柔韧性增强的可缠绕层叠织物套筒及降低可缠绕织物套筒的箔层中的开裂的方法 |
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申请号 | CN201480061262.7 | 申请日 | 2014-10-01 | 公开(公告)号 | CN105705326A | 公开(公告)日 | 2016-06-22 |
申请人 | 费德罗-莫格尔动力系统有限公司; | 发明人 | A·伍德拉夫; C·M·马洛伊; D·A·哈里斯; A·伊林; | ||||
摘要 | 提供有一种可缠绕织物套筒及降低可缠绕织物套筒的箔层中的开裂的方法。所述套筒包括沿纵轴在相对的端部之间延伸的延伸壁,其具有沿纵轴在相对的端部之间延伸的纵长延伸边缘。所述壁包括织物层、固定至内织物层的 聚合物 膜层和固定至聚合物膜层的金属箔层。聚合物膜层具有第一厚度,金属箔层具有第二厚度,其中第二厚度大于第一厚度。 | ||||||
权利要求 | 1.一种可缠绕织物套筒,包括: |
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说明书全文 | 柔韧性增强的可缠绕层叠织物套筒及降低可缠绕织物套筒的箔层中的开裂的方法 背景技术[0001] 1.技术领域 [0002] 本发明通常涉及用于保护细长构件的保护织物套筒,且更特别地,涉及具有外箔层的可缠绕织物套筒。 [0003] 2.相关技术 [0004] 已知利用织物套筒保护细长构件免于各种外部环境条件的侵害,包括编织(braided)、针织(knit)或机织(woven)的织物结构。还已知形成具有可缠绕壁的套筒。在具有可缠绕壁的情况下,还已知利用封闭带使壁相对的纵长延伸的边缘相互之间保持固定的、重叠的关系。在一些应用中,需要使细长构件包含在套筒内抵御热的环境条件,例如高热量。在这些应用中,已知提供具有外反射箔层的织物套筒,以及进一步,提供具有反射外箔层的封闭带。通常,套筒和封闭带的箔层分别粘至织物套筒壁的外表面和套筒壁的箔层的外表面。 [0005] 不幸的是,在使用中,当套筒壁和封闭带暴露于高热量下(例如在自动排气管的应用中)时,套筒壁的箔层会易于开裂。已经发现,开裂在封闭带的区域中特别会造成麻烦。如果套筒壁的箔层开裂,套筒的使用寿命通常会缩短,而且还会不美观。 发明内容[0006] 根据本发明的一个方面,提供有一种可缠绕的织物套筒。所述套筒包括沿纵轴在相对的端部之间延伸的延伸壁,其具有沿纵轴在相对的端部之间延伸的纵长延伸边缘。所述壁包括织物层、固定至内织物层的聚合物膜层和固定至聚合物膜层的金属箔层。聚合物膜层具有第一厚度,金属箔层具有第二厚度,其中第二厚度大于第一厚度。 [0007] 根据本发明的另一方面,第一厚度在约0.0001英寸至0.0004英寸之间,第二厚度在约0.00035英寸至0.0010英寸之间。 [0008] 根据本发明的另一方面,第一厚度在约0.0002英寸至0.0003英寸之间,第二厚度在约0.0005英寸至0.0009英寸之间。 [0010] 根据本发明的另一方面,聚合物膜为预缩聚合物膜。 [0011] 根据本发明的另一方面,聚合物膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯。 [0012] 根据本发明的另一方面,聚合物膜层和金属箔层通过胶粘剂粘合在一起。 [0013] 根据本发明的另一方面,聚合物膜层通过胶粘剂粘合至织物层。 [0015] 根据本发明的另一方面,织物层为机织的。 [0017] 根据本发明的另一方面,第一厚度在约0.0001英寸至0.0003英寸之间,第二厚度在约0.00035英寸至0.0010英寸之间。 [0018] 根据本发明的另一方面,套筒包括一封闭带,其具有相互粘合的机织纱(scrim)和金属箔纱。机织纱具有一朝向远离金属箔纱的侧面,该侧面上具有胶粘剂,用于粘附至套筒壁的金属箔层。 [0019] 根据本发明的另一方面,提供有一种降低可缠绕织物套筒的箔层中的开裂的方法。所述方法包括:提供一织物层;提供具有第一厚度的聚合物膜层;提供一具有第二厚度的金属箔层和一相互的聚合物膜层;将聚合物膜层粘合至织物层;将金属箔层粘合至聚合物膜层;以及设置金属箔层的第二厚度大于聚合物膜层的第一厚度。 [0020] 根据本发明的另一方面,所述方法进一步包括设置聚合物膜层的第一厚度在约0.0001英寸至0.0004英寸之间,以及设置箔层的第二厚度在约0.00035英寸至0.0010英寸之间。 [0021] 根据本发明的另一方面,所述方法进一步包括设置金属箔层为软铝。 [0022] 根据本发明的另一方面,所述方法进一步包括设置聚合物膜为预缩聚合物膜。 [0023] 根据本发明的另一方面,所述方法进一步包括设置织物层为机织层。 [0026] 图1为根据本发明的一个方面构造的一种可缠绕织物套筒的透视图,所示为围绕一细长构件缠绕; [0027] 图2为图1的织物套筒的放大截面视图; [0028] 图3为图1的织物套筒的展平的壁的部分剖切平面视图; [0029] 图4为图1的织物套筒的封闭带的放大截面视图。 具体实施方式[0030] 更具体地参照附图,图1所示为根据本发明的一个方面构造的一种可缠绕织物套筒10,围绕要保护的细长构件12(例如,柔韧线束或其它柔韧构件)缠绕。套筒10具有沿纵轴16在相对的端部18、20之间延伸的延伸壁14,其具有沿纵轴16在相对的端部18、20之间延伸的纵长延伸边缘22、24。壁14包括内织物层26、外反射层(例如铝金属层28)以及夹在内层26和外层28之间的中间聚合物膜层30。膜层30具有第一厚度并固定至织物层26,金属箔层28具有第二厚度并固定至聚合物膜层30。箔层28的第二厚度大于膜层30的第一厚度,已经发现这样能够提供套筒10的最佳性能,特别是当围绕弯曲和环绕角部缠绕时。在膜层30的厚度相对于箔层28减小的情况下,壁14能够保持相对平滑的弧度,且不扭曲(kink),且进一步,箔层28防止开裂,且因此,提升了套筒10的性能和使用寿命。针对这种现象的一个理论归因于降低了膜层30硬化和使箔层防止扭曲和开裂的作用,特别是在高温下,例如在发动机室内或靠近排气系统的那些,仅为示例而不具有限制作用。 [0031] 织物层26可为机织的、针织的或者编织的,且优选地采用至少一个纵长延伸的经纱32和多个周向延伸的纬纱34机织。纬纱34可进行机织形成多个独立的环形带A、B,环形带A、B沿纵轴16相互之间以相邻的关系延伸和交替,紧邻的带A、B具有相互之间不同直径的纬纱。如图所示,带A采用具有第一直径的纬纱34机织,带B采用具有第二直径的纬纱34机织,其中第一和第二直径相互之间不同,图中所示为第一直径小于第二直径。因此,织物层26由于带A、B中纬纱28的不同直径而形成为沿套筒10的长度具有不同的物理特性。具有非常小的直径的单纤维纬纱34的带A使套筒10具有改进的屈曲区域,提升了套筒10围绕角部(包括90度或更大的角部)屈曲和弯曲的能力,没有扭曲且没有形成在重叠边缘22、24之间的开口或间隙。同时,具有更大直径的单纤维纬纱34(例如在约0.38至0.48毫米之间)的带B使套筒 10相对于带A具有坚硬、刚性的区域,从而使壁14具有提升的围绕强度(hoop strength),以防止壁14变平或起皱。因此,包含于套筒10内的细长构件12受到保护防止由于起皱而损毁。 [0032] 纬纱34设置为同时在带A、B内的单纤维纱线,且可至少部分设置为热量可设置的单纤维纱线,如果需要,热设置壁14为热成型自缠绕壁,或者其它聚合物和/或矿物纤维纱线,取决于应用。交替的带A、B,如上所述,具有不同尺寸的单纤维,从而使套筒具有增大屈曲的带A和增大围绕强度的带B。根据本发明的一个方面,柔韧的带A中的纬纱28直径约为更刚性的带B中的纬纱28的直径的1/3。因此,已经发现针对相关的带B、A的纬纱直径中约为3:1的比率使套筒10具有极好的弯曲和挤压强度性能。带A、B的尺寸设置为在相对于彼此的轴向延伸的宽度中,以提供所需量的屈曲和围绕强度,而同时又防止壁14扭曲和形成沿在重叠边缘22、24之间的缝的开口/间隙。如果带A、B之间的相对宽度没有得以维持,壁14就可牺牲所需的围绕强度,例如如果带A相对于带B太宽,或者壁可能太坚硬和不够柔韧,从而扭曲和形成沿在边缘22、24之间的缝的开口/间隙,例如如果带B相对于带A太宽。因此,应当认识到,需要维持带A、B的各自的宽度之间的平衡,以使套筒10具有屈曲的能力而不会扭曲和形成开口/间隙,而同时又保持所需的围绕强度而不会太坚硬。 [0033] 经纱32可由任何合适的纱线材料提供,包括单纤维或多纤维纱线,以及以任何合适数量的段(ends)。优选地,经纱32至少部分由多纤维纱线提供,以提升由壁14提供给所包围的细长构件12的覆盖保护。经纱32的密度影响套筒壁14的柔韧性,且因此,已经发现约为14段每英寸的减小的经纱密度是最优的,以使套筒壁14具有所需的柔韧性,尽管如果最优柔韧性不必要的话经纱密度可能会增加。 [0034] 箔层30设置为柔韧层,且优选地采用死软铝(dead soft aluminum)(退火的铝,例如在约600华氏度,以降低强度和硬度)制成。其它箔类型和箔等级已经进行了测试,但是,发现它们太坚硬和具有太小的延伸率,因此更易于撕裂和开裂。箔层30的厚度在约0.00035英寸至0.0010英寸之间。 [0035] 膜层30设置为不渗透的聚合物层,例如采用预缩的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。通过预缩,使用中进一步的收缩达到最小化,从而减小了从织物层和箔层26、28分层的可能性。膜层30设置为具有范围在约0.0001英寸至0.0004英寸之间的厚度。 [0036] 在套筒10的一个目前较优选的结构中,织物层26在机织工序中形成为具有交替的带A、B,如上所述。进一步,箔层28和膜层30的层叠结构通过由胶粘剂相互粘附两层28、30形成,所述胶粘剂能够承受高温而不剥离。在确定套筒10的最佳强度和柔韧性的几个测试中,膜层30设置为具有恒定的厚度,而箔层28的厚度在0.000035英寸至0.001英寸之间变化。通过完成测试,发现箔层28的最佳厚度为约0.0007英寸,其中当箔层28的厚度增大时由于弯曲而形成于箔层28中的开裂数减少,但是,在厚度大于0.001英寸时,套筒10的柔韧性显著减小。利用恒定厚度的箔层28进行进一步测试,且膜层30的厚度在0.00025英寸至0.002英寸之间变化。在该测试的过程中,发现膜层30的最佳厚度为约0.00025英寸,且当膜层30厚度增大时,由于膜层30具有增大的厚度而变得越来越脆,箔层28中的开裂数增大。这就是说,对没有膜层30的样本进行了测试,且表现不佳,这是因为箔层28没有受到支持,且因此容易被撕裂。 [0037] 根据本发明的另一方面,提供封闭带36以维持套筒壁12的相对的边缘22、24处于相互之间重叠的、封闭的关系。封闭带36具有高温织物栅格,也称为纱(scrim)38,例如机织、针织或编织层38,以及金属箔层40,其厚度等于或基本等于套筒10上的箔层28的厚度,纱38和金属箔层40通过胶粘剂41相互粘合。机织纱38具有面向远离金属箔层40的侧面42,其上具有胶粘剂44,用于粘合连接至套筒10的金属箔层28。为了实现封闭带36保持未使用,防粘纸45可应用于胶粘剂44上,直到需要揭开胶粘剂44使用。当然,在制造套筒10期间可将封闭带36的一端46粘附至套筒10的箔层28,防粘纸邻近相对的端部48保持在胶粘层44的暴露的、未粘合的部分上,直到需要围绕细长构件12缠绕套筒壁14并将套筒壁14的相对的端部18、20相互之间固定为重叠的关系。 [0038] 封闭带36的金属箔层40的作用为提供围绕套筒10的整体覆盖的反射箔,以及防止热量影响封闭带36的胶粘剂44保持粘附至套筒壁14的金属箔层28的能力。封闭带36的织物纱38可为采用任何合适的高温纱线(包括玄武岩、二氧化硅、玻璃纤维等)而机织的、针织的或者编织的。进一步,封闭带36可形成为具有足以粘附至壁14的相对的边缘22、24的任意合适的长度,但是通常设置为具有等于约套筒10的缠绕的外周长的1/3至1/2的长度。在封闭带36具有织物纱38的情况下,相较于聚合物膜层,套筒壁14的柔韧性和开裂抗性是最优化的。测试已经发现,相较于包括聚合物纱层的封闭带,包含封闭带36的织物纱的柔韧性和开裂抗性几乎翻倍。其原因主要是基于除去了聚合物膜,已经发现聚合物膜由于暴露于热量会硬化而促使减弱柔韧性和开裂抗性。 |