BR112015022705B1 - Método para cabeamento de fio de aramida em torno de um núcleo sem fim - Google Patents

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Abstract

método para cabeamento de fio de aramida em torno de um núcleo sem fim a invenção se refere a um método para cabeamento de fio de aramida em torno de um núcleo sem fim, em que o núcleo é provido para uma etapa de cabeamento em um apa-relho de cabeamento compreendendo pelo menos uma bobina de fio, em que durante a operação a bobina gira em torno de seu próprio eixo geométrico e a bobina gira em torno do núcleo e desenrolando o fio da bobina em torno do núcleo para prover um nú-cleo circundado pelo fio, em que o fio é um fio de aramida contínuo provido com 0,05 a 0,95% em peso, com base no peso da aramida, de um acabamento compreendendo um composto de organofósforo, em que o composto de organofósforo é um composto da fórmula x1x2x3p=o, em que x1, x2 e x3 são independentemente selecionados dentre y1-, y1-o- e m-o, em que y1 é uma alquila, arila ou alquenila ci-c20 de cadeia reta ou ramificada, com m sendo selecionado dentre li, na, k ou amônio, com a condi-ção de que pelo menos um de x1, x2 ou x3 é selecionado dentre y1- ou y1-o-, em que os diferentes tipos de y1 podem ser os mesmos ou diferentes. em uma modalidade, o fio de aramida contínuo é provido com 0,10 a 0,50% em peso do acabamento. verificou-se que o uso de uma quantidade relativamente pequena de um acabamento compre-endendo um composto de organofósforo específico resulta em uma estabilidade melho-rada do suporte sobre um servidor rotativo com uma retirada de fio giratória. conse-quentemente, suportes de fios de aramida dotados deste acabamento permitem um cabeamento a alta velocidade do fio de aramida em torno de um núcleo sem fim.

Description

[0001] Na produção de cabos de fibra óptica para aplicações em interiores assim como ao ar livre, fios de aramida contínuos multifilamentares são aplicados via cabeamento em torno de um núcleo ou centro de cabo óptico, geralmente a um controle de tração muito preciso. Este processo de cabeamento pode ser executado fornecendo um núcleo sem fim a um aparelho de cabeamento compreendendo pelo menos uma bobina de fio provida sobre um disco, em que durante a operação a bobina gira em torno de seu próprio eixo geométrico, com o disco girando em torno de seu próprio eixo geométrico, resultando na bobina girando em torno do núcleo e desenrolando o fio da bobina em torno do núcleo para fornecer um núcleo circundado pelo fio. Um aparelho deste tipo é frequentemente indicado como um servidor. Servidores são comercialmente disponíveis da, por exemplo, Roblon, por exemplo, sob as indicações Roblon SE18 ou SE24. Nestes servidores, a retirada do fio é giratória, que é oposta a sistemas em que a bobina não gira em torno de seu próprio eixo geométrico, mas é estacionária. Quando a bobina é estacionária, a retirada do fio da bobina é “pelo topo” da bobina. Servidores podem ser integrados das linhas de produção do cabo de fibra óptica (CFO) e se assim for desejado postos em tandem com o subsequente processo onde uma camada externa de polímero, também indicado como bainha, é provida sobre o núcleo provido com fio de aramida. Porém, o cabeamento do fio de aramida pode ser realizado também como um processo individual.
[0002] A etapa de determinar a velocidade da linha de produção de CFO é geralmente a velocidade de rotação do servidor. A de velocidade rotação do servidor é tipicamente determinada pela estabilidade do suporte: ou seja, a capacidade do suporte de fio de resistir a forças causadas pela velocidade de rotação do servidor. Dentro do presente relatório descritivo, uma bobina é um tubo, carretel ou cilindro sobre que o fio de aramida é enrolado. O fio enrolado sobre a bobina é indicado como o suporte de fio. A altas velocidades de rotação, a deformação dos suportes de fio de aramida ocorre, resultando em deslocamento das camadas de fio sobre o tubo. Quando isto acontece, a retirada do fio não é mais possível. Este fenômeno é frequentemente limitante da velocidade de produção de da linha de produção de CFO. Embora as limitações mecânicas do servidor sejam tipicamente 250300 RPM (revoluções por minuto), insuficiente estabilidade do suporte torna necessário limitar a velocidade do servidor, por exemplo, a um valor de 150 RPM. Uma melhoria de estabilidade do suporte vai resultar em velocidades de produção aumentadas e custos de operação reduzidos. Há, portanto, necessidade de um processo de cabeamento de aramida que pode ser operado a uma velocidade de operação mais alta. A presente invenção fornece um tal processo.
[0003] A presente invenção é dirigida a um método para cabeamento de fio de aramida em torno de um núcleo sem fim, em que o núcleo é provido para um etapa de cabeamento a um aparelho de cabeamento compreendendo pelo menos uma bobina de fio, em que durante operação a bobina gira em torno de seu próprio eixo geométrico e a bobina gira em torno do núcleo e desenrolando o fio da bobina em torno do núcleo para fornecer um núcleo circundado pelo fio, em que o fio é um fio de aramida contínuo provido com 0,05 a 0,95% em peso, com base no peso da aramida, de um acabamento compreendendo um composto de organofósforo, em que o composto de organofósforo é um composto da fórmula X1X2X3P=O, em que X1, X2 e X3 são independentemente selecionados dentre Y1-, Y1-O- e M-O, em que Y1 é uma alquila, arila ou alquenila C1-C20 de cadeia ramificada ou reta, com M sendo selecionado dentre Li, Na, K ou amônio, com a condição de que pelo menos um de X1, X2 ou X3 é selecionado dentre Y1- ou Y1-O-, em que os diferentes tipos de Y1 podem ser os mesmos ou diferentes.
[0004] Surpreendentemente, verificou-se que a aplicação de uma pequena quantidade, isto é, 0,05 a 0,95% em peso, com base no peso da aramida, de um acabamento compreendendo um composto de organofósforo específico sobre fio de aramida influencia o comportamento em e fricção entre camadas de fio de um modo completamente diferente comparado com acabamentos padrões de aramida à base de óleo, à base de ésteres de ácido graxo, tais como óleo de coco e poliglicol. Como resultado, a estabilidade do suporte sobre um servidor rotativo com uma retirada de fio giratório é fortemente melhorada. Consequentemente, suportes de fio de aramidas dotados deste acabamento permitem para cabeamento a alta velocidade de fio de aramida em torno de um núcleo sem fim. Os suportes de aramida podem ser aplicados sobre qualquer servidor padrão usado na indústria e assim vai ser capaz de aumentar a velocidade da linha de CFO drasticamente sem comprometer a qualidade. Altas velocidades de produção vão aumentar a produtividade do processo de fabricação de CFO.
[0005] É notado que WO2008/000371 descreve um fio de aramida antiformação de trilha que pode ser usado em cabos ADDS. O fio de filamento de aramida descrito no mesmo é provido com uma composição de acabamento compreendendo uma substância orgânica, a quantidade de substância orgânica no acabamento sendo selecionado de modo que o acabamento tem uma condutividade de 0,2 mS/cm a 200 mS/cm, medida como uma composição de acabamento em água a 50% em peso a 20 graus C e a quantidade do acabamento sobre o fio sendo selecionada de modo que o fio tem uma resistência elétrica específica de 4x104 a 1.2x107 ohm.cm. O acabamento é usado em uma quantidade de 1 a 30% em peso, em particular 8 a 22% em peso. Um grande grupo de possíveis compostos de acabamento com composições químicas amplamente variáveis é descrito.
[0006] Esta referência não descreve ou sugere que o uso de uma pequena quantidade, 0,05 a 0,95% em peso, de um acabamento compreendendo um composto de organofósforo específico em um método específico para cabeamento de fio de aramida vai levar a uma melhor estabilidade de suporte com resultantes vantagens na produção de CFO.
[0007] No método da invenção um fio de aramida contínuo é usado que é provido com um acabamento compreendendo um composto de organofósforo. Compostos individuais ou misturas podem ser usados. É preferido para o composto de organofósforo ser um composto organofosforoso de alquila, arila ou alquenila. É mais preferido para o composto de organofósforo compreender um átomo de oxigênio ligado através de uma dupla ligação com o átomo de fósforo.
[0008] O composto de organofósforo é um composto da fórmula X1X2X3P=O, em que X1, X2 e X3 são independentemente selecionados dentre Y1-, Y1-O- e M-O, em que Y1 é uma alquila, arila ou alquenila C1-C20 de cadeia ramificada ou reta com M sendo selecionado dentre Li, Na, K ou amônio, com a condição de que pelo menos um de X1, X2 ou X3 é selecionado dentre Y1- ou Y1-O-, em que os diferentes tipos de Y1 podem ser os mesmos ou diferentes.
[0009] Em uma modalidade, o acabamento compreende um composto de organofósforo que é um óxido de fosfina de acordo com fórmula 1 abaixo, em que R1, R2 e R3 são alquila, arila ou alquenila C1-C20 de cadeia reta e/ou ramificada.
Figure img0001
[00010] Em uma outra modalidade, o acabamento compreende um composto de organofósforo que é um fosfinato de acordo com a fórmula 2 abaixo, em que R1 é alquila, arila ou alquenila CI-C20 de cadeia reta ou ramificada, Li, Na, K ou NH4 e R2 e R3 são cadeia ramificada e/ou reta C1C20 alquila, arila ou alquenila.
Figure img0002
[00011] Em uma outra modalidade, o acabamento compreende um organofósforo que é um fosfonato de acordo com fórmula 3 abaixo, em que R1 e R2 são alquila, arila ou alquenila C1-C20 de cadeia ramificada e/ou reta, Li, Na, K ou NH4 e R3 é uma alquila, arila ou alquenila C1-C20 de cadeia ramificada e/ou reta.
Figure img0003
[00012] Em uma outra modalidade, o acabamento compreende um composto de organofósforo que é um fosfato éster de acordo com fórmula 4 abaixo, em que R1 é alquila, arila, alquenila C1-C20 de cadeia ramificada ou reta, R2 e R3 são H, Li, Na, K ou NH4 ou alquila, arila ou alquenila C1-C20 de cadeia ramificada ou reta.
Figure img0004
[00013] Em uma modalidade preferida da presente invenção, o fio contínuo compreende um acabamento compreendendo mono- ou dialquil fosfato éster ou uma mistura do mesmo e em que o mono- ou dialquil fosfato éster acabamento tem a fórmula:
Figure img0005
em que R1 é alquila C1-C15 de cadeia ramificada ou reta, R2 é H, Li, Na, K ou NH4 ou alquila C1-C15 de cadeia ramificada ou reta e M é Li, Na, K ou NH4. No alquil fosfato éster usado nesta modalidade da presente invenção, R1 é alquila C1-C15 de cadeia ramificada ou reta e R2 é H, Li, Na, K ou NH4 ou alquila C1-C15 de cadeia ramificada ou reta. Para aumentar a solubilidade em água, é preferido para R1 e/ou R2 ser independentemente selecionado dentre grupos alquila C3-C15 de cadeia ramificada ou reta, mais preferivelmente grupos alquila C4-C14, C6-C14, C8-C14, C6-C12, C8-C12 ou C8-C10 de cadeia ramificada ou reta. Alquil fosfato ésteres em que R1 e/ou R2 são selecionados dentre alquila C4, C6, C8, C10 ou C12 são muito úteis. Estes grupos alquila podem ser de cadeia ramificada ou reta, mas grupos alquila de cadeia reta são usualmente preferidos. Ambos grupos R1 e R2 podem ser alquila. É também possível que R1 seja um grupo alquila e R2 seja H, um metal alcalino ou amônio. É muito útil aplicar misturas de mono- e dialquil fosfato ésteres. Um alquil fosfato éster particularmente útil tem grupos alquila C6 ou C12 de cadeia reta. Este pode ser o éster de monoalquila C6 ou C12 ou o éster de dialquila C6 ou C12 ou uma combinação de grupos de mono- e dialquila C6 ou C12 de cadeia reta. O uso do monoéster de alquila C12 e cadeia reta, do diéster de alquila C12 de cadeia reta e suas combinações é preferido. M é então preferivelmente um metal alcalino, o mais preferivelmente K (potássio) para dar uma mistura de dipotássio mono-dodecil fosfato éster e potássio didodecil fosfato éster, isto é, para alquila C12:
Figure img0006
[00014] Em todos os fosfato ésteres usados nesta invenção M é Li, Na, K ou NH4, em que Li, Na e K são metais alcalinos. K é o mais preferido como grupo M.
[00015] Deve ficar ainda entendido que álcoois alquílicos com 6 a 15 átomos de carbono são às vezes comercialmente disponíveis como misturas tendo pequenas quantidades de álcoois alquílicos inferiores e superiores. Estas matérias-primas podem ser usadas para fazer os alquil fosfato ésteres, que então também consistem de uma mistura de alquil fosfato ésteres com grupo alquila superior e mais curto.
[00016] O monoalquil fosfato éster preferido pode estar (parcialmente, até cerca de 30% em peso) presente como seu dímero, o dialquil pirofosfato éster com a fórmula:
Figure img0007
em que R1 e M têm os significados dados anteriormente.
[00017] O acabamento compreendendo alquil fosfato éster pode conter ainda 0 a 20% em peso (mais preferivelmente 0 a 10% em peso) do trialquil fosfato éster da fórmula:
Figure img0008
em que R1, R2 e R3 são independentemente grupos alquila C1-C15de cadeia ramificada ou reta. Preferivelmente R3 é o mesmo que R1 e/ou R2 e o mais preferido todos os grupos R1, R2 e R3 são os mesmos. Grupos R1, R2 e R3 preferidos são aqueles dados acima para as modalidades preferidas de R1.
[00018] Uma composição muito útil, por exemplo, é uma mistura de 30 a 70% em peso de monoalquil éster de ácido fosfórico, 25 a 65% em peso de dialquil éster de ácido fosfórico, 0 a 30% em peso dialquil éster de ácido pirofosfórico e 0 a 10% em peso trialquil éster de ácido fosfórico (a um total de 100% em peso), com os ésteres de alquila sendo como descritos acima. Exemplos destas composições são por exemplo produtos comercialmente disponíveis tais como Lurol A-45 (Goulston), Sintesin ARA® (Boehme), Leomin PN® (Clariant), Stantex ARA ® (Pulcra Chemicals) e Lakeland PA800K® (Lakeland). Os produtos LDP80 e LDP161 da Lakeland também comprovaram ser úteis. Estes produtos foram analisados usando 31P-RMN e a correspondente composição (a mistura de mono-, di-, tri- e éster de pirofosfato) foi calculada e dada na Tabela 1. Tabela 1. Composição em porcentagem em peso (obtida de dados 31P-RMN)
Figure img0009
* todos os grupos alquila dos fosfato ésteres são os mesmos e são como indicados nesta em coluna. #mono, di, tri e piro significam monoalquil éster de ácido fosfórico, dialquil éster de ácido fosfórico, trialquil éster de ácido fosfórico e dialquil éster de ácido pirofosfórico, respectivamente.
[00019] O acabamento está presente sobre o fio em uma quantidade na faixa de 0,05 a 0,95% em peso, com base no peso da aramida. Em uma outra modalidade 0,10 a 0,50% em peso do acabamento é usado.
[00020] O acabamento fiado pode ser aplicado sobre o fio de acordo com métodos conhecidos de uma pessoa versada. Ele pode, por exemplo, ser aplicado a fio seco, a fio úmido, durante a fabricação do fio diretamente depois da fiação dos filamentos ou durante um pós-tratamento. A aplicação do acabamento pode ser feita por meio de métodos e equipamentos conhecidos, tais como imersão, aplicador de fenda, rolo de umidificação ou pulverização. O fio é comumente posto em contato com o acabamento em uma cuba ou por rolos de toque ou aplicadores de fenda. Velocidades típicas do fio são 10 a 700 m/min, mais preferivelmente 25 a 500 m/min. O têxtil preferivelmente só contém o fio de aramida contínuo acabado, mas pode além disso conter também outros fios não de aramida.
[00021] O fio de aramida, preferivelmente é fio de para-aramida tal como poli(p-fenileno tereftalamida), que é conhecido como PPTA e comercialmente disponível como Twaron® ou Kevlar® ou poli(p-fenileno tereftalamida) contendo unidades 3,4'-diaminodifenileter (para dar um fio comercialmente disponível como Technora®) ou aramidas contendo unidades 5(6)-amino-2-(p-aminofenil)benzimidazol (DAPBI para dar por exemplo um fio conhecido sob o nome Rusar®. Em Technora® e Rusar® os monômeros de DAPBI e 3,4'-diaminodifenileter substituem parte dos monômeros de para- fenilenodiamina (PPD) durante a polimerização dos monômeros de PPD e TDC (dicloreto de tereftaloíla).
[00022] Os fios de aramida usados na presente invenção são notáveis por excelentes propriedades dielétricas e mecânicas, tais como elevados resistência à ruptura e módulo inicial, baias extensões na ruptura, baixa fluência e um coeficiente de dilatação térmica negativo e também para as aplicações favoráveis acima mencionadas e outras propriedades de processamento. A seção transversal dos favoráveis individuais dos fios da presente invenção pode ser opcional, por exemplo triangular ou plana ou em particular elíptica ou circular. Em uma modalidade, o fio de aramida é um fio de aramida de alto módulo, por exemplo, com um módulo na faixa de 100 a 150 GPa. Estes fios podem, por exemplo, ser obtidos aplicando uma alta tração no fio e alta temperatura de secagem na fabricação do fio.
[00023] No processo de acordo com a invenção o fio de aramida é cabeado em torno de um núcleo sem fim por um processo em que o núcleo é provido a um aparelho de cabeamento compreendendo pelo menos uma bobina de fio, em que durante a operação, a bobina gira em torno de seu próprio eixo geométrico e a bobina gira em torno do núcleo e o fio é desenrolado da bobina em torno do núcleo para fornecer um núcleo circundado pelo fio.
[00024] Preferivelmente a bobina é pivotadamente conectada a um disco servidor pivotante e gira em torno do núcleo do cabo durante um movimento pivotante do núcleo servidor. Preferivelmente o disco servidor é pivotadamente disposto em torno do núcleo do cabo. Preferivelmente, o núcleo do cabo corre através do eixo geométrico de rotação do disco servidor. Devido a isto a bobina gira em torno de seu próprio eixo geométrico e a bobina gira em torno do núcleo do cabo.
[00025] Em uma modalidade preferida, a bobina e o disco servidor são elementos contrarrotativos, o que significa que o sentido de rotação da bobina é inverso do sentido de rotação do disco servidor. Em uma outra modalidade, a corrotação dos elementos é aplicada, uma vez que isto é também possível.
[00026] Um campo de aplicação típico da invenção é o uso de fio de aramida de alto módulo para reforço espiralado de cabos de fibra óptica. Cabos de fibra óptica são tipicamente reforçados por cabeamento do reforço de aramida a partir de um servidor em torno do núcleo óptico. As fibras de aramida de altos resistência e módulo protegem as fibras de vidro ópticas no cabo contra deformação muito alta surgindo de serem submetidas a forças externas por exemplo durante instalação do cabo e/ou surgindo a partir de cargas de vento e gelo em uso. Deformação muito alta de fibras de vidro ópticas resulta em transmissão de dados reduzida ou, ainda pior, dano à, e em situações extremas ruptura da fibra óptica de vidro.
[00027] Usualmente as fibras de vidro ópticas são localizadas em finos tubos termoplásticos ocos no cabo (chamados projetos de cabo de tubo centrais e soltos). As fibras ópticas são frequentemente cabeadas em torno de um membro de resistência central, ou seja, por exemplo, uma haste reforçada com fibra (de vidro) ((G)FRP). Geralmente, um fio ou fita de ligante é enrolado em torno das fibras ópticas nos tubos. Regularmente, uma bainha interna é aplicada circundando o núcleo óptico. Geralmente, o cabo interno é completamente coberto pelas fibras de reforço de aramida.
[00028] Uma outra importante característica de fibras de aramida é sua excelente resistência térmica. Durante a produção do cabo de fibra óptica, um revestimento ou camisa termoplástica é extrudado(a) em torno do cabo interno para proteção contra intempéries. As fibras de aramida são localizadas entre a camisa e os tubos formando assim uma camada de reforço isolante.
[00029] Dentro do contexto do presente relatório descritivo, o núcleo a ser provido com o fio de aramida compreende fibras de vidro ópticas e outros elementos opcionais tais como um ou mais de um membro de camada, enchimentos, bainhas, tubos etc. O núcleo usado no processo de acordo com a invenção assim geralmente compreende uma ou mais fibras de vidro ópticas, seja ou não circundado por um revestimento, por exemplo, de um material termoplástico e compreendendo ou não outros elementos tais como um membro de resistência central ou outros materiais. A estrutura destes núcleos é conhecida na técnica.
[00030] Se assim desejado no processo de acordo com a invenção uma extrusora pode ser provida depois do aparelho de cabeamento, em que o núcleo provido com filamentos de fio de aramida é provido a um aparelho de extrusão, onde um revestimento de um material polimérico é extrudado em torno do núcleo provido com filamentos de fio de aramida. Um material de extrusão apropriado é polietileno. A extrusão de bainhas em torno de cabos de fibra óptica providos com uma camada de fibra de aramida é conhecida na técnica e não requer mais elucidação.
[00031] Na etapa de cabeamento pelo menos uma bobina de fio gira em torno do núcleo. Preferivelmente, um número par de bobinas é usado na etapa de cabeamento, para impedir problemas de ruptura no aparelho. O número de bobinas não é crítico para o processo de acordo com a invenção. Ele pode estar, por exemplo, na faixa de 4 a 24 bobinas.
[00032] As bobinas giram em torno de seu próprio eixo geométrico e em torno do núcleo. O giro das bobinas em torno do núcleo pode, por exemplo, ser efetuado pelas bobinas sendo providas sobre disco rotativo.
[00033] O processo de acordo com a invenção pode ser realizado para assegurar um certo comprimento de deposição, definido como a distância longitudinal ao longo do cabo requerido para um envolvimento helicoidal completo ou em outras palavras o comprimento total do cabo dividido pelo número total de envolvimentos. O comprimento de deposição é determinado pela velocidade com que o núcleo é processado através do aparelho e a velocidade de rotação do servidor. Comprimentos de deposição apropriados podem, por exemplo, estar na faixa de 100 mm a 500 mm, em particular 150 mm a 400 mm, mais especificamente 300 a 400 mm.
[00034] No método de acordo com a invenção a etapa de cabeamento pode, por exemplo, ser operada a uma velocidade de pelo menos 150 RPM, em particular pelo menos 180 RPM, mais em particular pelo menos 200 RPM ou ainda pelo menos 250 RPM. Velocidades abaixo de 150 RPM são naturalmente também possíveis, mas menos preferidas. Em algumas modalidades da presente invenção a velocidade máxima é determinada pelas limitações mecânicas do servidor ao invés de pela estabilidade de suporte. A velocidade mencionada neste parágrafo é a velocidade de rotação do disco.
[00035] A velocidade em linha do processo de acordo com a invenção é dependente do comprimento de deposição. Para um comprimento de deposição na faixa de 300 a 400 mm, uma velocidade de linha apropriada pode, por exemplo, ser pelo menos 60 m/min. A presente invenção permite o uso de velocidades de linha ainda mais altas, para este comprimento de deposição, por exemplo, pelo menos 65 m/min, preferivelmente pelo menos 70 m/min ou ainda pelo menos 75 m/min. Velocidades de pelo menos 80 m/min ou mesmo pelo menos 85 m/min podem ser possíveis.
[00036] Um aparelho de cabeamento apropriado é conhecido na técnica e comercialmente disponível a partir de vários fabricantes, incluindo Roblon, Tensor, Swisscap e outros.
[00037] A invenção também se refere a um cabo de fibra óptica compreendendo um núcleo provido com fio de aramida contínuo cabeado, em que o fio é provido com um acabamento compreendendo um composto de organofósforo. Para mais informação sobre o fio de aramida e o acabamento, o comprimento de deposição, etc., referência é feita ao que é dito acima.
[00038] Em geral na presente invenção, aramida é provida ao núcleo em uma quantidade de 4 a 80 kg/km. Para cabos mais leves, esta quantidade pode, por exemplo, estar na faixa de 4 a 15 kg/km, em particular 7 a 12 kg/km, mais especificamente 8 a 10 kg/km. para cabos pesados que são submetidos a forças intensas de por exemplo vento ou gelo, a quantidade pode, por exemplo, estar na faixa de 15 a 80 kg/km, em particular na faixa de 15 a 50 kg/km, mais em particular na faixa de 0 a 30 kg/km.
[00039] A invenção é ilustrada pela Figura 1, sem ser limitada a ela ou pela mesma. A Figura 2 ilustra um método para determinar estabilidade do suporte e vai ser discutida ainda no exemplo.
[00040] Na Figura 1 é mostrado um servidor, em que o servidor tem um disco servidor 1, um núcleo de cabo óptico 2 e uma bobina 3. O fio está presente sobre a bobina 3 como suporte de fio 3’. Como indicado acima, o número de bobinas usadas na operação efetiva é geralmente mais alto, por exemplo, na faixa de 4 a 24. O núcleo de cabo óptico 2 tem um eixo geométrico que corre perpendicular à área de papel e através do centro do núcleo de cabo óptico 2. A bobina 3 tem um eixo geométrico de rotação que corre perpendicular à área do papel. O fio 4 proveniente do suporte de fio 3’ é transportado para o núcleo de cabo óptico 2 por retirada de fio rotativo. O disco servidor 1 tem um sentido de rotação marcado com a seta 5. A bobina 3 e também o suporte de fio 3’ têm um sentido de rotação marcado com a seta 6, pelo que o disco servidor 1 e bobina 3 são elementos contrarrotativos. Uma distância entre o centro da bobina 3 e o centro do núcleo de cabo óptico é marcada com o número de referência 7.
[00041] Na figura 1, o disco servidor 1 e bobina 3 são elementos contrarrotativos. É também possível operar o aparelho de uma maneira tal que o disco e o núcleo são elementos corrotativos.
[00042] A invenção é ilustrada pelos seguintes exemplos, sem ser limitada a eles ou por eles.
Experimental: Estabilidade do suporte (teste do servidor Roblon)
[00043] A estabilidade do suporte é determinada desenrolando o fio de aramida do tubo ou bobina em que ele estava enrolado, sobre um servidor rotativo Roblon SE910-4 com diâmetro de disco de 116 cm. A distância do centro do suporte de fio ao centro de rotação é 51 cm. Referência é feita à Figura 1.
[00044] Em uma instalação de teste a velocidade de rotação é aumentada com 15 RPM a cada dois minutos. Durante o teste o fio de aramida é desenrolado do tubo, por retirada de fio rotativa. A deformação do suporte de fio sobre o tubo é medida como se segue, com referência à Figura 2.
[00045] Na Figura 2, a imagem superior esquerda é uma vista lateral de uma bobina 3 provida com um suporte de fio 3’. A imagem inferior esquerda é uma vista de topo da mesma bobina. A bobina nestas imagens é nova, ela não era submetida a giro para fora do fio. A largura do suporte de fio é indicada com uma seta 8. A linha 9 é uma linha entre uma marca sobre o tubo e uma marca sobre o topo do suporte de fio. Sobre a bobina nova, as duas marcas estão em alinhamento com o eixo geométrico do tubo.
[00046] As imagens da direita apresentam a bobina depois que ela foi submetida ao giro para fora do fio. A largura do suporte de fio é indicada com a seta 8’. Como pode ser visto a partir da Figura, a largura 8’ do suporte de fio depois da retirada do fio é maior do que a largura 8 da nova. A seta 9’ em na figura inferior direita indica o deslocamento da marca sobre o suporte de fio a partir da posição original, que estava em alinhamento com o eixo geométrico do tubo.
[00047] O procedimento é repetido até ou a velocidade de rotação śmáxima (250 a 300 rpm) do servidor Roblon ser atingida ou o aumento da largura do suporte exceder 20 mm e um batente de segurança ser ativado. A velocidade de śśśrotação correspondente é uma indicação da qualidade da estabilidade do suporte.
[00048] Em uma outra instalação de teste, uma velocidade de rotação fixa é aplicada e o suporte de fio total está sendo desenrolado. A velocidade de rotação máxima em que o suporte pode ser desenrolado sem o batente de segurança ser ativado, assim onde o aumento da largura do suporte menor do que 20 mm, está sendo determinada. Este procedimento é altamente similar ao processamento efetivo dos suportes de fio de aramida na prática durante a produção de um cabo de fibra óptica.
Exemplo 1
[00049] Uma solução de material de acabamento à base de Stantex ARA® (10% em peso) foi preparada diluindo Stantex ARA® (56% em peso; ex Pulcra) em uma solução a 10% em água semimorna (40°C). Para a solução de acabamento de fiação final (2,8% em peso) a solução de material Stantex ARA® foi ainda diluída em água semimorna 40°C) e agitada por 15 minutos, depois do que ela estava pronta para aplicar sobre o fio. Um fio multifilamentar não acabado Twaron® com uma densidade linear de 2790 dtex e contagem de filamento de 2000 produzido em um único ensaio de fiação a uma velocidade de fiação de 320m/min e tratado em linha com acabamento Stantex ARA® a um nível de dosagem de 0,30% em peso usando um aplicador de fenda. A amostra de fio de referência foi acabada subsequentemente sob as exatas mesmas condições de fiação com acabamento Breox 50A50® (consistindo de butanol aleatório etoxilado e propilado, ex Ilco-Chemie, BASF) a 0,80% em peso. Todas as amostras são enroladas sobre um tubo de 290 mm de comprimento x 106 mm de diâmetro externo usando uma enroladeira de precisão. O peso dos suportes de fio e tubo era 11 kg para a amostra de referência com Breox 50A50® e para a amostra com Stantex ARA®. A densidade dos suportes de fio era a mesma para a amostra com Breox 50A50® e a amostra com Stantex ARA®.
[00050] A estabilidade do suporte foi medida de acordo a instalação de teste de servidor Roblon acima descrita 1. Os resultados são dados nas seguintes tabelas. Tabela: determinação de largura de suporte
Figure img0010
MAX*: deformação máxima do suporte de 20 mm foi atingida, batente de segurança ativado, NAN*: diminuição relativa Δlargura pode não ser calculada Tabela: Rotação angular do suporte
Figure img0011
*: deformação máxima do suporte de 20 mm foi atingida, batente de segurança ativado NAN*: diminuição relativa de rotação angular pode não ser calculada
Exemplo 2:
[00051] Uma solução de material de acabamento à base de Stantex ARA® (10% em peso) foi preparada diluindo Stantex ARA® (56% em peso; ex Pulcra) em uma solução a 10% em água semimorna (40°C). Para obter a solução de acabamento de fiação final (2,8% em peso) a solução de material Stantex ARA® foi adicionalmente diluída em água semimorna (40°C) e agitada por 15 minutos, depois do que ela estava pronta para aplicar sobre o fio. Um fio de multifilamentos não acabado Twaron® com uma densidade linear de 1610 dtex e contagem de filamento 1000 produzido em um único ensaio de fiação a uma velocidade de fiação de 400 m/min e tratado em linha com acabamento de Stantex ARA® a um nível de dosagem de 0,20% em peso usando um rolo de contato. A amostra de fio de referência foi acabada subsequentemente sob as exatas mesmas condições de fiação com acabamento de Breox 50A50® (consistindo de butanol etoxilado e propilado aleatório, ex Ilco-Chemie, BASF) a 0,80% em peso. Todas as amostras são enroladas sobre um tubo de 216 mm de comprimento com um diâmetro externo de 106 mm usando uma enroladeira de precisão. O peso dos suportes de fio e tubo era 8,8 kg para tanto a amostra de referência com Breox 50A50® e quanto a amostra com Stantex ARA®. A densidade dos suportes de fio era a mesma para a amostra com Breox 50A50® e a amostra com Stantex ARA®.
[00052] A estabilidade de suporte foi medida de acordo com a instalação de teste de servidor Roblon acima descrita. Os resultados são dados nas seguintes tabelas. Tabela: determinação de largura do suporte
Figure img0012
MAX*: deformação máxima do suporte de 20 mm foi atingida, batente de segurança ativado, NAN*: diminuição relativa Δlargura pode não ser calculada Tabela: Rotação angular do suporte
Figure img0013
Figure img0014
*: deformação máxima do suporte de 20 mm foi atingida, batente de segurança ativado NAN*: diminuição relativa de rotação angular pode não ser calculada
Exemplo 3:
[00053] Uma solução de material de acabamento à base de Stantex ARA® (10% em peso) foi preparada diluindo Stantex ARA® (56% em peso; ex Pulcra) em uma solução a 10% em água semimorna (40°C). Para obter a solução de acabamento de fiação final (2,8% em peso) a solução de material Stantex ARA® foi adicionalmente diluída em água semimorna (40°C) e agitada por 15 minutos, depois do que ela estava pronta para aplicar sobre o fio. Um fio de multifilamentos não acabado Twaron® com uma densidade linear de 2680 dtex e contagem de filamento 2000 produzido em um único ensaio de fiação a uma velocidade de fiação de 320 m/min e tratado em linha com acabamento de Stantex ARA® a um nível de dosagem de 0,4% em peso usando um rolo de contato. A amostra de fio de referência foi acabada subsequentemente sob as exatas mesmas condições de fiação com acabamento de Breox 50A50® (consistindo de butanol etoxilado e propilado aleatório, ex Ilco-Chemie, BASF) a 0,80% em peso. Todas as amostras são enroladas sobre um tubo de 216 mm de comprimento com um diâmetro externo de 106 mm usando uma enroladeira de precisão. O peso dos suportes de fio e tubo era 7 para tanto a amostra de referência com Breox 50A50® e quanto a amostra com Stantex ARA®. A densidade dos suportes de fio era a mesma para a amostra com Breox 50A50® e a amostra com Stantex ARA®.
[00054] A estabilidade de suporte foi medida de acordo com a instalação de teste de servidor Roblon acima descrita. Os resultados são dados nas seguintes tabelas. Tabela: determinação da largura do suporte
Figure img0015
MAX*: deformação máxima do suporte de 20 mm foi atingida, batente de segurança ativado, NAN*: diminuição relativa Δlargura pode não ser calculada Tabela: Rotação angular do suporte
Figure img0016
*: deformação máxima do suporte de 20 mm foi atingida, batente de segurança ativado NAN*: diminuição relativa de rotação angular pode não ser calculada
Exemplo 4:
[00055] Duas amostras produzidas sob as exatas mesmas condições que as descritas sob o exemplo 3, um com Breox 50A50® e uma amostra com Stantex ARA® sofreram um teste estático de estabilidade do suporte a uma velocidade de rotação fixa como descrito acima. A velocidade de rotação máxima do servidor no teste estático de estabilidade do suporte é 250 RPM para amostra com Stantex ARA® enquanto que a velocidade de rotação máxima de servidor para a amostra com Breox 50A50® é 176 RPM. Assim um aumento de 42% na velocidade de rotação do servidor é encontrado para a amostra com Stantex ARA® em relação à amostra com Breox 50A50®.
Exemplo 5:
[00056] Duas séries de três fios de multifilamentos Twaron com uma densidade linear de 2680 dtex e uma contagem de filamento de 2000 produzidos sob as exatas mesmas condições do que sob o exemplo 3, uma série com Breox 50A50® e uma série com Stantex ARA® são desenroladas para formar um feixe de fio de multifilamentos Twaron com uma densidade linear de 8050 dtex e uma contagem de filamento de 6000. Este fio é subsequentemente enrolado sobre um tubo de 290 mm de comprimento com um diâmetro externo de 106 mm usando uma enroladeira de precisão. O peso do suporte de fio e tubo era de 10,8 kg para ambas as amostras.
[00057] A estabilidade de suporte foi medida de acordo com a instalação de teste de servidor Roblon acima descrita. Os resultados são dados nas seguintes tabelas. Tabela: determinação da largura do suporte
Figure img0017
MAX*: deformação máxima do suporte de 20 mm foi atingida, batente de segurança ativado, NAN*: diminuição relativa Δlargura pode não ser calculada Tabela: Rotação angular do suporte
Figure img0018
Figure img0019
*: deformação máxima do suporte de 20 mm foi atingida, batente de segurança ativado NAN*: diminuição relativa de rotação angular pode não ser calculada.

Claims (14)

1. Método para cabeamento de fio de aramida em torno de um núcleo sem fim, em que o núcleo é provido para uma etapa de cabeamento em um aparelho de cabeamento compreendendo pelo menos uma bobina de fio, em que durante operação a bobina gira em torno de seu próprio eixo geométrico e a bobina gira em torno do núcleo e desenrolando o fio da bobina em torno do núcleo para prover um núcleo circundado pelo fio, caracterizado pelo fato de que o fio é um fio de aramida contínuo provido com 0,05 a 0,95% em peso, com base no peso da aramida, de um acabamento compreendendo um composto de organofósforo, em que o composto de organofósforo é um composto da fórmula X1X2X3P=O, em que X1, X2 e X3 são independentemente selecionados dentre Y1-, Y1-O- e M-O, em que Y1 é uma alquila, arila ou alquenila CI-C20 de cadeia reta ou ramificada, com M sendo selecionado dentre Li, Na, K ou amônio, com a condição de que pelo menos um de X1, X2 ou X3 é selecionado dentre Y1- ou Y1-O-, em que os diferentes tipos de Y1 podem ser os mesmos ou diferentes.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o fio de aramida contínuo é provido com 0,10 a 0,50% em peso do acabamento.
3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o acabamento compreende um composto de organofósforo que é um óxido de fosfina de acordo com a fórmula 1 abaixo, em que em que R1, R2 e R3 são alquila, arila ou alquenila C1-C20 de cadeia reta e/ou ramificada,
Figure img0020
e/ou o acabamento compreende um composto de organofósforo que é um fosfinato de acordo com fórmula 2 abaixo, em que R1 é alquila, arila ou alquenila C1-C20 de cadeia reta ou ramificada, Li, Na, K ou NH4 e R2 e R3 são alquila, arila ou alquenila C1-C20 de cadeia reta e/ou ramificada
Figure img0021
e/ou o acabamento compreende um composto de organofósforo que é um fosfonato de acordo com fórmula 3 abaixo, em que R1 e R2 são alquila, arila ou alquenila C1-C20 de cadeia ramificada e/ou reta, Li, Na, K ou NH4 e R3 é uma alquila, arila ou alquenila C1-C20 de cadeia ramificada e/ou reta
Figure img0022
e/ou o acabamento compreende um composto de organofósforo que é um fosfato éster de acordo com fórmula 4 abaixo, em que R1 é alquila, arila, alquenila C1-C20 cadeia ramificada ou reta, R2 e R3 são H, Li, Na, K ou NH4 ou alquila, arila ou alquenila C1-C20 de cadeia ramificada ou reta.
Figure img0023
4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o fio contínuo compreende um acabamento compreendendo mono- ou dialquil fosfato éster ou uma mistura do mesmo e em que o mono- ou dialquil fosfato éster acabamento tem a fórmula:
Figure img0024
em que R1 é alquila de C1-C15 de cadeia ramificada ou reta, R2 é H, Li, Na, K ou NH4 ou alquila C1-C15 de cadeia ramificada ou reta e M é Li, Na, K ou NH4.
5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que R1 é alquila C4-C12 de cadeia ramificada ou reta e R2 é H, Li, Na, K ou NH4 ou alquila C4-C12 de cadeia ramificada ou reta.
6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os grupos alquila são grupos alquila de cadeia reta.
7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o acabamento compreende ainda até 30% em peso de dialquil pirofosfato éster da fórmula:
Figure img0025
em que R1 tem o mesmo significado que na reivindicação 3 e M tem o mesmo significado que na reivindicação1.
8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o acabamento compreende adicionalmente até 20% em peso de trialquil fosfato éster da fórmula:
Figure img0026
em que R1, R2 e R3 são independentemente grupos alquila C1C15de cadeia ramificada ou reta.
9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a aramida é poli(p-fenileno tereftalamida) ou poli(p-fenileno tereftalamida) contendo unidades de 3,4’- diaminodifeniléter ou 5(6)-amino-2-(p-aminofenil)benzimidazol.
10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizadopelo fato de que, na etapa de cabeamento, pelo menos duas bobinas de fio, em particular entre 2 e 24 bobinas, giram em torno do núcleo.
11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizadopelo fato de que aramida é aplicada com um comprimento de deposição na faixa de 100 a 500, em particular 150 a 400, mais especificamente 300 a 400 mm.
12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizadopelo fato de que a etapa de cabeamento é operada a uma velocidade de pelo menos 150 RPM, em particular pelo menos 180 RPM, mais em particular pelo menos 200 RPM ou mesmo pelo menos 250 RPM.
13. Método de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizadopelo fato de que o núcleo compreende uma ou mais fibras de vidro ópticas, seja ou não circundadas por um revestimento de um material termoplástico.
14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizadopelo fato de que uma etapa de extrusora é provida depois da etapa de cabeamento, em que um revestimento de um material polimérico é extrudado em torno do núcleo provido com cordões de fio de aramida.
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