Biozide umfassen.

7. Fasern nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeich net, daß das Oberflächenbehandlungsmittel aus
50 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise aus 55 bis 60 Gew.-%, (a),
25 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise aus 29 bis 35 Gew.-%, (b),
5 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 7 Gew.-%, (c),
0,3 bis 1 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 0,5 Gew.-%, (d) und gegebenenfalls Additiven (e) besteht.

8. Fasern nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeich net, daß das Oberflächenbehandlungsmittel weiter durch

- eine Viskosität von 150-500 mm²/s, vorzugsweise von 150-300 mm²/s (bei 20°C),
- einen Gewichtsverlust von weniger als 25%, vorzugs weise von weniger als 15% nach 2 h bei 200°C,
- eine Oberflächenspannung einer 1% Emulsion von weniger als 35 mN/m, vorzugsweise von weniger als 32 mN/m, bei 20°C

gekennzeichnet ist.

9. Aromatische Hochleistungs-Polyamid-Fasern mit hohem Modul, verbesserten Reibungseigenschaften der Oberfläche, ver besserter Auswaschbarkeit, niedrigem Polymerabrieb, geringer Fibrillenbildung und verbesserten antistati schen Langzeit-Eigenschaften mit einem Überzug, der erhältlich ist durch Behandlung der Fasern mit einem Oberflächenbehandlungsmittel, das ein Gleitmittel, ein emulgierendes System, ein antistatisches Mittel und andere Komponenten enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenbehandlungsmittel besteht aus

(a) 30 bis 70 Gew.-% eines Esteröl-Gleitmittels, bestehend aus einem Ester, der aus
- (I) einer Alkohol-Komponente, die ein verzweigter, primärer oder sekundärer gesättigter einwerti ger Alkohol der allgemeinen Formel in der
  R¹ C₁-C₁₆-Alkyl bezeichnet,
  R² H, C₁-C₁₆-Alkyl bezeichnet,
  h = 0 bis 5,
  k = 0 oder 1,
  j = 0 bis 4,
  m = 0 bis 16,
  und worin die Gesamtzahl der Kohlenstoff-Atome weniger als 25 beträgt, und
- (II) einer Carbonsäure-Komponente, die eine unge sättigte Fettsäure der allgemeinen Formel R³-(COOH)_s; s = 1 - 6,in der
  R³ C₄-C₁₉-Alkenyl, C₄-C₁₉-Alkadienyl, C₄-C₁₉- Alkaltrienyl, Phenyl, Naphthyl, 2-Phenyl ethenyl bezeichnet,
  oder eine ungesättigte Dicarbonsäure der all gemeinen FormelHOOC-(CH=CH)_n-COOHist, in der n = 1 oder 2,
aufgebaut ist, wobei der Ester einen Erstarrungs punkt unterhalb von +5°C, vorzugsweise unterhalb von 0°C, eine kinematische Viskosität (bei 20°C) von 100 bis 350 mm²/s, und eine Iod-Zahl zwischen 30 und 140, vorzugsweise zwischen 30 und 80, auf weist,
(b) 20 bis 50 Gew.-% eines emulgierenden Systems, bestehend aus ungesättigten ethoxylierten Fettsäuren und/oder ungesättigten ethoxylierten Fettalkoholen und/oder ethoxylierten Alkylaminen der allgemeinen Formel R⁴-X-(EO)_p(PO)_q-OHin der
R⁴ C₅-C₂₀-Alkenyl, Phenyl, Naphthyl oder C₈- oder C₉-Alkylphenyl bezeichnet,
X -COO-, -NH- oder -O- bezeichnet,
EO eine Ethylenoxid-Einheit bezeichnet,
PO eine Propylenoxid-Einheit bezeichnet,
p = 2 bis 15 und
q = 0 bis 10,
(c) 5 bis 15 Gew.-% eines antistatischen Mittels, bestehend aus Alkali-Salzen von C₄-C₁₂-Alkyl sulfonaten, C₄-C₁₂-Alkylphosphaten oder C₄-C₂₀-Alkylcarbonsäuren,
(d) 0,2 bis 2 Gew.-% eines Korrosionsinhibitors,
(e) gegebenenfalls Additiven,

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenbehandlungsmittel aus
50 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise aus 55 bis 60 Gew.-%, (a),
25 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise aus 29 bis 35 Gew.-%, (b),
5 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 7 Gew.-%, (c),
0,3 bis 1 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 0,5 Gew.-%, (d) und gegebenenfalls Additiven (e) besteht.

11. Fasern nach den Ansprüchen 1-10, dadurch gekennzeich net, daß der Überzug in einer Menge von 0.2 bis 1.0 Gew.-% vorliegt.

12. Fasern nach den Ansprüchen 1-11, gekennzeichnet durch eine spezielle Reißfestigkeit von 2,65 bis 33,5 cN/dtex (3 bis 38 g/den),
einen speziellen Modul von 8,83 bis 2207 cN/dtex (10 bis 2500 g/den),
einen dynamischen Reibungskoeffizienten Faser zu Metall von weniger als 0,55, vorzugsweise von weniger als 0,50, bei 200 m/min,
einen Grenzflächen-Reibungskoeffizienten Faser zu Metall von weniger als 0,10, vorzugsweise von weniger als 0,05, bei 0,016 cm/s,
einen Wert der durch Abrieb verursachten Ablagerung, bezogen auf das Garn, von weniger 0,5 mg/kg,
einen Restwert des Oberflächenbehandlungsmittels, von weniger als 15 Gew.-% des Ausgangswertes des Ober flächenbehandlungsmittels nach dem Waschen.

13. Fasern nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekenn zeichnet, daß die Struktureinheiten des aromatischen Polyamids die allgemeine Formel (-NH-A₁-NH-CO-A₂-CO-)_nhaben, in der A₁ and A₂ gleich oder verschieden sind und substituierte oder unsubstituierte aromatische und/oder polyaromatische und/oder heteroaromatische Ringe be zeichnen.

14. Fasern nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß A₁ und A₂ unabhängig voneinander ausgewählt sein können aus 1,4-Phenylen, 1,3-Phenylen, 1,2-Phenylen, 4,4′-Bipheny len, 2,6-Naphthylen, 1,5-Naphthylen, 1,4-Naphthylen, Phenoxyphenyl-4,4′-diyl, Phenoxyphenyl-3,4′-diyl, 2,5- Pyridylen und 2,6-Chinolylen, die unsubstituiert oder durch einen oder mehrere Substituenten substituiert sein können, die aus Halogen, C₁-C₄-Alkyl, Phenyl, Carboalk oxyl, C₁-C₄-Alkoxyl, Acyloxy, Nitro, Dialkylamino, Thio alkyl, Carboxyl und Sulfonyl ausgewählt sind und in denen die Amid-Gruppe auch durch eine Carbonylhydrazid-, eine Azo- oder eine Azoxy-Gruppe substituiert sein kann.

15. Fasern nach den Ansprüchen 13 und 14, dadurch gekenn zeichnet, daß das aromatische Polyamid ein Copolyamid ist, worin vorzugsweise wenigstens 80 Mol-% der Summe der Einheiten A₁ und A₂ 1,4-Phenylen und Phenoxyphenyl 3,4′-diyl sind, die unsubstituiert oder substituiert sein können, und der Phenoxyphenyl-3,4′-diyl-Gehalt 10 bis 40 Mol-% beträgt.

16. Fasern nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekenn zeichnet, daß die Polyamid-Fasern aus Poly(m-phenylen isophthalamid) bestehen.

17. Fasern nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekenn zeichnet, daß die Polyamid-Fasern aus Poly(p-phenylen terephthalamid) bestehen.

18. Fasern nach den Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekenn zeichnet, daß die Polyamid-Fasern gegebenenfalls Ein heiten enthalten, die sich von 3- oder 4-Aminobenzoe säure ableiten.

19. Fasern nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekenn zeichnet, daß die Struktureinheiten des aromatischen Polyamids die allgemeine Formel -(NH-Ar₁-X-Ar₂-NH-CO-Ar₁-X-Ar₂-CO-)_nhaben, in der
X O, S, SO₂, NR, N₂, CR₂, CO bezeichnet;
R H, C₁-C₄-Alkyl bezeichnet; und
Ar₁ und Ar₂, die gleich oder verschieden sein können, aus 1,2-Phenylen, 1,3-Phenylen und 1,4-Phenylen ausgewählt sind, worin wenigstens ein Wasserstoff- Atom durch Halogen und/oder C₁-C₄-Alkyl substitu iert sein können.

20. Verwendung der Fasern nach den Ansprüchen 1 bis 19 zur Verstärkung von elastomeren, Kautschuk- und Verbund- Artikeln, zur Herstellung von kugelsicherem Textil material und von anderem Material, deren Herstellung einen Arbeitsgang des Zwirnens, Wirkens, Flechtens, Verdrillens oder Webens einschließt.

21. Verwendung der Fasern nach den Ansprüchen 1 bis 19 zur Herstellung von Schläuchen, Gurten, Tauen, Kabeln und Verbund-Materialien.

22. Kugel- und splittersichere Kleidung, umfassend Fasern nach den Ansprüchen 1 bis 19.

23. Verwendung eines Oberflächenbehandlungsmittel, bestehend aus

(a) 30 bis 70 Gew.-% eines Esteröl-Gleitmittels, bestehend aus einem Ester, der aus
- (I) einer Alkohol-Komponente, die ein verzweigter, primärer oder sekundärer gesättigter einwerti ger Alkohol der allgemeinen Formel in der
  R¹ C₁-C₁₆-Alkyl bezeichnet,
  R² H, C₁-C₁₆-Alkyl bezeichnet,
  h = 0 bis 5,
  k = 0 oder 1,
  j = 0 bis 4,
  m = 0 bis 16,
  und worin die Gesamtzahl der Kohlenstoff-Atome weniger als 25 beträgt, und
- (II) einer Carbonsäure-Komponente, die eine unge sättigte Fettsäure der allgemeinen Formel R³-(COOH)_s; s = 1 - 6,in der
  R³ C₄-C₁₉-Alkenyl, C₄-C₁₉-Alkadienyl, C₄-C₁₉- Alkatrienyl, Phenyl, Naphthyl, 2-Phenyl ethenyl bezeichnet,
  oder eine ungesättigte Dicarbonsäure der all gemeinen FormelHOOC-(CH=CH)_n-COOHist, in der n = 1 oder 2,
aufgebaut ist, wobei der Ester einen Erstarrungs punkt unterhalb von +5°C, vorzugsweise unterhalb von 0°C, eine kinematische Viskosität (bei 20°C) von 100 bis 350 mm²/s, und eine Iod-Zahl zwischen 30 und 140, vorzugsweise zwischen 30 und 80, aufweist,
(b) 20 bis 50 Gew.-% eines emulgierenden Systems, bestehend aus ungesättigten ethoxylierten Fettsäuren und/oder ungesättigten ethoxylierten Fettalkoholen und/oder ethoxylierten Alkylaminen der allgemeinen Formel R⁴-X-(EO)_p(PO)_q-OHin der
R⁴ C₅-C₂₀-Alkenyl, Phenyl, Naphthyl oder C₈- oder C₉-Alkylphenyl bezeichnet,
X -COO-, -NH- oder -O- bezeichnet,
EO eine Ethylenoxid-Einheit bezeichnet,
PO eine Propylenoxid-Einheit bezeichnet,
p = 2 bis 15 und
q = 0 bis 10,
(c) 5 bis 15 Gew.-% eines antistatischen Mittels, bestehend aus Alkali-Salzen von C₄-C₁₂-Alkyl sulfonaten, C₄-C₁₂-Alkylphosphaten oder C₄-C₂₀-Alkylcarbonsäuren,
(d) 0,2 bis 2 Gew.-% eines Korrosionsinhibitors,
(e) gegebenenfalls Additiven

unverdünnt oder verdünnt in Wasser bis zu einer so niedrigen Konzentration wie 1% in Wasser, zum Aufbringen auf Fasern aus aromatischem Polyamid.

24. Verfahren zur Herstellung aromatischer Hochleistungs- Polyamid-Faser mit einer Beschichtung aus einem Ober flächenbehandlungsmittel nach den Ansprüchen 1-19, umfassend die Schritte des Auftragens eines Ober flächenbehandlungsmittels auf die Fasern und das Ein wirkenlassen einer Wärmebehandlung auf die Fasern, da durch gekennzeichnet, daß das Oberflächenbehandlungs mittel, das aus

(a) 30 bis 70 Gew.-% eines Esteröl-Gleitmittels, be stehend aus einem Ester, der aus
- (I) einer Alkohol-Komponente, die ein verzweigter, primärer oder sekundärer gesättigter einwerti ger Alkohol der allgemeinen Formel in der
  R¹ C₁-C₁₆-Alkyl bezeichnet,
  R² H, C₁-C₁₆-Alkyl bezeichnet,
  h = 0 bis 5,
  k = 0 oder 1,
  j = 0 bis 4,
  m = 0 bis 16,
  und worin die Gesamtzahl der Kohlenstoff-Atome weniger als 25 beträgt, und
- (II) einer Carbonsäure-Komponente, die eine unge sättigte Fettsäure der allgemeinen Formel R³-(COOH)_s; s = 1 - 6,in der
  R³ C₄-C₁₉-Alkenyl, C₄-C₁₉-Alkadienyl, C₄-C₁₉- Alkatrienyl, Phenyl, Naphthyl, 2-Phenyl ethenyl bezeichnet,
  oder eine ungesättigte Dicarbonsäure der all gemeinen FormelHOOC-(CH=CH)_n-COOHist, in der n = 1 oder 2,
aufgebaut ist, wobei der Ester einen Erstarrungs punkt unterhalb von +5°C, vorzugsweise unterhalb von 0°C, eine kinematische Viskosität (bei 20°C) von 100 bis 350 mm²/s, und eine Iod-Zahl zwischen 30 und 140, vorzugsweise zwischen 30 und 80, aufweist,
(b) 20 bis 50 Gew.-% eines emulgierenden Systems, bestehend aus ungesättigten ethoxylierten Fettsäuren und/oder ungesättigten ethoxylierten Fettalkoholen und/oder ethoxylierten Alkylaminen der allgemeinen Formel R⁴-X-(EO)_p(PO)_q-OHin der
R⁴ C₅-C₂₀-Alkenyl, Phenyl, Naphthyl oder C₈- oder C₉-Alkylphenyl bezeichnet,
X -COO-, -NH- oder -O- bezeichnet,
EO eine Ethylenoxid-Einheit bezeichnet,
PO eine Propylenoxid-Einheit bezeichnet,
p = 2 bis 15 und
q = 0 bis 10,
(c) 5 bis 15 Gew.-% eines antistatischen Mittels, bestehend aus Alkali-Salzen von C₄-C₁₂-Alkyl sulfonaten, C₄-C₁₂-Alkylphosphaten oder C₄-C₂₀-Alkylcarbonsäuren,
(d) 0,2 bis 2 Gew.-% eines Korrosionsinhibitors,
(e) gegebenenfalls Additiven

besteht, unverdünnt oder verdünnt in Wasser bis zu einer so niedrigen Konzentration von 1% auf eine niemals getrocknete und niemals verstreckte Faser zur Einwirkung gebracht wird und bei einer Temperatur zwischen 150°C und 190°C getrocknet wird und gegebenenfalls das Ein wirkenlassen des Oberflächenbehandlungsmittels in der gleichen oder einer abweichenden Konzentration und gegebenenfalls das Trocknen wiederholt wird.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenbehandlungsmittel aus
50 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise aus 55 bis 60 Gew.-%, (a),
25 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise aus 29 bis 35 Gew.-%, (b),
5 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 7 Gew.-%, (c),
0,3 bis 1 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 0,5 Gew.-%, (d)
und gegebenenfalls Additiven (e) besteht.

26. Verfahren nach den Ansprüchen 24 und 25, dadurch gekenn zeichnet, daß die Konzentration des Oberflächenbehand lungsmittels in Wasser 30 Gew.-% beträgt.

27. Verfahren nach den Ansprüchen 24 bis 26, dadurch gekenn zeichnet, daß der Schritt des Trocknens um 170°C durch geführt wird.

28. Verfahren zur Herstellung aromatischer Hochleistungs- Polyamid-Fasern nach den Ansprüchen 1 bis 19, bei dem ein Oberflächenbehandlungsmittel auf eine getrocknete aromatische Polyamid-Faser aufgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenbehandlungsmittel aus

(a) 30 bis 70 Gew.-% eines Esteröl-Gleitmittels, bestehend aus einem Ester, der aus
- (I) einer Alkohol-Komponente, die ein verzweigter, primärer oder sekundärer gesättigter einwerti ger Alkohol der allgemeinen Formel in der
  R¹ C₁-C₁₆-Alkyl bezeichnet,
  R² H, C₁-C₁₆-Alkyl bezeichnet,
  h = 0 bis 5,
  k = 0 oder 1,
  j = 0 bis 4,
  m = 0 bis 16,
  und worin die Gesamtzahl der Kohlenstoff-Atome weniger als 25 beträgt, und
- (II) einer Carbonsäure-Komponente, die eine unge sättigte Fettsäure der allgemeinen Formel R³-(COOH)_s; s = 1 - 6,in der
  R³ C₄-C₁₉-Alkenyl, C₄-C₁₉-Alkadienyl, C₄-C₁₉- Alkatrienyl, Phenyl, Naphthyl, 2-Phenyl ethenyl bezeichnet,
  oder eine ungesättigte Dicarbonsäure der all gemeinen FormelHOOC-(CH=CH)_n-COOHist, in der n = 1 oder 2,
aufgebaut ist, wobei der Ester einen Erstarrungs punkt unterhalb von +5°C, vorzugsweise unterhalb von 0°C, eine kinematische Viskosität (bei 20°C) von 100 bis 350 mm²/s, und eine Iod-Zahl zwischen 30 und 140, vorzugsweise zwischen 30 und 80, aufweist,
(b) 20 bis 50 Gew.-% eines emulgierenden Systems, be stehend aus ungesättigten ethoxylierten Fettsäuren und/oder ungesättigten ethoxylierten Fettalkoholen und/oder ethoxylierten Alkylaminen der allgemeinen Formel R⁴-X-(EO)_p(PO)_q-OHin der
R⁴ C₅-C₂₀-Alkenyl, Phenyl, Naphthyl oder C₈- oder C₉-Alkylphenyl bezeichnet,
X -COO-, -NH- oder -O- bezeichnet,
EO eine Ethylenoxid-Einheit bezeichnet,
PO eine Propylenoxid-Einheit bezeichnet,
p = 2 bis 15 und
q = 0 bis 10,
(c) 5 bis 15 Gew.-% eines antistatischen Mittels, bestehend aus Alkali-Salzen von C₄-C₁₂-Alkyl sulfonaten, C₄-C₁₂-Alkylphosphaten oder C₄-C₂₀- Alkylcarbonsäuren,
(d) 0,2 bis 2 Gew.-% eines Korrosionsinhibitors,
(e) gegebenenfalls Additiven,

besteht und in unverdünnter Form aufgetragen wird.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenbehandlungsmittel aus
50 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise aus 55 bis 60 Gew.-%, (a),
25 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise aus 29 bis 35 Gew.-%, (b),
5 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 7 Gew.-%, (c),
0,3 bis 1 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 0,5 Gew.-%, (d)
und gegebenenfalls Additiven (e) besteht.

30. Verfahren nach den Ansprüchen 24 bis 29, das eine Kom bination aus dem Verfahren nach den Ansprüchen 24 bis 27 als erstem Schritt und dem Verfahren nach den Ansprüchen 28 und 29 als zweitem Schritt ist.

31. Verfahren zur Herstellung aromatischer Hochleistungs- Polyamid-Fasern nach den Ansprüchen 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine vorher hergestellte, niemals getrocknete und niemals verstreckte Faser aus einem aromatischen Polyamid ein Oberflächenbehandlungs mittel, das aus

(a) 30 bis 70 Gew.-% eines Esteröl-Gleitmittels, bestehend aus einem Ester, der aus
- (I) einer Alkohol-Komponente, die ein verzweigter, primärer oder sekundärer gesättigter einwerti ger Alkohol der allgemeinen Formel in der
  R¹ C₁-C₁₆-Alkyl bezeichnet,
  R² H, C₁-C₁₆-Alkyl bezeichnet,
  h = 0 bis 5,
  k = 0 oder 1,
  j = 0 bis 4,
  m = 0 bis 16,
  und worin die Gesamtzahl der Kohlenstoff-Atome weniger als 25 beträgt, und
- (II) einer Carbonsäure-Komponente, die eine unge sättigte Fettsäure der allgemeinen Formel R³-(COOH)_s; s = 1 - 6,in der
  R³ C₄-C₁₉-Alkenyl, C₄-C₁₉-Alkadienyl, C₄-C₁₉- Alkatrienyl, Phenyl, Naphthyl, 2-Phenyl ethenyl bezeichnet,
  oder eine ungesättigte Dicarbonsäure der all gemeinen FormelHOOC-(CH=CH)_n-COOHist, in der n = 1 oder 2,
aufgebaut ist, wobei der Ester einen Erstarrungs punkt unterhalb von +5°C, vorzugsweise unterhalb von 0°C, eine kinematische Viskosität (bei 20°C) von 100 bis 350 mm²/s, und eine Iod-Zahl zwischen 30 und 140, vorzugsweise zwischen 30 und 80, aufweist,
(b) 20 bis 50 Gew.-% eines emulgierenden Systems, be stehend aus ungesättigten ethoxylierten Fettsäuren und/oder ungesättigten ethoxylierten Fettalkoholen und/oder ethoxylierten Alkylaminen der allgemeinen Formel R⁴-X-(EO)_p(PO)_q-OHin der
R⁴ C₅-C₂₀-Alkenyl, Phenyl, Naphthyl oder C₈- oder C₉-Alkylphenyl bezeichnet,
X -COO-, -NH- oder -O- bezeichnet,
EO eine Ethylenoxid-Einheit bezeichnet,
PO eine Propylenoxid-Einheit bezeichnet,
p = 2 bis 15 und
q = 0 bis 10,
(c) 5 bis 15 Gew.-% eines antistatischen Mittels, bestehend aus Alkali-Salzen von C₄-C₁₂-Alkylsul fonaten, C₄-C₁₂-Alkylphosphaten oder C₄-C₂₀- Alkylcarbonsäuren,
(d) 0,2 bis 2 Gew.-% eines Korrosionsinhibitors,
(e) gegebenenfalls Additiven,

besteht, in unverdünnter Form oder verdünnt in Wasser bis zu einer so niedrigen Konzentration von 1% aufge tragen wird und die behandelte Faser nur dann bei einer Temperatur zwischen 80°C und 190°C getrocknet wird, wenn das Oberflächenbehandlungsmittel verdünnt in Wasser bis zu einer so niedrigen Konzentration von 1% aufge getragen wird oder wenn die Fasern ein Verstrecken unter Erwärmen erfordert.

32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenbehandlungsmittel aus
50 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise aus 55 bis 60 Gew.-%, (a),
25 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise aus 29 bis 35 Gew.-%, (b),
5 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 7 Gew.-%, (c),
0,3 bis 1 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 0,5 Gew.-%, (d) und gegebenenfalls Additiven (e) besteht.

33. Verfahren zur Herstellung aromatischer Hochleistungs- Polyamid-Fasern nach den Ansprüchen 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine vorher hergestellte, bei einer Temperatur zwischen 80°C und 190°C getrocknete Faser aus einem aromatischen Polyamid ein Oberflächen behandlungsmittel, das aus

besteht, in unverdünnter Form oder verdünnt in Wasser bis zu einer so niedrigen Konzentration von 1% aufge tragen wird und nur dann bei einer Temperatur zwischen 80°C und 190°C getrocknet wird, wenn das Oberflächen behandlungsmittel verdünnt in Wasser bis zu einer so niedrigen Konzentration von 1% aufgetragen wird oder wenn die Faser unter Erwärmen verstreckt wird.

34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenbehandlungsmittel aus
50 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise aus 55 bis 60 Gew.-%, (a),
25 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise aus 29 bis 35 Gew.-%, (b),
5 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 7 Gew.-%, (c),
0,3 bis 1 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 0,5 Gew.-%, (d) und gegebenenfalls Additiven (e)
besteht.

35. Verfahren nach den Ansprüchen 31 bis 34, dadurch gekenn zeichnet, daß der Schritt des Trocknens bei einer Tempe ratur zwischen 100°C und 130°C, vorzugsweise bei 120°C, durchgeführt wird.