CN102834244B

CN102834244B - 连接嵌入热塑性材料内的钢丝帘线带的接头

Info

Publication number: CN102834244B
Application number: CN201180017177.7A
Authority: CN
Inventors: A·德斯梅特
Original assignee: Bekaert NV SA
Current assignee: Bekaert Advanced Cords Aalter NV
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2011-03-28
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2031-03-28
Also published as: EP2552673A1; EP2552673B1; US9151356B2; BR112012024735B1; DK2552673T3; CN102834244A; WO2011120891A1; US20130011184A1; BR112012024735A2

Abstract

公开了连接含钢丝帘线的热塑性条带的接头。在该接头中，使用接头聚合物，它是共聚物和基础聚合物的混合物，其中该共聚物是为了使得能粘合到钢丝帘线上而官能化的接枝共聚物，嵌段共聚物或无规共聚物。本发明的接头尤其是，在基础聚合物内共聚物的用量使得在接头的断裂试验中，一部分钢丝帘线在该试验中断裂，而其余帘线从聚合物中拔出，且没有断裂。令人惊奇地，与其中添加太大量共聚物的接头相比，具有这一故障行为的接头导致较好的总接头强度。当添加太大量的共聚物时，所有钢丝帘线在试验中断裂，这会足够奇怪地导致接头较低的总强度。

Description

连接嵌入热塑性材料内的钢丝帘线带的接头

技术领域

本发明涉及连接钢丝帘线增强的皮带(belt)或条带(strip)的含热塑性聚合物的接头或接口。

背景技术

使用钢丝帘线增强的皮带可能首先被引入以增强传送带。合适的皮带基本上由嵌入橡胶基体内的一组钢丝帘线组成。钢丝帘线传输带在惰轮上运转且在接收和释放站之间拉紧以供传输材料。显然，增强传输带的钢丝帘线的尺寸相对大，直径为2-14mm，因为作用力大。在该领域(spectrum)的另一端，出现了用非常细的钢丝帘线增强的精确计时的皮带，它由直径为40微米-150微米的钢丝组装，但现在嵌入在热塑性聚合物而不是橡胶内。

最近，钢丝帘线因增强在相对静态的应用中使用的条带，例如增强管道或软管重新享有大家的关注。参见例如FR 2 914 040,EP 1 760380,WO 2002/0909812。但使用挠性条带可能甚至更加多样化，因为它也可用作翻新材料修复受损的混凝土结构或者保护系船索避免切割。

尽管在技术意义上措辞“皮带”主要用于其中运动或动力(power)转移的动态情形中，措辞“条带”似乎更多地用于静态意义上，以便在没有运动的情况下，转移力。下文中仅仅使用措辞“条带”，但对于本申请的目的来说，它应当显然通常还指代“皮带”。

总是需要连接条带的末端到彼此上，以便使之无接头，或者需要连接数个单个的条带在一起，以制造非常长的条带。这一连接成为“接口”或“接头”，对于本申请的目的来说，它们被视为是同义的。理想的接头在条带中不应当明显。接头因此必须具有：

(A)作为条带，相等的断裂强度；

(B)作为条带本身，拉伸以及弯曲时相等的劲度；

(C)作为条带，相等的尺寸(没有较厚的部分)；

(D)作为条带，显示出相等的动态疲劳；

(E)应当相对容易地在场地上实施。

原则上，当接头的长度没有限制时，可制造理想的接头。然而，这不实际。

因此，制造实际的接头总是在以上提及的不同要求(A)-(E)之间折中。一类接头因此可在一个应用中完美地适配，但在另一应用中无法连接另一类条带。下述接合方法是已知的：

通过机械紧固件接合：将一排夹子固定到与其长度方向垂直切割的皮带的边缘上。将连接棒引入到所形成的内部数码化的孔眼中。这种接头用于织物增强类型的条带。它不可能用于具有主要轴向增强的条带(夹子扯下)。当接头像铰链一样时，它的挠性大于条带本身。

交叠接合：交叠条带的末端并硫化或胶合到彼此上。这种接头有时用于制造橡胶轨道无环带(tracks endless)。在接合区域内它具有增加的弯曲劲度，这是因为两个末端的两个帘线平面不一致并形成刚硬的双层。

联锁接合：根据具有彼此适配的凸出和凹陷的图案，在条带所在平面内切割条带的末端(类似于楔形连接)。之后硫化接头或者在一起胶合或者熔融。参见例如WO 2009/040628。

在ISO 15236-4标准中描述了下述接合。

Finger接头是条带末端在其内被切割成匹配的锯齿图案的接头。之后硫化“fingers”到彼此上。它主要用于织物增强的皮带或条带，因此如果存在仅仅纵向取向的钢丝帘线，则不那么合适。

在“交织的分段(stepped)接头中”，来自一个条带的帘线一端在另一条带的帘线之间排列-“交织”-，和随后用橡胶或聚合物覆盖或者胶合在一起。“帘线的一端”被视为在接头内的一部分帘线。其中帘线终止的地方被称为“对接端”。帘线的对接端通常在接头的规则的位置处终止，因此它命名为“分段接头”。“交织的分段接头”因此可定义为一个接头，其中在接头区域内帘线的数量总是大于在条带内的帘线数量。这一条带具有非常良好的静态强度(接头可能比皮带更结实)，但在接头区域内显示出增加的劲度。若条带具有小于约50％的线性包装密度，则可使用分段交织的接头。“线性包装密度(linear packing density)”是指所有帘线的直径之和与条带的总宽度之比。在较大线性包装密度的情况下，一些帘线必须在两个皮带的接头入口处被切割，以便容纳插入的帘线用空间，从而导致强度损失，或者可使得接头区域比条带宽，以便容纳增加数量的帘线。

“平面化的分段接头(plain stepped splice)”可定义为接头，其中在接头内帘线的数量保持等于或小于条带内帘线的数量。换句话说，两个条带中的帘线的对接端彼此毗邻。不同布置的图案是可能的，例如“风琴管接头”(它具有反复的01230123...图案，其中数字表示在接头内一个条带的帘线端的步长(step length))或者“枞树接头”(它具有反复的01232100123210...图案)。就弯曲劲度、轴向劲度和截面来说，这些接头难以从条带本身上区分。然而，与“交织的分段接头”相比，它们显示出较低的强度。

发明人主要关心发现“交织或平面化的阶梯式接头”是良好的接头用于钢丝帘线增强并嵌入热塑性聚合物材料内的条带。尽管存在关于这种接头如何被构造用于橡胶钢丝帘线增强的皮带的大量文献，但很少存在热塑性钢丝帘线增强的条带。对于前者来说，M.Hager和H.von der Wroge在出自Trans Tech Publications出版的"The Best of Bulk Solids Handling 1986-1991"的"Belt Conveyor Technology,I/94"中的"Design of Steel Cord Conveyor Belt Splices"内，可找到全面的综述。

基本上，存在分段接头的两个方面：

存在机械方面，其中接头的布置方案起到重要的作用。确实，通过寻求不同的交织图案(对于“交织的分段接头”)或者邻接排列(在“平坦化的阶梯式接头”中)，可获得接头性能的改进。

另一方面，显然在可想象到的接头种类中，从一个条带的钢丝帘线到其他条带的钢丝帘线之间没有直接的连接。因此，通过介导(mediation)与钢丝帘线接触的聚合物，所有的力必须从一个条带中的帘线转移到其他条带的帘线中。因此，在这一转移中，两个因素将是关键的：钢丝帘线对聚合物的锚定强度以及聚合物的强度。

尽管这两个方面具有高的彼此相互作用，且彼此不可能充分地分离，但这一应用的焦点在第二个化学的方面，和更特别地，在接头中可如何实施最佳的化学粘结。

本发明的布置方案是相同申请人在同一天提交的悬而未决的申请的主题，且从更机械的角度考虑，它涵盖该接头。

发明公开

因此，本发明的一个目的是在两个条带之间提供接头，就重要性降低的顺序-挠性、形状、强度、动态行为和实施容易程度来说，所述接头显示出最佳的接合行为。本发明的第二目的是确定必须在接头区域中确定合适的聚合物。本发明进一步的目的是确定这些聚合物的最佳浓度。

基本上，本发明涉及连接第一条带到第二条带上的接头。该接头包括包埋在条带聚合物基体内的钢丝帘线。

“钢丝帘线”是指任何种类的金属线，其中存在长丝形式的钢，其中还包括仅由一根钢丝组成的钢丝帘线。钢优选是普通碳钢，但本身不排除不锈钢。这种普通碳钢具有以下例举的组成：最小碳含量0.65%，锰含量范围为0.40%-0.70%，硅含量范围为0.15%-0.30%，最大硫含量为0.03%，最大磷含量为0.30%，其中所有百分数为重量百分数。存在仅仅痕量铜，镍和/或铬。碳含量影响长丝可实现的强度，因此为了实现最高可能的强度，优选碳含量为约0.80%碳和以上的钢丝。

优选通过按丝形成长丝，所述按丝工艺是冷成形工艺，其中进一步增加钢的拉伸强度。按照这一方式，常常获得高于2500N/mm²的拉伸强度。当今，常规地生产强度超过3700N/mm²，和甚至高于4000N/mm²的非常细的长丝。然而，就本发明的接头来说，不需要超出这一极限：当可采用甚至更细的长丝获得条带所需要的强度时，力从一个条带转移到另一条带的接触面积也减少。因此，较高强度的长丝使得需要接头更长，以补偿直径的减少。在超过2500N/mm²的强度(这远高于本领域常见的强度)下，所描述的接头仍然很好地起作用。

在许多情况下，用另一种金属或金属合金涂布钢丝。然而，这不是本发明的先决条件：采用未涂布的裸钢线，同样能很好地起作用。由于许多因素，例如为了改进可纺性，防止钢腐蚀或者增加与聚合物的粘合，涂布线材。

例如，可用组成为62.5-75wt%铜，其余为锌的黄铜电解涂布线材。总的涂层质量为0-10g/kg。这一涂层带来它与橡胶非常良好的粘合性。发明人注意到，这一涂层在其发明中也起作用，尽管它的存在对本发明来说不是强制的。

也可用锌涂布线材。涂锌为的是防止腐蚀或者与橡胶粘合或者二者。涂层的质量范围为0-100g锌/kg线材。可通过电解法，或者通过热浸法，接着擦拭操作，或者没有接着进行该擦拭操作(以便降低锌的总重量)，将锌施加到线材上。由于锌的腐蚀防护和在热浸操作过程中形成的铁锌合金层的存在，优选后一类型的涂层。

其他类型的涂层，例如三元合金涂层同样也是可能的，唯一要求是涂层必须性质上是金属的。

可按照许多不同的方式将钢丝组装成钢丝帘线。最简单的方式当然是，丝以相互平行的线材捆形式捆扎在一起。当在它自己的轴周围用一定层长加捻这一捆线材时，它变为单层绳股。也可通过添加长丝层到芯长丝(core filament)或芯绳股(core strand)上，组装绳股，其中每一层具有不同于下面层的特定的层长或者方向。绳股本身也可与导致绳索的一定的层长和方向组装在一起。

仅仅在帘线的表面和聚合物之间绝对没有化学相互作用的情况下，可观察帘线的表面结构对锚定力的影响，所述帘线的表面结构取决于钢丝帘线的结构类型。比较粗糙的表面将导致在钢丝帘线内聚合物较好的机械锚定。参见例如WO 2005/103545。由于在本发明中，锚定主要是化学性质，因此，钢丝帘线的结构类型对本发明具有很小的影响。在本申请中，“锚定”是指钢丝帘线保持在聚合物内的机械机构以及化学粘结二者之和。术语“化学粘结”和“粘合”以相同的含义对待。

也可使用其中钢丝和其他天然或人造纤维一起组装的混杂钢丝帘线，条件是在聚合物延伸的范围内保持充足的金属表面。

用于条带基体的聚合物具有热塑性的性质。这种聚合物在热的影响下将熔融，和当冷却时，它会硬化成玻璃或半晶态。预见用于本发明的典型的聚合物是：

·聚烯烃聚合物(它们是其中单体为链烯烃的聚合物)。众所周知的实例是聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，聚丁烯，和更高级的烯烃聚合物。乙烯、丙烯、1-丁烯、2-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯及其异构体彼此的共聚物以及与其他烯键式不饱和单体的共聚物可加入其中。

·选自聚苯乙烯(PS)和苯乙烯相容共聚物中的烯键式不饱和芳族聚合物。

·选自聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)和对苯二甲酸酯共聚物中的聚酯聚合物。

·聚酰胺(PA)，或更具体地，尼龙，例如尼龙6.6，尼龙6，尼龙6,12，和工业上通常已知的其他类型；

·聚氨酯，但仅仅热塑性聚氨酯(TPU)。

接头聚合物包括相容聚合物在其内混合的基础聚合物。该基础聚合物可以与条带聚合物相同。或者，基础聚合物可以是不同于条带聚合物的热塑性聚合物，但仍然是以上提及的可能的条带聚合物族之一。再一替代方案是，条带聚合物是与接头聚合物相同的聚合物的混合物，但可能比例不同的混合物。当然条带聚合物也可以与接头聚合物相同。然而，由于接头聚合物一般地具有更加复杂的性质，因此，更加昂贵，所以后一实施方案可能不是成本最有效的。

适合于混合到基础聚合物内的共聚物是官能化的接枝共聚物，嵌段共聚物或无规共聚物，以便获得对钢丝帘线的粘合性。

接枝共聚物是下述聚合物，其中取代基，官能团连接到聚合物主链上，所述聚合物优选是基础聚合物。并非所有基础聚合物必须接枝：仅仅部分基础聚合物链接枝就足够了。取代基可通过与不饱和脂族酸，不饱和芳族酸，酸酐，酯，醇或其结合物反应而连接。取代基引入极性到否则非极性的主链上，因此增加对金属钢丝帘线基底的粘合性。

更优选的接枝共聚物是聚烯烃，例如聚丙烯，聚乙烯的丙烯酸或甲基丙烯酸官能化聚合物，或者聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二酯，聚对苯二甲酸丁二酯。

同样优选的是聚丙烯、聚乙烯、乙丙橡胶或聚酰胺或聚氨酯的马来酸酐官能化聚合物。

或者，可将共聚物引入到嵌段共聚物形式的基础聚合物链的一部分内。在这一情况下，在一部分基础聚合物中，官能化共聚物的嵌段(两个或更更多个单体的系列)被引入到基础聚合物链内。或者，共聚物中的官能化单体可以以无规的方式引入到基础聚合物主链内，这称为无规或统计共聚物。再者，不需要所有基础聚合物链包括嵌段或无规共聚物。足够数量的基础聚合物链具有在其主链内以嵌段或者无规形式引入的共聚物单体足矣。即，嵌段或无规共聚物可与基础聚合物紧密地混合。

当使用嵌段或无规共聚物时，单体优选来自例如选自乙酸乙烯酯，丙烯酸烷酯，甲基丙烯酸烷酯中的不饱和酯。或者，所述共聚物可来自于不饱和酸或酸酐，例如丙烯酸，甲基丙烯酸，丁基丙烯酸。

以上提及的接头聚合物材料全部具有相同的目的，以便增加化学粘结或者聚合物与钢之间的粘合性。确实，当考虑从条带中牵引出单一钢丝帘线时，从条带中牵引出这一单一线材所需的力随官能化共聚物浓度线性增加，直到粘合性高到使钢丝帘线断裂。

因此，使发明人非常惊奇的是，接头的强度没有随接头聚合物内官能化共聚物用量而线性增加。这完全超出了本领域技术人员的预期。确实，作为官能化共聚物用量的函数(所述用量没有达到共聚物的最高测试浓度，而是在较低浓度下)，接头强度显示出最佳值。

发明人教导了可通过观察接头的屈服行为，寻找官能化聚合物的最佳浓度。具有最佳浓度的接头是其中可观察到“混合模式”屈服的接头：一部分钢丝帘线断裂，同时其余部分帘线从接头聚合物中滑出且没有破裂。若所有帘线从接头区域中滑出且没有破裂，则官能化共聚物的用量不足。另一方面，若添加官能化共聚物的用量，其中在接头内的所有帘线断裂，则这一用量的一部分过多，却预料不到的是这一用量没有进一步对接头强度做出贡献。发明人发现，这一方法提供一种方式寻找在接头聚合物内共聚物的最佳分数。

以重量分数形式规定官能化聚合物的用量是表示最佳接头聚合物的另一方式。然而，这一用量强烈地取决于取代基极性基团在共聚物内的接枝度或者官能化单体在该共聚物内的取代比率。这强烈地依赖于官能化共聚物的制造方法且难以精确地测定。

尽管如此，但发明人估计，在接枝共聚物的情况下，所述接枝共聚物的最佳重量分数是20-100%，而取代基极性基团在共聚物本身上的接枝度为0.0001%-1%。这意味着，1/1000000到约1/100个共聚物侧基被极性基团取代。接枝度越高，在接头材料内接枝共聚物的重量百分数可以越低。若接枝度为0.1%，则通常2-10wt%的接枝共聚物将足以获得所需的粘合水平。如接枝度为0.01%，则需要20-100wt%的接枝共聚物。在实践中，几乎得不到高于1%的接枝度。发明人发现，对于可商购的接枝共聚物来说，最优选以重量计用量为40-70wt%的接枝共聚物。最佳范围可以窄到约60至70%。聚合物接枝的一种技术是共挤出基础聚合物与不饱和脂族酸，不饱和芳族酸，酸，酸酐，酯，醇或其结合物。

或者，当使用嵌段或无规共聚物时，在基础聚合物内的取代比率较高，因为这些共聚物通过就地聚合制备。取代比率为2-10%。因此，在基础聚合物内2-20wt%的较低重量分数的嵌段或无规共聚物足以获得所需水平的粘合性。

对于普通或交织的分段接头来说，优选使用共聚物和基础聚合物的混合物作为接头聚合物。尤其在普通分段接头的情况下，使用这一混合物是非常有利的，因为在接头内钢丝帘线之间的共同长度小于交织接头的情况。在接头内共同长度“CL”是与第二条带的帘线端直接相邻放置的第一条带的帘线截面的长度之和。显然，当第一和第二条带交换时，共同长度相同。若第一条带的一根帘线位于第二条带的两根帘线之间，则与这两根帘线相邻的那根帘线的截面以两倍计算。在来自于一个条带的帘线的接头内的两个相邻的帘线截面对共同长度没有贡献。

在测定接头的强度时，接头的长度“L”当然也是重要的。接头的长度“L”是与任何两个条带的两个最极端的帘线端之间的接合条带平行测量的那一距离。对于给定的结构布置来说，利用接头的长度“L”，按比例确定共同长度“CL”：

CL=φ×L×N

其中‘N’是在条带内的帘线数量(若在第一和第二条带内的帘线数量不相等，则应当取最大值)，根据接头的布置确定‘φ’：对于普通分段接头来说，0<φ≤1，而对于交织接头来说，φ大于1。

这一接头长度“L”越长，在钢丝帘线末端之间的共同长度“CL”越长，和因此接头强度越大。当然还通过帘线保持在条带内的锚定力测定接头强度。

通过在试验长度“l”上，从(接头或条带)基体材料的条带中牵引出一根单一的钢丝帘线，测定锚定力。这通过下述步骤来进行：采用一根条带(具有在其内彼此平行地嵌入的N-帘线)，在与条带垂直的长度“l”上覆盖条带的中间部分，选择没有位于边缘上的帘线(即，中心帘线，在边缘上的帘线仅仅从一侧保持)并从除了长度“l”的中间部分以外的条带中释放这一帘线。然后在覆盖的一侧处挑选选择的帘线，同时在另一侧切割除了选择帘线以外的所有其余帘线。在除去覆盖物之后，在轴向上将选择帘线牵引出条带，同时测量因此所需的最大力F_max。F_max除以“l”得到锚定力‘fa’，其单位为牛顿/毫米(N/mm)。

发明人发现，也可以更加定量，但完全相当的方式表达接头的优选断裂图案的标准。当在接头内的总锚定力大于条带的断裂负载‘BL _条带’时，出现优选的断裂图案。在式中：

BL_条带<CL×f_a/2

然后，至少一根帘线将显示出断裂。注意在该式中，除数‘2’来自于下述事实：在以上所述的锚定力试验中挑选的帘线的常见长度为‘2x1’。

或者，发明人发现，在接头内的总锚定力不应当大于条带断裂负载的2倍，因为那时所有帘线会断裂且通过滑动，没有出现有利的力分布，即：

CL×f_a/2≤2×BL_条带

增加接头的高度到高于2×BL_条带是多余的，且对改进总的接头强度没有帮助。当接头内的总锚定力大于条带断裂负载的2倍时，在接头的断裂试验(test-till-break)中，所有帘线将断裂。

随后的比值(CL×f_a)/(2×BL_条带)被称为“接头质量因子”SQf。因此，优选SQf大于1。甚至更优选SQf为1-2。

由于共同长度‘CL’与接头长度‘L’成正比，因此，太长的接头长度将导致所有线材断裂，说来奇怪，这不是最优选的情形。

接头长度也可与钢丝帘线的临界(critical)长度有关。在一些条带或接头聚合物“基体”内钢丝帘线的临界长度‘L_c’是锚定力等于基体材料内帘线的断裂负载‘Fb’时的长度：。即它是当钢丝帘线断裂而不是牵引出条带或接头时的钢丝帘线的包埋长度。

可相对于接头材料的临界长度‘L_c ^接头’，表达接头长度‘L’。优选‘L’比接头材料内帘线的临界长度‘L_c ^接头’大2或3倍。最优选接头长度‘L’比临界长度‘L_c ^接头’大4倍。优选接头长度‘L’比临界长度‘L_c ^接头’短7倍，或甚至更优选短6倍。较长的接头导致所有断裂的帘线和没有滑行的帘线。

以上解释的原理同样应用于普通分段或交织分段的接头。

在普通分段接头的情况下，可通过利用以上所述的原理，获得比所述第一和第二条带任何一个的较低断裂负载的一半要大的接头断裂负载。可在普通分段接头上获得大于55%或甚至大于60%条带断裂负载的接头强度。当普通分段接头的强度和弯曲劲度非常类似于条带本身时，可在该方法中使用该条带不间断地加工接头，例如当在管道，挠性导管或系船索周围缠绕时。

在交织的分段接头情况下，接头的断裂负载甚至可以更高，这取决于接头的布置。可获得超过上述第一和第二条带中任何一个的较低断裂负载60%的接头强度。高于条带断裂负载的70，或80或甚至90%的数值是可能的。

最后，还要求保护包括任何一个以上所述接头的条带。可有利地使用该接头，克服与增加的长度要求有关的问题，例如生产长度限制(例如，由于拉紧装置不可能利用条带的全长)或者运输局限性(例如，如同传输带的情况一样，当所需的全部长度不可能在单一的载体上运输时)。

附图简述

图1示出了根据所进行的试验，普通分段接头类型的接头装置。

图2示出了随着在接头聚合物内共聚物的重量百分数增加，锚定力增加。

图3示出了对于接头聚合物内共聚物的各种重量百分数来说，获得的接头强度。

图4a示出了具有最长可能共同长度的普通分段接头。

图4b示出了具有最长可能的共同长度的交织分段接头。

实施本发明的模式

在第一优选的实施方案中，发明人拼接在高密度聚乙烯(HDPE,获自Solvay Polyolefins的Eltex Tub 172)内平行挤出的两个含54根帘线的条带。帘线是具有在单一层内一起组装的3根0.28的长丝和9根0.31mm的长丝的12LE型钢丝帘线，正如WO 2008 080715中所述。帘线的断裂负载为至少2400N和直径为1.23mm。线材的平均拉伸强度为2680N/mm²。电镀长丝，其涂布量为44g/kg。条带的估计总强度为54×2400N或129.6kN。条带的测量强度为132kN。

条带的宽度为97mm，这导致线性包装密度为68.5%，因此，在帘线之间的空间小于帘线的直径。若采用这种高包装密度，则在条带之前或之后，在没有切割帘线的情况下，不可能制造交织的分段接头。另外，就在接头区域之前或之后或之内，交织的接头导致不直的帘线。因此，发明人选择普通分段接头。

为了消除因分段接头的布置图案导致的在断裂负载上的不一致，对于所有实验来说，选择普通分段接头的一个单一装置。图1示出了这一装置。不同接合点的位置‘X’代表第一条带(在该图中，暗色的条状物)内从左到右编号的每一帘线。接头长度‘L’限制为总计500mm。这一装置的共同长度为17600mm或者是接头长度‘L’的35.2倍。对于这一普通分段接头来说，布置因子‘φ’是65%(即小于1)。在第二条带(在该图中的白色条状物)内帘线的切割与第一条带的切割互补。以“无规”方式选择接合点，以便没有两个接合点彼此太近。

制造接头始于在90°的角度下切割条带。然后，在两个条带端上，通过剥离(stripping)，在500mm上除去整个HDPE外壳。这非常容易进行，因为HDPE仅仅机械锚定到帘线上。然后切割钢丝帘线端到计划的长度，其中在HDPE涂布的条带边缘处取基线。在模具内，这两个条带彼此笔直地校准。制备具有宽度为约1.1mm和长度为500mm的54轮沟槽的接头聚合物的开槽片材，并置于模具内。或者通过将来自第一和第二条带末端的帘线推入到沟槽内，组建接头。钢丝帘线倾向于在沟槽内锁扣，并以这一方式保持。一旦所有帘线在适当位置终止，则用接头聚合物的第二片材覆盖接头并密闭模具。加热模具，并通过将其置于液压机内加压。加热一直到HDPE的熔融温度，即约130℃。

作为混合接头聚合物用的接枝共聚物，使用获自DSM的是马来酸酐接枝的聚乙烯。接枝度估计为0.001%-2%。

通过以不同重量比:0,20,40,50,60和100%挤出，将混合到HDPE基础聚合物内，并挤出成片材。然后这些混合物用作前面所述的接头内的接头聚合物。

还制造条带中的接头聚合物材料，以与前面所述的方式评价粘合性(参见段落[0044])。在12LE帘线上获得下述结果(表I)。

表I

每次对至少三个单独的结果取平均，测定接头聚合物材料的‘f_a’(第(3)栏)。第(5)栏提及临界长度L_c ^接头是F_b/f_a。注意，条带材料(纯HDPE)的临界长度为706mm，这高于接头的长度500mm。图2中也示出了结果，其中拔出力表明随着接头聚合物内接枝共聚物的用量增加，明显线性的行为。

因此，非常令发明人惊奇的是，在“BL_接头/BL_条带”的相对强度(第6栏，以百分数形式表达)中没有发现这一线性趋势，其中“BL_接头”是所测量的接头的断裂负载，和“BL_条带”是所测量的条带的断裂负载。确实，尽管接头强度最初随接枝共聚物的用量增加而上升，但对此存在限制。图3中也示出了在表I的第6栏中的结果，其中横坐标中给出了接枝共聚物的重量浓度，而在纵坐标上给出了相对于所测量的条带强度，接头的强度。每一点是测试达到断裂时的至少三个不同接头的结果。

在较低共聚物浓度下外推该趋势到100%将导致条带强度的80%。然而，显然得不到它，和采用低于最大值的共聚物浓度获得最大值。

当视觉观察如何发生断裂时，发明人注意到在最高总强度下接头断裂表明滑行和断裂的混合行为。接头Nrs.4和5示出了这种有利的故障模型，而在接头Nrs.1-3中，钢丝帘线没有断裂，而从接头聚合物中牵引出。在接头Nr.6中，所有帘线断裂，没有发生滑行。该混合破裂行为的特征在于一些帘线从接头聚合物中撕裂(它们借以保持的粘合强度小于它们的断裂负载)，同时其他帘线达到它们的最大断裂负载。通过分析破裂，清楚地可观察到什么帘线断裂和什么帘线从聚合物中撕裂且没有破裂。在一根帘线卡断的时刻，这个结构坍塌。发明人推测，通过具有从聚合物中滑出的帘线，在接头内的力分布较好且导致较高的总强度。滑行起到缓冲作用，以便更加均匀地分配力。然而，这仅仅是假设，且不应当用于使得本发明显而易见。

第4栏示出了接头质量因子(CL×f_a)/(2×BL_条带)。正如说明书部分解释的，这一比值应当优选大于1，但对于接头的有利的断裂行为来说，小于2，这与所观察到的一致。

显而易见的是，有利的接头Nr.4和5的接头强度具有比临界长度大4倍的接头长度‘L’。若接头长度‘L’大于临界长度的6倍，则所有帘线破裂(接头Nr.6)。然而，发明人认为，这一有利的比值与具体的接头布置更加有关，且其他布置可具有不同的最佳比值(参考相同申请人在同一天的悬而未决的申请)。

在第二优选的实施方案中，在聚酰胺类型的基础聚合物-获自DuPont的内进行类似的一系列实验。聚酰胺由于在其链内存在极性，因此与非极性的聚烯烃相比，对钢具有较高的化学亲和性。然而，这仍然不足以获得充足强度的接头。因此，发明人混合不同量的作为粘合剂共聚物的到其内。采用与第一系列的实施方案中相同数量的相同帘线挤出条带，但现由制造。采用与图1相同的布置，制造接头。表II中概述了结果。

表III

在接头Nrs.7和8中，从接头聚合物中撕裂帘线，且没有任何帘线断裂。接头Nr.9和10显示出有利的混合破裂行为。再者，具有这一破裂行为的接头证明是最好的。再者这一有利的断裂行为对应于介于1至2的接头质量因子。注意，对于接头Nrs.9和10来说，500mm的接头长度‘L’是‘L_c ^接头’的4-6倍，而对于接头7和8来说，则它在这一范围以外。

尽管从化学角度考虑，混合聚酰胺与聚烯烃是相当异端(unorthodox)的方法，但预料不到地证明非常好地起作用，结果获得了合适的接头聚合物。然而，一些当粘合到聚酰胺上时，丧失(looses)了其活性。这是为何在粘合性改进之前需要显著大量的原因。

发明人检验了作为接头聚合物的共聚物和基础聚合物的其他混合物的其他实施方案：

基础聚合物	共聚物类型	商品名(例如，型号)	生产商
				PE	接枝	Escor(5000,5050)	ExxonMobile Chemical
PE	接枝	Nucrel(0403)	DuPont
				PE	接枝	Yparex(9401)	DSM
PE	接枝	Orevac(9314)	Arkema
				PP	接枝	Orevac(18760)	Arkema
PP	无规	Fusabond(P MD353D)	DuPont
				TPE	嵌段	Infuse(9100)	Dow Chemical
TPE	嵌段	Empilan	Huntsman
				TPE	嵌段	Surfonic	Huntsman
TPE	嵌段	Teric PE	Huntsman
				TPE	无规	Hydrol	Huntsman
TPE	无规	Teric BL	Huntsman

表III商品名是所指生产商的注册商标。

发明人承认，可发现优化的混合物，其中接头显示出以上所述的有利的破裂行为。

在进一步的细节中，进一步研究了布置计划的影响。制造含15根12LE型钢丝帘线的条带，在断裂时，牵引2700N。在Eltex TUB172HDPE内钢丝帘线增加。该条带具有39970N的BL_条带断裂负载和30mm的宽度。制造四个不同的接头。

接头11和12具有图4a例举的类型，即它是最简单可能的普通分段型接头400，其中在第一条带内，在接头的一端处切割奇数帘线，同时偶数帘线则贯穿通过接头内，而在第二条带中，在接头的另一端处切割偶数帘线，同时奇数帘线404,406贯穿通过，形成接头。接头‘L’的总长度为500mm，从而导致14×500或7000mm的共同长度。布置因子‘φ’因此是93%。这是具有最大可能共同长度的普通分段接头。

接头11所使用的接头聚合物与条带聚合物材料，即Eltex TUB172HDPE相同。

接头12所使用的接头聚合物是聚酰胺和60wt% 的混合物。

接头13和14是如图4b，450所描绘的交织的分段接头类型。在该接头中，两个条带末端的帘线在相同的长度L'+2A上释放(are freed)。将帘线端肩并肩地置于接头内，从而得到具有29×450或13050mm的最长可能的共同长度的交织的接头。长度L'仅仅是450mm，因为一些帘线必须转向，以便能在接头内容纳帘线(当在条带内的包装密度为68.5%时)。由于在接头的入口处没有切割帘线，因此，总宽度从‘b’30mm增加到‘B’61mm。对于这一接头来说，布置因子‘φ’是1.93。

接头13的接头聚合物是Eltex TUB172 HDPE，而接头14的接头聚合物再次是聚酰胺与60wt% 的混合物。

表V中概述了试验结果。定性地，在拉伸试验中，帘线从接头11和13中撕裂，且没有任何帘线断裂：所有帘线从接头中滑出。这与低于1的不利的SQf一致。

在接头12中，一部分帘线撕裂，同时它们中的大多数断裂。SQf是有利的1.93。接头的强度为何仅仅是条带强度的47%的原因是由于差的布置计划：在接头内，在相同的位置处，一个条带端中有一半帘线导致的。当考虑图4a中在左条带内的奇数帘线和在右条带内的偶数帘线时，人们将获得在左侧在条带内具有7根帘线和在右侧，在条带内具有8根帘线的想象的交织接头。然而，共同长度维持不变，因此， SQf也是如此。但接头强度BL_接头/BL_条带将至少为94%。

在接头14中，所有帘线在接合试验过程中卡断，显然排列不是有利的，因为SQf比所需的，亦即3.59高得多。

表V

在所附的权利要求组中概述了本发明。

Claims

1.将第一条带连接到第二条带上的接头，这两个条带包含包埋在条带聚合物基体内的平行的钢丝帘线，在所述接头中，所述钢丝帘线的末端包埋在接头聚合物内，这两个所述的条带聚合物和所述的接头聚合物包含热塑性聚合物，其特征在于：

所述接头聚合物包含共聚物和基础聚合物的混合物，所述共聚物是为能粘合到所述钢丝帘线上而官能化的接枝共聚物，其中在所述混合物内所述接枝共聚物的份数为20-100wt％，而在所述共聚物内，接枝取代基极性基团的接枝度为0.0001％-1％，所述共聚物在所述混合物内的用量足以使得在断裂试验中至少一部分钢丝帘线在所述接头内断裂，同时其余钢丝帘线从所述接头中拔出。

2.将第一条带连接到第二条带上的接头，这两个条带包含包埋在条带聚合物基体内的平行的钢丝帘线，在所述接头中，所述钢丝帘线的末端包埋在接头聚合物内，这两个所述的条带聚合物和所述的接头聚合物包含热塑性聚合物，其特征在于：

所述接头聚合物包含共聚物和基础聚合物的混合物，所述共聚物是为能粘合到所述钢丝帘线上而官能化的嵌段共聚物或无规共聚物，其中在所述混合物内所述嵌段共聚物或所述无规共聚物的份数为2-20wt％，和其中在所述嵌段共聚物或所述无规共聚物内具有官能化单体的单体取代比为2-10％，所述共聚物在所述混合物内的用量足以使得在断裂试验中至少一部分钢丝帘线在所述接头内断裂，同时其余钢丝帘线从所述接头中拔出。

3.权利要求1或2的接头，其中所述共聚物在所述混合物内的所述用量小于所有的所述钢丝帘线在所述接头的断裂试验中断裂所需的用量。

4.权利要求1或2的接头，其中所述基础聚合物是选自包括下述的组中的聚烯烃聚合物：聚乙烯，聚丙烯，聚丁烯，和更高级的烯烃聚合物；乙烯，丙烯，1-丁烯，2-丁烯，1-戊烯，1-己烯，1-庚烯和1-辛烯及其异构体与彼此和与其他烯键式不饱和单体的共聚物，或者

是选自包括聚苯乙烯和苯乙烯共聚物的组中的烯键式不饱和芳族聚合物，或者

是选自包括聚对苯二甲酸乙二酯或聚对苯二甲酸丁二酯和对苯二甲酸酯共聚物的组中的聚酯聚合物，或者

是聚酰胺，或者

是热塑性聚氨酯。

5.权利要求1的接头，其中所述接枝共聚物包含接枝到权利要求4的基础聚合物的任何一种上的取代基，所述取代基来自于含不饱和脂族酸，不饱和芳族酸，酸酐，酯，醇或其结合物的组。

6.权利要求5的接头，其中所述接枝共聚物是选自包括聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯的丙烯酸或甲基丙烯酸官能化的聚合物的组中的一种，或者

是包括聚丙烯、聚乙烯、乙丙橡胶、聚酰胺、聚氨酯的马来酸酐官能化的聚合物的组中的一种。

7.权利要求2的接头，其中所述嵌段共聚物或所述无规共聚物由权利要求4的基础聚合物的任何一种组成，其中聚合官能化的单体，所述共聚物包含来自于选自包括乙酸乙烯酯，丙烯酸烷酯，甲基丙烯酸烷酯的组中的不饱和酯的共聚单体，或者所述共聚物来自于选自包括丙烯酸，甲基丙烯酸，丁基丙烯酸的组中的不饱和酸或酸酐。

8.权利要求1或2的接头，其中所述条带聚合物与所述基础聚合物相同。

9.权利要求1或2的接头，其中所述条带聚合物是与所述接头聚合物相同的聚合物的混合物。

10.权利要求9的接头，其中所述条带聚合物是与所述接头聚合物相同的混合物。

11.权利要求1或2的接头，其中所述接头的布置是平面化的分段接头，其中在接头区域内帘线的数量保持等于或小于在条带内的帘线数量。

12.权利要求1或2的接头，其中所述接头的布置是交织的分段接头，其中在接头区域内帘线的数量总是大于在条带内的帘线数量。

13.权利要求11的接头，其中按照说明书中定义的接头质量因子大于1且小于2。

14.权利要求12的接头，其中按照说明书中定义的接头质量因子大于1且小于2。

15.权利要求13的接头，其中所述平面化的分段接头的断裂负载大于所述第一和第二条带的任何一个的较低断裂负载的一半。

16.权利要求13的接头，其中所述交织的分段接头的断裂负载大于所述第一和第二条带的任何一个的较低断裂负载的60％。

17.一种条带，它包含上述权利要求任何一项的接头。