[发明专利]包含至少一个原纤化膜带材的绳索

说明书

本发明涉及生产高拉伸强度绳索的方法，所述绳索包含至少一个绳股，其中该绳股包含含有超高分子量聚乙烯的单轴取向的细长体。

从US 5901632可知这种绳索。在该专利出版物中，描述了一种大直径编织绳索，该绳索包含初级绳股，该初级绳股优选地来自包含高拉伸强度单轴取向的超高分子量聚乙烯丝线的次级绳股。在该文指出的最优选的实施方式中，绳索是12股、两上两下(two-over/two-under)的环形编织物，其中每一绳股本身为由高模量聚乙烯(HMPE)丝线制成的12股编织物(12×12构造)。

这种绳索、尤其是由高韧度纤维制成的绳索将会表现出对纵向变形的高耐性，甚至施加高的伸展力时也是如此，这使得它们尤其适合用于承重应用。

然而，人们发现当在其他方向上施加非伸展力(例如轴向压力、弯曲力或者与其长度方向交叉的横向力或轧制力(rolling force))时，这种绳索发生显著的变形。当暴露于常见的非伸展力时，由于诸如外部磨损和内部磨损、摩擦热或疲劳所导致的绳索和丝线损坏，绳索可能失效。此外，当绳索经受过多轴向压力诸如低张力下圆周运动时，在绳股内部观察到屈曲(buckling)或扭结(kinking)所引起的轴向压力疲劳。除了避免低张力下绳索圆周运动的情况外，目前没有提出其他方案来改善轴向压力疲劳；参见例如纤维绳索技术手册(eds McKenna，Hearle and O’Hear，Woodhead Publishing Ltd，ISBN 1 85573 606 3)的第171ff和353页。

本发明的目标是提供关于上述缺陷，具有优化性质的绳索的方法。

根据本发明，通过如下生产绳索的方法来实现该目标，此方法包括以下步骤：提供单轴取向的超高分子量聚乙烯带材，该带材具有按照ISO1184(H)所测得的至少0.9GPa的拉伸强度，以及同时将该带材加捻并原纤化成具有连贯的丝线和纤丝网络的原纤化带材的加捻绳股。

惊奇地发现，本发明的方法提供了可对非伸展变形力具有优化的稳定性的绳索。

本发明还涉及通过根据本发明的方法能够获得的绳索。

根据本发明的绳索可以具有圆形横截面，例如大约为圆形的横截面或者椭圆形横截面。本文中的“椭圆形横截面”是指，绳索的横截面表现出扁平的、卵形或者甚至几乎矩形的形式。这种椭圆形横截面优选地具有1.2至4.0范围内的纵横比，即横截面的宽与高的比例。确定纵横比的方法是本领域技术人员已知的；一个实例包括在保持绳索拉紧或围绕绳索紧紧缠绕粘合带的同时，测量绳索的外部尺寸。具有上述纵横比的椭圆形横截面的优点是，当循环弯曲即横截面的宽度方向平行于绳轮(sheave)的宽度方向时，在绳索的纤维之间发生较少的应力差。而且对于某些应用来说，会发生较少的磨损和摩擦热，这导致弯曲疲劳寿命得到增强。横截面优选地具有约1.3至3.0、更优选地约1.4至2.0的纵横比。

优选地，绳索和/或绳索中的原纤化带材是经涂层涂布的，用于改善各种性质例如耐磨损性或弯曲疲劳。这样的涂层能够在构造绳索之前被涂覆到原纤化带材上或者在绳索构造之后被涂覆到绳索上，它们是已知的，其实例包括包含硅油、沥清或者二者的涂层。基于聚氨酯的涂层也是已知的，可以与硅油混合。绳索优选地包含用量为2.5-35重量％的涂层，该用量表示为每单位绳索总重量中涂层的重量。更优选地，绳索包含用量为5-15重量％的涂层。

本文中“绳索”理解为具有至少一个绳股的长组装体。绳股还可以包含一个以上子绳股(通常称为次级绳股)。每个绳股或次级绳股可以包含至少一个如本发明中所使用的原纤化带材。

在一个优选的实施方式中，本发明的绳索包含一个以上含有原纤化带材的绳股。

在另一个优选的实施方式中，本发明绳索中的所有绳股均包含原纤化带材。

在另外一个优选的实施方式中，本发明绳索中的至少一个绳股包含次级绳股，其中次级绳股包含原纤化带材。

根据本发明的绳索可以具有各种构造，包括捻制的(laid)、编织额、编结的(blaited)、平行的，有芯或无芯。绳索中绳股的数目也可以在宽范围内变化。可以用至少单个绳股来构造平行的绳索。在更复杂的绳索构造中，绳股的数目可以为至少3且优选地至多50、更优选地至多25，来实现良好性能和易于制造的组合。