芳族聚酰胺纱的高速搓捻法
【专利说明】芳族聚酰胺纱的高速搓捻法
[0001] 在用于室内以及室外用途的光纤电缆的制造中，通过通常在非常精确的张力控制 下围绕光缆中心或芯搓捻，施加连续复丝芳族聚酰胺纱。可通过向包含至少一个安装在盘 上的纱筒的搓捻装置供应无端芯（endless core)来进行这种搓捻法，其中在运行过程中， 该纱筒围绕其自己的轴旋转，且该盘围绕其自己的轴旋转，以使纱筒围绕芯旋转并围绕芯 从纱筒退绕出纱线以提供被纱线包围的芯。这种类型的装置通常被称作服务器（server)。 服务器可以例如以Roblon SE18或SE24为名购自例如Roblon。与纱筒不围绕其自己的轴 旋转而是静止的系统不同，在这些服务器中，纱线的退绕是旋转的。如果纱筒静止，来自纱 筒的纱线退绕"越过"纱筒的顶部。服务器可集成到光纤电缆（OFC)生产线中并且如果需 要，接着进行在带有芳族聚酰胺纱的芯上提供聚合物外层（也称作护套）的后继工艺。但 是，芳族聚酰胺纱搓捻也可以作为独立的工艺进行。
[0002] OFC生产线的速度决定步骤通常是服务器的旋转速度。服务器的旋转速度通常取 决于包装稳定性：即纱线包装承受由服务器的旋转速度造成的力的能力。在本说明书内，纱 筒是芳族聚酰胺纱盘绕在其上的管、线轴或纱框。盘绕在纱筒上的纱线被称作纱线包装。在 高旋转速度下，发生芳族聚酰胺纱线包装的变形，以致该管上的纱线层移位。当发生这种情 况时，不可能再退绕纱线。这一现象通常限制OFC生产线的生产速度。尽管服务器的机械 限制通常为250-300RPM(每分钟的转速），但包装稳定性的不足使得必须将服务器的速度 限为例如150RPM的值。包装稳定性的改进会带来提高的生产速度和降低的运行成本。因 此需要可以以更高运行速度运行的芳族聚酰胺搓捻法。本发明提供这样的方法。
[0003] 本发明涉及围绕无端芯搓捻芳族聚酰胺纱的方法，其中在搓捻步骤中向包含至少 一个纱筒的搓捻装置供应芯，其中在运行过程中，纱筒围绕其自己的轴旋转且纱筒围绕芯 旋转，并围绕芯从纱筒退绕出纱线以提供被纱线包围的芯，其中所述纱线是带有占芳族聚 酰胺重量的0. 05至0. 95重量％的包含有机磷化合物的整理剂的连续芳族聚酰胺纱，其中 所述有机磷化合物是式X1X2X3P = 0的化合物，其中X1、X2和X3独立地选自Yl-、Yl-〇-和 M-0,其中Yl是支化链或直链C1-C20烷基、芳基或链烯基，且M选自Li、Na、K或铵，条件是 XI、X2或X3的至少一个选自Yl-或Y1-0-，其中不同类型的Yl可以相同或不同。
[0004] 已经令人惊讶地发现，在芳族聚酰胺纱上施加次要量（即芳族聚酰胺重量的0. 05 至0. 95重量％ )的包含特定有机磷化合物的整理剂以与基于脂肪酸酯的标准油基芳族聚 酰胺整理剂，如椰子油和聚乙二醇完全不同的方式影响纱层之间的摩擦行为。因此，极大改 进在具有旋转纱线退绕的旋转服务器上的包装稳定性。因此，带有这种整理剂的芳族聚酰 胺纱包装能使芳族聚酰胺纱围绕无端芯高速搓捻。该芳族聚酰胺包装可用于工业中使用的 任何标准服务器，因此能够显著提高OFC生产线速度而不牺牲品质。高生产速度会提高OFC 制造法的生产率。
[0005] 要指出，W02008/000371描述了可用于ADDS电缆的抗漏电（antitracking)芳族 聚酰胺纱。其中描述的芳族聚酰胺长丝纱带有包含有机物质的整理剂组合物，选择该整理 剂中的有机物质的量以使该整理剂具有在20°C下作为在水中的50重量％整理剂组合物测 得的0. 2mS/cm至200mS/cm的电导率，并选择该整理剂在纱线上的量以使该纱线具有4xl04 至 I. 2xl070hm. cm 的比电阻（specific electric resistance)。该整理剂以 1-30 重量 ％， 特别是8-22重量％的量使用。描述了化学组成广为不同的大量可能的整理剂化合物。
[0006] 这一参考资料没有公开或暗示，在芳族聚酰胺纱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机磷化合物的整理剂会改进包装稳定性并随之在OFC 生产中带来优点。
[0007] 在本发明的方法中，使用带有包含有机磷化合物的整理剂的连续芳族聚酰胺纱。 可以使用单一化合物或混合物。该有机磷化合物优选是烷基、芳基或链烯基有机磷化合物。 该有机磷化合物更优选包含经双键与磷原子键合的氧原子。
[0008] 该有机磷化合物是式X1X2X3P = 0的化合物，其中XI、X2和X3独立地选自Y1-、 Yl-O-和M-0,其中Yl是支化链或直链C1-C 2。烷基、芳基或链烯基，且M选自Li、Na、K或铵， 条件是XI、X2或X3的至少一个选自Yl-或Y1-0-，其中不同类型的Yl可以相同或不同。
[0009] 在一个实施方案中，该整理剂包含有机磷化合物，其是根据下式1的氧化膦，其中 RU R2和R3是支化链和/或直链C1-C2。烷基、芳基或链烯基。
[0010]
[0011] 在另一实施方案中，该整理剂包含有机磷化合物，其是根据下式2的亚膦酸酯，其 中Rl是支化链或直链C 1-Cm烷基、芳基或链烯基、Li、Na、K或NH 4且R2和R3是支化链和/ 或直链C1-C2。烷基、芳基或链烯基。
[0012]
[0013] 在另一实施方案中，该整理剂包含有机磷化合物，其是根据下式3的膦酸酯，其中 Rl和R2是支化链和/或直链C 1-C2。烷基、芳基或链烯基、Li、Na、K或NH4，且R3是支化链 和/或直链C 1-C2。烷基、芳基或链烯基。
[0014]
[0015] 在再一实施方案中，该整理剂包含有机磷化合物，其是根据下式4的磷酸酯，其中 Rl是支化链或直链C 1-C2。烷基、芳基、链烯基，R2和R3是H、Li、Na、K或NH 4或支化链或直 链C1-Cm烷基、芳基或链烯基。
[0016]
[0017] 在本发明的一个优选实施方案中，该连续纱包含含磷酸单烷基酯或二烷基酯或其 混合物的整理剂，且其中磷酸单烷基酯或二烷基酯整理剂具有式：
[0018]
[0019] 其中Rl是支化链或直链C1-C15烷基，R2是H、Li、Na、K或NH4或支化链或直链 C1-C15烷基，且M是Li、Na、K或NH4。在本发明的这一实施方案中所用的磷酸烷基酯中，Rl是支化链或直链C1-C15烷基且R2是H、Li、Na、K或NH4或支化链或直链CfC15烷基。为了 提高在水中的溶解度，Rl和/或R2优选独立地选自支化链或直链C3-C15烷基，更优选支化 链或直链C4-C14、C6-C14、Cs-C14、C6-C12、C8-C12SC。烷基。其中Rl和 / 或R2选自C4、C6、 C8X1。或C12烷基的磷酸烷基酯非常有用。这些烷基可以是支化链或直链的，但直链烷基通 常优选。基团Rl和R2可以都是烷基。也可以Rl是烷基且R2是H、碱金属或铵。使用磷 酸单烷基酯和二烷基酯的混合物是非常有用的。特别有用的磷酸烷基酯具有直链(： 6或C 12 烷基。这可以是单_(：6或C 12烷基酯或二烷基C 6或C 12酯，或直链单-和二-C 6或C 12烷基的 组合。优选使用直链C12烷基单-酯、直链C12烷基二-酯及其组合。M优选是碱金属，最优 选K (钾）以产生磷酸单-十二烷基酯二钾和磷酸双十二烷基酯钾的混合物，即在C12烷基 的情况下：
[0021] 在本发明中所用的所有磷酸酯中，M是Li、Na、K或NH4，其中Li、Na和K是碱金属。 K最优选作为基团M。
[0022] 还应该理解的是，具有6至15个碳原子的烷基醇有时可作为具有次要量的更低级 和更高级烷基醇的混合物购得。这样的原材料可用于制造磷酸烷基酯，其随之也由具有更 长和更短烷基的磷酸烷基酯的混合物构成。
[0023] 优选的磷酸单烷基酯可（部分，最多大约30重量％ )作为其二聚体存在，即