CN100386477C - 无护套的合成纤维绳索 - Google Patents

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Abstract

使用这种具有多层绞在一起承受负荷的芳族聚酰胺纤维股线(9，10，11)的合成绳索，提出在有浸渍物质和UV稳定剂、短纤维、氧化和还原阻断剂这些添加剂的股线(6)最外层中只涂布一层合成纤维股线(4，5)附加涂层(19)，而不象迄今为止那样涂一层挤压保护合成护套，因此保证了对环境影响对绳索的破坏有可靠的保护作用，以及不改变合成纤维绳(1)对磨损足够的抗性。

Description

无护套的合成纤维绳索
发明领域
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述含一层涂层的合成纤维绳索，优选是芳族聚酰胺合成纤维绳索。
发明背景
在搬运技术上，例如在升降机上，在用于起重机结构中，以及在露天采矿中，绳索，尤其是移动绳索，是机器的重要元件并要经受负重使用。一个特别复杂的方面，是被驱动的绳索的负载，例如用于起重机构造中和悬挂缆车的一些绳索的负载。在这些例子中，需要很长的绳索，从能量考虑要求最小可能的质量或重量。高抗张强度的合成纤维绳索，例如芳族聚酰胺类或简名为阿拉米德类(aramides)的这种纤维具有高度取向的分子链，能比普通钢丝绳更好地满足这些要求。然而，例如芳族聚酰胺的材料对紫外(UV)光非常敏感，环境具有氧化或还原效应，会导致抗断应力和工作能力减小。因为这个原因，芳族聚酰胺绳索通常覆以护套或对光稳定的编制材料。
例如从EP 0672781 A1可以得知这种有护套的合成纤维绳索已经被用来悬挂起重机装置的元件，以便把在起重机起卸口中操纵的起重机机厢的车架连接到平衡物上。为了升降机厢和平衡物，绳索在被驱动马达驱动的牵引滑车轮上运行。驱动力矩通过摩擦传动到任何时刻都在包角的绳索部分。
在那里，为股线层每一单股提供一层无缝的合成材料挤压护套，而不是在整个表面包绕一层护套，合成材料优选是聚亚胺酯或聚酰胺，所有这些起到抵抗绳索磨损的保护作用，并确保在牵引滑车轮上所需的摩擦系数。
在那里，通过在压力下挤压合成材料护套取得合成材料护套和合成纤维股线最外层之间的粘附力，这样在股线之间的所有空隙都被充满，产生了一个大面积粘附的适形(form-fit)。然而，在某些条件下，当绳索负载后出现的横向力能引起合成护套移位或堆积。在绳索中的这些变化是不希望的，因为它们能导致绳索断裂。然而，使用挤压工艺为股线涂布需要在股线和护套之间产生必需的粘附力的护套是较昂贵的。
因为这个原因，本发明的目的是减少生产一种合成纤维绳索的费用，同时确保绳索的高性能不变。
根据本发明，这一目的通过一种在开始提起的那种合成纤维绳索来实现，其具有一种用于绳索的涂层，所述绳索具有粘合的合成纤维的多股承受负荷股线，最外面的所述承受负荷的合成纤维股线捻在绳索芯上，所述绳索芯由在各层中捻在一起的承受负荷的合成纤维股线组成，所述涂层至少环绕股线最外层的所述承受负荷的合成纤维股线，其特征在于：所述涂层是由液体制成，所述液体含UV稳定剂和添加剂的混合物，起到抗磨损和抗破坏绳索的环境影响的作用。
附图的简要说明
图1是根据本发明一种实施方案的由16股股线构成的绳索1的横截面图。
发明内容
由申请人所作的大量实验已经表明，可以通过只在股线最外层的合成纤维绳索涂布含UV稳定剂和其它添加剂的液体，起到抗磨损和环境影响对绳索的破坏的作用，来实现持续确保抗UV的可靠保护作用和绳索对磨损的足够抗性，而不象至今这样采用的一层挤压保护护套。本发明产生的优点包括涂层与股线最外层的合成纤维股线有一个持久的粘合，因为涂层材料和粘合股线合成纤维的基质材料相同。通过简单混合合适的添加剂能够容易地把功能性扩展到纤维绳的整个使用期。根据本发明的涂层不形成堆积，也不在合成纤维股线上移位。进行涂层的加工很大程度上对工具和设备不需额外的费用，并且简单和成本低。以大批生产的常规合成纤维股线为出发点，只需将纤维股线最外层的合成纤维股线牵经一个浸渍槽而形成本发明的涂层，该浸渍槽可以是任何样子的。涂层的厚度能通过合成纤维股线在浸渍槽中所用的时间来调节。另外，涂层工艺能无限数次地重复。
通过添加含如芳族聚酰胺的短纤维到浸渍槽中就得到一个特别抗磨损的涂层的优选方案。
根据另一个优选方案，本发明提供了一种合成绳索涂层，其特征在于所述液体是由用来粘合合成纤维的浸渍物质组成。
根据更优选的一个方案，本发明提供了一种合成绳索涂层，其特征在于浸渍物质含短纤维以提供抗磨损的保护作用。
根据更优选的另一个方案，本发明提供了一种合成绳索涂层，其特征在于浸渍物质含氧化和还原阻断剂。
根据更优选的再一个方案，本发明提供了一种合成绳索涂层，其特征在于浸渍物质由聚亚胺酯溶液组成。
根据更优选的再一个方案，本发明提供了一种合成绳索涂层，其特征在于涂层厚度(11)在0.1到1毫米。
根据更优选的再一个方案，本发明提供了一种合成绳索涂层，其特征在于所述合成纤维是聚酰胺纤维。
本发明的另一个方面提供了一种用于绳索的涂层的制备方法，所述绳索是具有粘合的合成纤维的合成绳索，所述方法包括，
将所述合成纤维通过浸渍物质粘合到承受负荷的多股合成纤维股线上，
将所述承受负荷的合成纤维股线捻在绳索芯上，所述绳索芯由在各层中捻在一起的承受负荷的合成纤维股线组成，
使涂层至少环绕股线最外层的承受负荷的合成纤维股线上，
其特征在于：
通过用浸渍物质浸渍涂布所述股线最外层的所述合成纤维股线，所述浸渍物质含添加剂，所述添加剂起到抗磨损和抗破坏绳索的环境影响的作用。
根据一种优选的方案，本发明的制备方法的特征在于跟随第一步浸渍，短股线被涂布到股线最外层的合成纤维股线上，然后通过用浸渍物质再次浸渍合成纤维股线使之被涂布。
根据另外一种优选方案，本发明的制备方法中，所述的合成纤维是聚酰胺纤维。
本发明的再一个方面提供了一种升降装置，其特征在于包括前面所述的具有所述涂层的合成绳索。
本发明的其它有利的实施方案在另外的从属权利要求书中叙述。
优选实施方案的详细描述
通过参照一个表示由16股股线构成的绳索1的横截面的附图在下面描述本发明的一个有液态浸渍物质的优选的示范性的方案。一条中心股2的周围捻有五条螺旋形地相同的股线3，五条较粗的股线4和五条较细的股线5交替与股线3平行捻在一起以形成最外层6(也称为覆盖层)。绳索1所示的用来承受负荷的股线2、4、5是扭转的或由单束芳族聚酰胺纤维7捻成。
股线2、3、4和5基本上是由芳族聚酰胺线8构成，该聚酰胺线8螺旋状粘合在聚亚胺酯基质中。为了捻转或扭转，芳族聚酰胺线8用一种保护性的浸渍物质处理，例如聚亚胺酯溶液。在2、4、5每股的聚亚胺酯的比率是由在绳索1反向弯曲应力下的疲劳强度共同决定的。聚亚胺酯的比率越高，反向弯曲性能越好。当聚亚胺酯的比率增加时，整个绳索1的填充因子就降低，绳索1承受负荷的能力和拉伸行为就随之降低。用来浸渍股线2、4、5的聚亚胺酯的比率取决于所需绳索的特性，可以在如百分之十到六十之间。
作为实施例，在举例说明的方案中，将7根芳族聚酰胺线8接合在一起，并通过浸渍粘合成细丝7。通过这种方法，在每根细丝7周围浸渍形成一薄层保护层9。七根细丝7螺旋形捻在一起形成一条股线2、3、4、5。在实际情况中，细丝7没有在图中所示的环状外形，而是适应临近细丝和股线的表面。在这一方面，在实施例中使用的所有股线2、3、4、5的结构原则上是相同的，但每米扭转的数目可以在多层股线之间和有多种直径的股线之间变化。
根据本发明，在最外层6中捻转的每根粗股线4和细股线5被一层浸渍物质的涂层10(作为附加保护层)包绕。在一个牵过(draw-through)工艺中通过在一槽浸渍物质给它们追加浸渍有利于在粗股线和细股线的表面形成这层保护层。除了聚亚胺酯，浸渍物质也含作为添加剂的UV稳定剂，优选的是硅晶体，和氧化还原阻断剂。添加短纤维，优选是芳族聚酰胺纤维，可提供给涂层10改善的磨损抗性。
这里，围绕单根股线4、5的涂层10的厚度11是0.2毫米；然而，根据本发明，依据所需要的保护效果可以在0.1到1毫米的范围之间选择。涂层10起到抗最外层6中粗股线4和细股线5之间磨损的保护作用，并与最外层6所有的股线4、5粘合在一起形成绳索1的涂层，该绳索1非常有效，生产成本低。因此，可以省去合成纤维材料附加的绳索护套。根据本发明，涂布有保护涂层10的股线4、5可以预先生产作为半成品，然后使用常规的制绳机械进一步按所需要的那样处理，显著降低了芳族聚酰胺纤维绳索1的生产费用。
也可以向绳索上涂布有粘合特性的不同液体代替浸渍物质。
除了单纯作为悬挂绳索使用外，该绳索还可以用在用来搬运材料广泛的装备中、例如起重机中、在矿井中的升降装置中、建筑起重机中、室内起重机中、船舶起重机中、空中缆道中、和运送滑雪者的索道中，以及在升降机上的牵引工具。驱动可用在牵引滑车槽轮或Koepe滑轮上的摩擦力，或者由缠绕在转鼓上的绳索进行。这种牵引绳索可以理解为一种移动的被驱动的绳索，有时还可指为一种牵引或悬吊的绳索。

Claims (11)

1.一种用于绳索的涂层，
所述绳索具有粘合的合成纤维(8)的多股承受负荷股线(2、3、4、5)，最外面的所述承受负荷的合成纤维股线(4、5)捻在绳索芯上，所述绳索芯由在各层中捻在一起的承受负荷的合成纤维股线(2、3)组成，
所述涂层(10)至少环绕股线最外层(6)的所述承受负荷的合成纤维股线(4，5)，
其特征在于：
所述涂层(10)是由液体制成，所述液体含UV稳定剂和添加剂的混合物，起到抗磨损和抗破坏绳索的环境影响的作用。
2.根据权利要求1所述的合成绳索涂层，其特征在于液体是由用来粘合合成纤维(8)的浸渍物质组成。
3.根据权利要求2所述的合成绳索涂层，其特征在于浸渍物质含短纤维以提供抗磨损的保护作用。
4.根据权利要求2所述的合成绳索涂层，其特征在于浸渍物质含氧化和还原阻断剂。
5.根据权利要求2所述的合成绳索涂层，其特征在于浸渍物质由聚亚胺酯溶液组成。
6.根据权利要求1所述的合成绳索涂层，其特征在于涂层(10)厚度(11)在0.1到1毫米。
7.根据权利要求1所述的合成绳索涂层，其特征在于所述合成纤维是聚酰胺纤维。
8.一种用于绳索(1)的涂层的制备方法，所述绳索(1)是具有粘合的合成纤维(8)的合成绳索，所述方法包括，
将所述合成纤维通过浸渍物质粘合到承受负荷的合成纤维股线(2、3、4、5)上，
将所述承受负荷的合成纤维股线(4，5)捻在绳索芯上，所述绳索芯由在各层中捻在一起的承受负荷的合成纤维股线(2、3)组成，
使涂层(10)至少环绕股线最外层(6)的承受负荷的合成纤维股线(4，5)上，
其特征在于：
通过用浸渍物质浸渍涂布所述股线最外层(6)的所述合成纤维股线(4，5)，所述浸渍物质含添加剂，所述添加剂起到抗磨损和抗破坏绳索的环境影响的作用。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于跟随第一步浸渍，短股线被涂布到股线最外层(6)的合成纤维股线(4，5)上，然后通过用浸渍物质再次浸渍合成纤维股线(4，5)使之被涂布。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其中所述的合成纤维是聚酰胺纤维。
11.升降装置，其特征在于包括一种合成绳索，所述合成绳索具有权利要求1至7任何一项所述的涂层。
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