CN101641532B - 包含多个互连链环的链条 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适于系泊船舶，捆绑公路、铁路、水运以及空中运输的货物，或者适于运输、起重、悬挂或提升应用的链条，所述链条包含多个互连链环。更具体地，本发明涉及一种适于上述用途包含多个互连链环的链条，至少部分链环包含聚烯烃纤维，具体包含超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维。本发明还涉及一种提高上述链条强度的方法。

Description

包含多个互连链环的链条
本发明涉及一种适于系泊船舶，捆绑公路、铁路、水运以及航空运输中的货物，或者适于运输、起重、悬挂或提升应用的链条，所述链条包含多个互连链环。更具体地，本发明涉及一种适于上述用途包含多个互连链环的链条，至少一部分链环包含聚合物纤维。本发明还涉及一种提高上述链条强度的方法。
希望链条能够在所有类型的境况和环境条件下长时间传力，而该链条并未受到任何诸如断裂、起毛、损害等方式的影响。其它要求也很重要。在上述的操作中使用时，链条主要遭受磨损和撕裂情况，这些情况可能会导致链条大量磨损。因此链条应当耐用。对于空中运输来说，链条不仅应当坚固耐用，同时还应尽可能的轻，从而避免过度增加飞机的载荷。链条还应具有较低的突然失效的风险。这在确保空运货物过程中很重要，因为在空运过程中突然松开重型货物可能会造成巨大灾难。
由美国专利4,779,411已知包含多个互连链环的链条，至少部分链环包含聚合多丝纱线。所公开的链条包含由芳族聚酰胺(芳纶)多丝纱线构成、具有纺织外部织物外鞘的链环。尽管美国专利4,779,411的链条性能相当好，但是使用寿命有限，特别在动态负载条件下有限。
本发明的目的在于提供一种适于系泊船舶，捆绑公路、铁路、水运以及空中运输的货物，或者适于运输、起重、悬挂或提升应用的链条，所述链条包含多个互连链环，该链条能够极好地传力并且与现有技术相比具有改良的耐久性。
根据本发明的目的通过如下链条实现，所述链条包括多个互连链环，其中至少部分链环包含聚烯烃多丝纱线。
链条中，力通过互连结由一个链环传递到另一链环，各链环在互连结处局部交互接触。在接触点上，链环高度受力(主要是压缩应力)，因而容易导致局部损耗或者甚至链环断裂。令人惊讶地，将聚烯烃多丝纱线用在链条的链环中，具体将超高分子量聚乙烯多丝纱线用在链条中时，链条的使用寿命与现有技术相比特别在动态负载条件下被改善了。
由美国专利申请2006/0259076已知具有链条状结构的缝合线，其包含至少两个由
Figure G2007800522974D00021
(DSM)超高分子量长链聚乙烯(UHMWPE)多丝纱线形成的圈环(loop)。然而，该申请中公开的缝合线过细而且太不牢固(即静态强度非常低)不适于诸如系泊船舶，捆绑公路、铁路、水运以及空中运输的货物，或者运输、起重、悬挂或提升应用之类的重载应用。此外，所引用的美国申请并未提及本发明所涉及的重载应用。而且，对缝合线静态强度的要求与对被设计用于上述重型应用的链条的要求完全不同。所引用的美国申请中并未公开对重载应用的要求。
根据本发明的链条具有意料不到高的强度和耐久性并且耐损伤。根据本发明的链条与现有技术相比还具有改善的强度保持性。当链条在可变条件下传力时，由局部生热产生的疲劳和摩擦可能也变得很重要。尽管聚烯烃多丝纱线至少与例如金属相比通常具有有限的耐温性，但在本发明的链条中令人惊讶地不会出现上述作用，至少不会达到妨害性能的程度。
优选地，本发明链条的静态强度为至少1kN，更优选为至少5kN，甚至更优选为至少10kN，还要甚至更优选为至少30kN，还要甚至更优选为至少50kN，还要甚至更优选为至少100kN，还要甚至更优选为至少1000kN，还要甚至更优选为至少10000kN，还要甚至更优选为至少50000kN，还要甚至更优选为至少100000kN，还要甚至更优选为至少150000kN，还要甚至更优选为至少500000kN，最优选为至少106KN。
静态强度在本文中被理解为当链条经受静态负载时该链条的强度。
聚烯烃多丝纱线被用在本发明的链条中。这些多丝纱线本身是已知的，其可以是长度尺寸超过宽度和厚度的横向尺寸的细长体。细长体可以具有规则的或不规则的横截面。优选地，用在链条中的聚烯烃多丝纱线具有至少1.2GPa、更优选至少2GPa、甚至更优选至少3GPa、还要甚至更优选至少3.5GPa、还要甚至更优选至少4GPa、最优选至少5GPa的拉伸强度并且具有至少40GPa、更优选至少60GPa、最优选至少80GPa的拉伸模量。
聚乙烯和聚丙烯的均聚物和共聚物是特别适于制造聚烯烃多丝纱线的聚烯烃。聚烯烃可以包含少量的一种或多种其它聚合物，具体为其它烯烃-1-聚合物。特别优选的聚烯烃包括UHMWPE，其具有至少400000g/mol的重均分子量。优选地，UHMWPE中，每300个碳原子上具有一个以下侧链，更优选每100个碳原子上具有一个以下侧链。用在本发明的链条中的UHMWPE多丝纱线还可以包含少量(通常小于5重量％，优选小于3重量％)的常用添加剂，例如，抗氧化剂、热稳定剂、着色剂、流动促进剂等。
优选使用包含通过凝胶纺丝工艺制成的UHMWPE细丝的UHMWPE多丝纱线。适当的凝胶纺丝工艺在例如GB-A-2042414、GB-A-2051667、EP 0205960A和WO 01/73173A1以及在“Advanced Fibre SpinningTechnology”，T.Nakajima编辑，Woodhead出版有限公司(1994)，ISBN1855731827中有描述。简言之，凝胶纺丝工艺包括：制备高特性粘度的UHMWPE在溶剂中的溶液；在高于溶解温度的温度下将该溶液纺成细丝；将细丝冷却至凝胶温度以下；然后在至少部分除去溶剂之前、期间和/或之后拉伸所述细丝。
优选的聚烯烃多丝纱线包括UHMWPE的多丝纱线，所述UHMWPE的特性粘度(在135℃下十氢化萘中测定)优选介于5dl/g和40dl/g之间，纱线纤度为至少50旦尼尔，其中所述纱线具有至少2.5N/tex、更优选至少3.0N/tex、甚至更优选至少3.2N/tex、甚至更优选至少3.4N/tex的拉伸强度。更优选地，纱线纤度为至少100旦尼尔，甚至更优选为至少1000旦尼尔，还要甚至更优选为至少2000旦尼尔，还要甚至更优选为至少3000旦尼尔，还要甚至更优选为至少5000旦尼尔，还要甚至更优选为至少7000旦尼尔，最优选为至少10000旦尼尔。优选地，聚烯烃(更具体UHMWPE)多丝纱线形成的链条链环具有至少1×10n dtex的总纤度，其中，n是优选至少3、更优选至少4、甚至更优选至少5、还要甚至更优选至少6、还要甚至更优选至少7、还要甚至更优选至少8、最优选至少9的整数。如果需要，UHMWPE多丝纱线可以包含两种或多种聚乙烯(例如特性粘度不同、分子量分布不同和/或共聚单体或侧链类型和数目不同的聚乙烯)的混合物。特性粘度根据PTC-179(Hercules Inc.Rev.，1982年4月29日)测定，溶解时间为16小时，采用用量为2g/l溶液的DBPC作为抗氧剂；将不同浓度下的粘度外推至零浓度的粘度。UHMWPE多丝纱线的拉伸强度(或抗断强度)根据ASTM D885M测定。
在链条链环中的使用聚烯烃多丝纱线(具体使用UHMWPE多丝纱线)具有如下额外优点：静态链条强度出乎意料的高。与现有技术相比，对疲劳载荷的耐久性和/或在潮湿条件下的强度也被改善了。潮湿条件指其中的湿度平均高于50％、更优选高于80％、最优选高于99％的环境。疲劳载荷在本文中被理解为动态载荷条件。
本发明的链条进一步有利地用在例如海运应用中，其中链条与水直接接触。
根据本发明的链条具有低比重，这使得其特别适于用在轻质很重要的应用中。此外，其耐环境性也很好，特别地耐酸性很好。其它的优点包括：柔软、低噪声、无腐蚀特性、易于操作以及易于展开。该链条基本上不导电和/或不导热，相对没有磁性，而且具有相对低的介电常数。还具有较低的雷达、红外信号，这使得对于例如军事应用而言很有利。
根据本发明链条的另一优选实施方式具有如下特征：至少部分链环包含玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、芳族聚酰胺纤维、聚(对-亚苯基-2，6-苯并异噁唑)(PBO)纤维、M5纤维和/或聚(四氟乙烯)(PTFE)纤维。术语“纤维”包括但不限于细丝、多丝纱线、带、条、线、短切纤维纱线以及其它具有规则或不规则横截面的细长体。根据另一优选实施方式，至少部分的链条链环由上述纤维组成。上述链条中，沿着链条的长度可以具有不同的性质。例如，链条的一部分可以具有对承受动态载荷条件有利的机械性能，而其它部分可以具有对承受静态载荷条件有利的机械性能。另一种可能性是：链条的一部分可由比水轻的材料制成(这些部分通常包含聚烯烃多丝纱线)，而其它部分可由比水重的材料制成。一些链环也可以包含上述纤维和聚烯烃多丝纱线的组合，例如包含混杂纱线的形式。更优选地，至少部分链环包含至少51体积％、甚至更优选至少75体积％、甚至更优选至少90体积％、最优选至少95体积％的UHMWPE多丝纱线。特别优选的链条具有如下特征：所有链环都由UHMWPE多丝纱线组成。
使用聚烯烃多丝纱线(更具体UHMWPE多丝纱线)的进一步优点在于：得到的链条与已知基于金属或基于其它聚合纤维(诸如芳族聚酰胺纤维)的链条相比更可靠。
多丝纱线或纤维可以具有本领域已知的任何结构，并且/或者可以以本领域已知的任何纺织结构组合。例如可以使链条链环为纤维束或纱线的环状圈环形式，其中所述纤维束或纱线彼此之间或多或少平行延伸。特别优选的链条具有包含至少部分熔合的聚烯烃多丝纱线的链环。包含至少部分熔合的聚烯烃多丝纱线的链环可以以环形物、圈环、环形吊索等形式存在于链条中，优选还包含用于保护和/或载荷分配的外壳。包含至少部分熔合的聚烯烃多丝纱线的链环可以通过如下制造：使聚烯烃多丝纱线围绕一对轮子缠绕从而形成圈环；将所述多丝纱线加热至低于所述多丝纱线的熔点的温度，在该温度下细丝至少部分熔合；然后在旋转轮子的同时通过增加轮子间的距离拉伸圈环。通过增加轮子间的距离，细线被拉伸。含有上述链环的链条强度很高，此外还将负载在链环之间特别好地分配。
特别优选的链条具有如下特征：链环包含聚烯烃多丝纱线的条带。“条带”在本文指厚度远小于其宽度的柔性细长体。这种条带易于通过如下制成：将多丝纱线纺织或针织成本领域已知的任何结构，诸如平纹和/或斜纹纺织结构。所述条带优选具有n层带状织物结构，其中n优选为至少4，更优选为3，最优选为2。为了调节条带的机械性能(更具体为断裂伸长率)，其可被制成具有不同的致密因子(tightness factor)。优选的致密因子使条带具有至多6％、更优选至多4％的断裂伸长率。紧密因子在本文中被定义为，平行于条带的纵向方向延伸的纱线数与单位长度的纱线纤度的乘积。条带的宽度可以在宽范围内变化，其中优选的宽度为至少1.0cm，更优选为至少2.0cm，更优选为至多30cm，最优选为至多25cm。优选对条带的厚度进行选择，使得宽度与厚度的比值为至少5∶1，更优选为至少10∶1，并且宽度与厚度的比值为至多40∶1，甚至更优选为至多20∶1。通过限制条带的宽度厚度比值，使链条的链环更易连接附接装置，例如吊钩。
在本发明的另一优选实施方式中，链条的链环包括环状绳索或带，通常被称为绳吊索或带吊索。环形吊索的优点在于，可以采用简单已知的结、索结或弯接头使环形吊索彼此连接或者使环形吊索与具有扣眼的装置连接，并且还表现出较高的结强度保持性。上述结例如为牛索结，也被称为捆包吊索结、环索结或标签结(tag knot)。上述结可以通过如下形成：使吊索的一个环端通过扣眼或网眼；然后使该环端通过由吊索的另一端(也被称为尾端)形成的开孔；接着拉第一端使结变紧。本领域普通技术人员可以容易地选择其它合适的结，例如所谓的双环结、Kellig结或Prusik和Klemheist结。这些结和其它结及其制法可以在“Handbook ofknots”(Dorling Kindersley Book，伦敦1998；ISBN 0751305367)以及在“The Ashley book of knots”(Faber and Faber Ltd，伦敦1990；ISBN057109659x)中找到。
绳吊索或带吊索可以通过已知方法制造，例如通过缝纫、打结、捻接或熔结端对端连接一定长度的绳索或者带状织物。对于绳索而言，优选地，端对端连接部的厚度不到绳索厚度的两倍，因为这改善了柔性并且易于连接到装配件上。在一个实施方式中，吊索通过将纺织条带的两端缝合到一起而制成。在另一实施方式中，编织的或加捻绳索的末端通过捻接连接。吊索在本申请中被理解为包括双环、双眼或三眼。上述结构是本领域普通技术人员已知的，例如可以通过如下制成：在绳索每一端捻接成环；或者例如通过缝合优选在吊索的中间部分制成一个或多个连接部。优选地，采用带或织物包覆和/或覆盖吊索从而保护纤维并且/或者进一步增强其耐磨性。吊索还可包含由多圈缠绕的多根多丝纱线(优选基本上平行的多丝纱线)形成的核以及护鞘(例如纺织的编制的管状织物)和/或由聚酯、(芳族)聚酰胺、聚烯烃多丝纱线或其混合物制成的外鞘。本发明链条的另一优点在于，为了获得所需性能不需护鞘。
优选地，链条中的至少部分链环包括与适当树脂组合的多丝纱线。可以使用任何能够与多丝纱线形成复合物的树脂，但硅酮树脂和沥青是优选的树脂。当拉伸这个实施方式的链条时，该链条具有以较低程度变形的链环。当例如吊钩的物件必须附接到链条上时，尤其在链条在负荷情况下，这是有利的。该树脂还会在例如动态载荷条件下为防止损伤发展提供进一步的保护。
链条结构可以是本领域已知的任何结构。根据本发明链条的优选实施方式具有如下特征：链条的链环包括互连的环状圈环。上述链条易于根据用途进行设计。例如，可以通过添加或删减圈环容易地调节链条的长度。添加圈环例如通过如下实施：将若干圈缠绕的纤维穿过现有的圈环，然后优选通过缝合获得新制成的圈环。侧链条也可以容易地以类似方式添加到(主)链条上。根据本发明链条的这个实施方式还具有改善的强度，因为圈环是环状的因而不会具有许多切口端。
环状圈环还可以通过本领域已知的所有方式互连。可用于互连圈环的许多选项至少部分是由于在链环中使用UHMWPE多丝纱线，尤其是因为这些多丝纱线与其他聚合物多丝纱线相比具有改善的载荷分配能力。优选地，互连环状圈环通过结互连。这基本上不会影响链条性能，并且是一种互连圈环的高效方法。另一优选实施方式具有如下特征：互连环状圈环通过管状连接装置互连。这种装置提供了改善的载荷分配能力，并且该装置优选被另一种材料(诸如树脂)填充。
根据本发明的另一优选链条结构包括梯状结构。这种梯状结构易于由例如绳索制成并且会提供改善的强度。此外，上述梯状结构中的链环可变形，并使连接其他部件(例如吊钩形式的固定装置)变得容易。
在另一实施方式中，根据本发明的链条具有如下特征：链环通过连接装置(优选是环形的连接装置)互连。在这个实施方式中，链环优选包含UHMWPE多丝纱线的条带。它们可以通过任何适当的方式附接到连接装置上，但优选通过缝合连接。在优选的实施方式中，环形连接装置可以具有不同的形状，例如圆形、椭圆形、三角形或矩形，而且该环形连接装置可由任何适当的材料(包括金属)制成。
通过应用任何适当的固定方式可以使链条的组件(例如链环和连接装置)彼此固定并且/或者固定到另一个结构上。适当的固定方式包括例如缝合、捻接和粘合剂。优选地，固定方式是缝合，因为它们易于在所需位置以可控方式应用。优选地，采用含有高强度纤维的纱线进行缝合。
在另一实施方式中，固定方式是粘合剂，优选地是在涂敷后可以固化的液体粘合剂。液体粘合剂优选注入到连接装置(诸如施加的结)中，然后固化以固结连接装置。还可以局部加热以使多丝纱线至少部分熔融且熔合到一起从而形成连接。
根据本发明的链条还可以包含将其附接到其他结构(诸如托架)上的装置。在这种情况下，托架附接装配件(诸如双头螺栓)可以连接到链条上。装配件和吊钩通常由金属制成，但是也可以使用工程塑料。在优选的实施方式中，装配件和吊钩由轻质金属(诸如镁)制成。这种质轻且坚固的装配件进一步减轻链条的重量。
本发明还涉及一种增强本发明的链条的机械性能，特别是强度，的方法。
业已发现本发明链条的机械性能(特别是其强度)可以通过如下改善：使用前将链条在聚烯烃的熔融温度以下、更优选在80-120℃之间、最优选在90-110℃之间进行预拉伸。
在该方法的优选实施方式中，将本发明的链条在低于聚烯烃的熔融温度Tm以下的温度下通过施加为链条断裂载荷的至少20％、更优选至少40％、最优选至少60％的静态载荷足够长的时间来进行预拉伸，从而使链条的永久变形介于2和20％之间，更优选介于5和10％之间。永久变形在本文中被理解为链条不再恢复的变形程度。
在该方法的第二优选实施方式中，对本发明的链条加载多个载荷循环。优选地，循环次数在2-25之间、更优选在5-15之间、最优选在8-12之间，其中所施加的最大载荷低于链条断裂载荷的45％，更优选低于链条断裂载荷的35％，最优选低于链条断裂载荷的25％。还可以在载荷循环期间对链条进行卸载。然而在优选的方法中，所施加的最小载荷为至少1％。
在第四个优选实施方式中，如上所述在室温下对链条进行预拉伸。
通过以下附图进一步解释本发明，但本发明并不局限于此。
图1示意性地表示根据本发明的链条的第一实施方式；
图2示意性地表示图1所示实施方式的改进方式；
图3示意性地表示图1的实施方式的另一种两个圈环的改进方式；
图4示意性地表示根据本发明的链条的另一实施方式；
图5示意性地表示图4所示实施方式的细节；和
图6、7和8示意性地表示根据本发明的链条的三个其他实施方式。
参考图1，其中示出了包含多个互连链环10的链条1。链环10包含通过如下制成的互连环状圈环：将第二敞口的圈环顺序地插入已经闭合的第一圈环中，然后例如通过使用纺织工业中的已知技术(诸如缝合)和/或通过粘合剂结合闭合第二个圈环。圈环10是环形吊索，但也可以使用其他纤维结构。链环10之间的连接部20可由部分圈环表面形成，该部分在拉伸链条1的过程中彼此碰撞。这种链条10之间的载荷传递方式导致局部高(压缩)应力。在链环中使用超高分子量聚乙烯多丝纱线使对这些应力抵抗能力改善了。另一个优点在于：链条1可以通过附接更多链环到现有部分上或通过删减链环来容易地调节长度。为链条添加侧链环也非常容易。链环10可以具有任何形状，彼此可以不同并且可以如图1所示沿着不同平面延伸，其中链条10a处于该图的平面中，链条10b垂直于该平面。
图2示出了对图1链条的改进。该实施方式具有互连的环状圈环10，这些圈环通过管状连接装置21互相连接。连接装置21优选具有使得圈环10之间的载荷转移被适当分配的内表面形状。连接装置21可以采用树脂填充，从而在圈环10之间获得更坚硬的连接。这个实施方式进一步的优点在于：圈环10更容易连接吊钩和/或其他圈环等，因为连接装置21起到使圈环10至少在其附近保持开放的作用。
图3示出了链环的另一种优选的变例。此处，互连环状圈环10通过结22(具体通过牛索结)互相连接。尽管图3中仅示出了两个圈环，但通常链条显然具有更多的圈环。
图4和图5示出了根据本发明的链条的另一个优选的实施方式。参考图4，链条1包括梯状结构，其由梯梃(stile)24和梯阶(step)23组成。梯梃24和梯阶23一起限定多个圈环10。梯阶23在圈环10之间形成连接。梯子1可由任何适当的纤维结构制成，所述纤维结构诸如为绳索、带状织物、吊索、纱线等等。图5示出了如何能够由超高分子量聚乙烯绳索连续制成梯梃24和梯阶23的细节。左图示出了在这个具体实施方式中的结构的放大图。不仅梯状链条可由基本上一根绳索制成(这在连接处提供了改善的载荷转移)，而且这个具体实施方式还允许容易地插入额外的附接结构，诸如用于吊钩的扣眼或其他附接装置26。
参考图6，其中示出了根据本发明的链条1的另一实施方式。链条1具有多个超高分子量聚乙烯纤维结构(诸如纱线和/或吊索)形式的圈环10，其通过其他纤维结构(优选也由超高分子量聚乙烯制成)的缠绕部27而互相连接。链条还具有附接到其上的吊钩28和环29。通过条带30(优选也由超高分子量聚乙烯制成)将环29连接到链条的其余部分上。该实施方式表明，链条可以容易地由若干部件构成，从而为使用提供巨大地灵活性。如果需要，若干组件(诸如吊钩28和环29)可由另一种材料(诸如金属)制成。
图7A和7B中示出了链条1的另一个优选的实施方式。图7A为侧视图，图7B为俯视图。链条1由多个环形式的圈环构成。环10通过缠绕若干层超高分子量聚乙烯的纤维结构而形成。示出了三层(a到c)，但可以具有更多层或更少层，这取决于所需的载荷承受能力。环10的各层通过将其结合(例如通过缝合11)而保持在一起。环10通过圈环条带31互相连接，其中圈环条带的相对两侧在至少中心部分32上结合。结合可以通过缝合33进行，但也可以使用其他结合方式。如果需要，例如当需要更柔软的链条时可以省略缝合33。
最后，图8示出了根据本发明的链条1的另一个实施方式。该链条1由U型纤维结构10构成，这些U型纤维结构形成该链条的链环。每个结构由若干层由超高分子量聚乙烯的纤维结构构成的层组成。示出了三层(a到c)，但可以具有更多层或更少层，这取决于所需的载荷承受能力。在示出了两层(d、e)的变例中，U型链环10组装并附接到两个梯梃34上，梯梃34也由若干层由超高分子量聚乙烯的纤维结构构成的层而构成。链环10和梯梃34例如通过缝合彼此结合。在图8中，仅仅示出了对于一个链环的缝合35。
现在通过如下实施例和对比例进一步阐述本发明。进行测试从而比较本发明和根据美国专利4,779,411的现有技术(基于芳纶的链条)。第一系列的测试包括：纱线的拉伸测试以及由这些纱线制成的链条的拉伸测试。第二系列的测试包括在干燥和潮湿条件下对链条实施磨损测试。
采用Zwick 1484万能测试机在约21℃的温度下以及100mm/min的速度下对干样品进行拉伸测试。采用标准纤维夹具对纱线样品进行测试；采用D-钩环对链条样品进行测试。
在绳索、线缆工业中使用的辐轮磨损测试仪Static Abrasion Test上进行磨损测试。样品与旋转体(辐轮，直径0.15m)接触，旋转体包含20根直径为15mm的与旋转体的旋转轴平行的杆。该样品通常被加载断裂载荷的分数量的载荷。该测试可以在干燥或潮湿下进行，在后种情形下需要向与辐轮接触的样品各部分不断加水。轮子的速度为2转/秒，链条样品上的载荷为断裂强度的6％。记录直至失效的循环次数。
实施例I
测定得自DSM Dyneema B.V.，the Netherlands的具有1760dtex(＝10000米重1760g)的
Figure G2007800522974D00111
SK75纱线的断裂载荷和韧度。拉伸测试如上进行。结果汇总在表1中。
实施例II
测定由DSM Dyneema B.V.，the Netherlands的SK75纱线制成的链条的的断裂载荷和抗断强度。该链条具有4个由16根1760dtex的
Figure G2007800522974D00113
SK75纱线制成的接合圈环。通过空气捻接(air-splicing)连接样品链条。拉伸测试如上进行。结果汇总在表1中。
对比例A
测定得自Tejin Twaron，B.V.，the Netherlands的具有1580dtex(＝10000米重1580g)的
Figure G2007800522974D00121
2000纱线的断裂载荷和抗断强度。拉伸测试如上进行。结果汇总在表1中。
对比例B
测定由Tejin Twaron，B.V.，the Netherlands的
Figure G2007800522974D00122
2000纱线制成的链条的的断裂载荷和抗断强度。该链条具有4个由20根1580dtex的
Figure G2007800522974D00123
2000纱线制成的接合圈环。通过空气捻接连接样品链条。拉伸测试如上进行。结果汇总在表1中。
表1：纱线和链条的拉伸测试结果
  样品   重量(dtex)  断裂载荷(N)   抗断强度(cN/dtex)   应变(％)
  实施例I   1760  606   34.3   3.6
  对比例A   1580  309   19.6   2.7
  实施例II   56400  2835   5.03   3.2
  对比例B   63200  2364   3.8   2.6
实施例III
测试由DSM Dyneema B.V.的
Figure G2007800522974D00124
SK75纱线制成的干链条直至失效的循环次数。测试三个链条。该链条具有4个由16根1760dtex的SK75纱线制成的接合圈环。通过空气捻接连接样品链条。磨损测试如上进行。结果汇总在表2中。
实施例IV
测试由DSM Dyneema B.V.的
Figure G2007800522974D00126
SK75纱线制成的湿链条直至失效的循环次数。测试三个链条。该链条具有4个由16根1760dtex的
Figure G2007800522974D00127
SK75纱线制成的接合圈环。通过空气捻接连接样品链条。磨损测试如上进行。结果汇总在表2中。
对比例C
测试由Tejin Twaron，B.V.，the Netherlands的具有1580dtex(＝10000米重1580g)的
Figure G2007800522974D00131
2000纱线制成的干链条直至失效的循环次数。测试三个链条。该链条具有4个由20根1580dtex的
Figure G2007800522974D00132
2000纱线制成的接合圈环。通过空气捻接连接样品链条。磨损测试如上进行。结果汇总在表2中。
对比例D
测试由Tejin Twaron，B.V.，the Netherlands的具有1580dtex(＝10000米重1580g)的
Figure G2007800522974D00133
2000纱线制成的湿链条直至失效的循环次数。测试三个链条。该链条具有4个由20根1580dtex的
Figure G2007800522974D00134
2000纱线制成的接合圈环。通过空气捻接连接样品链条。磨损测试如上进行。结果汇总在表2中。
表2：链条的磨损测试结果
 样品   #1   #2   #3   平均
 实施例III   642   631   651   641
 对比例C   70   74   91   78
 实施例IV   2228   2091   2726   2348
 对比例D   105   127   104   112
实施例V至VIII
最后，利用由DSM High Performance Fibers B.V的
Figure G2007800522974D00135
SK751760dtex纱线制成的条带制成链条。该条带具有238000dtex(实施例V)的线重量。由这种条带制成具有图7结构的若干链条。链条由环组成，该环由4卷上述条带形成并缝合到一起。在实例VI的链条中，所制成的环具有圆环形形状。实施例VII的链条具有制成矩形形状的环。在将各环缝合在一起之前，对环施加预张紧力。最后，实施例VIII的链条与实施例VII的环相同，但该链条在100℃的温度下热定型，从而施加5％的永久应变。拉伸测试如上所示。结果汇总在表3中。
表3：链条的拉伸测试结果
  样品   重量(dtex)  断裂载荷(N×1000)   抗断强度(cN/dtex)
  实施例V   238  42   17.6
  实施例VI   1900  105   5.5
  实施例VII   1900  115   6.1
  实施例VIII   1800  130   7.2
由上述拉伸测试结果可以得到如下结论：在重量相同的基础上，基于超高分子量聚乙烯纤维的链条比基于芳族聚酰胺纤维的链条(根据美国专利4,779,411)相比强度高至少约33％。由表1可以认识到：基于超高分子量聚乙烯纤维的链条(实施例II)具有5.0cN/dtex的抗断强度，而基于芳族聚酰胺纤维的链条(对比例B)仅具有3.8cN/dtex的抗断强度。
由上述磨损测试结果可以得到如下结论：基于超高分子量聚乙烯纤维的链条比基于芳族聚酰胺纤维的链条(根据美国专利4,779,411)相比在动态载荷条件下具有明显改善的使用寿命。由表2可以认识到，基于超高分子量聚乙烯纤维的链条(实施例III)的直至失效的循环次数为641，而基于芳族聚酰胺纤维的链条(对比例C)的直至失效的循环次数仅为78(缩短约8倍)。对于潮湿条件而言，基于超高分子量聚乙烯纤维的链条(实施例IV)的直至失效的循环次数为2348，而基于芳族聚酰胺纤维的链条(对比例D)的直至失效的循环次数仅为112(缩短约20倍)。

Claims (15)

1.一种适于系泊船舶，捆绑公路、铁路、水运以及空中运输的货物，并适于运输、起重、悬挂或提升应用的链条，所述链条包含多个互连链环，其特征在于，至少部分链环包含聚烯烃多丝纱线，并且所述聚烯烃是超高分子量聚乙烯。
2.如权利要求1所述的链条，其特征在于，所述链条具有至少1kN的静态强度。
3.如权利要求1或2所述的链条，其特征在于，所述聚烯烃多丝纱线具有至少1.9N/tex的抗断强度。
4.如权利要求1或2所述的链条，其特征在于，至少部分所述链环包含外套。
5.如权利要求1或2所述的链条，其特征在于，至少部分所述链环包含玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、芳族聚酰胺纤维、聚对-亚苯基-2，6-苯并异噁唑(PBO)纤维、M5纤维和/或聚四氟乙烯(PTFE)纤维。
6.如权利要求1或2所述的链条，其特征在于，所述链环包含至少部分熔合的聚烯烃细丝和/或短切纤维。
7.如权利要求1或2所述的链条，其特征在于，所述链环包含聚烯烃多丝纱线的条带。
8.如权利要求1或2所述的链条，其特征在于，所述链条的所述互连链环包含互连的环状圈环。
9.如权利要求8所述的链条，其特征在于，所述互连的环状圈环通过结互相连接。
10.如权利要求8所述的链条，其特征在于，所述互连的环状圈环通过管状连接装置互相连接。
11.如权利要求1或2所述的链条，其特征在于，所述链条包括梯状结构。
12.如权利要求1或2所述的链条，其特征在于，所述链条通过环形连接装置互相连接。
13.一种通过如下增强权利要求1-12中任意一项所述链条的强度的方法：将所述链条在使用前在低于所述聚烯烃熔融温度的温度下预拉伸。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述链条被加载为链条断裂载荷的至少20％的静态载荷足够长的时间，从而使所述链条获得介于2％和20％之间的永久变形。
15.如权利要求13所述的方法，其中，对所述链条加载循环次数为2-25之间的载荷循环，其中所施加的最大载荷低于链条断裂载荷的45％。
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