JPH08510181A - 安定化された布及び該布を含有する強化製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 コア−シース型のフィラメントからなるメッシュ状の接合された布であって、該布は第１の条件では長手方向において弾性を発揮しないが、第２の条件下では比較的強度の高いフィラメントのコアに悪影響を与えることなく接合が破壊されるか降伏する。この布はホースやその他の基材を補強するのに用いられ、製品が曲げられた時に接合が破壊される。

Description

【発明の詳細な説明】 安定化された布及び該布を含有する強化製品 技術分野 本発明は、ラジエター、燃料充填器その他のホース等に利用される製品の強化 物として一般に産業上適用される紡績布に関する。本発明は更に、強化製品及び その製造に関する。 背景技術 産業上の織物として利用されるほとんどの織物は、荷重に耐え得る縦糸と横糸 を有しており、縦、横方向のいずれかに張力が作用しても、歪みが生じない。し かしながら、いくつかの紡績布例えばアトラスステッチ（Atlas-stitch）の織物 は、ひとたび織機の制御機構から解放されると、寸法安定性に欠けることとなり 、長手方向又は横方向に張力が作用すると、容易に変形する。このような布は、 例えばラジエータのホースのような複合製品を製造する場合には、簡単に形状化 （shaping）が行えるので、強化材料に好適な材料としてしばしば用いられる。 車載ラジエータ用の冷却ホース及びその製造方法が米国特許第４，２４２，２ ９６号に記載されている。強化布はホース材の変形を制限することが知られてい る。ホースの製造に際しては第１の押し出しヘッドを用いてホースの内側部を形 成し、その上に強化布が布設される。そして、第２の押し出しヘッドにより強化 布上にホースの外側部が形成される。２番目のホース 部（外側部）が形成されたとき、強化布は伸びる。ホース材が曲げられたとき強 化布は僅かの範囲でしか伸びることができないので曲げ半径は大きなものとなら ざるを得ない。 ＥＰＡ０１００５７３号は強化布を有するホース材を形状化して所望の形状に ホース材を硬化させるための方法について記載している。しかしながら、ホース が曲げられたとき強化布は所望の程度まで伸びず、強化布が破れ、そのためにホ ースの壁も曲げの外側面で張り裂ける結果となる。仮に強化布が破れないとして も、曲げの内側面が折り畳まれ、ホースの断面形状は曲げ部で楕円形となるよう に変形してしまう。 もし、ホースが十分に曲げられるようにするために従来の強化布がその長手方 向に十分に伸びることができるならば、強化布はホースの製造中に伸びてしまい 布の方向が変わってしまう。よって強化布の引っ張り強さや、幅が変化してしま い、製造過程のホースにおいて強化布を環形にするために、強化布の縁部同士を 重ねようとしても、重ね合わせ量が減少したり、重ね合わせができなかったりす る。その結果最終製品の性能に影響を与える。換言すれば、強化布は所望の寸法 安定性を有しなくなる。 ＥＰＡ０４２５０９９号は、ホース用の布について記載があり、該布は、複合 製品の強化材として使用されたとき荷重に耐え得る布であって、製造過程では制 限された範囲でしか伸びず、一方で強化機能を保持しつつも製品を所望の形状に 曲げることができるものである。この布はある手段、例えば長手方向フィラメン トを用いることにより安定化できるが、それは破断可能 であるために安定性が損なわれ、また、そのほかの理由により安定化の効果が消 失する。寸法的に安定な布を用いて強化製品を製造し、次に現場で安定化手段を 破壊するような処理をして、形状化を容易に行う。切断時やホース基材との一体 化の際に、布は変形せず、強化製品は座屈や破断が生じることなく形状が維持さ れる。 布や安定化フィラメントの製造のためにＥＰＡ０４２５０９９号は様々な材料 が提案されている。織物又は編物の様々なメッシュ状の布が記載されている。一 例としてアラミド材料が挙げられ、それはループとしては不適切であるが、布は 直線状のフィラメントからなる接合されたメッシュを有し、必要であれば、更に メッシュに織り込まれた安定化されたキャリア糸を有している。しかしながら単 にフィラメンとを接合しただけでは上述した歪みの問題は克服できない。更に、 フィラメンとをループさせると強化製品の厚さが増加してしまい、好ましくない 。なぜならば、基材はすべての布を覆う必要があり、シリコンゴムやその他の高 価な基材を使用する量が増えて不経済となるからである。 発明の開示 本発明によれば、接合された布はコア−シース型のフィラメントのメッシュを 有し、この布は第１の条件では長手方向において弾性を発揮しないが、第２の条 件下では比較的強度の高いフィラメントのコアに悪影響を与えることなく接合が 破壊されるか接合力がなくなる。この布は、ＥＰＡ０４２５０９９号公 報に記載された布と本質的に同様な補強機能を具備しており、安定化された長手 方向フィラメントを備えている。本発明によると、このフィラメントは一般に直 線状であり、比較的薄いものである。その結果、布の厚さはメッシュフィラメン トの厚さに大きく依存する。本発明の新規なメッシュ布の更なる利点としては、 従来の技術によって製造が可能であり、例えばテープ製造機により平セルベッジ （plainselvedge）を形成する長手方向フィラメントを用いて製造できる。 発明を実施するための最良の形態 メッシュフィラメントはループ化されて摩耗を受ける傾向によっては制約され ない。適切なコア材料は高い引張り強さを具備する材料であり、その例としては ポリアミド、シリカ、ポリエステル、アラミド、ガラス、炭素繊維等である。コ アの比重は少なくとも１であり、例えば１．２乃至１．５ｇ／ｃｍ³（ポリエス テルの場合は１．３８）である。 シース材料や長手方向フィラメント又はキャリア糸は比較的強度が低いが、し かし、十分な強度を有するフィラメント材料であり、製造過程のホース（硬化前 ）の切断や製造段階でねじれを生じることなく布を保持する。例えばラジエータ 用の冷却ホースのような形状化が必要な複合製品に、安定化された布が用いられ るときは、接合又は安定化の効果は適切に加熱することによって破壊され、また は降伏点を通過する。 強化のための方法としては、ガラス、アラミドまたはカーボン等の糸に対して 、別の糸またはフォイルを前者の糸の融点よ り低い温度でスピン加工しまたはコアテキスチャー加工し、または包み込みまた は撚り合わせる。コア糸（それ自身が複合材か否かを問わず）はポリアミド、ポ リエチレン、ポリプロピレン、その他のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ アクリラート、ＰＥＴ、またはＰＥＢＴのような熱可塑性材料の溶液を通過する のが好ましい。このようにしてコア糸の構造が維持される。 複合布は、加熱し、加圧し、又はその他の方法によって製造され、基地糸又は 塗布材が溶融して別に織り込まれた複数本の糸の面と一体化される。この結合力 が十分なので、長手方向のキャリア糸は必要でない。加熱、加圧、その他の方法 によって十分な結合が得られ、工程が完了する。製造工程において通常より高い 力を作用させることにより、製造過程のホース用補強布は接続点が降伏するまで に形状化ができる。アラミド、ガラス、炭素等の糸の摩耗を減少させ、耐衝撃性 を向上させ、ゴムに対する接着力を増加させる目的でこの技術が利用される。代 表的な糸としては、ポリアミドが塗布されたガラス糸や、ポリアミドが塗布され たアラミドである。強化材のうち基地をなす糸の量は通常５乃至６０重量％であ り、好ましくは１５乃至４０重量％である。 セルベッジ糸の形態にて長手方向フィラメントが存在するときは、メッシュ状 の布を接着により接合するのが特に好ましい。このような糸はメッシュフィラメ ントよりも薄く、メッシュの主要な目的は、少なくともその中央の交差点域にお いては比較的薄く（例えば厚さが１ｍｍ未満）、容易に製造できることで あり、また好適なタイプのセルベッジ糸がメッシュより厚い場合であっても（か かる場合には布の引き裂き強度が向上する）、目的に合致するものである。セル ベッジは接着、縫合、その他の手法によりメッシュ布に結合されるが、平セルベ ッジであることが好ましい。 布により強化され安定化された本発明の製品は、一般に公知な技術によって製 造される。例えば、２層の被押出し基材を分離して押出し、層間に補強布を挿入 する技術である。製品は好ましくは管状またはホース状であるが、本発明を同様 にその他の製品例えば、ケーブル、室内装飾材料、ブーツその他の履き物、屋根 やテントの補強材、自転車その他のタイヤ等の製造に適用することができるのは もちろんである。一般に、製品が曲げを受けたり、所望の形状に変形されたりす るような場合に本発明が好適に利用できる。十分な形状化により安定した製品が 製造でき、必要であれば硬化又は加硫工程を追加する。 一例を述べると、第１、第２の同軸押し出しヘッドから材料を押し出し、ヘッ ド間に連続的に安定化された一連の強化布を供給することによって本発明による ホースが製造できる。帯状の布は、その長手方向の縁が互いに連続するか、又は 重ねられ押出された内層上に布設される。強化布は、好ましくは十分な開口構造 有し、同軸ヘッドから押し出された材料は布を通過できる。 安定化された強化布は比較的高い弾性係数を有し、従って所定の値に至るまで の張力下では伸びる割合が低い。張力が所定の値を越えると結合手段が破壊され 、弾性係数が低下する。そ のため、布は比較的容易に伸張できる。所期の段階ではホースの長手方向に荷重 が作用したとき、布はその形状を維持する。ホースが曲げられたとき、布は曲げ の外側で引張りを受け、安定化手段が破壊され、又は降伏し、その結果布はホー ス材料とともに伸張できる。基地布やホースの壁のいずれも引き裂かれることは なく、ホースの断面や安定性が維持される。 布自体は、切断工程や硬化ゴム又はプラスチック基材との接合工程の過程で、 低下した弾性率が維持される。この効果は、異なる条件下では減少するか、又は 減殺される。異なる条件としては、例えば張力下であるがメッシュ構造に悪影響 を与えることのない場合等である。従って、このような異なる条件下を経た後は 、布はほとんどコアフィラメントのみ又は完全にコアフィラメントのみとなる。 安定化手段が張力下で破壊されたり降伏すると、コアとシース材料の相対的な 融点は重要ではなくなる。しかしながら、接合手段が破壊可能ではなくまたは降 伏しない材料であるときは、その融点はメッシュ布の融点より低くあるべきであ る。 特に、強化布はよりめ（lay-in）布、編成布、さなだ布（braided fabric）で もよく、開口構造であってメッシュの形状はひし形、平行四辺形、その他の四角 形であり、連続するメッシュの対向する角部は一直線上にあり、布がホース材料 内に布設されたとき、布は実質的にホースの軸と平行に延び、長手方向の糸によ り接続される。特に布の切断工程やホース製造過程において、長手方向糸は接続 にとって効果がある。複合メッシュ布の場合には、長手方向フィラメントの代わ りにシースが布を接合 する機能を果たす。 一般に、メッシュはその糸辺が、布やホースその他布を有した製品の長手方向 に対して４０乃至８０度の範囲であるのが好ましく、特に４５乃至６５度の範囲 例えば約５５度であるのが好ましい。 なおＥＰＡ０４２５０９９号公報の図１、図２にも着目すべきである。この公 報の図６、図７では、この明細書に言及されている強化布の利用理念について記 載している。 以下に記載する具体例は本発明の布に関するものである。それそれの布はＥＰ Ａ０４２５０９９号公報の具体例１に記載されている冷却液ホースの補強材とし て用いられる。具体例１ メッシュ布は８４０デニール（den）のアラミド糸（１メートルで８回の捻れ （turn）であってメッシュ角度が６３度のもの）から形成される。この布は、９ ４０ｄテックス（dtex）のＰＡ６６製の２本の耳部（１辺当たり１本）を伴った アラミド補強糸（１インチ（２５．４ｍｍ）当たり３本）と、２３本の７８ｄテ ックスのＰＡ６６製の軽量長手方向キャリア糸より構成される。キャリア糸は２ 層の補強糸の間に配置される。セルベッジ糸は平滑な耳部を提供し、アラミド糸 が切断されるのを防止し、またホースの強度を高める。 布はＲＦＬ中に浸される。そのことにより基地（この場合にはゴム）に対する 接着力を同時に高めることができる。浸漬液に浸すことによりキャリア糸の本数 の一部又は前部を省略してもよい。具体例２ 幅が１５０ｍｍの布を補強材として９４０ｘ２ｘ２ＰＡ６６により製造するが 、補強材として、７８ｄテックスのＰＡ６６製の１１ｘ２のキャリア糸と、２８ ０ｄテックスのＰＡ６６製の２本の耳部を用いる。補強材は１０．２ｃｍ当たり １０本であり、メッシュ角度は４５度である。ナイロン９４０／２／２は１００ ｔ／ｍ Ｚ、１００ｔ／ｍ Ｓを有する。長手方向糸は２９５ｔ／ｍの捻れである 。全体がＲＦＬ内に浸されて保持される。具体例３ 幅が１４０ｍｍの布は、１３６０ｄテックスのガラス糸補強材に１１００ｄテ ックスのポリエステル糸を覆って構成され、全体として２４６０ｄテックスの布 とする。この布は、５５０ｄテックスのポリエステル製セルベッジ糸を有し、加 熱加圧保持される。この布は１インチ（２５．４ｍｍ）当たり４本で構成され、 またメッシュ角度は５４度である。具体例４ 幅が１３０ｍｍでありメッシュ角度が５４度の布が、１３６０ｄテックスのガ ラス糸と、５５０ｄテックスのポリオレフィン製セルベッジ糸により構成される 。この布はポリオレフィン溶液を通過し、キャリア糸を有しない。ポリオレフィ ンはセルベッジ糸と相まって十分な安定性を発揮した。所望の曲げ力が作用した ときに接続が解放される程度に、加熱温度と圧力を設定した。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年７月２６日 【補正内容】 請求の範囲 １．（ａ）被押出し物により内層と外層を押出し成形する工程と、 （ｂ）メッシュ状のフィラメントからなる布を内層と外層間に設ける工程と、 （ｃ）熱及び又は圧力により製品を形状化する工程を有する形状化された製品 を製造する方法において、 該フィラメントはコア−シース型のフィラメントであり、シースの融点はコア の融点より低く、 該メッシュは該フィラメントの交差部において接合されており、 該工程（ｃ）においてはフィラメントの接合が解除されることを特徴とする形 状化された製品を製造する方法。 ２．該布は更に長手方向に延びるフィラメントを有することを特徴とする請求 項１記載の方法。 ３．該長手方向フィラメントは上記交差部付近において縫い合わされ、綴等れ 、接合され、又は編成されることを特徴とする請求項２記載の方法。 ４．該長手方向フィラメントは平セルベッジにより形成されることを特徴とす る請求項２又は３のいずれか１に記載の方法。 ５．該工程（ｃ）は、加熱、放射、引張りによりなされることを特徴とする先 行する請求項のいずれか１記載の方法。 ６．該メッシュは開口構造であることを特徴とする先行する請求項のいずれか １記載の方法。 ７．該フィラメントは直線状であることを特徴とする先行する請求項のいずれ か１記載の方法。 ８．シースの量はコアに対して４０重量％までであることを特徴とする先行す る請求項のいずれか１記載の方法。 ９．該フィラメントはコア糸を熱可塑性材料の溶液に通過させることによって 製造されることを特徴とする先行する請求項のいずれか１記載の方法。 １０．該布の厚さが１ｍｍ未満であることを特徴とする先行する請求項のいずれ か１記載の方法。 １１．被押出し物はシリコン樹脂又はＥＰＤＭゴムのいずれかであることを特徴 とする先行する請求項のいずれか１記載の方法。 １２．製品はホースであることを特徴とする先行する請求項のいずれか１記載の 方法。 １３．該工程（ａ）の押出し工程では、同軸の押出しヘッドから被押出し物を押 出して内層、外層とすることを特徴とする請求項１１記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｂ２９Ｌ 23:00

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．コア−シース型のフィラメントのメッシュ構造である接合された布であっ て、第１の条件下では実質的に長手方向に弾性を発揮せず、また第２の条件下で は該フィラメントの比較的強度の高いコアに影響を与えることなく接合が破壊さ れるか又は降伏する布。 ２．該メッシュは該フィラメントの交差部において接合されていることを特徴 とする請求項１記載の布。 ており、 ３．長手方向に延びるフィラメントを更に有することを特徴とする請求項１乃 至２のいずれか１記載の布。 ４．該長手方向フィラメントは上記交差部において縫い合わされ、綴等れ、接 合され、又は編成されることを特徴とする請求項２乃至３のいずれか１記載の布 。 ５．該長手方向フィラメントは平セルベッジにより形成されることを特徴とす る請求項３乃至４のいずれか１記載の布。 ６．該第２の条件は、加熱、放射、引張りであることを特徴とする先行する請 求項のいずれか１記載の布。 ７．厚さが１ｍｍ未満であることを特徴とする先行する請求項のいずれか１記 載の布。 ８．製品を構成する基材を該第１の条件下にある該布により補強し、次に補強 された製品を該第２の条件下で処理することにより得られることを特徴とする先 行する請求項のいずれか１記載の布により補強された製品。 ９．ゴム又はプラスチック基材が該布を含有して構成されることを特徴とする 請求項８記載の製品。 １０．基材がシリコン樹脂又はＥＰＤＭゴムから構成されることを特徴とする請 求項９記載の製品。 １１．形状化されたホースであることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか １記載の製品。 １２．被押出し物を同軸押出しヘッドから押出して内層と外層を形成する工程と 、該第１条件下で該補強布を該内層と外層の間に設ける工程と、該第２条件下で 布により補強されたホースを形状化する工程を有することを特徴とする請求項１ １記載の製品を製造する方法。