用混合纱线增强的流体转移软管的制作方法

专利名称：用混合纱线增强的流体转移软管的制作方法
技术领域：
本发明涉及含混合增强纱线的转移软管，其中该增强纱线包括加捻在一起的共-对-芳族聚酰胺共聚物纱线和间-芳族聚酰胺纱线。

背景技术：
挠性、低压软管用于各种流体转移应用，例如机动车散热器和加热器软管以及增压空气软管以供连接涡轮增压器到增压空气冷却器(“CAC”)上。“低压”是指根据本领域的通用用途，满足在最多约10bar或最多约350psi附近的最大操作压力范围的软管。挠性允许软管适应移动、振动、安装偏移，和热膨胀与收缩。通过形成软管本体所使用的橡胶、弹性体和/或塑料材料提供挠性。需要增强，以耐受内压和/或外力。纺织纱线或织物、塑料和金属通常在软管内用作增强材料。在内管和外部覆盖层之间的一层或更多层内采用增强材料。通过在一或更多股或层内编织、针织、螺旋或缠绕，将纺织纱线增强材料施加到内管上。针织增强提供比编织、螺旋或缠绕低的强度，以及若纱线断裂，则倾向于拆散。此外，针织导致非常小弯曲半径的毛圈纱线，以及在弯头内部高的压缩力，这会倾向于在高模量纤维，例如对芳族聚酰胺纤维内引起扭结带和降低的拉伸强度。针织还牵涉在其他纱线周围起圈的纱线，从而产生摩擦点，在此纱线可切割或通过彼此磨蚀。在针织工艺过程中强度的损失显著，结果对芳族聚酰胺针织增强的软管不具有人们根据这种增强材料将预期的起始顶破强度。尽管如此，对于尖锐或弯曲的低压软管来说，常常优选针织增强材料，这是因为针织物提供非常挠性类型的织物增强材料。
对于一些应用来说，对于动态抗疲劳性、耐温性和内压携带能力的软管性能要求急剧增加。降低成本的需求也一直存在。例如，现代机动车和卡车应用，例如散热器、冷却剂和CAC软管面临增加的需求。已知较高强度和模量的软线(cord)，其中包括由聚萘二酸乙二酯(PEN)、聚(对亚苯基-2，6-苯并双恶唑)(PBO)、对芳族聚酰胺、碳或液晶聚合物(LCP)形成的那些显示出较高的压力携带能力，但已知显示出相对差的动态抗疲劳性，尤其在经历针织工艺之后和当在以上提及的与针织品相连的摩擦点处紧密地弯曲时。典型的商业CAC软管利用包裹的织物纺织品增强材料和/或金属增强带的多层，以实现充足的顶破压力等级。在CAC软管中使用的已知纺织品是与

间芳族聚酰胺纤维共混的多绳股的织造玻璃纤维织物，多绳股的

或聚酯，

或

对芳族聚酰胺纤维。在加热器软管中已知的纺织品是尼龙，

和

编织增强材料。
芳族聚酰胺纱线广泛用于软管增强。实例是美国专利No.6742545，其中将多层增强层和保护夹套与推荐的各种材料结合，其中包括芳族聚酰胺，以便制造能耐受高外压的高压工业转移软管。没有建议在没有添加额外增强层的情况下，如何改进比较简单的芳族聚酰胺针织物增强的低压软管的性能。
为了改进使用之后保留的强度，已知使用由包芯纱和在芯周围合股的加捻纱线壳组成的复合绳索。实例是美国专利No.4912902。壳优选是芳族聚酰胺，它赋予芯高强度，但不认为会改进针织物增强材料内的自切割问题。制造芯壳结构会增加增强材料的成本和/或复杂度。
在不相关的领域中，已知结合各种高性能的耐火纤维，例如对和间-芳族聚酰胺，以改进防护服装或家具内针织织物的耐火性、透气性和挠性。实例是美国专利No.5091243，其中在耐火家具织物中使用具有玻璃、

碳、聚苯并咪唑、金属等或其共混物的芯，和短切棉、聚酯、人造丝、羊毛或类似物的壳的芯壳纱线。没有已知或建议在流体转移软管内使用火焰阻挡织物作为包封的增强材料以供改进的动态性能。
因此，现有技术没有公开具有充足强度和挠性的增强纱线以容忍针织工艺并提供具有良好抗冲击疲劳性和充足顶破强度的针织物增强的软管，以满足现代机动车对低压流体转移软管的要求。任何一篇现有技术没有教导用针织增强材料增强的低压流体转移软管，所述增强材料包括共-对芳族聚酰胺和间-芳族聚酰胺纤维的共混物的混合纱线的针织物。


发明内容
本发明提供在挠性软管中用于针织物增强的改进纱线用以改进在压力、振动和加热下在动态应用中的性能。本发明提供低压流体转移软管，所述软管显示出改进的抗冲击疲劳性。本发明的挠性软管可包括管道、针织织物和覆盖层，其中所述针织织物包括含共对芳族聚酰胺纤维的第一纱线和间芳族聚酰胺纤维的第二纱线的混合纱线。共-对芳族聚酰胺和间-芳族聚酰胺纱线可以被加捻、合股、折叠或缠结在一起，形成用于软管的单一的混合增强纱线。可将最多约5TPI的加捻程度施加到混合纱线上。共-对芳族聚酰胺可以是共聚(对苯二甲酰对苯二胺/3，4`-氧基二亚苯基对苯二甲酰胺)或

纤维，和间-芳族聚酰胺可以是聚(间苯二甲酰间苯二胺)或

纤维。混合纱线可具有含共-对芳族聚酰胺纤维和间芳族聚酰胺纤维二者的表面。针织织物可保留在管道和覆盖层之间，和/或可以包埋在软管层内。混合纱线的针织织物的一层或更多层可以是软管的主要增强部件。针织织物增强材料可包括约50-约200回(loop)/英尺。
本发明的软管组件或流体转移体系实施方案可包括本发明软管，一个或更多个夹板(clamp)，配件，和/或联轴器(coupling)，流体处理装置和/或类似物中的一个或更多个部分。本发明的软管可以是散热器软管，加热器软管，或CAC软管。
还提供一种方法，该方法包括至少结合含共-对芳族聚酰胺的第一基础纱线和含间芳族聚酰胺的第二基础纱线，形成混合纱线；形成管道；针织该混合纱线，在管道上形成增强织物层；和在管道和织物层周围形成覆盖层。该方法也可包括粘合剂处理第一和/或第二基础纱线和/或混合纱线，加捻该混合纱线到最多约5TPI，和/或在约50-约200回/英尺下针织。
前面非常宽泛地列出了本发明的特征和技术优点，以便可更好地理解随后本发明的详细说明。下文将描述形成本发明权利要求主题的本发明额外的特征和优点。本领域的技术人员应当理解，所公开的概念和具体实施方案可容易地作为改性或设计其他结构用以实施本发明相同目的的基础。本领域的技术人员还应当意识到，这种相当的结构没有脱离所附权利要求列出的本发明的精神与范围。当结合附图考虑时，根据下述说明，将更好地理解就其组织和操作方法两方面来说，认为是本发明特征的新型特征以及进一步的目的和优势。然而，要清楚地理解到，仅仅为了阐述和描述的目的提供每一附图，和这些附图不打算作为本发明范围的定义。



引入说明书并形成说明书一部分的附图阐述了本发明的实施方案，它们连同说明书一起起到解释本发明原理的作用。在附图中，相同的数字表示相同的部件；和 图1是根据本发明制造的软管的一部分的剖视图； 图2是使用本发明的实施方案的涡轮增压器引入体系的示意图；和 图3是根据本发明实施方案的混合纱线的示意图。

具体实施例方式
参考图1，根据本发明的一个实施方案，示出并构造软管。软管11包括内部管道12，在内部管道12上针织的增强织物元件14，和在针织物增强元件14和内部管道12上布置的外部覆盖层16。管道12可包括一种或更多种挠性材料，例如弹性体或塑料的一层或更多层。可以选择管道的内表面材料，耐受在软管内预期的流体和环境条件。覆盖层16可由耐受所遇到的外部环境而设计的一种或更多种合适的挠性弹性体或塑料材料制成。管道12和覆盖层16可由相同材料制成。软管11可通过诸如模塑、包裹和/或挤出之类的方法形成。
根据本发明，增强织物元件14包括混合纱线。图3示出了本发明混合纱线的实施方案。基础纱线32包括共-对芳族聚酰胺的长丝或纤维34，且如所示的，可与基础纱线36一起加捻，所述基础纱线36包括间芳族聚酰胺的长丝或纤维38，形成混合纱线30。在本发明上下文中，“基础纱线”是指以从基础纱线制造者处获得的形式的成束长丝或纤维。基础纱线可包括捻度或者不具有捻度。“混合纱线”是指在至少一种纱线结合或共混操作中，结合、折叠、加捻、合股或捆绑在一起的不同纤维材料的至少两种基础纱线的结合物。若存在的话，捻度量定义为每英寸的捻数(“TPI”)。如图3所示，两种基础纱线的相对尺寸可以大致相等，但其他相对尺寸在以下讨论的本发明的范围内。增强织物元件14，混合纱线30，和/或基础纱线32和/或36可包括粘合剂处理，或显示出弹性体或塑料层一定程度的直接粘结到增强元件上。或者，可使用未处理的增强元件和/或纱线，和粘合可以主要是弹性体或塑料材料的透印(strike-through)的结果，即机械粘合。因此，增强织物元件14可以包埋在挠性软管材料层内或者包埋在软管材料的两层之间，例如管道12和覆盖层16之间。
混合纱线可由共-对芳族聚酰胺纤维的至少一种基础纱线和间-芳族聚酰胺纤维的至少一种基础纱线形成，它们通过任何数量的合适方法结合成为纱线，然后针织，并通常排列成与软管的弹性体部分至少部分接触或者包埋在软管的弹性体部分内。
芳族聚酰胺是指其酰胺键在或者对位或者间位直接连接到两个芳环上的长链合成芳族聚酰胺。对芳族聚酰胺包括例如聚(对苯二甲酰对苯二胺)(“PPD-T”)，聚(对苯甲酰胺)，或类似物，和这种纤维例如以商品名KEVLAR由E.I.DuPont de Nemours and Company和以商品名TWARON由Teijin Ltd.销售。间芳族聚酰胺包括例如聚(间苯二甲酰间苯二胺)(“MPIA”)，例如以商品名NOMEX由E.I.DuPont deNemours and Company销售的纤维和以商品名TEIJINCONEX由TeijinLtd.销售。共-对芳族聚酰胺是两种或更多种不同的对芳族聚酰胺单体的共聚物，例如共聚(对苯二甲酰对苯二胺和3，4`-氧基二亚苯基对苯二甲酰胺)，例如以商品名TECHNORA由Teijin Ltd.销售的纤维。因此，此处打算区分对芳族聚酰胺和共-对芳族聚酰胺。在本发明中，合适的共-对芳族聚酰胺纱线包括

纤维，和合适的间芳族聚酰胺纱线包括

纤维。预见到一些有利的用途可来自于与任何间芳族聚酰胺纤维结合的任何对芳族聚酰胺纤维的混合纱线。
在本发明的实践中，没有限制基础纱线的尺寸，但仅仅通过来自制造者的基础纱线的可获得性限制。在本发明的实践中，没有特别限制最终的混合纱线的尺寸，但可视需要针对特定的应用，通过合适选择一种或多种基础纱线来控制。在本发明的一个实施方案中，可使用约400旦-约3000旦的基础纱线。可结合多个一种或两种基础纱线。因此，混合纱线的尺寸范围可以是约800-约30,000旦。在一个实施方案中，结合1500旦共-对芳族聚酰胺基础纱线和1200旦间芳族聚酰胺基础纱线，以提供捻度为约3TPI的2700旦混合纱线。没有特别限定基础纱线和混合纱线的捻度水平。在优选的实施方案中，两种基础纱线的捻度为0，和混合纱线的捻度范围为0TPI-约5TPI或约1TPI-约5TPI。
认为，两种基础纱线的相对量不是关键的，只要预定量的较低模量的间芳族聚酰胺纱线足以提供在加捻之后较高模量的共对芳族聚酰胺纱线一定程度的覆盖率即可。认为，基于总的旦数足以制备本发明有用的混合纱线的间芳族聚酰胺纱线的用量范围为约10％-约90％，或约30％-约70％。如图3所示，混合绳索的表面纤维的一部分包括在两种基础纱线中使用的每一类型的纤维。因此，当选择每一纱线的预定用量，以便较低模量的间芳族聚酰胺纱线至少部分覆盖或包裹或保护较高模量的共对芳族聚酰胺时，认为在反复的应力或压力循环或冲击过程中和/或在针织或加工过程中，间芳族聚酰胺纱线避免共对芳族聚酰胺纱线自身磨蚀。采用本发明获得的改进的顶破压力是在度过(enduring)针织工艺之后纱线显著较好保留的拉伸强度的指示。本发明可与基于用另一类纱线护鞘(sheathing)、完全包裹或充分地保护一类纱线的替代方法相反。本发明的一个优点是，不要求这种护鞘。尽管如此，提供更加耐久的软管，即具有改进的顶破压力和/或改进的抗冲击疲劳性的软管。
没有特别限制加捻和合股基础纱线形成混合纱线所使用的方法与机器。合适的纺织品加捻机包括例如环锭捻线机、倍捻(2-for-1)捻线机、直接并纱机，和本领域已知的任何其他捻线机。基础纱线或纤维可在纱线或软管制备工艺的任何方便阶段共混色、共合股或共加捻。例如，混合纱线可被加捻并任选地用粘合剂处理，之后放置在针织机内以供针织软管的增强层。或者，可供应两种基础纱线到针织机中，然后当它在管道或软管上针织增强层时，所述针织机由两种基础纱线形成混合纱线。
增强元件14可以是使用任何一种针织方法，例如本领域已知的多种针织方法，在管道12周围的针织物。针织可以例如包括平针组织或锁式针迹。可使用任何合适数量的粗纱(ends)、针和/或针床。在本发明实践中，没有特别限定针迹或毛圈尺寸。在本发明的一个实施方案中，在约50-约200回(loops)/英尺，或者约80-约150回/英尺下进行针织。尽管优选针织增强材料，但预见到本发明的纱线或者可有利地以编织或螺旋纱线形式或者以包裹的织造、非织造或轮胎帘布织物增强材料形式使用。增强织物元件14可包括一层或更多层纤维或纺织品增强材料和/或一类或更多类纤维增强材料或形式。
可使用任何合适和/或常规的材料和施加工艺，用一种或更多种底漆或粘合剂组合物处理基础纱线和/或混合纱线，以便建立或改进其对制品的周围弹性体成分的粘合性，这是本领域的技术人员众所周知的。例如，可用一种粘合剂或多种粘合剂处理纱线，彼此粘结长丝并促进纱线粘合到软管的弹性体材料上。纱线可首先用底漆处理，所述底漆可以是或者水性或者溶剂基底漆，例如多异氰酸酯和环氧化合物。处理过的纱线然后可用另一合适的粘合剂，例如间苯二酚甲醛胶乳(“RFL”)处理。在每一次处理之后，可使纱线穿过温度典型地为100℃-290℃的烘箱或者一系列烘箱，以干燥并固化粘合剂。替代地，可空气干燥该处理的纱线或湿法缠绕该处理的纱线。任选地，然后可用额外的罩面层粘合剂，例如在水性介质内的高乳液、颜料和固化剂的混合物，或者颜料和固化剂与溶解的聚合物在溶剂溶液内的混合物，例如以商品名CHEMLOK获自Lord Corporation的那些，或其他合适的橡胶水泥处理该纱线以供额外的粘合改进。应当意识到，在动态使用过程中，未处理的芳族聚酰胺纱线通常对纤维上的纤维的磨蚀最敏感，和本发明软管的一个优点是在混合纱线上，甚至在没有求助于任何这种粘合剂处理的情况下获得的性能的急剧改进。
在低压流体转移软管的实施方案中，主增强剂可以是混合纱线的一层或更多层针织层。主增强剂是指当软管包括大于一种纺织品增强材料的形式或组合物时，软管大于一半的顶破压力等级可归因于主增强材料。
软管主体部分，例如管道12和覆盖层16可由任何合适的已固化的弹性体组合物形成，和各组合物可以彼此相同或不同。可用于这一目的的合适的弹性体包括例如聚氨酯弹性体(其中包括聚氨酯/脲弹性体)(“PU”)，聚氯丁二烯橡胶(“CR”)、丙烯腈丁二烯橡胶(“NBR”)、氢化NBR(“HNBR”)、苯乙烯丁二烯橡胶(“SBR”)、烷基化氯磺化聚乙烯(“ACSM”)、表氯醇、聚丁二烯橡胶(“BR”)、天然橡胶(“NR”)和乙烯α烯烃弹性体，例如乙丙共聚物(“EPM”)，乙烯丙烯二烯烃三元共聚物(“EPDM”)、乙烯辛烯共聚物(“EOM”)、乙烯丁烯共聚物(“EBM”)、乙烯辛烯三元共聚物(“EODM”)；和乙烯丁烯三元共聚物(“EBDM”)；乙烯乙酸乙烯酯弹性体(“EVM”)；乙烯甲基丙烯酸酯(“EAM”)；氯化聚乙烯(“CPE”)；氟弹性体；和硅橡胶，或任何两种或更多种上述的结合物。用于散热器软管、加热器软管和CAC软管的合适弹性体包括EPDM和CPE。
根据本发明的实施方案，为了形成管道12和/或覆盖层16，可共混弹性体与常规使用量的常规橡胶配混成分，其中包括填料、增塑剂、稳定剂、助剂、硫化剂、固化剂和促进剂，和类似物。例如，为了与乙烯α烯烃弹性体和二烯烃弹性体，例如SBR或HNBR一起使用，可使用有效地改进所得制品动态性能用量的一种或更多种α，β-有机酸的金属盐。因此，可在这种组合物中使用用量为约1-约50phr，或者约5-约30phr，或者约10-约25phr的二甲基丙烯酸锌和/或二丙烯酸锌。这些材料此外有助于组合物的粘合性，且当用过氧化物或者相关试剂通过离子交联固化时，会增加聚合物总的交联密度。
相关领域的技术人员会容易地理解在软管内使用的或者作为软管的弹性体部分使用的任何数量的适宜组合物。在例如The R.T.Vanderbilt Rubber Handbook(13th，1996)中公开了许多合适的弹性体组合物，以及关于EPM或EPDM，在美国专利No s.5610217和6616558中分别进而公开了具有尤其高拉伸模量性能的组合物，关于可适合于在形成软管部分中使用的各种弹性体组合物的内容在此特别通过参考引入。
而且，弹性体软管组合物可负载常用量的不连续的纤维，所使用的材料例如包括但不限于，棉、聚酯、玻璃纤维、碳、芳族聚酰胺和尼龙，其形式例如是切断纤维、磨断纤维或短纤维、短绒或浆粕。挤出或所使用的其他成形工艺的结果是，纤维负载可具有一定程度的取向。
在图1中示出了一种软管结构。应当理解，可在实施本发明中使用宽泛的各种其他结构。例如，软管可具有额外的内层、外层或中间层，这些层包括塑料或弹性体组合物以供特定目的，例如流体阻抗、耐环境性或物理特征或类似特征。作为另一实例，可视需要或视希望使用额外的纺织品或金属增强材料、夹套、覆盖层或类似物。螺旋金属丝可安装在软管壁内或用于软管内部抗坍塌。
在操作中，软管是软管组件或流体转移体系的一种组件。流体转移体系通常包括软管，和软管的至少一个或更多个末端，一个或更多个夹具、联轴器、连接器和/或配件、流体处理装置和类似物。作为实例，图2是使用本发明实施方案的软管的CAC涡轮增压器软管体系的示意图。参考图2，进入软管57与相关的夹具56相连，引入空气冷却器50供应进入的空气到体系内。冷却剂通过用夹具51相连的冷却剂软管53和54转移出入原料空气冷却器50。CAC软管59提供从原料空气冷却器55流体连接到具有相关夹具58的涡轮增压器21中。在这一示意性附图中，在相关装置上一体模塑软管连接器。在一些CAC应用中，可一起固定金属管道和软管部分，以转移空气。在一些CAC应用中，这种金属管道可未承载，或者仅仅通过软管本身承载，从而导致常规软管不正常地严重的振动和早期故障。在其他CAC体系应用中，冷却剂软管可以非常短和/或以某一角度弯曲或成形，这也导致暴露于严重的振动下和常规软管的早期故障。在这种负面条件下，本发明软管的功能显著好于常规的软管。
根据本发明的各种实施方案，可使用任何合适和/或常规的方法形成该软管。例如，在其中使用不可铸塑的软管弹性体，即有或无纤维负载的混炼型橡胶的情况下，软管的建造步骤可包括挤出或包裹软管的内部管道；针织混合纱线，在内部管道上形成增强纺织品层；在增强内部管道上挤出或包裹外部覆盖层；和施加充足的温度和压力，固化或硫化弹性体材料这些步骤。可在芯轴或模型上建造和/或挤出和/或固化软管，或者通过本领域已知的其他合适的方法制造软管，其中包括使用内部空气或其他压力，以保持挤出或包裹之后软管为圆形。可切割软管成一定长度，然后在弯曲的芯轴上成型和/或固化。
在使用其他类型软管弹性体，例如制备热塑性或热塑性弹性体软管的情况下，生产步骤可省去固化或硫化步骤。软管可以为圆形或者可具有任何合适的形状、截面或曲率。
在随后的说明和实施例中，通过用油或其他合适的液压流体填充软管，并加压，直到它破裂，从而测量顶破压力。
通过在16英寸长的直软管内，在8个循环/分钟的速度下，从0psig循环热空气压力到峰值试验压力，测试抗冲击疲劳性。通过使软管断裂或故障的压力脉冲循环次数来测量抗冲击疲劳性。除了压力脉冲以外，通过沿着圆形路径移动或位移软管末端，在120个循环/分钟下振动软管的一端，模拟卡车或机动车应用中的发动机或车辆振动。在这一试验中，测定软管寿命的最重要的因素是峰值压力。常规的结构在45psi和甚至60psi的内压下表现充分良好。然而，在80psi下，本发明的软管明显胜出常规软管。
例A 下表1中列出的例A比较了对于直径4英寸的CAC软管的三种结构来说的一般油田(field)经验，以及一些有限的实验室试验数据，且示出了本发明软管的改进的性能。这一例子中三个软管的每一种的覆盖层采用EPDM橡胶组合物构造和管道采用CPE或EPDM组合物构造。(在要求一定耐油性且压力等级或疲劳性能不是考虑因素的应用中，使用CPE替代EPDM)。对比例1是二十世纪八十年代开发的典型结构，且当涡轮增压器体系没有超过45psi的最大体系压力时，多年来都成功地使用。它利用1500旦的

纱线作为常规的针织物增强材料。对比例2代表在二十世纪九十年代开发的用于具有过度振动的低压涡轮增压器体系的改进结构。它利用1200×2结构或总计2400旦的

纱线的常规针织物增强材料，该增强材料提供比早期的

纱线结构优异的抗疲劳性。然而，在现代涡轮增压器增加的需求，其中包括较高的峰值体系压力和增加的振动下，这两个对比例在油田中过早失效。
本发明实施例3利用由在3.0TPI下合股并加捻在一起的1500旦

纱线和1200旦

纱线组成，然后缠绕在3°30`锥体上的混合纱线。对于所有三个软管结构来说，采用平针组织，在具有36针的5英寸的针织头上，在130回/英尺下针织该增强材料。表1中的结果示出了仅仅实施例3的软管满足当前对本领域涡轮增压器试验的需求。在抗冲击疲劳性试验中，本发明实施例3的软管的功能也很好，从而显示出至少300,000个循环的寿命。在室温(“RT”)和200°F二者下，实施例3的软管结构的顶破压力也高于对比例2。仅仅作为相对比较，在绝对压力值不可靠的条件下，进行热顶破试验。可注意到，实施例3的RT顶破压力显著高于根据对比例1的顶破压力和对比例2的顶破压力一半的简单加和所预期的数值。
为了阐述本发明软管的替代制备技术，使用混合针织布局，制造另一实例四英寸的软管，其中与1200旦的

纱线一起，将1500旦的

纱线喂入到针织机内，并一起针织这两种纱线，形成混合增强软管。
表1
18脉冲循环/分钟，120振动循环/分钟，16英寸直软管，45psi峰值压力 2油田结果针对较新、较高压力的涡轮增压器CAC体系。
例B 下表2中列出的例B阐述了当在散热器软管的实验室试验中使用时本发明的优点。针对内部管道和覆盖层，使用EPDM橡胶组合物，构造三个直径2.5英寸的直散热器软管。对比例4使用1500旦的

时芳族聚酰胺纱线的常规针织物增强材料和69磅的试验额定值(rating)。对比例5使用1500旦的

共对芳族聚酰胺纱线的常规针织物增强材料和78磅的试验额定值，这与前面的对比例1中使用的一样。实施例6使用实施例3的混合纱线，该混合纱线由与上述实施例3一样，合股或加捻在一起的1500旦的

纱线和1200旦的

纱线组成。采用锁式针迹，在具有24针的4英寸的针织头上，在96回/英尺下针织散热器软管增强材料。尽管表2的所有三个软管实施例具有类似的起始顶破压力(约125psi±10psi)且被设计为对于最小要求为80psi的20R4型来说，满足SAE J20标准，但当在80psi和302°F下测试时，表2的结果示出了实施例6的软管比对比例4或5的软管具有好得多的抗冲击疲劳性。因此，本发明提供具有混合纱线的针织物增强材料的软管，与常规软管相比，其具有大大地改进的抗冲击疲劳性。在其他不那么严酷的试验，亦即在45和60psi下，在250°F冲击疲劳测试中，实施例6显示出比对比例4或5稍微小的直径增长，但所有三者都经受住了超过300,000个脉冲循环。
表2
1在80psi，302°F，8脉冲循环/分钟，120振动循环/分钟，16英寸软管上进行 2实施例6的软管没有故障，试验中断 尽管以上提供的例子具体地描述了具有管道、覆盖层和针织物增强材料构件的低压流体转移软管，但相关领域的技术人员容易理解，本发明不限于此；和可在要求高度耐久性(即顶破压力能力的保留)和抗疲劳性(例如，抗压力冲击或弯曲变形)的任何应用，其中包括例如液压软管、在机动车/卡车应用中使用的软管，例如散热器、空气吸入装置、刹车或燃料软管和类似物；空气、蒸汽、水、化学品和类似物的工业转移软管；包裹软管等中，推导出本发明的优点。因此，与根据常规的增强技术构造的软管相比，通过构造具有共对芳族聚酰胺/间芳族聚酰胺混合纱线的软管增强用纱线，本发明提供增加软管的抗弯曲疲劳性和耐久性二者的方法。
尽管在附图中所示的含本发明混合纱线的制品的实施方案是软管和软管体系，但预期本发明的混合纱线也可用于提供轮胎、空气弹簧和经历动态负载的其他复合橡胶制品的负载携带帘线(cord)。在例如美国专利No.4954194中公开了在空气弹簧中使用负载携带帘线，关于该出版物的这一方面的内容，在此通过参考引入。在例如美国专利No.3616832中公开了胎体用负载携带帘线和/或在轮胎内处理过的增强材料的用途，关于该出版物的这一方面的内容，在此通过参考引入。
尽管为了阐述的目的详细地描述了本发明，但要理解，这种细节仅仅是为了该目的，和除了通过权利要求限定的范围以外，本领域的技术人员可在没有脱离本发明的范围的情况下作出各种改变。可在缺少没有具体地在本文公开的任何因素的情况下，合适地实践本文公开的本发明。
权利要求
1.一种挠性软管，它包括管道，针织织物，和覆盖层，所述针织织物包括含共对芳族聚酰胺纤维的第一纱线和间芳族聚酰胺纤维的第二纱线的混合纱线。
2.权利要求1的软管，其中在所述混合纱线的表面处的纤维包括共对芳族聚酰胺纤维和间芳族聚酰胺纤维。
3.权利要求1的软管，其中所述针织织物保持包埋在所述管道和所述覆盖层之间的所述软管内。
4.权利要求1的软管，其中所述第一纱线和所述第二纱线以最多约5捻数/英寸下加捻在一起。
5.权利要求1的软管，其中所述共对芳族聚酰胺纤维包括对苯二甲酰胺对苯二胺和3，4-氧基二亚苯基对苯二甲酰胺的共聚物，和其中所述间芳族聚酰胺纤维包括聚间苯二甲酰间苯二胺。
6.权利要求1的软管，其中所述共对芳族聚酰胺纱线包括
纤维，和所述间芳族聚酰胺纱线包括
纤维。
7.权利要求1的软管，其中所述第一纱线和所述第二纱线以约1-约5捻数/英寸下加捻在一起。
8.权利要求1的软管，其中所述针织织物包括约50-约200回(loop)/英尺。
9.权利要求1的软管，其中所述混合纱线包括基础纱线，所述基础纱线不具有额外的粘合剂处理以供粘结所述纤维在一起或者粘结所述帘线到所述主体上。
10.权利要求1的软管，它为散热器软管、冷却剂软管、加热器软管或CA软管形式。
11.一种方法，它包括
至少结合含共对芳族聚酰胺的第一基础纱线和含间芳族聚酰胺的第二基础纱线，形成混合纱线；
形成管道；
针织所述混合纱线，在所述管道上形成增强织物层；和
在所述管道和织物层周围形成覆盖层。
12.权利要求13的方法，其中所述结合包括在最多5TPI的捻度下一起加捻所述基础纱线。
13.权利要求14的方法，其中所述针织包括约50-约200回/英尺。
14.权利要求15的方法，其中所述第一基础纱线包括
纤维，和所述第二基础纱线包括
纤维。
15.低压流体转移软管，它包括管道、覆盖层，和针织物增强材料作为主增强材料；所述针织物增强材料包埋在所述覆盖层和所述管道之间且包括含
纤维的第一基础纱线和
纤维的第二基础纱线；
所述第一纱线和所述第二纱线采用1-约5捻数/英寸加捻在一起；和所述针织物增强材料包括约50-约200回/英尺。
16.权利要求17的软管，其中所述管道包括EPDM或CPE，和所述覆盖层包括EPDM或CPE。
全文摘要
含管道(12)、针织织物(14)和覆盖层(16)的挠性软管(11)。针织织物(14)包括含共对芳族聚酰胺纤维的第一纱线和间芳族聚酰胺纤维的第二纱线。软管(11)显示出显著改进的顶破压力和/或改进的抗冲击疲劳性。
文档编号B32B27/34GK101517298SQ200780035776
公开日2009年8月26日 申请日期2007年9月21日 优先权日2006年9月26日
发明者M·布兰奇, Y·格瑞, D·斯彻尔哈斯 申请人:盖茨公司