JP2016520724A

JP2016520724A - 自己巻き付き可能なｅＰＴＦＥ繊維スリーブおよびその構成方法

Info

Publication number: JP2016520724A
Application number: JP2016501800A
Authority: JP
Inventors: ウッドラフ，アレクサ・エイ; マロイ，キャシー・エム; チェン，ミン−ミン
Original assignee: Federal Mogul Powertrain LLC
Current assignee: Federal Mogul Powertrain LLC
Priority date: 2013-03-13
Filing date: 2014-03-13
Publication date: 2016-07-14
Anticipated expiration: 2034-03-13
Also published as: EP2973908A1; CN105210250B; KR20150128738A; US9816208B2; JP6367911B2; BR112015022384A8; CN105210250A; BR112015022384A2; WO2014159821A1; US20140273698A1

Abstract

耐摩耗性、耐アーク性、および耐水性を有する自己巻き付き型繊維スリーブならびにその構成方法が提供される。スリーブは、壁を含み、壁は、対向する縁部を有し、スリーブの対向する端部の間において中心の長手方向軸に沿い長さ方向に延在する。対向する縁部が重なり合って内部の筒状の空洞を形成する。壁は、中心の長手方向軸に概ね平行に長さ方向に延在する縦糸と、縁部の間で長手方向軸に対して概ね横方向に延在する横糸とを有する。縦糸および横糸は延伸ＰＴＦＥ糸を含み、横糸は熱硬化可能な熱可塑性糸をさらに含む。熱硬化可能なポリマー糸はバイアスを壁に加えることにより対向する縁部を重なり合う関係にする。

Description

関連出願の相互参照
本願は、その全体を本明細書に引用により援用する２０１３年３月１３日に出願された米国仮出願第６１／７７８，７３６号に基づく利益を主張する。

発明の背景
１．発明の分野
本発明は、概して、自動車、航空宇宙、およびその他の用途におけるワイヤハーネス、管類、パイプ、ホース、および同様の細長い構造体に巻き付けることによってこれらを摩耗から保護し、耐アーク性を与え、撥水性を改善するために使用される、汎用的なタイプの繊維スリーブに関し、より具体的には、対向する縁部が重なり合う関係になるようにバイアスされてこのような製品を保護する自己巻き付き型繊維スリーブ、およびその構成方法に関する。

２．関連技術
耐摩耗性、耐アーク性、および撥水性を与えるために航空宇宙用途で使用されるものとして知られている自己巻き付き型繊維スリーブは、一般的に、ＭＦＡ（パーフルオロアロアルコキシ）で化学処理またはコーティングされることによって所望の特性を得る基材織物構造を含む。有効ではあるが、所望の保護を与えるための特殊なコーティングの必要性は、コスト、重量、およびこのようなスリーブの製造の複雑さの増加につながる。

化学処理もコーティングも不要である、耐摩耗性、耐アーク性、および耐水性を有する自己巻き付き型繊維スリーブが提供される。スリーブは、壁を含み、壁は、対向する縁部を有し、スリーブの対向する端部の間において中心の長手方向軸に沿い長さ方向に延在する。対向する縁部が重なり合って内部の筒状の空洞を形成する。壁は、中心の長手方向軸に概ね平行に長さ方向に延在する縦糸と、対向する縁部の間で中心の長手方向軸に対して概ね横方向に延在する横糸とを有する。縦糸および横糸は延伸ＰＴＦＥ糸を含み、横糸はさらに、壁が熱硬化されて自己巻き付き構成になるようにする熱硬化可能な熱可塑性糸を含む。熱硬化可能な熱可塑性糸は、熱硬化されると、バイアスを壁に加えることにより対向する縁部を重なり合う関係にする。

本発明の別の局面に従うと、縦糸の１００％が延伸ＰＴＦＥ糸である。
本発明の別の局面に従うと、横糸の約８０〜９５％が延伸ＰＴＦＥ糸である。

本発明の別の局面に従うと、横糸の約５〜２０％が、壁が熱硬化されて自己巻き付き構成になるようにする熱硬化可能な熱可塑性糸である。

本発明の別の局面に従うと、熱硬化可能な横糸は、自己巻き付きバイアスをスリーブの壁に与えるために組込まれる熱硬化可能な横糸の量が最小になるよう、複数の延伸ＰＴＦＥの横糸によって互いに隔てられている。

本発明の別の局面に従うと、延伸ＰＴＦＥの糸は、耐摩耗性を高め耐フィブリル化性を改善するために撚られている。

本発明の別の局面に従い、耐摩耗性、耐アーク性、および耐水性を有し、化学処理またはコーティングが不要な、自己巻き付き型繊維スリーブを構成する方法が提供される。

本発明の別の局面に従うと、耐摩耗性、耐アーク性、および耐水性を有する自己巻き付き型繊維スリーブを構成する方法が提供される。この方法は、延伸ＰＴＦＥ糸および熱硬化可能な熱可塑性糸を与えることを含む。さらに、延伸ＰＴＦＥ糸からなりスリーブの中心の長手方向軸に概ね平行に延在する縦糸を、延伸ＰＴＦＥ糸および熱硬化可能な熱可塑性糸双方からなり中心の長手方向軸に対して概ね横方向に延在する横糸とを織り合わせることにより、対向する端部の間において長手方向軸に沿い延在する対向する縁部を有する壁を形成することを含む。さらに、壁を巻いて対向する縁部を重なり合う関係にし、次に、熱硬化可能な熱可塑性糸を熱硬化させてバイアスを壁に加えることにより対向する縁部を重なり合う関係になるようバイアスすることを含む。

このようなスリーブの利点は、化学処理もコーティングも必要とせずに、耐摩耗性、耐アーク性、および耐水性を有することである。したがって、このスリーブは、コーティングも特殊な処理も施されていない、１００％繊維（織られた糸）である。さらに、スリーブのほとんどにｅＰＴＦＥが使用されているので、このスリーブは軽量であることに加えて自己巻き付きを可能にするのに足りる柔軟性を有する。

本発明の上記およびその他の目的、特徴、および利点は、以下の詳細な説明を添付の図面と関連付けて考慮して参照することによって本発明の理解が深まると、容易にわかるであろう。

本発明の現在好ましいある実施形態に従い構成された自己巻き付き型スリーブの斜視図である。図１のスリーブの断面図である。図１のスリーブの壁の断片の平面図である。図３の囲んだ部分４の拡大図である。

現在好ましい実施形態の詳細な説明
図面をより詳しく参照すると、図１は、本発明のある局面に従い構成された、自己カール型とも呼ばれる自己巻き付き型のスリーブ１０を示す。スリーブ１０は、主に延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）糸から作られた織物の壁１１を有する。織物のスリーブ１０は、以降縦糸１２と呼ぶ、対向する端部１５、１７の間において中心の長手方向軸１３に対して概ね平行に長さ方向に延在する糸と、以降横糸または緯糸１４と呼ぶ、対向する縁部１９、２１の間で長手方向軸１３に対して概ね横方向に交差する方向に延在する糸とを含む。

縦糸１２は、好ましくは全体（１００％）がｅＰＴＦＥ糸である。横糸１４の少なくとも大半がｅＰＴＦＥであり、より具体的には、横糸１４の約８０〜９５％がｅＰＴＦＥである。図４に最も良く示されているように、ｅＰＴＦＥではない、横糸の残りは、熱硬化可能な熱可塑性糸１４ａであり、この糸は、たとえばポリエステル、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、または、当該技術において一般的なまたは今後発見されるであろうその他の熱硬化可能な熱可塑性物質から作られたモノフィラメントの糸であってもよい。スリーブ１０の構成の主な目的の１つは、ｅＰＴＦＥが出来る限り１００％に近く、そうでなければすべてがｅＰＴＦＥからなる基材から自己巻き付き型仕上げのスリーブ１０を形成するのに必要な熱硬化可能な糸１４ａとも呼ばれる熱硬化可能な糸を最低量だけにした、織物のスリーブ構造を提供することである。ｅＰＴＦＥ糸の織物構造に５〜２０％の熱硬化可能な緯糸１４ａを組込むことによって、織物であるｅＰＴＦＥ基材を熱を用いて熱硬化させて自己巻き付き型の筒状の外形にすることができる。

ｅＰＴＦＥは、アークトラッキング性が低く、摩擦係数が小さく、吸水率が低く、燃焼性が低く、軽量で、耐薬品性に優れ、耐摩耗性に優れ、耐熱性が高いことから、縦糸１２および緯糸１４の主要な材料として選択される。選択されたｅＰＴＦＥの糸の延伸性が選択される理由は、通常の非延伸ＰＴＦＥよりも密度が低いことにある。加えて、ｅＰＴＦＥ糸はその構造内にエアポケットを伴って形成されるので、結果として得られる糸は、柔軟性があり順応性が高く、したがって、ｅＰＴＦＥ糸は、これらの糸を織って作られた織物構造の形状によくなじむ。ｅＰＴＦＥ糸は、織物構造によくなじんでいるとき、インターレース領域１６（図３および図４参照）では圧縮されフローティング領域１８では延伸されたままである。延伸されたフローティング領域１８は、インターレース部１６では加圧されて圧縮されるので、そうでなければ水が通る可能性がある先行技術の織物の隙間または孔が形成される傾向がある領域を、塞ぐという有益な効果を有する。このため、織られたｅＰＴＦＥ糸１２、１４は、結果として、水滴の浸透を防ぐ撥水性が高い織物になる。言い換えると、圧縮されたインターレース部１６の隣に延伸されたフローティング領域１８がなければ、隙間または開口の存在が増すので、耐水浸透効果が低下する。よって、隙間がなく密に織られた撥水構造に寄与するのは、織り構造（単純な織りパターン）と、密度と、糸の選択（ｅＰＴＦＥ）との組合せと相乗効果である。

吸水率が低く、アークトラッキング性が低く、耐摩耗性に優れた自己巻き付き型ｅＰＴＦＥスリーブを得るためには、明確に定義され当該技術で良く理解されている平織構造が、他のより開いたパターンよりも好ましい。

非ｅＰＴＦＥ材料（すなわち熱硬化可能な糸１４ａ）の割合を、意図的に低く、かつ出来る限り低く保つことにより、非ｅＰＴＦＥ糸１４ａの存在を最小にする。熱硬化可能な非ｅＰＴＦＥ糸１４ａは、スリーブ１０に自己巻き付き形状を与えるには必要であるが、ｅＰＴＦＥ糸１４と比較すると耐熱性が低く耐アーク性は遥かに低い。このため、非ｅＰＴＦＥ材料を最小に保つことにより、非ｅＰＴＦＥ糸１４ｂが原因で、非ｅＰＴＦＥ糸１４ａを介して織物のスリーブ１０において電流が通りまたはアーク放電する確率が低くなる。図３は、熱硬化可能な非ｅＰＴＦＥ糸１４ａが、織られたｅＰＴＦＥ布の壁１１に組込まれている状態を最も良く示している。非ｅＰＴＦＥ糸１４ａのパターンおよび間隔は、例示のためにすぎない。非ｅＰＴＦＥ糸１４ａのモノフィラメントを二重にして撚ったものが示されており、非ｅＰＴＦＥ糸１４ａを二重にして撚ったものが二重に挿入されるパターンで隣り合うように織られ、このような二重に撚ったモノフィラメントが隣り合う二列にあるが、これに限定される訳ではないことが理解されるであろう。たとえば、モノフィラメントの非ｅＰＴＦＥ糸１４ａ一本を撚ったもののみが各列に含まれていてもよい。一列に設けられる非ｅＰＴＦＥ糸１４ａの数、挿入されているのが一本で撚ったものか二本で撚ったものか、撚ったものを２つ一組にしたものかにかかわらず、モノフィラメントの非ｅＰＴＦＥ糸１４ａの列と列の間は、長さ方向において、複数のまたは多数の介在するｅＰＴＦＥ緯糸１４の横方向の列によって隔てられているので、自己カールバイアスを壁１１に加えて対向する縁部１９、２１を重なり合う関係にするのに必要な非ｅＰＴＦＥ糸１４ａの量は最小になる。これは、非ｅＰＴＦＥ緯糸１４ａが含まれる割合をｅＰＴＦＥ緯糸１４よりも大幅に低くすることに寄与する。

ｅＰＴＦＥの縦糸１２および横糸１４は、織り合わせる前に個別に撚ることによって、それぞれの耐摩耗特性を改善してもよい。撚ることで、簡単に摩耗する可能性があるｅＰＴＦＥ糸の弱い縁部分を隠すことにより、ｅＰＴＦＥ糸１２、１４がフィブリル化する（分離された繊維を形成する）傾向を小さくし、さらに、最終的に得られる織物のエアポケットの形状を変えるという利点を得る。

ｅＰＴＦＥ糸１２、１４の比重は、１．０〜２．２、より具体的には約１．０〜１．５の範囲に入るように選択すればよく、サンプルを、比重が約１．２のｅＰＴＦＥ糸１２、１４で構成した。縦および／または横のｅＰＴＦＥ糸１２、１４は、平坦な糸形状のものを選択してもよく、または丸い形状のものを選択してもよい。サイズ（デニール）および形状（平坦または丸型）は変わってもよく、異なるサイズおよび／または形状の組合せを採用してもよい。

なお、スリーブ１０の構造のもう１つの目的は、単純で比較的低コストで軽量の、ｅＰＴＦＥ糸１２、１４を比較的少数の熱硬化可能な緯糸１４ａと結合したものと、単純な平編みパターンとの組合わせによって、所望の特性を得ることである。自己巻き付き型スリーブ１０の、アークトラッキング性が低く、摩耗が少なく、吸水率が低いという特性を得るのに、他の種類の糸は不要であり、繊維のコーティングも他の処理も不要である。

本発明の他の局面に従い、上述の耐摩耗性、耐アーク性、および耐水性を有するスリーブ１０を構成する方法が提供される。この方法は、延伸ＰＴＦＥ糸および熱硬化可能な熱可塑性糸を与えることを含む。この方法は、延伸ＰＴＦＥ糸を有しスリーブ１０の中心の長手方向軸１３に概ね平行に延在する縦糸１２を、中心の長手方向軸１３に対して概ね横方向に延在する延伸ＰＴＦＥ糸および熱硬化可能な熱可塑性糸双方からなる横糸１４、１４ａそれぞれと織り合わせることにより、対向する端部１５、１７の間において中心の長手方向軸１３に沿い延在する対向する縁部１９、２１を有する壁１１を形成することを含む。さらに、この方法は、壁１１を巻いて概ね円筒形にして対向する縁部１９、２１を重なり合う関係にすることを含む。加えて、この方法は、熱硬化可能な熱可塑性糸１４ａを熱硬化させてバイアスを壁１１に加えることにより対向する縁部１７、１９を重なり合う関係になるようバイアスすることを含む。したがって、熱硬化されると、対向する縁部１７、１９を引離す傾向がある力が外部から加わらなければ、壁１１は自己巻き付きにより形成された筒状構成を保つ傾向がある。

この方法は、上記割合の量および構成で縦および横糸１２、１４、１４ａを与えることを含み、壁１１を平織パターンで織ることをさらに含む。

明らかに、上記教示に照らせば、本発明の多くの修正および変形が可能であり、これらは、最終的には許可される請求項の範囲の中で、具体的に記載されているのと異なるやり方で実施してもよい。

Claims

自己巻き付き型繊維スリーブであって、
壁を含み、前記壁は、対向する縁部を有し、前記スリーブの対向する端部の間において中心の長手方向軸に沿い長さ方向に延在し、前記対向する縁部が重なり合って内部の筒状の空洞を形成し、前記壁は、前記中心の長手方向軸に概ね平行に前記長さ方向に延在する縦糸と、前記縁部の間で前記中心の長手方向軸に対して概ね横方向に延在する横糸とを有し、前記縦糸は延伸ＰＴＦＥ糸を含み、前記横糸は延伸ＰＴＦＥ糸と熱硬化可能な熱可塑性糸とを含み、前記熱硬化可能なポリマー糸はバイアスを前記壁に加えることにより前記対向する縁部を重なり合う関係にする、自己巻き付き型繊維スリーブ。
前記縦糸の１００％が延伸ＰＴＦＥ糸である、請求項１に記載の自己巻き付き型繊維スリーブ。
前記横糸の約８０〜９５％が延伸ＰＴＦＥ糸である、請求項２に記載の自己巻き付き型繊維スリーブ。
前記壁は平織パターンを有する織物である、請求項３に記載の自己巻き付き型繊維スリーブ。
前記横糸の約５〜２０％が熱硬化可能な熱可塑性糸である、請求項１に記載の自己巻き付き型繊維スリーブ。
前記横糸の約８０〜９５％が延伸ＰＴＦＥ糸である、請求項５に記載の自己巻き付き型繊維スリーブ。
前記縦糸の１００％が延伸ＰＴＦＥ糸である、請求項６に記載の自己巻き付き型繊維スリーブ。
前記熱硬化可能な熱可塑性の横糸は、複数の前記延伸ＰＴＦＥの横糸によって互いに隔てられている、請求項６に記載の自己巻き付き型繊維スリーブ。
前記延伸ＰＴＦＥの横糸は撚られている、請求項１に記載の自己巻き付き型繊維スリーブ。
前記延伸ＰＴＦＥの横糸の比重は約１．０〜２．２の間である、請求項１に記載の自己巻き付き型繊維スリーブ。
前記延伸ＰＴＦＥの横糸の比重は約１．０〜１．５の間である、請求項１０に記載の自己巻き付き型繊維スリーブ。
耐摩耗性、耐アーク性、および耐水性を有する自己巻き付き型繊維スリーブを構成する方法であって、
延伸ＰＴＦＥ糸を与えることと、
熱硬化可能な熱可塑性糸を与えることと、
前記延伸ＰＴＦＥ糸を有し前記スリーブの中心の長手方向軸に概ね平行に延在する縦糸を、前記中心の長手方向軸に対して概ね横方向に延在する前記延伸ＰＴＦＥ糸および熱硬化可能な熱可塑性糸双方からなる横糸とを織り合わせることにより、対向する端部の間において前記中心の長手方向軸に沿い延在する対向する縁部を有する壁を形成することと、
前記壁を巻いて前記対向する縁部を重なり合う関係にすることと、
前記熱硬化可能な熱可塑性糸を熱硬化させてバイアスを前記壁に加えることにより前記対向する縁部を重なり合う関係になるようバイアスすることとを含む、方法。
前記縦糸の１００％を前記延伸ＰＴＦＥ糸で織ることをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
前記横糸の約８０〜９５％を前記延伸ＰＴＦＥ糸で織ることをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
前記壁を平織パターンで織ることをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
前記横糸の約５〜２０％を前記熱硬化可能な熱可塑性糸で織ることをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
前記熱硬化可能な熱可塑性の横糸を、複数の前記延伸ＰＴＦＥの横糸によって互いに隔てることをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
前記延伸ＰＴＦＥの横糸を撚ることをさらに含む、請求項１２に記載の方法。