專利名稱：具有提高的寬度方向穩(wěn)定性的基于金屬元件的紡織產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紡織產(chǎn)品和紡織產(chǎn)品的制作方法。具體來說，本發(fā)明涉及基于金屬元 件的紡織產(chǎn)品及其制作方法，與傳統(tǒng)的基于金屬元件的紡織產(chǎn)品及其制造方法相比，該基 于金屬元件的紡織產(chǎn)品在特性、可加工性和最終應(yīng)用方面具有改進(jìn)的性能。
背景技術(shù)：
基于金屬元件的紡織產(chǎn)品及其在加強(qiáng)的物品中的使用已在現(xiàn)有技術(shù)中有很多描 述。如此紡織產(chǎn)品的實例示例在W0 2005/118263中，該專利描述了基于金屬繩線技術(shù)的紡 織產(chǎn)品，該產(chǎn)品具有沿經(jīng)線方向平行的金屬繩線和沿緯線方向平行的紡織紗線或纖維。為了制造如此的加強(qiáng)物品，在壓縮模制工藝過程之后，包括基于金屬的紡織產(chǎn)品 的合成織物要承受溫度和/或壓力，該溫度和/或壓力足以致使聚合物材料，可選含有聚合 物填料和/或短/長加強(qiáng)纖維(諸如玻璃纖維、芳族聚酸胺纖維、碳纖維、陶瓷纖維、…)的 聚合物材料，流動和填充金屬細(xì)絲之間的空隙。這可在一個步驟中進(jìn)行，或可需要其后的多 個步驟。有可能地，添加其它的聚合物材料，例如，聚合物板片，或其周圍擠壓一層聚合物材 料。用于準(zhǔn)備加強(qiáng)物品的較佳的基于金屬元件的紡織產(chǎn)品，可以是在加工過程中具有 穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的紡織產(chǎn)品，由此，紡織產(chǎn)品保持其平行的布置和幾何形狀。較佳的基于金屬元件的紡織產(chǎn)品可以是在制造加強(qiáng)物品的其它生產(chǎn)步驟中保持 其特性的紡織產(chǎn)品，這樣的特性諸如浸濕特性和層疊、擠壓、拉擠(pultrusion)、反應(yīng)注塑 模制、注塑、樹脂轉(zhuǎn)移模制、樹脂熔合和壓縮模制等的可加工性。人們知道可將平行的粗紗添加到金屬繩中，或簡單地使用較高特克斯(tex)值的 紗線連接金屬繩，由此在制造過程中提高預(yù)加載的張力。1特克斯的紗線的重量是每1000m 重1克。該種添加減小了金屬繩的自由可達(dá)表面，或換言之，產(chǎn)生屏蔽效果，導(dǎo)致內(nèi)部浸漬、 粘結(jié)力較小和降低抗沖擊能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的是提供一種用來制備加強(qiáng)物品的改進(jìn)的基于金屬元件的紡織產(chǎn) 品以及制造該紡織產(chǎn)品的方法。與傳統(tǒng)的基于金屬元件的紡織產(chǎn)品相比，本發(fā)明的基于金 屬元件的紡織產(chǎn)品具有提高的加工能力和提高的特性。在一個方面，本發(fā)明涉及一種紡織產(chǎn)品，該紡織產(chǎn)品包括一層諸如金屬繩那樣細(xì) 長金屬元件，金屬元件構(gòu)造成平行的列，并在其后的加工過程中，例如通過一列組織將金屬 元件固定在該結(jié)構(gòu)布置中，通過包括、陷入、俘獲或包圍每個金屬元件固定在組織的腿部和 組織的針背墊紗之間。較佳地，針前墊紗或針背墊紗跨越在至少兩個組織線之間。這提供 了金屬元件的寬度方向的穩(wěn)定性。紡織產(chǎn)品可附加地包括一層纖維，所述纖維層既可平行于金屬元件，也可相對于 該層平面內(nèi)的金屬元件層具有一定角度。該附加纖維可與同一列的作為金屬元件的組織連接在組織的腿部和與第一層的金屬元件相同的針背墊紗之間，或只用其后的組織的針背墊 紗。紡織產(chǎn)品還可附加地包括第二列組織，它們與第一列同步地形成，因此可用單獨 的紗線獲得。第二層組織可將不同列的金屬元件或纖維連接到第一列組織，或可連接與第 一列組織相同的金屬元件。此外，第二層組織可將金屬或纖維元件連接在組織的腿部和與 第一層金屬元件相同的針背墊紗之間，或只用其后的組織的針背墊紗。附加列的組織和金屬元件和纖維的平行列可納入到該結(jié)構(gòu)內(nèi)。該結(jié)構(gòu)內(nèi)元件的限 制取決于機(jī)器的構(gòu)造。一般地，對于每列組織應(yīng)有一個導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，一個導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于每列平 行元件，諸如針的大小和針之間的距離之類的機(jī)器的物理限制，必須與用于各列組織中的 紗線尺寸以及金屬和纖維元件的各層相匹配。金屬元件例如是金屬繩，可基本上彼此平行，而纖維也可基本上彼此平行。金屬元 件層和纖維層之間的角度可以是0°至90°的任意角度。該列組織沿一個方向可具有至少一個主要插入路徑。此外，沿一個或多個或較佳 地基本上所有的金屬元件，一列組織沿一個方向可具有至少一個主要插入路徑。它可由閉 合的或敞開的組織圈構(gòu)成，組織圈的形式有柱組織、經(jīng)編組織、斜紋(k6per)組織、集圈組 織、經(jīng)絨組織、經(jīng)緞組織等，也可構(gòu)思針背墊紗較長的其它的組織。尤其是，針背墊紗可跨越 兩個或更多個組織線。在從柱組織、經(jīng)編組織、斜紋組織、集圈組織、經(jīng)絨組織、經(jīng)緞組織等的進(jìn)程中，對 于鄰近金屬元件之間的運動限制的影響在進(jìn)一步的加工過程中逐漸地加強(qiáng)。因此，金屬元 件的穩(wěn)定性隨著組織類型從柱組織到經(jīng)編組織、斜紋組織、集圈組織、經(jīng)絨組織、經(jīng)緞組織 等的改變而提高。還有，最后織物的橫向模量(寬度方向穩(wěn)定性)也以相同量級增大。這 在加工過程中減小金屬元件相對運動的風(fēng)險。這些組織可由選自以下的技術(shù)得到，例如，單軸向經(jīng)線編織、雙軸向經(jīng)線編織、拉 歇爾經(jīng)編織和鉤針編織和/或它們的混合法。根據(jù)本發(fā)明該方面的紡織產(chǎn)品可用于制造各種制品，例如但不限于加強(qiáng)的層疊 物、帶子、型材、輪胎、輪胎加強(qiáng)件、抗沖擊元件(諸如沖擊梁或沖擊簾或緩沖器)、建筑構(gòu)件 或傳送帶。本發(fā)明對于如此產(chǎn)品具有較佳的浸漬、粘結(jié)和抗沖擊等優(yōu)點。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還涉及一種紡織產(chǎn)品，其包括一層諸如金屬繩那 樣細(xì)長金屬元件，金屬元件構(gòu)造成平行的列，并在其后的加工過程中，例如通過一系列組織 將金屬元件固定在該結(jié)構(gòu)布置中，通過包括、俘獲、圍繞、陷入或包圍每個金屬元件固定在 組織的腿部與組織的針背墊紗和針前墊紗之間，該列組織緊密地固定住金屬元件。在形成 過程中，例如，在如稱之為斜紋組織形成的組織中，當(dāng)金屬元件放置在至少兩個針內(nèi)時，組 織的針前墊紗可用來連接諸金屬元件。該類型組織對金屬元件提供了穩(wěn)定性。在形成過程 中，當(dāng)針前墊紗置于2個針內(nèi)時，則兩個組織由同一組織元件同時形成。連接兩個組織的部 分一起對組織線形成90°或約90°的角，以提供附加的寬度方向穩(wěn)定性。紡織產(chǎn)品可附加地包括一層纖維，所述纖維層既可平行于金屬元件，也可相對于 該層平面內(nèi)的金屬元件層具有一定角度。該附加纖維可與同一列的作為金屬元件的組織連 接在組織的腿部及與第一層金屬元件令相同的針背墊紗和針前墊紗之間，或只用其后的組 織的針背墊紗。
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紡織產(chǎn)品可附加地包括第二列組織，它們與第一列同步地形成，因此可用單獨的 紗線獲得。第二層組織可將不同列的金屬元件或纖維連接到第一列組織，或可連接與第一 列組織相同的金屬元件。此外，第二層組織可將金屬或纖維元件連接在組織的腿部和與第 一層金屬元件相同的針背墊紗和針前墊紗之間，或只用其后的組織的針背墊紗。附加列的組織和金屬元件和纖維的平行列可納入到該結(jié)構(gòu)內(nèi)。該結(jié)構(gòu)內(nèi)元件的限 制取決于機(jī)器的構(gòu)造。一般地，對于每列組織應(yīng)有一個導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，一個導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于每列平 行元件，諸如針的大小和針之間的距離之類的機(jī)器的物理限制，必須與用于各列組織中的 紗線尺寸以及金屬和纖維元件的各層相匹配。該列組織沿一個方向可具有至少一個主要插入路徑。此外，沿一個或多個或較佳 地基本上所有的金屬元件，該列組織沿一個方向可具有至少一個主要插入路徑。它可由閉 合的或敞開的組織圈構(gòu)成，紡織產(chǎn)品由此可構(gòu)造成以下組織圈的形式，有斜紋-柱組織、斜 紋_經(jīng)編組織、斜紋_集圈組織、斜紋_經(jīng)絨組織、斜紋_經(jīng)緞組織等，也可構(gòu)思針背墊紗較 長的其它的斜紋組織。同樣地，斜紋組織可在三個針上形成，以一下子形成3個組織線。在從斜紋_柱組織到斜紋_經(jīng)緞組織的進(jìn)程中，對于鄰近金屬元件之間的運動限 制的影響在進(jìn)一步的加工過程中逐漸地加強(qiáng)。這些組織可由選自以下的技術(shù)得到，例如，單軸向經(jīng)線編織、雙軸向經(jīng)線編織、拉 歇爾經(jīng)編織和鉤針編織和/或它們的混合法。在本發(fā)明的還有另一方面，提供一種紡織產(chǎn)品，其包括一層諸如金屬繩那樣細(xì)長 金屬元件，金屬元件構(gòu)造成平行的列，并在其后的加工過程中，例如通過一系列組織將金屬 元件固定在該結(jié)構(gòu)布置中，通過包括或陷入每個金屬元件而將金屬元件固定在組織的腿部 和組織的針背墊紗之間，由此，使組織線少于金屬元件。本發(fā)明的該部分不同于前兩個部分，不同之處在于，在前面部分中，被包括在單一 層內(nèi)的金屬元件數(shù)量與機(jī)器上針數(shù)量相同。本發(fā)明允許附加的金屬元件附加到第一列金屬 元件內(nèi)，其中，金屬元件互相平行并在單一平面內(nèi)。而現(xiàn)有技術(shù)允許添加附加的列，但它們 在不同的層內(nèi)?，F(xiàn)有技術(shù)還存在將元件添加到單一平面內(nèi)，但這些元件不被包圍在組織腿 部和針背墊紗之間，于是不能強(qiáng)力地固定就位。在某些現(xiàn)有技術(shù)中，金屬或纖維元件多于針 數(shù)量，但在所述結(jié)構(gòu)中沒有機(jī)構(gòu)來確保某些金屬或纖維元件不圍繞其它金屬或纖維元件交 叉或扭轉(zhuǎn)?？山M合到單一平面內(nèi)且互相平行的金屬元件的數(shù)量取決于金屬元件厚度和經(jīng)線 編織或鉤針編織機(jī)器結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)有技術(shù)中，每個組織線納入一個金屬元件。組織線之間的 間距取決于機(jī)器上針的偏移。每個附加的金屬元件必須能夠配合在第一和其后的金屬元件 之間，并必須各具有在機(jī)器上的單獨的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。附加列的組織和金屬元件和纖維的平行列也可被納入到結(jié)構(gòu)中。結(jié)構(gòu)中元件的限 制取決于機(jī)器結(jié)構(gòu)和金屬元件和纖維的相對厚度。一般地，對于每列組織應(yīng)有一個導(dǎo)向機(jī) 構(gòu)，對于每列平行元件應(yīng)有一個或多個導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。此外，機(jī)器的物理限制，諸如針大小和針 的距離，必須匹配于用于各列組織中的紗線尺寸以及金屬和纖維元件的層次。組織的結(jié)構(gòu)可包括上述本發(fā)明的前面幾個方面中所述的所有結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)包括 經(jīng)編組織、集圈組織、經(jīng)絨組織、經(jīng)緞組織和針背墊紗較長的其它的組織，以及斜紋變化，包 括有斜紋_柱組織、斜紋_經(jīng)編組織、斜紋-集圈組織、斜紋_經(jīng)絨組織、斜紋_經(jīng)緞組織等，也可構(gòu)思針背墊紗較長的其它的斜紋組織。除了以上所述，也可使用簡單敞開或閉合鏈的 組織以添加到金屬元件中而形成紡織結(jié)構(gòu)。這些組織可由選自以下的技術(shù)得到，例如，單軸向經(jīng)線編織、雙軸向經(jīng)線編織、拉 歇爾經(jīng)編織和鉤針編織和/或它們的混合法。


圖1示出帶有經(jīng)編組織的根據(jù)本發(fā)明一實施例的紡織產(chǎn)品。圖2示出帶有集圈組織的根據(jù)本發(fā)明紡織產(chǎn)品的一實施例。圖3示出帶有經(jīng)絨組織的根據(jù)本發(fā)明紡織產(chǎn)品的一更佳實施例。圖4示出帶有經(jīng)緞組織的根據(jù)本發(fā)明紡織產(chǎn)品的一實施例。圖5示出開鏈和開式斜紋鏈組織的細(xì)節(jié)。圖6示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的帶有開式斜紋鏈組織的紡織產(chǎn)品。圖7示出帶有開式斜紋鏈組織的根據(jù)本發(fā)明一實施例的紡織產(chǎn)品的實施例。圖8示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的紡織產(chǎn)品。圖9示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的另一紡織產(chǎn)品。圖10示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的另一紡織產(chǎn)品。
具體實施例方式現(xiàn)將參照某些附圖對具體的實施例來描述本發(fā)明，但本發(fā)明不局限于實施例，僅 由權(quán)利要求書予以限定。所述附圖僅是示意圖不帶有限制意義。在附圖中，為了圖示的目 的，某些元件的尺寸可能被夸大而沒有按比例繪出。尺寸和相對尺寸不對應(yīng)于本發(fā)明實踐 中的實際縮減量。此外，說明書中和權(quán)利要求書中的術(shù)語第一、第二、第三等用來區(qū)分類似的元件并 不一定描述順序，既不是時間的、空間的排隊順序，也不是任何其它方式的順序。應(yīng)該理解 到，如此使用的這些術(shù)語在合適情況下是可以互換的，本文中描述的本發(fā)明實施例能夠按 不同于這里所述或所圖示的順序進(jìn)行操作。而且，說明書中和權(quán)利要求書中的術(shù)語頂部、底部、之上、之下等用于描述的目的 并不一定描述相對位置。應(yīng)該理解到，如此使用的這些術(shù)語在合適情況下是可以互換的，本 文中描述的本發(fā)明實施例能夠按不同于這里所述或所圖示的定向進(jìn)行操作。應(yīng)該指出的是，權(quán)利要求中采用的術(shù)語“包括”不應(yīng)被詮釋為局限于以下所列的裝 置方法；它不排除其它的元件或步驟。因此應(yīng)該詮釋為規(guī)定了所涉及的所述特征、整體、步 驟或部件，但不排斥存在或添加一個或多個其它的特征、整體、步驟或部件或它們的組合。 因此，“包括裝置A和B的設(shè)備”這樣的表達(dá)范圍不應(yīng)局限于僅由部件A和B組成的設(shè)備。 對于本發(fā)明來說，它意味著A和B僅是設(shè)備的相關(guān)部件。根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于制備加強(qiáng)物品的基于金屬元件的改進(jìn)的紡織產(chǎn)品。與 傳統(tǒng)的基于金屬元件的紡織產(chǎn)品相比，本發(fā)明的該基于金屬元件的紡織產(chǎn)品允許有改進(jìn)的 加工能力和改進(jìn)的特性。對于用各種加工過程制造的沖擊梁和類似產(chǎn)品來說，所述過程諸如層疊、擠壓、拉 擠、反應(yīng)性注塑模制、注塑、樹脂轉(zhuǎn)移模制、樹脂熔合和壓縮模制等，可相對于金屬繩沿著軸
6向或垂直方向提供聚合物的流動。尤其是，在相對于金屬繩沿垂直方向提供聚合物流動的 情形中，金屬繩相對于固定點流動。這可造成金屬繩失去其平行布置和幾何形狀，導(dǎo)致不穩(wěn) 定的結(jié)構(gòu)，這不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)又對進(jìn)一步的加工步驟具有影響。生成的加強(qiáng)物品具有低劣的彎 曲剛度、第一次失效時降低的最大力以及低的沖擊吸收能力。本發(fā)明提供多種方法，通過使金屬繩的自由運動減到最小來減緩上述問題。在一 個方面，本發(fā)明在紡織產(chǎn)品中提供較高程度的金屬繩的一體性。與傳統(tǒng)基于金屬元件的紡織產(chǎn)品相比，本發(fā)明的基于金屬元件的紡織產(chǎn)品例如允 許通過與附加繩穩(wěn)定的紡織產(chǎn)品相比、保持優(yōu)良的可達(dá)到性和浸漬性，來提高紡織產(chǎn)品及 生成的加強(qiáng)物品的特性，在附加繩穩(wěn)定的紡織產(chǎn)品中，由于提高了繩的包封效應(yīng)(所謂的 屏蔽效應(yīng))，降低了可達(dá)到性和浸漬性、粘結(jié)力和抗沖擊能力。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，基于金屬元件的紡織產(chǎn)品非常適用于制造加強(qiáng)物品，尤 其是帶有鋼絲繩的開口加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。由這些開口結(jié)構(gòu)制造如此的加強(qiáng)物品的一個相關(guān)的問題 在于，這些開口趨于變得非常不穩(wěn)定，并對紡織產(chǎn)品的進(jìn)一步加工有不利影響。根據(jù)本發(fā)明 的紡織產(chǎn)品具有提高的金屬繩的穩(wěn)定性。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，本發(fā)明的紡織產(chǎn)品在進(jìn)一步的步驟中容易和快速地被 加工，且不會對生成的加強(qiáng)物品的最終性能造成不利影響。在本發(fā)明的情形中，術(shù)語“針背墊紗”是指形成組織的圈之間的紗線。每個針背墊 紗向上(下)延伸一個組織。線圈本身稱之為“針前墊紗”。在本發(fā)明情形中，術(shù)語“工藝正面”是指在編織過程中織物上形成線圈的那一側(cè)。 織物的另一側(cè)通常稱之為“工藝背面”。在本發(fā)明情形中，組織形成排和組織線，當(dāng)組織形成時，組織線是沿著紡織產(chǎn)品的 機(jī)器方向。在本發(fā)明情形中，紡織產(chǎn)品具有沿經(jīng)線墊紗那樣的經(jīng)線方向的細(xì)長金屬元件。至 少某些經(jīng)線金屬元件被紗線的組織固定在一起。在本發(fā)明情形中，用于任何實施例中的金屬元件應(yīng)被理解為金屬絲、金屬絲束、金 屬絞股線或金屬繩。當(dāng)絞股線或繩用于紡織產(chǎn)品中時，這些絞股線或繩較佳的是具有大而 粗糙的表面，在合適加工之后，例如粘結(jié)劑涂敷之后，可提高在聚合物材料上的機(jī)械錨固。 這些繩最好是開口金屬繩結(jié)構(gòu)(US4258543、US4158946、US541850)或密集繩(US4332131)。 可供選擇地是，金屬元件可具有約0. 2和3mm之間的直徑，約0. 3和2mm之間的直徑，較佳地 在約0. 7和1. 2mm之間，最佳地在約0. 9和1. 1mm之間。金屬元件可以是鋼絲繩。該鋼絲繩 可以是與線接觸的CC(密集繩(Compact Cord))、LSE (低20結(jié)構(gòu)延長(Low 20 Structural Elongation))繩(W02005/052557)、層疊鋼絲繩、單股鋼絲繩或開口鋼絲繩。如此的金屬元 件可包括至少2細(xì)絲，細(xì)絲直徑在約0. 03和0. 5mm之間，較佳地在約0. 04和0. 4mm之間。 細(xì)絲數(shù)量可以是在2和58之間，在3和35之間，或在3和21之間。然而，可采用較大直徑 的繩，有可能用強(qiáng)度高的固有開口結(jié)構(gòu)來制造根據(jù)本發(fā)明的紡織產(chǎn)品，當(dāng)使用規(guī)定直徑的 金屬元件時，所述結(jié)構(gòu)有高度的柔性。開口結(jié)構(gòu)應(yīng)被理解為呈網(wǎng)或網(wǎng)格形式的結(jié)構(gòu)。任何金 屬可被用來提供金屬元件。最好是使用諸如高碳鋼合金或不銹鋼合金之類的合金。細(xì)絲較 佳地用普通碳鋼制造。如此的鋼材通常可包括至少0. 40wt% C的碳含量，或至少0. 70wt% C，但最佳地是至少0. 80wt% (帶35最大值的1. lwt% C，錳含量范圍從0. 10至0. 90wt%Mn，硫和磷含量較佳地各保持低于0. 030wt%，附加的微量合金元素諸如鉻(高達(dá)0. 20至 0. 4wt% )、硼、鈷、鎳或釩。較佳地還是不銹鋼。不銹鋼含有最少12wt% Cr和大量的鎳。更 佳的是奧氏體不銹鋼，其本身更服從于冷成形。本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)公知的最佳成分如AISI (美 國鋼鐵協(xié)會)25302、AISI301、AISI304和AISI316。它們可附加地涂敷粘結(jié)促進(jìn)劑、防腐蝕 層和聚合物涂層。當(dāng)采用鋼絲時，鋼絲的拉伸強(qiáng)度可以是在1500N/mm2至3000N/mm2范圍內(nèi)，甚至更 高，其主要取決于鋼的成分和鋼絲直徑。為提供諸如強(qiáng)度和斷裂時的伸長率之類所要求的 機(jī)械特性，可選擇股線或繩的還有其它的參數(shù)，諸如股線或繩的結(jié)構(gòu)、鋼絲數(shù)量和包含在股 線或繩內(nèi)每個鋼絲的直徑、包含在股線或繩內(nèi)每個鋼絲的斷裂時的力等。較佳地用于根據(jù)本發(fā)明紡織產(chǎn)品的金屬繩是這樣類型的金屬繩，其可吸收相當(dāng)大 量沖擊能，但也可采用其它的金屬繩。這里舉例如下-多股金屬繩，例如mXn型，即，金屬繩包括m股，每股有n根鋼絲，諸如 7X3X0. 15,3X7X0. 15，或7X4X0. 12，其中，帶有小數(shù)點的數(shù)字表示每根鋼絲的直徑，用 mm表達(dá)。-密集繩，例如，lXn型，即，金屬繩包括n根鋼絲，n大于8，沿一個方向單一步驟 中絞股成密集的橫截面，諸如12X0. 22，其中，帶有小數(shù)點的數(shù)字表示每根鋼絲的直徑，用 mm表達(dá)。-多層金屬繩，例如，I+m(+n)型，即，金屬繩帶有I根鋼絲內(nèi)芯，內(nèi)芯被m根鋼絲 一層包圍，也可能被n根鋼絲的另一層包圍，諸如3X0. 2+6X0. 35,3X0. 265+9X0. 245、 3+9X0. 22，或1X0. 25+18X0. 22，其中，帶有小數(shù)點的數(shù)字表示每根鋼絲的直徑，用mm表達(dá)。-單股金屬繩，例如，lXm型，即，金屬繩包括m根金屬絲，m范圍從2至6，在單一步 驟中絞股起來，諸如3X0. 48UX4X0.25 ；其中，帶有小數(shù)點的數(shù)字表示每根鋼絲的直徑， 用mm表達(dá)。-金屬繩，例如，m+n型，即，金屬繩帶有m根平行的金屬絲，被n根金屬絲包圍，諸 如2+2X0. 38,3+2X0. 37,3X0. 48，或3+4X0. 35，其中，帶有小數(shù)點的數(shù)字表示每根鋼絲 的直徑，用mm表達(dá)(見US4408444)。如上所述的所有繩可裝備有一個或多個螺旋形包裹的鋼絲以增加繩在聚合物基 體內(nèi)的機(jī)械粘結(jié)力，和/或捆扎n根單一平行卷曲或不卷曲但可塑性變形的鋼絲，如果使用 如此平行鋼絲來提供繩，則可有該塑性變形。用于本發(fā)明中的金屬元件可以是具有斷裂時高伸長率的金屬繩，S卩，伸長率超過 4%。高伸長率的金屬繩具有較大的吸收能量的能力。如此的金屬繩是-既是高伸長率或普通伸長率的金屬繩(HE繩)，即，具有高絞股程度的多股或單 股金屬繩(在多股金屬繩的情況下股繩中絞股方向等于繩ss或ZZ中股繩絞股的方向， 這是所謂的蘭式布置(Lang’ Lay))，以便獲得具有要求程度的彈性勢能的彈性繩；其中一 實例是3X7X0. 22高伸長率的金屬繩，其在7X0. 22股線上的鋪伸長度為4. 5mm，在沿SS 方向的鋼絲繩內(nèi)股線上為8mm;-或金屬繩，其經(jīng)受過諸如EP-A1-0790 349中揭示的應(yīng)力釋放處理；其中一個實例是 4X7X0. 25SS 繩。-作為一種替代品或添加到高伸長率的金屬繩，該金屬繩可由一個或多個鋼絲組 成，它們經(jīng)過塑性變形使得它們呈波形。該波形特性附加地增加伸長率。波形型式的一個 實例是諸如W0-A1-99/28547中揭示的螺旋形或空間的卷曲形。為了提高金屬元件的耐腐蝕性能，金屬元件可用諸如鋅或如黃銅的鋅合金之類的 金屬涂層涂敷。為了確保金屬元件和用來提供加強(qiáng)物品的聚合物材料中的聚合物材料之間 良好的粘結(jié)，所述加強(qiáng)物品包括本發(fā)明的紡織產(chǎn)品，可應(yīng)用粘結(jié)促進(jìn)劑?？赡艿恼辰Y(jié)促進(jìn)劑 是諸如有機(jī)金屬的功能性硅烷復(fù)合物的雙功能偶聯(lián)劑。這些偶聯(lián)劑的一個功能組負(fù)責(zé)與金 屬或金屬氧化物的連接；另一功能組與聚合物反應(yīng)。其它合適的粘結(jié)促進(jìn)劑是有機(jī)金屬的 功能性鋁酸鹽、有機(jī)金屬的功能性鋯酸鹽，或有機(jī)金屬的功能性鈦酸鹽。如此使用或構(gòu)成在股線或繩內(nèi)的鋼絲可具有各種橫截面和幾何形狀，例如，圓形、 橢圓形或平形。在鋼絲、股線和繩范圍內(nèi)，可采用許多不同的材料，視所要求的機(jī)械強(qiáng)度而 定。具有結(jié)構(gòu)變形的鋼絲也可用來提供股線或繩。這些股線或繩可形成紡織產(chǎn)品的一部分。根據(jù)本發(fā)明紡織產(chǎn)品所要求的特性，所有金屬繩可以是相同的，或者不同的金屬 繩可用來提供紡織產(chǎn)品。在本發(fā)明的情形中，用于形成組織的紗線材料可以是纖維，或任何合適類型的紗 線，以下是其實例玻璃、聚芳綸、聚(P-亞苯基_2，6-苯并噁唑)、碳、諸如玄武巖之類的礦 物、合成和天然橡膠，或諸如纖維膠、亞麻、棉花或大麻之類的天然紗線。也可以是金屬線。 它可與纖維或聚合物線混合，聚合物比如聚烯烴、聚酰胺、熱塑性聚酯、聚碳酸酯、聚縮醛、 聚砜、聚醚酮、聚酰亞胺或聚醚纖維。根據(jù)本發(fā)明第一實施例，提供一種紡織產(chǎn)品，其包括-一層金屬元件-一列組織其特征在于，金屬元件被包圍在組織的腿部和組織的針背墊紗之間。組織和金屬或纖維元件的第二層(或附加層)也被包括在本發(fā)明范圍內(nèi)。在根據(jù)本發(fā)明的該方面的紡織產(chǎn)品(圖la)中，所有細(xì)長金屬元件110，例如金屬 繩，都被加工在相應(yīng)的組織120的圈內(nèi)。組織120是經(jīng)編織物型，由三部分組成，即，腿部 130、頭部140和腳部150。圖la示出紡織產(chǎn)品100的示意圖，其可由組織符號代表。圖lb是用于以下紡織 產(chǎn)品100的組織符號，該紡織產(chǎn)品100具有一列組織120和一列金屬元件110，其中，該列組 織是閉合的組織。圖lc是用于以下紡織產(chǎn)品100的組織符號，該紡織產(chǎn)品100具有一列組 織120和一列金屬元件110，其中，該列組織是敞開的組織。圖Id示出閉合組織的細(xì)節(jié)，而 圖le示出敞開組織的細(xì)節(jié)。參照圖la，金屬元件110被包括、陷入、俘獲或包圍在組織(工藝正面上)的腿部 130和組織(工藝背面上)的針背墊紗150之間。在紡織產(chǎn)品形成過程中，與組織形成同步 地從針的一側(cè)交替地到另一側(cè)平移金屬元件，由此可實現(xiàn)上述的包圍。金屬元件110相對 于該列組織120的運動可見圖lb和lc，由此，相對于由該列組織120形成的紡織產(chǎn)品，將 金屬元件110捆綁在位置上。這提高了金屬元件的穩(wěn)定性。針背墊紗150延伸橫貫紡織產(chǎn) 品而與金屬元件110成一定角度，由此給予紡織產(chǎn)品某些阻力以抵抗作用在產(chǎn)品上的橫向
9力。這在加工例如沖擊梁的過程中可減小金屬繩的位移。在根據(jù)本發(fā)明的第二紡織產(chǎn)品(圖2a)中，所有金屬元件210都被加工在相應(yīng)的 組織220的圈內(nèi)。組織220是集圈型的，由三部分組成，即，腿部230、頭部240和腳部250。圖2a示出紡織產(chǎn)品200的示意圖，其可由組織符號代表。圖2b是用于以下紡織 產(chǎn)品200的組織符號，該紡織產(chǎn)品200具有一列組織220和一列金屬元件210，其中，該列組 織是閉合的組織。該集圈組織也可用敞開的組織形成。就第一實施例來說，在該情形(圖2a)中，金屬元件210被包圍在組織(工藝正面 上)的腿部230和組織(工藝背面上)的針背墊紗250之間。在紡織產(chǎn)品形成過程中，與 組織形成同步地從針的一側(cè)交替地到另一側(cè)平移金屬元件，由此可實現(xiàn)上述的包圍。金屬 元件210相對于該列組織220的運動可見圖2b和2c，由此，相對于由該列組織220行成的 紡織產(chǎn)品，將金屬元件210捆綁在位置上。集圈組織與經(jīng)線編織的不同之處在于，集圈組織250的針背墊紗比經(jīng)線編織組織 150的要長，即，它跨越兩個組織線。因此集圈組織250的相對角度比具有相同組織排間間 距的經(jīng)線編織組織150更垂直于金屬元件，因此可更好地限制金屬元件210相對位置的移 動。此外，集圈組織250中比經(jīng)線編織組織150中有相對多的材料，于是，垂直于金屬元件 210的材料量在集圈組織250中多于經(jīng)線編織組織150中。因此，這在進(jìn)一步加工時提高金 屬元件210沿著橫向于其軸線方向相對于彼此運動的阻力。在根據(jù)本發(fā)明的第三紡織產(chǎn)品(圖3a)中，所有金屬元件310都被加工在相應(yīng)的 組織320的圈內(nèi)。組織320是經(jīng)絨組織型的，由三部分組成，即，腿部330、頭部340和腳部 350。在根據(jù)本發(fā)明的第四紡織產(chǎn)品(圖4)中，所有金屬元件410都被加工在組織420 的圈內(nèi)。組織420是經(jīng)緞組織型的，由三部分組成，即，腿部430、頭部440和腳部450。就第一和第二實施例來說，在第三和第四實施例(圖3和4)中，金屬元件310和 410被包圍在組織的腿部330和430和組織的針背墊紗350和450之間。在紡織產(chǎn)品形成 過程中，與組織形成同步地從針的一側(cè)交替地到另一側(cè)平移金屬元件，就像先前對于第一 和第二實施例所述的那樣。在從經(jīng)線編織到集圈到經(jīng)絨再到經(jīng)緞的各類組織中，組織的針背墊紗相對于紡織 結(jié)構(gòu)的其余部分逐漸地變長。其結(jié)果，針背墊紗的相對角度更加垂直于金屬元件。此外，紡 織結(jié)構(gòu)的針背墊紗中材料量相對地增加。因此，這些元件在進(jìn)一步加工時提高了金屬元件 沿著橫向于金屬元件軸線方向相對于彼此運動的阻力。也可構(gòu)思其中針背墊紗的相對長度較長和更加垂直的其它類型的組織，并將在進(jìn) 一步加工時提高金屬元件相對于彼此運動的阻力。根據(jù)本發(fā)明第五實施例，提供一紡織產(chǎn)品，其包括-一層細(xì)長金屬元件-一列組織其特征在于，金屬元件被包圍在組織的腿部與組織的針背墊紗和針前墊紗之間。開鏈組織(圖5a)和和開式斜紋鏈組織(圖5b)演示了使用斜紋鏈組織來提供穩(wěn) 定紡織結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。開鏈組織(圖5a)由三部分組成，即，腿部530、頭部540和腳部550，就如對其它
10類型的組織那樣，其包括經(jīng)編織物和集圈。鏈、經(jīng)編和集圈組織之間的差別是腳部的長度和 定向，它們在針背墊紗運動過程中形成。開式斜紋鏈組織(圖5b)也由三部分組成，即，腿部530、頭部540和腳部550，并 具有與組織線成90°角的附加部件560。由于在組織形成過程中將針前墊紗放置在(至 少)2針內(nèi)，由此在針前墊紗運動過程中形成該附加的部件。換言之，因為在組織形成過程 中將針前墊紗放置在(至少)2針內(nèi)，則由相同的組織元件同時形成(至少)兩個組織，其 由2個頭部540和4個腿部530及2個腳部550組成。此外，這些兩個組織被稱之為針前 墊紗560的附加部件連接在一起，并與組織線成90°角。在根據(jù)本發(fā)明該實施例的第一紡織產(chǎn)品中(圖6)，所有金屬元件610被加工成相 應(yīng)的組織圈620。組織圈620是斜紋鏈型，其由四部分組成，即，腿部630、頭部640、腳部650 和針前墊紗660。現(xiàn)參照圖6a，金屬元件610被包圍在組織的腿部630、針背墊紗650和針前墊紗 660之間。在紡織產(chǎn)品形成過程中，與組織形成同步地從針的一側(cè)交替地到另一側(cè)平移金屬 元件，由此可實現(xiàn)上述的包圍。金屬元件610相對于該列組織620的運動可見圖6b，由此， 相對于由該列組織620形成的紡織產(chǎn)品，將金屬元件610捆綁在位置上。圖6a示出紡織產(chǎn)品600的示意圖，其可用組織符號代表。圖6c是帶有一列組織 620和一列金屬元件610的所述紡織產(chǎn)品600的組織符號，其中該列組織是開口組織。在根據(jù)本發(fā)明一實施例的紡織產(chǎn)品中(圖7)，所有金屬元件710被加工成組織圈 720。組織圈720是開式斜紋經(jīng)線編織型，其由四部分組成，S卩，腿部730、頭部740、腳部750 和針前墊紗760。在此情形中，與圖6所示的斜紋鏈組織相比，在經(jīng)線編織運動中通過附加 針來位移針背墊紗，于是相對于組織線780和針背墊紗760形成一角。本發(fā)明范圍內(nèi)另外的紡織產(chǎn)品可通過組合以下兩個原理來形成，即斜紋組織的原 理(即，由單一紡織元件形成兩個組織，從而形成90°的連接元件)和垂直于組織線將針背 墊紗延伸較長距離的原理。它可由構(gòu)造紡織產(chǎn)品的閉式或開式圈斜紋組織構(gòu)成，其呈以下 各種形式斜紋_柱組織、斜紋_經(jīng)線編織組織、斜紋-集圈組織、斜紋_經(jīng)絨組織、斜紋_經(jīng) 緞組織，以及其它可構(gòu)思出的針背墊紗較長的斜紋組織。同樣地，斜紋組織可在三個針上形 成以便一下子形成3個組織。在從斜紋_柱組織到斜紋_經(jīng)緞組織的進(jìn)程中，在進(jìn)一步加 工過程中限制相鄰金屬元件之間運動的作用逐漸加強(qiáng)。根據(jù)本發(fā)明第六實施例，提供一紡織產(chǎn)品，其也包括-一層細(xì)長金屬元件-一列組織其特征在于，金屬元件被包圍在組織的腿部和組織的針背墊紗之間，但組織帶有 附加的細(xì)長金屬元件，不是每個金屬元件都被包括在組織的圈內(nèi)。在圖8所示的紡織產(chǎn)品中，所有金屬元件810都被加工成在組織線880的組織820 圈內(nèi)。該實例中的紡織組織是經(jīng)編結(jié)構(gòu)。在根據(jù)本發(fā)明第六實施例的第一紡織產(chǎn)品中(圖9a)，一半的金屬元件910被加工 成在組織線980的組織920圈內(nèi)，且一半的金屬元件912被交替地加工成一個組織線980a 的針背墊紗以及其后加工成鄰近組織線980b的針背墊紗。這樣，一個以上的金屬元件可納 入到單一平面平行列中。
每個金屬元件固定在組織腿部930和針背墊紗950之間，并牢固地被針背墊紗捕 獲，于是元件被強(qiáng)力地固定就位。圖9a示出一紡織產(chǎn)品900的示意圖，其可由組織符號代表。圖9b是用于以下紡 織產(chǎn)品900的組織符號，該紡織產(chǎn)品900具有一列組織920和一列金屬元件910和912，其 中，該列組織是閉合的組織。該原理可被拓展而包括更多的金屬元件；然而，它們不能從一個組織線納入到其 后組織中的另一組織線。在根據(jù)本發(fā)明第六實施例的第二紡織產(chǎn)品中(圖10)，一個金屬元 件納入在組織線1010內(nèi)，而兩個金屬元件1011和1012納入在組織線之間。根據(jù)本發(fā)明任一實施例，各種墊紗例如經(jīng)線和/或緯線等的墊紗可被包括在組織 中。墊紗可沿垂直于金屬元件的方向有助于加強(qiáng)紡織產(chǎn)品。墊紗可連接在組織的腿部和針 背墊紗之間，或在腿部、組織的針背墊紗和針前墊紗之間。組織和墊紗可由單獨的紗線(或 纖維、細(xì)絲或繩)獲得，這意味著，除了金屬元件層之外，根據(jù)本發(fā)明的紡織產(chǎn)品還可包括 至少2組紗線，也可供選擇為纖維。紡織產(chǎn)品可附加地包括一層纖維，所述纖維層可以平行于金屬元件或相對于該層 平面內(nèi)的金屬元件層夾一定角度。附加的纖維可用與金屬元件相同的一列組織界限在組織 的腿部和與第一金屬元件層相同的針背墊紗之間，或僅由其后的組織的針背墊紗界限。紡織產(chǎn)品可附加地包括第二列組織，它們與第一列同步地形成，因此可用單獨的 紗線獲得。第二層組織可將不同列的金屬元件或纖維連接到第一列組織，或可連接與第一 列組織相同的金屬元件。此外，第二層組織可將金屬或纖維元件連接在組織的腿部和與第 一層金屬元件相同的針背墊紗之間，或只用其后的組織的針背墊紗。附加列的組織和金屬元件和纖維的平行列可納入到該結(jié)構(gòu)內(nèi)。該結(jié)構(gòu)內(nèi)元件的限 制取決于機(jī)器的構(gòu)造。一般地，對于每列組織應(yīng)有一個導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，一個導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于每列平 行元件，諸如針的大小和針之間的距離之類的機(jī)器的物理限制，必須與用于各列組織中的 紗線尺寸以及金屬和纖維元件的各層相匹配。對于本發(fā)明的任何實施例來說，根據(jù)本發(fā)明的紡織產(chǎn)品還可包括至少一個附加層 的金屬元件和/或至少一個附加層的纖維。如此附加層可沿經(jīng)線方向或緯線方向納入到紡 織產(chǎn)品內(nèi)，或可相對于該層平面內(nèi)第一金屬元件層夾一定的角度。在根據(jù)本發(fā)明的紡織產(chǎn)品中，附加的金屬元件和/或纖維可納入在一層的諸金屬 元件之間和/或一層的諸纖維之間。還有，對于本發(fā)明的任何實施例來說，根據(jù)本發(fā)明的紡織產(chǎn)品可用來制造各種物 品，例如但不限于加強(qiáng)的層疊物、帶子、型材、輪胎、輪胎加強(qiáng)件、抗沖擊元件(諸如沖擊梁 或沖擊簾或緩沖器)、建筑構(gòu)件或傳送帶。對于本發(fā)明的任何實施例來說，組織由選自以下的技術(shù)得到單軸向經(jīng)線編織、雙 軸向經(jīng)線編織、拉歇爾經(jīng)編織和鉤針編織和/或它們的混合法。根據(jù)本發(fā)明的較佳的紡織產(chǎn)品可包括一層金屬繩。金屬繩沿經(jīng)線方向作為墊紗 件。金屬繩可具有約0.9和1.1mm之間的直徑。用于組織的紗線可以是1600特克斯的芳 綸或1200特克斯的玻璃纖維。金屬繩層借助于如上所述和附后權(quán)利要求書中所述的合適 組織被纖維層牢固地固定。較佳紡織產(chǎn)品具有的金屬繩之間距離約為0. 2至0. 5mm之間， 或在約1和8mm之間。
權(quán)利要求
一種紡織產(chǎn)品，包括-一層細(xì)長金屬元件，-組織線中的一列組織，所述組織具有組織圈，所述組織圈帶有腿部、針背墊紗和針前墊紗，其特征在于，所述金屬元件固定在所述組織的腿部和所述組織的針背墊紗之間，所述針前墊紗或針背墊紗跨越在至少兩個組織線之間。
2.如權(quán)利要求1所述的紡織產(chǎn)品，其特征在于，所述金屬元件固定在所述組織的腿部 與所述組織的針背墊紗及針前墊紗之間。
3.如權(quán)利要求1所述的紡織產(chǎn)品，其特征在于，金屬元件的數(shù)量多于組織線的數(shù)量。
4.如上述權(quán)利要求中任何一項所述的紡織產(chǎn)品，其特征在于，所述針背墊紗跨越兩個 或更多個組織線。
5.如上述權(quán)利要求中任何一項所述的紡織產(chǎn)品，其特征在于，所述針前墊紗跨越兩個 或更多個組織線。
6.如權(quán)利要求5所述的紡織產(chǎn)品，其特征在于，所述針前墊紗垂直于所述細(xì)長金屬元 件跨越在至少兩個組織線之間。
7.—種沖擊梁，包括如上述權(quán)利要求中任何一項所述的紡織產(chǎn)品，其特征在于，可供選 擇地由以下方法制造層疊、擠壓、拉擠、反應(yīng)性注塑模制、注塑、樹脂轉(zhuǎn)移模制、樹脂熔合、 壓縮模制。
8.一種由一層細(xì)長金屬元件制造紡織產(chǎn)品的方法，包括在組織線內(nèi)形成一列組織，并具有腿部、針背墊紗及針前墊紗，所述細(xì)長金屬元件固定 在所述組織的腿部和所述組織的針背墊紗之間，所述針前墊紗或針背墊紗跨越在至少兩個 組織線之間。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，形成該列組織，以使所述金屬元件固定在所 述組織的腿部與所述組織的針背墊紗和針前墊紗之間。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，金屬元件的數(shù)量多于組織線的數(shù)量。
11.如權(quán)利要求8至10中任何一項所述的方法，其特征在于，在編織過程中，使所述針 背墊紗跨越在兩個或更多個組織線之間。
12.如權(quán)利要求8至11中任何一項所述的方法，其特征在于，在編織過程中，使所述針 前墊紗跨越在至少兩個組織線之間。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述針前墊紗放置在兩個針內(nèi)，相鄰組織 線中的兩個組織同時地形成。
14.如權(quán)利要求8至13中任何一項所述的方法，其特征在于，紡織紗線垂直于所述細(xì)長 金屬元件跨越在至少兩個組織線之間。
15.如權(quán)利要求8至14中任何一項所述的方法，其特征在于，所述組織由選自以下的 技術(shù)獲得單軸向經(jīng)線編織、雙軸向經(jīng)線編織、拉歇爾經(jīng)編織和鉤針編織和/或它們的混合 法。
全文摘要
本文描述了一種紡織產(chǎn)品(100)和制造該紡織產(chǎn)品的方法，其中，紡織產(chǎn)品包括一層金屬元件(110)、一列組織(120)，其中，金屬元件被包圍在組織的腿部(130)和組織的針背墊紗(150)之間。較佳地，針前墊紗和/或針背墊紗跨越在至少兩個組織線之間。這提供了用于制備加強(qiáng)物品的改進(jìn)的基于金屬元件的紡織產(chǎn)品。本發(fā)明的基于金屬元件的紡織產(chǎn)品允許有比傳統(tǒng)的基于金屬元件的紡織產(chǎn)品提高的加工能力和提高的性能。
文檔編號D04H3/10GK101855397SQ200880116449
公開日2010年10月6日 申請日期2008年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月14日
發(fā)明者A·杜睿, B·賈斯珀特, D·泰特蓋特 申請人:N.V.貝卡特股份有限公司