JP2013538993A

JP2013538993A - 耐火繊維スリーブ、その構成方法およびそれを用いた防火の提供

Info

Publication number: JP2013538993A
Application number: JP2013524919A
Authority: JP
Inventors: チェン，ミン−ミン
Original assignee: Federal Mogul Powertrain LLC
Current assignee: Federal Mogul Powertrain LLC
Priority date: 2010-08-16
Filing date: 2011-08-16
Publication date: 2013-10-17
Also published as: EP2606268B1; CN103154590B; KR20130139874A; CA2808426C; EP2606268A1; CA2808426A1; WO2012033609A1; US20120040114A1; BR112013003618A2; CN103154590A; US9695962B2

Abstract

本発明の一局面に従って構成された繊維スリーブ（１０）は、オイルまたは燃料の流体輸送導管に防火を提供し、ゼロ流量のときにＡＳ１０５５クラスＡ保護要件およびゼロ流量のときにＡＳ１０５５クラスＢ保護要件を満たす。繊維スリーブは、玄武岩、シリカ、セラミックおよびガラス繊維糸からなる群からの少なくとも１つにより形成された単層の管状繊維壁（１４）を含む。壁は、外側表面（１８）と流体輸送導管（１２）を受入れる大きさにした空洞（２２）の境界を形成する内側表面（２０）とを有する。壁の外側表面にはシリコーンゴムのコーティングが付着される。このシリコーンゴムには難燃添加剤が混合され、コーティング組成物を形成する。この難燃添加剤は、ホウ酸亜鉛、水酸化マグネシウムおよび水酸化アルミニウムのうち少なくとも１つからなる群から選択される。

Description

発明の背景
１．技術分野
本発明は、概して細長い部材を保護するための繊維スリーブ、特に耐火繊維スリーブに関する。

２．関連技術
フレキシブルホースおよび管組立品を用いて、流体輸送導管、たとえば、燃料管路およびオイル管路を熱への暴露から保護し、航空宇宙規格ＡＳ１０５５燃焼試験に準拠する耐火および防火保護障壁を提供することは知られている。上記試験では、華氏２０００度の火炎温度で４５００Ｂｔｕ／ｈｒの火炎強度を有する火炎が使用される。１つの航空宇宙規格（ＡＳ１０５５クラスＢ）は、耐火障壁を１５分間維持することを必要とする。被覆された繊維スリーブが、保護している管路内の流体の流量が５Ｄ（５ｇｐｍ）であるときにＡＳ１０５５クラスＢの保護を満たすことは知られている。典型的な繊維スリーブは、シリコーンゴムコーティングを有するガラス繊維編みスリーブを含む。ガラス繊維とシリコーンゴムコーティングとの基本構成は、航空宇宙規格（ＡＳ１０７２）において第２種のスリーブとして明記される。これらのスリーブは、５Ｄ流量のときにＡＳ１０５５クラスＢの保護を満たすが、１Ｄ流量（１ｇｐｍ）のときにＡＳ１０５５クラスＢの保護を満たせず、またゼロ流量のときに５分間の耐火性を維持することを必要とする別の航空宇宙規格（ＡＳ１０５５クラスＡ）を満たしていない。したがって、１Ｄ流量（１ｇｐｍ）のときにＡＳ１０５５クラスＢの保護要件、またはゼロ流量のときにＡＳ１０５５クラスＡの保護要件を満たすために、複数のスリーブを互いに重ね合わせる必要があり、分厚くおよび高価になる。

発明の概要
本発明の一局面に従って構成された薄型、単層壁の繊維スリーブは、ゼロ流量のときにＡＳ１０５５クラスＡの保護要件および１Ｄ流量（１ｇｐｍ）のときにＡＳ１０５５クラスＢの保護要件を満たす。

本発明の一局面によれば、流体輸送導管に防火保護を提供するための繊維スリーブは、玄武岩、シリカ、セラミックおよびガラス繊維糸からなる群からの少なくとも１つにより形成された単層の管状繊維壁を有する。この壁は、外側表面と輸送流体導管を受入れる大きさにした空洞の境界を形成する内側表面とを有する。壁の外側表面にはシリコーンゴムのコーティングが付着される。このシリコーンゴムには難燃添加剤が混合され、コーティング組成物を形成する。この難燃添加剤は、ホウ酸亜鉛、水酸化マグネシウムおよび水酸化アルミニウムのうち少なくとも１つからなる群から選択される。

本発明の別の局面によれば、流体輸送導管に耐火保護を提供するための単層壁の繊維スリーブを構成する方法が提供される。この方法は、玄武岩、シリカ、セラミックおよびガラス繊維糸からなる群の少なくとも１つから選択された材料により作られた糸を織り交ぜて、外側表面と流体輸送導管を受入れる大きさにした空洞の境界を形成する内側表面とを有する管状壁を形成するステップを含み、さらに、シリコーンゴムと、ホウ酸亜鉛、水酸化マグネシウムおよび水酸化アルミニウムからなる群の少なくとも１つから選択された難燃添加剤とのコーティング組成物を形成するステップと、管状壁の外側表面にコーティング組成物を塗布するステップとを含む。

本発明のさらに別の局面によれば、流体輸送導管に防火を提供する方法が提供される。この方法は、流体輸送導管に単層壁の繊維スリーブを巻き付けるステップを含み、単層壁は、シリコーンゴムと、ホウ酸亜鉛、水酸化マグネシウムおよび水酸化アルミニウムからなる群の少なくとも１つから選択された難燃添加剤との外側コーティング組成物を塗布した外側表面を有する。

本発明のこれらおよび他の目的、特徴、局面および利点は、以下の現在好ましい実施形態および最良の形態に関する詳細な説明、添付の特許請求の範囲および関連図面を鑑みて、当業者にとって容易にわかるであろう。

本発明の１つの現在好ましい実施形態に従って構成され、燃料ホースまたはオイルホース組立品の周りに配置された繊維スリーブを示す斜視図である。本発明の別の現在好ましい実施形態に従って構成され、燃料ホースまたはオイルホース組立品の周りに配置された繊維スリーブを示す斜視図である。

好ましい実施形態の詳細な説明
図面をより詳細に参照すると、図１Ａおよび図１Ｂは、本発明の一局面に従って構成された管状繊維スリーブ１０を示す。スリーブ１０は、可燃性の流体、たとえばオイルおよび燃料を輸送するのに用いられる導管のような流体輸送導管１２に防火を提供する。スリーブ１０を構成するのに使用された糸材料の種類によって、スリーブ１０は、１ｇｐｍ流量および０ｇｐｍ流量のときに航空宇宙規格（ＡＳ１０５５クラスＡ）に準拠した耐火、さらに１ｇｐｍ流量および０ｇｐｍ流量のときに航空宇宙規格（ＡＳ１０５５クラスＢ）に準拠した耐火を含む防火を提供する。したがって、糸材料は用途に必要とされる火炎保護に基づいて選択されるべきである。

スリーブ１０は、用途要件に応じて織られる（図１ＡにＷで示される）または編まれる（図１ＢにＢで示される）管状壁１４を有する。壁１４は、長手軸１６に沿って延在する任意の適切な長さおよび任意の適切な直径になるように構成される。したがって、壁１４は、さまざまな構造的特性および形状を有するように構成することができる。壁１４は、外側表面１８と輸送流体導管１２を受入れる大きさにした空洞２２の境界を形成する内側表面２０とを有する。空洞２２は、スリーブ１０の両端２４、２６の間で長手軸１６に沿って軸方向に延在する。壁１４の外側表面１８は、シリコーンゴムと難燃添加剤とからなるコーティング組成物２８を有する。シリコーンゴムは、たとえばＨＣＲ、ＲＴＶ、押出シリコーンおよび液状シリコーンゴム（ＬＳＲ）を含むさまざまな異なる種類のシリコーンゴムから選択することができる。好ましくは、シリコーンゴムはビニル基を含有するポリシロキサンまたは水酸基を含有するポリシロキサンである。試験された官能基の活性がより高ければ高いほど、シリコーンゴムを硬化したときにより多くの架橋が形成され、よって、コーティング組成物２８とスリーブ壁１４との間の付着が増強される。

難燃添加剤は、ホウ酸亜鉛、水酸化マグネシウムおよび水酸化アルミニウムのうち少なくとも１つからなる群から選択される。１つの現在好ましい実施形態において、相乗効果を得るため、難燃添加剤は、２：３の割合でホウ酸亜鉛と水酸化マグネシウムとの両方を含有する。含有されたホウ酸亜鉛は、コーティング組成物２８の１０重量％を占め、含有された水酸化マグネシウムはをコーティング組成物２８の１５重量％を占める。用途要件に応じて割合および重量パーセントを変化させることができ、水酸化マグネシウムに対するホウ酸亜鉛の比率が１／２〜３／４の範囲で変動し得ることおよび両方の重量パーセントが５〜２０重量％の範囲で変動し得ることを理解すべきであろう。ホウ酸亜鉛が分解するとき、ホウ酸を放出して泡沸し、スリーブ１０の周りに炭化絶縁層を形成する。また、水酸化マグネシウムは摂氏３３０度より高い温度で分解する。分解するとき、１．３７ｋＪ／ｇの熱を吸収して水を放出し、火炎および導管１２の温度を効率的に低下させるように働く。したがって、ホウ酸亜鉛および水酸化マグネシウムの複合の相乗的物理および化学性質は、スリーブ１０に最適化した火炎保護を与える。

用途の防火要件に応じて、繊維壁は玄武岩、シリカ、セラミックおよびガラス繊維糸からなる群からの少なくとも１つにより形成される。たとえば、スリーブ１０が１Ｄ流量（導管１２を通って流れる流体の流量は１ｇｐｍである）のときに航空宇宙規格１０５５クラスＡの耐火性を満たす必要がある場合、すなわち、試験が華氏２０００度の火炎温度および４５００Ｂｔｕ／ｈｒの火炎強度下で５分間の焼きを含む場合、玄武岩、シリカ、セラミックおよびガラス繊維糸からなる群の少なくとも１つから選択された糸の織り合わせによりスリーブ壁１４を形成することができる。そうでなければ、スリーブ１０がゼロ流量（導管中に流体の流れがない）のときに航空宇宙規格１０５５クラスＡの耐火性を満たす必要がある場合、玄武岩、シリカおよびセラミックからなる群の少なくとも１つから選択された糸の織り合わせによりスリーブ壁１４を形成することができる。さらに、スリーブ１０が１Ｄ流量（１ｇｐｍ）のときに航空宇宙規格１０５５クラスＢの防火保護を満たす必要がある場合、すなわち、試験が華氏２０００度の火炎温度および４５００Ｂｔｕ／ｈｒの火炎強度下で１５分間の焼きを含む場合、玄武岩、シリカおよびセラミックからなる群の少なくとも１つから選択された糸の織り合わせによりスリーブ壁１４を形成することができる。さらに、スリーブ１０がゼロ流量のときに航空宇宙規格１０５５クラスＢの防火保護を満たす必要がある場合、シリカおよびセラミックからなる群の少なくとも１つから選択された糸の織り合わせによりスリーブ壁１４を形成することができる。

本発明に従って構成されたスリーブ組立品１０は、必要な大きさと長さにかかわらず、さまざまな用途の使用に適していることを認識すべきである。たとえば、自動車、船舶、工業、航空、航空宇宙用途、または熱および／または火から近傍の部品を保護するために保護スリーブが必要とされる任意の他の用途に使用することができる。

理解すべきことは、上記の詳細な説明は一部の現在好ましい実施形態に関するものであって、本明細書の開示から当業者に容易に認識できる他の実施形態は、本明細書に組み込まれ、最終的に許可された特許請求の範囲に含まれると考えられることである。

Claims

流体輸送導管に防火を提供するための繊維スリーブであって、
玄武岩、シリカ、セラミックおよびガラス繊維糸からなる群からの少なくとも１つにより形成された単層の管状繊維壁を含み、外側表面と前記壁は流体輸送導管を受入れる大きさにした空洞の境界を形成する内側表面とを有し、
前記外側表面に付着したシリコーンゴムのコーティングと、
前記シリコーンゴムに混合されコーティング組成物を形成する難燃添加剤とを含み、前記難燃添加剤は、ホウ酸亜鉛、水酸化マグネシウムおよび水酸化アルミニウムのうち少なくとも１つからなる群より選択される、繊維スリーブ。
前記難燃添加剤は、２：３の割合でホウ酸亜鉛と水酸化マグネシウムとの両方を含有する、請求項１に記載の繊維スリーブ。
前記ホウ酸亜鉛は前記コーティング組成物の１０重量％を占めるように準備される、請求項２に記載の繊維スリーブ。
前記単層の管状繊維壁は編みものである、請求項１に記載の繊維スリーブ。
前記単層の管状繊維壁は織りものである、請求項１に記載の繊維スリーブ。
前記スリーブは防火性であり、前記単層の管状繊維壁は玄武岩により形成される、請求項１に記載の繊維スリーブ。
前記スリーブは防火性であり、前記単層の管状繊維壁はシリカにより形成される、請求項１に記載の繊維スリーブ。
前記スリーブは防火性であり、前記単層の管状繊維壁はセラミックにより形成される、請求項１に記載の繊維スリーブ。
［請求項８］
前記スリーブは耐火性であり、前記単層の管状繊維壁はガラス繊維により形成される、請求項１に記載の繊維スリーブ。
流体輸送導管に耐火保護を提供するための単層壁の繊維スリーブを構成する方法であって、
玄武岩、シリカ、セラミックおよびガラス繊維糸からなる群の少なくとも１つから選択された材料により作られた糸を織り交ぜて、流体輸送導管を受入れる大きさにした空洞の境界を形成する外側表面と内側表面とを有する管状壁を形成するステップと、
シリコーンゴムと難燃添加剤とのコーティング組成物を形成するステップとを含み、前記難燃添加剤は、ホウ酸亜鉛、水酸化マグネシウムおよび水酸化アルミニウムからなる群から選択された少なくとも１つを含み、
コーティング組成物を管状壁の外側表面に塗布するステップを含む、方法。
２：３の割合でホウ酸亜鉛と水酸化マグネシウムとの両方を選択して難燃添加剤を形成するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
コーティング組成物の１５重量％を占める水酸化マグネシウムを準備するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
編み工程を用いて糸を織り交ぜるステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
織り工程を用いて糸を織り交ぜるステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
液体輸送導管内の流体の流量が０ｇｐｍであるときに航空宇宙規格１０５５クラスＡに準拠する燃焼試験に従う耐火性と、流量が１ｇｐｍであるときに航空宇宙規格１０５５クラスＢに準拠する試験に従う防火性とを管状壁に与えるため、玄武岩を糸材料として選択するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
液体輸送導管内の流体の流量が０ｇｐｍであるときに航空宇宙規格１０５５クラスＡに準拠する燃焼試験に従う耐火性と、流量が１ｇｐｍであるときに航空宇宙規格１０５５クラスＢに準拠する試験に従う防火性とを管状壁に与えるため、シリカまたはセラミックを糸材料として選択するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
流体輸送導管に防火を提供する方法であって、
流体輸送導管に単層壁の繊維スリーブを巻き付けるステップを含み、単層壁は、シリコーンゴムと、ホウ酸亜鉛、水酸化マグネシウムおよび水酸化アルミニウムからなる群の少なくとも１つから選択された難燃添加剤との外側コーティング組成物を塗布した外側表面を有する、方法。
２：３の割合でホウ酸亜鉛と水酸化マグネシウムとの両方を選択して難燃添加剤を形成するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
液体輸送導管内の流体の流量が０ｇｐｍであるときに航空宇宙規格１０５５クラスＡに準拠する燃焼試験に従う耐火性と、液体輸送導管内の流体の流量が１ｇｐｍであるときに航空宇宙規格１０５５クラスＢに準拠する試験に従う防火性とを単層壁に与えるため、玄武岩の糸材料から単層壁を形成するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
液体輸送導管内の流体の流量が０ｇｐｍであるときに航空宇宙規格１０５５クラスＡに準拠する燃焼試験に従う耐火性と、液体輸送導管内の流体の流量が１ｇｐｍであるときに航空宇宙規格１０５５クラスＢに準拠する試験に従う防火性とを管状壁に与えるため、シリカの糸材料から単層壁を形成するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。