專利名稱：軟管及管子的增強(qiáng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及諸如用于氣壓和液壓用途的柔性軟管這樣的聚合物和橡膠產(chǎn)品的增強(qiáng)。但是，可以理解本發(fā)明也可應(yīng)用到由聚合物材料制成的相對(duì)剛性的管子的增強(qiáng)。本發(fā)明特別涉及使用特殊織物來增強(qiáng)軟管或管子。
已知用所謂的“輪胎簾線”來增強(qiáng)諸如車輛輪胎和液壓軟管這樣的橡膠制品。輪胎簾線一般包括許多平行的織物粗線(cord)或“紗線(ends)”這些粗線或紗線在壓延成型的過程中嵌入橡膠片內(nèi)以便產(chǎn)生增強(qiáng)產(chǎn)品，該產(chǎn)品于是就適于應(yīng)用到輪胎或軟管預(yù)成型坯。粗線嵌入到橡膠片內(nèi)是必須的以將粗線置于穩(wěn)定和堅(jiān)固的形態(tài)并便于后續(xù)的操作。
壓延成型過程本身是相對(duì)勞動(dòng)密集型和能量密集型的工作，同時(shí)一般會(huì)導(dǎo)致粗線與橡膠薄片的浪費(fèi)。特別是，在每次壓延成型生產(chǎn)過程的任一端及邊緣通常存在材料的損失。因而，這就非常希望提供一種新的、替代的增強(qiáng)產(chǎn)品和方法，該方法不需要傳統(tǒng)的壓延成型操作。本發(fā)明的目標(biāo)恰恰就是提供這樣一種產(chǎn)品和方法。
根據(jù)一個(gè)方面本發(fā)明提供一種在制造具有聚合物材料基體的軟管和管子中使用的增強(qiáng)織物，所述增強(qiáng)織物包括一批沿織物縱向方向排列布置的基本平行的增強(qiáng)絲和許多使增強(qiáng)絲互連的橫向和/或斜向絲。增強(qiáng)織物是穩(wěn)定的織物以便通過用增強(qiáng)織物包裹預(yù)成型坯而直接貼到軟管或管子的預(yù)成型坯的聚合物基體上。增強(qiáng)織物適合于通過基本上比增強(qiáng)絲輕的橫向和/或斜向絲，并且通過使增強(qiáng)織物的至少一個(gè)表面增粘以便粘結(jié)到軟管或管子預(yù)成型坯(pre-form)的聚合物基體上而直接貼到預(yù)成型坯的聚合物基體上。在此處使用的術(shù)語“粘結(jié)(adhesion)”并不意味在預(yù)成型坯的聚合物基體和增強(qiáng)織物之間達(dá)到特別強(qiáng)的粘合(bond)，使用術(shù)語“粘結(jié)”是用來表示為使增強(qiáng)織物在后續(xù)制造工序中保持在軟管或管子的預(yù)成型坯上的適當(dāng)位置上而需要的一定程度的粘貼性。
除了增強(qiáng)織物的至少一個(gè)表面增粘(tackifying)外可對(duì)縱向增強(qiáng)絲或整個(gè)增強(qiáng)織物施加化學(xué)涂層(chemical finish)以確保軟管或管子完全制造以后增強(qiáng)絲結(jié)實(shí)地粘到軟管或管子的聚合物基體上，化學(xué)涂層可在增粘工序之前或與其同時(shí)實(shí)施。
本發(fā)明的增強(qiáng)絲典型地在織物中排列布置成經(jīng)線，而互連絲則典型地排列布置成橫向緯線和/或與經(jīng)線成一角度延伸的斜向絲。增強(qiáng)絲典型地是比較重的粗線，而互連絲基本上比較輕，并可能與普通的單線一樣輕，在本發(fā)明的語境中，“較輕”意味著橫向和/或斜向絲比縱向增強(qiáng)絲的重量小很多。這就典型地導(dǎo)致橫向和/或斜向絲具有比增強(qiáng)絲低許多的拉伸強(qiáng)度。
增強(qiáng)絲或粗線可以是各種天然的和合成的絲或單絲中的任一種，最好是由尼龍、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、芳族聚酰胺聚乙酸乙烯酯、人造絲、棉、碳、金屬或玻璃中的任何一種或多種構(gòu)成，緯線和/或斜向絲不是關(guān)鍵的，同時(shí)在實(shí)際上任何能牢固地將增強(qiáng)粗線保持在織物中的一種都能滿足要求。此外，與傳統(tǒng)輪胎簾線相反，在本發(fā)明的織物中的增強(qiáng)絲最好是低捻絲，這些絲提供較低的彈性繼而在加壓軟管的應(yīng)用中表現(xiàn)出較小的伸長(zhǎng)。
增強(qiáng)織物可只在一個(gè)表面增粘，但是最好在二表面上增粘。例如，整個(gè)織物可以用增粘的物質(zhì)浸漬。在本文中，如在本領(lǐng)域中已知的，增粘的表面就是通過小的壓力就會(huì)粘貼到另一表面上的表面。在本發(fā)明的一個(gè)特殊的最佳形式中增強(qiáng)織物的絲通過涂敷涂層來增粘，該涂層增大了整個(gè)織物的牢固穩(wěn)定性和/或促進(jìn)織物在軟管或管子預(yù)成型坯形成/制造時(shí)粘結(jié)到軟管或管子預(yù)成型坯的聚合物基質(zhì)上。涂層物質(zhì)本身最好是與軟管的聚合物相同或相容的液體?？椢锏耐糠蟛僮骺梢酝ㄟ^浸沾或噴涂整個(gè)織物來實(shí)施?；蛘撸鰪?qiáng)絲本身在它們結(jié)合到增強(qiáng)織物中之前被單獨(dú)地處理或涂覆。
增強(qiáng)織物可以根據(jù)各種已知的織物構(gòu)造來構(gòu)成，包括機(jī)織的(woven)、針織的(knitted)、捻搓無緯的(laid)、編織的(braided)、縫編的(stitched)、縫制的(sewed)和非織造的(non-woven)構(gòu)造。在本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例中織物具有機(jī)織或針織緯絲/線?？椢锟赡苓€包括引緯。在另一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，增強(qiáng)織物具有捻搓無緯的構(gòu)造，使用集合地處理的絲以便它們?cè)诳椢镏姓吃谝黄?。絲的這種處理也可以是涂層操作。最好是，對(duì)捻搓的絲的涂層既用于使捻搓的絲粘結(jié)成為相對(duì)堅(jiān)實(shí)的無緯織物構(gòu)造還用于給與織物粘性，也就是對(duì)軟管預(yù)成型坯的聚合物基體的適當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)性以便它直接地貼到其上。
本發(fā)明的增強(qiáng)織物，由于其新穎的結(jié)構(gòu)，本身是固有的穩(wěn)定的，并且因此允許將織物剖切成帶狀。因而，本發(fā)明的增強(qiáng)織物最好以剖切成的織物條或帶的卷的形式被提供，增強(qiáng)絲或粗線在帶的縱向延伸。在使用中，本發(fā)明的織物帶在基本上圓周的方向直接纏繞在軟管預(yù)成型坯的聚合物的基體上。但是，織物帶可能以對(duì)圓周方向成一小角度來纏繞以便帶子以一種螺旋的方式橫跨軟管或管子的一段長(zhǎng)度。增粘有助于在剖切增強(qiáng)織物之后保持織物帶子的整體性。
根據(jù)另一方面本發(fā)明提供一種生產(chǎn)要直接纏繞到軟管或管子預(yù)成型坯上的穩(wěn)固的增強(qiáng)織物的方法，該方法包括以下步驟—基本上并排地排列布置許多增強(qiáng)絲作為織物的經(jīng)線，—排列布置許多基本上比增強(qiáng)絲輕的緯線和/或斜向絲以便用所述許多緯線和/或斜向絲將所述許多增強(qiáng)絲互連，以及—增粘增強(qiáng)織物的至少一個(gè)表面，以便增強(qiáng)織物粘貼到軟管或管子的預(yù)成型坯的聚合物基體上。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供一種增強(qiáng)由聚合物材料制成的軟管或管子的方法，包括以下步驟—提供一種如上所述的根據(jù)本發(fā)明的增強(qiáng)織物的細(xì)長(zhǎng)帶子；—提供包括所述聚合物材料的基體的所述軟管或管子的預(yù)成型坯；以及—通過沿基本上圓周的方向把細(xì)長(zhǎng)的織物帶子纏繞在預(yù)成型坯周圍而將增強(qiáng)織物直接貼到預(yù)成型坯的聚合物基體上。
增強(qiáng)織物帶子的寬度通常取決于要把織物貼于其上的預(yù)成型坯的直徑。例如，帶子的寬度(W)最好處于0.50πd和0.90πd的范圍內(nèi)，但最好根據(jù)下式來計(jì)算W＝0.705πd式中W＝帶子的寬度，以及d＝增強(qiáng)的直徑。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明還提供根據(jù)上述方法構(gòu)成的軟管或管子。
為了更好理解本發(fā)明，此后以舉例的方式描述一最佳實(shí)施例。可參照前面的說明來了解此例子，但是它的目的絕不是用于限制前面的說明的概括性。
在本發(fā)明的一個(gè)例舉的實(shí)施例中提供的織物用于增強(qiáng)一種在液壓線路中使用的柔性橡膠軟管，即要承受很大的內(nèi)壓力的柔性軟管，增強(qiáng)織物基本上沿一個(gè)方向定向排列—長(zhǎng)度或經(jīng)線方向，而提供第二或緯線方向僅是為了以規(guī)則的方式將主要方向線保持在一起。因而，織物包括基本上平行并在織物經(jīng)線方向相對(duì)密集的排列布置的紡織增強(qiáng)絲或粗線(例如尼龍)。許多緯絲與經(jīng)線方向的增強(qiáng)粗線織在一起以構(gòu)成織物。但是，第二組絲(緯絲)是比經(jīng)線方向的粗線較輕的數(shù)量級(jí)排列并且可以更顯著稀疏地排列。
織物適合于直接貼到軟管的橡膠基質(zhì)上。這樣，為增加織物的自身的獨(dú)立穩(wěn)定性及當(dāng)構(gòu)造軟管或管子時(shí)促使它粘結(jié)到橡膠材料上，織物被增粘。為達(dá)到增粘，織物可以涂覆一種液體物質(zhì)，例如通過浸漬或噴涂。涂覆的材料與軟管的橡膠材料相容?？椢锲是谐砷L(zhǎng)的帶子，使增強(qiáng)經(jīng)線粗線在帶子的縱向延伸。
在制造軟管時(shí)，擠壓出第一軟管預(yù)成型坯，然后增強(qiáng)織物的帶子直接貼到預(yù)成型坯的橡膠基體上。織物帶子在基本上圓周的方向上直接纏繞到預(yù)成型坯的周圍，但最好成一小角度，以便纏繞的增強(qiáng)織物逐漸地橫貫軟管的長(zhǎng)度?？椢飵ё拥膶挾茸詈酶鶕?jù)下式計(jì)算W＝0.705πd，式中W是帶子的寬度，而d是增強(qiáng)的直徑。然后一般地?cái)D壓另外的橡膠材料覆在纏繞的增強(qiáng)織物上面。
本發(fā)明的一個(gè)最顯著的好處是能消除過去必須的將輪胎簾線嵌入橡膠薄片的壓延成型操作。因而，能直接貼到軟管聚合物基體上的預(yù)剖切的增強(qiáng)織物可以直接供應(yīng)給軟管制造商。此外，本發(fā)明可以提供比過去更穩(wěn)固更規(guī)則的產(chǎn)品，該產(chǎn)品滿足軟管制造商的要求。
應(yīng)該理解可以對(duì)前述織物的特殊排列布置與構(gòu)造進(jìn)行各種改變和/或添加而不偏離在權(quán)利要求中所確定的本發(fā)明的精神與范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于制造具有聚合物材料基體的增強(qiáng)軟管或增強(qiáng)管子的增強(qiáng)織物，所述增強(qiáng)織物包括一批沿織物縱向排列布置的基本上平行的增強(qiáng)絲以及許多使增強(qiáng)絲互連的橫向的和/或斜向的絲，所述增強(qiáng)織物是一種穩(wěn)固的織物以便通過在預(yù)成型坯周圍纏繞使增強(qiáng)織物直接貼到軟管或管子的預(yù)成型坯的聚合物基體上，其中增強(qiáng)織物通過以下途徑適合于直接貼到預(yù)成型坯的聚合物基體上，—橫向和/或斜向絲基本上比增強(qiáng)絲要輕，以及—增強(qiáng)織物的至少一個(gè)表面被增粘以便粘貼到軟管或管子的預(yù)成型坯的聚合物基體上。
2.如權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)織物，其中橫向和/或斜向絲的拉伸強(qiáng)度遠(yuǎn)小于增強(qiáng)絲的拉伸強(qiáng)度。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的增強(qiáng)織物，其中粘度旨在使增強(qiáng)絲和橫向和/或斜向絲整合成為穩(wěn)固的織物。
4.如權(quán)利要求1至3的任意一個(gè)所述的增強(qiáng)織物，其中借助于絲的涂覆提供粘度。
5.如權(quán)利要求1至4的任意一個(gè)所述的增強(qiáng)織物，其中織物是長(zhǎng)帶子的形狀，同時(shí)其中增強(qiáng)絲沿帶子的縱向延伸。
6.如權(quán)利要求5所述的增強(qiáng)織物，其中織物帶子是繞在卷筒或卷軸上提供。
7.如前述權(quán)利要求中任意一個(gè)所述的增強(qiáng)織物，其中增強(qiáng)絲由以絲的形式或單絲狀的尼龍、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、人造絲、芳族聚酰胺、聚乙酸乙烯酯、碳、玻璃或金屬，或其它材料中的任一種或多種組成。
8.如前述權(quán)利要求中任意一個(gè)所述的增強(qiáng)織物，其中織物具有針織的、機(jī)織的、非織造的、捻搓無緯的、編織的、縫編的、縫制的構(gòu)造。
9.一種生產(chǎn)要被直接纏繞到軟管或管子預(yù)成型坯的聚合物基體周圍的穩(wěn)固的增強(qiáng)織物的方法，該方法包括以下步驟—基本上并排地排列布置許多增強(qiáng)絲作為織物的經(jīng)線，—排列布置許多遠(yuǎn)比增強(qiáng)絲輕的緯線和/或斜向絲以便用所述許多緯線和/或斜向絲將所述許多增強(qiáng)絲互連，以及—增粘增強(qiáng)織物的至少一個(gè)表面以便增強(qiáng)織物粘貼到軟管或管子的預(yù)成型坯的聚合物基體上。
10.如權(quán)利要求9所述的一種方法，其中增粘步驟涉及在織物形成之前、之后或過程中涂覆增強(qiáng)絲和/或緯線和/或斜向絲。
11.如權(quán)利要求9或10所述的一種方法，其中增粘步驟涉及用一種液體形式的物質(zhì)噴涂所述絲或者在所述物質(zhì)的浴液中浸漬所述絲這兩者中之一或兼有這兩者。
12.如權(quán)利要求9至11中的任意一個(gè)所述的一種方法，其中在增粘以前該絲已經(jīng)被互連，例如通過針織、縫編、縫合或機(jī)織。
13.如權(quán)利要求9至11中的任意一個(gè)所述的一種方法，其中使絲增粘的步驟還起到使它們?cè)跓o緯的織物構(gòu)造中粘結(jié)在一起的作用。
14.如權(quán)利要求9至13中的任意一個(gè)所述的一種方法，進(jìn)一步包括以下步驟—剖切織物成長(zhǎng)條的帶子使得所述增強(qiáng)絲或粗線沿所述帶子的縱向延伸，以及—將所述帶子纏繞在卷筒或卷軸上。
15.如權(quán)利要求14所述的一種方法，其中帶子具有在0.50πd至0.9πd范圍內(nèi)的寬度，最好是0.705πd，式中d是軟管或管子的增強(qiáng)直徑。
16.增強(qiáng)由聚合物材料制成的軟管或管子的方法，包括以下步驟—提供根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任意一個(gè)的增強(qiáng)織物的長(zhǎng)形帶子；—形成由所述聚合物材料的基質(zhì)組成的所述軟管或管子的預(yù)成型坯；以及—通過沿基本上圓周方向圍繞預(yù)成型坯纏繞織物帶將增強(qiáng)織物直接貼到軟管或管子預(yù)成型坯的聚合物基體上。
17.一種具有聚合物材料的基體的增強(qiáng)的軟管和管子，所述軟管或管子是根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法形成的。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于制造具有聚合物材料的基體的軟管及管子的增強(qiáng)織物，所述增強(qiáng)織物包括一批基本平行的沿織物縱向方向排列布置的增強(qiáng)絲和許多使增強(qiáng)絲相連接的，橫向的和/或斜向絲。增強(qiáng)的織物是牢固的織物以便通過用增強(qiáng)的織物包裹預(yù)成型坯直接貼到軟管或管子的預(yù)成型坯的聚合物基體上。增強(qiáng)織物適合于通過基本上比增強(qiáng)絲輕的橫向和/或斜向絲，并且通過增強(qiáng)織物的至少一個(gè)增粘的表面粘結(jié)到軟管或管子的預(yù)成型坯的聚合物基體上而直接貼到預(yù)成型坯的聚合物基體上。
文檔編號(hào)D04B1/00GK1398334SQ01804494
公開日2003年2月19日 申請(qǐng)日期2001年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月8日
發(fā)明者威利·德梅爾, 馬克·費(fèi)克特 申請(qǐng)人:米利肯歐洲股份有限公司