合成纤维绳制造技术

一种合成纤维绳，包括：‑芯，该芯是捻制或编织的合成纤维股，‑聚合物层，该聚合物层覆盖芯，‑第一层，该第一层具有沿第一方向围绕聚合物层捻制的至少六条第一合成纤维股，以及‑第二层，该第二层具有沿第二方向围绕第一层捻制的至少十二条第二合成纤维股。

Synthetic fiber rope

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】合成纤维绳
本专利技术主要涉及一种绳索构造，并且更具体地，涉及一种合成纤维绳构造。
技术介绍
用于提升和牵引应用(例如绞车和起重机)的现有合成纤维绳解决方案通常使用部分或全部由高模量聚乙烯(HMPE)制成的编织绳构造。由于股交叉且进而填充因数较低、径向稳定性较差，这种构造可能固有地具有较差的性能特性，例如强度较低并且疲劳寿命较短。因为对于芳族聚酰胺材料来说，编织构造中因股交叉产生的内部磨损可能不是最佳的，而且与编织HMPE绳相比会过早失效，所以使用编织构造还倾向于将材料选择限制在HMPE、液晶聚合物(LCP)或HMPE/LCP共混物。为了克服径向刚度问题，一些编织绳设计已经将非承载中央芯(例如连续单丝聚酯束或挤出聚氨酯)用于原本中空的编织构造，以改善径向稳定性。然而，这种添加是以整体材料填充因子为代价的。为了高纤维强度转换率和抗疲劳性，期望合成纤维绳的特殊构造。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于开发一种合成纤维绳，其尤其适合关键应用，例如具有高工作温度、高张力(安全系数低于3)、低弯折半径和高占空比的应用。本专利技术的另一目的在于设计一种合成纤维绳，其强度显著增加、抗疲劳性提高且径向稳定性得以改善。根据本专利技术的第一方面，提供了一种合成纤维绳，包括芯，该芯是捻制或编织的合成纤维股，聚合物层，该聚合物层覆盖芯，第一层，该第一层具有沿第一方向围绕聚合物层捻制的至少六条第一合成纤维股，以及第二层，该第二层具有沿第二方向围绕第一层捻制的至少十二条第二合成纤维股。本文中的“层”在现有技术中也被称为护套、覆盖物或涂层。合成纤维绳的芯的面积可以在合成纤维绳的总净聚合物横截面积的5％至10％的范围内。在本文中，“净聚合物横截面面积”是承载材料面积或聚合物材料面积。芯可以是形状或功能与钢丝绳中的独立钢丝绳芯(也称IWRC钢丝绳)类似的捻制绳。在施加覆盖聚合物层之前，芯还可以具有编织层。合成纤维绳的芯例如通过挤出由聚合物层覆盖。聚合物层可以被以圆形或凹槽形式或特殊轮廓挤出，并且由包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、PP/PE混合物、尼龙(聚酰胺)、和在内的各种材料制造而成。挤出聚合物层的厚度优选在0.1mm至5mm的范围内。更优选地，该厚度大于0.5mm。挤出聚合物层提高了合成纤维绳的横向刚度和弯折刚度，并且还减少了旋转。第一层可以由围绕芯捻制的6和12条之间的股、优选6至9条股形成。第二层可以由围绕第一层捻制的12和24条之间的股、优选16至24条股形成。第二层中的股的数目根据绳直径来选择，以使高面积接触最大化并使接触压力最小化。第一层或第二层的承载面积可以在合成纤维绳的总承载横截面积的40％至60％的范围内。捻向表示绳中的股围绕中心股的捻制方向。“S”方向或“S捻”是指外股沿左手方向围绕中心股捻制。“Z”方向或“Z捻”是指外股沿右手方向围绕中心股捻制。根据本专利技术，第一合成纤维股和第二合成纤维股优选沿相反方向捻制：当第一合成纤维股沿“S”方向捻制时，第二合成纤维股沿“Z”方向捻制；当第一合成纤维股沿“Z”方向捻制时，第二合成纤维股沿“S”方向捻制。捻系数是合股绳中股或构件的捻距与对应层的外径之比。在本文中，捻距(绞距长度)是合股绳的层中的股或构件绕一圈的轴向长度。在本专利技术中，芯、第一层和第二层的捻系数在从3至15的范围内，优选在从5至8的范围内，并且更优选在从5.5至6.5的范围内。甚至更优选的是，芯的捻系数最小，并且第一层的捻系数小于第二层的捻系数。作为一个示例，芯的捻系数为5.5至6，第一层的捻系数为6.25，并且第二层的捻系数为6.5。这些捻系数的选择赋予绳中的每层接近相同的负载伸长性，确保了所有纤维几乎等同地加载。根据本专利技术，第一层和/或第二层可以覆盖有保护层。保护层可以是编织层和/或挤出层。这将使得合成纤维绳易于处理。这也为合成纤维绳提供了磨损和缠绊保护。此外，第一合成纤维股和第二合成纤维股可以被单独地覆盖有编织层或挤出层。替代地，第一合成纤维股和第二合成纤维股不是单独地覆盖有编织层或挤出层。这样可以使空隙空间最小化并获得最佳纤维密度。这种设计的填装因子比具有单独覆盖股的设计更高。在传统的钢丝绳构造中，每个附加层比下面的层多六条股(例如1-6-12-18构造)，从而使嵌套提供最佳纤维密度。本专利技术的构造不遵循这种途径。消除对嵌套的需求允许外层中的股的捻距和数目独立于内层。股的数目不需要是前一层的倍数和/或六的倍数。例如，在本专利技术中，第二层可以包含二十条股，而第一层可以包含六条股。这转而改进了该设计的扭矩/转动响应(以及优化可能性)，特别是提高了铺垫过程中源于结构伸长的非线性响应。为此，嵌套是历史设计的负面需求，并且在本专利技术的构造中不是必需的。可以用于根据本专利技术的合成纤维绳的合成纱包括已知的用于全合成绳的所有纱。这些纱可以包括由聚丙烯、尼龙、聚酯纤维制成的纱。优选地，使用高模量纤维的纱或共混高模量合成纤维的纱，例如，由诸如或的超高分子量聚乙烯(UHMwPE或UHMPE)、高分子量聚乙烯(HMwPE或HMPE)、诸如聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA，也称和)的芳族聚酰胺、共聚对亚苯基/3,4’-氧二亚苯基对苯二胺(也称)、液晶聚合物(LCP)和聚(对亚苯基-2,6-苯并二唑)(PBO)制成的纤维的纱。高模量纤维优选具有至少2GPa的断裂强度和优选100GPa以上的拉伸模量。合成纤维，即，合成纤维绳中使用的材料，可以以下列方式中的一种或多种方式进行组合：i.在绳纱绞捻期间将两种材料组合(绳纱是绞捻在一起的多个扁平纱(由纱制造商提供))。ii.在合股期间，绳纱中的一部分用由替代材料制成的相同尺寸的绳纱代替。iii.不同材料的主纱(kingyarn)可以被包含在股中。主纱是在股的中心处的绳纱。iv.绳的层由不同材料制成。作为一种示例性合成纤维绳，芯、第一层或第二层中的至少一个包括两种不同的高模量合成纤维。作为另一示例，芯、第一层和第二层由不同的高模量合成纤维制成。在本专利技术的绳构造中，绳由股构成。股由包含合成纤维的绳纱构成。在本专利技术中，优选地，合成纤维单丝的直径在10μm至30μm的范围内，绳纱的直径在0.1mm至4mm的范围内，股的直径在4mm至10mm的范围内，并且绳的直径大于10mm。由纤维形成纱、由纱形成股以及由股形成绳的方法在本领域内是已知的。股本身也可以具有编制、编织、捻制、绞捻或平行构造或其组合。在本专利技术中，优选地，本专利技术中的第一合成纤维股和第二合成纤维股中的至少一个由绞捻纱制成，并且包括两层或三层或更多层绳纱。更优选地，所有的第一合成纤维股和所有的第二合成纤维股均是绞捻绳纱股。这种股由围绕主绳纱或股的内层合股的多个绳纱构成。最优选地，两层或三层捻制纱沿不同方向捻制，例如沿“SZ”、“ZS”、“SZS”或“ZSZ”方向捻制。根据本专利技术的合成绳可以用于绞盘、起重机以及其它牵引和提升装置，例如废弃和回收(A&R)、转向节臂起重机、立管牵引本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合成纤维绳，包括：/n芯，所述芯是捻制或编织的合成纤维股，/n聚合物层，所述聚合物层覆盖所述芯，/n第一层，所述第一层具有沿第一方向围绕所述聚合物层捻制的至少六条第一合成纤维股，以及/n第二层，所述第二层具有沿第二方向围绕所述第一层捻制的至少十二条第二合成纤维股。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180326 EP 18250010.81.一种合成纤维绳，包括：
芯，所述芯是捻制或编织的合成纤维股，
聚合物层，所述聚合物层覆盖所述芯，
第一层，所述第一层具有沿第一方向围绕所述聚合物层捻制的至少六条第一合成纤维股，以及
第二层，所述第二层具有沿第二方向围绕所述第一层捻制的至少十二条第二合成纤维股。


2.根据权利要求1所述的合成纤维绳，
其中所述芯的面积在所述合成纤维绳的总净聚合物横截面积的5％至10％的范围内。


3.根据权利要求1或2所述的合成纤维绳，
其中所述第一层或所述第二层的面积在所述合成纤维绳的总横截面积的40％至60％的范围内。


4.根据前述权利要求中任一项所述的合成纤维绳，
其中所述芯、所述第一层和所述第二层中的每一个的捻系数在从3至15的范围内，优选在从5至8的范围内，并且更优选在从5.5至6.5的范围内。


5.根据前述权利要求中任一项所述的合成纤维绳，
其中所述芯的捻系数最小，并且所述第一层的捻系数小于所述第二层的捻系数。


6.根据前述权利要求中任一项所述的合成纤维绳，
其中所述第一方向为“S”方向，并且所述第二方向为“Z”方向，或者所述第一方向为“Z”方向，并且所述第二方向为“S”方向。


7.根据前述权利要求中任一项所述的合成纤维绳，
其中所述第一层和/或所述第二层被覆盖有...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·亨特，王捧柱，I·辛斯布里，A·杰斯，J·泰勒，
申请(专利权)人：布顿国际有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB