JP2019194502A - 層状化されたチューブおよびその中での使用のための層 - Google Patents
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Abstract
【課題】改善されたホースアセンブリ。【解決手段】作動液を指向するための層状化チューブは、前記作動液を指向するためのチャンバを画定する層であって、前記層は、該層の100重量部に基づいて、60重量部より多い量で存在する第1フルオロポリマー、該層の100重量部に基づいて、1〜10重量部の量で存在する第1架橋剤、および該層の100重量部に基づいて、0.4〜4重量部の量で存在するカーボンナノチューブであって、前記層の電気表面抵抗が10kΩ/sqから100MΩ/sqである、カーボンナノチューブ、を含む層、ならびに該層を包囲する外部層であって、該外部層は、該外部層の100重量部に基づいて、60重量部より多い量で存在する第2フルオロポリマーを含み、該第2フルオロポリマーは、該第1フルオロポリマーと同一か異なる、外部層、を含む。【選択図】図1
Description
関連出願の相互参照
本願は、2013年5月10日に出願された米国仮出願整理番号61/822,016の利益を主張し、その開示を、ここに、その全体を参照により組み入れる。さらに、本願は、2012年12月28日に出願された米国仮出願整理番号61/746,840の利益を主張する、2013年12月30日に出願された一部継続出願整理番号14/143,519であり、その開示を、ここに、それらの全体を参照により組み入れる。
本願は、2013年5月10日に出願された米国仮出願整理番号61/822,016の利益を主張し、その開示を、ここに、その全体を参照により組み入れる。さらに、本願は、2012年12月28日に出願された米国仮出願整理番号61/746,840の利益を主張する、2013年12月30日に出願された一部継続出願整理番号14/143,519であり、その開示を、ここに、それらの全体を参照により組み入れる。
本発明の分野
本発明は、一般的に、作動液(hydraulic fluid)を指向するための層状化されたチューブに、およびまた前記層状化されたチューブに使用され得る個別の層に関する。前記層状化されたチューブおよび前記層を、ホースアセンブリ中の構成要素として使用し得る。
本発明は、一般的に、作動液(hydraulic fluid)を指向するための層状化されたチューブに、およびまた前記層状化されたチューブに使用され得る個別の層に関する。前記層状化されたチューブおよび前記層を、ホースアセンブリ中の構成要素として使用し得る。
背景
従来のホースアセンブリは、多くの産業において液体を運搬するものであると知られている。一例として、航空宇宙産業においては、前記ホースアセンブリは、典型的には、層状化されたチューブを含み、一般にフレキシブルであること、ならびに強烈な(aggressive)作動液(例えば、SKYDROL(登録商標)など)および高圧(例えば、5,000psiなど)への連続的露出の間の広い温度変化(例えば、−65°F〜275°F(−55℃〜135℃)など)による繰り返しの熱サイクルに耐えることができることが要求される。前記従来のホースアセンブリ、特に、前記従来のホースアセンブリの前記層状化されたチューブは、特に、前記従来のホースアセンブリが曲げられる(flexed)かまたは折り曲げられる(bent)位置で、前記強烈な作動液および高圧(例えば、5,000psiなど)への露出の間の繰り返しの熱サイクルへの長時間の露出後に、摩耗(wear)の視覚的兆候を示し始め得る。より具体的には、従来のホースアセンブリは、前記従来のホースアセンブリが曲げられるかまたは折り曲げられる位置で、典型的には最初に生じる、白色マーキングまたは「ストレス」マーキングを発生させ得る。一般には、顕微鏡レベルで観察される場合には、これらのストレスマーキングは、微小なボイド(void)またはホール(hole)を含む。これらのストレスマーキングを有する従来のホースアセンブリは、少量の前記作動液が、前記従来のホースアセンブリ中の微小なボイドを通って移動するかまたはしみ出す(すなわち、漏れる)ことを可能にし得る。前記作動液が、前記従来のホースアセンブリを通って移動するかまたはしみ出す場合には、前記従来のホースアセンブリの表面上でホコリが採取され得る。前記航空宇宙産業においては、漏れを経験した(experience leakage)および/または表面上でホコリが採取される、従来のホースアセンブリは、所望されない。よって、改善されたホースアセンブリおよびその改善された構成要素を開発するための機会がなお残る。
従来のホースアセンブリは、多くの産業において液体を運搬するものであると知られている。一例として、航空宇宙産業においては、前記ホースアセンブリは、典型的には、層状化されたチューブを含み、一般にフレキシブルであること、ならびに強烈な(aggressive)作動液(例えば、SKYDROL(登録商標)など)および高圧(例えば、5,000psiなど)への連続的露出の間の広い温度変化(例えば、−65°F〜275°F(−55℃〜135℃)など)による繰り返しの熱サイクルに耐えることができることが要求される。前記従来のホースアセンブリ、特に、前記従来のホースアセンブリの前記層状化されたチューブは、特に、前記従来のホースアセンブリが曲げられる(flexed)かまたは折り曲げられる(bent)位置で、前記強烈な作動液および高圧(例えば、5,000psiなど)への露出の間の繰り返しの熱サイクルへの長時間の露出後に、摩耗(wear)の視覚的兆候を示し始め得る。より具体的には、従来のホースアセンブリは、前記従来のホースアセンブリが曲げられるかまたは折り曲げられる位置で、典型的には最初に生じる、白色マーキングまたは「ストレス」マーキングを発生させ得る。一般には、顕微鏡レベルで観察される場合には、これらのストレスマーキングは、微小なボイド(void)またはホール(hole)を含む。これらのストレスマーキングを有する従来のホースアセンブリは、少量の前記作動液が、前記従来のホースアセンブリ中の微小なボイドを通って移動するかまたはしみ出す(すなわち、漏れる)ことを可能にし得る。前記作動液が、前記従来のホースアセンブリを通って移動するかまたはしみ出す場合には、前記従来のホースアセンブリの表面上でホコリが採取され得る。前記航空宇宙産業においては、漏れを経験した(experience leakage)および/または表面上でホコリが採取される、従来のホースアセンブリは、所望されない。よって、改善されたホースアセンブリおよびその改善された構成要素を開発するための機会がなお残る。
本発明の要約および利点
本開示は、層状化されたチューブおよび前記層状化されたチューブに使用され得る層を提供する。前記層は、作動液を指向するためのチャンバを画定する。前記層は、第1フルオロポリマー、第1架橋剤、および帯電防止添加剤を含む。前記第1フルオロポリマーは、60重量部より多い量で存在し、前記第1架橋剤は、約1〜約10重量部の量で存在し、前記帯電防止添加剤は、約0.4〜約4重量部の量で存在し、それぞれは、前記層の100重量部に基づく。
本開示は、層状化されたチューブおよび前記層状化されたチューブに使用され得る層を提供する。前記層は、作動液を指向するためのチャンバを画定する。前記層は、第1フルオロポリマー、第1架橋剤、および帯電防止添加剤を含む。前記第1フルオロポリマーは、60重量部より多い量で存在し、前記第1架橋剤は、約1〜約10重量部の量で存在し、前記帯電防止添加剤は、約0.4〜約4重量部の量で存在し、それぞれは、前記層の100重量部に基づく。
前記層状化されたチューブは、前記層および前記層を包囲する外部層を含む。前記外部層は、第2フルオロポリマーを含み、これは、前記第1フルオロポリマーと同一でも異なってもよい。前記第2フルオロポリマーは、前記外部層の100重量部に基づいて、60重量部より多い量で存在する。本開示はまた、前記層を形成するための方法を提供し、この方法は、前記外部層が存在する場合には前記層状化されたチューブを形成することをさらに含む。
この開示の前記層、および前記層を含む前記層状化されたチューブは共に、フレキシブルであり、前記航空宇宙産業における使用に好適である。ホースアセンブリ中の構成要素として含まれる場合には、前記層状化されたチューブは、強烈な作動液および高圧への露出の間の繰り返しの熱サイクル後に、摩耗の視覚的兆候を示さない。よって、前記層状化されたチューブは、漏れもしないし、前記層状化されたチューブは、前記微小なボイドを含む、白色またはストレスマーキングを発生させない。
図面の簡単な説明
添付の図面において、特許請求の範囲に記載された発明の例示的態様を記載する構造を、以下に提供される詳細な説明と共に例示する。同様の要素は、同一の参照符号で特定される。単一の構成要素として示される要素は、複数の構成要素により置き換えられ得ること、および複数の構成要素として示される要素は、単一の構成要素により置き換えられ得ることが理解されなければならない。図面は、寸法通りではなく、特定の要素の一部は、例示目的のために誇張され得る。
添付の図面において、特許請求の範囲に記載された発明の例示的態様を記載する構造を、以下に提供される詳細な説明と共に例示する。同様の要素は、同一の参照符号で特定される。単一の構成要素として示される要素は、複数の構成要素により置き換えられ得ること、および複数の構成要素として示される要素は、単一の構成要素により置き換えられ得ることが理解されなければならない。図面は、寸法通りではなく、特定の要素の一部は、例示目的のために誇張され得る。
発明の詳細な説明
図1に示すとおり、作動液を指向するための層状化されたチューブ100は、層110および外部層120を含む。前記層110は、作動液を指向するためのチャンバを画定する。典型的には、前記作動液は、高圧縮化され(例えば、5000psiなど)、化学的に強烈である。かかる作動液の例は、SKYDROL(登録商標)である。
図1に示すとおり、作動液を指向するための層状化されたチューブ100は、層110および外部層120を含む。前記層110は、作動液を指向するためのチャンバを画定する。典型的には、前記作動液は、高圧縮化され(例えば、5000psiなど)、化学的に強烈である。かかる作動液の例は、SKYDROL(登録商標)である。
前記層状化されたチューブ100の前記層110はまた、内部ライナー、背面層、内部層、最内部層(inner most layer)、第1層、または最内部チューブと称され得る。同様に、前記外部層120もまた、第2層、内部層、内部チューブ、または第2チューブと称され得る。
一般に、前記層110が内部ライナーと称される場合には、前記外部層120は、前記内部チューブと称される。参照を容易にするために、前記層110は、以降前記層110とのみ称される。同様に、前記外部層120は、以降前記外部層120とのみ称される。
前記層110は、前記層110の100重量部に基づいて、60重量部より多い量で存在する第1フルオロポリマーを含む。前記層110はまた、前記層110の100重量部に基づいて、約1〜約10重量部の量で存在する第1架橋剤を含む。
前記層110はまた、前記層110の100重量部に基づいて、約0.4〜約4.0重量部の量で存在する帯電防止添加剤を含む。前記第1フルオロポリマー、前記第1架橋剤、および前記帯電防止添加剤は、以下で詳細に説明される。
前記外部層120は、前記外部層120の100重量部に基づいて、60重量部より多い量で存在する第2フルオロポリマーを含む。
必要ではないが、前記外部層120はまた、前記第2フルオロポリマーとは異なる第3フルオロポリマーを含んでもよい。前記第2フルオロポリマーおよび前記第3フルオロポリマーはまた、以下で詳細に説明される。
図2に最も良好に示される前記層110に戻って参照すると、前記層110は、前記作動液を指向するためのチャンバを画定する。
前記層110は、内径D1および外径D2を有する。前記内径および外径D1、D2は、特定の関係する液体運搬用途に応じて変化することができる。
上記のとおり、前記層110は、前記層110の100重量部に基づいて、60重量部より多い量で存在する前記第1フルオロポリマーを含む。代替的に、前記層110は、前記層110の100重量部に基づいて、約60〜約98.6、約60〜約87、約65〜約95、約65〜約87、または約70〜約80重量部の量で存在する、前記第1フルオロポリマーを含んでもよい。
フルオロポリマーは、フッ素および炭素間の複数の結合の例(multiple instances of bonds)を含むポリマーである。前記フルオロポリマーは、一般的にフッ化炭素系合成ゴムなどのフルオロエラストマー性材料と称され得る材料を含む。前記フルオロポリマーはまた、一般的には、最初の押し出しの間に溶融加工可能であり、以下で説明される十分な条件にさらされる場合には、架橋されることができる。
特定の態様において、前記第1フルオロポリマーは、ポリ(エチレンテトラフルオロエチレン)(ETFE)を含む。他の態様において、前記第1フルオロポリマーは、ポリ(テトラフルオロエチレン−コ−パーフルオロアルコキシエチレン)(PFA)を含む。ETFEは、エチレンおよびテトラフルオロエチレンの反応生成物を含むコポリマーである。PFAは、テトラフルオロエチレンおよびパーフルオロアルコキシエチレンの反応生成物を含むコポリマーである。典型的には、前記第1フルオロポリマーは、ETFEを含む。
前記第1フルオロポリマーが、ETFEを含む場合には、種々のグレードのETFEを使用してもよい。例えば、ETFEは、示差走査熱量測定(DSC)による、約200〜約265℃の融点を有してもよい。ETFEはまた、ASTMD−3159による、10分ごとに、約5〜約50の、約10〜約40の、約15〜約30の、または約20〜約25グラム(g/10分)の、溶融流速(melt flow rate)を有してもよい。ETFEはまた、ASTM−D638による、23℃での約35〜約50MPaの引張強度を有してもよい。ETFEはまた、ASTM−D638による、23℃での約360〜約450パーセントの引張伸びを有してもよい。ETFEはまた、ASTM−D790による、23℃での約600〜約900MPaの曲げ弾性率(flex modulus)を有してもよい。好適なグレードのETFEは、例えば、FLUON(登録商標) ETFEおよびFLUON(登録商標) LM−ETFEなどの商品名FLUON(登録商標)で、AGCから商業的に入手可能である。ETFEは、例えば、ペレット、ビーズ、および/または粉末などのあらゆる形態で提供され得る。
前記第1フルオロポリマーがPFAを含む場合の他の態様において、種々のグレードのPFAを使用してもよい。例えば、PFAは、DSCによる、約300〜約320℃の融点を有してもよい。PFAはまた、ASTMD−3159による、約2〜約30g/10分の、溶融流速を有してもよい。PFAはまた、ASTM−D638による、23℃での約35〜約50MPaの引張強度を有してもよい。PFAはまた、ASTM−D638による、23℃での約320〜約460パーセントの引張伸びを有してもよい。PFAはまた、ASTM−D790による、23℃での約80,000〜約110,000psiの曲げ弾性率を有してもよい。PFAは、例えば、ペレット、ビーズ、および/または粉末などのあらゆる形態で提供され得る。
上記のとおり、前記層110はまた、前記層110の100重量部に基づいて、約1〜約10重量部の量で存在する前記第1架橋剤を含む。代替的に、前記層110は、前記層110の100重量部に基づいて、約1〜約9、約2〜約8、約2〜約7、約3〜約6、または約4〜約5重量部の量で存在する前記第1架橋剤を含む。
前記第1架橋剤は、前記層110中で未反応の形態で存在してもよい。言い換えると、前記第1架橋剤は、反応することができることがあってもよいが、前記第1架橋剤が、前記層110中に存在する場合には、反応したことを要求されない(not required to have reacted)。代替的に、前記層110は、前記第1架橋剤および前記第1フルオロポリマーの反応生成物を含んでもよい。よって、前記第1フルオロポリマーがETFEである態様において、前記層110は、ETFEおよび前記第1架橋剤の反応生成物を含んでもよい。
前記層110が、未反応の形態の前記第1架橋剤を含む態様において、例えば、高熱またはエネルギーの他のソースなどの十分な条件にさらされた場合には、前記第1架橋剤はなお反応することができることがあることが十分に理解されなければならない。例えば、一態様において、前記層110は、前記第1フルオロポリマーおよび未反応の形態の前記第1架橋剤を含み、ある期間の経過後(例えば、7日間など)に、前記層110を、電子ビームにさらす。前記電子ビームにさらした後、前記層110は、前記第1フルオロポリマーおよび前記第1架橋剤の反応生成物を含む(すなわち、前記第1架橋剤は、前記第1フルオロポリマーと反応して、これにより、前記層110は、もはや未反応の形態の前記第1架橋剤を含まない)。
典型的には、前記第1架橋剤は、シアヌル酸のトリアリル誘導体である。一態様において、シアヌル酸の前記トリアリル誘導体は、トリアリルイソシアヌレート(TAIC)である。別の態様において、シアヌル酸の前記トリアリル誘導体は、TAIC、トリアリルシアヌレート(TAC)、トリメタリルイソシアヌレート(TMAIC)、またはそれらの組み合わせを含む。典型的には、前記第1フルオロポリマーがETFEである場合には、前記第1架橋剤は、TAICである。
上記のとおり、前記層110はまた、前記層110の100重量部に基づいて、約0.4〜約3重量部の量で存在する前記帯電防止添加剤を含む。代替的に、前記帯電防止添加剤は、前記層110の100重量部に基づいて、約0.4〜約2.8、約0.4〜約2.6、約0.4〜約2.4、約0.4〜約2.0、約0.4〜約1.8、約0.6〜約1.6、約0.6〜約1.5、約0.6〜約1.4、または約0.8〜約1.2、または約1.0重量部の量で存在してもよい。
一般に、前記帯電防止添加剤は、導電性であり、前記層110の電気伝導性または電気抵抗性を確立する。言い換えると、前記帯電防止添加剤は、電気伝導性または前記層110を、確立するかまたは増加させる(establishes or increases the electrical conductivity or the layer 110)。あるいは、なお別の言葉では、前記帯電防止添加剤は、前記層110の電気抵抗性を確立するかまたは減少させる。前記層110の電気伝導性を増加させることは、前記層110が、引火性である作動液と接触している場合には、一般的に望ましい。より具体的には、前記層110の電気伝導性を増加させることにより、前記層110が、静電気を放散させることが可能となり、これは、前記作動液が発火することを防ぐ。前記帯電防止添加剤は、一般的には、前記層110の導電性を増加させるが、前記層110は、「真の(truly)」導電性を有しないことが十分に理解されなければならない。言い換えると、前記層110の電気伝導性を、前記層110が静電荷を放散させることができるレベルまで増加させるが、前記層110が、電気の連続流を送ることができるレベルには電気伝導性を増加させない。しかしながら、前記層が真の導電性を有しないという事実にもかかわらず、前記層110が、導電性であると称されてもよいことが十分に理解されなければならない。
典型的には、前記帯電防止添加剤は、カーボンナノチューブを含む。特定の態様において、前記カーボンナノチューブは、前記層110の100重量部に基づいて、約0.4〜約4.0重量部の量で存在する。代替的に、前記カーボンナノチューブは、前記内部層110の100重量部に基づいて、約0.6〜約3.5、約0.6〜約2.5、約0.6〜約2.0、約0.6〜約1.5、または約0.8〜約1.4重量部の量で存在してもよい。あらゆる好適なカーボンナノチューブを使用してもよいことが、当業者には十分に理解されるであろう。
特定の態様において、前記層110は、約10KΩ〜約100MΩの電気抵抗性を有する。電気抵抗性を、工業規格試験方法(industrial standard test procedure)を使用して測定してもよい。代替的に、前記層110は、約100ΚΩ〜約80ΜΩ、代替的に、約150ΚΩ〜約40ΜΩ、代替的に、約250ΚΩ〜約30ΜΩ、代替的に、約400ΚΩ〜約10ΜΩ、代替的に、約700ΚΩ〜約5ΜΩ、代替的に、約1ΜΩ〜約4ΜΩ、または代替的に、約2ΜΩ〜約3ΜΩの電気抵抗性を有する。一般に、前記層110の電気抵抗性は、静電荷を放散させることができる。前記帯電防止添加剤がカーボンナノチューブを含む特定の態様において、上記の電気伝導性(前記層110の電気抵抗性を測定することにより評価されたもの)を比較的低量のカーボンナノチューブで達成することができるので、前記カーボンナノチューブは、特に有利である。具体的には、前記層110が約10KΩ〜約100MΩの電気抵抗性を有し、これにより前記層110は、前記層110の100重量部に基づいて、わずか約0.4〜約4.0重量部の量で存在するカーボンナノチューブにより静電荷を放散することができるので、カーボンナノチューブを使用することは有利である。さらに、特定の態様において、前記層110は、前記層110の100重量部に基づいて、わずか約0.6〜約2.5重量部の量で存在する前記カーボンナノチューブにより、約10KΩ〜約100MΩの電気抵抗性を有する。前記カーボンナノチューブは、最大で4重量部で存在するので、前記層110は、前記第1フルオロポリマー、前記第1架橋剤、およびあらゆる追加の構成要素(以下で詳細に記載されるもの)の機械的特性を、広く有する。よって、前記層110の機械的特性は、前記第1フルオロポリマー、前記第1架橋剤、および存在する場合にはあらゆる追加の構成要素から、ほぼ全体として誘導される(almost entirely derived from)。逆に、帯電防止添加剤を含む従来の層は、上記の電気抵抗性を達成するために、顕著により多くの帯電防止添加剤を必要とする。結果として、誘導される前記従来の層の機械的特性(mechanical properties of the conventional layers derive)は、より多量の帯電防止添加剤の含有により、負の影響を受ける。
特定の態様において、前記層110は、優れた引張強度を有する。いかなる理論にも拘束されないが、引張強度は、前記第1フルオロポリマーにより決定され、前記層110に含まれる、比較的低量の帯電防止添加剤に比例すると考えられる。言い換えると、前記優れた引張強度は、一般的には、前記第1フルオロポリマー、前記第1架橋剤、および前記帯電防止添加剤ならびに前記層110におけるそれらの量、特に、比較的多量の前記第1フルオロポリマーおよび比較的低量の前記帯電防止添加剤によるものである。
別の態様において、前記帯電防止添加剤は、炭素粉末を含む。典型的には、前記炭素粉末を、アセチレンの熱分解から得る。好適なグレードの炭素粉末は、例えば、商品名VULCAN(登録商標) XC72で、Cabot Corporationから商業的に入手可能である。
前記層110はまた、説明の目的のために、一貫して(throughout)第4フルオロポリマーとして記載される追加のフルオロポリマーを含んでもよい。前記層110が、前記第4フルオロポリマーを含む場合には、前記第4フルオロポリマーは、前記第1フルオロポリマーとは異なるものである。前記層110中に存在する場合には、前記第4フルオロポリマーは、前記層110の100重量部に基づいて、約5〜約30重量部の量で存在する。代替的に、前記第4フルオロポリマーは、前記層110の100重量部に基づいて、約5〜約25、約10〜約20、または約15重量部の量で存在してもよい。
特定の態様において、前記第4フルオロポリマーは、ETFEを含む。他の態様において、前記第4フルオロポリマーは、PFAを含む。他の態様において、前記第4フルオロポリマーは、ポリ(プロピレン−テトラフルオロエチレン)(TFE/P)を含む。TFE/Pは、テトラフルオロエチレンおよびプロピレンの反応生成物を含むコポリマーである。典型的には、前記第4フルオロポリマーは、TFE/Pである。他の態様において、前記第1フルオロポリマーがETFEではない場合には、前記第4フルオロポリマーは、ETFEを含む。他の態様において、前記第1フルオロポリマーがPFAではない場合には、前記第4フルオロポリマーは、(PFA)を含む。必要ではないが、一般的には、前記第1フルオロポリマーは、ETFEであり、前記第4フルオロポリマーは、TFE/Pである。
前記第4フルオロポリマーが、TFE/Pを含む場合には、前記層110は、種々のグレードのTFE/Pを含んでもよい。例えば、TFE/Pは、TFE/Pの100重量部に基づいて、約45〜約60フッ素重量部(by weight fluorine)のフッ素含有量を有してもよい。TFE/Pはまた、約80〜約550の、約150〜約400の、または約300の貯蔵弾性率を有してもよく、それぞれは、100℃および50cpmで、ラバープロセスアナライザ(Rubber Process Analyzer)(RPA)により測定される。TFE/Pはまた、約−5〜約5℃のガラス転移温度を有してもよい。さらに、前記TFE/Pは、完全に飽和されたTFE/Pであるか、または不飽和の部分を含んでもよい。典型的には、例えば、粉末の形態のTFE/Pなどの小さい粒径のTFE/Pが所望される場合には、飽和されたTFE/Pが特に好適であり得る。好適なグレードのTFE/Pは、商品名TFE/P(登録商標)で、旭硝子株式会社から商業的に入手可能である。
前記第4フルオロポリマーが、ETFEを含む場合には、例えば、上記の前記種々のグレードのETFEなどの、種々のグレードのETFEを使用してもよい。前記第4フルオロポリマーが、PFAを含む場合には、例えば、上記の前記種々のグレードのPFAなどの、種々のグレードのPFAを使用してもよい。
前記層110が、前記第4フルオロポリマーを含む態様において、前記層110はまた、前記第1フルオロポリマー、前記第4フルオロポリマー、および前記第1架橋剤の反応生成物を含んでもよい。これらの態様においては必要ではないが、典型的には、前記第1フルオロポリマーは、ETFEであり、前記第4フルオロポリマーは、TFE/Pであり、前記第1架橋剤は、TAICであり、前記帯電防止添加剤は、カーボンナノチューブを含む。
特定の態様において、前記層110は、本質的に、前記カーボンナノチューブ、前記第1フルオロポリマー、前記第4フルオロポリマー、および前記第1架橋剤からなる。前記層110に関して本願において使用されるとおりの「本質的に〜からなる」により、前記外部層120の100重量部に基づいて、全て合わせて(total combined)5重量部以下の量での他の構成要素の包含を可能にし、これは、前記他の構成要素の包含が、物質的に前記層110の性能に影響を与えずに、作動液、特に引火性作動液を高圧下で輸送する一方で、フレキシビリティを維持することが条件である。これらの態様においては必要ではないが、典型的には、前記第1フルオロポリマーは、ETFEであり、前記第4フルオロポリマーは、TFE/Pであり、前記第1架橋剤は、TAICであり、前記第1架橋剤は、未反応の形態で存在する。
特定の態様において、前記層110は、本質的に、前記カーボンナノチューブ、前記第1フルオロポリマー、前記第4フルオロポリマー、および前記第1架橋剤からなる。これらの特定の態様において、前記第1フルオロポリマーは、約70〜約90重量部の量で存在し、前記第4フルオロポリマーは、約5〜約25重量部の量で存在し、前記第1架橋剤は、約2〜約6重量部の量で存在し、それぞれは、前記層110の100重量部に基づく。これらの態様においては必要ではないが、典型的には、前記第1フルオロポリマーは、ETFEであり、前記第4フルオロポリマーは、TFE/Pであり、前記第1架橋剤は、TAICであり、前記第1架橋剤は、未反応の形態で存在する。必要ではないが、典型的には、前記カーボンナノチューブは、前記層110の100重量部に基づき、約0.6〜約3.5重量部の量で存在する。
特定の態様において、前記層110は、前記層110の100重量部に基づき、約96〜約99.4重量部の量で存在する反応生成物、および前記層110の100重量部に基づき、約0.6〜約1.5重量部の量で存在するカーボンナノチューブを含む。これらの特定の態様において、前記反応生成物は、約70〜約90重量部の量で存在する前記第1フルオロポリマー、約5〜約25重量部の量で存在する前記第4フルオロポリマー、および約2〜約6重量部の量で存在する前記第1架橋剤から形成され、それぞれは、前記層110の100重量部に基づく。これらの態様においては必要ではないが、典型的には、前記第1フルオロポリマーは、ETFEであり、前記第4フルオロポリマーは、TFE/Pであり、前記第1架橋剤は、TAICであり、前記帯電防止添加剤は、カーボンナノチューブを含む。
特定の態様において、前記層110は、本質的に、前記カーボンナノチューブ、ならびに前記第1フルオロポリマー、前記第4フルオロポリマー、および前記第1架橋剤の反応生成物からなる。これらの態様においては必要ではないが、典型的には、前記第1フルオロポリマーは、ETFEであり、前記第4フルオロポリマーは、TFE/Pであり、前記第1架橋剤は、TAICである。
特定の態様において、前記層110は、前記層110の100重量部に基づき、約96〜99.4重量部の量で存在する反応生成物、および前記層110の100重量部に基づき、約0.6〜約1.5重量部の量で存在するカーボンナノチューブを含む。これらの特定の態様において、前記反応生成物は、約70〜約90重量部の量で存在する前記第1フルオロポリマー、約5〜約25重量部の量で存在する前記第4フルオロポリマー、および約2〜約6重量部の量で存在する前記第1架橋剤から形成され、それぞれは、前記層110の100重量部に基づく。これらの態様においては必要ではないが、典型的には、前記第1フルオロポリマーは、ETFEであり、前記第4フルオロポリマーは、TFE/Pであり、前記第1架橋剤は、TAICであり、前記帯電防止添加剤は、カーボンナノチューブを含む。
特定の態様において、前記層110は、本質的に、前記層110の100重量部に基づき、約96〜99.4重量部の量で存在する反応生成物、および前記層110の100重量部に基づき、約0.6〜約1.5重量部の量で存在するカーボンナノチューブからなる。これらの態様において、前記反応生成物は、約70〜約90重量部の量で存在する前記第1フルオロポリマー、約5〜約25重量部の量で存在する前記第4フルオロポリマー、および約2〜約6重量部の量で存在する前記第1架橋剤から形成され、それぞれは、前記層110の100重量部に基づく。これらの態様においては必要ではないが、典型的には、前記第1フルオロポリマーは、ETFEであり、前記第4フルオロポリマーは、TFE/Pであり、前記第1架橋剤は、TAICであり、前記帯電防止添加剤は、カーボンナノチューブを含む。
前記層110はまた、複数の添加剤を含んでもよい。前記添加剤には、顔料、水平化助剤/流動助剤(leveling/flow aids)、充填剤、繊維などが含まれてもよい。前記添加剤は、前記層110の100重量部に基づき、約0.1〜約10、約2〜約8、または約4〜約6の量で存在してもよい。
前記層110が、前記第1フルオロポリマー、前記第1架橋剤、および任意に前記第4フルオロポリマーの反応生成物を含む態様において、前記反応生成物を、前記層110を、フリーラジカルを生成させるのに十分な、放射線または他のソースのエネルギーに供することにより生成してもよい。特定の態様において、前記層110を、電子ビームによる放射線に供する。いかなる特定の理論にも拘束されないが、電子ビームは、フリーラジカルを創出し、また前記第1および/または第4フルオロポリマーにおける不飽和(すなわち、反応サイト)を創出し得るので、前記電子ビームは、前記反応生成物を形成するのに有益である。
特定の態様において、前記層110は、前記層110の100重量部に基づき、約91〜96重量部の量で存在するポリマー構成要素を含む。これらの態様において、前記層110はまた、前記層110の100重量部に基づき、約0.4〜約3重量部の量で存在する前記帯電防止添加剤を含む。これらの特定の態様において、前記層110はまた、前記層110の100重量部に基づき、約1〜約6重量部の量で存在する前記第1架橋剤を含む。これらの特定の態様において、前記層110はまた、約10KΩ〜約100MΩの電気抵抗性を有する。当業者は、前記電気抵抗性を測定する方法を十分に理解するであろう。前記ポリマー構成要素は、前記第1フルオロポリマーを含む。典型的には、前記第1フルオロポリマーは、前記層110の100重量部に基づき、60重量部より多い量で存在する。前記ポリマー構成要素はまた、これに限定されないが、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、アクリル類(acrylics)、ゴム(例えば、スチレンブタジエンなど)などを含む他のポリマーを含んでもよい。前記ポリマー構成要素が他のポリマーを含む場合には、前記他のポリマーの選択は、典型的には、特定の液体運搬用途に基づいて決定される(例えば、温度、圧力など)。
図1に最も良好に示されるとおり、本開示はまた、上記の前記層110および外部層120を有する層状化されたチューブ100を提供する。前記層110のように、前記層状化されたチューブ100は、フレキシブルであり、前記航空宇宙産業における使用に好適である。
上記のとおり、層状化されたチューブ100は、前記層110および外部層120を含む。前記層状化されたチューブ100は、上記の前記層110のあらゆる態様を含んでもよい。本願において記載するとおり、前記層110および前記外部層120は、協同して前記層状化されたチューブ100の性能を確立する。具体的には、前記層110および前記外部層120の化学的補償(make−up)は、驚くべきことにおよび予期しないことに、前記層状化されたチューブ100が、フレキシブルであること、および従来のホースに一般に使用される前記典型的な構成要素の受け入れを可能にすること、およびまた繰り返しの熱サイクル間に、引火性作動液、特に強烈で高圧縮された引火性作動液を輸送することを可能にすることを許容する、協同的バランスを達成する。よって、前記層110および外部層120の前記化学的補償および協同的性質により、前記層状化されたチューブ100が、従来のホースが直ちに不良となるか、またはすぐに不良の視覚的兆候(例えば、「白色マーク」など)を示し始めるかのいずれかの環境で使用することが可能となる。
基本的な寸法において、前記層状化されたチューブ100は、中心長手軸に沿った所定の長さまで軸方向に伸び、内径D3および外径D4を有する。前記内径D3および前記外径D4の寸法は、関係する特定の液体運搬用途に応じて変化することができる。特定の態様において、前記内径D3は、典型的には、約0.150〜約1.100インチである。これらの態様において、前記層110は、約0.005〜約0.011インチの厚さを有してもよく、前記外部層120は、約0.030〜約0.080インチの厚さを有してもよい。よって、前記外径D4は、典型的には、約0.185〜約1.29インチである。
上記のとおり、前記外部層120は、前記第2フルオロポリマーを含む。前記第2フルオロポリマーは、前記第1フルオロポリマーと同一または異なっている。前記第2フルオロポリマーは、前記外部層120の100重量部に基づき、60重量部より多い量で存在する。特定の態様において、前記第2フルオロポリマーは、前記外部層120の100重量部に基づき、約65〜約100、約70〜約90、または約80重量部の量で存在する。
特定の態様において、前記第2フルオロポリマーは、ETFEを含む。他の態様において、前記第2フルオロポリマーは、PFAを含む。他の態様において、前記第2フルオロポリマーは、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)を含む。PVDFは、ジフルオロエチレンの重合生成物である。
前記第2フルオロポリマーが、ETFEを含む場合には、例えば、種々のグレードの上記のETFEなどの前記種々のグレードのETFEを使用してもよい。前記第2フルオロポリマーが、PFAを含む場合には、例えば、種々のグレードの上記のPFAなどの前記種々のグレードのPFAを使用してもよい。前記第2フルオロポリマーが、PVDFを含む場合には、種々のグレードのPVDFを使用してもよい。
特定の態様において、前記外部層120の前記第2フルオロポリマーおよび前記層110の前記第1フルオロポリマーは、同一のフルオロポリマーである。例えば、特定の態様において、前記第1フルオロポリマーおよび前記第2フルオロポリマーは、ETFEである。典型的には、前記第1フルオロポリマーおよび前記第2フルオロポリマーがETFEである場合には、前記第4フルオロポリマーは、TFE/Pであり、前記第1架橋剤は、TAICである。
上記のとおり、特定の態様において、前記外部層120はまた、前記第3フルオロポリマーを含む。前記外部層120が前記第3フルオロポリマーを含む場合には、前記第3フルオロポリマーは、前記第2フルオロポリマーとは異なるものである。典型的には、前記第3フルオロポリマーは、TFE/Pである。特定の態様において、前記第2フルオロポリマーがETFEを含まない場合には、前記第3フルオロポリマーは、ETFEを含む。他の態様において、前記第2フルオロポリマーが、PFAを含まない場合には、前記第3フルオロポリマーは、PFAを含む。他の態様において、前記第2フルオロポリマーが、PFAを含まない場合には、前記第3フルオロポリマーは、PFAを含む。必要ではないが、典型的には、前記第2フルオロポリマーはETFEであり、前記第3フルオロポリマーは、TFE/Pである。
前記第4フルオロポリマーが、TFE/Pを含む場合には、例えば、上記の種々のグレードなどの種々のグレードのTFE/Pを使用してもよい。前記第4フルオロポリマーが、ETFEを含む場合には、例えば、種々のグレードの上記のETFEなどの前記種々のグレードのETFEを使用してもよい。前記第4フルオロポリマーが、PFAを含む場合には、例えば、種々のグレードの上記のPFAなどの前記種々のグレードのPFAを使用してもよい。
前記外部層120が、前記第3フルオロポリマーを含む場合には、前記第3フルオロポリマーは、前記外部層120の100重量部に基づき、約5〜約30重量部の量で存在する。代替的に、前記第3フルオロポリマーは、前記外部層120の100重量部に基づき、約5〜約25、約10〜約25、または約20重量部の量で存在する。
特定の態様において、前記外部層120は、前記外部層120の100重量部に基づき、約70〜約95重量部の量で存在する前記第2フルオロポリマー、および前記外部層120の100重量部に基づき、約5〜約30重量部の量で存在する前記第3フルオロポリマーを含む。要求されないが、これらの態様において、前記第2フルオロポリマーは、典型的には、ETFEであり、前記第3フルオロポリマーは、TFE/Pを含む。
特定の態様において、前記外部層120は、本質的に、前記第2フルオロポリマーおよび前記第3フルオロポリマーからなる。前記外部層120に関して本願において使用されるとおりの「本質的に〜からなる」により、前記外部層120の100重量部に基づいて、全て合わせて5重量部以下の量で他の構成要素の包含を可能にし、これは、前記他の構成要素の包含が、物質的に前記層状化されたチューブ100の前記外部層120の性能に影響を与えずに、作動液、特に作動液を高圧下で輸送する一方で、フレキシビリティを維持することが条件である。別の態様において、前記外部層120は、本質的に、ETFEおよびTFE/Pからなる。非限定的な例として、この意味における「本質的に〜からなる」により、前記外部層120のプロセシングを促進するための流動助剤および水平化助剤の包含、または前記外部層120を着色するための顔料が可能となってもよい。
必要ではないが、前記外部層120はまた、前記第1架橋剤と同一または異なる、第2架橋剤を含んでもよい。前記層110のように、前記外部層120はまた、未反応の形態の前記第2架橋剤を含んでもよい。代替的に、前記外部層120は、前記第2架橋剤および前記第2フルオロポリマーの反応生成物を含んでもよい。前記層110のように、前記外部層120が未反応の形態の前記第2架橋剤を含む態様において、例えば、高熱またはエネルギーの他のソースなどの十分な条件にさらされた場合には、前記第2架橋剤はなお反応することができることがあることが十分に理解されなければならない。例えば、一態様において、前記外部層120は、前記第2フルオロポリマーおよび未反応の形態の前記第2架橋剤を含み、ある期間の経過後(例えば、7日間など)に、前記外部層120を、電子ビームにさらす。前記電子ビームにさらした後、前記外部層120は、前記第2フルオロポリマーおよび前記第2架橋剤の反応生成物を含む(すなわち、前記第2架橋剤は、前記第2フルオロポリマーと反応して、これにより、前記外部層120は、もはや未反応の形態の前記第2架橋剤を含まない)。
典型的には、前記第2架橋剤は、シアヌル酸のトリアリル誘導体である。一態様において、シアヌル酸の前記トリアリル誘導体は、トリアリルイソシアヌレート(TAIC)である。別の態様において、シアヌル酸の前記トリアリル誘導体は、TAIC、トリアリルシアヌレート(TAC)、トリメタリルイソシアヌレート(TMAIC)、またはそれらの組み合わせを含む。特定の態様において、前記第2架橋剤は、前記第1架橋剤と同一である。例えば、前記第1架橋剤および前記第2架橋剤は、典型的には、共にTAICである。
前記外部層120が前記第2架橋剤を含む態様において、前記第2架橋剤は、前記外部層120の100重量部に基づいて、約1〜約10、約2〜約9、約3〜約8、約4〜約7、または約5〜約6重量部の量で存在してもよい。これらの値が、前記外部層120中に実際に存在する第2架橋剤の量を示すものであることが、十分に理解されなければならない。例えば、前記外部層120を形成する間に前記第2架橋剤の一部が揮発する場合には、当業者は、使用する第2架橋剤の初期量を調節して、実際に存在する前記第2架橋剤の最終量を得ることができるであろう。代替的に、プロセシング条件を制御および/または調節して、揮発する前記第2架橋剤の量を調整することができる。
一態様において、前記外部層120は、約70〜約90重量部の量で存在するETFE、約5〜約30重量部の量で存在するTFE/P、および約1〜約10重量部の量で存在する前記第2架橋剤を含み、それぞれは、前記外部層120の100重量部に基づく。
前記外部層120はまた、前記複数の添加剤を含んでもよい。前記添加剤には、顔料、水平化助剤/流動助剤、充填剤、繊維が含まれてもよい。前記添加剤は、前記外部層120の100重量部に基づき、約0.1〜約20、約1〜約15、約3〜約12、または約6〜約9重量部の量で存在してもよい。例えば、前記添加剤は、前記外部層120の強度を改善するために、オクタチタン酸カリウム(potassium octatitanate)を含んでもよい。
特定の態様において、前記外部層120が、前記第3フルオロポリマーおよび前記第2架橋剤を含む場合には、前記外部層120は、前記第2フルオロポリマー、前記第3フルオロポリマーおよび前記第2架橋剤の反応生成物を含む。
特定の態様において、前記外部層120が、前記第3フルオロポリマーおよび前記第2架橋剤を含む場合には、前記外部層120は、本質的に、前記第2フルオロポリマー、前記第3フルオロポリマーおよび前記第2架橋剤の反応生成物からなる。
特定の態様において、前記外部層120は、約70〜約90重量部の量で存在する第2フルオロポリマー、約5〜約20重量部の量で存在する前記第3フルオロポリマー、および約1〜約10重量部の量で存在する前記第2架橋剤の反応生成物を含み、それぞれは、前記外部層120の100重量部に基づく。
特定の態様において、前記外部層120は、約70〜約90重量部の量で存在するETFE、約5〜約20重量部の量で存在するTFE/P、および約1〜約10重量部の量で存在するTAICの反応生成物を含み、それぞれは、前記外部層120の100重量部に基づく。いかなる特定の理論にも拘束されないが、前記外部層120に関し、ETFE単独では、一般的には、曲げるのには硬すぎると考えられ、これは、前記層110の化学組成に応じて、前記層状化されたチューブ100を、程度の高いフレキシビリティーを要求する用途には不適にし得る。TFE/Pの包含は、ETFEと比較して、前記外部層120を軟化させてフレキシビリティーを可能にする。しかしながら、特定の態様においておよび前記層110の化学組成に応じて、ETFEおよびTFE/P単独(すなわち、前記第2架橋剤なしでのETFEおよびTFE/Pの使用)では、フレキシブルではあるが、軟らかすぎて、前記層状化されたチューブ100は、前記連結要素を十分に把持しないであろう一方で、前記層状化されたチューブ100は高圧下で作動液を輸送するであろう。言い換えると、これらの特定の態様において、ETFEおよびTFE/P単独の使用は、高圧により、前記層状化されたチューブ100から前記連結要素を緩ませ得るため、高圧下で作動液を輸送するのに好適ではない。この目的のために、この態様で説明された前記反応生成物は、前記層状化されたチューブ100におけるフレキシビリティーおよび硬度のバランスを提供する、驚くべきおよび予期しない特性のバランスを達成し、前記層状化されたチューブ100が、前記連結要素を把持する一方で前記層状化されたチューブ100が高圧下で作動液を輸送することを可能にする。
前記反応生成物を、前記未反応の架橋剤を含む前記外部層120を、フリーラジカルを生成させるのに十分な、放射線または他のソースのエネルギーに供することにより生成してもよい。前記第2架橋剤および前記第4フルオロポリマーの反応生成物を、個別の構成要素に属する一連の重量パーセントとして表す場合には、前記個別の構成要素が前記反応において化学的に変化して前記反応生成物を形成し得たとしても、それぞれ個別の構成要素の前記重量パーセントは、前記反応生成物の形成前の前記個別の構成要素の前記重量パーセントであることが十分に理解されなければならない。
前記反応生成物を、例えば、前記外部層120に放射線を適用するなどの、フリーラジカルを創出するあらゆる機構により生成してもよい。例えば、前記外部層120が前記第2架橋剤を含む場合には、前記第2架橋剤、前記第2フルオロポリマー、および任意に前記第4フルオロポリマーの前記反応生成物は、前記外部層120を電子ビームに供することにより形成されてもよい。前記外部層120を前記電子ビームに供することはまた、典型的には、前記層110を前記電子ビームに供することであることが、十分に理解されなければならない。言い換えると、前記層110および前記外部層120の両方を、前記層状化されたチューブ100を前記電子ビームに供することにより、同時に硬化させることができる。いかなる特定の理論にも拘束されないが、電子ビームは、フリーラジカルを創出し、また不飽和を創出するので、前記電子ビームは、前記反応生成物を形成するのに有益である。
特定の態様において、ポリマー鎖の可動性を制限するために、クリープまたはストレス緩和により証明されるとおり全体の流れおよびひびができることが禁止されるように、前記層110および/または前記層状化されたチューブ100が前記放射線に供される(すなわち、架橋プロセス)場合。(In certain embodiments,when the layer 110 and/or the layered tube 100 are subjected to the radiation(i.e.,the crosslinking process)in order to limit polymer chain mobility such that gross flow,as evidenced by creep or stress relaxation,and crazing are inhibited.)必要ではないが、一般的には、前記層110および/または前記層状化されたチューブ100が、前記放射線にさらされる場合には、前記層110および/または層状化されたチューブ100は軽度に(lightly)架橋される(すなわち、前記層110および/または層状化されたチューブ100は、低い架橋密度を有する)。当業者は、軽度の架橋には、密な3−D架橋されたネットワーク(すなわち、高い架橋密度)を有する材料に典型的なものより大きな、より大きな分子の動きおよび変形能(ductility)を可能にする反応生成物を生成するプロセスが含まれることを十分に理解するであろう。軽度の前記架橋を、前記電子ビームへさらす時間を選択することまたは前記第1および/または第2架橋剤の量を減少させることにより、実現することができる。前記層110の特定の態様において、特に、程度の高いフレキシビリティーが要求される場合には、前記層110は、軽度に架橋される。前記層状化されたチューブ100の特定の態様において、前記層110および前記外部層120は共に、軽度に架橋される。
一態様において、架橋の程度を、前記材料が溶媒に供された場合に生じる膨潤の量を定量化することにより分析してもよい。架橋の程度が増加するにつれて、前記材料は互いにより密に結合されるので、膨潤は減少するであろう。例えば、SKYDROL(登録商標)などの作動液中に浸される場合に、前記フルオロポリマーブレンドについての膨潤の許容量は、約5体積%〜約30体積%である。別の例において、膨潤の許容量は、約7体積%〜約15体積%であろう。
必要ではないが、前記層状化されたチューブ100の特定の態様において、前記層110は、前記外部層120と直接接触し、前記層110および前記外部層120は、一緒に溶融接着される(melt bonded together)。典型的には、前記外部層120および前記内部層110が直接接触している場合には、前記外部および内部層120、110は共押し出しされる。前記層110および外部層120を互いに直接接触させて、互いに溶融接着させることは、前記層状化されたチューブ100が高圧にさらされる場合には、特に有益である。前記層110および外部層120を溶融接着する場合には、前記層110の、前記外部層120の内側での「回転」を防止し、これは、作動液を輸送する従来のホースに関連する別の欠陥である。
別の態様において、前記層状化されたチューブ100は、本質的に、前記層110および前記外部層120からなる。言い換えると、前記層状化されたチューブ100は、前記層110および前記外部層120のみを含む。
一態様において、前記層状化されたチューブ100は、本質的に、(A)前記層110、および(B)前記層110を包囲する前記外部層120からなる。この態様において、前記層110は、60重量部より多い量で存在する前記第1フルオロポリマー、約1〜10重量部の量で存在する前記第1架橋剤、および約0.4〜約3重量部の量で存在する前記帯電防止添加剤を含み、それぞれは、前記層110の100重量部に基づく。また、この態様において、前記外部層120は、前記外部層120の100重量部に基づき、60重量部より多い量で存在する前記第2フルオロポリマーを含む。必要ではないが、この態様において、前記帯電防止添加剤は、典型的には、カーボンナノチューブを含む。
一態様において、前記層状化されたチューブ100は、本質的に、(A)前記層110、および(B)前記層110を包囲する前記外部層120からなる。この態様において、前記層110は、60重量部より多い量で存在するETFE、約1〜約20重量部の量で存在するTAIC、および約0.4〜約3重量部の量で存在するカーボンナノチューブを含み、それぞれは、前記層110の100重量部に基づく。またこの態様において、前記外部層120は、前記外部層120の100重量部に基づき、60重量部より多い量で存在する前記ETFEを含む。
一態様において、前記層状化されたチューブ100は、本質的に、(A)前記層110、および(B)前記層110を包囲する前記外部層120からなる。この態様において、前記層110は、カーボンナノチューブ、ならびに約70〜約90重量部の量で存在するETFE、約5〜約25重量部の量で存在するTFE/P、および約1〜約10重量部の量で存在する前記第1架橋剤から形成された反応生成物を含み、それぞれは、前記層110の100重量部に基づく。またこの態様において、前記外部層120は、約60〜約90重量部の量で存在するETFE、約5〜約30重量部の量で存在するTFE/P、および約1〜約10重量部の量で存在する前記第2架橋剤から形成された反応生成物を含み、それぞれは、前記外部層120の100重量部に基づく。
図3〜5に最も良好に示されるとおり、本開示はまた、ホースアセンブリ125を提供する。前記ホースアセンブリ125は、前記層状化されたチューブ100を含む。具体的には、前記ホースアセンブリ125は、前記層110、前記外部層120、および強化層130を含む多層構造である。前記ホースアセンブリ125は、単にホースまたは前記ホースアセンブリ125の性能のために高性能ホースと称されてもよい。参照を容易にするために、前記ホースアセンブリ125は、以降前記ホースアセンブリ125とのみ称される。
前記ホースアセンブリ125は、前記層状化されたチューブ100および強化層130を含む。前記強化層130は、パラアラミド合成繊維で構築される。
図3に示すとおり、前記ホースアセンブリ125は、中心長手軸Aに沿った所定の長さまで軸方向に伸びている、図4に示すとおり、前記ホースアセンブリ125は、内径D5および外径D6を有する。前記内径D5および前記外径D6の寸法は、関係する特定の液体運搬用途に応じて変化することができる。一態様において、前記ホースアセンブリ125は、例えば、SKYDROL(登録商標)などの作動液を運搬する。
前記層110は、内側表面および外側表面を含み、前記内側表面は、前記内径D5を画定し、前記外側表面は、それらの間の壁の厚さを画定する。前記ホースアセンブリ125の全体の寸法と同様に、前記層110の前記壁の厚さは、前記ホースアセンブリ125の特定の液体運搬用途に応じて変化してもよい。
(示されない)代替的態様において、特に、前記第1フルオロポリマーおよび前記第2フルオロポリマーが異なる場合には、中間層を、前記層110および前記外部層120の間に設けてもよい。
前記強化層130を、前記外部層120の周囲の網目状配向に配列してもよい。代替的に、前記強化層130は、前記外部層120の周囲に、らせん状にねじれた、編まれたまたはラップされた強化材料を含むことができる。前記強化層130を前記ホースアセンブリ125中で用いて、前記外部層120がつぶれるのに対抗させる。言い換えると、必要ではないが、前記強化層130は、特に、前記ホースアセンブリ125が高圧にさらされる場合には、前記層状化されたチューブ100の前記構造を支持する。注目すべきは、前記強化層130が、完全に前記外部層120を覆うかまたはカプセル化することは要求されない。例えば、前記強化層130を網目状配向に配列する場合には、「網目」中のギャップを、前記外部層120にさらしてもよい(expose the outer layer 120)。さらに、前記強化層130は、外部層120または前記ホースアセンブリ125の全長に伸びていなくてもよい。例えば、前記強化層130は、前記ホースアセンブリ125が折れ曲がっている位置に存在してもよく、前記ホースアセンブリ125が直線状である(すなわち、「折れ曲がっていない」)位置に存在しなくてもよい。当然、前記第1強化層130は、前記外部層120を完全に覆って(すなわち、包囲して/カプセル化して)いてもよく(例えば、図3に示すとおりの100%覆うことなど)、または前記外部層110を部分的に覆っていてもよい(例えば、50%覆うことなど)。
前記第1強化層130は、例えば、KEVLARなどのパラアラミド合成繊維で構築される。特定の態様において、パラアラミド合成繊維は、前記ホースアセンブリ125の強度を上げ、前記層110および前記外部層120に亀裂が入ることを防止する。一態様において、前記強化層130は、パラアラミド合成繊維の3つの端部の2×2網目である(2x2 braid of three ends of para−aramid synthetic fibers)。
必要ではないが、第2強化層140がまた、前記ホースアセンブリ125中に含まれてもよい。前記強化層130のように、前記第2強化層140は、網目状強化材料を含んでもよい。代替的に、前記第2強化層140は、らせん状にねじれた、編まれたまたはラップされた強化材料を含むことができる。前記第2強化層140が含まれる場合には、前記第2強化層140は、前記外部層120をさらに強化する。前記強化層130のように、前記第2強化層140は、前記強化層130または前記外部層120を完全に覆うことは要求されない。前記第2強化層140はまた、典型的には、例えば、KEVLARなどのパラアラミド合成繊維で構築される。
別の態様において、前記ホースアセンブリ125は、接着層150をさらに含む。前記接着層150は、典型的には、例えば、TEFLON(登録商標)などのPTFEで構築された両面接着テープである。代替的態様において、前記接着層150は、両面ポリエステル/マイラー(登録商標)接着テープである。
前記ホースアセンブリ125は、外部カバー160をさらに含んでもよい。前記外部カバー160は、典型的には、例えば、ポリエステル繊維などの網目状材料を含む。代替的に、前記外部カバー160は、金属であり得る。前記外部カバー160は、前記外部層120の断面を円状に保つことを補助し、見た目が美しい外観を提供する。さらに、前記ポリエステル繊維は、前記内部構成要素を、摩耗およびすり減りから保護する。他の態様において、前記外部カバーは、天然または合成繊維を含むことができる。さらに、前記外部カバー160は、単一プライ(ply)または多重プライの材料を含んでもよい。
特定の態様において、前記層状化されたチューブ100は、用途に応じた、特定の性能要件に合致する。1つの既知の用途において、前記層状化されたチューブ100は、5,080psi(35MPa)の圧力で液体を運搬する。安全を考慮して、前記層状化されたチューブ100が、室温で20,320psi(140MPa)の最低破裂圧力および275°F(135℃)で15,240psi(105MPa)の最低破裂圧力を有することが望ましい。また、前記層状化されたチューブ100が、圧力インパルス試験、プッシュ−プル試験、アセンブリ曲げ試験、および熱的変動試験を含む、追加の安全試験に合格することが望ましい。
圧力インパルス試験において、前記層状化されたチューブ100は、以下のサイクルを受ける:液圧は、0から7,620psi(52.5MPa)へ増加し、次いで減少されて5,080psi(35MPa)で維持され、次いで0psiへ減少される。このサイクルを、毎分70サイクルの速度で繰り返す。前記層状化されたチューブ100が、不良を起こさずに300,000サイクルをパスすることが望ましい。
プッシュ−プル試験において、前記層状化されたチューブ100を、直線配向に維持する。前記層状化されたチューブ100の第1端部を固定し、第2端部を交互に、前記第1端部に向かっておよび前記第1端部から離して動かす。このサイクルを、毎分20〜60サイクルの速度で繰り返す。前記層状化されたチューブ100が、不良を起こさずに50,000サイクルをパスすることが望ましい。
アセンブリ曲げ試験において、前記層状化されたチューブ100について、(前記ホースアセンブリ125で例示された)図5に示すとおり、その最小内側折り曲げ半径Rまで折り曲げる。前記層状化されたチューブ100の第1端部を固定する一方で、第2端部を、前記第2端部の開口部の軸に平行な直線方向に交互に動かす。例えば、図5において、前記層状化されたチューブ100の上端部を固定し、下端部を左から右へ動かす。このサイクルを、毎分60〜80サイクルの速度で繰り返す。前記層状化されたチューブ100が、不良を起こさずに400,000サイクルをパスすることが望ましい。
熱的変動試験を使用して、前記層状化されたチューブ100中の微小なボイドまたはひびを検出してもよい。熱的変動試験において、前記ホースを、5080psiまで圧縮して、次いで、275°Fの温度にする。前記層状化されたチューブ100を、4時間その温度で維持する。次いで、前記層状化されたチューブ100を、1時間かけて−65°Fまで冷却する。前記層状化されたチューブ100を、4時間、−65°Fで維持する。次いで、前記層状化されたチューブ100を、1時間かけて275°Fまで加熱して戻す。これで1サイクルが完了する。このサイクルを、前記層状化されたチューブ100が微小なボイドを示すまで連続して繰り返す。前記層状化されたチューブ100を、前記温度サイクルの間、連続的に圧縮する。微小なボイドなしで20サイクルをパスする場合には、前記層状化されたチューブ100は、前記試験をパスする。
本開示はまた、方法を提供する。前記方法を使用して、前記層110を形成してもよい。前記方法の特定の態様をまた使用して、前記層状化されたチューブ100を形成してもよい。前記方法の特定の態様をまた使用して、前記ホースアセンブリ125を形成してもよい。
前記方法は、前記帯電防止添加剤および前記第1架橋剤を予め混合して、帯電防止中間混合物を形成することを含み、ここで、前記帯電防止添加剤は、前記第1架橋剤中に分散される。前記帯電防止添加剤が分散される場合には前記帯電防止添加剤は、凝集した形態で前記帯電防止添加剤を含む層と比較して、前記層110中でより高い電気伝導性を確立するので、前記帯電防止添加剤を予め混合して前記帯電防止添加剤を分散させることは有利である。よって、前記帯電防止添加剤を分散させることは、電気伝導性の所望のレベル(すなわち、静電荷を放散させるのに必要な電気伝導性のレベル)を達成するのに必要な前記帯電防止添加剤の量を低下させる。さらに、前記帯電防止添加剤が低量で含まれるほど、前記帯電防止添加剤を効率的に分散させることができる。よって、所望の電気伝導性を達成するのにより少ない帯電防止添加剤が必要であるので、前記帯電防止添加剤を分散させることは、相乗効果を有する。さらに、前記帯電防止添加剤を予め混合することにより、より低量の前記帯電防止添加剤で所望のレベルの電気伝導性を確立できるので、より多量の前記第1フルオロポリマーおよび存在する場合には他の構成要素が、前記層110中に存在する。よって、前記層110の電気伝導性または電気抵抗性は、比較的低量の前記帯電防止添加剤で確立されるので、例えば、引張強度などの、前記層110の機械的特性が、前記層110中に含まれる、比較的多量の前記第1フルオロポリマーおよび存在する場合には他の構成要素により増加する。
特定の態様において、前記帯電防止添加剤は、前記カーボンナノチューブを含む。カーボンナノチューブは、体積に対して大きな表面積比を有する。この体積に対する大きな表面積比の結果として、カーボンナノチューブは、大きな表面エネルギーおよびこれによる凝集傾向を有する。よって、前記第1架橋剤中で前記カーボンナノチューブを分散させることにより、この潜在的な凝集を減少させ、前記層110中で所望の電気伝導性を達成するのに必要なカーボンナノチューブの濃度を減少させる。
特定の態様において、前記方法は、前記帯電防止添加剤および前記第1架橋剤を予め混合する前に、前記帯電防止添加剤を加熱して前記帯電防止添加剤から水分を除去することをさらに含む。必要ではないが、前記帯電防止添加剤から水分を除去することは、特に、前記帯電防止添加剤が前記カーボンナノチューブを含む場合には、前記カーボンナノチューブが電気伝導性に対して有するであろう影響を最大化させる目的のために好ましい。水分を除去することはまた、前記第1架橋剤中への前記帯電防止添加剤分散を促進する。よって、水分を除去することはまた、前記層110中で所望の電気伝導性を達成するのに必要な帯電防止添加剤の量を減少させるのに寄与する。
前記方法はまた、前記帯電防止中間混合物および前記第1フルオロポリマーの少なくとも一部を混ぜ合わせて、第1複合混合物(a first compound mixture)を形成することを含む。言い換えると、前記帯電防止中間混合物を、前記第1フルオロポリマーのいくらかの部分と混ぜ合わせることができ、または前記第1フルオロポリマーの全部分と混ぜ合わせることができる(the anti−static intermediate mixture can be compounded with some portion of the first fluoropolymer,of can be compounded with the entire portion of the first fluoropolymer)。前記第1フルオロポリマーの一部のみが使用されて前記帯電防止添加剤と混ぜ合わせられる場合には、前記層110中に存在する前記第1フルオロポリマーの合計量の残部を含めるための、種々の他の機会または経路が利用可能である。前記第1フルオロポリマーの残部を含めるための他の経路のいくつかを、以下で説明する。
典型的には、前記帯電防止中間混合物および前記第1フルオロポリマーの少なくとも一部を、二軸スクリュー押し出し機で混ぜ合わせる。前記二軸スクリュー押し出し機は、典型的には、350℃までのプロセス温度を達成することができる。必要ではないが、混ぜ合わせられた前記第1混合物は、ペレットの形態であってもよい。一般的には、前記ペレットは、0.05〜約0.2インチの長さである。
前記方法はまた、混ぜ合わせられた前記第1混合物を押し出して前記層110を形成することを含む。前記押し出し機は、典型的には、上記の前記二軸スクリュー押し出し機である。特定の態様において、ボイド体積が前記押し出し機中で維持される。例えば、混ぜ合わせられた前記第1混合物が、前記押し出し機の合計体積の約30〜約60パーセントを満たしてもよい。代替的に、混ぜ合わせられた前記第1混合物が、前記押し出し機の合計体積の約40〜55パーセントを満たしてもよい。ボイドの体積が維持されない、混ぜ合わせられた前記第1混合物の体積(すなわち、前記押し出し機が満たされている体積)と比較して、前記押し出し機から生じるせん断力が、比較的より小さい体積の混ぜ合わせられた前記第1混合物に移されるため、前記押し出し機中で前記ボイドの体積を維持することにより、混ぜ合わせられた前記第1混合物に加えられるせん断が増加する。せん断を増加させることは、特に、前記帯電防止添加剤が前記カーボンナノチューブを含む場合には、前記帯電防止添加剤をさらに分散させる。
前記フルオロポリマーは固体であるが、前記第1フルオロポリマーの物理的形態を操作してもよい。前記第1フルオロポリマーの特定の物理的形態を、前記方法の種々のステップにおいて有利に使用してもよい。一般に、前記第1フルオロポリマーは、0.05〜約0.2インチの長さを有するペレットの形態である。特定の態様において、当該技術分野において既知であるとおり、前記第1フルオロポリマーが、ペレットよりも小さい粒径を有する粉末の形態となるように、前記第1フルオロポリマーの粒径を減少させることが有利であり得る。フルオロポリマーのポリマー(fluoropolymer polymer)の粒径を、これに限定されないが、ブレンドすること、粉砕すること、砕くこと、すりつぶすことなどを含む、あらゆる好適な方法により減少させてもよい。よって、前記第1フルオロポリマーの粒径を、上記の前記方法により減少させてもよい。
特定の態様において、前記方法は、前記帯電防止中間混合物および前記第1フルオロポリマーを混ぜ合わせる前に、前記帯電防止中間混合物および前記第1フルオロポリマーの第2部分を混合することをさらに含む。前記帯電防止中間混合物を前記第1フルオロポリマーの前記第2部分と混合することは、特に、前記帯電防止添加剤がカーボンナノチューブを含む場合には、および前記第1フルオロポリマーの前記第2部分が粉末の形態である場合には、前記帯電防止添加剤をさらに分散させ得る。
特定の態様において、前記方法は、前記帯電防止中間混合物および前記第1フルオロポリマーを混ぜ合わせることをさらに含み、前記帯電防止中間混合物、前記第1フルオロポリマーおよび前記第4フルオロポリマーを混ぜ合わせて、混ぜ合わせられた前記第1混合物を形成することを含み、上記のとおり、前記第4フルオロポリマーが、前記第1フルオロポリマーとは異なることが条件である(In certain embodiments,the method further comprises compounding the anti−static intermediate mixture and the first fluoropolymer comprises compounding the anti−static intermediate mixture,the first fluoropolymer,and the fourth fluoropolymer to form the first compounded mixture,provided that the fourth fluoropolymer is different than the first fluoropolymer as noted above)。
特定の態様において、混ぜ合わせられた前記第1混合物は、本質的に、前記第1フルオロポリマー、前記第1架橋剤、および前記帯電防止添加剤からなる。特定の態様において、混ぜ合わせられた前記第1混合物は、本質的に、ETFE、TAIC、およびカーボンナノチューブからなる。さらに、特定の態様において、前記第4フルオロポリマーは、TFE/Pを含む。
前記第1フルオロポリマーと同様に、前記第4フルオロポリマーは、あらゆる物理的形態で存在してもよい。典型的には、前記第4フルオロポリマーは、ペレットである。特定の態様において、前記第4フルオロポリマーの粒径を、前記第4フルオロポリマーが粉末の形態となるように減少させることが有利であり得る。
特定の態様において、混ぜ合わせられた前記第1混合物は、本質的に、前記第1フルオロポリマー、前記第1架橋剤、および前記帯電防止添加剤からなる。他の態様において、混ぜ合わせられた前記第1混合物は、前記第4フルオロポリマーを含み、これらの態様において、前記帯電防止中間混合物、前記第1フルオロポリマー、および前記第4フルオロポリマーを混ぜ合わせて、混ぜ合わせられた前記第1混合物を形成する。
前記方法の特定の態様において、混ぜ合わせステップにおいてせん断速度を変化させて、前記帯電防止添加剤をさらに分散させ、例えば、以下で記載するとおりの、高すぎるまたは低すぎるせん断などの、特定のプロセシング条件に特定のフルオロポリマーが供されることを回避する。せん断は、あらゆる所定の材料にかけられる圧力の相対量を運搬するのに使用される用語である。よって、材料が、低せん断と比較して高せん断下でせん断される場合には、より大きな圧力が前記材料にかけられる。しかしながら、せん断が高いか低いかは、せん断を提供する対象物の形状を含む複数の因子に依存する。例えば、同じスピードで回転する2つの異なる形状により、異なる量のせん断がかけられるであろう。しかしながら、一般にいえば、同じ形状が異なるスピードで回転する場合には、より大きなスピードが、前記材料により大きな圧力をかけるであろう。
特定の態様において、前記帯電防止中間混合物および前記第1フルオロポリマーの少なくとも一部を混ぜ合わせることは、高せん断下で混ぜ合わせるとして、さらに定義される。一態様において、高せん断下で混ぜ合わせることは、約30/1のL/D比を有する、高せん断押し出しスクリューを備えた押し出し機中で、毎分少なくとも100、より具体的には150〜350の回転数で混ぜ合わせることを含む。代替的に、高せん断下で混ぜ合わせることは、毎分200〜350の回転数で、同一の高せん断押し出しスクリューを備えた押し出し機中で混ぜ合わせることを含む。高せん断押し出しスクリューは、多数の混練ブロックを含む押し出しスクリューである。比較していえば、低せん断押し出しスクリューは、前記高せん断押し出しスクリューより少ない混練ブロックを有する押し出しスクリューである。さらに、前記高せん断押し出しスクリューは、前記低せん断押し出しスクリューより多くの混練ブロックを有するのみならず、前記高せん断押し出しスクリューの前記個別の混練ブロックは、前記低せん断押し出しスクリューの前記個別の混練ブロックより大きい。
特定の態様において、前記帯電防止中間混合物および前記第1フルオロポリマーの少なくとも一部を混ぜ合わせることは、前記高せん断押し出しスクリューを使用する高せん断混ぜ合わせステップおよび低せん断押し出しスクリューを使用する低せん断混ぜ合わせステップとして、さらに定義される。これらの態様において、前記高せん断混ぜ合わせステップでは、前記帯電防止中間混合物および前記第1フルオロポリマーの少なくとも一部を、毎分100〜400の回転数で、前記高せん断押し出しスクリューによる高せん断下で混ぜ合わせて、混ぜ合わせられた前記第1混合物を形成する。これらの態様において、前記低せん断混ぜ合わせステップでは、混ぜ合わせられた前記第1混合物および前記第4フルオロポリマーを、毎分100〜300の回転数で、前記低せん断押し出しスクリューによる低せん断下で混ぜ合わせる。関連する毎分の前記回転数の重複があるが、一方が、前記高せん断混ぜ合わせステップ用の、および他方が前記低せん断混ぜ合わせステップ用の、異なる押し出しスクリューを実装させる。特定の態様において、前記高せん断押し出しスクリューは、毎分150〜400、代替的に、150〜350、代替的に、200〜350、または代替的に、250〜350の回転数で回転する。特定の態様において、前記低せん断押し出しスクリューは、毎分100〜250、または代替的に、100〜200の回転数で回転する。
特定の態様において、前記方法は、混ぜ合わせられた前記第1混合物および前記第1フルオロポリマーの第2部分を混ぜ合わせて、混ぜ合わせられた第3混合物を形成することをさらに含む。必要ではないが、前記第1フルオロポリマーの前記第2部分は、典型的には、粉末の形態である。これらの態様において、前記方法は、混ぜ合わせられた前記第1混合物、前記第1フルオロポリマーの前記第2部分、および前記第4フルオロポリマーを混ぜ合わせて、混ぜ合わせられた前記第3混合物を形成することをさらに含んでもよい。前記第4フルオロポリマーがこれらの態様において混ぜ合わせられる場合には、前記第4フルオロポリマーは、典型的には、粉末の形態である。
特定の態様において、前記帯電防止中間混合物および前記第1フルオロポリマーの前記少なくとも一部を混ぜ合わせることは、高せん断混ぜ合わせステップおよび低せん断混ぜ合わせステップとして定義される。これらの態様において、各混ぜ合わせステップは、同一の押し出しスクリューを使用する。前記高せん断混ぜ合わせステップにおいて、前記帯電防止中間混合物および前記第1フルオロポリマーの前記少なくとも一部を、毎分200〜400より大きな回転数で前記押し出しスクリューにより、高せん断下で混ぜ合わせて、混ぜ合わせられた前記第1混合物を形成する。代替的に、前記高せん断混ぜ合わせステップにおいて、前記第1フルオロポリマーの前記少なくとも一部を、毎分250〜400、代替的に、250〜350、または代替的に、300〜400の回転数で、前記押し出しスクリューにより高せん断下で混ぜ合わせる。前記低せん断混ぜ合わせステップにおいて、混ぜ合わせられた前記第1混合物および前記第4フルオロポリマーを、毎分200未満の回転数で、前記押し出しスクリューにより低せん断下で混ぜ合わせる。代替的に、前記低せん断混ぜ合わせステップにおいて、毎分の回転数は、80〜180、100〜180、または100〜150であってもよい。これらの態様において、前記方法は、混ぜ合わせられた前記第1混合物および前記第1フルオロポリマーの第2部分を混ぜ合わせて、混ぜ合わせられた第3混合物を形成することをさらに含んでもよい。必要ではないが、前記第1フルオロポリマーの前記第2部分は、典型的には、粉末の形態である。これらの態様において、前記方法は、混ぜ合わせられた前記第1混合物、前記第1フルオロポリマーの前記第2部分、および前記第4フルオロポリマーを混ぜ合わせて、混ぜ合わせられた前記第3混合物を形成することを含でもよい。前記第4フルオロポリマーが、これらの態様において混ぜ合わせられる場合には、前記第4フルオロポリマーは、典型的には、粉末の形態である。
高せん断下で混ぜ合わせる、上記の態様において、前記高せん断により、前記帯電防止添加剤を、特に前記カーボンナノチューブをさらに分散させる。よって、前記高せん断は、所望のレベルの電気伝導性を達成するのに必要な、前記帯電防止添加剤の、特に前記カーボンナノチューブの相対量をさらに減少させる。結果として、高せん断下で混ぜ合わせることはまた、例えば、前記第1フルオロポリマーなどのより多くの他の構成要素の包含を可能にすることにより、例えば、前記層110の引張強度などの、前記層110の機械的特性を改善するのに役立つ。
混ぜ合わせられた前記第3混合物が形成される態様において、混ぜ合わせられた前記第3混合物を押し出して、前記層110を形成することが十分に理解されなければならない。
特定の態様において、前記方法は、前記層110に放射線を適用して前記層110を硬化させることをさらに含む。例えば、前記放射線を、電子ビームにより前記層110に適用してもよい。前記層110を硬化させることは、前記層110の電気伝導性をさらに増加させ得る。
特定の態様において、前記方法は、前記第2フルオロポリマーおよび前記第2架橋剤を混ぜ合わせて、混ぜ合わせられた前記第2混合物を形成することをさらに含み、混ぜ合わせられた前記第2混合物を押し出して、前記層110を包囲する前記外部層120を形成して、それにより、前記層状化されたチューブ100を形成することをさらに含む。これらの態様において、前記第2フルオロポリマーは、前記第1フルオロポリマーと同一であるかまたは異なり、前記第2架橋剤は、前記第1架橋剤と同一であるかまたは異なる。必要ではないが、前記第3フルオロポリマーを、前記第2架橋剤および前記第2フルオロポリマーと混ぜ合わせて、混ぜ合わせられた前記第2混合物を形成してもよく、ここで、上記のとおり、前記第3フルオロポリマーは、前記第2フルオロポリマーとは異なる。よって、前記第3フルオロポリマーが、前記第2フルオロポリマーおよび前記第2架橋剤と混ぜ合わせられる場合には、いったん押し出されると、前記外部層120は、前記第2フルオロポリマー、前記第3フルオロポリマー、および前記第2架橋剤を含む。
必要ではないが、混ぜ合わせられた前記第1混合物および混ぜ合わせられた前記第2混合物を共押し出しして、前記層状化されたチューブ100を形成してもよい。混ぜ合わせられた前記第1混合物および混ぜ合わせられた前記第2混合物を共押し出しする場合には、前記層110および前記外部層120は、典型的には、溶融接着される。混ぜ合わせられた前記第3混合物が形成される場合には、混ぜ合わせられた前記第3混合物および混ぜ合わせられた前記第2混合物は、共押し出しされて、上記のとおりの前記層状化されたチューブ100を形成してもよいことが十分に理解されなければならない。
特定の態様において、前記層状化されたチューブ100がいったん形成されると、前記方法は、前記層状化されたチューブ100に放射線を適用して前記層状化されたチューブ100を硬化させることをさらに含む。典型的には、前記放射線を、電子ビームにより適用する。前記層状化されたチューブ100を放射線に供することは、前記外部層120が前記層110を包囲するという事実にもかかわらず、前記層110を硬化させる。
特定の態様において、前記第2フルオロポリマーは、ETFEである。特定の態様において、前記第3フルオロポリマーは、TFE/Pである。典型的には、前記第2フルオロポリマーは、ETFEであり、前記第3フルオロポリマーは、TFE/Pである。特定の態様において、前記第1および第2フルオロポリマーは、ETFEであり、前記第3および第4フルオロポリマーは、TFEPであり、前記第1および第2架橋剤は、シアヌル酸のトリアリル誘導体を含む。
特定の態様において、前記方法は、前記外部層120に放射線を適用して前記層状化されたチューブ100を硬化させるステップをさらに含む。必要ではないが、前記放射線を、電子ビームにより適用してもよい。
特定の態様において、前記方法は、前記層状化されたチューブ100およびパラアラミド合成繊維で構築された前記強化層130を含むホースアセンブリを形成することをさらに含む。前記方法はまた、前記外部カバー160を提供することを含んでもよい。前記方法はまた、前記強化層130および前記外部カバー160間に、接着層150を提供してもよい。
以下の例は、本発明を例示することを意図するものであり、いかなる意味においても本発明の範囲を限定するものとして解釈されてはならない。
例
層および前記層を含む層状化されたチューブを、以下の方法を使用して構築した。前記カーボンナノチューブ帯電防止添加剤の一部を秤量し、100℃で、真空オーブン中で12時間乾燥した。熱安定化剤と予め混合された第1架橋剤(TAIC)の一部を、次いで、50℃まで加熱して、温かい液体を形成した。前記液体TAICを、次いで、高速ブレンダ中で前記乾燥されたカーボンナノチューブ帯電防止添加剤と合わせ、前記帯電防止中間混合物を形成した。
層および前記層を含む層状化されたチューブを、以下の方法を使用して構築した。前記カーボンナノチューブ帯電防止添加剤の一部を秤量し、100℃で、真空オーブン中で12時間乾燥した。熱安定化剤と予め混合された第1架橋剤(TAIC)の一部を、次いで、50℃まで加熱して、温かい液体を形成した。前記液体TAICを、次いで、高速ブレンダ中で前記乾燥されたカーボンナノチューブ帯電防止添加剤と合わせ、前記帯電防止中間混合物を形成した。
ペレットの形態の前記第1フルオロポリマー(ETFE)を秤量し、前記第1フルオロポリマーの一部をすりつぶして粉末にした。前記第1フルオロポリマーの残りの部分を、ペレットとして保持した。粉末の形態の前記第1フルオロポリマーを、次いで、ブレンダ中で、等量部の第4フルオロポリマー(TFE/P)と混合した。
前記帯電防止中間混合物を、次いで、前記第1フルオロポリマーの残った前記ペレットと混合し、重量供給機(gravimetric feeder)を使用して、高せん断スクリューを有する混ぜ合わせ機中へ供給し、約540°F〜590°Fまで加熱した。前記高せん断スクリューを、約100rpm〜約450rpmで回転させ、供給速度は、約7.5〜約15lbs/時で、混ぜ合わせられた前記第1混合物を形成した。前記高せん断スクリューの直径は、27mmであった。混ぜ合わせられた前記第1混合物は、ペレットの物理的形態であった。
混ぜ合わせられた前記第1混合物の得られたペレットを、次いで、前記第1および第4フルオロポリマーを含む前記粉末と混合し、約100rpm〜300rpmのスクリュースピードおよび約7.5〜15lbs/時の供給速度の低せん断スクリューを有する混ぜ合わせ機中へ供給し、混ぜ合わせられた前記第3混合物を形成した。
サンプルの外部層を、以下の方法を使用して構築した。ペレットの形態の前記第2フルオロポリマー(ETFE)を秤量し、一部をすりつぶして粉末にした。前記第2フルオロポリマーの残りの部分を、ペレットとして保持する。粉末の形態の前記第2フルオロポリマーを、ブレンダ中で、等量部の第3フルオロポリマー(TFE/P)と混合し、次いで、前記第2架橋剤を熱安定化剤と予め混合した後で、前記第2架橋剤(TAIC)と混合する。約10〜約15lbs/時の供給速度の重量供給機を使用して、前記第2フルオロポリマー、前記第3フルオロポリマーおよび前記第2架橋剤を、約200rpmの低せん断スクリュースピードの混ぜ合わせ機中へ供給し、約540°F〜約590°Fまで、混ぜ合わせられた前記第2混合物まで加熱した(heated to about 540°F to about 590°F to the second compounded mixture)。
層状化されたチューブを、次いで、混ぜ合わせられた前記第3混合物および混ぜ合わせられた前記第2混合物を共押し出しすることにより押し出した。前記層状化されたチューブを、次いで、電子ビームに供し、前記層状化されたチューブを硬化させた。
上記で調製された前記層状化されたチューブに加え、混ぜ合わせられた前記第2および第3混合物のサンプルを調製したが、押し出ししなかった。それらの組成は、以下の表IIのとおりである。表Iに提供される全ての値は、それぞれの前記層の100重量%に基づく。
調製された前記サンプルのうち、サンプル1および7〜11の前記層の電気抵抗性を、当業者に既知の手法を使用して測定した。一般に、例えば、航空技術における使用のためのものなどの、層状化されたチューブの電気抵抗性は、約10KΩ〜約100MΩでなければならない。具体的には、サンプル1の前記層は、500KΩの電気抵抗性を有した一方で、サンプル7〜11の前記層は、それぞれ900、500、200、50、および2、KΩの電気抵抗性を有した。前記結果は、サンプル1、7〜11の材料および層は、優れた電気抵抗性を有することを示す。
添付の特許請求の範囲は、詳細な説明に記載された表現および特定の複合物、組成物、または方法に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲内に含まれる特定の態様間で変更し得ることが理解されなければならない。種々の態様の特定の特徴または側面を説明するための、本願において依拠されるあらゆるマーカッシュ群については、他の全てのマーカッシュメンバーとは独立した、それぞれのマーカッシュ群の各メンバーから、異なる、特殊なおよび/または予期しない結果が得られ得る。マーカッシュ群の各メンバーは、個々に、または組み合わせて依拠されてもよく、添付の特許請求の範囲内の特定の態様についての適切なサポートを提供する。
さらに、本発明の種々の態様の記載において、依拠されるあらゆる範囲およびサブ範囲は、独立的におよび集合的に、添付の特許請求の範囲内に含まれ、全体および/またはその中の断片的な値を含む全ての範囲は、かかる値が本願において明記されていない場合であっても、記載され、考慮されることが理解される。列挙された前記範囲およびサブ範囲は、本発明の種々の態様を十分に記載し、可能にし、かかる範囲およびサブ範囲を、関係する半分、三分の一、四分の一、五分の一などにさらに線引きしてもよいことは、当業者には容易に認識する。単なる一例としては、「0.1から0.9の」範囲は、より下の三分の一、すなわち0.1〜0.3、中央の三分の一、すなわち0.4〜0.6、およびより上の三分の一、すなわち0.7〜0.9にさらに線引きされてもよく、これは、個々におよび集合的に、添付の特許請求の範囲内にあり、個々におよび/または集合的に添付の特許請求の範囲内の具体的な態様について依拠されてもよく、添付の特許請求の範囲内の具体的な態様について適切なサポートを提供する。さらに、例えば、「少なくとも」、「より大きな」、「より小さな」、「以下の」などの、範囲を定義するかまたは変更する語については、かかる語は、サブ範囲および/または上限もしくは下限を含むことが理解されなければならない。別の例として、「少なくとも10」の範囲は、少なくとも10〜35のサブ範囲、少なくとも10〜25のサブ範囲、25〜35のサブ範囲などを根本的に含み、各サブ範囲は、個々におよび/または集合的に添付の特許請求の範囲内の具体的な態様について依拠されてもよく、添付の特許請求の範囲内の具体的な態様についての適切なサポートを提供する。最後に、開示された範囲内の個々の数字は、添付の特許請求の範囲内の具体的な態様について依拠されてもよく、添付の特許請求の範囲内の具体的な態様についての適切なサポートを提供する。例えば、「1から9の」範囲は、例えば、3などの種々の個別の整数、および個別の数は、例えば、4.1などの小数点(または分数)を含み、これは、添付の特許請求の範囲内の具体的な態様について依拠されてもよく、添付の特許請求の範囲内の具体的な態様についての適切なサポートを提供する。
本発明を例示的なやり方で説明し、使用された用語は、限定的というよりむしろ、説明の用語の性質にあることが意図されることが理解されなければならない。本発明の、多くの変更および修正が、上記の教示に照らして可能である。本発明は、具体的に記載されたもの以外で実施されてよい。独立請求項、ならびに単一従属および複数従属の両方の従属請求項の全ての組み合わせの主体は、本願において明確に示唆されている。
Claims (12)
- 作動液を指向するための層状化されたチューブであって、該層状化されたチューブは、
A.前記作動液を指向するためのチャンバを画定する層であって、前記層は、以下;
該層の100重量部に基づいて、60重量部より多い量で存在する第1フルオロポリマー、
該層の100重量部に基づいて、1〜10重量部の量で存在する第1架橋剤、および
該層の100重量部に基づいて、0.4〜4重量部の量で存在するカーボンナノチューブであって、前記層の電気表面抵抗が10kΩ/sqから100MΩ/sqである、カーボンナノチューブ、
を含む層;ならびに
B.該層を包囲する外部層であって、該外部層は、該外部層の100重量部に基づいて、60重量部より多い量で存在する第2フルオロポリマーを含み、ここで、該第2フルオロポリマーは、該第1フルオロポリマーと同一であるかまたは異なる、外部層、
を含む、層状化されたチューブ。 - 該外部層は、さらに、
該外部層の100重量部に基づいて、5〜30重量部の量で存在する第3フルオロポリマーであって、前記第1および第2フルオロポリマーとは異なる、第3フルオロポリマーと、
前記外部層の100重量部に基づいて、1〜10重量部の量で存在する第2架橋剤であって、前記層の前記第1架橋剤と同一であり、または異なる、第2架橋剤と、
を有する、請求項1に記載の層状化されたチューブ。 - 前記第1フルオロポリマーおよび第2フルオロポリマーは、ポリ(エチレン−テトラフルオロエチレン)を含む、請求項1または2に記載の層状化されたチューブ。
- 前記外部層は、
前記外部層の100重量部に基づいて、70〜90重量部の量で存在する前記第2フルオロポリマー、
前記外部層の100重量部に基づいて、5〜20重量部の量で存在する前記第3フルオロポリマー、および
前記外部層の100重量部に基づいて、1〜10重量部の量で存在する前記第2架橋剤、
の反応生成物を含む、、請求項2に記載の層状化されたチューブ。 - 前記第1架橋剤および前記第2架橋剤は、シアヌル酸のトリアリル誘導体を含む、請求項2または4に記載の層状化されたチューブ。
- 前記層は、さらに、該層の100重量部に基づいて、5〜30重量部の量で存在する第4フルオロポリマーを含み、
前記第4フルオロポリマーは、前記第1フルオロポリマーとは異なる、請求項4に記載の層状化されたチューブ。 - 前記層は、
前記層の100重量部に基づいて、70〜90重量部の量で存在する前記第1フルオロポリマー;
前記層の100重量部に基づいて、5〜25重量部の量で存在する前記第4フルオロポリマー;および
前記層の100重量部に基づいて、2〜6重量部の量で存在する前記第1架橋剤、
の反応生成物を含み、
前記反応生成物は、前記層の100重量部に基づいて、96から99.4重量部の量で存在する、請求項6に記載の層状化されたチューブ。 - 前記第3および前記第4フルオロポリマーは、ポリ(プロピレン−テトラフルオロエチレン)を含む、請求項6または7に記載の層状化されたチューブ。
- 前記カーボンナノチューブは、前記層の100重量に基づいて、0.6〜2.5重量部の量で存在する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の層状化されたチューブ。
- 前記層は、前記外部層と直接接触し、
前記層と前記外部層は、相互に溶融接着される、請求項1〜9のいずれか一項に記載の層状化されたチューブ。 - 前記層は、前記層の100重量部に基づいて、96から99.4重量部の量の前記反応生物、および前記層の100重量部に基づいて、0.6から1.5重量部の量の前記カーボンナノチューブを有する、請求項6に記載の層状化されたチューブ。
- 前記層は、400kΩ/sqから10MΩ/sqの電気表面抵抗を有する、請求項1〜11のいずれか一項に記載の層状化されたチューブ。
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