具有高强度-强度比的聚乙烯绳制造技术

本发明专利技术涉及一种包含位于绳的长度方向的聚乙烯细长元件的绳，其中对于至少部分细长元件而言，元件到中心纵向绳轴的距离沿绳的长度变化，聚乙烯细长元件包括超高分子量聚乙烯的条带，所述条带具有的宽度/厚度比为至少10并且聚合物溶剂含量低于0.05wt％。具体地说，在离绳的外部至多30％的纵线与离绳的中心纵向轴至多30％的纵线之间至少部分元件到中心纵向绳轴的距离沿绳的长度变化。具有上述性能的绳显示出高的强度-强度比，所述强度-强度比定义为在使用条件下的强度与绳的初始强度之间的比率。在一个实施方案中强度-强度比为至少50％，优选至少70％，特别的是至少80％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种包含位于绳的长度方向的聚乙烯细长元件的绳，其中对于至少部分细长元件而言，元件到中心纵向绳轴的距离沿绳的长度变化，聚乙烯细长元件包括超高分子量聚乙烯的条带，所述条带具有的宽度/厚度比为至少10并且聚合物溶剂含量低于0.05wt％。具体地说，在离绳的外部至多30％的纵线与离绳的中心纵向轴至多30％的纵线之间至少部分元件到中心纵向绳轴的距离沿绳的长度变化。具有上述性能的绳显示出高的强度-强度比，所述强度-强度比定义为在使用条件下的强度与绳的初始强度之间的比率。在一个实施方案中强度-强度比为至少50％，优选至少70％，特别的是至少80％。【专利说明】具有高强度-强度比的聚乙烯绳基于高分子量聚乙烯的绳在本领域是已知的并且针对多种用途进行了描述。US 2010/0101833描述了外部编织覆盖高，且优选超高分子量聚乙烯的条带以提高有机纤维基绳和绳索的耐磨性。绳索通常由多个纤维或条带制成，优选由多个平行的、编成辫子形的、扭曲的或编织的纤维或条带制成。绳索可包含由选自超高分子量聚乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酯、芳族聚酰胺和芳族共聚酯的至少一种聚合物制成的纤维和/或条带。所述的一些绳的应用包括用于援救、攀岩、用于洞穴探险和树木研究者的牢固的低伸长率的绳和减震绳、用于海上应用和河上应用的浮绳和软性响应悬垂绳。在一些应用中，例如，当将所述绳用作系船缆时，绳会遭受拉伸-拉伸疲劳。即，使绳经受拉力的循环增加和减少，并且已发现这对绳的性能造成不利的影响，特别是对于大直径的绳而言。在其它应用中，例如，在将绳用在滑轮上面时，绳会经受弯曲疲劳。即，在绳进行重复弯曲时绳的性能变坏。特别的问题是与使用之前绳的强度相比，在使用条件下绳的强度降低了。上述问题通过本专利技术得以解决。本专利技术涉及一种包含取向于绳的长度方向的聚乙烯细长元件的绳，其中对于至少部分细长元件而言，元件到中心纵向绳轴的距离沿绳的长度变化，聚乙烯细长元件包括超高分子量聚乙烯的条带，所述条带具有的宽度/厚度比为至少10并且聚合物溶剂含量低于0.05wt%。具体地说，在离绳的外部至多30%的纵线与离绳的中心纵向轴至多30%的纵线之间至少部分元件到中心纵向绳轴的距离沿绳的长度变化。已发现特定的绳的组合产生具有高强度-强度比、即在使用条件下绳的强度与使用之前绳的强度的高比率的绳，其中在离绳的外部至多30%的纵线与离绳的中心纵向轴至多30%的纵线之间元件到中心纵向绳轴的距离沿绳的长度变化，其中绳包含具有特定性能的聚乙烯条带，得到具有高强度-强度比即在使用条件下的强度与使用之前绳的强度之间的比率高的绳。根据本专利技术的绳在使用条件下还具有高强度，这一点将进一步定义。如上所述，本专利技术的特征是对于至少部分细长元件而言，在离绳的外部至多30%的纵线与离绳的中心纵向轴至多30 %的纵线之间元件到中心纵向绳轴的距离沿绳的长度变化。在一个实施方案中，至少70 %，更特别的是至少80 %，仍然更特别的是至少90 %的元件满足如下要求:在离绳的外部至多30%的纵线与离绳的中心纵向轴至多30%的纵线之间元件到中心纵向绳轴的距离沿绳的长度变化。当尽可能多的元件满足所述要求时将获得最佳效果。在一个实施方案中，在离绳的外部至多20%，更特别的是离绳的外部至多10%的纵线与离绳的中心纵向轴至多30 %，特别是离绳的中心纵向轴至多20 %，更特别是离绳的中心纵向轴至多10 %的纵线之间至少部分元件到中心纵向绳轴的距离沿绳的长度变化。在一个实施方案中，至少部分细长元件从接近绳的中心纵向轴的位置蜿蜒曲折至接近绳的外部的位置。在一个实施方案中至少部分元件的距离变化是重复振荡，其中振荡波长与绳的直径的比率为至多15。在一个实施方案中，振荡波长与绳的直径的比率为至多12，更特别的是至多10。将振荡的波长定义为距离，在表征为相同的振荡相位的波中在两个连续点之间沿波的传播方向测量。在一个实施方案中，根据本专利技术在绳中至少部分条带显示出的螺旋角(helixangle)大于10° ,特别是大于14° ,更特别是至少16°。在一个实施方案中，至少70%的条带显示出在上述范围内的螺旋角，更特别的是至少80 %，仍更特别的是至少90 %。根据本专利技术的绳具有高强度-强度比，所述强度-强度比定义为在使用条件下的强度与使用之前绳的强度(初始强度)之间的比率。强度-强度比通常为至少50%，优选至少70%，特别是至少80%。根据本专利技术的绳在使用条件下具有高强度。在使用条件下的强度定义为在使绳重复进行拉伸循环并且随后立即进行抗拉试验时获得的强度。试验方法包括在停止循环荷载之后立即增加载荷。在载荷增加之后从循环荷载过程到缆绳故障的转换时间应该不到冷却的时间常数的1/10。所述时间常数可以根据材料性能计算或者可以通过在停止循环荷载之后记录绳的中心温度采用前述试验测量。在一个实施方案中，根据本专利技术在绳的使用条件下的抗拉强度为至少0.7GPa，特别是至少1.0GPa，更特别是至少1.2GPa，特别是至少1.5GPa。根据条带的强度和强度-强度t匕，在使用条件下的强度可以更高，更特别的是至少1.8GPa，甚至更特别的是至少2.0GPa,仍更特别的是至少2.2GPa，在使用条件下的抗拉强度如上所述进行确定。根据本专利技术的绳具有高的初始强度，所述初始强度为无论在使用条件下或在试验条件下，在使绳进行任一种拉伸之前绳的强度。更具体地说，根据本专利技术的绳通常具有的初始抗拉强度为至少1.2GPa，特别是至少1.5GPa，更特别的是至少1.8GPa，甚至更特别的是至少2.0GPa，仍更特别的是至少2.2GPa。根据条带的强度，初始强度可以更高，例如，为至少3.0GPa。抗拉强度根据绳索协会国际标准CI1500 (Cordage Institute InternationalStandard Cl 1500)确定。绳的直径可根据绳的预期用途变化。已发现本专利技术对于直径为至少25mm，特别是至少30mm,更特别是至少40mm,甚至更特别的是至少50mm,仍更特别的是至少60mm,或者甚至是至少70mm的绳而言是特别令人感兴趣的。在一些实施方案中，直径可以为至少100mm。绳的直径通常不高于500mm。根据绳的形状，横截面可以是圆形的或非圆形的。这可以通过纵横比定义，所述纵横比为绳的横截面的最长直径与最短直径之间的比率。在一个实施方案中纵横比为1-1.2，表示为圆形绳。在另一个实施方案中纵横比高于1.2，表示为非圆形绳。在一个实施方案中，纵横比为高于1.2-4，更特别的是高于1.2-3。非圆形绳在弯曲滑轮应用中是有利的。对于非圆形绳而言如本说明书中所用术语直径意指有效直径，所述有效直径是与所讨论的非圆形绳具有每长度具有相同质量的圆形横截面的绳的直径。在一个实施方案中根据本专利技术的绳具有的模量为至少lOON/tex，特别是至少120N/tex,更特别的是至少140N/tex,至少180N/tex,或者甚至是至少200N/tex。模量根据绳索协会国际标准 Cl 1500 (Cordage Institute International Standard CI1500)确定。根据本专利技术的绳的高模量使得它特别适于用在其中在拉伸条件下使用绳的应用中，例如在索具中本文档来自技高网...

【技术保护点】
包含取向于绳的长度方向的聚乙烯细长元件的绳，其中对于至少部分细长元件而言，元件到中心纵向绳轴的距离沿绳的长度变化，聚乙烯细长元件包括超高分子量聚乙烯的条带，所述条带具有的宽度/厚度比为至少10并且聚合物溶剂含量低于0.05wt％，并且其中在离绳的外部至多30％的纵线与离绳的中心纵向轴至多30％的纵线之间至少部分元件到中心纵向绳轴的距离沿绳的长度变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·格拉班特，F·埃尔金克，B·范伯克尔，
申请(专利权)人：帝人芳纶有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL