[发明专利]混合弹性绳体及用于制造该绳体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于技术用途的纺织长丝和纱线领域，尤其涉及一种用于制造在力学抗性和伸长率方面具有高等级技术特征的纺织产品(诸如绳、带、肩带或织物)的弹性绳体。

背景技术

从一般意义上讲，弹性绳体通常由两种具有不同力学性质的长丝纱线结合而成。因此，会利用由具有低弹性模量及对磨损和断裂具有低抗性的弹性体制成的第一弹性长丝纱线，诸如具有高弹性的天然橡胶或氨纶(spandex、elastane)。再将该第一长丝纱线与一条或多条具有高弹性模量和低伸长能力且对磨损和断裂具有高抗性的长丝纱线结合，诸如聚酰胺或聚丙烯长丝纱线。考虑到该结合，这种绳体(cable)在下文中将被称为“混合绳体”。

这些常规的混合绳体呈现出由弹性长丝纱线构成中心芯线的形式，该弹性长丝纱线的抗拉强度作为伸长率的函数由图1A中实线给出的曲线E表示。应该记得，伸长率是通过从静息状态的伸长除以静息长度之比而算得。该芯线被由抗性长丝纱线形成的护套围绕，该抗性长丝纱线的抗拉强度作为伸长率的函数由图1A中虚线给出的曲线T表示。围绕弹性芯线的护套的制备可使用本领域技术人员熟知的多种常规技术中的任何一种，诸如编织(braid)、针织(knit)、缠绕(wind)或经纱(wrap)。

图1B是典型的混合绳体的抗拉强度作为伸长率的函数的曲线图，首先，现有技术的所有混合绳体都具有低负载的第一区(区1)，例如，从0％至60％的伸长，其中，作为负载的函数的伸长快速增加。然后，从60％的水平开始，具有第二区(区2)，其中，绳体的刚度逐渐增加直至断裂。

在图1B所示的图表的第一区(区1)中，绳体的抗拉强度实际上等于弹性长丝纱线的抗拉强度(类似于图1A所示的实线)。护套通过其网格(针织或编织的护套的情况)或卷绕(缠绕的护套的情况)的几何形状发生的改变来支持弹性线芯的伸长。该改变包括网格或卷绕沿纵向的伸长且沿径向连续的收缩。沿径向的该收缩引起护套的内径对应地等价减少；同时，由于使线芯伸长，弹性线芯的直径减少。只要护套的直径的减少不超过弹性线芯的直径的减少，护套的直径的减少及相应的沿纵向的伸展就会自如进行，且不会引起护套的抗性长丝纱线的明显拉紧。这是图1B所示的图表的整个第一区(区1)的情况。从某一伸长率(该实例为60％)开始，该伸长率依赖抗性长丝纱线的几何参数，护套的直径的减少快于弹性芯线的直径的减少，这导致包围在护套中的弹性芯线的压缩。该现象是由绳体的刚度的逐渐增加引起，其从图1B所示的图表的第二区(区2)的起始点开始出现；此外，这会在弹性芯线与护套的长丝纱线之间以及在长丝纱线自身之间的界面产生高水平的应力。该现象从图表的整个第二区(区2)持续至绳体的断裂点，在该实例中设定为接近150％的伸长率。

考虑到在相对低的伸长程度(低于断裂点处的伸长程度的几十百分比)时发生刚度的增加，因此，现有技术的混合绳体呈现出具有相对减少的低负载区的缺点。现有技术的混合绳体在整个第二区还具有刚度的急剧增加，这对确保伸长的精确限制是不利方面。

此外，现有的技术的这些混合绳体具有快速磨损的缺点。的确，抗性长丝纱线不与弹性芯线平行，从而由于弹性长丝纱线的压缩而受到高应力。这些抗性长丝纱线受到大量摩擦，从而使其过早磨损。

法国专利申请FR 2,910,047提供了一种编织带的说明，该编织带沿经纱方向包含两种类型的平行长丝纱线，也就是说，一种是弹性长丝纱线且另一种是抗性长丝纱线，其是由在静息时处于卷曲状态的织构化的(textured)有机长丝制成。在低伸长时，这些卷曲的长丝逐渐展开且没有任何抗性。因此，上述编织带基本上如同只包含弹性长丝纱线。当长丝达到其完全伸长状态，对进一步伸长的抗性变得明显，从而抗性决定了编织带的特性。然而，在该结合中，难以或甚至不可能采用高抗性长丝，这是因为，由于它们的刚度，它们不能被织构化，从而不能被卷取。

从文献WO2010/146347可知一种混合纤维，其包含例如由橡胶制成的弹性纱线和具有高弹性模量的抗性纱线。发现在静息状态下抗性纱线以螺旋状缠绕弹性纱线。当对纤维施加张力，抗性纱线逐渐拉伸，这具有推动弹性纱线的作用。当抗性纱线被完全拉伸，发现弹性纱线螺旋地缠绕抗性纱线。这种纤维被称为胀(auxetic)纤维，这是因为其具有当被施加张力时直径增加的奇特性质。

文献WO2010/146347强调了这种纤维的不理想特性，尤其当其处于小于其最大伸长状态的伸长状态时：伴随抗性纱线的卷绕沿弹性纱线的滑移，抗性纱线的卷绕与弹性纱线分离，从而使纤维自身解体。

因此，存在对具有全部如下特征的柔性绳体的需求：