JP6101255B2 - コーティングされた織物スリーブおよびその製造方法 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本願は、２０１１年６月１４日に提出され、その全体が引用によりこの明細書中に援用されている米国仮出願連続番号第６１／４９６，６１７号の利点を主張する。

発明の背景
１．技術分野
この発明は、概して、細長い部材を保護するための織物スリーブに関し、より特定的には、不浸透性のコーティングを有する織物スリーブに関する。

２．関連技術
たとえば、ワイヤハーネス、流体または気体を搬送する管またはケーブルなどの内部に設けられた細長い部材を保護するのに用いられる管状の織物スリーブが公知である。保護用スリーブ適用例の中には、軍事用途などの特定の性能要件を満たさなければならないものもあり、この場合、保護用スリーブは、核汚染、生物学的汚染、化学汚染に対する生存性を満たすものでなければならない。厳密な性能要件を有する他の適用例には、民間航空機での用途が含まれており、この場合、たとえば、スリーブに含まれる細長い部材と流体とを接触させないように、スリーブは高水準の流体抵抗を満たすことが求められる。これらおよび他の適用例の厳密な要件のうちのいくつかを満たすために、ポリマー材料からなる不浸透性シートなどの別個の外側被覆層を織物スリーブのまわりに塗布することが公知である。しかしながら、この場合、製造時のコストという問題が生じ、スリーブアセンブリの重量が増えてしまう。さらに、耐磨耗性を高め、スリーブをさらに不浸透にするために、織物スリーブの外面に溶剤ベースのコーティングを塗布することが公知である。しかしながら、公知の溶剤ベースのコーティングは、典型的には、環境に配慮したものではなく、また、製造時には扱い難いものになる可能性がある。加えて、溶剤ベースのコーティングを塗布するのに用いられる公知のコーティング工程は、スリーブ壁を確実に不浸透にするものではなく、これにより、流体がスリーブ壁から漏れる可能性がある。細長い部材のまわりを保護するのに用いられるさらなる製品には熱収縮包装が含まれる。熱収縮包装材料は液密保護をもたらすのに有効であり得るが、これらの材料は一般に高価であり、ヒートセット後には堅くなるため、急な角部および湾曲部の周りを経由させることが困難になる。

スリーブ内に含まれる細長い部材を保護するために、水性の不浸透性コーティングを備える織物スリーブが提供される。スリーブは、きつく編まれた糸からなる可撓性のある管状壁を有し、この管状壁にはコーティングが塗布されており、これにより壁に流体を浸透させないようにする。コーティングは、２つの別個の第１の層および第２の層に塗布された水性コーティングである。下にある第１の層は、壁の不浸透性を高めるために誘電性強化添加剤および増粘剤を含む。外側の第２の層は、下にある第１の層と同様の配合物を含むが、増粘剤は含まない。

本発明の別の局面に従うと、１インチ当たり約１５〜２５のピックを有する編み紐が形成される。

本発明の別の局面に従うと、１インチ当たり約１７〜２０のピックを有する編み紐が形成される。

本発明の別の局面に従うと、管状壁は、ｎｏｍｅｘまたは他の何らかの高温定格ポリマー糸材料などの高温糸で編まれる。

本発明の別の局面に従うと、水性コーティングはフルオロラテックス（fluorolatex）材料である。

本発明の別の局面に従うと、誘電性強化添加剤は硫酸バリウムである。
本発明の別の局面に従うと、コーティングの外層は後硬化される。

本発明の別の局面に従うと、織物スリーブの製造方法が提供される。当該方法は、管状壁を編むステップと、壁に水性コーティングを塗布するステップとを含む。水性コーティングを塗布するステップは、壁の不浸透性を高めるために、誘電性強化添加剤および増粘剤を有する第１の層を塗布するステップを含む。次いで、第１の層を塗布した後、下にある第１の層と同様の配合物を含有するが増粘剤を含まない第２の層を塗布する。次いで、コーティングを後硬化させる。

製造方法の別の局面に従うと、編むステップは、１インチ当たり約１５〜２５のピックを形成するステップを含む。

製造方法の別の局面に従うと、編むステップは、１インチ当たり約１７〜２０のピックを形成するステップを含む。

製造方法の別の局面に従うと、編まれた糸は、ｎｏｍｅｘまたは他の何らかの高温定格ポリマー糸材料などの高温糸として提供される。

製造方法の別の局面に従うと、水性コーティングはフルオロラテックス材料として提供される。

製造方法の別の局面に従うと、誘電性強化添加剤は硫酸バリウムとして提供される。
製造方法の別の局面に従うと、コーティング中の架橋剤のレベルは１０Ｘと規定される。

製造方法の別の局面に従うと、第１の層は約０．０１５″の湿膜厚として塗布される。
製造方法の別の局面に従うと、第１の層は、第２の層を塗布する前に乾燥させられる。

製造方法の別の局面に従うと、編まれた糸は、コーティングの第１の層を塗布する前に熱処理されて、緩んだより糸を取除き、これにより、使用中に潜在的に有害な薬剤に晒されたときにスリーブの除染を最終的に向上させ、編まれた糸へのコーティング材料の付着性を高めることによって、完成したスリーブの耐誘電特性および耐磨耗特性をさらに高める。

製造方法の別の局面に従うと、熱処理は、編まれたスリーブを炎に通すことによって実行される。

製造方法の別の局面に従うと、後硬化は、約１２時間にわたり摂氏約２００度で実行される。

本発明のこれらおよび他の局面、特徴および利点は、現在好ましい実施例およびベストモードについての以下の詳細な説明、添付の特許請求の範囲ならびに添付の図面を鑑みれば、当業者に容易に明らかになるだろう。

本発明の一局面に従って製造される、コーティングを有する保護用織物スリーブを示す概略的な部分破断斜視図である。 図１のスリーブの製造時に用いられるステップを詳述するフロー図である。

好ましい実施例の詳細な説明
図面をより詳細に参照すると、図１は、本発明の一実施例に従って製造される、コーティングされた管状の織物スリーブ１０を示す。織物スリーブ１０は、管状壁１２を形成するために管状編み工程によって互いに織交ぜられた複数の糸１１を含む。管状壁１２は継ぎ目なしに編まれており、このため、円周方向に連続して、外面１４と、スリーブ１０の開口する両端２２と２４との間において中心の長手方向軸２０に沿って軸方向に延在し円周方向に囲まれた空隙１８を規定する内面１６とを有する。空隙１８は、ワイヤハーネス、流体または気体を搬送する管、ケーブルなどの保護すべき細長い部材を収容するために製造中に所望のサイズにされる。壁１２には、流体を浸透させなくするよう外側コーティング２６が塗布されている。コーティング２６は、壁１２の不浸透性を高めるために、２つの別個の第１の層２８および第２の層３０として塗布された（フルオロラテックス材料、すなわち、Ｓｏｌｖａｙ Ｓｏｌｅｘｉｓ ＴＮラテックスとして提供される）水性コーティングである（下にある第１の層２８は第１の層２８の上に第２の層３０が塗布されると見えなくなるが、例示の目的で互いに別個に図示されている）。下にある第１の層２８は、基材、誘電性強化添加剤、増粘剤および架橋剤を含む。第２の外層３０は、下にある第１の層２８と同様の配合物を含有しているが、外面仕上げに所望の滑らかな表面仕上げを施し、これにより、潜在的に有害な気体、液体または化学物質に晒されたときにスリーブ１０を除染する能力を高めるために、外層３０は増粘剤を含まない。但し、他の点では、第１の層と同じである。コーティングされたスリーブ１０は、軍事用途において遭遇する可能性があるような除染（潜在的に有害な薬剤に晒された後の洗浄）を含め、核汚染、生物学的汚染および化学汚染に対する生存性を必要とする用途の場合には特に有用である。さらに、スリーブ１０は、たとえば民間航空機などの航空機用途によく適している。

壁１４は、所期の用途に対して所望されるとおり、如何なる好適な長さおよび直径をも有するよう構成することができ、当該壁１２の不浸透性を高めるためにきつい編み構造を備えるように編まれている。本発明の一局面に従うと、編み紐は、１インチ当たり約１５〜２５のピックを有し、より好ましくは、１インチ当たり約１７〜２０のピックを有するよう形成される。上に規定されたきつい編み構造に加えて、壁１４は、Ｎｏｍｅｘまたは他の何らかの高温定格ポリマー糸材料などの、高温に耐えることのできる糸フィラメントを含めて編まれている。

次いで、壁１２を編んだ後、壁１２は、緩んだ糸繊維を取除いたり、糸の初期構成を容易にするのに用いられる糸フィラメント内の固着剤を取除いたりするために熱処理される。緩んだフィラメントを取除くことにより、外面１４が滑らかにされ、これにより、壁１２に対するコーティング２６の滑らかな被包性塗布を改善し、こうして、使用中に潜在的に有害な薬剤に晒されたときにスリーブ１０を除染する能力を高めることなどによって、完成したスリーブ１０の性能を向上させる。さらに、糸から固着剤を取除くことにより、外面１４へのコーティング２６の付着性を高め、これにより、スリーブ１０の耐誘電特性および耐摩耗特性を向上させる。

水性コーティング２６は、上述の用途における特性および機能をもたらすよう変更が加えられる。この変更は、誘電特性を高めるために硫酸バリウムを投入することによって行われる。加えて、Ａｌｃｏｇｕｍ（登録商標）２９６−Ｗの商標名で販売されているゴムタイプの増粘剤、たとえばポリアクリル酸ナトリウムなどの適合性のある増粘剤が、第１の層２８を形成するのに用いられるコーティングに加えられて、壁１２の外面１４上の第１の層２８の被覆率を高める。さらに、コーティング２６中の架橋剤のレベルを標準的な２．５Ｘから１０Ｘに高めて、コーティング２６を熱風塔において処理し、クロスヘッドおよび丸ダイスを用いて約０．０１５″の厚さを有する湿膜として塗布することを可能にする。沈殿物を含まない均質な混合物として加えられる増強された架橋剤により、定常状態での硬化が加速されて、十分に架橋されたコーティングが得られる。これは、架橋剤が増強されていなければ達成できないものであり、このため、化学的侵食にさほど耐性のない完成品が得られることとなるだろう。コーティング材料は、重力下ではクロスヘッドに流れ込み、次いで、華氏２００度未満の熱風で乾燥させられる。次いで、コーティング２６は、耐磨耗性を向上させるために、所定の時間にわたって規定された温度で後硬化される。

本発明の別の局面に従うと、図２に例示されるような織物スリーブ１０の製造方法が提供される。当該方法は、管状壁１２を編むステップと、最終的に水性コーティング２６を壁１２に塗布するステップとを含む。水性コーティング２６を塗布するステップは、壁１２の外面１４に第１の層２８を塗布するステップを含む。この場合、第１の層２８は、基材、誘電性強化添加剤、架橋剤および増粘剤（増粘剤は、コーティング２６の不浸透性を高める）を含む。次いで、第１の層２８を塗布した後、第２の層３０を塗布する。この第２の層３０は、下にある第１の層２８と同じ配合物を含有するが、所要の滑らかな表面仕上げをもたらして使用時にスリーブ１０の除染を容易にするために増粘剤は含まない。次いで、コーティング２６を後硬化する。

編み工程は、好ましくは、１インチ当たり約１５〜２５のピック、より好ましくは１インチ当たり約１７〜２０のピックを有するきつく編まれた壁を形成することによって実行される。壁１２を編むのに用いられる糸は、ｎｏｍｅｘまたは他の何らかの高温定格ポリマー糸材料などの高温性能定格を有するものが提供される。

壁１２が編まれた後、当該方法は、糸材料の緩んだより糸を焼き尽くしたり、糸の製造時に糸に塗布される固着剤、たとえば澱粉または他の加工助剤、たとえばシランなどを焼き尽くしたりするために、編まれた壁１２を炎などで熱処理するステップをさらに含む。緩んだより糸およびフィラメントを取除くことにより、外面１４が滑らかになり、これにより、その後塗布されたコーティング２６が、壁１２を滑らかに完全に被包することが可能となり、こうして、存在する残留物から未除染のコーティングされていないより糸が緩んでくる恐れなしに、使用中に潜在的に有害な薬剤に晒されたときにスリーブ１０のコーティング２６を十分に除染する能力を促進させる。固着剤を燃やし尽くすことにより、編まれた壁１２の外面１４に対するコーティング材料の付着性を向上させることができることによって、完成したスリーブ１０の耐誘電特性および耐磨耗特性が高められる。炎の温度および炎に晒される期間を制御することは、壁１２が過熱されて堅くなってしまうことを防ぐのに重要である。この場合、ほとんど時間をかけず、ほとんど炎に晒されない場合、固着剤が取除かれず、これにより、結果として、壁１２に対するコーティング２６の付着性が低下してしまい、スリーブ１０の耐磨耗性を低下させてしまう。たとえば、火炎温度は華氏約１２００度であってもよく、編まれた壁１２は、糸を堅くしてしまうことなく緩んだより糸を燃やすのに十分な一定の速度で炎に通すことができる。

次いで、壁１２を熱処理した後、当該方法はさらに、コーティング２６の第１の層２８を壁１２の外面１４に塗布するステップを含む。第１の層２８のコーティング材料は、上述のとおり、基材のフルオロラテックス材料、硫酸バリウムとして供給される誘電性強化添加剤、増粘剤、および１０Ｘにまで増強された架橋剤を含む（架橋剤は、Ｅｔｅｒｎｉｔｅｘ ＥＣＭ ６９−０００／Ｄ７２７６ ＮＢＣ フルオロエラストマ架橋剤という名称で、ペンシルバニア州（ＰＡ：Pennsylvania）のエルバーソン（Ｅｌｖｅｒｓｏｎ）にあるウィットフォード（Ｗｈｉｔｆｏｒｄ）社から入手可能である）。第１の層２６の塗布は、円形のクロスヘッドおよびダイ／ワイパ・セットアップと組合わせて重力送りシステムを用いて実行することができる。塗布方式により、ダイとワイパとの間における環状ギャップ空間によって調整される約０．０１５″の湿膜厚さを有する第１の層２８が形成される。次いで、第１の層２８を塗布した後、華氏２００度未満の温度の気流を垂直に吹上げて第１の層２８を乾燥させるが、ブリスターは生じさせない。

次いで、第１の層２８を乾燥させた後、当該方法はさらに、第１の層２８の上に第２の層３０を塗布するステップを含む。第２の層３０は、下にある第１の層２８と同様の配合物を含有しているが、増粘剤は含有しておらず、他の点では、第１の層と同じである。増粘剤を含めないことにより、所望の外面仕上げが施され約０．０１２〜０．０１５″の厚さを有する全体的なコーティング層２６の形成が容易になる。このため、追加の増粘剤は使用されない。第２の層３０は、乾燥した第１の層２８が上に施されている壁１２を第２のコーティング層の配合物中に浸すことによって塗布される。第２の層３０は、コーティング２６が不浸透性となり、所望の通りに耐磨耗性および耐誘電性を高めることを確実にする。当該方法は、所望の通りに耐誘電性および耐摩耗性を調整するよう複数の層を第１の層２８上に塗布できるようにすることを企図するものである。

次いで、付加的な第２の層３０や、他に塗布されるものがあればそれを塗布した後、コーティング２６が硬化される。上述の所望の特性をすべて得るために、長期にわたる後硬化が硬化工程において用いられる。たとえば、１０ｍｍ直径のスリーブの場合、後硬化は、約１２時間にわたり摂氏約２００度の対流熱で実行されなければならない。

上述の詳細な説明がいくつかの現在好ましい実施例に関連付けてなされたものであり、この明細書中の開示から当業者に容易に認識可能となる他の実施例が、この明細書中に援用されており、最終的に許可されるいずれの請求項の範囲内にも包含されるとみなされることが理解されるはずである。

Claims (17)

1. 保護用編物スリーブであって、
   編まれた糸からなる可撓性のある管状壁と、
   前記壁に塗布された流体不浸透性コーティングとを含み、前記コーティングは水性であり、別個の第２の層の下にある別個の第１の層を含み、前記第１の層は、誘電性強化添加剤および増粘剤を含み、前記第２の層は前記増粘剤を含まない、保護用編物スリーブ。
2. 前記編まれた糸が高耐熱糸を含む、請求項１に記載の保護用編物スリーブ。
3. 前記高耐熱糸はポリメタフェニレンイソフタルアルミド素材である、請求項２に記載の保護用編物スリーブ。
4. 前記編まれた糸が１インチ当たり１５〜２５のピックを有する、請求項１に記載の保護用編物スリーブ。
5. 前記コーティングが硬化される、請求項１に記載の保護用編物スリーブ。
6. 前記誘電性強化添加剤は硫酸バリウムである、請求項１に記載の保護用編物スリーブ。
7. 前記増粘剤はゴムタイプの増粘剤である、請求項６に記載の保護用編物スリーブ。
8. 前記コーティングはフルオロラテックス（ｆｌｕｏｒｏｌａｔｅｘ）材料である、請求項１に記載の保護用編物スリーブ。
9. 保護用編物スリーブを製造する方法であって、
   管状壁を編むステップと、
   誘電性強化添加剤および増粘剤を含む第１の層を塗布し、次いで、第１の層を塗布した後、誘電性強化添加剤を含むが増粘剤は含まない第２の層を塗布するステップを含む少なくとも２つの別個の塗布ステップにおいて、水性コーティングを壁に塗布するステップと、
   コーティングを硬化させるステップとを含む、方法。
10. 水性コーティングを塗布する前に管状壁を熱処理するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
11. 炎で熱処理を実行するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
12. 第２の層を塗布する前に第１の層を乾燥させるステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
13. 水性コーティングに架橋剤を加えるステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
14. １２時間にわたり摂氏２００度で硬化を実行するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
15. 第２の層を塗布する前に第１の層を乾燥させるステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
16. 円形のクロスヘッドおよびダイ／ワイパ・セットアップを組み合わせた重力送りシステムを用いて、第１の層を塗布するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
17. 浸漬工程において第２の層を塗布するステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。