芳族聚酰胺紗的高速搓捻法
【專利說明】芳族聚酰胺紗的高速搓捻法
[0001] 在用于室內(nèi)以及室外用途的光纖電纜的制造中，通過通常在非常精確的張力控制 下圍繞光纜中心或芯搓捻，施加連續(xù)復(fù)絲芳族聚酰胺紗?？赏ㄟ^向包含至少一個(gè)安裝在盤 上的紗筒的搓捻裝置供應(yīng)無端芯（endless core)來進(jìn)行這種搓捻法，其中在運(yùn)行過程中， 該紗筒圍繞其自己的軸旋轉(zhuǎn)，且該盤圍繞其自己的軸旋轉(zhuǎn)，以使紗筒圍繞芯旋轉(zhuǎn)并圍繞芯 從紗筒退繞出紗線以提供被紗線包圍的芯。這種類型的裝置通常被稱作服務(wù)器（server)。 服務(wù)器可以例如以Roblon SE18或SE24為名購自例如Roblon。與紗筒不圍繞其自己的軸 旋轉(zhuǎn)而是靜止的系統(tǒng)不同，在這些服務(wù)器中，紗線的退繞是旋轉(zhuǎn)的。如果紗筒靜止，來自紗 筒的紗線退繞"越過"紗筒的頂部。服務(wù)器可集成到光纖電纜（OFC)生產(chǎn)線中并且如果需 要，接著進(jìn)行在帶有芳族聚酰胺紗的芯上提供聚合物外層（也稱作護(hù)套）的后繼工藝。但 是，芳族聚酰胺紗搓捻也可以作為獨(dú)立的工藝進(jìn)行。
[0002] OFC生產(chǎn)線的速度決定步驟通常是服務(wù)器的旋轉(zhuǎn)速度。服務(wù)器的旋轉(zhuǎn)速度通常取 決于包裝穩(wěn)定性：即紗線包裝承受由服務(wù)器的旋轉(zhuǎn)速度造成的力的能力。在本說明書內(nèi)，紗 筒是芳族聚酰胺紗盤繞在其上的管、線軸或紗框。盤繞在紗筒上的紗線被稱作紗線包裝。在 高旋轉(zhuǎn)速度下，發(fā)生芳族聚酰胺紗線包裝的變形，以致該管上的紗線層移位。當(dāng)發(fā)生這種情 況時(shí)，不可能再退繞紗線。這一現(xiàn)象通常限制OFC生產(chǎn)線的生產(chǎn)速度。盡管服務(wù)器的機(jī)械 限制通常為250-300RPM(每分鐘的轉(zhuǎn)速），但包裝穩(wěn)定性的不足使得必須將服務(wù)器的速度 限為例如150RPM的值。包裝穩(wěn)定性的改進(jìn)會(huì)帶來提高的生產(chǎn)速度和降低的運(yùn)行成本。因 此需要可以以更高運(yùn)行速度運(yùn)行的芳族聚酰胺搓捻法。本發(fā)明提供這樣的方法。
[0003] 本發(fā)明涉及圍繞無端芯搓捻芳族聚酰胺紗的方法，其中在搓捻步驟中向包含至少 一個(gè)紗筒的搓捻裝置供應(yīng)芯，其中在運(yùn)行過程中，紗筒圍繞其自己的軸旋轉(zhuǎn)且紗筒圍繞芯 旋轉(zhuǎn)，并圍繞芯從紗筒退繞出紗線以提供被紗線包圍的芯，其中所述紗線是帶有占芳族聚 酰胺重量的0. 05至0. 95重量％的包含有機(jī)磷化合物的整理劑的連續(xù)芳族聚酰胺紗，其中 所述有機(jī)磷化合物是式X1X2X3P = 0的化合物，其中X1、X2和X3獨(dú)立地選自Yl-、Yl-〇-和 M-0,其中Yl是支化鏈或直鏈C1-C20烷基、芳基或鏈烯基，且M選自Li、Na、K或銨，條件是 XI、X2或X3的至少一個(gè)選自Yl-或Y1-0-，其中不同類型的Yl可以相同或不同。
[0004] 已經(jīng)令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，在芳族聚酰胺紗上施加次要量（即芳族聚酰胺重量的0. 05 至0. 95重量％ )的包含特定有機(jī)磷化合物的整理劑以與基于脂肪酸酯的標(biāo)準(zhǔn)油基芳族聚 酰胺整理劑，如椰子油和聚乙二醇完全不同的方式影響紗層之間的摩擦行為。因此，極大改 進(jìn)在具有旋轉(zhuǎn)紗線退繞的旋轉(zhuǎn)服務(wù)器上的包裝穩(wěn)定性。因此，帶有這種整理劑的芳族聚酰 胺紗包裝能使芳族聚酰胺紗圍繞無端芯高速搓捻。該芳族聚酰胺包裝可用于工業(yè)中使用的 任何標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器，因此能夠顯著提高OFC生產(chǎn)線速度而不犧牲品質(zhì)。高生產(chǎn)速度會(huì)提高OFC 制造法的生產(chǎn)率。
[0005] 要指出，W02008/000371描述了可用于ADDS電纜的抗漏電（antitracking)芳族 聚酰胺紗。其中描述的芳族聚酰胺長(zhǎng)絲紗帶有包含有機(jī)物質(zhì)的整理劑組合物，選擇該整理 劑中的有機(jī)物質(zhì)的量以使該整理劑具有在20°C下作為在水中的50重量％整理劑組合物測(cè) 得的0. 2mS/cm至200mS/cm的電導(dǎo)率，并選擇該整理劑在紗線上的量以使該紗線具有4xl04 至 I. 2xl070hm. cm 的比電阻（specific electric resistance)。該整理劑以 1-30 重量 ％， 特別是8-22重量％的量使用。描述了化學(xué)組成廣為不同的大量可能的整理劑化合物。
[0006] 這一參考資料沒有公開或暗示，在芳族聚酰胺紗的特定搓捻法中使用0.05至 0. 95重量％的次要量的包含特定有機(jī)磷化合物的整理劑會(huì)改進(jìn)包裝穩(wěn)定性并隨之在OFC 生產(chǎn)中帶來優(yōu)點(diǎn)。
[0007] 在本發(fā)明的方法中，使用帶有包含有機(jī)磷化合物的整理劑的連續(xù)芳族聚酰胺紗。 可以使用單一化合物或混合物。該有機(jī)磷化合物優(yōu)選是烷基、芳基或鏈烯基有機(jī)磷化合物。 該有機(jī)磷化合物更優(yōu)選包含經(jīng)雙鍵與磷原子鍵合的氧原子。
[0008] 該有機(jī)磷化合物是式X1X2X3P = 0的化合物，其中XI、X2和X3獨(dú)立地選自Y1-、 Yl-O-和M-0,其中Yl是支化鏈或直鏈C1-C 2。烷基、芳基或鏈烯基，且M選自Li、Na、K或銨， 條件是XI、X2或X3的至少一個(gè)選自Yl-或Y1-0-，其中不同類型的Yl可以相同或不同。
[0009] 在一個(gè)實(shí)施方案中，該整理劑包含有機(jī)磷化合物，其是根據(jù)下式1的氧化膦，其中 RU R2和R3是支化鏈和/或直鏈C1-C2。烷基、芳基或鏈烯基。
[0010]
[0011] 在另一實(shí)施方案中，該整理劑包含有機(jī)磷化合物，其是根據(jù)下式2的亞膦酸酯，其 中Rl是支化鏈或直鏈C 1-Cm烷基、芳基或鏈烯基、Li、Na、K或NH 4且R2和R3是支化鏈和/ 或直鏈C1-C2。烷基、芳基或鏈烯基。
[0012]
[0013] 在另一實(shí)施方案中，該整理劑包含有機(jī)磷化合物，其是根據(jù)下式3的膦酸酯，其中 Rl和R2是支化鏈和/或直鏈C 1-C2。烷基、芳基或鏈烯基、Li、Na、K或NH4，且R3是支化鏈 和/或直鏈C 1-C2。烷基、芳基或鏈烯基。
[0014]
[0015] 在再一實(shí)施方案中，該整理劑包含有機(jī)磷化合物，其是根據(jù)下式4的磷酸酯，其中 Rl是支化鏈或直鏈C 1-C2。烷基、芳基、鏈烯基，R2和R3是H、Li、Na、K或NH 4或支化鏈或直 鏈C1-Cm烷基、芳基或鏈烯基。
[0016]
[0017] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，該連續(xù)紗包含含磷酸單烷基酯或二烷基酯或其 混合物的整理劑，且其中磷酸單烷基酯或二烷基酯整理劑具有式：
[0018]
[0019] 其中Rl是支化鏈或直鏈C1-C15烷基，R2是H、Li、Na、K或NH4或支化鏈或直鏈 C1-C15烷基，且M是Li、Na、K或NH4。在本發(fā)明的這一實(shí)施方案中所用的磷酸烷基酯中，Rl是支化鏈或直鏈C1-C15烷基且R2是H、Li、Na、K或NH4或支化鏈或直鏈CfC15烷基。為了 提高在水中的溶解度，Rl和/或R2優(yōu)選獨(dú)立地選自支化鏈或直鏈C3-C15烷基，更優(yōu)選支化 鏈或直鏈C4-C14、C6-C14、Cs-C14、C6-C12、C8-C12SC。烷基。其中Rl和 / 或R2選自C4、C6、 C8X1?；駽12烷基的磷酸烷基酯非常有用。這些烷基可以是支化鏈或直鏈的，但直鏈烷基通 常優(yōu)選。基團(tuán)Rl和R2可以都是烷基。也可以Rl是烷基且R2是H、堿金屬或銨。使用磷 酸單烷基酯和二烷基酯的混合物是非常有用的。特別有用的磷酸烷基酯具有直鏈(： 6或C 12 烷基。這可以是單_(：6或C 12烷基酯或二烷基C 6或C 12酯，或直鏈單-和二-C 6或C 12烷基的 組合。優(yōu)選使用直鏈C12烷基單-酯、直鏈C12烷基二-酯及其組合。M優(yōu)選是堿金屬，最優(yōu) 選K (鉀）以產(chǎn)生磷酸單-十二烷基酯二鉀和磷酸雙十二烷基酯鉀的混合物，即在C12烷基 的情況下：
[0021] 在本發(fā)明中所用的所有磷酸酯中，M是Li、Na、K或NH4，其中Li、Na和K是堿金屬。 K最優(yōu)選作為基團(tuán)M。
[0022] 還應(yīng)該理解的是，具有6至15個(gè)碳原子的烷基醇有時(shí)可作為具有次要量的更低級(jí) 和更高級(jí)烷基醇的混合物購得。這樣的原材料可用于制造磷酸烷基酯，其隨之也由具有更 長(zhǎng)和更短烷基的磷酸烷基酯的混合物構(gòu)成。
[0023] 優(yōu)選的磷酸單烷基酯可（部分，最多大約30重量％ )作為其二聚體存在，即