專利名稱：具有高溫耐磨涂層的織物套筒及其組裝，構(gòu)造和固化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及用于保護(hù)細(xì)長(zhǎng)元件的織物套筒，更具體地涉及高溫織物套筒。
背景技術(shù)：
已知管狀套筒用于保護(hù)細(xì)長(zhǎng)元件(例如排氣管)并為細(xì)長(zhǎng)元件提供熱輻射屏障。通過(guò)阻止熱量從熱源向外輻射，附近的組件(例如線束，傳感器等)可以免收輻射熱的損害。套筒通常由耐熱和/或阻燃紗線制成以經(jīng)受高溫。套筒有時(shí)被構(gòu)造為具有多層以利于 阻止熱量向外輻射。雖然這些套筒在使用初期通常是有效的，但是往往容易被外部元件因素(例如路面/地面的石頭和碎塊)所損害。耐熱和/或阻燃紗線容易被磨損的趨勢(shì)使得情況更為復(fù)雜。根據(jù)本發(fā)明制造的套筒克服或者極大地降低了高溫織物套筒被損害的趨勢(shì)，例如免受磨損元件的損害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于保護(hù)細(xì)長(zhǎng)元件的織物套筒。該織物套筒包括完全由非熱變形紗線形成的管狀織物壁，相鄰的紗線的細(xì)絲之間形成有間隙。壁具有外表面和內(nèi)表面，該外表面和內(nèi)表面提供用于容置細(xì)長(zhǎng)元件的內(nèi)部空腔。含氟聚合物-基涂層被涂覆在壁外表面上，該含氟聚合物-基涂層含有80wt %的含氟聚合物。涂層基本被該外表面所吸收，該間隙得以保留，其中，該間隙允許套筒保持其增強(qiáng)的撓性和伸縮性。該涂層在華氏700度或更高溫度下進(jìn)行固化，因此一旦暴露于華氏700度或更高溫度下，該含氟聚合物熔化并交聯(lián)，從而為壁提供增強(qiáng)的耐磨保護(hù)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種組裝圍繞熱輻射細(xì)長(zhǎng)元件的織物套筒的方法。該方法包括提供具有完全由可承受華氏1000度或更高溫度的耐高溫材料形成的織物壁的套筒。另外，該方法包括提供具有外表面和內(nèi)表面的壁，形成帶有在該內(nèi)表面和外表面之間延伸的間隙的封閉的管狀空腔。該方法進(jìn)一步包括在壁的外表面上涂覆含有80wt%或更多的含氟聚合物的涂層并干燥，該含氟聚合物保持未完全固化的狀態(tài)。然后該方法進(jìn)一步包括在細(xì)長(zhǎng)元件的上方設(shè)置該內(nèi)表面，然后在完全設(shè)置在細(xì)長(zhǎng)元件上方之后，該方法包括加熱該涂層至華氏700度或更高溫度，于是，該含氟化合物熔化并交聯(lián)至完全或基本完全固化的狀態(tài)，從而為復(fù)絲紗線提供增強(qiáng)的保護(hù)以免受外部磨損元件的影響。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供一種構(gòu)造用于保護(hù)細(xì)長(zhǎng)元件的織物套筒的方法。該方法包括形成完全由非熱變形紗線形成的管狀織物壁，相鄰的紗線細(xì)絲之間形成有間隙，該壁具有外表面和內(nèi)表面，該外表面和內(nèi)表面提供用于容置細(xì)長(zhǎng)元件的內(nèi)部空腔。然后，在外表面上涂覆含氟聚合物-基涂層，該含氟聚合物-基涂層含有SOwt %的含氟聚合物，涂層基本被所述紗線所吸收，同時(shí)該間隙得以保留。進(jìn)一步地，干燥該涂層但不固化該涂層，然后在華氏700度或更高的溫度下固化該干燥步驟后的涂層以提高外表面的耐磨性。


對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，為了更清楚地說(shuō)明這些和其他方面、特征及優(yōu)點(diǎn)，以下結(jié)合當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例和最佳實(shí)施方式、所附權(quán)利要求以及附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)造的織物套筒的透視圖，示出了該織物套筒圍繞產(chǎn)熱管設(shè)置；圖2是示出了套筒的內(nèi)壁和外壁的套筒的側(cè)視圖，該內(nèi)壁在延伸位置上從該外壁 軸向向外展開(kāi)；以及圖3與圖2類似，內(nèi)壁反向折疊在外壁內(nèi)。
具體實(shí)施例方式更具體地參考附圖，圖1-3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例構(gòu)造的管狀織物套筒10。該套筒10保護(hù)并為輻射熱提供周向屏障，從而為套筒內(nèi)的細(xì)長(zhǎng)元件提供保護(hù)或者當(dāng)該套筒10用于圍繞輻射熱源，例如排氣管12時(shí)，為套筒10外的組件提供保護(hù)。。通過(guò)阻止排氣管12的熱量向外輻射，保護(hù)任何附近的組件，例如線束，傳感器和其他熱敏組件(未示出)不受輻射熱的損害。該織物套筒10具有多根彼此交織的紗線以形成壁14，其中，該壁14可形成為封閉(周向連續(xù)壁)或敞開(kāi)的管狀壁(具有大致平行于套筒10的縱軸22延伸的疊置的相對(duì)的邊緣)。該壁14具有最外表面16和最內(nèi)表面18,從而確定一個(gè)在套筒10的相對(duì)兩端24，26之間沿著縱軸22軸向延伸的空腔20。壁14的外表面16具有涂層28，該涂層包括大致80wt %或更多的含氟聚合物，該含氟聚合物處于干燥的狀態(tài)。至少涂覆占套筒10的外層的20wt%的涂層28被認(rèn)為最為有效。除了含氟聚合物成分以外，一些添加劑可用于在溫度升高時(shí)提高套筒10的持久性和彈性。對(duì)于技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，結(jié)合上述公開(kāi)和在此描述的所期望的套筒性能，可以得到各種不同的具有至少80wt%的含氟聚合物的涂層28，從而得到涂層28的合適的實(shí)施例以獲得此處討論的所需功能的套筒性能。該含氟聚合物-基涂層28被涂覆在外表面16上并干燥以得到未固化的狀態(tài)，或者至少未完全固化，一旦暴露于華氏700度或更高的溫度下，例如在使用過(guò)程中，該涂層28內(nèi)的含氟聚合物至少部分熔化并交聯(lián)至完全或基本完全固化的狀態(tài)，從而為復(fù)絲紗線提供增強(qiáng)的保護(hù)以免受外部磨損元件(例如地面的石頭和碎片)的損害。期望的是，涂層28不會(huì)在形成壁14的復(fù)絲上形成一個(gè)非滲透性的表面或?qū)?。由于并不形成連續(xù)的薄膜層，僅是通過(guò)所涂覆的涂層28單獨(dú)被吸收進(jìn)紗線或者包裹該紗線，從而在相鄰紗線之間保留間隙，只要涂層28保持未固化或基本未固化，不論它被針織(knitted),編織(woven),辮織(braided)或其他方式交織，該紗線可維持其撓性和伸縮特性。因此，只要涂層28沒(méi)有暴露于華氏700度或更高的溫度下，該最外表面16及其套筒10維持其初始交織時(shí)的完全或基本完全的撓性和伸縮特性。
該壁14可通過(guò)任何合適的方法構(gòu)造而成，例如針織，編織或辮織，或非編織材料，其中，各種花樣和/或針?lè)ǖ念愋涂梢愿鶕?jù)應(yīng)用進(jìn)行變化。另外，壁14可被構(gòu)造為具有任何合適的長(zhǎng)度和尺寸。因此，該壁14可被構(gòu)造為具有各種結(jié)構(gòu)特性和構(gòu)形。例如，雖然壁14在附圖中被示出為具有翻轉(zhuǎn)合攏的構(gòu)形，但是如果需要的話，它也可僅構(gòu)造成作為單層壁14的一個(gè)壁的構(gòu)形。在一個(gè)當(dāng)前優(yōu)選構(gòu)造中，該壁14可構(gòu)造為至少部分由耐熱材料制成，該材料適合于經(jīng)受華氏-60到1400度的高溫環(huán)境。所選擇的某些復(fù)絲紗線由礦物纖維材料形成，例如在此示出而非限制為二氧化硅，玻璃纖維，陶瓷，玄武巖，芳香族聚酰胺或碳纖維。該礦物纖維可具有連續(xù)或短切纖維結(jié)構(gòu)。在極熱的某些應(yīng)用中，需要對(duì)套筒材料進(jìn)行熱處理以移除其中的有機(jī)物，從而增加套筒10的耐熱性能。正如圖2所示，該套筒10在此示出為具有外壁20和內(nèi)壁32，其中，外壁和內(nèi)壁30，32彼此連接為一體的連續(xù)材料。該內(nèi)壁32可翻轉(zhuǎn)合攏以容置于外壁30內(nèi)，使得套筒10具有成型的雙層壁結(jié)構(gòu)。壁30，32可以由相同類型的復(fù)絲紗線構(gòu)造而成，或者由不同類型的紗線構(gòu)成從而為壁30，32提供不同的功能特性。因此，該外壁30可被構(gòu)造成滿足某種性能 標(biāo)準(zhǔn)的要求，而內(nèi)壁32構(gòu)造成滿足另一種性能標(biāo)準(zhǔn)的要求。在示出的雙層壁套筒10中，該內(nèi)壁32可沒(méi)有涂層28或基本沒(méi)有涂層28，因此，用于構(gòu)造內(nèi)壁32的復(fù)絲的吸收熱量的能力最大。因此，內(nèi)壁32可用作外壁30的熱屏障，從而使得外壁30不會(huì)跟內(nèi)壁32 —樣達(dá)到相同的極端高溫。雖然外壁30被希望達(dá)到華氏700度以上以固化含氟聚合物-基涂層28，但是如果使用過(guò)程中的外壁30的溫度維持在華氏1000度以上，該涂層28的化學(xué)性能在微觀層面上將受到不良的影響。因此，雖然外壁30被允許達(dá)到華氏700度以上，同時(shí)應(yīng)防止外壁30連續(xù)維持在華氏1000度以上的溫度下。因此，在使用過(guò)程中，雖然內(nèi)壁32在華氏1000度以上可以正常運(yùn)行，但是內(nèi)壁32保護(hù)外壁30抵擋輻射熱的能力有利于最大化套筒10的使用壽命。該外壁30可被涂層28完全覆蓋，例如通過(guò)浸潰，噴涂或其他方式。在涂覆涂層28后，該涂層28被干燥，可以不需要借助熱源進(jìn)行自然干燥，或者也可以利用熱源，例如利用華氏100-200度的熱源進(jìn)行干燥。如果套筒10優(yōu)選為維持其全部撓性，優(yōu)選將涂層28充分加熱以干燥涂層28，但不足以使涂層28完全固化。當(dāng)外壁30上的涂層28干燥后，內(nèi)壁32可翻轉(zhuǎn)合攏于其內(nèi)。此時(shí)，套筒10就可以投入使用了，從而可被設(shè)置于排氣管12的正上方，隨后涂層28可通過(guò)使用中所采用的熱源進(jìn)行固化。優(yōu)選的，在干燥涂層28后，該涂層28可加熱至華氏700度或更高的溫度，從而在將套筒10設(shè)置于管12上之前進(jìn)行固化，因此不必在組裝過(guò)程中彎曲或拉伸外壁30。在使用過(guò)程中，內(nèi)壁32的溫度可以達(dá)到超過(guò)華氏1000度，而外壁優(yōu)選為在華氏700度以上加熱至少10分鐘，于是含氟聚合物至少部分熔化并基本或者完全固化。因此，固化后的含氟聚合物-基涂層28可以為沒(méi)有涂層的內(nèi)壁32提供增強(qiáng)的保護(hù)，以抵擋作用于外壁30的最外表面16的來(lái)自碎片的磨損。因此，套筒10的使用壽命可以通過(guò)阻止外壁30及其內(nèi)壁32免受磨損而得以提高。應(yīng)該理解，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的套筒組件10適合于各種應(yīng)用中，不論其所需的各種尺寸和長(zhǎng)度。例如，他們可被應(yīng)用于汽車，船舶，工業(yè)，飛機(jī)或航天領(lǐng)域，或者其他任何需要保護(hù)附近的組件免受熱輻射影響的保護(hù)性套筒的應(yīng)用中。應(yīng)該理解，上述具體描述僅是針對(duì)某些當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述教導(dǎo)得到的明顯變化的實(shí)施例合并于此，并應(yīng)該被認(rèn)為 在最終授權(quán)的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種為細(xì)長(zhǎng)元件提供保護(hù)的織物套筒，其特征在于，包括 完全由非熱變形紗線形成的管狀織物壁，相鄰的所述紗線的細(xì)絲之間形成有間隙，所述壁具有外表面和內(nèi)表面，該外表面和內(nèi)表面提供用于容置細(xì)長(zhǎng)元件的內(nèi)部空腔；以及 含氟聚合物-基涂層被涂覆在所述外表面上，所述含氟聚合物-基涂層含有SOwt%的含氟聚合物，所述涂層基本被所述外表面所吸收，并保留所述間隙，所述涂層在華氏700度或更高溫度下進(jìn)行固化。
2.如權(quán)利要求I所述的織物套筒，其特征在于，所述非熱變形紗線的最低溫度額定值為華氏700度。
3.如權(quán)利要求2所述的織物套筒，其特征在干，所述非熱變形紗線包括至少ー種礦物纖維，該礦物纖維選自玻璃纖維，玄武巖，陶瓷，芳香族聚酰胺，碳纖維和ニ氧化硅。
4.如權(quán)利要求I所述的織物套筒，其特征在于，所述非熱變形紗線是復(fù)絲。
5.如權(quán)利要求I所述的織物套筒，其特征在于，所述壁被翻轉(zhuǎn)合攏以提供単獨(dú)的外壁層和內(nèi)壁層，所述外壁層提供所述外表面，所述內(nèi)壁層提供所述內(nèi)表面。
6.如權(quán)利要求5所述的織物套筒，其特征在于，所述內(nèi)壁層基本沒(méi)有所述含氟聚合物-基涂層。
7.一種圍繞熱輻射細(xì)長(zhǎng)元件組裝織物套筒以及固化該套筒外表面上的耐磨涂層的方法，其特征在于，包括 形成具有外表面和內(nèi)表面的織物壁； 在該外表面上涂覆含氟聚合物-基涂層； 將該涂層干燥至未完全固化的狀態(tài)； 圍繞熱輻射細(xì)長(zhǎng)元件在套筒的壁處于未完全固化狀態(tài)時(shí)設(shè)置該套筒的壁；以及 在將套筒設(shè)置于熱輻射細(xì)長(zhǎng)元件上之后，在華氏700度或更高溫度下固化所述涂層。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在干，進(jìn)ー步包括通過(guò)所述細(xì)長(zhǎng)元件輻射的熱量固化所述涂層。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在干，進(jìn)ー步包括提供含有至少80wt%含氟聚合物的含氟聚合物-基涂層。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在干，進(jìn)ー步包括提供具有翻轉(zhuǎn)合攏的外壁層和內(nèi)壁層的壁，所述外壁層提供所述外表面，所述內(nèi)壁層提供所述內(nèi)表面。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在干，進(jìn)ー步包括提供基本沒(méi)有含氟聚合物-基涂層的內(nèi)壁層。
12.—種構(gòu)造織物套筒井固化其上的涂層的方法，其特征在于，包括 形成完全由非熱變形紗線形成的管狀織物壁，相鄰的所述紗線的細(xì)絲之間形成有間隙，所述壁具有外表面和內(nèi)表面，該外表面和內(nèi)表面提供用于容置細(xì)長(zhǎng)元件的內(nèi)部空腔； 在所述外表面上涂覆含氟聚合物-基涂層，所述含氟聚合物-基涂層含有80wt %的含氟聚合物，所述涂層被所述紗線所吸收，同時(shí)保留所述間隙； 干燥所述涂層但不固化所述涂層；以及 在華氏700度或更高溫度下固化該干燥步驟后的所述涂層，以提高所述外表面的耐磨性。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在干，進(jìn)ー步包括提供最低溫度額定值為華氏.700度的非熱變形紗線。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，進(jìn)ー步包括提供至少ー種礦物纖維的非熱變形紗線，該礦物纖維選自玻璃纖維，玄武巖，陶瓷，芳香族聚酰胺，碳纖維和ニ氧化硅。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，進(jìn)ー步包括提供復(fù)絲的非熱變形紗線。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在干，進(jìn)ー步包括翻轉(zhuǎn)合攏所述壁并提供単獨(dú)的外壁層和內(nèi)壁層，所述外壁層提供所述外表面，所述內(nèi)壁層提供所述內(nèi)表面。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在干，進(jìn)ー步包括使得所述內(nèi)壁層基本沒(méi)有含氟聚合物-基涂層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于保護(hù)細(xì)長(zhǎng)元件的具有高溫耐磨涂層的織物套筒及其組裝、構(gòu)造和固化方法。該織物套筒包括由非熱變形紗線形成的管狀織物壁，相鄰的紗線的細(xì)絲之間形成有間隙。該壁具有外表面和內(nèi)表面，該外表面和內(nèi)表面提供用于容置細(xì)長(zhǎng)元件的內(nèi)部空腔。含氟聚合物-基涂層被涂覆在壁外表面上，該含氟聚合物-基涂層含有80wt％的含氟聚合物。該涂層基本被外表面所吸收，而該間隙得以保留。該涂層被干燥至未固化的狀態(tài)，隨后在華氏700度或更高溫度下進(jìn)行固化。一旦被暴露于華氏700度或更高溫度并發(fā)生固化，該含氟聚合物-基涂層熔化且交聯(lián)，從而為壁提供增強(qiáng)的耐磨保護(hù)。
文檔編號(hào)F16L57/04GK102803813SQ201080035426
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2010年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者卡西·M·馬洛伊 申請(qǐng)人:費(fèi)德羅-莫格爾動(dòng)力系公司