混合繩及其制造方法技術

本發明專利技術公開了一種具有高強度且輕的混合繩。混合繩（1）在其中心處包括通過編織多個高強度合成纖維束（30）而形成的高強度合成纖維繩（3），高強度合成纖維束的每一個均由多個高強度合成纖維細絲（31）組成。高強度合成纖維束（30）的編織間距L和高強度合成纖維繩（3）的直徑d被調節成使得值L/d等于或大于6.7。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于起重機動繩、船舶纜繩及其他應用的混合繩，還涉及一種制造此種混合繩的方法。
技術介紹
繩索常用作動繩和纜繩。圖7示出了一種用于動繩和纜繩的傳統常用鋼絲繩。鋼絲繩50包括配置在其中心的IWRC (獨立鋼絲繩芯)51以及以繞IWRC 51分布的方式形成的六個鋼側繩股52。IWRC 51通過布置七個鋼繩股53而形成。第4，887，422號美國專利揭示了一種混合繩，其不包括IWRC 51而包括了配置在其中心處的纖維繩以及繞該纖維繩布置的多個鋼繩股。纖維繩比IWRC更輕，因此混合繩比 鋼絲繩更輕。大致而言，在纖維繩中，纖維繩的抗張強度與在纖維繩中包括的細絲(單纖維或線元素)的抗張強度之間的比率(強度使用效率)較低。也就是說，通過布置很多纖維細絲而形成的纖維繩的抗張強度比一個纖維細絲的抗張強度更低。為此，不使用IWRC而使用纖維繩可能會導致以下情況，即，抗張強度不會達到包括IWRC的相同直徑的鋼絲繩的抗張強度。
技術實現思路
本專利技術的一個目的在于提供一種混合繩，其展現了等于或大于包括IWRC的鋼絲繩的抗張強度。本專利技術的另一個目的在于提供一種不會在纖維繩中易于導致損壞的混合繩。本專利技術提出一種混合繩，其包括高強度合成纖維芯和多個側繩股，所述側繩股的每一個都通過布置多根鋼絲而形成且布置在高強度合成纖維芯的外周上，其中高強度合成纖維芯包括通過編織多個高強度合成纖維束而形成的高強度合成纖維繩，高強度合成纖維束的每一個都由多根高強度合成纖維細絲組成，且其中假定高強度合成纖維束的編織間距由“L”表示且高強度合成纖維繩的直徑由“d”表示，則值L/d等于或大于6. 7。高強度合成纖維繩通過編織多個高強度合成纖維束而形成。高強度合成纖維束中的每一個都通過捆束多個高強度合成纖維細絲而形成，所述細絲諸如為芳香族聚酰胺纖維、超高分子量聚乙烯纖維、多芳基化合物纖維、PBO纖維或碳纖維。在本專利技術中，高強度合成纖維繩通過使用合成纖維細絲而形成,所述細絲中的每一個均具有20g/d (259kg/mm2)或更大的抗張強度。當混合繩上施加了張力時，通過編織多個高強度合成纖維束而成的高強度合成纖維繩稍微(徑向)向內收縮。由于收縮是由均一力導致的，所以高強度合成纖維繩的形狀(即截面為圓形的形狀)可加以維持，以展現出高形狀維持效果。多個側繩股布置在高強度合成纖維繩的外周上。側繩股中的每一個都通過布置多根鋼絲而形成。多個側繩股可以以普通布置方式或郎氏布置(Lang’ s lay)方式布置在高強度合成纖維繩的外周上。舉例而言，根據混合繩所需的直徑來限定形成每一個高強度合成纖維束的高強度合成纖維細絲的數目以及形成高強度合成纖維繩的高強度合成纖維束的數目。高強度合成纖維繩具有較小的重量和彈性系數，且因此具有比相同直徑的鋼絲繩芯(例如IWRC)更高的疲勞強度。也就是說，高強度合成纖維繩較輕、易于彎曲且更不可能由于重復施加張力和彎曲而疲勞。采用此高強度合成纖維繩的混合繩也較輕，且提供了高柔性和耐用性。·大致言之，包括高強度合成纖維繩的纖維繩的抗張強度依據形成纖維繩的纖維束的布置角(相對于繩軸的傾角)而定。纖維束的布置角越小，纖維繩的抗張強度變得越高，而纖維束的布置角越大，纖維繩的抗張強度變得越低。纖維束的布置角與纖維束的布置或編織間距成正比，且與纖維繩的直徑成反比。根據本專利技術的混合繩的特征在于，如果形成在混合繩的中心處的高強度合成纖維繩的高強度合成纖維束的編織間距由“L”表示，且高強度合成纖維繩的直徑由“d”表示，則值L/d等于或大于6. 7。舉例而言，由于高強度合成纖維繩的直徑“d”依據作為最終產物的混合繩的直徑而定，所以值L/d大體由高強度合成纖維束的編織間距“L”調節。高強度合成纖維束的編織間距“L”越長，也就是說，值L/d越大，則高強度合成纖維束的布置角越小，且因而高強度合成纖維繩的抗張強度變得越高。也就是說，以長編織間距“L”編織多個高強度合成纖維束可導致具有高抗張強度的高強度合成纖維繩，且因此導致具有高抗張強度的混合繩，其包括高強度合成纖維繩。經張力測試確認，高強度合成纖維繩通過編織多個高強度合成纖維束而形成，以使得值L/d等于或大于6. 7，從而使其抗張強度等于或大于通過布置多根鋼絲而形成的相同直徑的鋼絲繩(例如IWRC)的抗張強度。根據本專利技術的混合繩具有通過編織多個高強度合成纖維束而形成的高強度合成纖維繩，以使得值L/d等于或大于6. 7，從而使其抗張強度等于或大于相同直徑的傳統鋼絲繩(參見圖7)的抗張強度，且還較輕并提供高柔性和耐用性，如上文所述。經張力測試還確認，如果值L/d等于或大于6. 7，那么高強度合成纖維繩的抗張強度與高強度合成纖維細絲的抗張強度的比值(強度使用效率)為50%或更高。本專利技術可增大高強度合成纖維繩的強度使用效率，并相應地增大混合繩的抗張強度。值L/d越高(即高強度合成纖維束的編織間距“L”越長)，如上文所述，高強度合成纖維繩的抗張強度變得越高，而相反，高強度合成纖維繩的伸長度(斷裂前的伸長)越低。如果混合繩內的高強度合成纖維繩的伸長度比配置在混合繩中最外面的鋼側繩股的伸長度低，那么在混合繩使用期間，僅高強度合成纖維繩會在混合繩內斷裂。為了解決這個問題，高強度合成纖維繩的伸長度優選等于或大于側繩股的伸長度。高強度合成纖維繩的伸長度也視值L/d而定。具有更低的L/d值(即具有更短的編織間距“L”)的高強度合成纖維繩在結構上展現了更高的縱向伸長度，而具有更高的L/d值(即具有更長的編織間距“L”)的高強度合成纖維繩在結構上展現了更低的縱向伸長度。因此，高強度合成纖維繩的伸長度可通過高強度合成纖維束的編織間距“L”調節。值L/d優選限制為等于或小于13。經張力測試確認，如果值L/d等于或小于13，則高強度合成纖維繩展現4%或更大的伸長。在混合繩中使用的鋼側繩股的伸長度大致為3%至4%。如果值L/d如上述那樣為13，那么高強度合成纖維繩展現4%的伸長，大約與側繩股的伸長度相同。如果值L/d小于13，則高強度合成纖維繩的伸長度變得大于側繩股的伸長度。這可減小在混合繩使用期間僅高強度合成纖維繩會在混合繩內斷裂的可能性。應了解，值L/d甚至可更低(例如限制為等于或小于10)，以進一步減小在混合繩使用期間僅高強度合成纖維繩會在混合繩內斷裂的可能性。在一個實施方案中，高強度合成纖維繩進一步包括通過編織多個纖維束而形成的編織套管，每個纖維束都由多個纖維細絲組成，編織套管覆蓋高強度合成纖維繩的外周。編織套管中包含的每個纖維束都通過捆束多個合成纖維(高強度合成纖維或普通合成纖維)或天然纖維細絲而形成。編織套管以截面配置方式形成于高強度合成纖維繩的外周上。當混合繩上施加張力時，編織套管(徑向)向內收縮，從而以均一力擠壓在高強度合成纖維繩的外周上。因此，高強度合成纖維繩的形狀(即截面為圓形的形狀)也可由編織套管加以維持，以防止高強度合成纖維繩的局部變形(形狀損失)，并因而使抗張強度劣化。另外，編織套管可防止高強度合成纖維繩被刮劃或損壞。在另一種實施方案中，高強度合成纖維芯進一步包括覆蓋編織套管的外周的樹脂 層。舉例而言，編織套管的外周因而覆蓋有合成塑料樹脂層。樹脂層可吸收或減小沖擊力(若會施加時)，以進一步防止高強度合成纖維繩被本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：蜂須賀俊次，首藤洋一，古川一平，林在德，金鐘恩，
申請(專利權)人：東京制綱株式會社，高麗制鋼株式會社，
類型：
國別省市：