JP2016517479A - アラミド糸の高速撚り合わせ法 - Google Patents
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Abstract
Description
アラミド糸をエンドレスコアの周りで撚り合わせる方法であって、コアは、撚り合わせステップのために、少なくとも1個の糸ボビンを含む撚り合わせ装置に提供され、運転中、ボビンは自身の軸の周りを回転し、ボビンは前記コアの周りを回転して、糸をコアの周りのボビンから巻き戻して糸に囲まれているコアを提供し、糸はアラミド重量基準で、0.05〜0.95重量%の、有機リン化合物を含む仕上げ剤を備える連続アラミド糸であり、有機リン化合物は式X1X2X3P=O(式中、X1、X2およびX3は独立に、Y1−、Y1−O−およびM−Oから選択され、Y1は分岐または直鎖C1〜C20アルキル、アリールまたはアルケニルであり、MはLi、Na、Kまたはアンモニウムから選択され、但し、X1、X2またはX3の少なくとも1つはY1−またはY1−O−から選択され、それぞれのY1は同じであっても異なっていてもよい)の化合物である方法に関する。
結果として、回転糸引取を有する回転サーバーのパッケージ安定性が大いに改善される。
(式中、R1、R2およびR3は分岐および/または直鎖C1〜C20アルキル、アリールまたはアルケニルである)
R1がアルキル基であり、R2がH、アルカリ金属またはアンモニウムであることも可能である。モノ−およびジアルキルリン酸エステルの混合物を適用することが非常に有用である。アルキルリン酸エステルは、直鎖C6またはC12アルキル基が特に有用である。
6〜15個の炭素原子を有するアルキルアルコールが、少量の低級および高級アルキルアルコールを有する混合物として時として商業的に入手可能であることをさらに理解すべきである。このような出発材料を、アルキルリン酸エステルを製造するために使用することができ、その場合、アルキルリン酸エステルも高級および低級アルキル基を有するアルキルリン酸エステルの混合物からなる。
のトリアルキルリン酸エステルをさらに含有し得る。好ましくはR3がR1および/またはR2と同じであり、最も好ましくは全ての基R1、R2およびR3が同じである。好ましい基R1、R2およびR3はR1の好ましい実施形態について上に示されているものである。
#モノ、ジ、トリおよびピロは、それぞれ、リン酸のモノアルキルエステル、リン酸のジアルキルエステル、リン酸のトリアルキルエステル、およびピロリン酸のジアルキルエステルを表す。
スピン仕上げ剤は、当業者に既知の方法にしたがって糸に適用することができる。仕上げ剤を、例えば、フィラメントの紡糸直後の糸製造中または後処理中に、乾燥糸、湿潤糸に適用することができる。仕上げ剤の適用は、浸漬、スリット塗布装置、リックロールまたは噴霧などの、既知の方法および装置によって行うことができる。糸は、一般的に、浴中で、またはキスロールもしくはスリット塗布装置により仕上げ剤と接触させる。典型的な糸速度は10〜700m/分、より好ましくは25〜500m/分である。織物は、好ましくは加工された連続アラミド糸のみを含有するが、さらに他の非アラミド糸を含有してもよい。
本発明による方法では、アラミド糸が、コアが、少なくとも1個の糸ボビンを含む撚り合わせ装置に提供され、運転中、ボビンが自身の軸の周りを回転し、ボビンがコアの周りを回転して、糸がコアの周りのボビンから巻き戻されて糸に囲まれているコアを提供する方法によってエンドレスコアの周りで撚り合わせられる。
好ましい実施形態では、ボビンおよびサーバーディスクが逆回転要素である、これは、ボビンの回転方向がサーバーディスクの回転方向と逆であることを意味する。別の実施形態では、要素が共回転することもあるので、これを適用してもよい。
アラミド繊維の別の重要な特性は、その優れた耐熱性である。光ファイバーケーブルの製造中、熱可塑性ジャケットまたは鞘物質を内部ケーブルの周りに押出成形して風化から保護する。アラミド繊維がジャケットとチューブとの間に位置するので、絶縁強化層が形成される。
そのように所望される場合、本発明による方法では、撚り合わせ装置後に押出成形機を用意してもよく、その際、アラミド糸の撚糸を備えるコアが押出成形装置に供給され、ここでポリマー材料の鞘がアラミド糸の撚糸を備えるコアの周りに押出成形される。好適な押出成形材料はポリエチレンである。アラミド繊維層を備える光ファイバーケーブルの周りへの鞘の押出成形は当技術分野で既知であり、さらなる説明を要さない。
ボビンは自身の軸の周り、およびコアの周りを回転する。ボビンをコアの周りに回転させることは、例えば、ボビンを回転ディスク上に提供することによって行うことができる。
本発明はまた、撚り合わされた連続アラミド糸を備えるコアを含む光ファイバーケーブルであって、糸が有機リン化合物を含む仕上げ剤を備える光ファイバーケーブルに関する。アラミド糸および仕上げ剤、撚りの長さ等のさらなる情報については、上に言及したものが参照される。
図1では、サーバーが示されており、サーバーがサーバーディスク1、光ケーブルコア2およびボビン3を有する。糸は糸パッケージ3’としてボビン3上に存在する。上述のように、実際の運転に使用されるボビンの数は一般的により多く、例えば、4〜24個の範囲にある。光ケーブルコア2は、紙面に垂直に、光ケーブルコア2の中心を通って走る軸を有する。ボビン3は、紙面に垂直に走る回転軸を有する。糸パッケージ3’からの糸4が、糸引取を回転させることによって光ケーブルコア2に運ばれる。サーバーディスク1は、矢印5で示される回転方向を有する。ボビン3および糸パッケージ3’も矢印6で示される回転方向を有し、それによってサーバーディスク1およびボビン3が逆回転要素となる。ボビン3の中心と光ケーブルコアの中心との間の距離は、参照番号7で示される。
図1では、サーバーディスク1およびボビン3が逆回転要素である。この装置を、ディスクおよびコアが共回転要素となるように運転することも可能である。
本発明を以下の実施例により示すが、これらに限定されない。
パッケージ安定性は、116cmディスク径を有する回転Roblon SE910−4サーバーで、アラミド糸を巻いたチューブまたはボビンからアラミド糸を繰り出すことによって決定する。糸パッケージの中心から回転中心までの距離は51cmである。図1が参照される。
ある試験設定では、回転速度を2分毎に15RPMずつ増加させる。試験中、糸引取を回転させることによって、アラミド糸をチューブから巻き戻す。チューブ上の糸パッケージの変形を、図2を参照して、以下の通り測定する。
右の絵は、糸のロールオフにさらされた後のボビンを示している。糸パッケージの幅は矢印8’で示されている。図から分かるように、糸引取後の糸パッケージの幅8’は、新しいものの幅8よりも大きい。右下の図中の矢印9’は、チューブの軸と一直線になっていた元の位置からの糸パッケージ上の印の移動を示している。
別の試験設定では、固定回転速度を適用し、全糸パッケージを巻き戻している。安全止めが作動することなくパッケージを繰り出すことができ、そのためパッケージ幅の増加が20mmより小さい最大回転速度が決定される。この手順は、実際の光ファイバーケーブルの製造中のアラミド糸パッケージの実際の処理と極めて類似である。
Stantex ARA(登録商標)(56重量%;Pulcra製)を温脱塩水(40℃)中10%溶液に希釈することにより、Stantex ARA(登録商標)をベースとする仕上げ剤ストック溶液(10重量%)を製造した。最終紡糸仕上げ剤溶液(2.8重量%)を得るために、Stantex ARA(登録商標)ストック溶液を温脱塩水(40℃)にさらに希釈し、15分間撹拌し、その後、糸に適用する用意をした。線密度2790dtexおよびフィラメントカウント2000の未加工Twaron(登録商標)マルチフィラメント糸を、320m/分の紡糸速度の単一紡糸トライアルで製造し、スリット塗布装置を用いて0.30重量%の投与レベルでStantex ARA(登録商標)仕上げ剤によりインラインで処理した。その後、基準糸試料を、0.80重量%のBreox 50A50(登録商標)仕上げ剤(ランダムエトキシ化およびプロピル化ブタノールからなる、Ilco−Chemie、BASF製)により正確に同じ紡糸条件下で仕上げした。
パッケージ安定性を上記Roblonサーバー試験設定1にしたがって測定した。結果を以下の表に示す。
NAN*:相対的Δ幅減少を計算することができない。
NAN*:角度回転の相対的減少を計算することができない。
Stantex ARA(登録商標)(56重量%;Pulcra製)を温脱塩水(40℃)中10%溶液に希釈することにより、Stantex ARA(登録商標)をベースとする仕上げ剤ストック溶液(10重量%)を製造した。最終紡糸仕上げ剤溶液(2.8重量%)を得るために、Stantex ARA(登録商標)ストック溶液を温脱塩水(40℃)にさらに希釈し、15分間撹拌し、その後、糸に適用する用意をした。線密度1610dtexおよびフィラメントカウント1000の未加工Twaron(登録商標)マルチフィラメント糸を、400m/分の紡糸速度の単一紡績トライアルで製造し、キスロールを用いて0.20重量%の投与レベルでStantex ARA(登録商標)仕上げ剤によりインラインで処理した。その後、基準糸試料を、0.80重量%のBreox 50A50(登録商標)仕上げ剤(ランダムエトキシ化およびプロピル化ブタノールからなる、Ilco−Chemie、BASF製)により正確に同じ紡糸条件下で仕上げした。全ての試料を、プレシジョンワインダーを用いて長さ216mm×外径106mmのチューブに巻きつける。糸パッケージおよびチューブの重量は、Breox 50A50(登録商標)による基準試料とStantex ARA(登録商標)による試料の両方について8.8kgであった。糸パッケージの密度は、Breox 50A50(登録商標)による試料とStantex ARA(登録商標)による試料について同じであった。
パッケージ安定性を上記Roblonサーバー試験設定1にしたがって測定した。結果を以下の表に示す。
NAN*:相対的Δ幅減少を計算することができない。
NAN*:角度回転の相対的減少を計算することができない。
Stantex ARA(登録商標)(56重量%;Pulcra製)を温脱塩水(40℃)中10%溶液に希釈することにより、Stantex ARA(登録商標)をベースとする仕上げ剤ストック溶液(10重量%)を製造した。最終紡糸仕上げ剤溶液(2.8重量%)を得るために、Stantex ARA(登録商標)ストック溶液を温脱塩水(40℃)にさらに希釈し、15分間撹拌し、その後、糸に適用する用意をした。線密度2680dtexおよびフィラメントカウント2000の未加工Twaron(登録商標)マルチフィラメント糸を、320m/分の紡糸速度の単一紡績トライアルで製造し、キスロールを用いて0.40重量%の投与レベルでStantex ARA(登録商標)仕上げ剤によりインラインで処理した。その後、基準糸試料を、0.80重量%のBreox 50A50(登録商標)仕上げ剤(ランダムエトキシ化およびプロピル化ブタノールからなる、Ilco−Chemie、BASF製)により正確に同じ紡糸条件下で仕上げした。全ての試料を、プレシジョンワインダーを用いて長さ216mm×外径106mmのチューブに巻きつける。糸パッケージおよびチューブの重量は、Breox 50A50(登録商標)による基準試料とStantex ARA(登録商標)による試料の両方について7kgであった。糸パッケージの密度は、Breox 50A50(登録商標)による試料とStantex ARA(登録商標)による試料について同じであった。
パッケージ安定性を上記Roblonサーバー試験設定1にしたがって測定した。結果を以下の表に示す。
NAN*:相対的Δ幅減少を計算することができない。
NAN*:角度回転の相対的減少を計算することができない。
実施例3に記載されるのと正確に同じ条件下で作成した2つの試料、Breox 50A50(登録商標)による試料とStantex ARA(登録商標)による試料に、上記の固定回転速度で静的パッケージ安定性試験を受けさせた。静的パッケージ安定性試験の最大サーバー回転速度はStantex ARA(登録商標)による試料については250RPMである一方、Breox 50A50(登録商標)による試料についての最大サーバー回転速度は176RPMである。そのため、Breox 50A50(登録商標)による試料に対してStantex ARA(登録商標)による試料のサーバー回転速度の42%の増加が見られる。
実施例3と正確に同じ条件下で作成した線密度2680dtexおよびフィラメントカウント2000の3つのTwaronマルチフィラメント糸の2つのシリーズ、Breox 50A50(登録商標)によるシリーズとStantex ARA(登録商標)によるシリーズを巻き戻して線密度8050dtexおよびフィラメントカウント6000のTwaronマルチフィラメント糸の1つの束を形成する。その後、この糸を、プレシジョンワインダーを用いて外径106mmの290mm長チューブに巻きつける。糸パッケージおよびチューブの重量は、両試料について10.8kgであった。
パッケージ安定性を上記Roblonサーバー試験設定1にしたがって測定した。結果を以下の表に示す。
NAN*:相対的Δ幅減少を計算することができない。
NAN*:角度回転の相対的減少を計算することができない。
Claims (14)
- アセラミド糸をエンドレスコアの周りで撚り合わせる方法であって、
コアは、撚り合わせ工程のために、少なくとも1個の糸ボビンを含む、撚り合わせ装置に提供され、運転中、ボビンは自身の軸の周りを回転し、ボビンは前記コアの周りを回転して、糸をコアの周りのボビンから巻き戻して糸に囲まれているコアを提供し、糸はアラミド重量基準で、0.05〜0.95重量%の、有機リン化合物を含む仕上げ剤を備える連続アラミド糸であり、有機リン化合物は式X1X2X3P=O(式中、X1、X2およびX3は独立に、Y1−、Y1−O−およびM−Oから選択され、Y1は分岐または直鎖C1〜C20アルキル、アリールまたはアルケニルであり、MはLi、Na、Kまたはアンモニウムから選択され、但し、X1、X2またはX3の少なくとも1つはY1−またはY1−O−から選択され、それぞれのY1は同じであっても異なっていてもよい)の化合物である方法。 - 前記連続アラミド糸が0.10〜0.50重量%の仕上げ剤が付与された、請求項1に記載の方法。
- 請求項1および2に記載の方法であって、仕上げ剤が下記化学式1(式中、R1、R2およびR3は分岐および/または直鎖C1〜C20アルキル、アリールまたはアルケニルである)によるホスフィンオキシドである有機リン化合物を含み、
によるリン酸エステルである有機リン化合物を含む方法。
- R1が分岐または直鎖C4〜C12アルキルであり、R2はH、Li、Na、KまたはNH4、あるいは分岐または直鎖C4〜C12アルキルである請求項4に記載の方法。
- 前記アルキル基が直鎖アルキル基である、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記アラミドがポリ(p−フェニレンテレフタルアミド)または3,4’−ジアミノジフェニルエーテルまたは5(6)−アミノ−2−(p−アミノフェニル)ベンゾイミダゾールの単位を含有するポリ(p−フェニレンテレフタルアミド)である、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記撚り合わせ工程で、少なくとも2個の糸ボビン、特に2〜24個の間のボビンが前記コアの周りを回転する、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
- アラミドが100〜500、特に150〜400、より具体的には300〜400mmの範囲の撚りの長さで使用される、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記撚り合わせ工程が少なくとも150RPM、特に少なくとも180RPM、さらに特に少なくとも200RPM、またはさらに少なくとも250RPMの速度で運転される、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記コアが熱可塑性材料の鞘によって囲まれているかどうかにかかわらず1種または複数の光ガラス繊維を含む、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
- 押出成形機工程が前記撚り合わせ工程の後に用意され、ポリマー材料の鞘がアラミド糸が撚り合され、前記コアの周りに押出成形される、請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。
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