WO2007147281A1

WO2007147281A1 - Cable-like body comprising nanotechnology fibres

Info

Publication number: WO2007147281A1
Application number: PCT/CH2007/000308
Authority: WO
Inventors: Ruedi Hess
Original assignee: Suxhess
Priority date: 2006-06-22
Filing date: 2007-06-20
Publication date: 2007-12-27

Abstract

The invention relates to a cable-like body in the form of a cable, string or cord, made of a number of fibres of which a proportion of at least 25 % are present as fibres reinforced with nanotubes. The reinforced fibres have a tensile strength of greater than 38 cN/dtex and the cable-like bodies produced therewith have a greater tensile strength than conventional cables, strings or cords. The cable-like bodies have a breaking elongation of less than 2.5 %, a melting point of above 150 °C and a creep of less than 0.9 %. Of application in sailing and water sports, in sports aviation, tennis and mountain sports and furthermore as lift, ski lift, chairlift and gondola cables.

Description

Seilartiges Gebilde mit Nanotechnologie-Fasern Rope-like structure with nanotechnology fibers

Die Erfindung betrifft ein seilartiges Gebilde mit Nanotechnologie-Fasern gemäss Patentanspruch 1 sowie Verwendungen derselben gemäss den Patentansprüchen 11 bis 13.The invention relates to a rope-like structure with nanotechnology fibers according to claim 1 and uses thereof according to the claims 11 to 13.

Seit Jahrhunderten sind Seile aus Naturfasern bekannt. Diese sind heute noch im Einsatz für Anwendungen wie Garten- und Landwirtschaftsarbeiten, Bindestricke, Turnseile mit Ringen, Tauwerke auf Holzbooten, Darmsaiten für Tennisschläger. Weitgehend abgelöst wurden die Naturfasern durch die synthetischen Fasern im Einsatz für Hochleistungsseile und Kordeln, oder für technische Hochleistungs- Textilien. Für die Kordel- und Seilherstellung sind heute verschiedenste synthetische Fasern im Einsatz.For centuries ropes made of natural fibers have been known. These are still in use today for applications such as gardening and agricultural work, binders, turn rope with rings, ropes on wooden boats, gut strings for tennis rackets. The natural fibers have largely been replaced by synthetic fibers used for high-performance ropes and cords, or for technical high-performance textiles. Today, a wide variety of synthetic fibers are used for cord and rope production.

Polypropylen-Faserseile sind bekannt, da diese sehr kostengünstig und einfach in der Herstellung sind. Die Seil-Produkte hergestellt aus den Fasern haben ein leichtes Gewicht, geringe Reiss- und Abriebfestigkeiten, hohe Dehnung. Solche Fasern sind im Einsatz für Bindfaden, Wassersportseile, Spiel- und Hobbyseile, also überall dort wo keine hohen Ansprüche an die Kordeln und Seile gestellt werden, der Preis aber wesentlich den Kaufentscheid beeinflusst.Polypropylene fiber ropes are known because they are very inexpensive and easy to manufacture. The rope products made from the fibers have a light weight, low tear and abrasion resistance, high elongation. Such fibers are in use for twine, water sports ropes, play and hobby ropes, so wherever there are no high demands on the cords and ropes, the price but significantly affects the purchase decision.

Seile aus Polyamidfasern (z.B. Trevira) werden vorwiegend im Klettersport oder für die Herstellung von Statikseilen für die Absturzsicherung verwendet. Polyamidfasern sind hochfest, haben gute Reissfestigkeiten, sind äusserst abriebfest und haben eine hohe dynamische Kraftabsorbierung. Dies ist besonders bei Absturzsicherungs- und Kletterseilen ein Vorteil, denn dadurch können eine hohe Anzahl von Stürzen in das Seil absorbiert werden, ohne dass dieses beschädigt wird. Die relativ hohe Dehnung ist in diesem Falle ein grosser Vorteil. Nachteilig wirkt sich die hohe Feuchtigkeits- aufnähme mit einem entsprechenden Leistungsabfall der Faser aus.Ropes made of polyamide fibers (eg Trevira) are mainly used in climbing or for the production of static ropes for fall protection. Polyamide fibers are high-strength, have good tear resistance, are extremely abrasion-resistant and have a high dynamic force absorption. This is an advantage especially in fall protection and climbing ropes, because this can be a high number of falls are absorbed into the rope, without this being damaged. The relatively high elongation is a big advantage in this case. The disadvantage is the high humidity absorb with a corresponding power loss of the fiber.

Polyesterfasern (z.B. Dacron) werden für Seile in verschiedensten Anwendungen eingesetzt, da die Fasern hohe Reissfestigkeiten, wenig Dehnung, eine äusserst geringe Feuchtigkeitsaufnahme und eine gute Abriebfestigkeit aufweisen. Ebenfalls ist der Preis äusserst attraktiv. Polyesterseile sind im Einsatz für Spiel und Sport, Freizeit, aber auch als Tauwerk im Segelsport, vor allem im gemütlicheren Cruising-Bereich. Polyesterfasern werden auch als Abrieb- und UV-Schutzmantel für Hochleistungsfasern wie HPPE (high Performance polyethylene fiber) oder LCP (liquid crystal polymer) im Hochleistungssegelsport eingesetzt.Polyester fibers (e.g., Dacron) are used for ropes in a variety of applications because the fibers have high tear strengths, low elongation, extremely low moisture absorption, and good abrasion resistance. Also, the price is extremely attractive. Polyester ropes are in use for games and sports, leisure, but also as a rope in sailing, especially in the cozier Cruising area. Polyester fibers are also used as abrasion and UV protective sheaths for high performance fibers such as high performance polyethylene fiber (HPPE) or liquid crystal polymer (LCP) in high performance sailing.

Aramid-Faserseile (z.B. Kevlar, Twaron) wurden vor einigen Jahren im Segelsport verwendet, aber ohne dauernden Erfolg. Obwohl die Faserseile gute Eigenschaften in Bezug auf Reissfestigkeit und geringer Dehnung aufwiesen, wurden die Fasern in der Verflechtung von Seilen bei häufigen Biegezyklen untereinander aufgescheuert und erlitten dadurch einen grosseren Leistungsabfall. Manchmal werden die Fasern noch als Schutzmantel von Kernmantelseilen eingesetzt. Die hohen Schmelztemperaturen und die besonderen Eigenschaften machen diese Fasern aber weiterhin zu einem grossen Erfolg bei Schutzwesten, Feuerwehranzügen.Aramid fiber ropes (e.g., Kevlar, Twaron) were used in sailing a few years ago, but without sustained success. Although the fiber ropes had good tensile strength and low elongation properties, the fibers in the interweaving of ropes were scuffed each other with frequent bending cycles, thereby suffering a greater loss of performance. Sometimes the fibers are still used as a protective sheath of Kernmantelseilen. However, the high melting temperatures and the special properties make these fibers a great success with protective vests and firefighter suits.

LCP-Seile (z.B. Vectran) werden für wenige Anwendungen im Segelsport oder bei technischen Anwendungen eingesetzt. Die hohen Reissfestigkeiten und der tiefe Creep (kalter Fluss) machen die Seile teilweise attraktiv für den Einsatz als Falle oder für stehendes Gut. Die relativ schwierige Verarbeitung zu Seilen und die hohe Steifigkeit, nebst einer tieferen Festigkeit verglichen zu HPPE machen die Faser nur für einen beschränkten Einsatz attraktiv. Die Fasern werden trotz einem tiefen Reibungskoeffizienten, der aber über jenem von HPPE liegt, als Schutzmantel für Kernmantelseile, oft auch auf Winschen oder im Feuerwehrbereich eingesetzt.LCP cables (e.g., Vectran) are used in a few sailor or technical applications. The high tear strength and the deep creep (cold river) make the ropes partly attractive for use as a trap or for standing. The relatively difficult processing to ropes and the high stiffness, together with a lower strength compared to HPPE make the fiber only for a limited use attractive. The fibers are used despite a low coefficient of friction, but which is above that of HPPE, as a protective sheath for Kernmantelseile, often on winches or in the fire department.

HPPE-Fasern (z.B. Dyneema, Spectra) werden wegen den hohen Reissfestigkeiten gepaart mit einer wesentlich geringeren Dehnung als Polyester aber ähnlichen Reissdehnungen wie LCP, sehr häufig als Kern von Hochleistungsseilen eingesetzt. Seile aus HPPE weisen das beste GewichtsVLeistungsverhältnis auf. Der sehr tiefe Reibungsbeiwert bedingt aber in vielen Anwendungen einen Schutzmantel aus Fasern mit höherem Reibungsbeiwert, damit die Seile in Klemmen gehalten werden können. Ebenfalls weisen die Fasern einen relativ tiefen Schmelzpunkt auf, verlieren bei Hitze schnell an Festigkeit und haben einen höheren Creep als z.B. LCP- oder Aramid-Fasem. Seile aus HPPE werden wegen der fehlenden Absorbierung der Sturzdynamik nicht im Absturzsicherungsbereich eingesetzt. Unter hohen Belastungen als Seil verflochten kann die Faser durch die Hitzeerzeugung schmelzen und wird auch wegen dem tiefen Schmelzpunkt nicht im Feuerwehreinsatz eingesetzt. Häufig sind die Fasern im Einsatz für Sportanwendungen wie Fallschirmspringen, Kiting oder als Leinen und Kordeln im Racing-Segelsport.HPPE fibers (eg Dyneema, Spectra) are very commonly used as the core of high performance ropes because of their high tear strengths, coupled with a significantly lower elongation than polyester but similar tear elongations as LCP. Ropes made of HPPE have the best weight-performance ratio. However, the very low coefficient of friction in many applications requires a protective sheath made of fibers with a higher coefficient of friction, so that the ropes can be held in clamps. Also, the fibers have a relatively low melting point, rapidly lose strength on heat, and have a higher creep than, for example, LCP or aramid fibers. Ropes made of HPPE are not used in the fall protection area due to the lack of absorption of the lintel dynamics. Under high loads as a rope intertwined, the fiber can melt by the heat generation and is not used because of the low melting point in the fire brigade. Frequently, the fibers are used in sports applications such as parachuting, kiting or as lines and cords in racing sailing.

PBO (Zylon) ist eine Faser mit Aramid-ähnlichen Eigenschaften, aber wesentlich höherem Schmelzpunkt und höherer Reissfestigkeit. Diese Fasern weisen die zur Zeit höchste Reissfestigkeit auf. Sie sind aber im Gewicht-Leistungsvergleich den HPPE- Fasern unterlegen. Ebenfalls fällt die Reissfestigkeit bei UV-Bestrahlung sehr schnell ab. Ein tiefer Creep-Faktor macht die Fasern aber im Segelsport als Seile attraktiv, wo eine Dauerbelastung entsteht, also z.B. auch als stehendes Gut. Der extrem hohe Preis und das Problem des Leistungsabfalls bei UV-Bestrahlung als auch das hohe spezifische Gewicht von mehr als 1 ,60 g/cm³ machen die Faser aber nur für Spezial- anwendungen interessant, wenn z.B. auch eine hohe Schmelztemperatur oder ein tiefer Creep gefordert sind.PBO (Zylon) is a fiber with aramid-like properties but a much higher melting point and higher tear resistance. These fibers have the highest tensile strength at the moment. However, they are inferior in weight-performance comparison to HPPE fibers. Also, the tensile strength drops very quickly under UV irradiation. A deep creep factor makes the fibers attractive in sailing as ropes, where a permanent load arises, for example, as a stationary good. However, the extremely high price and the problem of the power loss due to UV irradiation as well as the high specific gravity of more than 1.60 g / cm ³ make the fiber interesting only for special applications, for example if it also has a high melting temperature or a deep creep are required.

Nach der Patentschrift US 5,443,904 ist eine Polyethylen-Faser mit hoher Reissfestigkeit bekannt. Diese Fasern haben ein geringes spezifisches Gewicht. Sie sind aber in der Reissfestigkeit den HPPE-Fasem, die ähnliche Eigenschaften ausweisen, unterlegen. Die geringe Abriebfestigkeit und der tiefe Schmelzpunkt machen die Faser aber unattraktiv für Hochleistungsanwendungen.According to the patent US 5,443,904 a polyethylene fiber with high tensile strength is known. These fibers have a low specific gravity. However, they are inferior in tear resistance to HPPE fibers, which have similar properties. The low abrasion resistance and low melting point make the fiber unattractive for high performance applications.

Im Patentdokument EP 1 ,335,046-AI wird ein Seil beschrieben, das hochfeste PoIy- ethylen-Fasem mit Reissfestigkeiten von 22 cN/dtex oder mehr enthält. Der tiefe Schmelzpunkt der Fasern bedeutet, dass bei einer Seilkonstruktion unter hoher Last die Fasern sich erhitzen und dadurch enorm an Festigkeit verlieren oder sogar schmelzen. Ebenfalls weist die Faser einen sehr tiefen Reibungsbeiwert auf, sodass in den meisten Anwendungen ein Schutzmantel nötig ist.The patent document EP 1 335,046-AI describes a rope which contains high-strength polyethylene fibers with tear strengths of 22 cN / dtex or more. The low melting point of the fibers means that in a rope construction under high load the fibers heat up and thereby lose enormous strength or even melt. Also, the fiber has a very low coefficient of friction, so that in most applications a protective sheath is needed.

Im Patentdokument JP7238416 wird ein Herstellungsverfahren für eine hochfeste PoIy- ethyien-Faser beschrieben. Die Fasern weisen einen relativ hohen Creep (kalter Fluss) auf, was sich bei vielen Anwendungen unter Dauerlast in einer bleibenden Dehnung negativ auswirkt.The patent document JP7238416 describes a production method for a high-strength polyethylene fiber. The fibers have a relatively high creep (cold flow), which in many applications under continuous load has a negative effect on permanent elongation.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein seilartiges Gebilde vorzuschlagen, das Nanotechnologie-Fasern aufweist und dadurch eine stark verbesserte Reissfestigkeit hat.It is the object of the present invention to propose a rope-like structure which has nanotechnology fibers and thereby has a greatly improved tensile strength.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mit einem seilartiges Gebilde mit Nanotechnologie-Fasern nach Patentanspruch 1 gelöst und mit Verwendungen desselben nach den Patentansprüchen 1 1 bis 13.According to the invention this object is achieved with a rope-like structure with nanotechnology fibers according to claim 1 and with uses thereof according to the claims 1 1 to 13.

Bei der vorliegenden Erfindung geht es nun darum, ein seilartiges Gebilde (ein Saite, eine Kordel oder ein Seil) zu entwickeln, das die besten Eigenschaften der bisherigen Kunststoffaserseile übertrifft. Dies soll mit einem seilartigen Gebilde aus einer mit der Nanotechnologie verstärkten Faser erreicht werden, welches eine höhere Reissfestigkeit, eine geringere Dehnung und einen geringeren Creep als die bisherigen Hochleistungsfaserseile aufweist. Ebenfalls soll eine höhere Schmelztemperatur als jene von HPPE-Seilen und eine bessere UV-Beständigkeit als jene von PBO-Seilen erzielt werden.In the present invention, it is now about to develop a rope-like structure (a string, a cord or a rope), which surpasses the best properties of the previous Kunststoffaserseile. This is to be achieved with a rope-like structure made of a fiber reinforced with nanotechnology, which has a higher tensile strength, a lower elongation and a lower creep than the previous high-performance fiber ropes. It also aims to achieve a higher melting temperature than that of HPPE ropes and better UV resistance than PBO ropes.

Heutige Hochleistungsseile, -saiten, und -kordein werden für den Segelsport als Kernmantelseile hergestellt, für Tennissaiten gedreht und ummantelt und für Flugleinen geflochten. Diese Seile weisen je nach Kombination von Fasern für Kern und Mantel verschiedene Dehnungen und Festigkeiten auf.Today's high-performance ropes, strings, and cords are made for racing as Kernmantelseile, turned for tennis strings and jacketed and plaited for flying lines. These ropes have different elongations and strengths depending on the combination of core and sheath fibers.

Dies ist bei verschiedensten Sportanwendungen von Vorteil, so z.B. bei Tennissaiten, Kitingleinen, Fallschirmleinen, Segelsportleinen und Tauwerk wenn hohe Reissfestigkeiten entscheidend sind. Je stärker das Seil, die Saite oder die Kordel ist, umso geringer kann der Durchmesser sein und damit das Gewicht und der Luftwiderstand.This is advantageous in a wide variety of sports applications, such as tennis strings, Kitlingine, parachute lines, sailing lines and ropes when high tear strengths are crucial. The stronger the rope, the string or the cord, the smaller the diameter and thus the weight and air resistance.

Bekannte Tennissaiten sind ca. 1 ,2 - 1 ,5 mm im Durchmesser und werden mit Festigkeiten von ca. 28 daN bespannt. Die Saiten sollen hochabriebfest, dynamisch und reissfest sein.Known tennis strings are about 1, 2 - 1, 5 mm in diameter and are covered with strengths of about 28 daN. The strings should be highly abrasion-resistant, dynamic and tear-resistant.

Eine Nanotechnologie-verstärkte Faser wird eingesetzt, um eine Saite herzustellen, die einen Durchmesser von 0,3 - 0,8 mm aufweist mit einer Festigkeit und einer Dynamik, die der heutigen Bespannungsfestigkeit entspricht und mindestens dieselbe Reisskraft aufweist.A nanotechnology-reinforced fiber is used to make a string 0.3-0.8 mm in diameter with strength and dynamics equal to today's string strength and at least the same tear strength.

Bekannte Seile für den Segelsport weisen bei einem Durchmesser von 10 mm geflochten mit einem Kern aus HPPE-Fasem von 30 - 33 cN/dtex und einem Mantel aus Polyester eine Reissfestigkeit von 4500 - 6000 daN auf. Die Dehnung liegt bedingt durch die Fasern und die Flechtkonstruktion bei nicht-vorge reckten Seilen bei ca. 3,5 - 4,5 %. Wenn die Seile speziell vorgereckt werden, d.h. die Konstruktionsdehnung herausgezogen wird, beträgt die Dehnung ca. 2,8 - 3,8 %. Der Creep beträgt weniger als 4 %. Beim Einsatz auf einer Winsch oder bei einer extrem hohen, lang andauernden Belastung an der Reisskraftgrenze entwickelt sich im Seil eine Hitze. Der damit verbundene Leistungsabfall beginnt bei ca. 40-60 ⁰C und der Schmelzpunkt liegt bei ca. 150 °C.Known ropes for sailing sport have a tear strength of 4500 - 6000 daN at a diameter of 10 mm braided with a core of HPPE fibers of 30 - 33 cN / dtex and a polyester sheath. The elongation is due to the fibers and the braided construction in non-stretched ropes at about 3.5 - 4.5%. If the ropes are specially pre-stretched, ie the design strain is pulled out, the elongation is about 2.8 - 3.8%. The creep is less than 4%. When used on a winch or at an extremely high, long-lasting load on the tensile strength limit, a heat develops in the rope. The associated power loss begins at about 40-60 ⁰ C and the melting point is about 150 ° C.

Bekannte Seile für den Segelsport weisen bei einem Durchmesser von 10 mm geflochten mit einem Kern aus LCP-Faserπ von 27 - 30 cN/dtex und einem Mantel aus Polyester eine Reissfestigkeit von 3500 - 5000 daN auf. Die Dehnung liegt bedingt durch die Fasern und die Flechtkonstruktion bei nicht-vorgereckten Seilen bei ca. 3,2 - 4,3 %. Wenn die Seile speziell vorgereckt werden, d.h. die Konstruktionsdehnung heraus gezogen wird, beträgt die Dehnung ca. 2,5 - 3,6 %. Der Creep beträgt weniger als 3 %. Beim Einsatz auf einer Winsch oder bei einer extrem hohen, lang andauernden Belastung an der Reisskraftgrenze entwickelt sich im Seil eine Hitze. Der damit verbundene Leistungsabfall beginnt bei ca. 75 - 90 °C und der Schmelzpunkt liegt bei ca. 350 °C.Known ropes for sailing sport have a tensile strength of 3500 - 5000 daN at a diameter of 10 mm braided with a core of LCP Faserπ of 27 - 30 cN / dtex and a sheath of polyester on. The elongation is due to the fibers and the braided construction in non-stretched ropes at about 3.2 - 4.3%. If the ropes are specially pre-stretched, ie the design strain is pulled out, the elongation is about 2.5 - 3.6%. The creep is less than 3%. When used on a winch or at an extremely high, long-lasting load on the tensile strength limit, a heat develops in the rope. The associated power loss begins at about 75 - 90 ° C and the melting point is at about 350 ° C.

Bekannte Seile für den Segelsport weisen bei einem Durchmesser von 10 mm geflochten mit einem Kern aus PBO-Fasern von 33 - 36 cN/dtex und einem Mantel aus Polyester eine Reissfestigkeit von 4700 - 6300 daN auf. Die Dehnung liegt bedingt durch die Fasern und die Flechtkonstruktion bei nicht-vorgereckten Seilen bei ca. 2,5 - 3,5 %. Wenn die Seile speziell vorgereckt werden, d.h. die Konstruktionsdehnung heraus gezogen wird, beträgt die Dehnung ca. 2,0 - 3,5 %. Der Creep beträgt weniger als 1 %. Beim Einsatz auf einer Winsch oder bei einer extrem hohen, lang andauernden Belastung an der Reisskraftgrenze entwickelt sich im Seil eine Hitze. Der damit verbundene Leistungsabfall beginnt bei ca. 150 ⁰C und der Schmelzpunkt liegt bei ca. 600 ⁰C. Ein enormer Nachteil ist der kurzfristig stattfindende und extreme Leistungsabfall bei UV-Bestrahlung.Known ropes for sailing sport have a tear strength of 4700 - 6300 daN at a diameter of 10 mm braided with a core of PBO fibers of 33 - 36 cN / dtex and a polyester sheath. The elongation is due to the fibers and the braided construction in non-stretched ropes at about 2.5 - 3.5%. If the ropes are specially pre-stretched, ie the design strain is pulled out, the elongation is about 2.0 - 3.5%. The creep is less than 1%. When used on a winch or at an extremely high, long-lasting load on the tensile strength limit, a heat develops in the rope. The associated power loss begins at about 150 ⁰ C and the melting point is about 600 ⁰ C. A huge disadvantage is the short-term and extreme power loss in UV irradiation.

Bei der Entwicklung der neuen Nanotechnologie-verstärkten Faserseilen geht es darum, ein Seil zu entwickeln, das folgende Werte übertrifft:Developing the new nanotechnology-reinforced fiber ropes involves developing a rope that exceeds the following values:

Erfindungsgemäss weist ein seilartiges Gebilde bei einem Durchmesser von 10 mm geflochten mit einem Kern aus Nanotechnologie-verstärkten Fasern und einem Mantel aus Polyester eine Reissfestigkeit von mehr als 6500 daN auf. Das seilartige Gebilde als Seil, Saite oder Kordel, besteht aus einer Vielzahl von Fasern, von denen ein Anteil von mindestens 25% als mit Nanoröhrchen verstärkte Fasern sind. Diese so verstärkten Fasern weisen eine Festigkeit grösser als 38 cN/dtex auf und die damit gefertigten seilartigen Gebilde übertreffen dadurch die Reissfestigkeit üblicher Seile, Saiten oder Kordeln. Der Anteil kann aber auch weit mehr als 25 % betragen, was einerseits bezüglich der Reissfestigkeit einen Gewinn darstellt, andererseits aber den Preis ungünstig beeinflusst. Der Anteil an Nanoröhrchen in den mit Nanoröhrchen verstärkten Fasern beträgt 0,3 % bis 20 %. Durch den Anteil Nanoröhrchen-verstärkter Fasern und durch die Wahl weiterer hochfester Fasern kann für jede Anwendung das seilartige Gebilde optimal konzipiert werden. Je nach Pflichtenheft werden die Parameter Reissfestigkeit, Anteil verstärkter Fasern, Anteil weiterer Fasern, Dehnung, Creep, Schmelztemperatur, Dichte und Preis berücksichtigt.According to the invention, a rope-like structure with a diameter of 10 mm braided with a core of nanotechnology-reinforced fibers and a sheath of polyester has a tensile strength of more than 6500 daN. The rope-like structure as rope, string or cord, consists of a variety of fibers, of which a proportion of at least 25% as nanotube-reinforced fibers. These fibers reinforced in this way have a strength greater than 38 cN / dtex and the rope-like structures thus produced exceed the tensile strength of conventional ropes, strings or cords. However, the proportion can also be well over 25%, which on the one hand represents a gain in terms of tensile strength, but on the other hand, the price unfavorably influenced. The proportion of nanotubes in nanotube-reinforced fibers is 0.3% to 20%. Due to the proportion of nanotube-reinforced fibers and the choice of other high-strength fibers, the rope-like structure can be optimally designed for every application. Depending on the specification, the parameters tear strength, proportion of reinforced fibers, proportion of other fibers, elongation, creep, melting temperature, density and price are used considered.

Die Dehnung liegt bei einem nicht-vorgereckten seilartiges Gebilde bei weniger als 2,5 %. Wenn das seilartige Gebilde speziell vorgereckt wird, d.h. wenn die Konstruktionsdehnung heraus gezogen wird, oder/und mit der Paraloc-Flechttechnologie hergestellt wird, beträgt die Dehnung weniger als 2 %. Der Creep beträgt weniger als 0,9 %. Die Reissfestigkeit der Nanotechnologie-verstärkten Fasern beträgt mehr als 38 cN/dtex. Beim Einsatz auf einer Winsch oder bei einer extrem hohen, lang andauernden Belastung an der Reisskraftgrenze entwickelt sich im Seil eine Hitze. Der damit verbundene Leistungsabfall beginnt bei ca. 100 °C und der Schmelzpunkt liegt bei ca. 350 ⁰C.Elongation is less than 2.5% for a non-stretched rope-like structure. When the rope-like structure is specially pre-stretched, ie when the construction stretch is pulled out, or / and made with Paraloc braiding technology, the elongation is less than 2%. The creep is less than 0.9%. The tensile strength of the nanotechnology-reinforced fibers is more than 38 cN / dtex. When used on a winch or at an extremely high, long-lasting load on the tensile strength limit, a heat develops in the rope. The associated power loss begins at about 100 ° C and the melting point is about 350 ⁰ C.

Typischerweise weisen die verstärkten Fasern in einem derartigen seilartigen Gebilde eine Dichte von weniger als 1 ,40 g/cm³ auf.Typically, the reinforced fibers in such a rope-like structure have a density of less than 1.40 g / cm ³ .

Überraschenderweise werden die für die Anwender positiven Eigenschaften bisher bekannter Fasern in Faser/Kemmantelseilen erfindungsgemäss in einer einzigen Faser vereint, mit der das seilartige Gebilde, ein Seil, eine Saite oder eine Kordel, hergestellt wird.Surprisingly, the positive properties of hitherto known fibers in fiber / Kemmantelseilen are united in a single fiber according to the invention, with which the rope-like structure, a rope, a string or a cord, is produced.

Ein' seilartiges Gebilde ^"mit Nanotechnologie-Fasern übertrifft sämtliche bekannten Faserseile in Bezug auf die Reissfestigkeit (also höhere cN/dtex), auch die bisher stärkste Faser PBO (Zylon). Im Weiteren übertrifft das seilartige Gebilde HPPE (Dyneema, Spectra) im höheren Schmelzpunkt und weist einen tieferen Creep und eine geringere Dehnung auf, d.h. eine Reissdehnung von weniger als 2,5 %.A 'rope-like structure ^' with nanotechnology fibers surpasses all known fiber ropes in terms of tensile strength (ie higher cN / dtex), even the strongest PBO (Zylon) fiber, and outperforms HPPE (Dyneema, Spectra) in the higher one Melting point and has a lower creep and a lower elongation, ie an elongation at break of less than 2.5%.

Im Anwendernutzen übertrifft das erfindungsgemässe seilartige Gebilde bisher bekannte Seile, Saiten oder Kordeln als Fall auf einem Segelschiff, als Saite für die Bespannung von Tennisschlägern oder als Kordel für das Kiting.In user benefit the inventive rope-like structure surpasses hitherto known ropes, strings or cords as a case on a sailing ship, as a string for the covering of tennis rackets or as a cord for kiting.

Ein Ausführungsbeispiel beschreibt ein seilartiges Gebilde als Fall für eine Yacht. Das Fall weist einen Kern von 12 mm Durchmesser auf, dessen Kernfasern zu 90% aus Nanoröhrchen verstärkten Fasern und zu 10% aus Vectran-Fasem bestehen. Der Kern ist von einem Mantel von 1 mm Dicke umgeben, der aus 90% Vectran-Fasem (LCP) und aus 10% Nanoröhrchen verstärkten Fasern besteht. Das seilartige Gebilde ist mit der Paraloc-Tθchnologie untereinander verflochten. Dieses seilartige Gebilde bzw. das Fall weist somit eine Mindestreissfestigkeit von 6500 daN bei weniger als 2,5 % Dehnung auf.An embodiment describes a rope-like structure as a case for a yacht. The case has a core of 12 mm diameter, whose core fibers consist of 90% nanotube reinforced fibers and 10% Vectran fibers. The core is surrounded by a cladding 1 mm thick, consisting of 90% Vectran fibers (LCP) and 10% nanotube reinforced fibers. The rope-like structure is with the Paraloc technology intertwined. This rope-like structure or the case thus has a minimum tensile strength of 6500 daN at less than 2.5% elongation.

Nanotechnologie-Fasern werden als seilartige Gebilde verflochten, gedreht, parallel verflochten oder gewirkt zu Seilen, Saiten oder Kordeln hergestellt.Nanotechnology fibers are intertwined, twisted, parallel braided or knitted into ropes, strings or cords.

Verwendung finden derartige seilartige Gebilde im Segel- und Wassersport für laufendes aber auch für stehendes Gut. Im Weiteren werden seilartige Gebilde im Flug-, Tennis- und Bergsport verwendet.Use find such rope-like structures in sailing and water sports for running but also for standing good. In addition, rope-like structures are used in aviation, tennis and mountain sports.

In Industrieanwendungen finden sich die seilartigen Gebilde als Lift- und Skiliftkabel und als Sesselbahn- und Kabinenbahnkabel. In industrial applications, the rope-like structures are found as lift and ski lift cables and as chairlift and cable car cables.

Claims

Patentansprüche: claims:

1. Seilartiges Gebilde als Seil, Saite oder Kordel, bestehend aus einer Vielzahl von Fasern, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anteil von mindestens 25 % dieser Fasern als mit Nanoröhrchen verstärkte Fasern vorliegen, dass die verstärkten Fasern eine Festigkeit grösser als 38 cN/dtex aufweisen und dass die damit gefertigten seilartigen Gebilde die Reissfestigkeit üblicher Seile, Saiten oder Kordeln übertreffen.1. A rope-like structure as a rope, string or cord, consisting of a plurality of fibers, characterized in that a proportion of at least 25% of these fibers are present as nanotube-reinforced fibers, that the reinforced fibers have a strength greater than 38 cN / dtex and that the rope-like structures made therewith surpass the tensile strength of conventional ropes, strings or cords.

2. Seilartiges Gebilde nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es eine Reissdehnung von weniger als 2,5 % aufweist.2. A rope-like structure according to claim 1, characterized in that it has an elongation at break of less than 2.5%.

3. Seilartiges Gebilde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Schmelztemperatur grösser als 150 ⁰C aufweist.3. A rope-like structure according to claim 1 or 2, characterized in that it has a melting temperature greater than 150 ⁰ C.

4. Seilartiges Gebilde nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Creep kleiner als 0,9 % aufweist.4. A rope-like structure according to any one of claims 1-3, characterized in that it has a creep less than 0.9%.

5. Seilartiges Gebilde nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die verstärkten Fasern eine Dichte von weniger als 1 ,40 g/cm³ aufweisen.5. A rope-like structure according to any one of claims 1-4, characterized in that the reinforced fibers have a density of less than 1.40 g / cm ³ .

6. Seilartiges Gebilde nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Kern mit einem Anteil von mindestens 25 % von mit Nanoröhrchen verstärkten Fasern aufweist und dass ein den Kern umgebender Mantel aus hochfesten Fasern oder aus einer Kombination davon besteht.A rope-like structure according to any one of claims 1-5, characterized in that it comprises a core with a content of at least 25% of nanotube-reinforced fibers, and in that a sheath surrounding the core consists of high-strength fibers or a combination thereof.

7. Seilartiges Gebilde nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Kern aus hochfesten Fasern oder aus einer Kombination davon aufweist und dass ein den Kern umgebender Mantel mit einem Anteil von mindestens 25 % von mit Nanoröhrchen verstärkten Fasern vorliegt. A rope-like structure according to any one of claims 1-5, characterized in that it comprises a core of high-strength fibers or a combination thereof and in that a sheath surrounding the core is present in a proportion of at least 25% of nanotube-reinforced fibers.

8. Seilartiges Gebilde nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die hochfesten Fasern in Kombination mit den Nanoröhrchen verstärkten Fasern aus Polyamid (PA), Polypropylen (PP), Polyester (PES), Polyethylen (PE), HPPE, Aramid (AR), LCP oder PBO sind.8. A rope-like structure according to claim 6 or 7, characterized in that the high-strength fibers in combination with the nanotubes reinforced fibers of polyamide (PA), polypropylene (PP), polyester (PES), polyethylene (PE), HPPE, aramid (AR ), LCP or PBO.

9. Seilartiges Gebilde nach einem der Ansprüche 6 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass Kern und Mantel aus Nanoröhrchen verstärkten Fasern sind.9. A rope-like structure according to any one of claims 6-8, characterized in that the core and sheath of nanotubes are reinforced fibers.

10. Seilartiges Gebilde nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Nanoröhrchen verstärkten Fasern einen Anteil an Nanoröhrchen von 0,3 % bis 20 % aufweisen.10. A rope-like structure according to any one of claims 1-9, characterized in that the nanotube reinforced fibers have a proportion of nanotubes of 0.3% to 20%.

1 1. Verwendung des seilartigen Gebildes nach einem der Ansprüche 1 - 10 im Segel- und Wassersport.1 1. Use of the rope-like structure according to one of claims 1 - 10 in sailing and water sports.

12. Verwendung des seilartigen Gebildes nach einem der Ansprüche 1 - 10 im Flug- Tennis- und Bergsport.12. Use of the rope-like structure according to one of claims 1 - 10 in flight tennis and mountain sports.

13. Verwendung des seilartigen Gebildes nach einem der Ansprüche 1 - 10 als Lift- und Skiliftkabel und als Sesselbahn- und Kabinenbahnkabel. 13. Use of the rope-like structure according to one of claims 1 - 10 as a lift and ski lift cable and chairlift and cabin cable.