CN103620111B - 一种被涂覆纺织套筒及其构造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种纺织套筒及其构造方法。该纺织套筒具有水基的防渗透的涂层，用于保护套筒内的细长元件。该套筒具有由紧密编织纱线形成的挠性的管状壁，一涂层涂敷于该壁上使得该壁防渗透。该涂层为水基涂层，该涂层形成彼此独立的第一层和第二层。位于下方的第一层包括介电增强助剂和增稠剂，用以提高该壁的抗渗性。外部的第二层具有与下方的第一层相似的配方，但是，该层不含有增稠剂。

Description

一种被涂覆纺织套筒及其构造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年6月14日提交的第61/496,617号美国临时申请的权益，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明主要涉及一种纺织套筒，用于保护细长元件，更具体地涉及一种具有防渗透涂层的纺织套筒。

背景技术

管状的纺织套筒已知用于为内含的细长元件提供保护，比如线束，液体或气体输送管，或者缆绳。有些防护性套筒应用必须满足特殊性能要求，比如在军事应用中，防护性套筒必须满足核污染、生物污染、化学污染耐受性的要求。其他具有严格性能要求的应用包括商用飞机应用，例如，需要套筒满足高水平的流体阻力要求，以使得流体与包含在套筒内的细长元件不接触。为了满足这些和其他应用的有些严格要求，已知围绕纺织套筒涂敷单一的保护层，比如防渗透的聚合物片材，但是，这在制造上是有代价的，并且增加了套筒总成的重量。进一步地，已知涂敷溶剂型涂层到纺织套筒外表面上可以提供增强的耐磨性并且进一步致使该套筒防渗透。但是，已知的溶剂型涂层通常对环境有害而且在制造过程中难以应用。另外，已知的用于涂敷溶剂型涂层的涂敷工艺并不能可靠地致使套筒壁防渗透，从而使得流体通过套筒壁渗漏。用于为细长元件提供保护的更多产品包括热塑收缩包装。尽管该热塑收缩包装材料能有效提供流体紧保护，它们通常昂贵且被热定型时为刚性的，从而使得它们难以经过尖锐的角落以及弯曲。

发明内容

本发明提供一种具有水基防渗透涂层的纺织套筒，用以保护包含于该套筒内的细长元件。该套筒具有由紧密编织的纱线形成的挠性的管状壁，一涂层被涂敷于该壁上以用于使得该壁防渗透。该涂层为水基涂层，涂覆为彼此独立的第一层和第二层。位于下方的第一层包括介电增强助剂和增稠剂，用以提高该壁的抗渗性。外部的第二层具有与下方的第一层相似的配方，但是，该层不含有增稠剂

根据本发明的另一个方面，所述编织的每英寸纬密约15-25。

根据本发明的另一个方面，所述编织的每英寸纬密约17-20。

根据本发明的另一个方面，该管状壁由高温纱线编织而成，比如诺梅克斯（Nomex）或其他高温性能聚合物纱线材料。

根据本发明的另一个方面，该水基涂层是氟代乳胶材料（fluorolatex）。

根据本发明的另一个方面，该介电增强助剂是硫酸钡。

根据本发明的另一个方面，该涂层的外层被后固化。

根据本发明的另一个方面，提供一种构造纺织套筒的方法。该方法包括编织一管状壁并且将一水基涂层涂敷于该壁上。水基涂层的涂敷包括采用一含有介电增强助剂和增稠剂以提高该壁抗渗性的第一层。然后，在涂敷第一层之后，涂敷第二层，该第二层含有与位于下方的第一层相似的配方，但是，它不含有增稠剂。然后，后固化该涂层。

根据构造方法的另一个方面，该编织包括形成每英寸约15-25的纬密。

根据构造方法的另一个方面，该编织包括形成每英寸约17-20的纬密。

根据构造方法的另一个方面，该编织纱线为高温纱线，比如诺梅克斯或其他高温性能聚合物纱线材料。

根据构造方法的另一个方面，该水基涂层是氟代乳胶材料。

根据构造方法的另一个方面，该介电增强助剂是硫酸钡。

根据构造方法的另一个方面，涂层中交联剂的水平为10X。

根据构造方法的另一个方面，第一层被涂敷为厚度约0.015”的湿膜。

根据构造方法的另一个方面，第一层在涂敷第二层之前被干燥。

根据构造方法的另一个方面，该编织纱线在涂敷涂层的第一层之前进行热处理以移除松散的线，当在使用中被曝露于潜在的有害的试剂中后，从而最终提高该套筒的净化度，而且通过提高涂层材料对编织的纱线的附着力进一步提高成品套筒的介电性和耐磨性。

根据构造方法的另一个方面，热处理通过使编织套筒穿过火焰完成。

根据构造方法的另一个方面，在200摄氏度下固化约12小时。

附图说明

结合以下对当前优选实施例和最佳模型的说明、所附权利要求和附图，本发明的这些和其他方面、特征和优点对于本领域的技术人员将更易于理解。

图1是根据本发明的一个方面构造的具有涂层的防护性纺织套筒的原理性的局部分解图；

图2是流程图，该流程图详细说明了构造图1的套筒的详细步骤。

具体实施方式

更详细地参阅附图，图1示出了根据本发明的一个实施例构造的被涂覆的管状纺织套筒10。该纺织套筒10包括多根纱线11，该多根纱线11通过管状编织工艺彼此交织以形成管状壁12。该管状壁12被编织为无缝的形式并且因此是周向连续的，该管状壁具有一外表面14以及一内表面16，该内表面定义了一个周向封闭腔18，该周向封闭腔18在该套筒10的敞开的两相对端22，24之间沿一中心纵向轴20轴向延伸。该腔18的尺寸在构造过程中根据需要而定，以容纳待保护的细长元件，比如线束，流体或气体输送管，缆绳或类似的东西。该壁12具有涂敷于其上的一外部涂层26，用于使得该壁12防渗透。该涂层26是水基涂层（例如氟代乳胶材料，Solvay Solexis公司的TN乳胶），该涂层形成彼此独立的第一层28和第二层30（虽然在将第二层30涂敷于第一层28上后，位于下方的第一层28是看不见的，但是为了说明示出为彼此分开）以提高该壁12的抗渗性。位于下方的第一层28包括一基底材料，一介电增强助剂，一增稠剂和一交联剂。外部的第二层30含有与下方的第一层28相似的配方，但是，为了使最终的外表面具有所需的平滑表面光洁度（surface finish），从而在被曝露于潜在的有害气体、液体或化学剂中时可以提高该套筒10的净化能力，该外层30除了不含有增稠剂以外，其他方面相同。被涂覆的套筒10尤其适用于需要核污染耐受性、生物污染耐受性和化学污染耐受性的应用中，包括净化（当被曝露于潜在的有害试剂中后进行清洁），比如可能应用于军事中。进一步，该套筒10特别适合应用于飞机，比如商用飞机。

该壁14能根据预定应用的需要被构造为具有任意长度和直径，并且被编织为具有紧密编织结构以提高该壁12的抗渗性。根据本发明的一个方面，每英寸约15-25的纬密进行该编织，并且更优选地每英寸约17-20的纬密。除了上述定义的该紧密编织结构，该壁14被编织为包括能够承受高温的长丝纱，比如诺梅克斯或一些其他高温性能聚合物纱线材料。

然后，在编织壁12之后，壁12被热处理以移除任何松散的纱线纤维和长丝纱中用以增强该纱线原始结构的粘结剂。通过移除松散的丝线，外表面14变平滑，从而为壁12提高平滑度并增强涂层26的封装应用，从而改善该成品套筒10的性能，比如提高该套筒10在被曝露于潜在的有害试剂中使用后的净化能力。进一步，从纱线中移除粘结剂提高了该涂层26对外表面14的粘附力，从而提高套筒10的介电和耐磨性能。

该水基涂层26被修饰以在上述讨论的应用中提供特性和功能。该修饰通过引入硫酸钡来进行，以提高介电性能。此外，一种兼容的增稠剂，比如胶类增稠剂，举例来说，聚丙烯酸钠，市售商标为296-W，被加入该涂层用于形成第一层28以提高第一层28在壁12的外表面14上的覆盖范围。进一步，涂层26中的交联剂的水平从标准的2.5X增加到10X以允许该涂层26可以在热空气塔中被处理，并且通过十字机头（cross-head）和圆形模板（round die）被涂敷为具有约0.015”厚度的湿膜。作为均质混合物添加的该增强的交联剂不含沉淀，该交联剂加快了稳固固化以提供一完全交联的涂层，该涂层在没有增加交联剂时是不可得到的，并且因此将形成无法抵抗化学侵蚀的成品。该涂层材料在重力作用下流向十字机头并且在低于200华氏度的热空气中被干燥。然后，该涂层26在特定温度下后固化一设定时间以提供增强的耐磨性。

根据本发明的另一个方面，提供了一种构造纺织套筒10的方法，如图2所示。该方法包括编织一管状壁12并且将一水基涂层26最终涂敷于该壁12上。水基涂层26的涂敷包括涂敷一第一层28于该壁12的外表面14，其中，该第一层28包括一基底材料，一介电增强助剂，一交联剂和一增稠剂（该增稠剂提高了该涂层26的抗渗性）。然后，在涂敷第一层28之后，涂敷第二层30，该第二层30含有与下方的第一层28相似的配方，但是，该第二层不含有增稠剂，以为套筒10提供所需的平滑表面光洁度以在使用中促进该套筒10的净化。然后，后固化（post-curing）该涂层26。

编织过程优选通过形成紧密编织的壁进行，其每英寸纬密约15-25，并且更优选为约17-20。用于编织该壁12的该纱线具有高温性能等级，比如诺梅克斯或一些其他高温性能聚合物纱线材料。

在编织壁12后，该方法进一步包括对编织的壁12进行热处理，比如用火焰烧尽纱线材料的任何松散的线并且烧尽涂敷于该纱线结构中的纱线上的粘结剂，例如，淀粉浆或其他加工助剂，比如硅烷。通过移除松散的线和丝线，外表面14变光滑，从而使得随后涂敷的涂层26能以平滑的形式完全封装壁12，因此，在使用中被曝露于潜在的有害的试剂中后，能够促进该套筒10的涂层26的完全净化能力，而无需担心残留的松散的未涂覆的线被污染。进一步，通过烧尽粘结剂，使涂层材料对编织的壁12的外表面14的粘附力增强，成品套筒10的介电和耐磨性都将提高。控制火焰的温度和曝露于火焰中的时间很重要，从而避免引起壁12变得过热以及僵硬，而且少量地曝露太短的时间会使得粘结剂无法移除，从而导致涂层26对壁12的粘结力降低，并且因此减小该套筒10的耐磨性。例如，火焰温度能够达到约华氏1200度，编织的壁12能够以恒定速度穿过火焰以有效燃烧松散的线而不会使纱线硬化。

然后，在热处理壁12后，该方法进一步包括在该壁12的外表面14上涂敷涂层26的第一层28。该第一层28的涂层材料如上述所述，包括基础氟代乳胶材料，介电增强助剂，比如硫酸钡，增稠剂以及增强的10X交联剂（该交联剂可从Whitford Corporation of Elverson购得，PA，名称EternitexECM69-000/D7276NBC氟橡胶交联剂）。第一层28的涂敷可以通过重力供给系统结合一圆十字机头和模具/刮水器设备（die/wiper set-up）完成。该涂敷系统形成了具有约0.015”湿膜厚度的第一层28，该第一层28的厚度通过模具和刮水器之间的环形间隙空间控制。然后，在涂敷第一层28之后，具有气流的垂直塔在低于华氏200度的温度下被用于干燥第一层28，而不会引起它起泡。

然后，在干燥完第一层28之后，该方法进一步包括涂敷一第二层30到第一层28之上。该第二层30含有与位于下方的第一层28相似的配方，但是，它并不含有增稠剂，其他方面相同。该增稠剂被省略掉以促进形成具有所需外表面光洁度和0.012-0.015”厚度的整体涂层26，并且因此，无需使用额外的增稠剂。第二层30通过将附着有干燥的第一层28的壁12浸渍（dipping）于第二涂层的配方中进行涂敷。该第二层30确保涂层26是防渗透的并且提高了所需的耐磨性和介电电阻。该方法预期多个层可以被涂敷于第一层28上以使所需的介电和耐磨性合适（tailor）。

然后，在涂敷额外的第二层30之后，以及涉及其他层，那么在涂敷额外的其它层之后，该涂层26被固化（cured）。长时间的后固化被用于固化过程中以获得所有上述讨论的所需性能。例如，对于10mm直径的套筒，该后固化应在约200摄氏度的对流热中进行约12小时。

应该理解，以上所述的详细说明为本发明目前的一些较佳实施例，本领域技术人员依据本发明公开所作的其他简单实施例，皆并入此处并落入本发明专利的权利要求保护范围。

Claims (17)

1.一种防护性纺织套筒，包括：

由紧密编织的纱线形成的挠性的管状壁；

一涂敷于所述壁上的防渗透的涂层，所述涂层为水基涂层并且包括一位于独立的第二层的下方的独立的第一层，所述第一层含有介电增强助剂和增稠剂，所述第二层不含有所述增稠剂。

2.根据权利要求1的所述的防护性纺织套筒，其特征在于，所述编织的纱线包括高温纱线。

3.根据权利要求2的所述的防护性纺织套筒，其特征在于，所述高温纱线是诺梅克斯。

4.根据权利要求1的所述的防护性纺织套筒，其特征在于，所述编织的每英寸纬密15-25。

5.根据权利要求1的所述的防护性纺织套筒，其特征在于，所述涂层被固化。

6.根据权利要求1的所述的防护性纺织套筒，其特征在于，所述介电增强助剂是硫酸钡。

7.根据权利要求6的所述的防护性纺织套筒，其特征在于，所述增稠剂为胶类增稠剂。

8.根据权利要求1的所述的防护性纺织套筒，其特征在于，所述涂层是氟代乳胶材料。

9.一种构造防护性纺织套筒的方法，包括：

编织一管状壁；

在至少两个单独的涂敷步骤中将一水基涂层涂敷到该壁上，所述步骤包括涂敷含有介电增强助剂和增稠剂的第一层，以及然后，在涂敷完第一层后，涂敷包含介电增强助剂但不含有增稠剂的第二层；以及

固化该涂层。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括在涂敷水基涂层之前对管状壁进行热处理。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，进一步包括用火焰进行热处理。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，进一步包括在涂敷第二层之前干燥第一层。

13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括在水基涂层增加交联剂。

14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括在200摄氏度下固化12小时。

15.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括在涂敷第二层之前干燥第一层。

16.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括通过重力供给系统结合一圆十字机头和刮水器设备涂敷第一层。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，进一步包括在浸渍过程中涂敷第二层。