用于工业和运载工具应用的多材质集成针织热保护的制作方法_3

文档序号:9541836阅读:来源:国知局
加工助剂股120上缠绕,即,连续的陶瓷股 110可两个方向在加工助剂股120的周围缠绕(双包忍的),或者它可W仅W-个方向 在加工助剂股120的周围缠绕(单包忍的)。同样,每单位长度缠绕的数目可W改变。例 如,在一个实施方式中,使用每英寸0. 3到3个缠绕(例如,0. 1到1个缠绕/cm)。
[0049] 图3是根据本文描述的实施方式的加工之前的多组分合股纱线300的放大的局部 透视图,所述多组分合股纱线300包括连续的陶瓷股110、连续的负载减轻加工助剂股120 和金属线310。如图3中所描绘的,该多组分合股纱线300是Ξ组分合股纱线。金属线310 在针织过程期间对连续的陶瓷股110提供额外的支撑。加工助剂股120可W是如本文先前 描述的聚合单丝。加工助剂股120和连续的陶瓷股110二者都可W通过单一给料机被拉入 针织系统内和与金属线310 -起被"电锻",所述金属线310通过第二给料机被拉入系统内 W制造期望的针织物。
[0050] 与先前描述的金属合金加工助剂120类似,金属线310可包括连续股的儀-铭基 合金(例如,抑CONEL政合金718)、侣、不诱钢比如低碳不诱钢,比如SS316L,其具有高 抗腐蚀性能,然而,例如,可w使用其它传导性连续股的金属线,比如,铜、锡或锻儀铜,w及 其它合金。
[0051] 在其中加工助剂120是热不稳定(例如,经由热清洁过程除去)的实施方式中,通 常选择金属线310使得它将经受热清洁过程。在其中金属线310是单丝的实施方式中,加 工助剂股可具有从大约100微米到大约625微米(例如,从大约150微米到大约250微米) 的直径。在其中金属线310是复丝的实施方式中,复丝的单个长丝的每个可具有从大约10 微米到大约50微米的直径。
[0052] 图4是根据本文描述的实施方式的另一多组分合股纱线400的放大的局部透视 图,所述多组分合股纱线400包括在连续的负载减轻加工助剂股120和合金线310周围包 忍的连续的陶瓷股110。如图4中所描绘的,该多组分合股纱线400是Ξ组分合股纱线。加 工助剂股120是如本文先前所描述的聚合复丝。在加工助剂股120周围包忍的连续的陶瓷 股110二者都通过单一给料机被拉入针织系统内并与金属线310 -起被"电锻",所述金属 线310通过第二给料机被拉入系统内W制造期望的针织物。
[0053]图5是根据本文描述的实施方式的在针织物500中的多组分纱线510的一个实例 的放大透视图,所述针织物500可包括经纱或缔纱镶嵌纱线520。具有周期性地交织镶嵌 物520的针织物对针织物500提供额外的刚度与强度。织物集成的镶嵌物520可由任何前 述的金属或陶瓷材料组成。织物集成的镶嵌物520通常包括更大直径的材料(例如,从大 约300微米到大约3, 000微米),由于织物集成的镶嵌物的直径和针织机的规格,所述材料 不能被针织或难W针织。然而,应当理解,可W被针织的材料的直径取决于针织机的规格, 因此不同的针织机可针织不同直径的材料。为了交织效果,通过将织物集成的镶嵌物520 放置在相对的线圈之间可W将织物集成的镶嵌物520置于针织物500中。多组分纱线510 可W是图1-4中描绘的任何多组分纱线。虽然图5描绘了单面针织物区,但应当注意,单面 针织物区的描绘仅是示例性的并且本文描述的实施方式不限于单面针织物。任何适合的针 织线圈和线圈密度可用于构造本文所描述的针织物。例如,可使用针织线圈的任意组合,例 如,平针组织、连锁线迹、罗纹成型线圈(rib化rmingstitch)或其它。
[0054] 除了连续的陶瓷股之外,针织物可进一步包括第二纤维组分。该第二纤维组分可 选自:陶瓷、玻璃、矿物、热固性聚合物、热塑性聚合物、弹性体、金属合金和其组合。连续的 陶瓷股和第二纤维组分可包括相同或不同的针织线圈。连续的陶瓷股和第二纤维组分可W 在单层中同时针织。连续的陶瓷股和第二纤维可包括相同的针织线圈或不同的针织线圈。 连续的陶瓷股和第二纤维可W被针织为最终针织产品的集成的分离区域。针织为集成的分 离区域可降低对切割和缝合的需要W改变该区域的特征。针织集成的区域可具有连续的纤 维接口,然而切割和缝合接口不具有连续的接口,运使得先前功能的集成难W实现(例如, 电导率)。连续的陶瓷股和第二纤维组分每个可经纱和缔纱方向镶嵌。
[0055] 本文所描述的针织物可W被针织成多层。将本文描述的针织物针织成多层允许组 合具有不同性能的(例如,结构的、热的或电的)针织物,同时维持整个织物的层内/之间 的外围连通性或对花。该多层在层之间可具有间断的线圈或镶嵌连通性。层之间的间断的 线圈或镶嵌连通性可允许在较短的长度规模内(例如,<0.25")定制功能性质/连通性。 例如,具有两个针织物外层,在两个外层之间具有交联层。多层可包含袋或通道。所述袋或 通道可包含电配线、传感器或其它电功能。所述袋或通道可包含一种或多种填充材料。
[0056] 可W选择一种或多种填充材料W增强最终针织产品的期望的性质。该一种或多种 填充材料可W是耐流体的。该一种或多种填充材料可W是耐热的。示例性的填充材料包括 普通填充颗粒,比如炭黑、云母、粘上例如蒙脱石粘上、娃酸盐、玻璃纤维、碳纤维等等,和其 组合。
[0057] 图6是根据本文描述的实施方式的形成针织产品的工艺流程图600。在方框610 处,连续的陶瓷股和连续的负载减轻加工助剂股被同时针织W形成针织物。连续的陶瓷股 和连续的负载减轻加工助剂股可W是如上面先前所描述的。股可W在图7中描绘的针织机 700或任何其它适合的针织机上同时针织。连续的陶瓷股和连续的负载减轻股可W通过单 一给料机同时供给至针织机内W形成多组分纱线。在其中连续的陶瓷股被缠绕在连续的负 载减轻加工助剂股周围的实施方式中(例如,如图2和图4中描绘的),连续的陶瓷股可W 缠绕在连续的加工助剂股周围,然后将连续的陶瓷股和连续的负载减轻加工助剂股同时供 给至针织机内。包忍机器/包装机器可用于将陶瓷纤维股缠绕在连续的负载减轻加工助剂 股的周围。虽然针织可W用手执行,但是针织构件的商业制造通常由针织机执行。可W使 用任何适合的针织机。针织机可W是单一的双平板(double-flatbed)针织机。
[0058] 在其中多组分合股纱线可进一步包括金属合金线的一些实施方式中,双组分纱线 可W通过第一给料机(例如,图7中的704A)供给和金属合金线可W通过第二给料机(例 如,图7中的704B)同时供给W形成针织物。股可W被同时针织W形成单层。
[0059] 在方框620处,在其中加工助剂是牺牲的加工助剂的一些实施方式中,针织物暴 露于加工助剂去除过程。取决于加工助剂的材料,加工助剂去除过程可包括将针织物暴露 于溶剂、热和/或光。在其中加工助剂通过暴露于热(例如,热不稳定的)去除的一些实施 方式中,针织物可W被加热至第一溫度W去除负载减轻加工助剂。应当理解,用于加工助剂 去除过程的溫度是材料依赖性的。
[0060] 任选地,在方框630处,针织物暴露于加强热处理过程。针织物可W被加热至高于 第一溫度的第二溫度W热处理陶瓷股。热处理陶瓷股可W在陶瓷纤维失效(failure)之 前使陶瓷股的残留应力松弛,运允许更高的施加的应力。使溫度升高高于热净化的第一溫 度可用于强化陶瓷而且也同时强化金属线一一如果存在的话。使溫度升高高于第一溫度之 后,可随后降低溫度并在逐步降低的回火(tempering)工艺中保持在不同的溫度下持续一 段时间。应当理解,用于加强热处理过程的溫度是材料依赖性的。 W61] 在其中加工助剂是尼龙6, 6,陶瓷股是化xtel?312,和金属合金线是INCONEL饭718的一个示例性实施方式中,针织之后,将针织物暴露于热处理过程W加 热净化/烧尽尼龙6, 6加工助剂。一旦尼龙6, 6加工助剂被去除,执行FNCONEL饭718 和化xtel?312都可经受的加强热处理。例如,当将材料加热至1,000摄氏度时,尼龙6, 6加 工助剂在低于1,000摄氏度的第一溫度下烧尽。溫度从1,000摄氏度降低至大约700到800 摄氏度,在那里溫度维持在大约700到800摄氏度持续一段时间并降至600摄氏度持续一 段时间。因此在:INCONEL盛718线的晶粒生长和再结晶发生时,同时热处理化xtel?312 陶瓷。因此金属线的强化和随后陶瓷的热处理同时实现。
[0062]在方框640处,针织物可W利用选定的随后固化(set)的可固化的浸溃物进行浸 溃。针织物可W铺叠成预制件或装配在屯、轴内,然后利用选定的可固化的浸溃物进行浸溃。 适合的可固化的浸溃物包括与针织物相容的任何可固化的浸溃物。示例性适合的可固化的 浸溃物包括有机或无机塑料和其它可固化的可模塑物质,包括玻璃、有机聚合物、天然和合 成橡胶和树脂。针织物可W使用本领域已知的任何适合的液体-模塑工艺利用可固化的浸 溃物进行浸溃。浸溃的针织物然后可W应用热和/或压力进行固化,W使针织物硬化为最 终模塑的产品。
[0063] 一种或多种填充材料也可W并入针织物,运取决于最终针织产品的期望的性能。 该一种或多种填充材料可W是耐流体的。该一种或多种材料可W是耐热的。示例性填充材 料可包括常见的填充颗粒比如炭黑、云母、粘上比如例如蒙脱石粘上、娃酸盐、玻璃纤维、碳 纤维等等和其组合。
[0064] 图7是可W使用的根据本文描述的实施方式的示例性针织机的透视图。虽然针织 可W用手执行,但是针织构件的商业制造通常通过针织机执行。该针织机可W是单一的双 平板针织机。适合制造本文描述的任何针织构件的针织机700的实例在图7中描绘。为了 实例的目的,针织机700具有V型横机的配置,但是本文描述的任何针织构件或针织构件的 方面可W在其它类
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