СПОСОБ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО СКРУЧИВАНИЯ СТРЕНГ ИЗ АРАМИДНЫХ НИТЕЙ
METHOD FOR HIGH-SPEED STRANDING OF ARAMID YARNS

В производстве волоконно-оптических кабелей ((ВОК)(OFC)) для внутреннего, а также наружного применения непрерывные мультифиламентные арамидные нити применяются путем скручивания вокруг центра, или сердечника, оптического кабеля обычно при очень точном регулировании натяжения. Указанный способ скручивания может осуществляться при подаче непрерывного сердечника в устройство скручивания, которое содержит, по меньшей мере, одну бобину нити, предусмотренную на диске, где во время работы бобина вращается вокруг собственной оси, с диском, вращающимся вокруг собственной оси, с получением в результате бобины, вращающейся вокруг сердечника, и с размоткой нити с бобины вокруг сердечника с обеспечением сердечника, окруженного нитью. Устройство данного типа часто указывается как сервер. Серверы являются коммерчески доступными, например, от Roblon, например, под марками Roblon SE18 или SE24. В указанных серверах отобранная нить скручивается, что является противоположным системам, в которых бобина не вращается вокруг собственной оси, но является стационарной. Когда бобина является стационарной, отбор нити с бобины представляет собой отбор «через верх» бобины. Серверы могут быть интегрированы в линии получения волокнисто-оптического кабеля ((ВОК)(OFC)), и, если так желательно, тандемизированы с последующим способом, где полимерный наружный слой, также указанный как оболочка, предусмотрен на сердечнике, снабженном арамидной нитью. Однако, скручивание арамидной нити также может быть выполнено как отдельный способ.
Скорость, определяющая стадию линии получения ВОК, обычно представляет собой скорость вращения сервера. Скорость вращения сервера обычно определяется стабильностью упаковки: т.е. способностью упаковки нити выдерживать усилия, вызванные скоростью вращения сервера. В настоящем описании бобина представляет собой трубу, шпулю или мотовило, на которые наматывается арамидная нить. Нить, намотанная на бобину, указывается как упаковка нити. При высоких скоростях вращения имеет место деформация упаковок арамидной нити, что дает в результате смещение слоев нити на трубе. Когда это случается, отбор нити не является больше возможным. Данное явление часто ограничивает скорость получения нити линии получения ВОК. Хотя механические ограничения сервера составляют обычно 250-300 об/мин (оборотов в минуту), недостаточная стабильность упаковки делает необходимым ограничить скорость сервера, например, до значения 150 об/мин. Улучшение стабильности упаковки дает в результате увеличенную производительность и сниженные рабочие затраты. Поэтому имеется потребность в способе скручивания арамидных нитей, который может работать при более высокой рабочей скорости. Настоящее изобретение предусматривает такой способ.
Настоящее изобретение относится к способу скручивания арамидной нити вокруг непрерывного сердечника, в котором сердечник подают на стадию скручивания в устройство скручивания, которое содержит, по меньшей мере, одну бобину нити, где в процессе работы бобина вращается вокруг собственной оси, и бобина вращается вокруг сердечника, и разматывание нити с бобины вокруг сердечника происходит с обеспечением сердечника, окруженного нитью, где нить представляет собой непрерывную арамидную нить, снабженную 0,05-0,95% мас. по отношению к массе арамида отделки, содержащей фосфорорганическое соединение, где фосфорорганическим соединением является соединение формулы Х1Х2Х3Р=О, в которой Х1, Х2 и Х3 независимо выбраны из Y1-, Y1-O- и М-О, где Y1 представляет собой разветвленный или неразветвленный С1-С20 алкил, арил или алкенил с М, выбранным из Li, Na, K или аммония, при условии, что, по меньшей мере, один из Х1, Х2 или Х3 выбран из Y1- или Y1-O-, где различные типы Y1 могут быть одинаковыми или различными.
Неожиданно было установлено, что применение незначительного количества, т.е. 0,05-0,95% мас. по отношению к массе арамида отделки, содержащей отдельное фосфорорганическое соединение на арамидной нити, влияет на фрикционную характеристику между слоями нити полностью отличающимся образом по сравнению со стандартными маслосодержащими арамидными отделками на основе эфиров жирных кислот, таких как кокосовое масло и полигликоль. В результате стабильность упаковки на вращающемся сервере с отбором размотанной нити сильно улучшается. Следовательно, упаковки арамидных нитей, имеющих указанную отделку, обеспечивают высокоскоростное скручивание арамидной нити вокруг непрерывного сердечника. Арамидные упаковки могут быть применены на любом стандартном сервере, используемом в промышленности, и, таким образом, быть способными резко увеличить скорость линии ВОК без риска для качества. Высокие скорости получения улучшают производительность способа получения ВОК.
4
7
Известно, что WO 2008/000371 описывает нерастягивающуюся арамидную нить, которая может быть использована в ADDS-кабелях. Филаментная арамидная нить, описанная здесь, снабжается отделочной композицией, содержащей органическое вещество, причем количество органического вещества в отделке выбрано так, что отделка имеет проводимость от 0,2 мСм/см до 200 мСм/см, измеренную на 50% мас. отделочной композиции в воде при 20°С, и количество отделки на нити выбрано так, что нить имеет удельное электрическое сопротивление от 4×10 до 1,2×10 Ом.см. Отделка используется в количестве 1-30% мас., в частности, 8-20% мас. Описывается большая группа возможных отделочных соединений с широко варьирующимися химическими составами.
Указанная ссылка не рассматривает и не предлагает использование незначительного количества 0,05-0,95% мас. отделки, содержащей определенное фосфорорганическое соединение в определенном способе скручивания арамидной нити, что дает улучшенную стабильность упаковки с итоговыми преимуществами получения ВОК.
В способе изобретения используется непрерывная арамидная нить, которая снабжена отделкой, содержащей фосфорорганическое соединение. Могут использоваться единичные соединения или смеси. Предпочтительно, фосфорорганическим соединением является алкил-, арил- или алкенил-фосфорорганическое соединение. Более предпочтительно, фосфорорганическое соединение содержит атом кислорода, связанный двойной связью с атомом фосфора.
Фосфорорганическим соединением является соединение формулы Х1Х2Х3Р=О, в которой Х1, Х2 и Х3 независимо выбраны из Y1-, Y1-O- и М-О, где Y1 представляет собой разветвленный или неразветвленный С1-С20 алкил, арил или алкенил с М, выбранным из Li, Na, K или аммония, при условии, что, по меньшей мере, один из Х1, Х2 или Х3 выбран из Y1- или Y1-O-, где различные типы Y1 могут быть одинаковыми или различными.
1
20
В одном варианте отделка содержит фосфорорганическое соединение, которым является фосфиноксид формулы 1 ниже, в которой R1, R2 и R3 представляют собой разветвленные или неразветвленные С-С алкил, арил или алкенил.
1
20
4
1
20
В другом варианте отделка содержит фосфорорганическое соединение, которым является фосфинат формулы 2 ниже, в которой R1 представляет собой разветвленные или неразветвленные С-С алкил, арил или алкенил, Li, Na, K или NH, и R2 и R3 представляют собой разветвленные или неразветвленные С-С алкил, арил или алкенил.
1
20
4
1
20
В другом варианте отделка содержит фосфорорганическое соединение, которым является фосфонат формулы 3 ниже, в которой R1 и R2 представляют собой разветвленные и/или неразветвленные С-С алкил, арил или алкенил, Li, Na, K или NH, и R3 представляет собой разветвленные и/или неразветвленные С-С алкил, арил или алкенил.
1
20
4
1
20
В другом варианте отделка содержит фосфорорганическое соединение, которым является фосфатный сложный эфир формулы 4 ниже, в которой R1 представляет собой разветвленные и/или неразветвленные С-С алкил, арил или алкенил, R2 и R3 представляют собой Н, Li, Na, K или NH или разветвленные и/или неразветвленные С-С алкил, арил или алкенил.
В предпочтительном варианте настоящего изобретения непрерывная нить имеет отделку, которая содержит моно- или диалкилфосфатный сложный эфир или их смесь, и где моно- или диалкилфосфатная сложноэфирная отделка имеет формулу:
1
15
4
1
15
4
1
15
4
1
15
3
15
4
14
6
14
8
14
6
12
8
12
8
10
4
6
8
10
12
6
12
6
12
6
12
6
12
12
12
12
в которой R1 представляет собой разветвленный или неразветвленный С-С алкил, R2 представляет собой Н, Li, Na, K или NH или разветвленный или неразветвленный С-С алкил, и М представляет собой Li, Na, K или NH. В алкилфосфатном сложном эфире, используемом в данном варианте настоящего изобретения, R1 представляет собой разветвленный или неразветвленный С-С-алкил, и R2 представляет собой Н, Li, Na, K или NHили разветвленный или неразветвленный С-С-алкил. Для увеличения растворимости в воде, предпочтительно, R1 и/или R2 независимо выбираются из разветвленных или неразветвленных С-С-алкильных групп, более предпочтительно, из разветвленных или прямо-линейных С-С, С-С, С-С, С-С, С-С или С-С алкильных групп. Очень используемыми являются алкилфосфатные сложные эфиры, в которых R1 и/или R2 выбраны из С, С, С, С или С алкила. Указанные алкильные группы могут быть разветвленными или неразветвленными, но неразветвленные алкильные группы являются обычно предпочтительными. Обе группы R1 и R2 могут быть алкилом. Также возможно, что R1 является алкильной группой, а R2 представляет собой Н, щелочной металл или аммоний. Весьма полезным является применение смесей моно- и диалкилфосфатных сложных эфиров. Особенно полезный алкилфосфатный сложный эфир имеет неразветвленные С или Салкильные группы. Это может быть моно- С или Салкил(сложный эфир) или диалкил- С или С(сложный эфир), или комбинация неразветвленных моно- и ди- С или С алкильных групп. Использование неразветвленного сложного С-алкил моноэфира, неразветвленного сложного С-алкил диэфира и их комбинаций является предпочтительным. Тогда М, предпочтительно, представляет собой щелочной металл, наиболее предпочтительно, K (калий), с получением смеси дикалиймоно-додецилфосфатного сложного эфира и калийдидодецилфосфатного сложного эфира, т.е. для С-алкила:
4
Во всех фосфатных сложных эфирах, используемых в данном изобретении, М представляет собой Li, Na, K или NH, где Li, Na и K являются щелочными металлами. K является наиболее предпочтительным в качестве М-группы.
Кроме того, должно быть понятно, что алкилспирты с 6-15 углеродных атомов являются иногда коммерчески доступными как смеси, имеющие незначительные количества низших и высших алкилспиртов. Такие исходные материалы могут быть использованы для получения алкилфосфатных сложных эфиров, которые тогда также состоят из смеси алкилфосфатных сложных эфиров с более длинными и более короткими алкильными группами.
Предпочтительный моно-алкилфосфатный сложный эфир может (частично до примерно 30% мас.) присутствовать как его димер, диалкилпирофосфатный сложный эфир с формулой:
где R1 и М имеют приведенные выше значения.
Отделка, содержащая алкилфосфатный сложный эфир, может дополнительно содержать 0-20% мас. (более предпочтительно, 0-10% мас.) триалкилфосфатного сложного эфира формулы:
1
15
в которой R1, R2 и R3 независимо представляют собой разветвленные или неразветвленные С-С алкильные группы. Предпочтительно, R3 является таким же, как R1 и/или R2, и, наиболее предпочтительно, все группы R1, R2 и R3 являются одинаковыми. Предпочтительные группы R1, R2 и R3 являются такими, как представлено выше для предпочтительных вариантов R1.
31
Весьма полезной композицией является, например, смесь 30-70% мас. моноалкилового эфира фосфорной кислоты и 25-65% мас. диалкилового эфира фосфорной кислоты, 0-30% мас. диалкилового эфира пирофосфорной кислоты и 0-10% мас. триалкилового эфира фосфорной кислоты (всего 100% мас.) с алкиловыми сложными эфирами, как описано выше. Примерами такиx композиций являются, например, коммерчески доступные продукты, такие как Lurol A-45 (Goulston), Synthesin ARA (Boehme), Leomin PN (Clariant), Stantex ARA (Pulcra Chemicals) и Lakeland PA800K (Lakeland). Подтверждено, что продукты LDP80 и LDP161 от Lakeland также используются. Указанные продукты были проанализированы с использованием Р-ЯМР, и соответствующая композиция (смесь моно-, ди-, три- и пирофосфатного сложного эфира) была рассчитана и представлена в таблице 1.
Таблица 1Композиция в % мас. (полученная по данным <sup>31</sup>Р-ЯМР)
Наименование продукта
Поставщик
Алкильные группы<sup>*</sup>
Композиция, % мас.
моно<sup>#</sup>
ди<sup>#</sup>
три<sup>#</sup>
пиро<sup>#</sup>
Lurol A-45
Goulston
гексил (С6)
45
54
1
0
LDP161
Lakeland
2-этилгексил (С8)
66
30
4
0
LDP80
Lakeland
децил (С10)
60
36
4
0
Leomin PN
Clariant
лаурил (С12)
37
56
0
7
Synthesin ARA
Boehme
лаурил (С12)
37
47
0
16
Stantex ARA
Pulcra
лаурил (С12)
38
47
0
15
<sup>* </sup>все алкильные группы фосфатных сложных эфиров являются одинаковыми и являются такими, как указано в данном столбце;
<sup># </sup>моно-, ди-, три- и пиро- установлено для моноалкилового эфира фосфорной кислоты, диалкилового эфира фосфорной кислоты, триалкилового эфира фосфорной кислоты и диалкилового эфира пирофосфорной кислоты, соответственно.
Отделка присутствует на нити в количестве в интервале 0,05-0,95% мас. по отношению к массе арамида. В другом варианте используется 0,10-0,50% мас. отделки.
Отделка прядения может быть нанесена на нить в соответствии со способами, известными специалисту в данной области техники. Она может быть нанесена, например, на высушенную нить, на мокрую нить, в процессе получения нити, непосредственно после прядения филаментов или в процессе постобработки. Нанесение отделки может быть выполнено с помощью известных способов и оборудования, таких как окунание, щелевой аппликатор, приемный валок или распыление. Нить обычно приводится в контакт с отделкой в ванне или с прижимными валками, или с щелевыми аппликаторами. Обычная скорость нити составляет 10-700 м/мин, более предпочтительно, 25-500 м/мин. Текстиль, предпочтительно, содержит только непрерывную арамидную нить с нанесенной отделкой, но может, кроме того, также содержать другие неарамидные нити.
Арамидной нитью является, предпочтительно, пара-арамидная нить, такая как поли(пара-фенилентерефталамид), который известен как ПФТА (PPTA) и коммерчески доступен как Twaron или Kevlar, или поли(пара-фенилентерефталамид), содержащий звенья простого 3,4’-диаминодифенилэфира (с получением нити, коммерчески доступной как Technora), или арамиды, содержащие звенья 5(6)-амино-2-(пара-аминофенил)бензимидазола ((ДАФБИ) (DAPBI)), с получением, например, нити, известной под торговой маркой Rusar. В Technora и Rusar мономеры простого 3,4’-диаминодифенилэфира и ДАФБИ заменяют часть мономеров пара-фенилендиамина ((ПФД)(PPD)) в процессе полимеризации мономеров ПФД и ТДХ (TDC) (терефталоилдихлорида).
Арамидные нити, используемые в настоящем изобретении, являются заметными благодаря превосходным диэлектрическим и механическим свойствам, таким как высокая разрывная прочность и исходный модуль, низкое удлинение при разрыве, низкая ползучесть и отрицательный коэффициент термического расширения, а также благодаря вышеуказанным благоприятным применениям и другим свойствам переработки. Поперечное сечение отдельных филаментов нитей настоящего изобретения может быть произвольным, например, треугольным или плоским, или, в частности, эллиптическим или круглым. В одном варианте арамидной нитью является высокомодульная арамидная нить, например, с модулем в интервале 100-150 ГПа. Указанные нити могут быть получены, например, при применении высокого натяжения нити и высокой температуры сушки при получении нити.
В способе согласно настоящему изобретению арамидная нить скручивается вокруг непрерывного сердечника способом, в котором сердечник подается в устройство скручивания, которое содержит, по меньшей мере, одну бобину нити, в котором в процессе работы бобина вращается вокруг собственной оси вокруг сердечника, и нить разматывается с бобины вокруг сердечника с обеспечением сердечника, окруженного нитью.
Предпочтительно, бобина способна поворачиваться, будучи соединенной с поворотным серверным диском, и вращается вокруг кабельного сердечника в процессе движения поворачивания серверного диска. Предпочтительно, серверный диск поворачивается, размещенный вокруг кабельного сердечника. Предпочтительно, кабельный сердечник проходит через ось вращения серверного диска. Благодаря этому бобина вращается вокруг собственной оси, и бобина вращается вокруг кабельного сердечника.
В предпочтительном варианте бобина и серверный диск являются противовращающимися элементами, это значит, что направление вращения бобины является обратным направлению вращения серверного диска. В другом варианте применяется вращение элементов в одну сторону, т.к. это также возможно.
Типичной областью применения изобретения является использование высокомодульной арамидной нити для спирального армирования волоконно-оптических кабелей. Волоконно-оптические кабели обычно армируются скручиванием арамидного армирования с сервера вокруг оптического сердечника. Высокие прочность и модуль арамидных волокон защищают оптические стеклянные волокна от слишком высокой деформации, появляющейся от воздействия внешних сил, например, в процессе размещения кабеля, и/или возникающей от нагрузок ветра и льда при использовании. Слишком высокая деформация оптических стеклянных волокон дает в результате сниженную передачу данных или даже повреждение и в экстремальных ситуациях разрыв оптического стеклянного волокна. Обычно оптические стеклянные волокна располагаются в термопластичных полых трубках в кабеле (так называемые центральные и свободные трубчатые кабельные конструкции). Оптические волокна часто скручиваются вокруг центрального прочного элемента, которым является, например, армированный (стеклянным) волокном стержень ((А(С)ВС)((G)FRP)). Обычно связующая нить или лента обматывается вокруг стеклянных волокон в трубках. Регулярно наносится внутренняя оболочка, окружая оптический сердечник. Обычно внутренний кабель полностью покрывается армирующими арамидными волокнами.
Другой важной характеристикой арамидных волокон является их превосходная теплостойкость. В процессе получения волоконно-оптического кабеля термопластичная рубашка, или оболочка, экструдируется вокруг внутреннего кабеля для защиты от атмосферных воздействий. Арамидные волокна располагаются между рубашкой и трубками, таким образом, образуя изоляционный армирующий слой.
В контексте настоящего описания сердечник, снабженный арамидной нитью, содержит оптические стеклянные волокна и оптические дополнительные элементы, такие как один или более из центрального прочного элемента, наполнителей, оболочек, трубок и т.д. Сердечник, используемый в способе согласно настоящему изобретению, таким образом, обычно содержит одно или более оптических стеклянных волокон, либо окруженных оболочкой, либо свободных от нее, например, из термопластичного материала, и либо содержит, либо нет другие элементы, такие как центральный прочный элемент или другие материалы. Строение указанных сердечников известно в технике.
Если так желательно, в способе согласно настоящему изобретению может быть предусмотрен экструдер после устройства скручивания, в котором сердечник, снабженный стренгами арамидной нити, подается в экструзионное устройство, где оболочка из полимерного материала экструдируется вокруг сердечника, снабженного стренгами из арамидной нити. Подходящим экструдируемым материалом является полиэтилен. Экструдирование оболочек вокруг волоконно-оптических кабелей, снабженных слоем арамидного волокна, известно в технике и не требует дополнительного пояснения.
На стадии скручивания, по меньшей мере, одна бобина нити вращается вокруг сердечника. Предпочтительно, даже ряд бобин используется на стадии скручивания для предотвращения уравновешивающих истечений в устройстве. Число бобин не является критическим для способа согласно настоящему изобретению. Оно может находиться, например, в интервале от 4 до 24 бобин.
Бобины вращаются вокруг своей собственной оси и вокруг сердечника. Вращение бобин вокруг сердечника может быть, например, осуществлено бобинами, предусмотренными на вращающемся диске.
Способ согласно настоящему изобретению может быть выполнен с обеспечением некоторой длины слоя, определенной как продольное расстояние вдоль кабеля, требуемое для одной полной винтовой обмотки, или, другими словами, общая длина кабеля, деленная на общее число обмоток. Длина слоя определяется скоростью, с которой сердечник проходит через устройство, и скоростью вращения сервера. Подходящие длины слоя могут находиться в интервале, например, от 100 мм до 500 мм, в частности 150-400 мм, более конкретно 300-400 мм.
В способе согласно изобретению стадия скручивания может работать, например, со скоростью, по меньшей мере, 150 об/мин, в частности, по меньшей мере, 180 об/мин, более конкретно, по меньшей мере, 200 об/мин, или даже, по меньшей мере, 250 об/мин. Скорости ниже 150 об/мин, конечно, являются также возможными, но менее предпочтительными. В некоторых вариантах настоящего изобретения максимальная скорость определяется механическими ограничениями сервера в большей степени, чем стабильностью упаковки. Скорость, указанная в данном абзаце, является скоростью диска.
Линейная скорость способа согласно настоящему изобретению зависит от длины слоя. Для длины слоя в интервале 300-400 мм подходящая линейная скорость может составлять, по меньшей мере, 60 м/мин. Настоящее изобретение позволяет использовать даже более высокие линейные скорости для указанной длины слоя, например, по меньшей мере, 65 м/мин, предпочтительно, по меньшей мере, 70 м/мин, или даже, по меньшей мере, 75 м/мин. Возможными могут быть скорости, по меньшей мере, 80 м/мин или даже, по меньшей мере, 85 м/мин.
Подходящие устройства скручивания известны из уровня техники и коммерчески доступны от различных изготовителей, включая Roblon, Tensor, Swisscap и другие.
Настоящее изобретение также относится к волоконно-оптическому кабелю, содержащему сердечник, снабженный скрученной непрерывной арамидной нитью, где нить снабжена отделкой, содержащей фосфорорганическое соединение. Для дополнительной информации по арамидной нити и отделке, длине слоя и т.д. ссылка делается на указанное выше.
В настоящем изобретении арамид, главным образом, предусматривается на сердечнике в количестве 4-80 кг/км. Для более легких кабелей указанное количество может быть, например, в интервале 4-15 кг/км, в частности, 7-12 кг/км, более конкретно, 8-10 кг/км. Для более тяжелых кабелей, которые подвергаются воздействию больших усилий, например, от ветра или льда, указанное количество может быть, например, в интервале 15-80 кг/км, в частности, в интервале 15-50 кг/км, более конкретно, в интервале 0-30 кг/км.
Настоящее изобретение иллюстрируется фигурой 1 без его ограничения. Фигура 2 иллюстрирует способ определения стабильности упаковки и будет дополнительно описана в примере.
На фигуре 1 показан сервер, где сервер имеет серверный диск 1, сердечник 2 оптического кабеля и бобину 3. Нить присутствует на бобине 3 как упаковка 3’ нити. Как указано выше, число бобин, используемых в фактической работе, является обычно выше, например, в интервале 4-24. Сердечник 2 оптического кабеля имеет ось, которая идет перпендикулярно площади бумаги и через центр сердечника 2 оптического кабеля. Бобина 3 имеет ось вращения, которая идет перпендикулярно площади бумаги. Нить 4 из упаковки 3’ нити транспортируется к сердечнику 2 оптического кабеля при свертывании отобранной нити. Серверный диск 1 имеет направление вращения, отмеченное стрелкой 5. Бобина 3, а также упаковка 3’ нити имеют направление вращения, отмеченное стрелкой 6, поэтому серверный диск 1 и бобина 3 являются противовращающимися элементами. Расстояние между центром бобины 3 и центром сердечника оптического кабеля отмечено ссылочной цифрой 7.
На фигуре 1 серверный диск 1 и бобина 3 являются противовращающимися элементами. Устройство также может работать таким образом, что диск и сердечник являются совращающимися элементами.
Настоящее изобретение иллюстрируется последующими примерами без его ограничения.
Экспериментальная часть
Стабильность упаковки (испытание Roblon сервера)
Стабильность упаковки определяется при стравливании арамидной нити с трубки, или бобины, на которую она была намотана, на вращающийся сервер Roblon SE910-4 c диском диаметром 116 см. Расстояние центра упаковки нити до центра вращения составляет 51 см. Ссылка делается на фигуру 1.
В одном испытании установленная скорость вращения увеличивается с 15 об/мин каждые 2 минуты. В процессе испытания арамидная нить разматывается с трубки при сворачивании отобранной нити. Деформация упаковки нити на трубке измеряется следующим образом со ссылкой на фигуру 2.
На фигуре 2 изображение сверху с левой стороны представляет собой вид сбоку бобины 3, обеспеченной упаковкой 3’ нити. Изображение снизу с левой стороны представляет собой вид сверху той же бобины. Бобина на указанных изображениях является свежей, она не подвергалась размотке нити. Ширина упаковки нити указывается стрелкой 8. Линия 9 представляет собой линию между пометкой на трубке и пометкой на верхней части упаковки нити. На свежей бобине две пометки совмещены с осью трубки.
Изображения с правой стороны представляют бобину после того, как она была подвергнута размотке нити. Ширина упаковки нити указывается стрелкой 8’. Как можно видеть на фигуре, ширина 8’ упаковки нити после отбора нити является больше ширины 8 свежей упаковки. Стрелка 9’ на изображении снизу с правой стороны показывает смещение пометки на упаковке нити от исходного положения, которое было совмещено с осью трубки.
Процедура повторяется либо до достижения максимальной скорости вращения Roblon-сервера (250-300 об/мин), либо до увеличения ширины упаковки свыше 29 мм, и задействования безопасной остановки. Соответствующая скорость вращения является показателем качества стабильности упаковки.
В другом установленном испытании применяется фиксированная скорость вращения, и разматывается полная упаковка нити. Определяется максимальная скорость вращения, при которой упаковка может быть стравлена без задействования безопасной остановки, где увеличение ширины упаковки является меньше 20 мм. Указанная процедура является очень подобной фактической переработке упаковок арамидной нити на практике в процессе получения волоконно-оптического кабеля.
Пример 1
Исходный раствор отделки на основе Stantex ARA (10% мас.) получают разбавлением Stantex ARA (56% мас., поставщик - Pulcra) до 10% раствора в теплой (40°С) деминерализованной воде. Для получения конечного прядильного раствора (2,8% мас.) отделки исходный раствор отделки на основе Stantex ARA дополнительно разбавляют в теплой (40°С) деминерализованной воде и перемешивают в течение 15 мин, после чего легко наносят на нить. Мультифиламентную нить Twaron без отделки с линейной плотностью 2790 дтекс и счетом филаментов 2000 получают в единственном эксперименте прядения со скоростью прядения 320 м/мин и покрывают на линии отделкой Stantex ARA при уровне дозирования 0,30% мас. с использованием щелевого аппликатора. Образец сравнительной нити затем покрывают в точно таких же условиях прядения отделкой Breox 50А50 (состоящей из произвольно этоксилированного и пропилированного бутанола, поставщик - Ilco-Chemie, BASF) при 0,80% мас. Все образцы наматывают на трубку длиной 290 мм с наружным диаметром 106 мм с использованием точного намоточного устройства. Масса упаковок нити и трубки составляет 11 кг для сравнительного образца с Breox 50А50 и для образца с Stantex ARA. Плотность упаковок нити является одинаковой для образца с Breox 50А50 и для образца с Stantex ARA.
Стабильность упаковки определяют согласно описанному выше установленному испытанию 1 Roblon-сервера. Результаты представлены в следующих таблицах.
ТаблицаОпределение ширины упаковки
Скорость сервера
0,8% мас. Breox 50А50 (прототип)
0,3% мас. Stantex ARA (изобретение)
Относительное снижение Δ ширины (%)
об/мин
ширина (мм)
Δ ширины (мм)
ширина (мм)
Δ ширины (мм)
0 (пуск)
265,90
0
266,0
0
145
267,70
1,80
266,25
0,25
86
160
269,65
3,75
266,40
0,40
89
175
273,15
7,25
266,85
0,85
88
190
279,55
16,65
267,10
1,10
92
205
МАХ<sup>*</sup>
МАХ<sup>*</sup>
267,60
1,60
NAN<sup>*</sup>
220
МАХ<sup>*</sup>
МАХ<sup>*</sup>
275,15
9,15
NAN<sup>*</sup>
МАХ<sup>*</sup>: достижение максимальной деформации 20 мм упаковки, задействование безопасной остановки,NAN<sup>*</sup>: относительное снижение Δ ширины не может быть рассчитано.
ТаблицаУгловое вращение упаковки
Скорость сервера
0,8% мас. Breox 50А50 (прототип)
0,3% мас. Stantex ARA (изобретение)
Относительное снижение углового вращения (%)
об/мин
вращение (градусы)
вращение (градусы)
145
0
0
160
3
0
100
175
15
0
100
190
38
0
100
205
-<sup>*</sup>
0
NAN<sup>*</sup>
220
-<sup>*</sup>
18
NAN<sup>*</sup>
<sup>*</sup>: достижение максимальной деформации 20 мм упаковки, задействование безопасной остановкиNAN<sup>*</sup>: относительное снижение углового вращения не может быть рассчитано.
Пример 2
Исходный раствор отделки на основе Stantex ARA (10% мас.) получают разбавлением Stantex ARA (56% мас., поставщик - Pulcra) до 10% раствора в теплой (40°С) деминерализованной воде. Для получения конечного прядильного раствора (2,8% мас.) отделки исходный раствор отделки на основе Stantex ARA дополнительно разбавляют в теплой (40°С) деминерализованной воде и перемешивают в течение 15 мин, после чего легко наносят на нить. Мультифиламентную нить Twaron без отделки с линейной плотностью 1610 дтекс и счетом филаментов 1000 получают в единственном эксперименте прядения со скоростью прядения 400 м/мин и покрывают на линии отделкой Stantex ARA при уровне дозирования 0,20% мас. с использованием прижимного валка. Образец сравнительной нити затем покрывают в точно таких же условиях прядения отделкой Breox 50А50 (состоящей из произвольно этоксилированного и пропилированного бутанола, поставщик - Ilco-Chemie, BASF) при 0,80% мас. Все образцы наматывают на трубку длиной 216 мм с наружным диаметром 106 мм с использованием точного намоточного устройства. Масса упаковок нити и трубки составляет 8,8 кг как для сравнительного образца с Breox 50А50, так и для образца с Stantex ARA. Плотность упаковок нити является одинаковой для образца с Breox 50А50 и для образца с Stantex ARA.
Стабильность упаковки определяют согласно описанному выше установленному испытанию 1 Roblon-сервера. Результаты представлены в следующих таблицах.
ТаблицаОпределение ширины упаковки
Скорость сервера
0,8% мас. Breox 50А50 (прототип)
0,2% мас. Stantex ARA (изобретение)
Относительное снижение Δ ширины (%)
об/мин
ширина (мм)
Δ ширины (мм)
ширина (мм)
Δ ширины (мм)
0 (пуск)
198,50
0
196,00
0
146
198,80
0,30
196,20
0,20
33
160
200,10
1,60
196,20
0,20
88
176
203,2
4,70
196,20
0,20
96
190
208,00
9,50
196,2
0,20
98
204
МАХ<sup>*</sup>
МАХ<sup>*</sup>
196,20
0,20
NAN<sup>*</sup>
218
МАХ<sup>*</sup>
МАХ<sup>*</sup>
196,80
0,80
NAN<sup>*</sup>
232
МАХ<sup>*</sup>
МАХ<sup>*</sup>
197,40
1,40
NAN<sup>*</sup>
250
МАХ<sup>*</sup>
МАХ<sup>*</sup>
200,10
4,10
NAN<sup>*</sup>
264
МАХ<sup>*</sup>
МАХ<sup>*</sup>
204,40
8,40
NAN<sup>*</sup>
278
МАХ<sup>*</sup>
МАХ<sup>*</sup>
МАХ<sup>*</sup>
МАХ<sup>*</sup>
NAN<sup>*</sup>
МАХ<sup>*</sup>: достижение максимальной деформации 20 мм упаковки, задействование безопасной остановки,NAN<sup>*</sup>: относительное снижение Δ ширины не может быть рассчитано.
ТаблицаУгловое вращение упаковки
Скорость сервера
0,8% мас. Breox 50А50 (прототип)
0,2% мас. Stantex ARA (изобретение)
Относительное снижение углового вращения (%)
об/мин
вращение (градусы)
вращение (градусы)
0 (пуск)
0
0
146
0
0
160
5
0
100
176
30
0
100
190
75
0
100
204
-<sup>*</sup>
0
NAN<sup>*</sup>
218
<sup>-*</sup>
0
NAN<sup>*</sup>
232
<sup>-*</sup>
0
NAN<sup>*</sup>
250
<sup>-*</sup>
15
NAN<sup>*</sup>
264
<sup>-*</sup>
30
NAN<sup>*</sup>
278
<sup>-*</sup>
120
NAN<sup>*</sup>
<sup>*</sup>: достижение максимальной деформации 20 мм упаковки, задействование безопасной остановкиNAN<sup>*</sup>: относительное снижение углового вращения не может быть рассчитано.
Пример 3
Исходный раствор отделки на основе Stantex ARA (10% мас.) получают разбавлением Stantex ARA (56% мас., поставщик - Pulcra) до 10% раствора в теплой (40°С) деминерализованной воде. Для получения конечного прядильного раствора (2,8% мас.) отделки исходный раствор отделки на основе Stantex ARA дополнительно разбавляют в теплой (40°С) деминерализованной воде и перемешивают в течение 15 мин, после чего легко наносят на нить. Мультифиламентную нить Twaron без отделки с линейной плотностью 2680 дтекс и счетом филаментов 2000 получают в единственном эксперименте прядения со скоростью прядения 320 м/мин и покрывают на линии отделкой Stantex ARA при уровне дозирования 0,4% мас. с использованием прижимного валка. Образец сравнительной нити затем покрывают в точно таких же условиях прядения отделкой Breox 50А50 (состоящей из произвольно этоксилированного и пропилированного бутанола, поставщик - Ilco-Chemie, BASF) при 0,80% мас. Все образцы наматывают на трубку длиной 216 мм с наружным диаметром 106 мм с использованием точного намоточного устройства. Масса упаковок нити и трубки составляет 7 кг как для сравнительного образца с Breox 50А50, так и для образца с Stantex ARA. Плотность упаковок нити является одинаковой для образца с Breox 50А50 и для образца с Stantex ARA.
Стабильность упаковки определяют согласно описанному выше установленному испытанию 1 Roblon-сервера. Результаты представлены в следующих таблицах.
ТаблицаОпределение ширины упаковки
Скорость сервера
0,8% мас. Breox 50А50 (прототип)
0,4% мас. Stantex ARA (изобретение)
Относительное снижение Δ ширины (%)
об/мин
ширина (мм)
Δ ширины (мм)
ширина (мм)
Δ ширины (мм)
0 (пуск)
196,00
0
194,00
0
146
197,20
1,20
194,00
0
100
160
198,10
2,10
194,00
0
100
176
201,10
5,10
194,00
0
100
190
205,30
9,30
194,00
0
100
204
210,50
14,50
194,00
0
100
218
МАХ<sup>*</sup>
МАХ<sup>*</sup>
194,00
0
NAN<sup>*</sup>
232
МАХ<sup>*</sup>
МАХ<sup>*</sup>
194,00
0
NAN<sup>*</sup>
250
МАХ<sup>*</sup>
МАХ<sup>*</sup>
194,00
0
NAN<sup>*</sup>
264
МАХ<sup>*</sup>
МАХ<sup>*</sup>
194,00
0
NAN<sup>*</sup>
278
МАХ<sup>*</sup>
МАХ<sup>*</sup>
194,00
0
NAN<sup>*</sup>
292
МАХ<sup>*</sup>
МАХ<sup>*</sup>
194,00
0
NAN<sup>*</sup>
МАХ<sup>*</sup>: достижение максимальной деформации 20 мм упаковки, задействование безопасной остановки,
NAN<sup>*</sup>: относительное снижение Δ ширины не может быть рассчитано.
ТаблицаУгловое вращение упаковки
Скорость сервера
0,8% мас. Breox 50А50 (прототип)
0,4% мас. Stantex ARA (изобретение)
Относительное снижение углового вращения (%)
об./мин
вращение (градусы)
вращение (градусы)
0 (пуск)
0
0
146
0
0
0
160
0
0
0
176
5
0
100
190
20
0
100
204
65
0
100
218
160
0
100
232
<sup>-*</sup>
0
NAN<sup>*</sup>
250
<sup>-*</sup>
0
NAN<sup>*</sup>
264
<sup>-*</sup>
0
NAN<sup>*</sup>
278
<sup>-*</sup>
0
NAN<sup>*</sup>
292
<sup>-*</sup>
0
NAN<sup>*</sup>
<sup>*</sup>: достижение максимальной деформации 20 мм упаковки, задействование безопасной остановки,NAN<sup>*</sup>: относительное снижение углового вращения не может быть рассчитано.
Пример 4
Два образца получают точно в таких же условиях, как описано в примере 3, один образец с Breox 50А50, и один образец с Stantex ARA подвергают статическому испытанию на стабильность упаковки при фиксированной скорости вращения, как описано выше. Максимальная скорость вращения сервера в статическом испытании на стабильность упаковки составляет 250 об/мин для образца с Stantex ARA, тогда как максимальная скорость вращения сервера для образца с Breox 50А50 составляет 176 об/мин. Так увеличение на 42% скорости вращения сервера найдено для образца с Stantex ARA по сравнению с образцом с Breox 50А50.
Пример 5
Три серии из трех мультифиламентных нитей Twaron с линейной плотностью 2680 дтекс и счетом филаментов 2000 получают в точно таких же условиях, как в примере 3, одну серию с Breox 50А50 и одну серию с Stantex ARA разматывают с формованием одного пучка мультифиламентных нитей Twaron с линейной плотностью 8050 дтекс и счетом филаментов 6000. Указанную нить затем наматывают на трубку длиной 290 мм с наружным диаметром 106 мм с использованием точного намоточного устройства. Масса упаковки нити и трубки составляет 10,8 кг для обоих образцов.
Стабильность упаковки определяют согласно описанному выше установленному испытанию 1 Roblon-сервера. Результаты представлены в следующих таблицах.
ТаблицаОпределение ширины упаковки
Скорость сервера
0,8% мас. Breox 50А50 (прототип)
0,4% мас. Stantex ARA (изобретение)
Относительное снижение Δ ширины (%)
об/мин
ширина (мм)
Δ ширины (мм)
ширина (мм)
Δ ширины (мм)
0 (пуск)
266,30
0
268,90
0
146
267,10
0,80
269,00
0,10
86
160
268,00
1,70
269,00
0,10
94
176
269,00
2,70
269,00
0,10
96
190
271,20
4,90
269,00
0,10
98
204
276,20
9,90
269,00
0,10
99
218
МАХ<sup>*</sup>
МАХ<sup>*</sup>
269,40
0,50
NAN<sup>*</sup>
232
МАХ<sup>*</sup>
МАХ<sup>*</sup>
269,50
0,60
NAN<sup>*</sup>
250
МАХ<sup>*</sup>
МАХ<sup>*</sup>
270,50
1,60
NAN<sup>*</sup>
264
МАХ<sup>*</sup>
МАХ<sup>*</sup>
275,60
6,70
NAN<sup>*</sup>
МАХ<sup>*</sup>: достижение максимальной деформации 20 мм упаковки, задействование безопасной остановки,
NAN<sup>*</sup>: относительное снижение Δ ширины не может быть рассчитано.
ТаблицаУгловое вращение упаковки
Скорость сервера
0,8% мас. Breox 50А50 (прототип)
0,4% мас. Stantex ARA (изобретение)
Относительное снижение углового вращения (%)
об/мин
вращение (градусы)
вращение (градусы)
0 (пуск)
0
0
146
0
0
100
160
5
0
100
176
10
0
100
190
30
0
100
204
65
0
100
218
<sup>-*</sup>
5
NAN<sup>*</sup>
232
<sup>-*</sup>
10
NAN<sup>*</sup>
250
<sup>-*</sup>
30
NAN<sup>*</sup>
264
<sup>-*</sup>
60
NAN<sup>*</sup>
<sup>*</sup>: достижение максимальной деформации 20 мм упаковки, задействование безопасной остановки,NAN<sup>*</sup>: относительное снижение углового вращения не может быть рассчитано.