NL9101006A - ROPE. - Google Patents

Description

TOUWWERKROPE

De uitvinding heeft betrekking op een touwwerk dat polyalkeenfilamenten omvat, welke filamenten een treksterkte van ten minste 1.5 GPa en een modulus van ten minste 40 GPa bezitten.The invention relates to a rope comprising polyolefin filaments, which filaments have a tensile strength of at least 1.5 GPa and a modulus of at least 40 GPa.

Een dergelijk touwwerk is bekend uit EP-A-90201216.Such a rope work is known from EP-A-90201216.

Het bekende touwwerk bezit gunstige eigenschappen, zoals een hoge sterkte en een laag gewicht.The known rope work has favorable properties, such as high strength and low weight.

Deze combinatie van eigenschappen maakt het touwwerk geschikt voor een groot aantal toepassingen. Zo kunnen de touwwerken worden gebruikt als scheepstrossen, waarbij het lage gewicht van het touwwerk een goede hanteerbaarheid waarborgt. Ook in de bergklimsport is het van groot belang over touwwerken met een hoge sterkte en een laag gewicht te beschikken. Verder wordt dé maximale lengte waarover een touwwerk kan worden belast, zonder te worden ondersteund, bepaald door het eigen gewicht van het touwwerk, omdat het touwwerk bij een bepaalde lengte breekt onder haar eigen gewicht. Ook daarom is het van belang over touwwerken met een hoge sterkte en een laag gewicht te beschikken. Er bestaat dan ook een grote behoefte de goede eigenschappen van het bekende touwwerk verder te verbeteren.This combination of properties makes the rope work suitable for a wide range of applications. For example, the rope works can be used as ship moorings, the low weight of the rope work ensures good maneuverability. In mountaineering it is also very important to have rope work with high strength and low weight. Furthermore, the maximum length over which a rope can be loaded without being supported is determined by the weight of the rope, because the rope breaks at a certain length under its own weight. That is also why it is important to have rope work with a high strength and low weight. There is therefore a great need to further improve the good properties of the known rope work.

Doel van de uitvinding is een touwwerk te verkrijgen met een nog hogere sterkte, zonder dat het gewicht van het touwwerk toeneemt, of een touwwerk te verkrijgen met een lager gewicht en een vergelijkbare sterkte ten opzichte van het bekende touwwerk.The object of the invention is to obtain a rope with an even higher strength, without increasing the weight of the rope, or to obtain a rope with a lower weight and a comparable strength compared to the known rope.

Dit wordt bereikt, doordat in het touwwerk volgens de uitvinding de kern van ten minste één constructie-element van het touwwerk filamenten omvat die minder ver zijn verstrekt dan de overige filamenten in het constructie-element.This is achieved in that in the twine according to the invention the core of at least one construction element of the twine comprises filaments which are less stretched than the other filaments in the construction element.

Het touwwerk volgens de uitvinding bezit een hogere sterkte bij een vergelijkbaar gewicht dan het bekende touwwerk.The rope work according to the invention has a higher strength at a comparable weight than the known rope work.

Dit is zeer verrassend, omdat minder ver verstrekte filamenten juist een relatief lagere sterkte bezitten.This is very surprising, because less far-stretched filaments actually have a relatively lower strength.

Verder wordt bereikt dat het touwwerk volgens de uitvinding minder snel opwarmt onder een wisselende belasting dan het bekende touwwerk, waardoor de levensduur van het touwwerk volgens de uivinding aanzienlijk is toegenomen.Furthermore, it is achieved that the cordage according to the invention heats up less quickly under a varying load than the known cordage, so that the lifespan of the cordage according to the invention has increased considerably.

Tevens vertoont het touwwerk volgens de uitvinding een lagere inwendige slijtage.The cordage according to the invention also has a lower internal wear.

Onder constructie-elementen van het touwwerk worden in deze aanvrage bijvoorbeeld begrepen: het touwwerk zelf, een streng en een kabelgaren van het touwwerk.In this application, construction elements of the rope work include, for example: the rope work itself, a skein and a rope yarn of the rope work.

Het bereidingsproces van polalkeenfilamenten kan bestaan uit het persen van een smelt of een oplossing van het polyalkeen door een spinplaat met een groot aantal doorstroomopeningen, het afkoelen en het verstrekken van de zo gevormde bundel losse, min of meer evenwijdige filamenten, terwijl het eventueel aanwezige oplosmiddel wordt verwijderd. Over het algemeen wordt de uit één of enkele spinplaten gevormde hoeveelheid filamenten samengebundeld tot een garen, bijvoorbeeld door de bundel enkele draaingen per meter te geven.The preparation process of polyolefin filaments may consist of pressing a melt or a solution of the polyolefin through a spinneret with a large number of flow openings, cooling and drawing the bundle thus formed of loose, more or less parallel filaments, while any solvent present will be removed. Generally, the amount of filaments formed from one or a few spinnerets is bundled together into a yarn, for example by giving the bundle a few turns per meter.

De sterkte en de stijfheid van de filamenten zijn hoger naarmate de filamenten in het bereidingsproces verder zijn verstrekt.The strength and stiffness of the filaments are higher the further the filaments are drawn in the manufacturing process.

De filamenten kunnen echter niet onbeperkt worden verstrekt, omdat in het bereidingsproces breuk van één of meer filamenten in de bundel, met toenemende frequentie optreedt naarmate de filamenten verder worden verstrekt. Na het optreden van de breuk van een filament dient het productieproces te worden onderbroken. Op eenvoudige wijze kan experimenteel worden vastgesteld bij welke mate van verstrekking de breuk van de filamenten zo vaak optreedt dat met een aanvaardbare frequentie het proces dient te worden onderbroken. De aldus bereide filamenten zijn maximaal verstrekt. Filamenten die minder ver zijn verstrekt dan de maximaal verstrekte filamenten zijn gedeeltelijk verstrekt.However, the filaments cannot be stretched indefinitely, because in the manufacturing process breakage of one or more filaments in the bundle occurs with increasing frequency as the filaments are stretched further. After the filament breaks, the production process must be interrupted. In a simple manner it can be determined experimentally at what degree of stretching the breakage of the filaments occurs so often that the process should be interrupted at an acceptable frequency. The filaments thus prepared have been provided to the maximum. Filaments that have been stretched less than the maximum amount of filaments provided have been partially stretched.

Twee of meer van de zo gevormde garens kunnen worden samengevoegd tot samengestelde garens door de garens te draaien en/of te twijnen.Two or more of the yarns so formed can be combined into composite yarns by twisting and / or twisting the yarns.

Indien twee van de garens worden samengevoegd door de garens te draaien, dan spreekt men van een gedubbeld garen.If two of the yarns are joined by turning the yarns, this is called a double yarn.

Uit de garens, de samengestelde garens en/of het gedubbelde garen kan met behulp van de daartoe bekende werkwijzen door bijvoorbeeld draaien, twijnen, vlechten en/of slaan een touwwerk worden vervaardigd.A cordage can be manufactured from the yarns, the composite yarns and / or the double yarn by means of the known methods, for example by twisting, twisting, braiding and / or hitting.

Daarbij worden de minder ver verstrekte filamenten in de kern van ten minste één constructie-element gerangschikt, waarbij een garen of een samengesteld garen de minder ver verstrekte filamenten omvat.Thereby, the less stretched filaments are arranged in the core of at least one construction element, a yarn or a composite yarn comprising the less stretched filaments.

Een touwwerk kan opgebouwd zijn uit strengen, waarbij het touwwerk al of niet is voorzien van een kern. De kern kan op zich één van de strengen van het touwwerk omvatten. Ook is het mogelijk dat de kern een willekeurig gevormde andere streng of bundel garens omvat. De kern kan in principe elk soort natuurlijke, synthetische of anorganische vezels of filamenten omvatten. Vanzelfsprekend kan de kern van het touwwerk de polyalkeenfilamenten omvatten.A rope work can be made up of strands, the rope work may or may not be provided with a core. The core per se may comprise one of the strands of the cordage. It is also possible that the core comprises an arbitrarily shaped other skein or bundle of yarns. The core can in principle comprise any kind of natural, synthetic or inorganic fibers or filaments. Of course, the core of the cordage may comprise the polyolefin filaments.

Een streng kan opgebouwd zijn uit-kabelgarens, samengestelde garens of garens. Een kabelgaren kan zijn opgebouwd uit garens, samengestelde garens of uit combinaties daarvan.A skein can be made up of cable yarns, composite yarns or yarns. A cable yarn can be composed of yarns, composite yarns or combinations thereof.

Bij voorkeur zullen in het touwwerk volgens de uitvinding de overige filamenten in het constructie-element maximaal zijn verstrekt.Preferably, in the rope work according to the invention, the other filaments in the construction element will be maximally stretched.

Op deze wijze wordt een zo sterk mogelijk touwwerk verkregen, ondanks het.feit dat de filamenten in de kern van ten minste één constructie-element van het -touwwerk minder ver zijn verstrekt.In this way, the strongest possible rope work is obtained, despite the fact that the filaments in the core of at least one construction element of the rope are less stretched.

Een zeer geschikt touwwerk volgens de uitvinding wordt verkregen als de kern van het touwwerk de minder ver verstrekte filamenten omvat.A very suitable cordage according to the invention is obtained if the core of the cordage comprises the less stretched filaments.

Een nog geschikter touwwerk volgens de uitvinding wordt verkregen indien de kernen van strengen van het touwwerk de minder ver verstrekte filamenten omvatten.An even more suitable cordage according to the invention is obtained if the cores of cords of the cordage comprise the less far-stretched filaments.

Goede resultaten worden daarbij bereikt indien het kabelgaren dat de kern vormt van een streng de minder ver verstrekte filamenten omvat.Good results are achieved here if the cable yarn which forms the core of a strand comprises the less far stretched filaments.

Een nog meer geschikter touw wordt verkregen indien de kernen van kabelgarens van het touwwerk de minder verstrekte filamenten omvatten.An even more suitable rope is obtained if the cores of rope yarns of the cordage comprise the less stretched filaments.

De uitvinding kent een groot aantal uitvoeringsvormen. Zo kan het touwwerk een kern omvatten met minder ver verstrekte filamenten, terwijl tevens de kernen van strengen van het touwwerk gedeeltelijk verstrekte filamenten omvatten. Het is daarbij mogelijk dat de verstrekgraad van de filamenten in de kern van het touwwerk gelijk is of verschilt van de filamenten in de kernen van de strengen.The invention has a large number of embodiments. For example, the cordage may comprise a core with less stretched filaments, while the core cores of the cordage may also comprise partially stretched filaments. It is possible that the degree of stretching of the filaments in the core of the cordage is the same or different from the filaments in the cores of the strands.

De mate waarin de filamenten in de kern van een structuur-element dienen te zijn verstrekt om een goed resultaat te krijgen is afhankelijk van de structuurparameters van het touw. Zo zijn onder andere de diktes van het touw, de strengen en de kabelgarens alsmede het aantal strengen in het touwwerk, het aantal kabelgarens in de strengen en het aantal garens in de kabelgarens alsmede het aantal slagen of draaingen in het touwwerk, de strengen, de kabelgarens, de samengestelde garens en de garens van belang.The extent to which the filaments in the core of a structural element must be drawn in order to get a good result depends on the structural parameters of the rope. For example, the thicknesses of the rope, the strands and the rope yarns as well as the number of strands in the rope work, the number of cable yarns in the strands and the number of yarns in the cable yarns as well as the number of turns or twists in the rope work, the strands, the cable yarns, the composite yarns and the yarns of interest.

Over het algemeen geldt dat naarmate de filamenten in de kern van een structuurelement minder ver zijn verstrekt een beter resultaat wordt verkregen, echter tot een bepaalde, optimale waarde voor de verstrekking. Naarmate de verstrekking verder onder de optimale waarde is gekozen worden opnieuw minder goede resultaten verkregen.In general, the less the filaments in the core of a structural element are stretched less, the better result is obtained, however, up to a certain, optimal value for the stretching. The further the selection is made below the optimum value, the less good results are again obtained.

De optimale waarde wordt bepaald door bovengenoemde structuurparameters.The optimal value is determined by the above-mentioned structure parameters.

Bij voorkeur zijn de gedeeltelijk vertstrekte filamenten tussen 0.20 - 0.80 maal, meer bij voorkeur 0.25 - 0.60 maal de maximale verstrekgraad verstrekt.Preferably, the partially stretched filaments are stretched between 0.20 - 0.80 times, more preferably 0.25 - 0.60 times, the maximum draw rate.

Bij voorkeur worden de polyalkeenfilamenten bereid met behulp van het gelspinproces, zoals bijvoorbeeld is beschreven in de Engelse octrooischriften nr. 2.042.414 en nr. 2.051.667. Dit proces bestaat in wezen uit het bereiden van een oplossing van het polyalkeen dat bij voorkeur een gewichtsgemiddeld molecuulgewicht van ten minste 600.000 g/mol bezit, het vormen van de oplossing tot filamenten bij een temperatuur boven de oplostemperatuur, het koelen van de filamenten tot onder de oplostemperatuur zodat gelering optreedt, het geheel of gedeeltelijk verwijderen van het oplosmiddel en het verstrekken van de gegeleerde filamenten terwijl de rest van het oplosmiddel wordt verwijdert.Preferably, the polyolefin filaments are prepared using the gel spinning process, as described, for example, in British Pat. Nos. 2,042,414 and 2,051,667. This process essentially consists of preparing a solution of the polyolefin which preferably has a weight average molecular weight of at least 600,000 g / mol, forming the solution into filaments at a temperature above the dissolution temperature, cooling the filaments to below the dissolution temperature to allow gelation to occur, partial or total removal of the solvent and stretching of the gelled filaments while the remainder of the solvent is removed.

Onder filamenten worden hier lichamen verstaan waarvan de lengte groot is ten opzichte van de dikte en de breedte.Filaments are here understood to mean bodies the length of which is large in relation to thickness and width.

De polyalkeenfilamenten worden bij voorkeur uit lineair polyalkeen, meer bij voorkeur uit lineair polyetheen bereid. Onder lineair polyetheen wordt hier verstaan polyetheen met minder dan 1 zijketen per 100 C-atomen, bij voorkeur met minder dan 1 zijketen per 300 C-atomen en dat bovendien tot 5 mol% van één of meer daarmee copolymeriseerbare andere alkenen kan bevatten zodan propeen, buteen, penteen, 4-methylpenteen, octeen.The polyolefin filaments are preferably prepared from linear polyolefin, more preferably from linear polyethylene. Linear polyethylene is here understood to mean polyethylene with less than 1 side chain per 100 C atoms, preferably with less than 1 side chain per 300 C atoms and which may additionally contain up to 5 mol% of one or more other olefins copolymerizable therewith, such propylene, butene, pentene, 4-methylpentene, octene.

Er komen ook andere polyalkenen in aanmerking zoals bijvoorbeeld propeen homo- en copolymeren.Other polyolefins are also suitable, such as propylene homopolymers and copolymers.

Verder kunnen de gebruikte polyalkenen kleine hoeveelheden van één of meer andere polymeren bevatten, in het bijzonder alkeen-l-polymeren.Furthermore, the polyolefins used may contain small amounts of one or more other polymers, in particular olefin-1 polymers.

Het is tevens mogelijk dat het touwwerk volgens de uitvinding wordt verkregen met behulp van de werkwijze volgens EP-A-398.434.It is also possible that the cordage according to the invention is obtained using the method according to EP-A-398,434.

De werkwijze bestaat er uit, dat een touwwerk dat de polyalkeenfilamenten omvat, terwijl de filamenten in de kern van ten minste één constructie-element van het touwwerk gedeeltelijk zijn verstrekt, bij voorkeur bij verhoogde temperatuur, wordt verstrekt. Het is daarbij uiteraard van belang dat de filamenten in de kern van het constructie-element daarna nog steeds minder ver zijn zijn verstrekt dan de overige filamenten van het constructie-element.The method consists in that a rope comprising the polyolefin filaments, while the filaments in the core of at least one construction element of the rope are partially drawn, preferably at an elevated temperature. It is of course important here that the filaments in the core of the construction element are still stretched less far afterwards than the other filaments of the construction element.

De uitvinding wordt verder toegelicht aan de hand van de voorbeelden, zonder zich daartoe te beperken.The invention is further elucidated by means of the examples, without being limited thereto.

Vergelijkend experimentComparative experiment

Op een willekeurige touwslagmachine werd een touw geslagen van Dyneema R SK 60, dat wordt geleverd door DSM-HPF in Nederland. Dyneema R SK 60 is een 1600 denier polyetheen garen met een treksterkte van 2.7 GPa. Dit garen is vervaardigd volgens het gelspinproces en het garen is maximaal verstrekt.A rope made of Dyneema R SK 60 was supplied on a random rope-making machine, which is supplied by DSM-HPF in the Netherlands. Dyneema R SK 60 is a 1600 denier polyethylene yarn with a tensile strength of 2.7 GPa. This yarn is manufactured according to the gel spinning process and the yarn is stretched to the maximum.

Het touw bevatte 7 strengen, waarbij de buitenste laag van het touw 6 strengen bevatte, welke strengen in een slaglengte van 48 mm om de kern van het touw waren geslagen, welke kern uit één, zich in de lengterichting van het touw uitstrekkende streng bestond.The rope contained 7 strands, the outer layer of the rope containing 6 strands wrapped around the core of the rope in a stringer length of 48 mm, which core consisted of one strand extending lengthwise of the rope.

De strengen in de buitenste laag van het touw bevatten elk 16 garens, waarbij de buitenste laag van elke streng 13 van de 1600 denier Dyneema R SK 60 garens bevatte en de kern van de streng 3 gedubbelde Dyneema R SK 60 garens van elk 3200 denier bevatte.The strands in the outer layer of the rope each contained 16 yarns, the outer layer of each strand containing 13 of the 1600 denier Dyneema R SK 60 yarns and the core of the strand containing 3 doubled Dyneema R SK 60 yarns of 3200 denier each .

De streng in de kern van het touw bevatte 11 garens. De buitenste laag van de streng bevatte 9 gedubbelde Dyneema R SK 60 garens en de kern van de streng bevatte 2 van de gedubbelde garens.The skein at the core of the rope contained 11 yarns. The outermost layer of the skein contained 9 doubled Dyneema R SK 60 yarns and the core of the skein contained 2 of the doubled yarns.

Het gewicht van het touw was 26.9 g/m.The rope weight was 26.9 g / m.

De sterkte van het touw is gemeten op een Zwick R 1474 trekbank volgens DIN 83305. De treksnelheid was 100 mm/min. De treksterkte van het touw bedroeg 31.0 kN.The strength of the rope was measured on a Zwick R 1474 tensile testing machine according to DIN 83305. The pulling speed was 100 mm / min. The tensile strength of the rope was 31.0 kN.

Voorbeeld IExample I

Een touw werd geslagen volgens het vergelijkend experiment, maar waarbij in elk van de 6 strengen die de buitenste laag van het touw bevatte de gedubbelde garens in de kern van de strengen elk waren vervangen door een polyetheengaren dat volgens dezelfde werkwijze was vervaardigd als het polyetheengaren uit het vergelijkend experiment, maar welk garen was verstrekt tot 0.40 maal de maximale verstrekgraad. De titer van het 0.40 maal verstrekte garen was 3700 denier.A rope was twisted according to the comparative experiment, but in each of the 6 strands containing the outermost layer of the rope, the doubled yarns in the core of the strands were each replaced by a polyethylene yarn made by the same method as the polyethylene yarn from the comparative experiment, but which yarn was drawn up to 0.40 times the maximum draw degree. The titre of the yarn stretched 0.40 times was 3700 denier.

De treksterkte van het 0.40 maal verstrekte garen was 1.3 GPa.The tensile strength of the yarn stretched 0.40 times was 1.3 GPa.

Het gewicht van het touw was 26.9 g/m, waarvan 18.8 g/m uit Dyneema R SK 60 bestond.The rope weight was 26.9 g / m, of which 18.8 g / m consisted of Dyneema R SK 60.

De treksterkte van het touw bedroeg 34.9 kN.The tensile strength of the rope was 34.9 kN.

Voorbeeld II.Example II.

Een touw werd geslagen volgens voorbeeld I, maar waarbij de streng die de kern van het touw vormde 9 gedeeltelijk verstrekte garens bevatte. In de buitenste laag bevatte de streng 8 van de 0.40 maal verstrekte garens van elk 3700 denier. In de kern bevatte de streng één 0.25 maal verstrekt garen van 5900 denier.A rope was twisted according to Example I, but the strand forming the core of the rope contained 9 partially drawn yarns. In the outer layer, the skein contained 8 of the yarns stretched 0.40 times of 3700 denier each. In the core, the skein contained one 0.25 times drawn 5900 denier yarn.

De treksterkte van het 0.25 maal verstrekte garen was 0.83 GPa.The tensile strength of the yarn stretched 0.25 times was 0.83 GPa.

Het gewicht van het touw was 27.1 g/m, waarvan 14.7 g/m uit Dyneema R SK 60 bestond.The rope weight was 27.1 g / m, 14.7 g / m of which was Dyneema R SK 60.

De treksterke van het touw was 38.9 kN.The tensile strength of the rope was 38.9 kN.

Het is verrassend dat de touwen volgens voorbeeld I en II sterker zijn dan het touw volgens het vergelijkend experiment, ondanks de aanwezigheid van de grote hoeveelheid gedeeltelijk verstrekte en minder sterke garens in de beide touwen.It is surprising that the ropes of Examples I and II are stronger than the rope of the comparative experiment, despite the presence of the large amount of partially stretched and less strong yarns in both ropes.

Claims (9)

1. Touwwerk dat polyalkeenfilamenten omvat welke filamenten een treksterkte van ten minste 1.5 GPa en een modulus van ten minste 40 GPa bezitten, met het kenmerk, de kern van ten minste één constructie-element van het touwwerk filamenten omvat die minder ver zijn verstrekt dan de overige filamenten in het constructie-element.Cordage comprising polyolefin filaments which have a tensile strength of at least 1.5 GPa and a modulus of at least 40 GPa, characterized in that the core of at least one construction element of the cordage comprises filaments less stretched than the other filaments in the construction element. 2. Touwwerk volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de overige filamenten in het constructie-element maximaal zijn verstrekt.2. Ropes according to claim 1, characterized in that the other filaments in the construction element are maximally stretched. 3. Touwwerk volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de de kern van het touwwerk de minder ver verstrekte filamenten omvat.Cordage according to claim 1 or 2, characterized in that the core of the cordage comprises the less stretched filaments. 4. Touwwerk volgens één der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de kernen van strengen van het touwwerk de minder ver verstrekte filamenten omvatten.Cordage according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the cores of strands of the cordage comprise the less far-stretched filaments. 5. Touwwerk volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het kabelgaren dat de kern vormt van een streng de minder ver verstrekte filamenten omvat.Cordage according to claim 4, characterized in that the cable yarn forming the core of a strand comprises the less widely stretched filaments. 6. Touwwerk volgens één der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de kernen van kabelgarens van het touwwerk de minder ver verstrekte filamenten omvatten.Cordage according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the cores of cord yarns of the cordage comprise the less far-stretched filaments. 7. Touwwerk volgens een der conclusies 1-6, met het kenmerk, dat de minder ver verstrekte verstrekte filamenten tussen 0.20 - 0.80 maal de maximale verstrekgraad zijn verstrekt.Cordage according to any one of claims 1-6, characterized in that the less stretched stretched filaments are stretched between 0.20 - 0.80 times the maximum stretch level. 8. Touwwerk volgens één der conclusies 1-7, met het kenmerk, dat de polymere filamenten met behulp van het gelspinproces zijn vervaardigd.Cordage according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the polymer filaments are produced by means of the gel spinning process. 9. Touwwerk volgens de beschrijving en/of de voorbeelden van deze aanvrage.9. Cordage according to the description and / or the examples of this application.