HILO FILAMENTOSO DE ARAMIDA PROVISTO DE UN ACABADO CONDUCTOR.

Un hilo filamentoso de aramida provisto de un acaba­ do, que comprende con relación al peso total del hilo sin acabado > 1,

5% en peso de una sustancia orgánica con una conductividad de > 4 mS/cm, medida como una composición de acabado al 50% en peso en agua a 20°C, que tiene una resistencia eléctrica específica del hilo < 2,5.10 4 Ohm.cm

La invención trata de un hilo filamentoso de aramida con

Un problema común de los hilos es la rotura del hilo cuando se usa en ciertas aplicaciones. Las roturas del hilo pueden producirse como resultado de sobrecarga, fatiga o desgaste. El daño a cables de puesta a tierra también puede producirse como resultado del daño provocado por roedores. En cables de ascensor, la rotura de los cables es un grave problema de seguridad. Se conoce la adición a cables de ascensor con refuerzo de aramida, por ejemplo, de uno o más hilos de carbono o alambre metálico como un detector de rotura. Sin embargo, tales cables reforzados con aramida tratados no tienen las mismas características mecánicas que los cables hechos solo de hilos de aramida no tratados. Además las características de rotura de tal hilo de carbono o alambre metálico son diferentes de las características de rotura del hilo de aramida, impidiendo de ese modo una indicación precisa del peligro de rotura del cable reforzado con aramida. Las otras propiedades mecánicas de hilos no aramídicos en comparación con el principal material de refuerzo del cable complica considerablemente la capacidad de predicción de una rotura del cable. Sería una ventaja proporcionar un hilo de aramida que tuviera suficientes propiedades conductoras y sin embargo tuviera las mismas características mecánicas que los hilos de aramida no tratados en el cable.

Se proponen algunas soluciones a los problemas anteriores. En el documento WO 9748832 el hilo se revestía con un metal tal como níquel con un ácido. Tal tratamiento proporciona hilos metalizados, cuyas superficies de las fibras pueden dañarse mediante el tratamiento con ácido, conduciendo a una disminución de las propiedades de tenacidad y/o elongación. En el documento WO 9325748 se divulgaba un procedimiento para tratar fibras de aramida con una dispersión de material de grafito en partículas en un disolvente de hinchamiento. Además, usar este método conlleva el riesgo de dañar la superficie de las fibras. Por otra parte, ambos métodos son muy complicados, consumen mucho tiempo y por lo tanto son costosos.

También se conocen en la técnica fibras e hilos de ara-mida con un acabado antiestático. En el documento US

5.478.648 se divulgan fibras de aramida con un acabado hilado que tienen propiedades útiles para elaborar material en láminas. Estas fibras contienen un acabado antiestático basado en ésteres fosfóricos y/o fosfónicos, pero no se divulga que tengan una resistencia eléctrica específica extremadamente baja, tal como < 2,5.104 Ohm.cm. De forma similar, el documento US 5.674.615 describe fibras de aramida acabadas para materiales textiles en láminas, que no se presenta que tengan una resistencia eléctrica específica extremadamente baja, y en el documento EP 416.486 se han divulgado fibras de aramida acabadas de resistencia eléctrica específica relativamente alta, para el uso en materiales elastómeros y plásticos de refuerzo. En el documento WO 9215747 se han divulgado fibras de aramida que se tratan con un revestimiento antiestático. Estas pueden usarse para reforzar correas, sogas, cables ópticos, caucho y materiales compuestos. No se presenta que los cables divulgados aquí tengan resistencia eléctrica específica extremadamente baja o que sean adecuados para el uso como un detector de la rotura en cables de ascensor.

Por lo tanto, la presente invención proporciona una solución a los problemas anteriores, usando un procedimiento simple que no consume mucho tiempo, es económico y sin ningún riesgo de dañar las fibras, para proporcionar fibras acabadas con resistencia eléctrica específica extremadamente baja, particularmente para uso como detector de rotura en cables de ascensor. Se encontró que un hilo filamentoso de aramida provisto de un acabado que comprende > 1,5% en peso de una sustancia orgánica con una conductividad de > 4 mS/cm, medida como una composición de acabado al 50% en peso en agua a 20°C, que tenía una resistencia eléctrica específica del hilo < 2,5.104 Ohm.cm, poseía una conductividad suficiente para ser usado como un detector de la rotura, sin afectar a sus propiedades mecánicas. Esta es una ventaja sustancial sobre el uso de, por ejemplo, un hilo de carbono o un alambre metálico como detector de la rotura en cables de ascensor reforzados con aramida, por ejemplo como los que se conocen del documento US 5.834.942. La conductividad del hilo tratado con sustancia orgánica y dañado se reduce como resultado de roturas provocadas por desgaste o fatiga y proporciona información al usuario sobre la longevidad restante del cable. La conductividad de un hilo o un cable puede determinarse con una resistencia o un multímetro. Cuando acabados que comprenden una sustancia orgánica conductora (COS) se aplican sobre hilo filamentoso de aramida, se reduce su resistencia como hilo eléctrico. Dependiendo de la cantidad de acabado y de la conductividad de la sustancia orgánica aplicada, el hilo tratado puede usarse como tal o en combinación con hilo filamentoso de aramida no tratado como un detector de rotura temprano en cables (de ascensor, de soporte, de puesta a tierra), o, como consecuencia de su baja resistencia eléctrica, para accesorios (cepillos, rodillos) que tienen que descargar o eliminar la electricidad estática en, por ejemplo, tocadiscos, cintas magnéticas, discos compactos y similares.

La sustancia orgánica conductora puede aplicarse sobre hilo húmedo o secado como un acabado de hilado (antes o después del secado, como tal o diluida con un disolvente tal como agua) en el procedimiento de hilado o en una etapa de procedimiento separada a una velocidad del hilo relativamente alta.

Se prefieren hilos filamentosos de aramida con > 2% en peso de una sustancia orgánica conductora con una conductividad de > 30 mS/cm. Se prefieren más hilos tratados con > 2% de una sustancia orgánica conductora con una conductividad de > 41 mS/cm. La resistencia eléctrica específica del hilo es preferiblemente < 2.103 Ohm.cm, más preferiblemente < 103 Ohm.cm. Cantidades particularmente adecuadas de COS están dentro del intervalo de 3 a 12% en peso, más preferiblemente dentro del intervalo de 4-9% en peso. El % en peso es relativo al peso total del hilo sin acabado.

Sustancias orgánicas adecuadas que son adecuadas para el uso en la invención son sales o materiales que tienen grupos ácidos o básicos que pueden cargarse estáticamente. Materiales con grupos ácidos tienen preferiblemente grupos carboxilato, fosfonato o sulfonato. Materiales con grupos básicos tienen preferiblemente grupos amina.

Materiales particularmente preferidos son ácidos grasos, ácidos carbónicos, fosfatos de (ciclo)alquilo, fosfonatos de (ciclo)alquilo, sulfatos de (ciclo)alquilo, sulfonatos de (ciclo)alquilo, derivados de imidazolina y polímeros tales como poli(cloruro de dialildimetilamonio), y similares.

Los hilos de aramida preferiblemente están hechos de poli(p-fenilentereftalamida) (PPDT), pero también pueden contener pequeñas cantidades de otros monómeros.

La COS se aplica sobre el hilo mediante métodos convencionales conocidos en la técnica. La COS puede aplicarse en solución. El disolvente puede ser cualquier disolvente adecuado, tal como alcohol, éter, tetrahidrofurano, acetona, benceno, tolueno, acetato de etilo, diclorometano y similares. Lo más preferiblemente, la COS se aplica como una solución acuosa. Algunas COS se adquieren como un producto que contiene agua que puede aplicarse como tal.

La cantidad adecuada de COS que ha de aplicarse puede determinarse muy fácilmente mediante una simple medida de la conductividad, que como tal se conoce en la técnica. Cuando se determina la conductividad de la COS o la solución de la COS, un experto puede aplicar fácilmente la cantidad de acabado requerida que sea necesaria para el uso específico.

La invención también trata del uso de estos hilos en cables y de cables que comprenden dichos hilos, cables que tienen las mismas características mecánicas que cables hechos de los hilos de aramida no tratados. La invención es particularmente útil en cables de ascensor, que comúnmente contienen un detector de la rotura de un material diferente, tal como fibra de carbono, conduciendo a cables con propiedades mecánicas alteradas. La presente invención permite la producción de cables, especialmente cables de ascensor, de hilo similar, es decir, que consisten...

1. Un hilo filamentoso de aramida provisto de un acabado, que comprende con relación al peso total del hilo sin acabado > 1,5% en peso de una sustancia orgánica con una conductividad de > 4 mS/cm, medida como una composición de acabado al 50% en peso en agua a 20°C, que tiene una resistencia eléctrica específica del hilo < 2,5.104 Ohm.cm.

2. El hilo filamentoso de aramida de acuerdo con la reivindicación 1, provisto de un acabado, que comprende con relación al peso total del hilo sin acabado > 2% en peso de una sustancia orgánica con una conductividad de > 30 mS/cm, medida como una composición de acabado al 50% en peso en agua a 20°C, que tiene una resistencia eléctrica específica del hilo

< 2.103 Ohm.cm.

3. El hilo filamentoso de aramida de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, provisto de un acabado, que comprende con relación al peso total del hilo sin acabado > 2% en peso de una sustancia orgánica con una conductividad de > 41 mS/cm, medida como una composición de acabado al 50% en peso en agua a 20°C, que tiene una resistencia eléctrica específica del hilo < 103 Ohm.cm.

4. Un método para elaborar el hilo de acuerdo con la reivindicación 1, que tiene una resistencia eléctrica específica del hilo < 2,5.104 Ohm.cm, que comprende llevar una solución de una sustancia orgánica sobre el hilo de aramida de modo que se obtenga > 1,5% en peso de la sustancia con relación al peso total del hilo sin el acabado, caracterizado porque la sustancia orgánica tiene una conductividad de > 4 mS/cm, medida como una composición de acabado al 50% en peso en agua a 20°C.

5. Uso del hilo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, para transportar la corriente eléctrica.

6. Uso de acuerdo con la reivindicación 5, para transportar la corriente eléctrica en material que contiene aramida.

7. Uso de acuerdo con la reivindicación 5, para transportar la corriente eléctrica en un cable de ascensor.

8. Uso de acuerdo con la reivindicación 5, para transportar la corriente eléctrica en un cable de ascensor que consiste esencialmente en hilo de aramida.

9. Un cable que consiste esencialmente en hilo de aramida y al menos un hilo filamentoso de aramida provisto de un acabado, que comprende con relación al peso total del hilo sin acabado > 1,5 % en peso de una sustancia orgánica con una conductividad de > 4 mS/cm, medida como una composición de acabado al 50% en peso en agua a 20°C, que tiene una resis

10 tencia eléctrica específica del hilo < 2,5.104 Ohm.cm.

10. El cable de acuerdo con la reivindicación 9, en donde el cable es un cable de ascensor.