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混合绳索

2021-01-31 22:21:55

混合绳索

　　技术领域tt

　　本发明涉及一种混合绳索，其包括纤维芯元件和至少一层金属外tt层。tt

　　背景技术tt

　　普通的金属线绳索和缆索通常的特征在于被螺旋加捻的钢丝或钢tt丝股线的外层包围的金属芯。具有金属芯的缆索在长的长度上具有过tt重的缺点。tt

　　因此，提出了具有与金属线股线加捻在一起的天然或合成纤维的tt纤维芯的绳索(即，所谓的混合绳索)，以根据所使用的天然或合成纤tt维的类型赋予绳索多种特性。tt

　　相对于全钢绳索，混合绳索的优点是具有较低的重量和提高的性tt能，例如拉伸和弯曲疲劳。tt

　　相对于全纤维绳索，例如尼龙或聚酯，混合绳索的优点是具有高tt的抗磨、抗压和抗拉伸性，同时还显示出所需的韧性和优良的冲击强tt度。tt

　　US-4034547-A公开了一种复合缆索10，其包括合成芯12和金属tt护套14，如图1中所示。合成芯12由低拉伸纤维束形成，护套14由tt多个丝或丝股线16形成。该专利进一步公开了，该复合缆索能够获得tt比相应尺寸的钢缆的重量轻大约30％的重量。tt

　　混合绳索的优点特别在用于悬挂使用的较大长度绳索的情况下有tt效，例如在采矿、起重机和升降机中的牵引或提升操作绳索，航空绳tt索或用于安装设备的绳索，或者用于在海洋和商业捕鱼及海上应用(例tt如锚泊、安装设备中)使用的绳索。这是因为，在这些用途中，绳索tt自身的重量已经占据它的承载能力和绞车负载能力的较大部分，所以tt有效负载相应地受到限制。因此，在这些操作中混合绳索是理想的，tttttt因为它们提供了与钢绳相当的性能和较低的重量，从而扩展了可能性，tt例如更深地系泊在水中。tt

　　然而，另一方面，具有尼龙或聚酯芯的混合绳索不具有高的断裂tt负荷，因此，不可能用于其中要求具有与全钢绳索一样的高强度的地tt方。在这种情况下，可使用具有高模量纤维作为芯的混合绳索。tt

　　然而，相对于更加常规的缆索，在其用途和控制方面，它具有要tt求重大改性的缺点。例如，当绳索使用时，因为它相对于钢外层移动tt导致纤维芯相对容易磨损。最近，国际专利申请WO-2011/154415-A1tt公开了在高模量聚乙烯(HMPE)芯上使用塑性体涂层，以保护HMPEtt芯防止因钢丝股线的移动而导致的磨损。而且，在芯和钢外层之间发tt生较少的滑动。然而，对于关键的应用来说，其中在绳索内由高的施tt加负载产生巨大的压缩应力，从而在绞车或滚筒式提升机内粉碎，或tt者当采用非常低的弯曲半径，例如在条件D/d≤30(其中D表示滑轮的tt直径，d是绳索的直径)和SF≤5(SF是安全因子的缩写)下时，发现，tt在使用一定时间之后挤出的塑性体不足以保护芯且该塑性体可能劣tt化，并将在钢丝股线之间被压出到外部绳索表面上。tt

　　发明内容tt

　　本发明的主要目的是开发尤其适合于关键应用(例如导致高应力tt或采用低的弯曲半径)的混合绳索。tt

　　本发明的另一目的是设计混合绳索及其生产方法，所述混合绳索tt具有显著增加的抗疲劳性，且在混合绳索在多次循环使用后可避免压tt出内芯上的涂布材料到线状部件之间。tt

　　根据本发明的第一方面，提供了一种混合绳索，其包括含有高模tt量纤维的芯元件，所述芯元件被至少一层含有线状金属部件的外层包tt围，其中用具有共聚酯弹性体或热塑性聚氨酯(TPU)的聚合物涂布所tt述芯元件。tt

　　可通过二异氰酸酯、短链元醇或二胺(硬嵌段)和长链二醇或二胺tt(软嵌段)之间的反应，形成热塑性聚氨酯。优选地，通过4,4"-二苯甲tt烷二异氰酸酯(MDI)和短链二醇(例如乙二醇、1,4-丁二醇和1,4-二-β-tttttt羟基乙氧基苯)之间的反应，形成硬嵌段。优选地，软嵌段源自于长tt链聚酯二醇或聚醚二醇，优选长链聚醚二醇。长链二醇(Mn)的分子量tt可以是600－6000。tt

　　存在醚基和酯基TPU这二者，这二者具有特定的一组优点：醚基tt等级具有较好的抗水解性和抗微生物性，酯基具有最好的机械性能和tt耐热性。可在本申请中使用这两类TPU。作为一个实例，可将BASF tt1160D聚醚型聚氨酯弹性体挤出到混合绳索的芯上。tt

　　或者，用具有含10-70wt％的软嵌段的共聚酯弹性体的聚合物涂tt布芯元件。优选地，共聚酯弹性体的根据ISO 868测量的肖氏D硬度tt为大于50。在优选的实施方案中，共聚酯弹性体含有10-40wt％的软tt嵌段。在更优选的实施方案中，共聚酯弹性体含有20-30wt％的软嵌tt段。在最优选的实施方案中，共聚酯弹性体含有25wt％的软嵌段。共tt聚酯弹性体的模量和硬度取决于共聚酯弹性体内的软嵌段的类型和浓tt度。在混合绳索的制造中，使用含有软嵌段和硬嵌段的共聚酯弹性体tt的优点是，在芯和外部金属层之间建立了硬的过渡层。在共聚酯弹性tt体内较低浓度的软嵌段可使得弹性体较硬。因此，在芯和外部金属层tt之间采用共聚酯弹性体过渡层将改进混合绳索的抗疲劳性并避免当混tt合绳索在使用时涂布的共聚酯弹性体(过渡层)因磨损导致的流动。此tt外，含有软嵌段的共聚酯弹性体与内部纤维芯元件和外部金属层相容。tt此外，在高温和零度以下的温度下，该材料具有突出的抗挠曲和弯曲tt疲劳性。这使得它尤其适合于诸如起重机绳索之类的应用，这类应用tt经受宽范围的温度且还遇到非常高水平的挠曲疲劳和压缩。tt

　　合适地，共聚酯弹性体是共聚酯酯弹性体、共聚碳酸酯酯弹性体tt和/或共聚醚酯弹性体，即，具有分别由聚酯、聚碳酸酯或聚醚的链段tt组成的软嵌段的共聚酯嵌段共聚物。合适的共聚酯酯弹性体例如描述tt于EP-0102115-B1中。合适的共聚碳酸酯酯弹性体例如描述于ttEP-0846712-B1中。共聚酯弹性体可例如以商品名获自荷兰tt的DSM Engineering Plastics B.V.。tt

　　优选地，共聚酯弹性体是共聚醚酯弹性体。tt

　　共聚醚酯弹性体具有由至少一个聚氧化亚烷基二醇衍生的软链tt段。共聚醚酯弹性体及其制备和性能是现有技术已知的，且例如详细tt描述于Thermoplastic Elastomers，第2版，第8章，Carl Hanser Verlagtt(1996)ISBN 1-56990-205-4，Handbook of Thermoplastics,Ed.O.ttOtabisi，第17章，Marcel Dekker Inc.,New York 1997,ISBN 0-tt8247-9797-3，和Encyclopedia of Polymer Science and Engineering，tt第12卷，第75-117页(1988),John Wiley and Sons和在其中提及的参tt考文献中。tt

　　在聚醚酯弹性体的硬嵌段中的芳族二羧酸合适地选自对苯二甲tt酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、4,4-二苯基二甲酸及其tt混合物。优选地，芳族二羧酸包括对苯二甲酸，更优选包括至少tt50mol％的对苯二甲酸，仍然更优选包括至少90mol％对苯二甲酸，或tt甚至完全由对苯二甲酸组成，相对于二羧酸的总摩尔量。tt

　　在聚醚酯弹性体的硬嵌段中的亚烷基二醇合适地选自乙二醇、丙tt二醇、丁二醇、1,2-己二醇、1,6-己二醇、1,4-丁二醇、苯二甲醇、环tt己烷二醇、环己烷二甲醇及其混合物。优选地，亚烷基二醇包括乙二tt醇和/或1,4-丁二醇，更优选包括至少50mol％的乙二醇和/或1,4-丁二tt醇，仍然更优选包括至少90mol％的乙二醇和/或1,4-丁二醇，或者甚tt至完全由乙二醇和/或1,4-丁二醇组成，相对于亚烷基二醇的总摩尔量。tt

　　聚醚酯弹性体的硬嵌段优选包括聚对苯二甲酸丁二酯链段或者甚tt至由其组成。tt

　　合适地，聚氧化亚烷基二醇是基于环氧烷、氧杂环丁烷和/或氧杂tt环戊烷的均聚物或共聚物。在可基于聚氧化亚烷基二醇的情况下，合tt适的环氧烷的实例是环氧乙烷和环氧丙烷。相应的聚氧化亚烷基二醇tt均聚物已知还分别称为聚乙二醇、聚环氧乙烷或聚氧化亚乙基二醇(还tt缩写为PEG或pEO)和聚丙二醇、聚环氧丙烷或聚氧化亚丙基二醇(还tt缩写为PPG或pPO)。在可基于聚氧化亚烷基二醇的情况下，合适的tt氧杂环丁烷的实例是1,3-丙二醇。相应的聚氧化亚烷基二醇均聚物已tt知还称为聚(三亚甲基)二醇。在可基于聚氧化亚烷基二醇的情况下，tttttt合适的氧杂环戊烷的实例是四氢呋喃。相应的聚氧化亚烷基二醇均聚tt物已知还称为聚(四亚甲基)二醇(PTMG)或聚四氢呋喃(PTHF)。聚氧tt化亚烷基二醇共聚物可以是无规共聚物、嵌段共聚物、或其混合结构。tt合适的共聚物例如是环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚物(或EO/PO嵌段共tt聚物)，尤其是环氧乙烷封端的聚氧化亚丙基二醇。tt

　　聚氧化亚烷基也可以基于亚烷基二醇或亚烷基二醇的混合物或者tt低分子量聚氧化亚烷基二醇或前述二元醇的混合物的醚化产物。tt

　　优选地，所使用的聚氧化亚烷基二醇是聚(四亚甲基)-二醇tt(PTMG)。tt

　　芯元件优选是由合成纤维制造的绳索。芯可以优选具有已知用于tt合成绳索的任意结构。芯可具有编织、编结、加捻、捻结或平行结构tt或者它们的组合。优选地，芯具有加捻或编结的结构或者它们的组合。tt

　　在这样的绳索结构中，绳索由股线制造。股线由绳索纱线构成，tt绳索纱线包含合成纤维。由纤维形成纱线、由纱线形成股线和由股线tt形成绳索的方法是本领域中已知的。股线本身也可具有编织、编结、tt加捻、捻结或平行的结构或者它们的组合。tt

　　另外，在进一步加工之前，可通过例如预拉伸、退火、热定型或tt压缩绳索，来预调节绳索。在混合绳索的生产过程中，可通过在施加tt涂层(例如所讨论的挤出的聚合物护套或编织或加捻的覆盖层)之前tt充分地预拉伸所述芯，或者在将外部金属股线包围到所述芯上的过程tt中，来去除结构伸长。tt

　　在混合绳索的芯上施加本申请的涂层可省去在某些应用中用于密tt封芯的合成纤维或织物鞘套。tt

　　对于绳索结构的进一步描述，例如参见“Handbook of fibre rope tttechnology”，McKenna，Hearle和O’Hear，2004，ISBN 0-8493-2588-9。tt

　　可以用作本发明的混合绳索的芯的合成纱线包括已知用于全合成tt绳索中的所有纱线。这些纱线可以包括由聚丙烯、尼龙、聚酯纤维制tt成的纱线。优选地，使用高模量纤维的纱线，例如液晶聚合物(LCP)、tt芳族聚酰胺(例如聚对苯二甲酰对苯二胺，称为)、高分子量tttttt聚乙烯(HMwPE)、超高分子量聚乙烯(UHMwPE)(例如)tt和PBO(聚对亚苯基－2，6－苯并双噁唑)的纤维的纱线。高模量纤维tt的断裂强度优选为至少2MPa和拉伸模量优选为高于100GPa。芯元tt件的直径可以在2mm至300mm之间变化。tt

　　在绳索中使用高模量纤维相比于其他纤维的优点是，高模量纤维tt的诸如拉伸疲劳、弯曲疲劳和刚度方面的性能超过了其他纤维，且高tt模量纤维与钢丝具有较好的匹配性。tt

　　通过任何可获得的涂布方法，在芯元件上施加具有共聚酯弹性体tt的聚合物。优选地，通过挤出将聚合物涂布到芯元件上。涂布的共聚tt酯弹性体的厚度为0.1-5mm。优选地，厚度为大于0.5mm。tt

　　重要的是，即使采用高温将共聚酯弹性体(例如)施加tt到高模量纤维(例如)芯上，混合绳索的断裂负载仍然高，tt和在这一施加的高温(最多230℃)下，芯没有被损坏。tt

　　作为一个实例，表1给出了3个混合绳索(2个挤出，1个未挤出)tt和一个参考绳索的断裂负载(BL)。另外，还给出了模量和BL效率。tt为了比较，将高模量纤维芯与或者与聚丙烯(PP)tt一起挤出。所采用类型的PP的拉伸模量为1450MPa(ISO 527-1,-2)，tt和0℃下Type 1刀口朝前(Edgewise)的简支梁缺口冲击强度为大于tt7kJ/m2(ISO 179)。根据ISO1133测定的PP的熔体流动速率tt(MFR)(230℃/2.16Kg)为1.3g/10min。tt

　　混合绳索的BL是非常高(比参考绳索高约13％)。具有挤出芯和tt不具有挤出芯的混合绳索的BL在相同的范围内，这表明在高温下挤tt出没有导致芯中的强度损失。BL效率也是其指示。BL效tt率被定义为“所测量的BL”与“钢丝的BL x钢丝的数量+芯的BL”之tt比。它描述了丝股线的旋转导致的BL的损失和在芯中可能引起BLtt下降的任何因素。如表1所示，具有挤出和非挤出芯的混合绳索的BLtt效率完全相当，这表明在挤出的混合绳索中芯没有损失其ttBL，即使在高温下采用挤出。tt

　　表1.混合绳索的性能比较tt

　　根据本发明,仍然可以在芯元件和具有含10-70wt％软嵌段的共聚tt酯弹性体的涂布的聚合物之间添加额外的塑性体层。也可在两层或更tt多层外层之间添加额外的塑性体层。塑性体可以是乙烯或丙烯和一种tt或多种C2-C12α-烯烃共聚单体的半晶共聚物且具有根据ISO1183测tt量的870－930kg/m3的密度。在商业规模上，例如由Exxon,Mitsui,ttDEX-Plastomers和DOW以商品名Tafmer,Exceed,Engage,ttAffinity,Vistamaxx和Versify，制造可在本发明中使用的合适的塑性tt体。在这一混合绳索的制造中，使用以上提及的塑性体的优点是，塑tt性体的加工温度使得纤维芯的机械性能没有受到加工条件的负面影tt响。此外，由于塑性体还基于聚烯烃，因此，视需要，可在塑性体和tt纤维芯之间实现良好的粘合。此外，可获得均匀层厚的涂层，从而确tt保钢丝更好地包围在芯周围。在混合绳索中，在纤维芯上使用本发明tt的塑性体的涂层还确保当绳索在使用中时纤维芯受到保护，避免因金tt属线状部件移动导致的磨损。在芯和外层内的金属线状部件之间发生tt较少的滑动。tt

　　在这一塑性体层之上可施加第二或更多的聚合物层，所述聚合物tt具有含10-70wt％软嵌段的共聚酯弹性体。涂布的聚合物层使得混合tt绳索更加刚硬且较少流动，并提供较好的抗疲劳、抗磨损和抗化学性tttttt等。可按照某些常见的方式，例如共挤出或分步挤出等，来实施在纤tt维芯上施加两层或更多层涂布的层。tt

　　此处，混合绳索的直径为2-400mm，例如10mm、50mm、100mmtt和200mm。tt

　　作为一个实例，线状金属部件是钢丝和/或钢丝股线。绳索的丝线tt可以由高碳钢制造。高碳钢具有如下的钢组分：碳含量为0.5-1.15％,tt锰含量为0.10-1.10％,硅含量为0.10-1.30％,硫和磷的含量被限制为tt0.15％,优选限制为0.10％或者甚至更低；可以添加额外的微合金化元tt素,例如铬(高达0.20-0.40％)、铜(高达0.20％)和钒(高达0.30％)。所有tt的百分数都是重量百分数。tt

　　优选地,至少一层金属层的钢丝和/或钢丝股线分别涂覆有锌和/或tt锌合金。更优选地,通过镀锌工艺在钢丝的表面上形成涂层。锌铝涂层tt具有优于锌的总体抗腐蚀性。与锌相比，锌铝涂层更耐温度。还与锌tt相比，当暴露于高温时，锌铝合金没有剥落。锌铝涂层可具有2－tt12wt％的铝含量，例如5－10％。一种优选的组成处在共析位置附近：tt铝为约5wt％。锌合金涂层可进一步具有润湿剂，例如镧或铈，其量tt为锌合金的小于0.1wt％。涂层的其余部分是锌和不可避免的杂质。tt另一优选的组成包含约10％的铝。与具有约5wt％铝的共析组成相比，tt增加量的铝提供了更好的抗腐蚀性。其它元素，例如硅和镁，可以添tt加到锌铝涂层中。更优选地，为了优化抗腐蚀性，特别好的合金包含tt2－10％的铝和0.2－3.0％的镁，其余部分是锌。tt

　　本发明的混合绳索包括含有线状金属部件的至少一层外层。因此，tt混合绳索可包括含有线状金属部件的两层外层。作为一个实例，第一tt外层内的第一线状部件的直径不同于第二外层内第二线状部件的直tt径。在另一实例中，第一线状部件的直径等于第二线状部件的直径。tt线状部件的直径可在0.30mm到30mm之间变化。优选地，第一金属tt层的第一加捻方向和第二金属层的第二加捻方向是不同的捻向。它可tt进一步包括在加捻之前对每一线状部件进行设定预定的螺旋加捻的步tt骤。作为一个实例，第一金属层沿“S”方向加捻，和第二金属层沿“Z”tttttt方向加捻。作为另一实例，第一金属层沿“Z”方向加捻，第二金属层tt沿“S”方向加捻。“S”和“Z”扭矩被平衡，因此混合绳索是不旋转的。tt

　　另外，含有线状金属部件的外层可包括混合股线或钢股线。混合tt股线含有合成芯和外部线状长丝。在每一钢股线中，线状长丝可具有tt相同或不同的直径。tt

　　混合绳索可进一步包括环绕金属外层的护套。在具有大于一层金tt属外层的混合绳索情况下，也可在金属外层之间采用护套。护套包括tt涂布或挤出到本发明的金属层上的塑性体、热塑性材料和/或弹性体。tt涂层的平均厚度为至少0.1mm，更优选至少0.5mm。所述厚度为最多tt50mm，优选最多30mm，更优选最多10mm和最优选最多3mm。tt

　　根据本发明的第二方面，提供一种降低使用后混合绳索的伸长和tt直径减小并增加其寿命的方法，当以在芯上不具有涂层或者具有诸如ttPP的其他涂层的混合绳索作为参考时。所述方法包括下述步骤：(a)tt提供芯元件，其中所述芯元件包括高模量纤维；(b)用聚合物涂布所述tt芯元件，所述聚合物具有含10-70wt％软嵌段的共聚酯弹性体；和(c)tt在芯元件周围一起加捻多个线状金属部件，以形成金属外层。tt

　　根据本发明的第三方面，提供一种避免使用后混合绳索的内部芯tt上的涂布材料压出到线状部件之间的方法。所述方法包括下述步骤：tt(a)提供芯元件，其中所述芯元件包括高模量纤维；(b)用聚合物涂布所tt述芯元件，所述聚合物具有含10-70wt％软嵌段的共聚酯弹性体；和(c)tt在芯元件周围一起加捻多个线状金属部件，以形成金属外层。tt

　　此处示例说明的本发明可以在不存在这里没有特别公开的任何元tt件、限制的情况下合适地实施。因此，例如.术语“包括”、“包含”、“含tt有”等应当扩展地且没有限制地阅读。另外，这里使用的术语和措辞是tt用于说明而不是限制，且使用这些术语和措辞中并不打算排除所示和tt所述特征的等同物或其部分，而且应当知道，在要求保护的本发明范tt围内可有多种变化。tt

　　附图简述tt

　　参考详细说明并结合非限定实例和附图，将更好地理解本发明，tttttt附图中：tt

　　图1是现有技术的混合绳索的截面。tt

　　图2是本发明的第一实施方案的混合绳索的截面。tt

　　图3是本发明的第二实施方案的混合绳索的截面。tt

　　图4是本发明的第三实施方案的混合绳索的截面。tt

　　图5是本发明的第四实施方案的混合绳索的截面。tt

　　图6是在试验比较中本发明的混合绳索的截面。tt

　　图7示出了在弯曲疲劳试验中本发明的混合绳索和参考混合绳索tt的伸长vs.循环。tt

　　实施本发明的模式tt

　　混合绳索1

　　图2是本发明第一实施方案的本发明混合绳索的截面。本发明混tt合绳索20包括纤维芯22、涂布的聚合物层23和含有金属线状部件26tt的外层24。图2所示的混合绳索20具有"12+FC"绳索结构。术语tt"12+FC"是指这样的绳索设计，它具有12根单一丝线的金属外层和纤tt维芯(缩写为FC)。tt

　　芯22由多个高模量聚乙烯(HMPE)纱线制造，例如由8*1760dTexttSK78纱线,4*1760dTex纱线或者14*1760dTextt1760dTex SK78纱线中的任意一种或多种纱线制造。芯22tt可由一束连续的合成纱线或编织股线制造。作为一个实例，在第一步tt骤中，生产12个股线编织的第一芯部件，每一股线由8*1760dTexttSK78纱线组成。这样的第一芯部件用12个4*1760dTextt纱线的股线来覆盖编织(overbraided)。tt

　　在下一步骤中,使用具有用户挤出指南中描述的加工条件的常规tt单螺杆挤出机,在如上生产的芯22上挤出共聚酯弹性体(例如tt)的涂布层23。tt

　　之后,通过在芯22周围加捻12根钢丝，获得混合绳索。在这一实tt施方案中，作为阐述的一个实例的金属线状部件26是相同的单一钢tt丝。或者，应当理解，金属线状部件26可以是含若干长丝的金属股线。tttttt应当理解，金属外层24也可包括长丝股线和单一钢丝的组合。tt

　　应当注意，在图2中的涂布的聚合物层23(类似地，同样在下述tt附图中的涂布的聚合物层)看起来是圆形的，但在现实中它是星形的且tt进入股线之间。tt

　　混合绳索2

　　图3是本发明第二实施方案的本发明混合绳索的截面。本发明混tt合绳索30包括纤维芯32，具有含10-70wt％软嵌段的共聚酯弹性体的tt挤出的共聚酯弹性体层33，含第一金属线状部件34的第一金属外层，tt和含第二金属线状部件38的第二金属外层。图3所示的混合绳索30tt具有"32x7c+26x7c+FC SsZs,SzZz或ZzSz"绳索结构。术语tt"32x7c+26x7c+FC SsZs"是指这样的绳索设计，它具有：第二金属层(最tt外侧层)，该第二金属层具有旋转方向为“S”的32个股线(即第二金属tt线状部件38)，其中每一股线含有旋转方向为“s”的7个压实的长丝；tt第一金属层，该第一金属层具有旋转方向为“Z”的26个股线(即第一金tt属线状部件34)，其中每一股线含有旋转方向“s”的7个压实的长丝；tt和纤维芯(缩写为FC)。图3所示的混合绳索30中的金属部件34、38tt具有相同的尺寸和长丝股线结构。或者，金属部件可具有不同的直径tt和/或其他长丝股线结构。tt

　　混合绳索3

　　图4是本发明第三实施方案的本发明混合绳索的截面。作为一个tt实例，所示的混合绳索40具有"34+24+FC SZ"结构。本发明的混合绳tt索40包括纤维芯42，在芯42周围的挤出的共聚酯弹性体层43(例如tt)，含第一金属线状部件44的第一金属外层。另外，挤出的tt塑性体层45(例如0230)在纤维芯42和挤出的共聚酯弹性tt体层43之间涂布。含与第一金属线状部件44在不同方向上加捻的第tt二金属线状部件48的第二金属外层在第一金属外层之上和热塑性保tt护层49(例如聚乙烯(PE))被挤出到整个绳索上。任选地，额外的涂tt层/挤出层(例如聚乙烯(PE))可添加在两层金属层之间，以避免金属tt层之间的磨损。tt

　　混合绳索4

　　图5是本发明第四实施方案的本发明混合绳索的截面。作为一个tt实例，所示的本发明混合绳索50包括纤维芯52，在芯52周围的挤出tt的共聚酯弹性体层53，和含混合股线的外层54。此处，混合股线含有tt纤维芯56，任选的挤出层57，和在挤出层57周围的含有金属线状部tt件58的金属层。外层中的纤维芯56的组成可以与混合绳索的中心内tt的纤维芯52相同或不同。在单独的混合股线上的挤出层57的组成也tt可以与混合绳索的纤维芯52上的挤出层53相同或不同。金属线状部tt件58优选是镀锌钢丝。tt

　　试验比较

　　在比较之后将阐述本发明的优点。tt

　　为了比较，生产具有图6所示的绳索结构的本发明的混合绳索60。tt通过挤出层63封装纤维芯62。含有6个钢股线66的外部金属层64tt在挤出芯的周围。在每一股线66中，具有26个钢丝。用挤出的纤维tt芯压实6个股线66，和因此形成26mm混合绳索。在表2中给出了混tt合绳索的详细尺寸。根据本发明，在这一具体的实例中，芯元件是直tt径为11mm的高模量纤维芯与含有软嵌段的共聚酯tt弹性体一起挤出，厚度为1mm。tt

　　表2.比较本发明的绳索的绳索尺寸tt

　　为了得到明确的指示，将具有相同绳索结构和类似尺寸的常规混tt合绳索被作为参考混合绳索，其中不具有挤出层的芯直径为13mm的tt聚丙烯(PP)芯直接与钢股线一起压实。将其与具有与一起挤tt出的芯的本发明的混合绳索进行比较。tt

　　此外，为了比较，将相同厚度(即1mm)下具有与PP一起挤出tt的相同芯的混合绳索被作为对比例。tt

　　由于确保在设备上安全地操纵牵涉大的责任，因此，在使用中的tt任何线绳索必须明显地在其断裂负载以下。通过结构必须符合或超过tt的法律或标准来强制使用安全因子(SF)。SF是断裂负载(绝对强度)与tt实际施加负载之比，即tt

　　SF＝断裂负载/施加的负载 (1)tt

　　强制采用SF的目的是为了在使用寿命中维持绳索和在安全极限tt内维持强度。tt

　　还应当注意滑轮、转鼓或槽轮和其他端接头的状况。这些部件的tt状况影响绳索磨耗：滑轮的弯曲半径越小，抗弯性越大。在严苛条件tt下进行的弯曲和疲劳试验中，测试混合绳索，其中滑轮尺寸D＝514mm，tt和绳索直径d＝26mm，即D/d≈20。tt

　　在相同负荷下负载的绳索：

　　表3中阐述了所研究的混合绳索的性能，例如线性重量，断裂负tt载，施加的负载和模量。tt

　　如表3所示，所有混合绳索的线性重量相当，而具有挤出的tt芯(D2)的混合绳索的断裂负载和模量高于具有PP芯(P)的tt参考混合绳索。这可归因于芯的较高模量，因为施加的负tt载被钢外层和纤维芯共享，和外部钢层担负相同的负载。tt

　　重要的是，在弯曲和疲劳试验中，本发明的混合绳索呈现出优越tt的性能。tt

　　在相同的施加负载，即8.81吨下，比较本发明的混合绳索(D2)与tt具有和PP一起挤出的芯的混合绳索(表3的对比例1，D1)tt和参考绳索(表3中的P)。tt

　　在这一情况下，具有与(D2)一起挤出的芯的tt混合绳索的SF高于具有PP芯(P)的参考混合绳索，即5.9vs.5.2。重tt要的是，在约110,000次循环之后.具有PP芯(P)的参考混合绳索被破tt坏，而具有与(D2)一起挤出的芯的混合绳索至破tt坏时得到多约40％的循环，即在约150,000次循环之后破坏。tt

　　表3.比较混合绳索tt

　　而且，对比混合绳索(D1)的SF(SF＝5.9)也高于参考绳索(SF＝5.2)。tt在使用之后对比混合绳索(D1)因弯曲和疲劳导致的伸长和直径下降小tt于参考绳索，即在芯(P)上不具有涂层的混合绳索。tt

　　另外，与对比混合绳索(D1)和参考混合绳索(P)这二者相比，本发tt明的混合绳索(D2)显示出显著较低的伸长和较小的直径减小。对于D2tt来说，直径减小下降到1％，而对于D1来说为2％和对于P来说为3％。tt此外，在使用一定次数的循环之后，在本发明的混合绳索(D2)中发现tt较少的金属丝断裂。tt

　　在相同的安全因子下负载的绳索：

　　在弯曲和疲劳试验中，5的SF考虑了本发明和参考混合绳索经历tt的循环负载，即实际的施加负载是混合绳索的断裂负载的1/5。tt

　　表4.比较混合绳索tt

　　*在图7中示出了在弯曲和疲劳试验过程中混合绳索的伸长。tt

　　如表4所示，在相同的安全因子系，即SF＝5下，在与一起挤出的芯的本发明混合绳索(D3)上施加的负载是9.9tt吨，而相比之下在具有PP芯的参考混合绳索(P)上施加的负载为8.81tt吨。即使在本发明的混合绳索(D3)上施加多约13％的负载，但与参考tt绳索(P)相比，在相同次数的循环之后，本发明的混合绳索(D3)也显示tt出显著较少的伸长，如图7所示。这一结果与在相同次数的循环之后tt直径减小的测量值是一致的：较少的直径减小，本发明的混合绳索(D3)tt的直径减小为约1.3％，而参考绳索(P)的直径减小为约2.9％。伸长和tt直径减小的形成将闭合金属或钢丝之间的间隙并提高它们的摩擦/磨tt损和最终导致线的断裂。实际上，在使用一定次数的循环之后，与本tt发明的混合绳索相比，参考混合绳索的线断裂更早和更多。tt

　　本发明的混合绳索表明了保证的可靠性和长寿命，和因此适合于tt关键应用。tt

　　应当理解，尽管已经通过优选的实施方案和任选的特征来特别公tt开了本发明，但是本领域技术人员可以对这里具体公开的本发明进行tt变化和改变，且这些变化和改变应当认为在本发明的范围内。tt

　　参考标记列表tt

　　10 复合缆索tt

　　12 合成芯tt

　　14 金属护套tt

　　16 线tt

　　20 混合绳索1tt

　　22 纤维芯tt

　　23 涂布的聚合物芯tt

　　24 外层tt

　　26 金属线状部件tt