CN102563236B - 用具对位芳族聚酰胺纤维之复合绳增强的软管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用具对位芳族聚酰胺纤维之复合绳增强的软管，所述软管包括至少一层管芯层、至少一层外覆层、和位于管芯层和外覆层之间的单层纤维增强层，所述纤维增强层包含由至少一股对位芳族聚酰胺纤维和至少一股高伸长纤维捻合在一起形成的复合绳。本发明的软管具有高耐爆破压力和良好的体积膨胀性。

Description

用具对位芳族聚酰胺纤维之复合绳增强的软管

技术领域

本发明涉及用具对位芳族聚酰胺纤维之复合绳增强的软管，所述软管具有高耐爆破压力和良好的体积膨胀性，适合用作动力转向管。 

背景技术

近年来，随着汽车工业的迅速发展，软管被广泛地应用于多种汽车部件以供传输带压液体或气体，例如，机动车散热器和加热器软管、空调软管、刹车软管和动力转向管等。通常这些软管组件包括一层管芯层、一层或多层的增强层、和在所述增强层上至少一层的外覆层。所述增强层通常采用人造纤维或钢丝材料的线绳形成，这些线绳以针织、机织、编织或螺旋缠绕在所述管芯层上来增加软管的耐压性。所述软管的管芯层和外覆层通常采用热塑性树脂或是由弹性基材形成。对于低压至中压软管，通常采用聚酯、尼龙、人造丝或维尼纶(Vinylon)纤维作为所述的增强层材料。对于高压或超高压软管，则使用具有高强度的纤维，例如，对位芳族聚酰胺和钢丝等。 

但是用于动力转向管(一种高压油管)的增强层材料却优选使用尼龙纤维。因为动力转向管在受压的初始阶段，尼龙纤维所形成的增强层可藉管体的膨胀来缓解瞬间升高的内压。SAE J188规定，I型的动力转向管需满足最小3cc/foot和最大8cc/foot的体积膨胀要求；II型的动力转向管需满足最小8cc/foot和最大17cc/foot的体积膨胀要求。 

美国专利申请2008/0314470公开一种适用于动力转向的软管，所述软管包含管芯层、外覆层、和一层纤维增强层，但不排除多于一层增强层之结构；所述软管采用耐高温的热塑性树脂作为其管芯层和外覆层的材料，而用于增强层的优选纤维则是3600旦的尼龙纤维。 

但是，由于动力转向管同时需要满足耐高压要求，一层尼龙纤维 的增强层无法满足这种耐高压要求，结果工业上的实际应用只得使用至少两层的尼龙纤维层以达到耐高压要求。SAE J188标准规定，动力转向管需要采用两层纤维编织结构的增强层以满足41.4MPa的耐爆破压力要求。 

美国专利US7,614,428B2公开了动力转向管采用了两层由尼龙或聚酯编织形成的增强层。其他例如美国专利US4,273,160和US6,631,742也公开了类似地使用两层纤维增强层的动力转向管。 

从功能的角度来说，两层纤维增强层常发生负荷转移的问题。如果两层纤维增强层的材料与编织方式完全一样，内层通常比外层承受较多的负荷，而外层只发挥了其50％的功效。为了解决负荷转移的问题，美国专利US5,660,210公开了使用具有不同性质的两层纤维增强层，其中内层比外层更易伸展，由此使得负荷能够被转移到外层。美国专利US4,273,160公开了类似的技术方案。但是这些技术方案会增加材料上的处理和生产难度。此外，为保证两层增强层能够平均分担负荷需要采取非常严苛的工艺参数。 

在许多情况下，在两层纤维增强层之间还需要一层中间橡胶层，使纤维与橡胶之间有较好的粘结，并减少两层纤维层之间的相互磨损，由此增加软管的使用寿命。但是再增加一层橡胶层显然增加原材料和生产的成本、以及生产工艺的难度，所得到的软管也变得更加厚重。 

软管例如动力转向管若采用单层纤维增强层比起用双层纤维增强层的优势在于不涉及负荷转移的问题、节省生产成本、和简化生产工艺。但是，仅使用高强度的纤维，例如对位芳族聚酰胺、或钢丝等形成软管的单层纤维增强层，所获得的软管虽然满足耐爆破压力的要求，然而却无法满足体积膨胀性的要求。 

因此现有技术至今无法提供仅有单层纤维增强层的软管作为动力转向管、并同时达到工业上对其耐爆破压力和体积膨胀的要求。 

发明内容

本发明提供一种软管，其包括至少一层管芯层、至少一层外覆层、 和位于管芯层和外覆层之间的单层纤维增强层，所述纤维增强层包含由至少一股对位芳族聚酰胺纤维和至少一股断裂伸长率大于等于15％的高伸长纤维捻合在一起形成的复合绳，所述复合绳的加捻系数为4.5-12；所述软管的管芯层和外覆层由弹性基材形成。 

由于本发明采用由至少一股对位芳族聚酰胺纤维和至少一股高伸长纤维捻合在一起形成的复合绳来构成所述的纤维增强层，使得所制得的软管只采用单层纤维增强层就能同时满足工业上对动力转向管的耐爆破压力和体积膨胀的要求。所获得的软管的耐爆破压力范围为大于等于41.4MPa，体积膨胀范围在8.97MPa的内压下为3-17cc/foot。本发明的软管可以理想地用作动力转向管。 

附图说明

图1是本发明的软管的一个实施方式的立体剖视图； 

图2是本发明的软管的一个实施方式的立体剖视图； 

图3-图5是本发明的软管的一个实施方式中纤维增强层的示意图； 

图6-图8是本发明的软管的几种实施方式中纤维增强层中复合绳的结构示意图。 

具体实施方式

除非另外说明，本发明提到的所有的出版物、专利申请、专利和其它参考文献都以引用的方式全文结合入本文中，相当于全文呈现于本文。 

除非另外定义，本文中使用的所有技术和科学术语具有本发明所属领域普通技术人员通常所理解的同样含义。在抵触的情况下，以本说明书包括定义为准。 

除非另外说明，所有的百分数、份数、比例等都以重量计。 

当以范围、优选范围、或者优选的数值上限以及优选的数值下限的形式表述某个量、浓度或其它值或参数的时候，应当理解相当于具体揭示了通过将任意一对范围上限或优选数值与任意范围下限或优 选数值结合起来的任何范围，而不考虑该范围是否具体揭示。除非另外指出，本文所列出的数值范围旨在包括范围的端点，和该范围之内的所有整数和分数。 

在本文中，术语“由……形成“或“由……构成”等同于“包含/包括”。本文中所用的术语“包括”、“包含”、“具有”、“有”“含有”或它们的任意其他变体，是意图包括非排它性的包含。例如，包含一系列要素的组合物、过程、方法、制件或设备并不一定只限于那些要素，而是还可以包括没有明确列出的或者这些组合物、过程、方法、制件或设备所固有的其他要素。而且，除非明确表示相反含义，否则，“或”是指包含“或”而非排它性的“或”。例如，以下任何一条件都满足条件A或B：A为真(或存在)且B为假(或不存在)，A为假(或不存在)且B为真(或存在)，以及A和B都为真(或存在)。 

除非有另外的说明，本发明的材料、方法和实施例仅仅是示例性的，而非限制性的。虽然在本发明的实施或测试中可以采用类似于或等同于本文所述的那些方法和材料，但本说明书下文已描述了合适的方法和材料。 

本发明的软管包括至少一层管芯层、单层的纤维增强层、和至少一层外覆层。图1-图2表示了本发明的一个实施方式中的软管的立体剖视图，其中1表示软管、2表示管芯层、3表示纤维增强层、4表示外覆层、10表示纤维增强层中的复合绳。 

本发明的软管采用了单层的纤维增强层，所述纤维增强层包含由至少一股对位芳族聚酰胺纤维和至少一股断裂伸长率大于等于15％的高伸长纤维捻合在一起形成的复合绳，所述复合绳的加捻系数为4.5-12。 

在本申请中，术语“芳族聚酰胺纤维”是指由酰胺键或酰亚胺键连接芳香族基团所构成的线型高分子经纺丝制得的纤维，其中至少85％的酰胺键或酰亚胺键直接与两个芳环相连接，且当存在酰亚胺键时，其数目不超过酰胺键。 

在本发明中，对复合绳中所使用的对位芳族聚酰胺纤维没有特别的限制。优选一股对位芳族聚酰胺纤维的线密度范围为200-3500旦， 更优选600-2000旦；断裂强力范围为18-28克力/旦；和/或断裂伸长率范围为1.5-5.0％。所述复合绳优选含有1-10股、更优选1-5股对位芳族聚酰胺纤维。 

典型的对位芳族聚酰胺纤维例如但不限于由杜邦公司生产的Kevlar系列纤维。 

在本发明中，所述高伸长纤维是指具有大于等于15％的断裂伸长率，优选具有15-40％的断裂伸长率的任何合适的纤维。所述的高伸长纤维优选是至少一种选自聚酯、尼龙和间位芳族聚酰胺纤维的纤维。优选一股高伸长纤维的线密度范围为200-3500旦，更优选500-2000旦；断裂强力范围为3-10克力/旦；和/或断裂伸长率范围为15-40％，更优选18-35％。所述复合绳优选含有1-10股、更优选1-5股高伸长纤维。 

典型的高伸长聚酯纤维例如但不限于由Performance Fibers公司生产的聚酯纤维。典型的高伸长尼龙纤维包括尼龙6与尼龙66纤维，可购自下述制造厂商，例如但不限于神马公司和Kordsa公司。典型的高伸长间位芳族聚酰胺纤维例如但不限于由杜邦公司生产的Nomex和由帝人公司生产的Twaron。 

在本申请中，术语“旦”或“旦尼尔”(denier)是指在9000米未加捻的纤维所具有重量的克数。通常旦数越大，其纤维越粗。由多股纤维组成的股线，其旦数是所含多股纤维的总和。例如，一根由3股1500旦的纤维合并在一起之后捻合而得的股线，即算为一根4500旦的股线。不过，实际上通过加捻，该股线的单位长度内的重量会比4500旦略高。 

术语“捻合在一起”是指构成复合绳的至少一股经初捻的对位芳族聚酰胺纤维和至少一股经初捻或未初捻的高伸长纤维复捻而形成的结构。术语“初捻”是指构成复合绳的各股纤维各自的加捻过程；术语“复捻”是指构成复合绳的所有纤维合并在一起之后形成复合绳的加捻过程。为避免混爻，当构成复合绳的至少一股的高伸长纤维或股线虽未经初捻(即无捻)，其与至少一股经初捻的对位芳族聚酰胺纤维合并在一起之后，形成复合绳的加捻过程仍称为“复捻”。 

在初捻阶段，当使用两股以上对位芳族聚酰胺纤维时，各股对位芳族聚酰胺纤维可以分别加捻或合并在一起之后加捻；当使用两股以上高伸长纤维时，各股高伸长纤维可以均不加捻、分别加捻或合并在一起之后加捻。 

所述复捻的方式包括的一种方式是使构成复合绳的至少一股经初捻的对位芳族聚酰胺纤维和至少一股经初捻或未初捻的高伸长纤维合并在一起之后捻合，视所述对位芳族聚酰胺纤维与高伸长纤维的线密度、股数、捻度差，可形成结构例如如图6-图8所示的复合绳。在图6-图8中，10表示复合绳、100表示对位芳族聚酰胺纤维、200表示高伸长纤维。 

所述复合绳中对位芳族聚酰胺纤维和高伸长纤维的初捻的捻度可以相同或不同，初捻的方向可以相同或不同；复合绳的复捻的方向通常与对位芳族聚酰胺纤维的初捻方向相反。术语“捻度”是指纤维或股线在一米长度内所具有的捻数(twist per meter，TPM)，其单位为捻/米。 

在本发明所述的复合绳中，对位芳族聚酰胺纤维的初捻的加捻系数(twist multiplier，TM)为4.5-12，优选5-8.5；高伸长纤维的初捻的加捻系数为0-12；复合绳的加捻系数为4.5-12，优选5-8.5。 

对于比重相同的纤维之加捻系数，例如本发明的对位芳族聚酰胺纤维或高伸长纤维的初捻而言，其计算方式如下： 

$\mathrm{TM}=\mathrm{TPM}\×\frac{\sqrt{\frac{D}{\mathrm{\ρ}}}}{2395}$

其中 

TM：加捻系数(无单位) 

TPM：捻度(捻/米) 

D：纤维的线密度(旦) 

ρ：纤维的比重(g/cm³)。 

对于本发明的由至少一股对位芳族聚酰胺纤维和至少一股高伸长纤维组成的复合绳而言，其加捻系数的计算方式如下： 

$\mathrm{TM}=\mathrm{TPM}\×\frac{\sqrt{\frac{D_1}{{\mathrm{\ρ}}_1}+\frac{D_2}{{\mathrm{\ρ}}_2}}}{2395}$

其中 

TM：加捻系数(无单位) 

TPM：捻度(捻/米) 

D₁：所述至少一股对位芳族聚酰胺纤维的线密度的总和(旦) 

ρ₁：对位芳族聚酰胺纤维的比重(g/cm³) 

D₂：所述至少一股高伸长纤维的线密度的总和(旦) 

ρ₂：高伸长纤维的比重(g/cm³)。 

在本发明所述的复合绳中，优选对位芳族聚酰胺纤维占复合绳总重量的30-80％，高伸长纤维占复合绳总重量的20-70％。 

在本发明的一个优选的实施方式中，所述复合绳由至少一股对位芳族聚酰胺纤维和至少一股聚酯纤维捻合而成，其中对位芳族聚酰胺纤维占复合绳总重量的50-80％，聚酯纤维占复合绳总重量的20-50％。 

在本发明的另一个优选的实施方式中，所述复合绳由至少一股对位芳族聚酰胺纤维和至少一股间位芳族聚酰胺纤维捻合而成，其中对位芳族聚酰胺纤维占复合绳总重量的30-70％，间位芳族聚酰胺纤维占复合绳总重量的30-70％。 

在本发明的又一个优选的实施方式中，所述复合绳由至少一股对位芳族聚酰胺纤维和至少一股尼龙纤维捻合而成，其中对位芳族聚酰胺纤维占复合绳总重量的35-75％，尼龙纤维占复合绳总重量的25-65％。其中尼龙纤维优选包括尼龙6与尼龙66纤维。 

用于本发明的软管的复合绳在形成所述的纤维增强层之前可任选地在其至少部分表面涂覆或浸渍粘合剂。此外，亦可在形成所述的纤维增强层之后任选地在其至少部分表面涂覆粘合剂。本发明对所述粘合剂没有特别的限制，可以是本领域公知的任何合适的粘合剂，例如间苯二酚-甲醛-胶乳（RFL）粘合剂。本发明的软管的复合绳在经过粘合剂处理之后，可使所述复合绳通过温度介于100-250℃的烘箱或空气干燥，来干燥并固化其表面上的粘合剂。 

用于本发明的软管的复合绳为避免退捻，在形成所述的纤维增强层之前还可任选地经热处理。热处理的温度优选为100－250℃，热处理的时间优选为1－120分钟，更优选1－10分钟。 

在本发明中，所述纤维增强层可以通过本领域公知的任何方法通过使用所述的复合绳而形成。所述的纤维增强层优选使用所述的复合绳通过针织(knitting)、编织(braiding)、和/或螺旋缠绕(spiral wrapping)工艺而形成，更优选通过编织或螺旋缠绕而形成。 

对所述纤维增强层的厚度没有特别的限定，本领域的普通技术人员可以根据实际应用的要求来选择。例如，可以以16－48锭的编织机来编织所述的纤维增强层，复合绳的编织角度（α）优选为40度-65度；更优选为50度-60度。这里“编织角度”是指复合绳的切线方向与软管的轴向（长度方向）之间的夹角。图3显示了本发明的软管的一个实施方式中纤维增强层的编织结构，为一上一下的编织图案；其中3表示纤维增强层、10表示复合绳、12表示软管的轴向（长度方向），角α表示复合绳的编织角度。图4显示了本发明的软管的另一个实施方式中纤维增强层的编织结构，为二上二下的编织图案；其中3表示纤维增强层、10表示复合绳、12表示软管的轴向（长度方向），角α表示复合绳的编织角度。图5显示了本发明的软管的又一个实施方式中纤维增强层的编织结构，为用四根平行卷绕在每个锭子上的复合绳，以二上二下的织法所形成的编织图案；其中3表示纤维增强层、10表示复合绳、12表示软管的轴向（长度方向），角α表示复合绳的编织角度。 

对用于本发明的软管的管芯层和外覆层的弹性基材没有特别的限制，可以是任何橡胶或热固性树脂，但不是热塑性树脂。所述管芯层和外覆层的弹性基材优选各自独立地选自天然橡胶(NR)、聚氨酯弹性体(PU)、氯丁橡胶(CR)、丁腈橡胶(NBR)、氢化丁腈橡胶(HNBR)、 氯化聚乙烯(CPE)、三元乙丙橡胶(EPDM)、AEM聚合物(由乙烯、丙烯酸甲酯制成的二聚体，或由乙烯、丙烯酸甲酯以及酸性含环氧基单体制成的三元共聚物)、氯磺化聚乙烯类聚合物(CSM)、丙烯酸酯类聚合物、硅橡胶和氟化弹性体，或上述任何两种或多种的组合物。 

对所述聚合物管芯层和聚合物外覆层的厚度没有特别的限定，本领域的普通技术人员可以根据实际应用的要求来选择。 

对本发明的软管的制备方法没有特别的限制，可以采用本领域的普通技术人员公知的制备软管的工艺和步骤，只要满足软管中只使用单层由本发明所述的复合绳形成的纤维增强层。例如，本发明的软管可以如下形成：通过挤出工艺形成至少一层弹性基材管芯层，接着在管芯层上采用本发明所述的复合绳形成单层纤维增强层，然后再通过挤出工艺在所述的纤维增强层上形成至少一层弹性基材外覆层。 

本发明的软管可用于软管组件，所述的软管组件包括本发明的软管、套在其两端的软管连接器与卡箍。 

在本发明的一个优选的实施方式中，所述软管的耐爆破压力范围为大于等于41.4MPa，体积膨胀范围在8.97MPa的内压下为3-17cc/foot。在本发明的另一个优选的实施方式中，所述软管是用作动力转向管。 

实施例 

下面通过实施例对本发明进行具体的说明，但是本发明的范围并不受这些实施例的限制。 

所使用的材料： 

600旦的Kevlar1K1668纤维，来自杜邦公司； 

1000旦的Kevlar2F0037纤维，来自杜邦公司； 

1000旦的Kevlar1K211纤维，来自杜邦公司； 

1500旦的Kevlar2F0036纤维，来自杜邦公司； 

1500旦的Kevlar1F249纤维，来自杜邦公司； 

3000旦的Kevlar1F1380纤维，来自杜邦公司； 

1200旦的NomexT430型纤维，来自杜邦公司； 

840旦的尼龙66纤维T-728型，来自Invista； 

1260旦的尼龙66纤维T-728型，来自Invista； 

500旦的聚酯纤维(PET)，来自中国无锡太极实业股份有限公司。 

制备过程： 

下述本发明的各实施例以及各对比例的各种纤维与复合绳均使用一台环锭加捻机，按所指定的捻度来作加捻处理。 

复合绳的制备：首先在一个环锭加捻机上将Kevlar纤维(即对位芳族聚酰胺纤维)和指定的高伸长纤维分别按所指定的捻度加捻，然后将二种纤维合并，并向初捻方向的反方向加捻，形成复合绳。 

软管的制造：根据SAE J188标准尺寸制备I型和II型的动力转向管。I型的内径为0.972-1.03公分，外径为1.91-2.07公分；II型的内径为0.912-1.01公分，外径为1.91-2.07公分。首先按适当的重量配比秤取包含弹性基材的各原料组分，然后通过密炼机混炼成混炼胶；从挤出机中挤出管芯层；然后将所述的复合绳经过编织机以24锭，编织到管芯层上，用一上一下的编织法，形成类似图3的单层纤维增强层，所有复合绳的编织角度均为54.7°；接着将作为外覆层的混炼胶挤出到所述的编织纤维层上形成管胚；最后施加充足的温度和压力，将管胚进行固化或硫化处理。 

实施例1 

将一股600旦的Kevlar1K1668纤维和一股500旦的聚酯纤维以同样的方向分别加捻至693捻/米的捻度，然后将它们合并在一起，并向反方向加捻至693捻/米的捻度，形成复合绳(如图6)，所述复合绳的加捻系数约为8。然后将两根加捻的复合绳平行并股，再将四根所述并股后的复合绳平行卷绕到每个锭子上，编织到软管中。其单层纤维增强层具有八根平行复合绳的一上一下交织图案。 

实施例2 

将二股600旦的Kevlar 1K1668纤维以同样的方向分别加捻至697捻/米的捻度，并将一股500旦的聚酯纤维也以同样的方向加捻至697捻/米的捻度，然后将这三股纤维合并在一起，并向反方向加捻至697捻/米的捻度，形成复合绳(如图7)，所述复合绳的加捻系数约为10。将两根加捻的复合绳并股，再将三根所述的平行并股的复合绳平行卷绕到每个锭子上，编织到软管中。其单层纤维增强层具有六根平行复合绳的一上一下交织图案。 

实施例3 

将一股1000旦的Kevlar 2F0037纤维加捻至400捻/米的捻度，然后将加捻的Kevlar 纤维围绕着一股未加捻的1200旦的Nomex 纤维向相反方向加捻至400捻/米的捻度，形成复合绳(如图8)，所述复合绳的加捻系数约为6.6。然后将两根加捻的复合绳平行并股，再将三根所述并股后的复合绳平行卷绕到每个锭子上，编织到软管中。其单层纤维增强层具有六根平行复合绳的一上一下交织图案。 

实施例4 

将二股1500旦的Kevlar 2F0036纤维以同样的方向分别加捻至274捻/米的捻度，并将一股1260旦的尼龙66纤维也以同样的方向加捻至137捻/米。然后将这三股纤维合并，向相反方向加捻至274捻/米的捻度形成复合绳(如图7)，所述复合绳的加捻系数约为5.3。然后将三根所述的复合绳平行卷绕到每个锭子上，编织到软管中。其单层纤维增强层具有三根平行复合绳的一上一下交织图案。 

实施例5 

将一股1000旦的Kevlar 1K211纤维加捻至415捻/米的捻度，并以相同方向将一股840旦的T-728尼龙66纤维加捻至300捻/米的捻度。然后将这两股纤维合并，向相反方向加捻至415捻/米的捻度，形成复合绳(如图6)，所述复合绳的加捻系数约为6.5。然后将三 根所述的复合绳平行并股在一起，再将四根并股的复合绳平行卷绕到每个锭子上，编织到软管中。其单层纤维增强层具有十二根平行复合绳的一上一下交织图案。 

实施例6 

使用间苯二酚甲醛胶乳(RFL)粘合剂配制品处理实施例5中的复合绳。将所述复合绳浸渍通过RFL液体，然后在160℃干燥1分钟，再在240℃干燥1分钟。然后将三根这样经处理的复合绳平行并股在一起。再将四根所述并股后的复合绳平行卷绕到每个锭子上，编织到软管中。其单层纤维增强层具有十二根平行复合绳的一上一下交织图案。 

实施例7 

将一股3000旦的Kevlar 1F1380纤维加捻至286捻/米的捻度，并以相同的方向将一股1260旦的T-728尼龙66纤维加捻至372捻/米的捻度。然后将这两股纤维合并，向相反方向加捻至286捻/米的捻度，形成复合绳(如图6)，所述复合绳的加捻系数约为6.7。将二根所述的复合绳平行重绕到每个锭子上，编织到软管中。其单层纤维增强层具有二根平行复合绳的一上一下交织图案。 

实施例8 

将一股1500旦的Kevlar 1F249纤维加捻至286捻/米的捻度，并以相同的方向将一股1260旦的T-728尼龙66纤维加捻至286捻/米的捻度。然后将两股如上加捻的Kevlar纤维和一股如上加捻的尼龙66纤维合并，向相反方向加捻至286捻/米的捻度，形成复合绳(如图7)，所述复合绳的加捻系数约为6.7。将二根所述的复合绳平行卷绕到每个锭子上，编织到软管中。其单层纤维增强层具有二根平行复合绳的一上一下交织图案。 

实施例9 

在250℃将实施例1中的复合绳热处理2分钟然后冷却。然后将两根经热处理的复合绳平行并股，再将四根所述并股后的复合绳平行卷绕到每个锭子上，用于编织到软管中。其单层纤维增强层具有八根平行复合绳的一上一下交织图案。 

实施例10 

在250℃将实施例4中的复合绳热处理2分钟然后冷却。然后将三根经热处理的复合绳平行卷绕到每个锭子上，编织到软管中。其单层纤维增强层具有三根平行复合绳的一上一下交织图案。 

对比例1 

将一股1500旦的Kevlar 1F249纤维加捻至80捻/米的捻度。然后将三股如此加捻的纤维并股(即股线)平行卷绕到每个锭子上，编织到软管中。其单层纤维增强层具有三根平行复合绳的一上一下交织图案。 

对比例2 

将一股1000旦未加捻的Kevlar 1K211纤维和一股1200旦未加捻的Nomex T430纤维合并，加捻至67捻/米的捻度，形成复合绳，所述复合绳的加捻系数约为1.1。然后将四根如此加捻的复合绳平行卷绕到每个锭子上，编织到软管中。其单层纤维增强层具有四根平行复合绳的一上一下交织图案。 

对比例3 

将一股3000旦的Kevlar 1F1380纤维加捻至60捻/米的捻度。然后将两股所述加捻的纤维(即股线)平行卷绕到每个锭子上，编织到软管中。其单层纤维增强层具有二根平行复合绳的一上一下交织图案。 

性能测试 

采用ASTM D7269-08标准对由上述实施例和对比例所获得的复合绳或股线测试其断裂强力和断裂伸长率。 

软管的耐爆破压力可采用ASTM D380第16.1节的标准对由上述实施例和对比例制备的软管的耐爆破压力性能进行测试；亦可按下述公式计算而得(参见D.B.Wootton所著的“The Application of Textiles in Rubber”，第九章附录，第196页)。通常由公式算得的耐爆破压力会考虑其线绳的编织效率，将其再乘上0.75-0.8的转换系数。 

P＝0.2N_SR sinθ/DL 

其中：P＝耐爆破压力(单位：巴) 

θ＝编织角度 

N_S＝平行复合绳的总根数 

R＝复合绳的断裂强力(单位：牛顿) 

D＝纤维增强层的平均直径(单位：厘米) 

L＝节距长度(单位：厘米) 

软管的体积膨胀性可采用SAE J188第9.7节的标准对所制备的软管进行测试；亦可根据所用复合绳的断裂伸长率推算而得。 

上述实施例和对比例所采用的复合绳的断裂强力和断裂伸长率，以及所制备的软管的耐爆破压力和体积膨胀性之数值结果详见表1。 

由上述结果可以看出，本发明通过采用由至少一股对位芳族聚酰胺纤维和至少一股高伸长纤维构成的复合绳形成纤维增强层，使得所制备的软管只使用单层的纤维增强层就达到了理想的耐爆破压力和体积膨胀性，满足工业上对动力转向管I型或II型的性能要求。 

Claims (15)

1.一种软管，其特征在于，包括至少一层管芯层、至少一层外覆层、和位于管芯层和外覆层之间的单层纤维增强层，所述纤维增强层包含由至少一股对位芳族聚酰胺纤维和至少一股断裂伸长率大于等于15％的高伸长纤维捻合在一起形成的复合绳，所述复合绳的加捻系数为4.5－12；所述软管的管芯层和外覆层由弹性基材形成；

所述复合绳中每股所述的对位芳族聚酰胺纤维满足下述至少一种条件：

线密度为200―3500旦，

断裂强力为18―28克力/旦，和

断裂伸长率为1.5-5.0%；

所述的复合绳中每股所述的高伸长纤维满足下述至少一种条件：

线密度为200-3500旦，

断裂强力为3-10克力/旦，和

断裂伸长率为15-40%。

2.如权利要求1所述的软管，其特征在于，所述高伸长纤维为一种或多种选自聚酯、尼龙和间位芳族聚酰胺纤维的纤维。

3.如权利要求1所述的软管，其特征在于，所述复合绳的加捻系数为5-8.5。

4.如权利要求1所述的软管，其特征在于，所述的复合绳中所述至少一股对位芳族聚酰胺纤维占复合绳总重量的30-80％，所述至少一股高伸长纤维占复合绳总重量的20-70％。

5.如权利要求1或4所述的软管，其特征在于，所述的复合绳由至少一股对位芳族聚酰胺纤维和至少一股聚酯纤维捻合而成，其中所述至少一股对位芳族聚酰胺纤维占复合绳总重量的50－80％，所述至少一股聚酯纤维占复合绳总重量的20－50％。

6.如权利要求1或4所述的软管，其特征在于，所述的复合绳由至少一股对位芳族聚酰胺纤维和至少一股间位芳族聚酰胺纤维捻合而成，其中所述至少一股对位芳族聚酰胺纤维占复合绳总重量的30－70％，所述至少一股间位芳族聚酰胺纤维占复合绳总重量的30－70％。

7.如权利要求1或4所述的软管，其特征在于，所述的复合绳由至少一股对位芳族聚酰胺纤维和至少一股尼龙纤维捻合而成，其中所述至少一股对位芳族聚酰胺纤维占复合绳总重量的35－75％，所述至少一股尼龙纤维占复合绳总重量的25－65％。

8.如权利要求1所述的软管，其特征在于，所述的复合绳在其至少部分表面涂覆有粘合剂。

9.如权利要求1所述的软管，其特征在于，所述的复合绳在形成所述的纤维增强层之前经热处理，热处理的温度为100－250℃，热处理的时间为1－120分钟。

10.如权利要求1所述的软管，其特征在于，所述纤维增强层由所述的复合绳通过针织、编织、和/或螺旋缠绕工艺而形成。

11.如权利要求1所述的软管，其特征在于，用于所述管芯层和外覆层的弹性基材各自独立地选自天然橡胶、聚氨酯弹性体、氯丁橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶、AEM聚合物、氯磺化聚乙烯类聚合物、丙烯酸酯类聚合物、硅橡胶和氟化弹性体，或上述任何两种或多种的组合物。

12.如权利要求1所述的软管，其特征在于，耐爆破压力范围为大于等于41.4MPa，体积膨胀范围在8.97MPa的内压下为3-17cc/foot。

13.如权利要求1或12所述的软管，其特征在于，其是动力转向管。

14.一种软管组件，其特征在于，包括如权利要求1或12所述的软管、套在其两端的软管连接器与卡箍。

15.如权利要求14所述的软管组件，其特征在于，其是动力转向管组件。