KR20170097027A

KR20170097027A - 편직 보강 천

Info

Publication number: KR20170097027A
Application number: KR1020177015598A
Authority: KR
Inventors: 이브 바더; 베노이트 스테페니노
Original assignee: 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
Priority date: 2014-12-12
Filing date: 2015-11-24
Publication date: 2017-08-25
Also published as: EP3230507B1; JP2018500469A; CN107109725A; EP3230507A1; JP6768655B2; CN107109725B; KR102482788B1; US20160168767A1; WO2016094083A1; US10145040B2; WO2016094083A9

Abstract

튜브형 탄성중합체 물품 또는 섬유-보강된 복합 구조체를 위한 보강재로서 적합한 편직 천으로서,
(i) 상기 천은 천의 편직물의 루프를 형성하는, 2.5 내지 56 g/dtex의 강인도 및 222 내지 10000 dtex의 선밀도를 갖는 복수의 제1 필라멘트 얀(제1 얀)을 포함하고,
(ii) 상기 천은 천의 코스 내에서, 그러한 코스 내의 모든 제1 얀의 전방으로 나선 방향으로 통과하고 인접한 코스 내의 제1 얀 중 적어도 일부와 인터트와이닝되는, 2.5 내지 56 g/dtex의 강인도 및 222 내지 10000 dtex의 선밀도를 갖는 적어도 하나의 제2 필라멘트 얀을 추가로 포함하고,
(iii) 천의 코스 내에서, 제1 보강 얀의 길이 대 제2 얀의 길이는 1.0:1.72 내지 1.0:6.0의 비 내에 있다.

Description

편직 보강 천{KNIT REINFORCING FABRIC}

본 발명은 유체 운반을 위한 호스(hose)와 같은 튜브형 탄성중합체 물품 또는 섬유-보강된 복합 구조체에 사용되는 편직된 보강 천(knitted reinforcement fabric)에 관한 것이다.

구오(Guo)의 유럽 특허 EP1780458B1호는 서로 접촉하는 강성 스레드(rigid thread) 및 강성이 덜한 스레드로 혼합된 매듭(mixed knot)을 형성하기 위해 상이한 강성을 갖는 2개의 스레드로 형성되는 편직 천(knit fabric)의 형태로 제시되는 텍스타일 보강재(textile reinforcement)를 갖는 파이프를 기술한다. 하나의 스레드는 방향족 폴리아미드, 예컨대 폴리파라페닐렌 테레프탈아미드로 제조되고, 다른 하나의 스레드는 지방족 또는 방향족 폴리아미드, 예컨대 폴리아미드 6.6 또는 폴리파라페닐렌 테레프탈아미드와 3, 4'-옥시다이페닐렌 테레프탈아미드의 공중합체로 제조된다.

리치필드(Litchfield) 등의 미국 특허 출원 공개 제2013/0327433호는 복수의 보강 얀(reinforcement yarn)을 포함하는 탄성중합체 물품을 위한 보강재로서 적합한 편직 천을 개시하고, 여기서 천의 각각의 코스(course)는 제1 또는 제2 얀을 포함하고, 제1 얀의 모듈러스(modulus)는 제2 얀의 모듈러스와 상이하고, 제1 및 제2 얀을 포함하는 코스는 하기 시퀀스(sequence), 즉 (a) 교번하는 코스가 각각 제1 및 제2 얀을 포함하는 시퀀스, (b) 코스가 제1 얀을 포함하는 코스, 제2 얀을 포함하는 2개의 코스 및 제1 얀을 포함하는 코스의 순서로 반복 패턴을 형성하는 시퀀스, 또는 (c) 코스가 제2 얀을 포함하는 코스, 제1 얀을 포함하는 2개의 코스 및 제2 얀을 포함하는 코스의 순서로 반복 패턴을 형성하는 시퀀스 중 하나로 배열된다.

마쯔모토(Matsumoto)의 독일 공개 DE 10 2013 019 392호는 역 방향으로 편직되는 편직 얀을 공급하는 스레드 가이드(thread guide)를 유도하는 단계를 포함하는 방법을 기술한다. 다른 스레드 가이드가 설정 방향에 반하여 주행 방향으로 도입된다. 중복(redundant) 편직 얀 단부가 전자의 스레드 가이드 부근에 배열된다. 크로스오버 얀(crossover yarn)이 후자의 스레드 가이드에 의해 기부-편직-부분(base-knit-portion)과 연결되고, 루프 보드(loop board)의 중복 편직 얀 단부와 교차한다. 한 쌍의 니들 베드(needle bed)가 횡방향으로 연장되고, 종방향으로 서로를 향해 배열된다.

브랜치(Branch) 등의 미국 특허 제7,572,745호는 튜브, 편직 천, 및 커버(cover)를 포함하는 가요성 호스를 개시한다. 편직 천은 코-파라-아라미드(co-para-aramid) 섬유의 제1 얀 및 메타-아라미드(meta-aramid) 섬유의 제2 얀을 포함하는 하이브리드 얀(hybrid yarn)을 포함한다. 호스는 상당히 개선된 파열 압력(burst pressure) 및/또는 개선된 임펄스 피로(impulse fatigue) 저항성을 나타낸다.

예를 들어 간단하고 비용 효과적인 일-단계(one-step) 생산 방법을 유지하면서 고무 호스의 내압 능력(pressure carrying capability)을 증가시키기 위해, 천을 포함하는 물품의 특성을 향상시킬 수 있는 개선된 기계적 강도의 편직된 천을 제공할 지속적인 필요가 있다.

본 발명은 튜브형 탄성중합체 물품 또는 섬유-보강된 복합 구조체를 위한 보강재로서 적합한 편직 천으로서,

(i) 상기 천은 천의 편직물의 루프(loop)를 형성하는, 2.5 내지 56 g/dtex의 강인도(tenacity) 및 222 내지 10000 dtex의 선밀도(linear density)를 갖는 복수의 제1 필라멘트 얀(filamentary yarn)(제1 얀)을 포함하고,

(ii) 상기 천은 천의 코스 내에서, 그러한 코스 내의 모든 제1 얀의 전방으로 나선 방향으로 통과하고 인접한 코스 내의 제1 얀 중 적어도 일부와 인터트와이닝되는(intertwined), 2.5 내지 56 g/dtex의 강인도 및 222 내지 10000 dtex의 선밀도를 갖는 적어도 하나의 제2 필라멘트 얀을 추가로 포함하고,

(iii) 천의 코스 내에서, 제1 보강 얀의 길이 대 제2 얀의 길이는 1.0:1.72 내지 1.0:6.0의 비(ratio) 내에 있는, 편직 천에 관한 것이다.

도 1a 내지 도 1d는 종래 기술의 편직 천의 일부의 도면.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 실시예의 도면.
도 3a 및 도 3b는 적합한 편직 니들의 예의 도면.
도 4a 및 도 4b는 편직 기계(knitting machine)의 헤드 내의 캠 트랙 유닛(cam track unit)의 일부를 통한 단면도.
도 5는 본 발명의 편직 천을 포함하는 호스의 개략도.

본 발명은 편직 천에 관한 것이다. 편직(knitting)은 루프의, 웨일(wale)로 불리는 수직 종렬(vertical column) 및 코스로 불리는 수평 횡렬(horizontal row)로의 얀 피드스톡(yarn feedstock)의 인터루핑(interlooping)이고, 이때 천은 웨일 방향으로 편직 기계로부터 나온다. 편직 천 스타일의 예는 플레인 스티치(plain stitch) 및 인터로크(interlock) 또는 로크 스티치(lock stitch)이다.

천

도 1a는 종래 기술의 편직된 천(10)의 일부분을 도시한다. 웨일은 천 내에서 길이방향으로 연장되는 체인 루프(chain loop)이고, 수직 배향 화살표 "a"에 의해 표시된다. 코스는 천을 가로질러 수평으로 연장되는 루프의 횡렬이고, 수평 배향 화살표 "b"에 의해 표시된다. 이들 두 용어는 텍스타일 업계에 잘 알려져 있다. 이러한 천의 얀(11)은 모두 동일하고, 단일 재료의 얀이거나, 적어도 2개의 상이한 얀을 단일 하이브리드 얀으로 함께 연사(twisting)함으로써 형성되는 블렌딩된(blended) (하이브리드) 얀이다.

도 1b는 각각 얀(21, 22)의 교번하는 코스를 포함하는 다른 종래 기술의 편직된 천의 일부분을 도면 부호 20으로 도시하고, 여기서 얀(21, 22)은 상이하다.

도 1c는 코스가, 얀(21)을 포함하는 코스, 제2 얀(22)을 포함하는 2개의 코스, 및 얀(21)을 포함하는 코스의 순서로 반복 패턴을 형성하는 또 다른 종래 기술의 편직된 천의 일부분을 도면 부호 30으로 도시하고, 여기서 얀(21, 22)은 상이하다.

도 1d는 얀(41)이 천의 2개의 인접한 코스 내에서 얀(11)을 통해 인터트와이닝된 종래 기술의 편직 천의 일부분을 전반적으로 도면 부호 40으로 도시한다. 용어 "인터트와이닝된"은 때때로 "인터로킹된(interlocked)" 또는 "인터니팅된(interknitted)"으로 지칭된다.

도 2b는 본 발명의 천을 전반적으로 도면 부호 50으로 도시한다. 천은 천의 편직물의 루프를 형성하는, 2.5 내지 56 g/dtex(2.25 내지 50 gpd)의 강인도 및 222 내지 10000 dtex(200 내지 9000 데니어(denier))의 선밀도를 갖는 복수의 제1 필라멘트 얀(51 또는 51₁)을 포함한다. 천은 천의 코스 내에서, 그러한 코스 내의 모든 제1 얀(51)의 전방으로 나선 방향으로 통과하고 인접한 코스 내의 제1 얀(51₁) 중 적어도 일부와 인터트와이닝되는, 2.5 내지 56 g/dtex(2.25 내지 50 gpd)의 강인도 및 222 내지 10000 dtex(200 내지 9000 데니어)의 선밀도를 갖는 적어도 하나의 제2 필라멘트 얀(52)을 추가로 포함한다.

제1 얀은 천의 종방향으로 보강 강도를 제공하고, 제2 얀은 종방향에 본질적으로 직교하는 후프 방향(hoop direction)으로 추가의 강도를 제공한다.

바람직하게는, 코스 내에서, 제2 얀은 루프의 상부 부분 위로 그리고 인터트와이닝된 인접한 루프의 하부 부분을 통해 통과하여 제2 얀을 제1 얀과 인터로킹시킨다. 루프는 때때로 스티치로 지칭된다.

일부 실시예에서, 제2 얀은 제1 얀의 파단 연신율(elongation at break)을 초과하는 파단 연신율을 갖는다. 다른 실시예에서, 제2 얀의 모듈러스는 제1 얀의 모듈러스 미만이다.

천의 각각의 코스는 제1 얀을 포함한다. 일부 실시예에서, 제1 얀은 천 전체에 걸쳐 동일하다. 다른 실시예에서, 천의 하나의 코스 내의 제1 얀은 천의 다른 코스 내의 제1 얀과 상이할 수 있다. "상이한"이란 얀이 상이한 조성, 예컨대 p-아라미드 및 m-아라미드를 가질 수 있거나, 얀이 동일한 조성을 가지면, 그들이 상이한 물리적 특성, 예컨대 강인도, 모듈러스 및 선밀도, 예컨대 표준 모듈러스 p-아라미드 얀 케블라(Kevlar)(등록상표) 29 및 중간 모듈러스 p-아라미드 얀 케블라(등록상표) 49를 갖는 것을 의미한다. 일 실시예에서, 제1 얀의 필라멘트의 중합체는 파라-아라미드이고, 제2 얀의 필라멘트의 중합체는 메타-아라미드이다. 본 출원의 맥락에서, "상이한"은 또한 상이한 제조 방법에 의해 제조된 얀, 예컨대 텍스타일 업계에 잘 알려진 그러한 용어인 연속 필라멘트 스펀 얀(continuous filament spun yarn), 스펀 스테이플 얀(spun staple yarn), 장 스테이플 얀(long staple yarn), 신장-파단 얀(stretch-broken yarn), 코어 스펀 얀(core spun yarn) 및 블렌딩된 또는 하이브리드 얀을 포함한다. 2개의 상이한 제1 얀이 도 2e에 도면 부호 51a 및 51b로 도시된 바와 같이 배열될 수 있다. 상이한 제1 얀을 천의 상이한 코스 내에 위치시키는 많은 다른 선택 사양이 있다. 2개 초과의 상이한 제1 얀이 또한 사용될 수 있다.

일부 실시예에서, 제2 얀은 천 전체에 걸쳐 동일하다. 다른 실시예에서, 천의 하나의 코스 내의 제2 얀이 천의 다른 코스 내의 제2 얀과 상이할 수 있다. "상이한"이란 얀이 상이한 조성을 가질 수 있거나, 얀이 동일한 조성을 가지면, 그들이 상이한 물리적 특성, 예컨대 강인도, 모듈러스 및 선밀도를 갖는 것을 의미한다. 일부 실시예에서는, 도 2a에 도면 부호 52로 도시된 바와 같이 천의 각각의 코스를 통해 인터트와이닝된 제2 얀이 있다. 일부 다른 실시예에서, 두 번째 코스마다 제2 보강 얀이 없는, 도 2c에서와 같이 제2 얀이 없는 코스가 있을 수 있다. 다른 예는 세 번째 코스마다 제2 얀을 포함하는 천이다. 제2 얀을 천의 코스 내에 위치시키기 위한 많은 다른 조합이 존재한다. 또한, 다른 영역에 비해 하나의 영역에 제2 얀이 보다 많이 집중된 영역이 천 내에 있을 수 있고, 그러한 배열은 최종 사용 물품에 높은 응력 집중의 영역이 있는 경우에 유용하다. 일 실시예에서, 제1 얀은 제2 얀의 필라멘트의 중합체와 상이한 중합체의 필라멘트를 포함한다.

원하는 천 스타일은 높은 및 낮은 버트 편직 니들(high and low butt knitting needle)의 적절한 선택 및 그것의 편직기 헤드(knitter head) 내의 위치설정에 의해 얻어진다. 도 3a는 높은 버트 니들의 예를 도면 부호 31로 도시하고, 도 3b는 낮은 버트 니들의 예를 도면 부호 32로 도시한다. 버트는 텍스타일 업계에서 잘 이해되는 용어이고, 예를 들어 문헌["Knitting Technology" 3^rd Edition, 2004 authored by David Spencer and published by Woodhead Publishing]의 섹션 3.14.2에 기술되어 있다. 예를 들어, 도 2a 및 도 2b의 천에서 제2 얀에 대한 위치설정 패턴은 교번하는 높은 및 낮은 버트 니들의 배열에 의해 얻어지는 한편, 도 2b의 천에서 제2 얀에 대한 위치설정 패턴은 1개의 높은 그리고 3개의 낮은 버트 니들의 반복 배열에 의해 얻어진다. 도 2d는 제2 얀의 인터로킹이 연속되는 코스 내에서 오프셋(offset)되는 다른 실시예를 도시한다. 이는 제2 얀의 인터로킹이 인접한 코스 내에서 오프셋되지 않는 도 2b의 그것에 비해 더욱 평평한 천을 생성할 것이다. 제2 보강 얀이 없는 코스를 갖는 것이 요구되는 경우에, 이는 제2 얀 공급장치(feeder)를 갖지 않고 그러한 특정 코스를 공급하는 스풀 캐리어(spool carrier) 내의 스풀을 갖지 않음으로써 달성될 수 있다.

천의 코스 내에서, 제1 얀의 길이 대 제2 얀의 길이는 1.0:1.72 내지 1.0:6.0의 비 내에 있다.

전형적인 편직 헤드는 설계가 원형이어서, 생성되는 편직 패턴은 나선형이고, 횡렬은 그 자체가 공급장치 및 캠의 개수의 함수로서 반복된다. 코스 내에서 제2 얀을 인터트와이닝하는 시퀀스는 상이한 코스에 대해 동일하거나 상이할 수 있다. 도 2c 및 도 2d는 제2 얀을 인터로킹하는 상이한 시퀀스의 적합한 예를 도시한다. 상이한 코스 내의 제2 얀의 인터로킹 패턴은 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 도 2b의 각각의 코스 내의 인터로킹 패턴은 동일하고, 도 2c의 각각의 코스 내의 인터로킹 패턴은 동일하다. 그러나, 예를 들어, 천 내에서, 일부 코스 내에 도 2b에서와 같은 인터로킹 패턴이 그리고 다른 코스 내에 도 2c에서와 같은 인터로킹 패턴이 있을 수 있다. 일부 천에서, 2가지 초과의 상이한 인터로킹 패턴이 있을 수 있다. 상이한 코스 내에 상이한 제2 얀 인터로킹 패턴을 포함하는 천은 도비 편직 기계(Dobby knitting machine) 상에서 편직될 수 있다.

제1 및 제2 보강 얀

바람직하게는, 제1 및 제2 보강 얀은 연속 필라멘트를 포함한다. 적합한 얀의 다른 형태는 신장 파단 얀, 스테이플 스펀 얀, 인터레이스드 얀(interlaced yarn), 인터밍글드(intermingled), 코밍글드(comingled) 또는 인탱글드(entangled) 얀이다. 상이한 얀 형태의 블렌드가 또한 고려될 수 있다. 본 명세서에서의 목적상, 용어 "필라멘트"는 그의 길이에 수직인 그의 단면 영역을 가로지르는 폭에 대한 길이의 비가 큰, 비교적 가요성이며 거시적으로 균질한 물체(body)로서 정의된다. 필라멘트 단면은 임의의 형상일 수 있지만, 전형적으로는 원형 또는 콩 형상이다. 본 명세서에서, 용어 "섬유"는 용어 "필라멘트"와 상호교환가능하게 사용된다.

얀의 필라멘트는 중합체 또는 무기질일 수 있다. 바람직하게는, 필라멘트는 연속적이다. 패키지 내의 보빈(bobbin) 상으로 방사된 멀티필라멘트 얀(multifilament yarn)은 복수의 연속 필라멘트를 함유한다. 멀티필라멘트 얀은 스테이플 섬유로 절단될 수 있고, 본 발명에 사용하기에 적합한 스펀 스페이플 얀으로 제조될 수 있다. 스테이플 섬유는 약 1.5 내지 약 5 인치(약 3.8 cm 내지 약 12.7 cm)의 길이를 가질 수 있다. 적합한 얀의 다른 형태는 2 내지 약 80 인치(약 5 cm 내지 약 200 cm)의 길이를 갖는 필라멘트가 방사되고 함께 연사되어 단일 최종 얀을 형성하는 신장-파단 얀이다.

중합체 필라멘트의 예는 방향족 폴리아미드, 방향족 코폴리아미드, 폴리아졸, 폴리에스테르, 지방족 폴리아미드, 폴리(트라이메틸렌 테레프탈레이트) 및 이들의 블렌드이다. 바람직하게는, 조성물에 사용되는 방향족 폴리아미드는 파라-아라미드 또는 p-페닐렌 다이아민의 공중합체, 예컨대 상표명 케블라(등록상표), 트와론(Twaron)(등록상표), 헤라크론(Heracron)(등록상표) 또는 테크노라(Technora)(등록상표)로 입수가능한 제품이다. 다른 방향족 폴리아미드는 예가 노멕스(Nomex)(등록상표)인 메타-아라미드이다. 지방족 폴리아미드는 나일론 6,6과 같은 다양한 나일론 재료를 포함한다.

다른 적합한 섬유는 상표명 루사르(Rusar)(등록상표)로 입수가능한 바와 같은, 테레프탈로일 클로라이드(TPA)와 50/50 몰 비의 p-페닐렌 다이아민(PPD) 및 3,4'-다이아미노다이페닐 에테르(DPE)의 반응에 의해 제조되는 방향족 코폴리아미드에 기초한 것이다. 또 다른 적합한 섬유는 2가지 다이아민, 즉 p-페닐렌 다이아민 및 5-아미노-2-(p-아미노페닐) 벤즈이미다졸과 테레프탈산 또는 이러한 단량체의 무수물 또는 산 클로라이드 유도체의 중축합 반응에 의해 형성되는 것이다. 적합한 폴리아졸은 벨로루시 스베틀로고르스크 소재의 OJSC 스베틀로고르스크힘볼로크노(SvetlogorskKhimvolokno)로부터 상표명 아르셀론(Arselon)(등록상표)으로 입수가능한 것과 같은 폴리옥사다이아졸이다. 폴리옥사다이아졸의 설폰화된 형태가 또한 사용에 적합하다.

폴리에스테르의 예는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)이다. 폴리(트라이메틸렌 테레프탈레이트)의 예는 소로나(Sorona)(등록상표)이다.

제1 및 제2 얀은 동일하거나 상이한 중합체를 포함할 수 있다. 예로서, 제1 보강 중합체는 파라-아라미드일 수 있고, 제2 보강 중합체는 메타-아라미드 또는 지방족 폴리아미드일 수 있다.

제2 얀은 또한 병합 얀(merged yarn)일 수 있다. 병합 얀은 복수의 구성 필라멘트 또는 얀이 함께 연사된 얀이다. 이는 때때로 병합 또는 하이브리드 코드(cord)로 지칭된다.

얀의 다른 형태는, 중합체 필름이거나 직물 테이프(woven tape)와 같은 섬유질 형태일 수 있는 테이프를 포함한다.

편직 기계

그렉진(Greczin)의 미국 특허 제3,201,954호는 보강된 가요성 호스를 생성하기 위한 방법 및 장치를 기술한다. 기술된 장치는 편직된 천을 생성하기 위해 사용되는 것을 대표한다. 본 발명의 천을 생성하는 데 필요한 높은 및 낮은 버트 니들을 수용하기 위해, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 편직 기계 캠의 캠 트랙을 변경하는 것이 필요하다. 도 4a는 트랙이 내측 트랙(71)과 외측 트랙(72)으로 분할되는 캠의 단면을 도시한다. 편직 공정 중에, 낮은 버트 니들은 내측 트랙을 통해 횡단하고, 높은 버트 니들은 외측 트랙을 통해 횡단한다. 도 4b는 도 4a의 선 AA를 통한 단면이다.

본 발명의 편직 천을 제조하기 위한 적합한 편직 기계는 미국 뉴저지주 클라크 소재의 니팅 머신 앤드 서플라이 코., 인크.(Knitting Machine & Supply Co., Inc.)로부터 입수가능한 해리 루카스(Harry Lucas) RRU ?? 2x4s 모델 번호 5594 기계와 같은 환편 기계(circular knitting machine)이다. 이러한 기계는 고무 튜브 둘레에 커버를 편직하기 위해 설계되고, 플레인 스티치 패턴을 위한 최대 2개의 캠 트랙, 하부 니들 싱킹(sinking)을 위해 변경된 2개의 캠, 및 필라멘트 또는 텍스타일 얀의 공급을 위한 4개 내지 12개의 공급 패키지로 구성될 수 있다. 니들은 3개의 짧은 힐 니들(short heel needle)에 이은 1개의 긴 힐 니들(long heel needle)과 같이 상이한 힐 높이(높은 및 낮은 힐)를 갖도록 선택된다. 자카드(Jacquard) 또는 도비(Dobbi) 환편 기계가 또한 사용될 수 있다.

물품

본 발명의 편직 천은 중합체 또는 탄성중합체 물품을 위한 보강재로서 사용될 수 있다.

탄성중합체 물품의 예는 타이어 및 호스를 포함한다. 천은 타이어의 카커스(carcass) 내의 하중 지지 구성요소로서 사용될 수 있다. 도 5는 본 발명의 편직 천을 포함하는 호스의 개략도를 도시한다. 호스는 전반적으로 도면 부호 60으로 도시된다. 제1 구성요소는, 통상적으로 유체 또는 기체와 접촉하는 원주방향 내측 표면 및 반대편 원주방향 외측 튜브 표면을 갖는 코어 튜브(core tube)(61)이다. 일부 실시예에서, 복수의 코어 튜브가 있을 수 있다. 코어 튜브(61)에 적합한 재료는 탄성중합체이고, 당업계에 잘 알려져 있다. 적합한 예는 수소화 니트릴 고무, 실리콘 고무, 플루오로실리콘 고무, 메틸페닐실리콘 고무, 천연 고무, EPDM, CPE 및 아크릴 고무를 포함한다. EPDM은 에틸렌 프로필렌 다이엔 단량체 고무를 의미하고; CPE는 염소화 폴리에틸렌을 의미한다. 선택되는 탄성중합체 재료가 호스의 최종 용도에 의존할 것임이 이해된다. 예시적으로, 부식성 물질이 호스를 통해 운반되면, 탄성중합체 재료는 그러한 부식을 견디도록 선택된다. 편직 천 보강 층(62)은 코어 튜브의 외측 표면을 둘러싼다. 탄성중합체 층(63)은 보강 층(62)을 그의 외측 표면 상에서 둘러싼다. 탄성중합체의 유형은 코어(61)와 비교하여 동일하거나 상이할 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 층(63)이 있을 수 있다. 층(63)은 또한, 바람직하게는 편직 천 내의 제2 보강 얀과 동일한 방향으로 배향되는 층 내에 매립되는 필라멘트 재료에 의해 보강될 수 있다. 다양한 구성이 채용될 수 있음이 이해된다. 예시적으로, 2개 초과의 보강 층(62)이 이용될 수 있다. 또한, 코어 튜브(61)는 그의 내측 표면 상에서, 운반될 유체 또는 기체와 접촉할 플루오로카본계 재료로 라이닝될(lined) 수 있다. 그러한 라이닝 재료의 적합한 예는 폴리(테트라플루오로에틸렌) 및 퍼플루오로알콕시 중합체를 포함한다.

편직 천의 사용의 다른 예는, 편직물 보강재 및 열가소성 또는 열경화성일 수 있는 매트릭스 수지(matrix resin)를 포함하는 섬유-보강된 중합체 복합 구조체에 있다. 전형적으로, 천은 천과 매트릭스를 더한 중량의 25 내지 55 중량 퍼센트를 포함한다. 일부 실시예에서, 천은 천과 매트릭스를 더한 중량의 30 내지 45 중량 퍼센트를 포함한다. 예시적인 열경화성 매트릭스 수지는 에폭시, 페놀 수지, 폴리에스테르, 비스말레이미드 및 시아네이트 에스테르이다. 예시적인 열가소성 수지는 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르케톤케톤(PEKK), 폴리에테르설폰(PES), 폴리아릴설폰(PAS), 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌이다.

예

본 발명의 공정 또는 공정들에 따라 제조된 예는 숫자로 표시된다. 대조예 또는 비교예는 문자로 표시된다.

하기 예에서:

Y1, 즉 제1 보강 얀은 28.3 g/dtex(25.5 g/데니어)의 공칭 강인도, 117 GPa의 공칭 모듈러스 및 2500 dtex(2250 데니어)의 공칭 선밀도를 갖는, 미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니(E. I. DuPont de Nemours and Company)(이하 듀폰)로부터 상표명 케블라(등록상표) 29 AP로 입수가능한 파라-아라미드 연사 얀이다.

Y2, 즉 제2 보강 얀은 5.5 g/dtex(5.0 g/데니어)의 공칭 강인도, 12.7 GPa의 공칭 모듈러스 및 1340 dtex(1206 데니어)의 공칭 선밀도를 갖는, 듀폰으로부터 상표명 노멕스(등록상표) 430으로 입수가능한 메타-아라미드 1340 dtex 연사 얀이다.

Y3, 즉 대안적인 제1 보강재(제3 얀)는 5.5 g/dtex(5.0 g/데니어)의 공칭 강인도, 12.7 GPa의 공칭 모듈러스 및 3570 dtex(3213 데니어)의 공칭 선밀도를 갖는, 듀폰으로부터 상표명 노멕스(등록상표) 430으로 입수가능한 메타-아라미드 연사 얀이다.

예 A

편직 보강 천이 통상적인 다중-공급(multi-feed) 환편 기계 상에서 제조될 수 있다.

호스 업계에 플레인 스티치로 또한 알려진 저지(jersey) 또는 테리(terry) 편직 천이 도 1a에 의해 예시된 바와 같이 인치당 10개의 코스(cm당 4개의 코스)가 있도록 Y1(11)로부터 편직될 수 있다.

호스가 경화되지 않은 에틸렌 프로필렌 다이아민(EPDM) 화합물을 원형 단면의 환상 튜브(annular tube)로서 압출함으로써 제조될 수 있다. EPDM 화합물은 장수명(long life) 또는 표준 냉각제 또는 히터 호스(heater hose) 응용에 전형적으로 사용되는 유형일 수 있다. 튜브는 이어서 예 A의 편직 천으로 덮인다. 편직된 얀 오버레이(overlay)를 가진 튜브는 이어서, 편직물을 손상으로부터 보호하기 위해 그리고 전체 호스 구조체에 형체(body)를 제공하기 위해 '커버 층'으로서 확장 EPDM 화합물의 층을 적용하는 환상 압출 다이(annular extrusion die)로 통과된다. EPDM 화합물 정보는 문헌[RT Vanderbilt Rubber Handbook 13^th edition, 1990]과 같은 상업상의 문헌(trade literature)에서 찾아볼 수 있다. 3개 구성요소 조립체는 이어서 일정 길이로 절단되고 강철 또는 알루미늄 맨드릴(mandrel) 위에 형성되어 150℃의 증기 내에서 15분 동안 경화되는 중에 원하는 형상으로 성형된다. 경화된 고무 호스는 이어서 냉각 후에 맨드릴로부터 제거되고, 후속하여 세정되고 트리밍되고(trimmed) 사양 준수에 대해 검사된다.

예 1

편직 기계 상의 편직 캠은 니들의 높이에 관하여 완전 또는 절반 루프 싱킹을 위해 구성된다. 저지 또는 테리 편직 천이 제1 얀 Y1(51)로부터 편직될 수 있다. 편직 기계는 제2 얀 Y2(52) 전달을 위해 구성되고, 편직 헤드 실린더(knitting head cylinder)는 15개의 짧은 힐 및 15개의 긴 힐로 준비된다. 8개의 공급 편직기가 사용되면, Y1의 4개의 패키지 및 Y2의 4개의 패키지가 편직기 데크(knitter deck) 상에 규칙적인 교번하는 패턴으로 배치된다. 편직기는 호스의 길이를 따라 인치당 10개의 코스(cm당 4개의 코스)를 배치하고, 30개의 니들(1개의 긴 버트 니들에 이은 1개의 짧은 버트 니들의 반복 배열로 15개의 짧은 버트 니들 및 15개의 긴 버트 니들)을 사용하여 도 2a의 천을 생성한다.

코스 내에서 제1 보강 얀 Y1의 길이 대 제2 보강 얀 Y2의 길이의 비는 1.0:2.9의 비에 있다.

호스가, 예 1의 편직 천이 사용되는 것을 제외하고는, 예 A의 그것과 유사한 방법에 의해 제조될 수 있다.

예 2

편직 기계 상의 편직 캠은 니들의 높이에 관하여 완전 또는 절반 루프 싱킹을 위해 구성된다. 저지 또는 테리 편직 천이 제1 얀 Y1(51)로부터 편직될 수 있다. 편직 기계는 제2 얀 Y2(52) 전달을 위해 구성되고, 편직 헤드 실린더는 24개의 짧은 힐 및 6개의 긴 힐로 준비된다. 8개의 공급 편직기가 사용되면, Y1의 4개의 패키지 및 Y2의 4개의 패키지가 편직기 데크 상에 규칙적인 교번하는 패턴으로 배치된다. 편직기는 호스의 길이를 따라 인치당 10개의 코스(cm당 4개의 코스)를 배치하고, 32개의 니들(1개의 긴 버트 니들에 이은 3개의 짧은 버트 니들의 반복 배열로 24개의 짧은 버트 니들 및 8개의 긴 버트 니들)을 사용하여 도 2b의 천을 생성한다.

코스 내에서 제1 보강 얀 Y1의 길이 대 제2 보강 얀 Y2의 길이의 비는 1.0:4.0의 비에 있다.

호스가, 예 2의 편직 천이 사용되는 것을 제외하고는, 예 A의 그것과 유사한 방법에 의해 제조될 수 있다.

예 3

편직 기계 상의 편직 캠은 니들의 높이에 관하여 완전 또는 절반 루프 싱킹을 위해 구성된다. 저지 또는 테리 편직 천이 제1 얀 Y1(51)로부터 편직될 수 있다. 편직 기계는 제2 얀 Y2(52) 전달을 위해 구성되고, 편직 헤드 실린더는 15개의 짧은 힐 및 15개의 긴 힐로 준비된다. 8개의 공급 편직기가 사용되면, Y1의 4개의 패키지 및 Y2의 2개의 패키지가 편직기 데크 상에 하기 시퀀스, 즉 Y1, Y2, Y1, 얀 없음, Y1, Y2, Y1, 얀 없음의 시퀀스로 배치된다. 편직기는 호스의 길이를 따라 인치당 10개의 코스(cm당 4개의 코스)를 배치하고, 30개의 니들(1개의 긴 버트 니들에 이은 1개의 짧은 버트 니들의 반복 배열로 15개의 짧은 버트 니들 및 15개의 긴 버트 니들)을 사용하여 도 2c의 천을 생성한다.

2개의 얀이 존재하는 코스 내에서 제1 보강 얀 Y1의 길이 대 제2 보강 얀 Y2의 길이의 비는 1.0:2.9의 비에 있다.

호스가, 예 3의 편직 천이 사용되는 것을 제외하고는, 예 A의 그것과 유사한 방법에 의해 제조될 수 있다.

예 4

도비트로닉(Dobbytronic) 편직 헤드가 사용된다. 저지 또는 테리 편직 천이 제1 얀 Y1(51)로부터 편직될 수 있다. 편직 기계는 제2 얀 Y2(52) 전달을 위해 구성되고, 편직 헤드 실린더는 독립적으로 선택될 수 있는 특수 니들로 준비된다. 8개의 공급 편직기가 사용되면, Y1의 4개의 패키지 및 Y2의 4개의 패키지가 편직기 데크 상에 규칙적인 교번하는 패턴으로 배치된다. 편직기는 호스의 길이를 따라 인치당 10개의 코스(cm당 4개의 코스)를 배치하고, 30개의 니들을 사용하여 도 2d의 천을 생성한다.

2개의 얀이 존재하는 코스 내에서 제1 보강 얀 Y1의 길이 대 제2 보강 얀 Y2의 길이의 비는 1.0:4.0의 비에 있다.

호스가, 예 4의 편직 천이 사용되는 것을 제외하고는, 예 A의 그것과 유사한 방법에 의해 제조될 수 있다.

예 5

편직 기계 상의 편직 캠은 니들의 높이에 관하여 완전 또는 절반 루프 싱킹을 위해 구성된다. 도 2e의 저지 또는 테리 편직 천이 제1 얀 및 제2 얀 Y2(52)로부터 편직될 수 있다. 2개의 상이한 제1 얀 Y1(51a) 및 Y3(51b)가 있다. 편직 기계는 제2 얀 Y2 전달을 위해 구성되고, 편직 헤드 실린더는 15개의 짧은 힐 및 15개의 긴 힐로 준비된다. 8개의 공급 편직기가 사용되면, Y1의 2개의 패키지, Y3의 1개의 패키지 및 Y2의 1개의 패키지가 편직기 데크 상에 Y3, 얀 없음, Y1, Y2, Y1, 얀 없음의 시퀀스로 배치된다. 편직기는 호스의 길이를 따라 인치당 10개의 코스(cm당 4개의 코스)를 배치하고, 30개의 니들(1개의 긴 버트 니들에 이은 1개의 짧은 버트 니들의 반복 배열로 15개의 짧은 버트 니들 및 15개의 긴 버트 니들)을 사용하여 도 2e의 천을 생성한다. 얀이 존재하는 코스 내에서 제1 보강 얀 Y1 및 Y3의 길이 대 제2 보강 얀 Y2의 길이의 비는 1.0:2.9의 비에 있다.

호스가, 예 5의 편직 천이 사용되는 것을 제외하고는, 예 A의 그것과 유사한 방법에 의해 제조될 수 있다.

인터트와이닝된 제2 얀을 포함하는 편직 천을 갖는 예 1 내지 예 4에 따라 구성된 호스는 편직 천 내에 제2 얀을 갖지 않는 예 A에 따라 구성된 호스와 비교할 때 파열 압력 저항성 및 피로 저항성과 같은 개선된 기계적 성능을 나타낼 것이다.

Claims

튜브형 탄성중합체 물품 또는 섬유-보강된 복합 구조체를 위한 보강재로서 적합한 편직 천(knit fabric)으로서,
(iv) 상기 천은 천의 편직물의 루프(loop)를 형성하는, 2.5 내지 56 g/dtex의 강인도(tenacity) 및 222 내지 10000 dtex의 선밀도(linear density)를 갖는 복수의 제1 필라멘트 얀(filamentary yarn)(제1 얀)을 포함하고,
(v) 상기 천은 천의 코스(course) 내에서, 그러한 코스 내의 모든 제1 얀의 전방으로 나선 방향으로 통과하고 인접한 코스 내의 제1 얀 중 적어도 일부와 인터트와이닝되는(intertwined), 2.5 내지 56 g/dtex의 강인도 및 222 내지 10000 dtex의 선밀도를 갖는 적어도 하나의 제2 필라멘트 얀을 추가로 포함하고,
(vi) 천의 코스 내에서, 제1 보강 얀의 길이 대 제2 얀의 길이는 1.0:1.72 내지 1.0:6.0의 비(ratio) 내에 있는, 편직 천.
제1항에 있어서, 제1 얀의 필라멘트의 중합체는 방향족 폴리아미드, 방향족 코폴리아미드, 폴리아졸, 폴리에스테르, 지방족 폴리아미드, 폴리(트라이메틸렌 테레프탈레이트) 및 이들의 블렌드인, 편직 천.
제1항에 있어서, 제2 얀의 필라멘트의 중합체는 방향족 폴리아미드, 방향족 코폴리아미드, 폴리아졸, 폴리에스테르, 지방족 폴리아미드 및 이들의 블렌드인, 편직 천.
제1항에 있어서, 천의 하나의 코스 내의 제1 얀은 천의 다른 코스 내의 제1 얀과 상이한, 편직 천.
제1항에 있어서, 천의 하나의 코스 내의 제2 얀은 천의 다른 또는 인접한 코스 내의 제2 얀과 상이한, 편직 천.
제1항에 있어서, 제2 얀은 제1 얀의 파단 연신율(elongation at break)을 초과하는 파단 연신율을 갖는, 편직 천.
제1항에 있어서, 제1 얀은 제2 얀의 필라멘트의 중합체와 상이한 중합체의 필라멘트를 포함하는, 편직 천.
제1항에 있어서, 제2 얀의 모듈러스(modulus)는 제1 얀의 모듈러스 미만인, 편직 천.
제7항에 있어서, 제1 얀의 필라멘트의 중합체는 파라-아라미드(para-aramid)이고, 제2 얀의 필라멘트의 중합체는 메타-아라미드(meta-aramid)인, 편직 천.
제1항의 편직된 천을 포함하는 호스(hose).
제1항의 편직된 천 및 매트릭스 수지(matrix resin)를 포함하는 섬유-보강된 복합 구조체.