重載鏈條的制作方法
【專利說(shuō)明】重載鏈條
[0001] 本發(fā)明涉及包含鏈環(huán)（chain-link)的重載鏈條，該鏈環(huán)包含合成的聚合物紗線， 所述鏈條適合用于起重、緊固、捆綁、運(yùn)輸、懸掛、提升、固定、將重物保持在一起和/或適合 用于傳輸大量機(jī)械動(dòng)力。本發(fā)明還涉及制備其的方法，以及所述鏈條在各種應(yīng)用中的各種 用途。
[0002] 包含合成的聚合物紗線的重載鏈條在本領(lǐng)域中是已知的，例如在WO2008/089798 A1中所公開(kāi)的那些。該文獻(xiàn)介紹了包含超高分子量聚乙烯（UHMWPE)纖維的鏈條，該鏈條適 于系泊船舶，捆綁公路、鐵路、水運(yùn)以及空中運(yùn)輸中的貨物，或者適于運(yùn)輸、起重、懸掛或提 升應(yīng)用。已知的鏈條與相關(guān)領(lǐng)域中其他鏈條比較時(shí)，表現(xiàn)出高的強(qiáng)度和耐久性。
[0003] 包含合成的聚合物紗線的鏈條的另一個(gè)例子可從US4779411中得知，US 4779411公開(kāi)了由芳族聚酰胺（aramid)多絲紗線制成并具有紡織外部織物外鞘的鏈條。
[0004] 盡管上文公開(kāi)內(nèi)容的已知的鏈條在現(xiàn)有技術(shù)中表現(xiàn)出改進(jìn)，但仍然需要甚至進(jìn)一 步改善所述鏈條。具體來(lái)說(shuō)，據(jù)觀察，當(dāng)用于在例如貨物托盤(pán)（pellet)上系緊、穩(wěn)定和保持 貨物、特別是當(dāng)貨物具有不規(guī)則形狀時(shí)，已知的鏈條不太有效。還發(fā)現(xiàn)，在已知的鏈條中，只 有部分多絲紗線有效地促進(jìn)從一個(gè)鏈環(huán)到另一個(gè)鏈環(huán)的力傳輸，這會(huì)導(dǎo)致鏈條具有低的效 率。同樣，現(xiàn)有技術(shù)中描述的紡織結(jié)構(gòu)示出了具有壓力點(diǎn)的位置，在載荷下在壓力點(diǎn)處與例 如貨物接觸；因而，對(duì)貨物的壓力損傷最大化。此外，制造已知的鏈條的時(shí)間相當(dāng)漫長(zhǎng)，因?yàn)?必須單獨(dú)生產(chǎn)形成鏈條的每個(gè)鏈環(huán)。
[0005]因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提供具有如下性質(zhì)的鏈條：更有效地系緊貨物并保持其在 例如貨物托盤(pán)上和/或需要較短的制造時(shí)間；并且優(yōu)選地具有與已知的鏈條的效率至少相 等的效率。
[0006] 因此，本發(fā)明提供包含鏈環(huán)的重載鏈條，該鏈環(huán)包含合成的聚合物紗線，其中當(dāng)所 述鏈條在基本上平坦表面上保持至少繃緊時(shí)，每個(gè)鏈環(huán)在所述平坦表面上具有正投影，所 述投影具有印痕面積（A)，其中表示為4和A2的每?jī)蓚€(gè)相鄰鏈環(huán)的所述印痕面積滿足如下 關(guān)系：
[0007] 80%A2^A^ 100%A2,
[0008] 其中Ai是所描述的兩個(gè)面積中最小的面積，并且其中以使印痕面積A2與Ai的比 例最大化的方式進(jìn)行所述投影。
[0009] 到目前為止，尚未制造本發(fā)明的重載鏈條（下文中被稱為本發(fā)明的鏈條），并且本 發(fā)明的鏈條表示在適合用于起重、緊固、捆綁、運(yùn)輸、懸掛、提升、固定、將重物保持在一起和 /或適合用于傳輸大量機(jī)械動(dòng)力的鏈條領(lǐng)域中的一種進(jìn)步。令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，可以制造本發(fā) 明的鏈條，以示出高的機(jī)械強(qiáng)度和/或良好的結(jié)構(gòu)完整性，同時(shí)重量輕。
[0010] 最重要的是，本發(fā)明的鏈條以有效的方式系緊貨物，并且允許形成其的紗線有效 地促進(jìn)施加于所述鏈條上的載荷的分配。本發(fā)明的鏈條還可以尤其表現(xiàn)出承受突然激增的 動(dòng)態(tài)載荷且不遭受結(jié)構(gòu)失效的能力，并且尤其可以在各種典型的惡劣操作環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間示 出這種能力。
[0011] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明的鏈條包含形成連續(xù)三維（3D)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的紗 線，這種鏈條在下文中被稱為3D鏈條。"形成連續(xù)3D網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的紗線"在本文中被理解為 紗線連續(xù)地穿過(guò)兩個(gè)相鄰鏈環(huán)之間，即不中斷，并且它們?cè)诿總€(gè)鏈環(huán)中排布形成3D網(wǎng)絡(luò)。 3D網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通常是通過(guò)使至少三組紗線加固并結(jié)合來(lái)獲得的，所述紗線的一組形成多層經(jīng) 紗結(jié)構(gòu)，并且所述紗線的其他兩組相對(duì)于經(jīng)紗結(jié)構(gòu)水平和垂直地放置，從而形成煒紗結(jié)構(gòu)； 優(yōu)選地，該至少三組紗線是正交的。優(yōu)選地，3D網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是3D-紡織結(jié)構(gòu)、更優(yōu)選地3D-紡 織多梭織布（multi-shuttleloom)結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)榘涞逆湱h(huán)在大載荷、尤其動(dòng)態(tài)載荷 下在較小程度上坍塌，同時(shí)以有效的方式保持它們的原始形狀。"3D-紡織多梭織布結(jié)構(gòu)" 在本文中被理解為具有如下特征的結(jié)構(gòu)，其中在多梭織布機(jī)上進(jìn)行至少三組（優(yōu)選地正交 的）紗線的結(jié)合。這種機(jī)器在3D紡織領(lǐng)域中是公知的。3D紡織鏈條也可以允許、尤其長(zhǎng)時(shí) 間段上允許機(jī)械動(dòng)力沿其質(zhì)量更有效且更高響應(yīng)的傳輸。3D結(jié)構(gòu)也可以選自由3D-編織、 3D-針織、3D-縫合、3D-noobed結(jié)構(gòu)組成的組。
[0012] 在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明的鏈條包含層狀結(jié)構(gòu)，其中多個(gè)包含紡織織 物的層被堆疊并優(yōu)選地彼此連接（優(yōu)選通過(guò)縫制進(jìn)行），并且其中通過(guò)以優(yōu)選地周期性方 式沿結(jié)構(gòu)切割孔來(lái)在層狀結(jié)構(gòu)中形成鏈環(huán)。層的量和孔的尺寸取決于鏈條的強(qiáng)度，本領(lǐng)域 技術(shù)人員能夠通過(guò)常規(guī)的實(shí)驗(yàn)來(lái)確定這些因素。優(yōu)選地，所述織物具有條帶形狀，即長(zhǎng)度遠(yuǎn) 遠(yuǎn)大于其橫向尺寸（例如寬度和厚度）的細(xì)長(zhǎng)體，這種條帶的一個(gè)例子可以是具有孔的帶， 例如具有孔的傳送帶。以具有孔的這種條帶而構(gòu)造的鏈環(huán)（例如帶）被視為是通過(guò)兩個(gè)相 鄰的孔之間（即兩個(gè)相鄰橫向的孔邊緣之間，每個(gè)邊緣對(duì)應(yīng)一個(gè)相鄰的孔）的虛擬中間隔 離線分隔的部分。在這種構(gòu)造中的一個(gè)鏈環(huán)具有一個(gè)孔。圖1中示意性說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明 的優(yōu)選實(shí)施方式，其中鏈條具有條帶結(jié)構(gòu)，其中t是鏈環(huán)的長(zhǎng)度，并且w是鏈環(huán)的寬度。這 種條帶可以容易地通過(guò)如下來(lái)形成：將多絲紗線紡織或針織成本領(lǐng)域中已知的任何結(jié)構(gòu)， 例如平紋和/或斜紋紡織結(jié)構(gòu)。條帶優(yōu)選地具有n層（n-ply)帶狀織物結(jié)構(gòu)，其中n優(yōu)選 為至少2,更優(yōu)選為至少3以及最優(yōu)選為至少4。條帶寬度可以在大范圍內(nèi)改變，至少lcm、 更優(yōu)選地至少2cm且優(yōu)選地至多30cm且最優(yōu)選地至多15cm的寬度。優(yōu)選地選擇條帶的厚 度，以使寬度與厚度的比例為至少5 : 1、更優(yōu)選地至少10 : 1，寬度與厚度的比例優(yōu)選地 為至多40 : 1并且甚至更優(yōu)選地至多20 : 1。通過(guò)限制條帶的寬度與厚度比例，使鏈條的 鏈環(huán)更易連接附接裝置，例如吊鉤。
[0013] 優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的鏈條的鏈環(huán)被固定在一個(gè)面中，即，這些鏈環(huán)在所述鏈條內(nèi) 的任何方向中是不可移動(dòng)的。
[0014] 本發(fā)明的鏈條的特征可以是：40 %A2<A:彡100 %A2;優(yōu)選地50 %A2彡A:彡100 % A2;更優(yōu)選地60 %A2彡A# 100%A2;甚至更優(yōu)選地70 %A2彡A# 100%A2。本發(fā)明的 鏈條的特征在于80%A2<A# 100%A2，以及優(yōu)選地90%A2<A# 100%A2。
[0015] 本文中"重載鏈條"指的是斷裂強(qiáng)度至少100kN的鏈條。優(yōu)選地本發(fā)明的鏈條的 斷裂強(qiáng)度為至少500kN、更優(yōu)選地至少1000kN、甚至更優(yōu)選地至少lOOOOkN、還甚至更優(yōu)選 地至少100000kN、最優(yōu)選地至少106kN。
[0016] 本文中"重物"指的是通常被理解為具有顯著重量的物品，例如運(yùn)輸貨物集裝箱、 艇、船、錨、轎車、貨車、飛機(jī)、火車、巴士、系泊用具（moor)等。
[0017] 在本發(fā)明的上下文中，紗線被理解為包含多個(gè)纖維的細(xì)長(zhǎng)體。本文中"纖維"被理 解為細(xì)長(zhǎng)體，例如具有長(zhǎng)度和橫向尺寸的物體，其中物體的長(zhǎng)度比其橫向尺寸大得多。本文 中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)"纖維"也可以包括各種實(shí)施方式，例如細(xì)絲、帶、條帶、條和紗線。纖維也可 以具有規(guī)則或不規(guī)則的橫截面。纖維也可以具有連續(xù)和/或不連續(xù)的長(zhǎng)度。優(yōu)選地，纖維 具有連續(xù)的長(zhǎng)度，這種纖維在本領(lǐng)域中被稱為細(xì)絲。
[0018] 本文中物品（例如鏈環(huán)）的"正投影"被理解為所述物品在面上的投影。
[0019] 優(yōu)選地，合成的聚合物紗線具有至少lGPa、優(yōu)選地至少1. 5GPa、更優(yōu)選地至少 2GPa、甚至更優(yōu)選地至少3GPa、還甚至更優(yōu)選地至少4GPa、最優(yōu)選地至少5GPa的拉伸強(qiáng)度。 所述紗線的纖度優(yōu)選地為至少1〇〇旦尼爾、甚至更優(yōu)選地至少1〇〇〇旦尼爾、還甚至更優(yōu)選 地至少2000旦尼爾、還甚至更優(yōu)選地至少3000旦尼爾、還甚至更優(yōu)選地至少5000旦尼爾、 還甚至更優(yōu)選地至少7000旦尼爾、最優(yōu)選地至少10000旦尼爾。這種紗線是可商業(yè)購(gòu)得的。 合成的聚合物紗線的拉伸強(qiáng)度（GPa)是在多絲紗線上采用按照ASTMD885M的程序測(cè)量 的，其中