多丝纱线结构的制作方法_3

文档序号:9301055阅读:来源:国知局
运动器械,例如钓鱼线、游艇绳或风筝线。这些构件在使用过 程中往往会缠结,已令人惊讶地发现,如果构件包含根据本发明的多丝纱线结构,缠结的倾 向降低,并且构件解开缠结的能力增大。对于绳索和绳索结构以及网(例如渔网和货网) 来说观察到同样的现象。在另一个实施方式中,构件是防弹制品。
[0049] 在本发明一个特别优选的实施方式中,所述构件为医疗植入物或医用修补产品 (例如缝合线、缆绳或网),其中非常需要刚度和在重复弯曲之后保持刚度和强度的能力的 组合。对于用于医疗应用的构件来说,使用包含HPPE丝线的多丝纱线结构特别有利,因为 这进一步允许非常高的强度,因而允许最小的侵入性技术所需的进一步小型化。因此,本发 明的另一方面涉及根据本发明第一方面的多丝纱线结构4a或根据本发明第二方面的构件 2在医用修补产品中的用途。特别地,当医用修补产品为缝合线、缆绳或网时,所述用途特别 有利。
[0050] 由于多丝纱线结构的减少包含多丝纱线结构的构件的缠结并提高解缠的能力,本 发明的另一方面涉及根据本发明第一方面的线段4a或根据本发明第二方面的构件用于减 少结的形成或降低结强度的用途。非常令人惊讶的是,所述结构具有这些非常有用的能力。 理论上但不限于此,这些能力与多丝纱线结构较之类似尺寸的其他纱线结构的刚度相关。
[0051] 根据本发明的特定类型的构件2既包含根据本发明的多丝纱线结构4a又包含另 一种多丝纱线结构4b,其中另一种多丝纱线结构4b不同于根据本发明的多丝纱线结构4a。 这在图8中举例说明。特别地,已发现,当另一种多丝纱线结构4b不是根据本发明的多丝纱 线结构时很有利。特别地,这允许根据本发明的刚性的多丝纱线结构与更柔软的结构进行 组合布置,从而刚性的部分可用于定位构件,而柔软的部分可用于当多丝纱线结构一旦就 位之后进行打结。因此,根据本发明的多丝纱线结构4a布置在构件(2)末端附近时,甚至 更优选根据本发明的多丝纱线结构4a布置在构件2的两个末端附近(其中在多丝纱线结 构4a之间布置了至少一个另一种多丝纱线结构4b)时,特别有利。这在图9中举例说明。 应当指出图8和图9不是按比例绘制,这些部分的长度可以变化,从而与部分4b相比,部分 4a可能非常短,反之亦然。
[0052] 编织角的测宙
[0053] 编织角Θ是纱线结构的表面处的编织纱线与纱线结构的纵轴之间的角度。在DIN 47250中编织角被定义为
[0054]
[0055] 其中Θ为编织角;Dni是结构的平均直径,L是行程长度。用激光器15XY通过双轴 测量来测定直径。由每厘米的针脚数(stitch number) S以及绳股数N来计算行程长度L。 那么行程长度为
[0056]
[0057] 填充系数的测宙
[0058] 填充系数F是表面鞘丝线的紧密性的量度,定义为
[0059]
[0060] 其中,t是鞘丝线的纤度,以tex(gram/km)计;d是覆盖物中两个平行纱线之间的 平均距离,以mm计;P是鞘纱线聚合物的密度,以gram/cm 3计。对于所用的HPPE纱线来 说,P = 0. 975,而对于所用的聚酯来说,P = 1. 37。
[0061] 在图4中,举例说明了测量和计算。在直的一段纱线结构中通过扫描电子显微镜 来测量两个平行的纱线之间的平均距离。画出一条(虚拟的)线11,沿着编织物的中心纵 向布置。选择第一纱线并画出一条(虚拟的)线12,平行于第一纱线与11相交的位置处的 局部纱线的方向。从第一纱线数10条纱线,画出一条(虚拟的)线13,平行于第10条纱线 与11相交的位置处的局部纱线的方向。
[0062] 找到12和13与11的两个相交点之间的中点。构建12和13之间的通过Ll的最 短直线14。d为14的长度除以10。在理想的情况下,12和13是平行的,并且14垂直于12 和13,但较小的偏离也是可能的。
[0063] 弯曲屈服强度
[0064] 根据标准ASTM D 790-07测试多丝纱线结构。然而,考虑到本发明的条件,需要对 标准中所述的方法略微做出一些改变。
[0065] ASTM D 790-07采用跨高比为16作为标准情况。该标准的段落7. 5讨论了使用更 大的跨高比的可能性。对于强度高的复合材料来说,推荐较大的比值。本发明的样品不是 高强度的复合材料,但是优选的组分是高强度纱线,例如HPPE纱线。因此,推荐较大的跨高 比的理由也适用于本发明,并且本发明的样品采用下一个较大的推荐的跨高比32。
[0066] 第二个区别是横截面的形状。ASTM D 790-07为横截面为矩形的样品所写。根据 本发明的多丝纱线结构的横截面基本上圆形的。使用除了 ASTM D 790-07中所述的矩形横 截面之外的其他横截面没有违反弯曲测试的物理定律。然而,将负荷转换为材料应力和刚 度的公式必须适用于其他几何形状。ASTM D 790-07中的公式得自基本的梁理论。梁理论 也提供了圆形横截面用的公式。变化为:
[0067] 在ASTM D 790-07的弯曲强度用的方程式(3)中
[0068] σ f= 3PL/2bd 2被替换为:〇 f= 8PL/ JT d 3
[0069] 在ASTM D 790-07的模量用的方程式(6)中
[0070] Eb= L 3m/4bd3被替换为:E b= 4L 3m/3 π d4
[0071] ASTM D 790-07讨论了测定强度的应变水平。这可以在最大的负荷下,也可以位某 一应变水平。在ASTM D 790-07中指出,大于5%的应变下的结果不再有效。当然这个值多 少有些任意性。令人惊讶地发现,根据本发明的多丝纱线结构通常在略微高于5 %的应变值 下显示出最大的负荷。因此,原则上它们超出了标准中规定的有效值。尽管如此,除了报导 5%应变下的弯曲屈服强度 〇5% (其在标准中规定的有效值之内)之外,还是报导了最大弯 曲屈服强度σ_。
[0072] 根据本发明的多丝纱线结构的应力应变曲线与其他材料略微不同。然而存在许多 相似的地方。如ASTM D 790-07中讨论的曲线开始处的尖突在根据本发明的多丝纱线结构 的测试期间也存在。该尖突是由于ASTM D 790-07中所讨论的松弛等造成的,所以如标准 中推荐的,模量得自曲线最陡的部分。实际上,在载荷-位移图中,大多数测试在超过"尖端 区"之后显示出合理的直线区。合理的直线区是具有最陡斜率的区域,实际上显示出真实 模量的特性,因此记为E true,这与标准的推荐(如ASTM D 790-07的12. 9. 1部分所述)完 全相符。根据本发明的多丝纱线结构在约2% -3%的应变周围显示出向第二线性区域的转 变。第二线性区域允许测定次级模量(又被记为EsJ。这是如标准的段落12. 9. 2中所讨 论的割线模量。所得到的结果归纳如下:
[0073] 表1 :符号的含义
[0074]
[0075] 要指出的是,〇 5%是多丝纱线结构的刚度的保守估计值,因为最大应力〇 _(亦相 当于极限强度)高于σ5%.
[0076] 耗尽弯曲屈服强度
[0077] 传统的硬缆绳是单钢线,因为其价格低并且比刚度高。弯曲之后,单钢线通常易于 出现相当大的冷作(cold work),因此重复弯曲之后通常将在性能上表现出较大的变化,并 且仅仅几个弯曲循环之后甚至断裂,所以实际上不可能多次改变形状。
[0078] 令人惊讶地发现,在重复弯曲之后根据本发明的线段显示出弯曲屈服应力(在下 文中被称为耗尽屈服应力σ 5%,5)少量降低。在本发明一个优选的实施方式中,所述线段的 耗尽屈服应力〇5%, 5大于弯曲屈服应力σ 5%的50%。更优选地,〇5%,5大于σ 5%的55%, 最优选地,所述线段的σ5%,5大于 〇 594的70%。高耗尽弯曲屈服应力是非常有利的,因为 包含本实施方式的线段的纱线结构可以通过终端用户(例如外科医生)多次改变形状,而 终端用户不需要经历弯曲行为的主要变化。
[0079] 来自本文所述的本发明的实施方式的单独特征或特征的组合及其明显的变化可 与本文所述的其他实施方式的特征组合或互换,除非本领域技术人员立即意识到所产生的 实施方式完全不可实施。 实施例
[0080] 实施例1 :芯结构的制备
[0081] 对于实验工作来说,在Herzog RU 2/16-80编织机上通过将芯丝线的16根芯纱线 编织成一盖一的菱形编织物而制备芯。芯纱线具有不同的材料类型、纱线纤度和丝线纤度。 所制备的芯列在表2中。
[0082] 表 2 :芯
[0083]
[0084] 所有的芯都显示出非常低的弯曲屈服强度,〇 5%和〇 _均低于lN/mm2。
[0085] 实施例2 :将鞘结构编织到芯结构h
[0086] 对于实验工作来
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