(57)【要約】【課題】本発明は、パッケージ安定性の改善により、製造速度が増加し、運転経費が減少する。そのため、高い運転速度で運転することができるアラミド撚り合わせ法が必要とされている。本発明は、このような方法を提供する。【解決手段】本発明は、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、異なる種類の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。１つの実施形態では、連続アラミド糸が０．１０〜０．５０重量％の仕上げ剤を備えている。比較的少量の、特定の有機リン化合物を含む仕上げ剤を使用することにより、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ことが分かった。結果として、この仕上げ剤を備えるアラミド糸のパッケージにより、エンドレスコアの周りのアラミド糸の高速撚り合わせが可能になる。【選択図】図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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３】
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、
【化１】
2016517479.tif 000019
および／または、仕上げ剤が以下の化学式２（式中、Ｒ１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、Ｌｉ、Ｎａ、ＫまたはＮＨ４であり、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）によるホスホネートである有機リン化合物を含み、
【化２】
2016517479.tif 000020
および／または、仕上げ剤が以下の化学式３（式中、Ｒ１およびＲ２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、Ｌｉ、Ｎａ、ＫまたはＮＨ４であり、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）によるホスホネートである有機リン化合物を含み、
【化３】
2016517479.tif 000021
および／または仕上げ剤が以下の化学式４（式中、Ｒ１は分岐または直鎖Ｃ１〜Ｃ２０アルキル、アリール、アルケニルであり、Ｒ２およびＲ３はＨ、Ｌｉ、Ｎａ、ＫまたはＮＨ４、あるいは分岐または直鎖Ｃ１〜Ｃ２０アルキル、アリールまたはアルケニルである）
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。
【化４】
2016517479.tif 000022
【請求項４】
連続糸がモノ−もしくはジアルキルリン酸エステルまたはこれらの混合物を含む仕上げ剤を含み、モノ−もしくはジアルキルリン酸エステル仕上げ剤が化学式：
【化５】
2016517479.tif 000023
式中、Ｒ１は分岐または直鎖Ｃ１〜Ｃ１５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Ｃ１〜Ｃ１５アルキルであり、ＭはＬｉ、Ｎａ、ＫまたはＮＨ４である請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
前記仕上げ剤が最大３０重量％の、化学式：
【化６】
2016517479.tif 000024
（式中、Ｒ１およびＭは請求項１と同じ意味を有する）
のジアルキルピロリン酸エステルをさらに含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記仕上げ剤が最大２０重量％の、化学式：
【化７】
2016517479.tif 000025
（式中、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３が独立に、分岐または直鎖Ｃ１〜Ｃ１５アルキル基である）
のトリアルキルリン酸エステルをさらに含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
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。
【請求項１３】
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。
【請求項１４】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
屋内ならびに屋外用途用の光ファイバーケーブルの製造では、連続マルチフィラメントアラミド糸は、一般的には極めて正確な張力制御で、光ケーブルの中心またはコアの周りで撚り合わせる。
【背景技術】
【０００２】
撚り合わせ法は、ディスク上に提供された少なくとも１個の糸ボビンを含む撚り合わせ装置に、エンドレスコアを提供することによって行うことができ、運転中、ボビンが自身の軸の周りを回転し、ディスクが自身の軸の周りを回転してコアの周りを回転するボビンが得られ、糸をコアの周りのボビンから巻き戻して、糸に囲まれたコアを提供する。このタイプの装置は、通常サーバーと示される。サーバーは、例えば、Ｒｏｂｌｏｎから、例えば、Ｒｏｂｌｏｎ  ＳＥ１８またはＳＥ２４という表示の下で商業的に入手可能である。
【０００３】
これらのサーバーでは、糸引取が回転しており、システムと対照的に、これはボビンが自身の軸の周りを回転せず、静止している。ボビンが静止している場合、ボビンからの糸引取は、ボビンの「上面にある」。サーバーは、光ファイバーケーブル（ＯＦＣ）製造ラインに組み込むことができ、そのように所望される場合、鞘とも称されるポリマー外層が、アラミド糸が供給されたコア上に提供される工程として直列に組み込まれることができる。しかしながら、アラミド糸の撚り合わせは、独立型工程として行うこともできる。
【０００４】
ＯＦＣ製造ラインの速度決定工程は、一般的に、サーバーの回転速度である。サーバーの回転速度は、典型的にはパッケージ安定性：すなわち、糸パッケージがサーバーの回転速度によって引き起こされる力に耐える能力によって決定される。本明細書中では、ボビンは、アラミド糸を巻きつけるチューブ、スプールまたはリールである。ボビン上に巻きつけられた糸は、糸バッケージと示される。高い回転速度では、アラミド糸パッケージの変形が生じ、チューブ上の糸層の移動をもたらす。これが起こると、糸の引取がもはや不可能である。この現象が、通常ＯＦＣ製造ラインの製造速度を制限している。サーバーの機械的限界は、典型的には２５０〜３００ＲＰＭ（毎分回転数）であるが、不十分なパッケージ安定性により、サーバーの速度を例えば、１５０ＲＰＭの値まで制限することが必要となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、アラミド糸のパッケージ安定性の改善により、製造速度が増加し、運転経費が減少する。そのため、高い運転速度で運転することができるアラミド撚り合わせ法が必要とされている。本発明は、このような方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、
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。
【０００７】
驚くべきことに、少量の、すなわち、アラミド重量基準で０．０５〜０．９５重量％の、特定の有機リン化合物を含む仕上げ剤をアラミド糸に適用することは、ヤシ油およびポリグリコールなどの脂肪酸エステルをベースとする標準的な油性アラミド仕上げ剤と比べて完全に異なる方法で、糸層間の摩擦挙動に影響を及ぼすことが分かった。
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。
【０００８】
この仕上げ剤を備えるアラミド糸のパッケージにより、エンドレスコアの周りのアラミド糸の高速撚り合わせが可能になる。アラミドパッケージは、業界で使用されている標準的ないずれのサーバーにも適用することができるので、品質を損なうことなくＯＦＣライン速度を劇的に増加させることができる。高い製造速度により、ＯＦＣ製造プロセスの生産性が強化される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】サーバーディスク、光ケーブルコア、ボビンの位置及びそれらの回転を示す図である。
【図２】パッケージの安定性を示す側面図、および上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
国際公開第２００８／０００３７１号パンフレットは、ＡＤＤＳケーブルに使用され得る耐トラッキングアラミド糸が記載されていることに注目する。この文献に記載されているアラミドフィラメント糸は、有機物質を含む仕上げ剤組成物を備えており、仕上げ剤中の有機物質の量は、仕上げ剤が２０℃の水中５０重量％の仕上げ剤組成物として測定される導電率が、０．２ｍＳ／ｃｍ〜２００ｍＳ／ｃｍを有するように選択され、糸上の仕上げ剤の量は、糸が４×１０４〜１．２×１０７Ωｃｍの比電気抵抗を有するように選択される。この仕上げ剤は、１〜３０重量％、特に８〜２２重量％の量で使用される。広く変化する化学組成を有する使用可能な仕上げ剤化合物の広範な群が記載されている。
【００１１】
この参考文献は、少量の、０．０５〜０．９５重量％の、特定の有機リン化合物を含む仕上げ剤を、アラミド糸を撚り合わせる特定の方法に使用することによって、ＯＦＣ製造における利点をもたらすパッケージ安定性の改善につながることを開示も示唆もしていない。
【００１２】
本発明の方法では、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が使用される。単一化合物を使用しても混合物を使用してもよい。有機リン化合物がアルキル、アリールまたはアルケニルからなる有機リン化合物であることが好ましい。有機リン化合物が、二重結合を通してリン原子と結合している酸素原子を含むことがより好ましい。
【００１３】
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。
【００１４】
一実施形態では、仕上げ剤が以下の化学式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）
【化１】
2016517479.tif 000002
によるホスフィンオキシドである有機リン化合物を含む。
【００１５】
別の実施形態では、仕上げ剤が以下の化学式２（式中、Ｒ１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、Ｌｉ、Ｎａ、ＫまたはＮＨ４であり、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）
【化２】
2016517479.tif 000003
によるホスフィネートである有機リン化合物を含む。
【００１６】
別の実施形態では、仕上げ剤が以下の化学式３（式中、Ｒ１およびＲ２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、Ｌｉ、Ｎａ、ＫまたはＮＨ４であり、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）
【化３】
2016517479.tif 000004
によるホスホネートである有機リン化合物を含む。
【００１７】
さらなる実施形態では、仕上げ剤が以下の化学式４（式中、Ｒ１は分岐または直鎖Ｃ１〜Ｃ２０アルキル、アリール、アルケニルであり、Ｒ２およびＲ３はＨ、Ｌｉ、Ｎａ、ＫまたはＮＨ４、あるいは分岐または直鎖Ｃ１〜Ｃ２０アルキル、アリールまたはアルケニルである）
【化４】
2016517479.tif 000005
によるリン酸エステルである有機リン化合物を含む。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態では、連続糸がモノ−もしくはジアルキルリン酸エステルまたはこれらの混合物を含む仕上げ剤を含み、モノ−もしくはジアルキルリン酸エステル仕上げ剤が化学式：
【００１９】
【化５】
2016517479.tif 000006
【００２０】
式中、Ｒ１は分岐または直鎖Ｃ１〜Ｃ１５アルキルであり、Ｒ２はＨ、Ｌｉ、Ｎａ、ＫもしくはＮＨ４、または分岐もしくは直鎖Ｃ１〜Ｃ１５アルキルであり、ＭはＬｉ、Ｎａ、ＫまたはＮＨ４である。本発明で使用されるアルキルリン酸エステルにおいて、Ｒ１は分岐または直鎖Ｃ１〜Ｃ１５アルキルであり、Ｒ２はＨ、Ｌｉ、Ｎａ、ＫもしくはＮＨ４、または分岐もしくは直鎖Ｃ１〜Ｃ１５アルキルである。水への溶解度を増加させるために、Ｒ１および／またはＲ２が独立に、分岐または直鎖Ｃ３〜Ｃ１５アルキル基、より好ましくは分岐または直鎖Ｃ４〜Ｃ１４、Ｃ６〜Ｃ１４、Ｃ８〜Ｃ１４、Ｃ６〜Ｃ１２、Ｃ８〜Ｃ１２またはＣ８〜Ｃ１０アルキル基から選択されることが好ましい。
【００２１】
Ｒ１および／またはＲ２が選択されたＣ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０またはＣ１２アルキルであるアルキルリン酸エステルが非常に有用である。これらのアルキル基は分岐鎖であっても直鎖であってもよいが、直鎖アルキル基が通常好ましい。Ｒ１とＲ２の両基がアルキルであってよい。
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。
【００２２】
これは、モノ−Ｃ６もしくはＣ１２アルキルエステルまたはジアルキルＣ６もしくはＣ１２エステル、または直鎖モノ−およびジ−Ｃ６もしくはＣ１２アルキル基の組み合わせであり得る。直鎖Ｃ１２アルキルモノエステル、直鎖Ｃ１２アルキルジエステルおよびこれらの組み合わせの使用が好ましい。その際、Ｍは好ましくはアルカリ金属、最も好ましくはＫ（カリウム）であり、モノドデシルリン酸エステルジカリウムとジドデシルリン酸エステルカリウムの混合物、すなわち、Ｃ１２アルキルについて、
【化６】
2016517479.tif 000007
を与える。
【００２３】
本発明で使用される全てのリン酸エステルで、ＭはＬｉ、Ｎａ、ＫまたはＮＨ４であり、Ｌｉ、ＮａおよびＫはアルカリ金属である。Ｍ群としてＫが最も好ましい。
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。
【００２４】
好ましいモノアルキルリン酸エステルは、二量体、化学式：
【化７】
2016517479.tif 000008
（式中、Ｒ１およびＭは前に示した意味を有する）
を有するジアルキルピロリン酸エステルとして（部分的に、最大で約３０重量％）存在し得る。
【００２５】
仕上げ剤は、０〜２０重量％（より好ましくは０〜１０重量％）の
【化８】
2016517479.tif 000009
（式中、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は独立に、分岐または直鎖Ｃ１〜Ｃ１５アルキル基である）
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。
【００２６】
例えば、非常に有用な組成物は、３０〜７０重量％のリン酸のモノアルキルエステル、２５〜６５重量％のリン酸のジアルキルエステル、０〜３０重量％のピロリン酸のジアルキルエステル、および０〜１０重量％のリン酸のトリアルキルエステル（合計１００重量％に対する）の混合物であり、アルキルエステルは上に記載される通りである。このような組成物の例には、例えば、Ｌｕｒｏｌ  Ａ−４５（Ｇｏｕｌｓｔｏｎ）、Ｓｙｎｔｈｅｓｉｎ  ＡＲＡ（登録商標）（Ｂｏｅｈｍｅ）、Ｌｅｏｍｉｎ  ＰＮ（登録商標）（Ｃｌａｒｉａｎｔ）、Ｓｔａｎｔｅｘ  ＡＲＡ（登録商標）（Ｐｕｌｃｒａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）およびＬａｋｅｌａｎｄ  ＰＡ８００Ｋ（登録商標）（Ｌａｋｅｌａｎｄ）などの商業的に入手可能な製品がある。Ｌａｋｅｌａｎｄの製品ＬＤＰ８０およびＬＤＰ１６１も有用であることが分かった。これらの製品を３１Ｐ−ＮＭＲを使用して分析し、対応する組成（モノ−、ジ−、トリ−およびピロリン酸エステルの混合物）を計算し、表１に示した。
【００２７】
【表１】
2016517479.tif 000010
【００２８】
＊リン酸エステルの全てのアルキル基は同じであり、この列に示される通りである。
＃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。
【００２９】
仕上げ剤は、アラミド重量基準で０．０５〜０．９５重量％の範囲の量で糸上に存在する。別の実施形態では、０．１０〜０．５０重量％の仕上げ剤が使用される。
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。
【００３０】
アラミド糸は、好ましくはパラ−アラミド糸、例えば、ＰＰＴＡとして知られており、Ｔｗａｒｏｎ（登録商標）もしくはＫｅｖｌａｒ（登録商標）として商業的に入手可能なポリ（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単位を含有するポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）（Ｔｅｃｈｎｏｒａ（登録商標）として商業的に入手可能な糸を与える）、または例えば、Ｒｕｓａｒ（登録商標）という名称で知られている糸を与える５（６）−アミノ−２−（ｐ−アミノフェニル）ベンゾイミダゾール（ＤＡＰＢＩ）単位を含有するアラミドである。Ｔｅｃｈｎｏｒａ（登録商標）およびＲｕｓａｒ（登録商標）では、３，４’−ジアミノジフェニルエーテルおよびＤＡＰＢＩモノマーが、パラ−フェニレンジアミン（ＰＰＤ）およびＴＤＣ（テレフタロイルジクロリド）モノマーの重合中にＰＰＤモノマーの一部に取って代わっている。
【００３１】
本発明に使用されるアラミド糸は、高い破断強度および初期弾性率、低い破断伸び、低いクリープ、および負の熱膨張係数などの優れた誘電および機械特性、また上記有利な用途およびさらなる加工特性で注目に値する。本発明の糸の個々のフィラメントの横断面は、任意であり、例えば、三角形もしくは平坦、または特に楕円形もしくは円形であり得る。
【００３２】
一実施形態では、アラミド糸が、例えば、１００〜１５０ＧＰａの範囲の弾性率を有する高弾性率アラミド糸である。これらの糸は、例えば、糸製造において高い糸張力および高い乾燥温度を適用することによって得ることができる。
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。
【００３３】
好ましくは、ボビンが旋回可能なサーバーディスクに接続されて旋回可能であり、サーバーディスクの旋回運動中にケーブルコアの周りを回転する。好ましくは、サーバーディスクがケーブルコアの周りに配置されて旋回可能である。好ましくは、ケーブルコアがサーバーディスクの回転軸を貫通している。このため、ボビンが自身の軸の周りを回転し、ボビンがケーブルコアの周りを回転する。
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。
【００３４】
本発明の典型的な適用分野は、光ファイバーケーブルの螺旋状強化材のための高弾性率アラミド糸の使用である。光ファイバーケーブルは、典型的にはサーバーからのアラミド強化材を光コアの周りで撚り合わせることにより強化される。アラミド繊維の高い強度および弾性率により、例えば、ケーブルの取り付け中ならびに／あるいは使用中の風および氷雪荷重から生じる外力にさらされることから生じる、ケーブル内の光ガラス繊維が受けるあまりに強い変形から保護される。光ガラス繊維が受ける強い変形は、データ伝送の低下、さらに悪くは損傷、極限状態では光ガラス繊維の破損をもたらす。
【００３５】
通常、光ガラス繊維はケーブル内の薄い熱可塑性中空管中に位置する（いわゆる、中心のルースチューブケーブル構造）。光ファイバーは、通常、例えば、（ガラス）繊維強化ロッド（（Ｇ）ＦＲＰ）である、中心強度部材の周りで撚り合わせられる。一般的に、バインダー糸またはテープがチューブ内の光ファイバーの周りに巻かれる。通常は、内部鞘が光コアを囲むために適用される。一般的に、内部ケーブルは強化アラミド繊維によって完全に覆われる。
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。
【００３６】
本明細書の文脈中、アラミド糸を備えるコアは、光ガラス繊維、および中心強度部材、充填材、鞘、チューブ等の１種または複数などの任意のさらなる要素を含む。したがって、本発明による方法に使用されるコアは、一般的に、例えば、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、また中心強度部材またはさらなる材料などの他の要素を含むかどうかにかかわらず、１つまたは複数の光ガラス繊維を含む。これらのコアの構造は当技術分野で既知である。
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。
【００３７】
撚り合わせステップでは、少なくとも１個の糸ボビンがコアの周りを回転する。好ましくは、偶数個のボビンを撚り合わせステップに使用して装置の釣り合いの問題を防ぐ。ボビンの数は本発明による方法にとって重大ではない。数は、例えば、４〜２４個のボビンに及び得る。
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。
【００３８】
本発明による方法は、１回の完全な螺旋巻きに要求されるケーブルに沿った縦方向の距離、または換言すれば、巻き総数で割った総ケーブル長として定義される一定の撚りの長さを確保しつつ実施される。撚りの長さは、コアを、装置を通して処理する速度、およびサーバーの回転速度によって決定される。好適な撚りの長さは、例えば、１００ｍｍ〜５００ｍｍ、特に１５０ｍｍ〜４００ｍｍ、より具体的には３００〜４００ｍｍの範囲であり得る。
【００３９】
本発明による方法では、撚り合わせ工程は、例えば、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の速度で運転することができる。１５０ＲＰＭ未満の速度も当然可能であるが、あまり好ましくない。本発明のいくつかの実施形態では、最大速度がパッケージ安定性よりもむしろサーバーの機械的限界によって決定される。この段落で言及される速度はディスクの回転速度である。
【００４０】
本発明による方法のライン速度は、撚りの長さに依存する。３００〜４００ｍｍの範囲の撚りの長さについては、適当な線速度が、例えば、少なくとも６０ｍ／分となり得る。本発明は、この撚りの長さに対して、さらに高いライン速度、例えば、少なくとも６５ｍ／分、好ましくは少なくとも７０ｍ／分またはさらに少なくとも７５ｍ／分の使用を可能にする。少なくとも８０ｍ／分またはさらに少なくとも８５ｍ／分の速度も可能となり得る。
【００４１】
好適な撚り合わせ装置は当技術分野で既知であり、Ｒｏｂｌｏｎ、Ｔｅｎｓｏｒ、Ｓｗｉｓｓｃａｐなどを含む種々の製造業者から商業的に入手可能である。
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。
【００４２】
一般に、本発明では、アラミドを４〜８０ｋｇ／ｋｍの量でコアに供給する。軽いケーブルについては、この量は、例えば、４〜１５ｋｇ／ｋｍ、特に７〜１２ｋｇ／ｋｍ、より具体的には８〜１０ｋｇ／ｋｍの範囲にあり得る。例えば、風または氷雪の強い力にさらされる重いケーブルについては、この量は、例えば、１５〜８０ｋｇ／ｋｍの範囲、特に１５〜５０ｋｇ／ｋｍの範囲、さらに特に０〜３０ｋｇ／ｋｍの範囲にあり得る。
【００４３】
本発明を図１により示すが、これらに限定されない。図２は、パッケージ安定性を決定する方法を示すものであり、実施例でさらに論じられる。
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。
【実施例】
【００４４】
パッケージ安定性（Ｒｏｂｌｏｎサーバー試験）
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。
【００４５】
図２は、左上の絵は糸パッケージ３’を備えるボビン３の側面図である。左下の絵は同じボビンの上面図である。これらの絵のボビンは新しいものであり、糸のロールオフにさらされていない。糸パッケージの幅は矢印８で示されている。線９は、チューブ上の印と糸パッケージの上部の印との間の線である。新しいボビンでは、２つの印がチューブの軸と一直線になっている。
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。
【００４６】
Ｒｏｂｌｏｎサーバーの最大回転速度に達するまで（２５０〜３００ｒｐｍ）またはパッケージ幅の増加が２０ｍｍを超えて、安全止めが作動するまで、この手順を繰り返す。対応する回転速度は、パッケージ安定性の質の指標である。
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。
【００４７】
［実施例１］
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。
【００４８】
全ての試料を、プレシジョンワインダーを用いて長さ２９０ｍｍ×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１１ｋｇ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。
【００４９】
【表２】
2016517479.tif 000011
【００５０】
ＭＡＸ＊：２０ｍｍの最大パッケージ変形に達し、安全止めが作動した。
ＮＡＮ＊：相対的Δ幅減少を計算することができない。
【００５１】
【表３】
2016517479.tif 000012
【００５２】
＊：２０ｍｍの最大パッケージ変形に達し、安全止めが作動した。
ＮＡＮ＊：角度回転の相対的減少を計算することができない。
【００５３】
［実施例２］
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。
【００５４】
【表４】
2016517479.tif 000013
【００５５】
ＭＡＸ＊：２０ｍｍの最大パッケージ変形に達し、安全止めが作動した。
ＮＡＮ＊：相対的Δ幅減少を計算することができない。
【００５６】
【表５】
2016517479.tif 000014
【００５７】
＊：２０ｍｍの最大パッケージ変形に達し、安全止めが作動した。
ＮＡＮ＊：角度回転の相対的減少を計算することができない。
【００５８】
［実施例３］
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。
【００５９】
【表６】
2016517479.tif 000015
【００６０】
ＭＡＸ＊：２０ｍｍの最大パッケージ変形に達し、安全止めが作動した。
ＮＡＮ＊：相対的Δ幅減少を計算することができない。
【００６１】
【表７】
2016517479.tif 000016
【００６２】
＊：２０ｍｍの最大パッケージ変形に達し、安全止めが作動した。
ＮＡＮ＊：角度回転の相対的減少を計算することができない。
【００６３】
［実施例４］
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。
【００６４】
［実施例５］
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。
【００６５】
【表８】
2016517479.tif 000017
【００６６】
ＭＡＸ＊：２０ｍｍの最大パッケージ変形に達し、安全止めが作動した。
ＮＡＮ＊：相対的Δ幅減少を計算することができない。
【００６７】
【表９】
2016517479.tif 000018
【００６８】
＊：２０ｍｍの最大パッケージ変形に達し、安全止めが作動した。
ＮＡＮ＊：角度回転の相対的減少を計算することができない。
【図１】
2016517479.tif 000026
【図２】
2016517479.tif 000027
【手続補正書】
【提出日】平成28年2月4日(2016.2.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
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。
【国際調査報告】
2016517479.tif 000028
2016517479.tif 000029
2016517479.tif 000030