專(zhuān)利名稱(chēng)：具有減少的扭轉(zhuǎn)的多束股繩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括兩束或更多束金屬纖維的股繩并且涉及其各種用途。
背景技術(shù)：
包括兩束或更多束金屬纖維的股繩是已知的。這些股繩例如應(yīng)用于車(chē)座加熱系統(tǒng) 或者可加熱的織物中。在這些應(yīng)用中，股繩被用作電阻并且提供有電流以獲得所需的加熱 效果。這些股繩的其它應(yīng)用包括用作抗靜電的刷子、用作電極的導(dǎo)線或者用作用于電力或 信號(hào)的電導(dǎo)體。在這些應(yīng)用的許多應(yīng)用中，股繩經(jīng)受不同的應(yīng)力和/或應(yīng)變狀態(tài)。特別是，所述股 繩可以在拉伸和/或彎曲應(yīng)力或者扭轉(zhuǎn)應(yīng)力下被重復(fù)地加載。當(dāng)重復(fù)地經(jīng)受這些應(yīng)力時(shí)， 股繩中的金屬纖維可能斷裂，最終引起股繩的破壞。

發(fā)明內(nèi)容
總體而言，希望增加系統(tǒng)或部件的使用壽命。在應(yīng)用包括多束金屬纖維的股繩的 情況中，除其它因素外，股繩的使用壽命受其對(duì)重復(fù)彎曲的抵抗性(其通常稱(chēng)為撓曲壽命) 的影響。因此，為了增加包括多束金屬纖維的股繩的使用壽命，本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種對(duì) 彎曲和/或腐蝕和/或磨損具有增強(qiáng)的抵抗性的股繩，所述增強(qiáng)的抵抗性被稱(chēng)為增加的撓 曲壽命。在本發(fā)明的意思內(nèi)，撓曲壽命將被理解為“在重復(fù)彎曲的條件下股繩對(duì)于破壞的抵 抗性”。其中股繩的撓曲壽命起重要作用的應(yīng)用實(shí)例例如是用在抗靜電的刷子中或者用作 用于電極的導(dǎo)線或者用在汽車(chē)座位的加熱中。根據(jù)本發(fā)明，該目的通過(guò)包括兩束或更多束的股繩來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述束中的每束包括 至少三十根金屬纖維，所述束以預(yù)定的每米扭轉(zhuǎn)數(shù)相互加捻在一起，其特征在于，所述預(yù)定 的每米扭轉(zhuǎn)數(shù)小于每米80個(gè)扭轉(zhuǎn)并且大于每米10個(gè)扭轉(zhuǎn)，例如從每米20個(gè)扭轉(zhuǎn)直到每米 70個(gè)扭轉(zhuǎn)，例如，從每米30個(gè)扭轉(zhuǎn)直到每米60個(gè)扭轉(zhuǎn)。如本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)“扭轉(zhuǎn)數(shù)” 必須被理解為用來(lái)獲得導(dǎo)電的股繩的加捻或者扭轉(zhuǎn)的量，或者另外陳述為圍繞股繩軸線的 轉(zhuǎn)數(shù)?；蛘邠Q句話說(shuō)，扭轉(zhuǎn)數(shù)是用于將這些束結(jié)合成股繩的加捻的量。在優(yōu)選實(shí)施例中，股 繩中的這些束在結(jié)合成股繩之前未被加捻。在可替換的優(yōu)選實(shí)施例中，股繩中的這些束在 結(jié)合成股繩之前被加捻。已經(jīng)觀察到，在各種實(shí)驗(yàn)中，在包括兩束或更多束金屬纖維的股繩中應(yīng)用的每米 扭轉(zhuǎn)數(shù)影響股繩的撓曲壽命。更具體地說(shuō)，已經(jīng)觀察到，當(dāng)每米扭轉(zhuǎn)數(shù)保持在80個(gè)扭轉(zhuǎn)以 下時(shí)在撓曲壽命方面獲得了顯著增加?？傮w而言，在包括多束金屬纖維的股繩中應(yīng)用高得 多的每米扭轉(zhuǎn)數(shù)，以便將股繩的不同的束保持在一起。然而，在本發(fā)明中已經(jīng)令人驚訝地觀 察到，這不利地影響所述股繩的撓曲壽命。因此，包括所述股繩的應(yīng)用的預(yù)期壽命被減短。 通過(guò)根據(jù)本發(fā)明來(lái)選擇每米扭轉(zhuǎn)數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)股繩的撓曲壽命的增加并因此其中應(yīng)用股繩 的系統(tǒng)的使用壽命的增加。應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明的股繩中的纖維可以是單根拉延的金屬纖維 或者成束拉延的金屬纖維。
為了防止股繩的不同的束分散得太遠(yuǎn)，已經(jīng)注意到大約每米10個(gè)扭轉(zhuǎn)的最小扭 轉(zhuǎn)數(shù)是足夠的。僅作為實(shí)例，已經(jīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察到，特別是根據(jù)本發(fā)明的股繩的實(shí)施例，撓曲壽命 可以為10000次循環(huán)或更多。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)成束拉延工藝來(lái)獲得股繩中的金屬纖維。所述工 藝通常是已知的并且涉及多根金屬線(一束)的涂布、利用覆蓋材料來(lái)包圍所述束、將所述 束拉延成合適的直徑并且移除單根線(纖維)和所述束的覆蓋材料，例如，如US3379000、 US3394213、US2050298或者US3277564中所描述的。與將多個(gè)單根的拉伸的纖維組合在一 起以形成一束相比，成束拉延工藝允許進(jìn)一步同時(shí)減小纖維的直徑。已經(jīng)觀察到，減小的 纖維直徑也對(duì)撓曲壽命具有積極的影響。因此，在優(yōu)選實(shí)施例中，金屬纖維的等效直徑小 于20 μ m。術(shù)語(yǔ)纖維的“等效直徑”理解為具有與纖維的徑向橫截面的表面積相等的表面積 的假想的圓的直徑。在成束拉延操作的情況中，纖維的橫截面通常具有如US205(^98的圖 2中所示的五邊形或者六邊形的形狀，并且與具有圓形橫截面的單根拉延的纖維相反，這些 纖維橫截面的圓周通常是鋸齒形的。金屬纖維的股繩還可以涂敷有適當(dāng)?shù)耐繉?，?yōu)選為PVC(聚氯乙烯)、PVA(聚乙烯 醇)、PTFE(聚四氟乙烯，也稱(chēng)為特氟綸)、FEP(四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物(copolymers of tetrafluoromethyIene and hexafluoropropylene))、MFTV (全氣;^氧基聚合物)或者聚氨酯清漆。根據(jù)本發(fā)明的股繩可用在加熱元件中，作為縫合線或者作為導(dǎo)線。


圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的股繩的橫截面視圖；圖加和2b示意性地表示了將多個(gè)束圍繞彼此加捻以獲得根據(jù)本發(fā)明的股繩的兩 種可能的方式；圖3示意性地表示了隨每米扭轉(zhuǎn)數(shù)而變化的股繩的撓曲壽命。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明的股繩包括兩束或更多束金屬纖維，每束包括至少30根金屬纖維。圖 1示意性地描繪了根據(jù)本發(fā)明的股繩100的橫截面視圖。股繩100包括三個(gè)束110、120和 130，每個(gè)束包括多于30根的連續(xù)的金屬纖維140。在本發(fā)明中，金屬被理解為包括金屬及金屬合金(例如，不銹鋼)或者包含金屬和 非金屬組分(例如，碳鋼)的組合物。在優(yōu)選實(shí)施例中，金屬纖維是由不銹鋼制成的，因?yàn)?它們提供了增強(qiáng)的抗腐蝕和抗氧化的能力。所述不銹鋼纖維優(yōu)選是從例如AISI 302,304, 316 或 316L 的 AISI 300 系列或者例如 AISI 430,AISI 625 或 AISI 904 的 AISI 400 系列 中提供出來(lái)的。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述金屬纖維束中的至少一部分金屬纖維具有包括至少 兩個(gè)同心的金屬層的橫截面。甚至更優(yōu)選是，所述纖維包括銅芯體和不銹鋼覆蓋層，例如 在JP05-177243中所描述的。這些纖維提供了結(jié)合有不銹鋼的耐腐蝕性和耐氧化性的增強(qiáng) 的電特性。在優(yōu)選實(shí)施例中，不銹鋼覆蓋層可以包括AISI 316L鋼或者AISI 625或AISI904。在備選的更優(yōu)選的實(shí)施例中，金屬纖維包括三個(gè)同心的金屬層，例如在JP-A-5-177M3 和TO-A-2006/120045中描述了具有多層的金屬纖維和用于獲得所述金屬纖維的工藝。在 另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明中的股繩包括具有不銹鋼芯體和銅包覆層的金屬纖維，例如 在EP1362941中所描述的。根據(jù)本發(fā)明，形成束的纖維可以是單根拉延的長(zhǎng)絲纖維或者可以是成束拉延的纖 維。應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明的股繩中的金屬纖維優(yōu)選具有小于50微米但是大于0. 5微米 的等效直徑，優(yōu)選在1微米和35微米之間，更優(yōu)選在7和32微米之間。優(yōu)選是，金屬纖維是長(zhǎng)絲纖維。在替代的優(yōu)選實(shí)施例中，金屬纖維是人造短纖維。有利地，應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的股繩可以用來(lái)獲得紡織品，例如，編織、紡織、打結(jié)或者 針織的紡織品。當(dāng)所述股繩用來(lái)獲得針織結(jié)構(gòu)時(shí)，所述結(jié)構(gòu)可以例如是應(yīng)用于汽車(chē)玻璃的間隔材 料(car glass separation material)0根據(jù)本發(fā)明的股繩同樣可以被用作編織物，例如圍繞柔性軟管的防護(hù)材料。當(dāng)這些材料被用于形成金屬纖維時(shí)，同樣可以通過(guò)聚集多個(gè)單根的拉延的絲或長(zhǎng) 絲或者優(yōu)選使用成束拉延工藝來(lái)獲得這些材料的束。根據(jù)本發(fā)明的所述股繩可以有利地用于導(dǎo)電率是很重要的那些應(yīng)用(例如，電加 熱裝置)中。這些應(yīng)用例如可以包括可加熱的織物，其中導(dǎo)電的股繩起到電阻加熱元件的 作用。這些織物例如可以是集成到汽車(chē)座位中的加熱裝置的一部分，通常在座位泡沫材料 部分和座位的裝飾(upholstery)之間。在其中導(dǎo)電率是很重要的并且其中可以有利地應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的股繩的另一應(yīng) 用是用作使不同的電子器件(例如，電池、印刷電路板或者監(jiān)視裝置)相互連接的導(dǎo)線。關(guān)于應(yīng)用在根據(jù)本發(fā)明的股繩中的兩個(gè)或更多個(gè)束的加捻，存在兩種不同的選 擇。圖加和2b中示出了所述兩種選擇。圖加示意性地描繪了兩個(gè)束A與B和每個(gè)束的外表面上的基準(zhǔn)線L (如果束未被 加捻，則基準(zhǔn)點(diǎn)是位于束的圓周上的纖維中的纖維L)。對(duì)不同的束A和B進(jìn)行加捻的一種方式是通過(guò)圍繞彼此彎曲這些束，基本上沒(méi)有 在單獨(dú)的各束上施加任何扭轉(zhuǎn)。因而，兩個(gè)或更多個(gè)束的加捻不會(huì)引起單獨(dú)的各束的(額 外的)扭轉(zhuǎn)。這在圖2b的左邊示出。如可以看到的，基準(zhǔn)線L(或者纖維L)基本上保持在 相對(duì)于所述束(或者其它纖維)的圓周的位置中。該工藝有時(shí)被稱(chēng)為“并捻”并且可以借 助于管形的加捻機(jī)來(lái)執(zhí)行。作為替代，可以通過(guò)在兩個(gè)或更多個(gè)束上施加除了彎曲力之外的扭轉(zhuǎn)力來(lái)加捻股 繩的束。這樣，單獨(dú)的各束可以在其自身上加捻。這在圖2b的右邊示出?？梢越柚陔p加 捻機(jī)(有時(shí)稱(chēng)為合股機(jī))來(lái)執(zhí)行該第二種加捻方式。通過(guò)以下測(cè)試結(jié)果來(lái)說(shuō)明撓曲壽命的增加，這可以通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的股繩來(lái)實(shí) 現(xiàn)。舉例來(lái)說(shuō)，以下的表1示出了用實(shí)驗(yàn)方法確定以下股繩的撓曲壽命，所述測(cè)試的 股繩是如JP-A-5-177M3中所描述的具有銅芯體和不銹鋼覆蓋層的股繩。股繩表示為
a/b X c/d其中a等于纖維的等效直徑，b表示束的數(shù)目，c表示每束的纖維數(shù)，以及d表示每米扭轉(zhuǎn)數(shù)。表 1
權(quán)利要求
1.一種包括兩個(gè)或更多個(gè)束(110，120，130)的股繩(100)，所述兩個(gè)或更多個(gè)束(100) 中的每一個(gè)束均包括至少三十根金屬纖維(140)，所述兩個(gè)或更多個(gè)束以預(yù)定的每米扭轉(zhuǎn) 數(shù)相互加捻在一起，其特征在于，所述預(yù)定的每米扭轉(zhuǎn)數(shù)小于每米80個(gè)扭轉(zhuǎn)并大于每米10 個(gè)扭轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的股繩，其中所述預(yù)定的每米扭轉(zhuǎn)數(shù)在每米30個(gè)扭轉(zhuǎn)和每米 60個(gè)扭轉(zhuǎn)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的股繩，其中所述金屬纖維是單根拉延的纖維或 者成束拉延的纖維。
4.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的股繩，其中所述金屬纖維的等效直徑在7微米和32 微米之間。
5.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的股繩，其中每一束的纖維數(shù)小于300。
6.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的股繩，其中所述兩個(gè)或更多個(gè)束的數(shù)目與每一束的 纖維數(shù)相乘大于60，例如，大于250。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的股繩，其中所述金屬纖維是不銹鋼纖維。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的股繩，其中所述金屬纖維束中的至少一部分金 屬纖維具有包括至少兩個(gè)同心的金屬層的橫截面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的股繩，其中所述纖維的芯體是銅，并且外層是不銹鋼。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的股繩，其中所述纖維的芯體是不銹鋼，并且外層是銅。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的股繩，其中所述股繩具有隔離涂層，例如， PTFE(聚四氟乙烯)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到10中任一項(xiàng)所述的股繩，所述股繩另外包括聚合物的細(xì)長(zhǎng)元件， 所述聚合物的細(xì)長(zhǎng)元件與所述一束或更多束金屬纖維加捻在一起。
13.如權(quán)利要求1到12中任一項(xiàng)所述的股繩作為可加熱的織物應(yīng)用中的電阻加熱元件 的用途。
14.如權(quán)利要求1到12中任一項(xiàng)所述的股繩作為導(dǎo)線的用途。
15.如權(quán)利要求1到12中任一項(xiàng)所述的股繩作為縫合線的用途。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種包括兩個(gè)或更多個(gè)束(110、120、130)的股繩(100)，所述束中的每一個(gè)均包括至少三十根金屬纖維(140)。所述股繩的束以預(yù)定的每米扭轉(zhuǎn)數(shù)相互加捻在一起，所述每米預(yù)定的扭轉(zhuǎn)數(shù)小于每米80個(gè)扭轉(zhuǎn)并且大于每米10個(gè)扭轉(zhuǎn)。這樣，可以實(shí)現(xiàn)股繩的撓曲壽命的增加。
文檔編號(hào)D02G3/44GK102057090SQ200980120682
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月6日
發(fā)明者K·德格雷夫, P·斯佩萊爾斯, S·韋斯特拉騰, X·阿米爾斯 申請(qǐng)人:貝卡爾特公司