CN117222792A - 包括捻接的孔眼的合成纤维绳及相应的方法 - Google Patents
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Abstract
一种制造用于合成纤维绳的捻接端头的方法，所述合成纤维绳包括纤维芯和围绕所述纤维芯加捻的至少一层合成纤维股线，所述方法包括步骤：(a)提供具有铺设构造和自由端的合成纤维绳，(b)从所述绳的端部测量长度为L1的尾部，从所述尾部的端部，在所述合成纤维绳上施加布或带长度L2，以形成绕包部分，(c)使所述合成纤维绳在从所述绳的端部起长度大约为L1+L2/2的点处弯曲以形成孔眼，(d)解开所述尾部的芯和股线，将纱线在所述合成纤维绳的外层的股线的数量之中等分并捆扎起来，使得形成多个成束的尾部，(e)将所述多个成束的尾部分别塞进并拉动穿过所述合成纤维绳的外层的紧邻所述绕包部分的对应的股线之间，以形成塞进部分，(f)重复将所述多个成束的尾部分别塞进并拉动穿过所述合成纤维绳的外层的紧邻先前的塞进部分的对应的股线之间，以形成捻接端头。
Description
技术领域
本发明总体上涉及一种合成纤维绳，并且特别地涉及一种具有捻接端头的合成纤维绳及其制造方法。
背景技术
合成纤维绳可以例如用于吊升和牵引作业(例如用作起重机缆绳)、用于深海安装、海上和离岸停泊、商业捕鱼(例如用作用于网的经线)以及用于采矿作业。应用于吊升和牵引的现有的合成纤维绳的解决方案通常利用了部分或全部由高模量聚乙烯(HMPE)制成的编织绳构造。由于股线交叉，其次是较低的填充因子(packing factor)和较低的径向稳定性，这种构造可能固有地具有较差的性能特性，例如，较低的强度和较短的疲劳寿命。编织构造的使用还倾向于将材料选择限于HMPE、液晶聚合物(LCP)或HMPE/LCP共混物，因为由编织构造中的股线交叉而产生的内部磨损对于芳族聚酰胺材料来说可能不是最佳的，并且与编织的HMPE绳相比导致过早失效。为了克服径向刚度的问题，一些编织绳的设计已经将非承重的中心芯(例如连续的长丝聚酯束或挤塑聚氨酯)用于其它中空的编织构造以改善径向稳定性。然而，这种添加是以整体材料占空因子(fill factor)为代价的。
国际专利申请WO2019/185487中描述了用于高纤维强度转换效率和抗疲劳性的合成纤维绳的专门构造。该合成纤维绳具有铺设构造，该铺设构造具有涂覆有聚合物的合成纤维芯和围绕合成纤维芯铺设的两层合成纤维股线。
对于绳的应用，必须对合成纤维绳的端头进行适当的收尾，因为绳中的张力经由绳的端头传递到例如起重机机体上的挂钩或绳或钩环的锚定点。在现有技术中，捻接的孔眼或套接口用作具有编织构造的合成纤维绳的端头。现有技术中没有关于具有铺设构造的合成纤维绳的端头的指导。如果应用于具有铺设构造的合成纤维绳上的端头不够坚固，并且特别是在负载下使用较长时间之后，端头可能会失效。
发明内容
本发明的目的是提供一种合成纤维绳，该合成纤维绳具有铺设(laid)构造和坚固且稳定的捻接式端头。
本发明的另一目的是提供一种制造用于具有铺设构造的合成纤维绳的坚固且稳定的捻接端头的方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种合成纤维绳，该合成纤维绳包括纤维芯和围绕所述纤维芯加捻的至少一层合成纤维股线。合成纤维绳具有捻接式端头，并且所述捻接式端头包括：
-布或带，所述布或带覆盖弯曲成“孔眼”形状的绳部分，
-捻接的绳部分，所述捻接的绳部分紧邻“孔眼”形状的绳部分，所述捻接的绳部分是通过将所述合成纤维绳的多个成束的尾部分别塞进(tucking)穿过所述合成纤维绳的外层的合成纤维股线之间而制成的。
本发明的合成纤维绳包括所有类型的合成纤维材料。纤维的示例是尼龙或聚酰胺纤维、聚酯纤维、例如聚丙烯纤维和聚乙烯纤维的聚烯烃纤维，并且特别是高强度合成纤维，例如高强度聚丙烯(HSSP)、高模量聚乙烯(HMPE)、超高分子量聚乙烯(UHMwPE)、例如聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维的对位芳族聚酰胺纤维、液晶聚酯(LCP/LCAP)、聚对亚苯基-2,6-苯并二唑(PBO)、例如聚间亚苯基间苯二甲酰胺纤维的间位芳族聚酰胺纤维、以及(对苯二甲酰氯、对苯二胺和3,4’-二氨基二苯醚)的共聚酰胺纤维，通常称为“共聚芳族聚酰胺”。聚合物材料不仅可以以纤维形式存在，还可以以其它纵向形式存在，例如带、长丝和条。各种不同的纤维也可以组合在一根股线和/或一根绳中。
在根据本发明的合成纤维绳的捻接式端头处，合成纤维绳的尾部的数量优选地等于合成纤维绳的外层处的合成纤维股线的数量。作为示例，合成纤维绳具有两层，并且合成纤维绳的尾部是通过将芯和两层的纱线在合成纤维绳的外层的股线的数量中等分并捆扎起来而制成的。作为另一个示例，合成纤维绳具有三层，并且合成纤维绳的尾部是通过将芯和第一层、第二层和第三层的纱线在合成纤维绳的外层的股线的数量中等分并捆扎起来而制成的。本文中，第三层是合成纤维绳的外层。此外，合成纤维绳可以具有四层，并且合成纤维绳的尾部是通过将芯和第一层、第二层和第三层的纱线在第四层的股线的数量中等分并捆扎起来而制成的。
关于合成纤维绳，其纤维芯可以由聚合物涂层覆盖。作为示例，合成纤维绳的纤维芯是铺设的或编织的合成纤维股线，并且至少一层合成纤维股线包括第一层和第二层，其中，所述第一层优选地具有围绕所述聚合物层沿第一方向铺设的至少六根第一合成纤维股线，并且所述第二层优选地具有围绕所述第一层沿第二方向铺设的至少十二根第二合成纤维股线。
根据本发明的第二方面，提供一种制造用于具有铺设构造的合成纤维绳的捻接端头的方法，其中，合成纤维绳包括纤维芯和围绕所述纤维芯加捻的至少一层合成纤维股线。该方法包括以下步骤：
(a)提供具有铺设构造和自由端的合成纤维绳，
(b)从所述绳的端部测量长度为L1的尾部，从所述尾部的端部，在所述合成纤维绳上施加布或带长度L2，以形成绕包部分，
(c)使所述合成纤维绳在从所述绳的自由端测量长度大约为L1+L2/2的点处弯曲以形成“孔眼”，
(d)解开所述尾部的芯和股线，将纱线在所述合成纤维绳的外层的股线的数量之中等分并捆扎起来，使得形成多个成束的尾部，
(e)将所述多个成束的尾部分别塞进并拉动穿过所述合成纤维绳的外层的紧邻所述绕包部分的对应的股线之间，以形成塞进部分，
(f)重复将所述多个成束的尾部分别塞进并拉动穿过所述合成纤维绳的外层的紧邻先前的塞进部分的对应的股线之间，以形成捻接端头。
根据本发明，所述纤维芯可以涂覆有聚合物涂层，然后所述步骤(d)包括例如经由刀或热熔来去除所述聚合物涂层的步骤。
作为示例，合成纤维绳具有两层，并且步骤(d)包括将芯和两层的纱线在合成纤维绳的外层的股线的数量之中等分并捆扎起来。作为另一个示例，合成纤维绳具有三层，并且步骤(d)包括将芯和第一层、第二层和第三层的纱线在合成纤维绳的外层的股线的数量之中等分并捆扎起来。本文中，第三层是合成纤维绳的外层。此外，合成纤维绳可以具有四层，并且步骤(d)包括将芯和第一层、第二层和第三层的纱线在第四层的股线的数量之中等分并捆扎起来。
本发明的方法还可以包括步骤(g)：在针对多个梢部(taper)的每个塞进步骤中去除纱线含量的一部分。
本发明的具有捻接端头的合成纤维绳由短长度的合成纤维绳制成。这是根据本发明的接头相对于其它接头、特别是相对于编织的合成纤维绳的接头的优点之一。捻接端头并且特别是塞进部分具有紧凑的直径。更重要的是，根据本发明的捻接端头具有高强度或高断裂负载。捻接工艺甚至可以由离岸或现场的技术人员手动完成。
附图说明
以下详细描述参照附图，其中：
图1至图5示出了根据本发明的捻接方法的逐步示意图。
图5示出了根据本发明的合成纤维绳的接头的最终示意图；
具体实施方式
下面的描述将基于本发明的优选实施例。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明不限于该特定实施例。
本发明的实施例涉及一种具有聚合物挤塑芯和多股线的合成纤维绳。示例中的合成绳具有5-8-8-24的绳构造，即，合成绳的外层具有24股线，第二层具有8股线，第一层具有8股线，芯具有5股线。本文中，合成纤维绳在芯的外部具有三层。合成绳的直径为88mm。
如图1所示，从合成绳10的端部测量长度为L1的尾部，如果需要，在该点处系上丁香结12。从第一丁香结12测量孔眼尺寸L2，如果需要，在该点处系上第二丁香结14。表示孔眼的L2优选地被计算成使得孔眼的每一侧不超过30°的角度，并且优选为不超过15°的角度。对接头的塞进节距16进行标记。在表示孔眼的两个丁香结12、14之间的合成纤维绳上施加布或带(例如HMPE)，以形成绕包(taped)部分。
如图2所示，通过使尾部穿到右手侧而形成孔眼22。优选地，通过第三丁香结将两个腿部系在一起，使得前两个丁香结成一行，从而形成孔眼(图2中未示出)。这种第三丁香结还可以增加塞进部分的内聚力，因为它在塞进部分中施加法向压缩力。
然后，将绳固定在例如工作站上。从尾部的端部去除带。用带将外部股线中的每一者的端部单独地系紧。将外部股线二等分为顶部和底部。在第4层的情况下，这将会相当于12个顶部和12个底部；对于第3层，这将会相当于4个顶部和4个底部。将第2层的纱线二等分为顶部和底部——这相当于4个顶部和4个底部。将第1层的纱线二等分为顶部和底部——这相当于2个顶部和3个底部。
如果单个层上有挤塑聚合物，那么可以例如使用热刀将挤塑层去除。如图3所示，合成绳30的股线由聚合物层34来挤塑。应尽可能地靠近孔眼来切除挤塑部。
然后，解开尾部的芯和股线，将纱线在合成纤维绳所具有的外层的股线的数量之中等分并捆扎起来，使得形成多个成束的绕包的(taped)尾部。作为示例，第三层的股线被分解成跨过芯、第一层和第二层的纱线，并且产生例如54根纱线。
将芯、第一层和第二层的纱线在合成绳所具有的第三层的股线的数量之中等分并捆扎起来。对于示例的绳，这相当于54根内部纱线分成24份(第三层的股线)，第三层的每根股线得到2.25根内部纱线。然后再次分成顶部和底部。
如图4所示，将多个绕包的尾部42分别塞进并拉动穿过合成纤维绳的外层的紧邻绕包部分44的对应的股线。例如，将股线置于绳上大约“10点钟”处的固定部分上并插入例如瑞典硬木钉(Swedish fid)。在尾部，选择绳的对应部分的大约“9点钟”处的一组纱线/股线。在绳的固定部分上的股线的下方松散地拉动该股线。将股线置于绳的固定部分的上方，插入硬木钉，并拉动穿过紧邻的尾部，确保其在节距标记处离开。针对所有顶部的分组的尾部重复此操作。
将绳旋转，取底部的尾部并继续将它们在绳的固定部分上的正确股线的下方塞进。拉紧所有尾部并确保它们在限定的塞进标记46处离开。
重复捻接过程以形成捻接端头。在每次塞进中，从上一次塞进的最后的尾部开始，直到达到所需的塞进标记。注意确保所有的股线在每个点的正确塞进标记处离开。
最终产品如图5所示。优选地，在最后几次塞进处减少纱线的量以形成梢部区域52。在成梢的开始点处，在针对五个梢部的每个塞进步骤中去除例如纱线含量的六分之一。根据设计，产品可能需要在绳的外侧端部的顶部上进行编织。
Claims (14)
1.一种制造用于合成纤维绳的捻接端头的方法，所述合成纤维绳包括纤维芯和围绕所述纤维芯加捻的至少一层合成纤维股线，所述方法包括步骤：
(a)提供具有铺设构造和自由端的合成纤维绳，
(b)从所述绳的端部测量长度为L1的尾部，从所述尾部的端部，在所述合成纤维绳上施加布或带长度L2，以形成绕包部分，
(c)使所述合成纤维绳在从所述绳的端部起长度大约为L1+L2/2的点处弯曲以形成孔眼，
(d)解开所述尾部的芯和股线，将纱线在所述合成纤维绳的外层的股线的数量之中等分并捆扎起来，使得形成多个成束的尾部，
(e)将所述多个成束的尾部分别塞进并拉动穿过所述合成纤维绳的外层的紧邻所述绕包部分的对应的股线之间，以形成塞进部分，
(f)重复将所述多个成束的尾部分别塞进并拉动穿过所述合成纤维绳的外层的紧邻先前的塞进部分的对应的股线之间，以形成捻接端头。
2.根据权利要求1所述的制造用于合成纤维绳的捻接端头的方法，其中，所述纤维芯涂覆有聚合物涂层，并且所述步骤(d)包括去除所述聚合物涂层的步骤。
3.根据权利要求1或2所述的制造用于合成纤维绳的捻接端头的方法，其中，所述合成纤维绳具有两层，并且步骤(d)包括将所述芯和两层的纱线在所述合成纤维绳的外层的股线的数量之中等分并捆扎起来。
4.根据权利要求1或2所述的制造用于合成纤维绳的捻接端头的方法，其中，所述合成纤维绳具有三层，并且步骤(d)包括将所述芯和第一层、第二层和第三层的纱线在所述合成纤维绳的外层的数量之中等分并捆扎起来。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的制造用于合成纤维绳的捻接端头的方法，其中，所述方法还包括步骤(g)：在针对多个梢部的每个塞进步骤中去除纱线含量的一部分。
6.一种合成纤维绳，所述合成纤维绳包括纤维芯和围绕所述纤维芯加捻的至少一层合成纤维股线，
其中，所述合成纤维绳具有捻接式端头，所述捻接式端头包括：
-布或带，所述布或带覆盖弯曲成孔眼形状的绳部分，
-捻接的绳部分，所述捻接的绳部分紧邻孔眼形状的绳部分，所述捻接的绳部分是通过将所述合成纤维绳的多个成束的尾部分别
塞进穿过所述合成纤维绳的外层的合成纤维股线之间而制成的。
7.根据权利要求6所述的合成纤维绳，其中，所述合成纤维包括尼龙纤维、聚酯纤维、例如聚丙烯纤维和聚乙烯纤维的聚烯烃纤维。
8.根据权利要求6所述的合成纤维绳，其中，所述合成纤维包括选自以下各项的高模量合成纤维或混合高模量合成纤维：高强度聚丙烯(HSSP)、高模量聚乙烯(HMPE)、超高分子量聚乙烯(UHMwPE)、例如聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维的对位芳族聚酰胺纤维、液晶聚酯(LCP/LCAP)、聚对亚苯基-2,6-苯并二唑(PBO)、例如聚间亚苯基间苯二甲酰胺纤维的间位芳族聚酰胺纤维、以及(对苯二甲酰氯、对苯二胺和3,4’-二氨基二苯醚)的共聚酰胺纤维，通常称为“共聚芳族聚酰胺”。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的合成纤维绳，其中，所述合成纤维绳的成束的尾部的数量是通过将所述纤维芯和所述至少一层合成纤维股线解开、分开和捆扎而获得的。
10.根据权利要求9所述的合成纤维绳，其中，所述合成纤维绳的尾部的数量等于所述合成纤维绳的外层处的合成纤维股线的数量。
11.根据权利要求10所述的合成纤维绳，其中，所述合成纤维绳具有两层，并且合成纤维绳的尾部是通过将所述芯和两层的纱线在所述合成纤维绳的外层的股线的数量之中等分并捆扎起来而制成的。
12.根据权利要求10所述的合成纤维绳，其中，所述合成纤维绳具有三层，并且合成纤维绳的尾部是通过将所述芯和第一层、第二层和第三层的纱线在所述合成纤维绳的外层的股线的数量之中等分并捆扎起来而制成的。
13.根据权利要求6至12中任一项所述的合成纤维绳，其中，所述纤维芯由聚合物涂层覆盖。
14.根据权利要求13所述的合成纤维绳，其中，所述纤维芯是铺设的或编织的合成纤维股线，并且所述至少一层合成纤维股线包括第一层和第二层，所述第一层具有围绕聚合物层沿第一方向铺设的至少六根第一合成纤维股线，并且所述第二层具有围绕所述第一层沿第二方向铺设的至少十二根第二合成纤维股线。
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