(57)【要約】  本発明は、熱可塑性内側ライナと、少なくとも１３ｇ／ｄｔｅｘのヤーン強度と６６６７ｄｔｅｘ以下の線密度とを有する連続フィラメントヤーンを含む、１．５ｍｍ以下の層厚さを有する少なくとも１つの繊維補強層と、熱可塑性外側カバーとを順番に含む導管ホースに関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性内側ライナと、
少なくとも１３ｇ／ｄｔｅｘのヤーン強度と６６６７ｄｔｅｘ以下の線密度とを有する連続フィラメントヤーンを含む、１．５ｍｍ以下の層厚さを有する少なくとも１つの繊維補強層と、
熱可塑性外側カバーと
を順番に含む導管ホース。
【請求項２】
前記繊維補強層厚さが１．４ｍｍ以下である、請求項１に記載のホース。
【請求項３】
１．５ｍｍ以下の層厚さを有する繊維補強層の数が２〜７である、請求項１に記載のホース。
【請求項４】
異なる厚さの少なくとも２つの補強層が存在する、請求項１に記載のホース。
【請求項５】
前記連続フィラメントヤーンが芳香族ポリアミドまたは芳香族コポリアミドの連続フィラメントヤーンである、請求項１に記載のホース。
【請求項６】
前記補強層が編組み、織布または螺旋状の形態である、請求項１に記載のホース。
【請求項７】
前記繊維補強層厚さが１．３ｍｍ以下である、請求項２に記載のホース。
【請求項８】
前記層厚さが前記内側ライナから外側に増大するように前記層が配置される、請求項４に記載のホース。
【請求項９】
前記芳香族ポリアミドがｐ−アラミドである、請求項５に記載のホース。
【請求項１０】
前記繊維補強層厚さが１．２７ｍｍ以下である、請求項７に記載のホース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給導管（ｓｅｒｖｉｃｅ  ｕｍｂｉｌｉｃａｌ）で使用するのに特に適した多層補強ホースに関する。
【背景技術】
【０００２】
導管で使用されるホースは、熱可塑性高分子ライナの上に編組された補強繊維の層を含む。ホース破壊の共通の原因は補強の失敗である。従って、導管ホース中の補強層の耐用年数を延ばすことができる解決策を提供する必要性が存在する。
【０００３】
Ｎｏｎａｋａらの米国特許出願公開第２０１３／００００７６７号明細書は、中空部分を有するゴム内管と、ストランドを編組することによって形成された第１および第２の編組層と、ゴム外管とを含むゴムホースを製造する方法を記載している。この方法は、ゴム内管の上に第１の編組層を、第１の編組層の上に熱可塑性樹脂を含む熱可塑性樹脂層を、熱可塑性樹脂層の上に第２の編組層を、および第２の編組層の上にゴム外管を連続的に形成することによって積層構造体を形成することと、ゴム内管およびゴム外管を加硫し、且つ層状構造体を熱可塑性樹脂層の軟化温度以上まで加熱することによって熱可塑性樹脂層を軟化することと、熱可塑性樹脂層を軟化し、続いて軟化した熱可塑性樹脂をストランド間に形成された網目開口部に浸透させて固化することによって第１および第２の編組層を一体化することとを含む。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、
（ｉ）熱可塑性内側ライナと、
（ｉｉ）少なくとも１３ｇ／ｄｔｅｘのヤーン強度と６６６７ｄｔｅｘ以下の線密度とを有する連続フィラメントヤーンを含む、１．５ｍｍ以下の層厚さを有する少なくとも１つの繊維補強層と、
（ｉｉｉ）熱可塑性外側カバーと
を順番に含む導管ホースに関する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】２つの補強層を含むホースの一実施形態の部分切欠斜視図を示す。
【図２】３つの補強層を含むホースの部分切欠斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
導管
導管の熱可塑性ホース（本明細書中以降「ホース」と呼ぶ）の例が、図１に全体的に１０で示されている。ホースは、両端部に取り付けられた継手１９を有する。ホースは熱可塑性高分子内側ライナ１１と、熱可塑性高分子外側カバー１２とを含む。ライナとカバーとの間に配置されるのは、２つの繊維補強層、すなわち、第１繊維層１３および第２繊維層１４である。ホースの「液圧」実施形態は、内側静水圧のみに抵抗すればよく、ライナ１１は最内層である。ホースの「ＨＣＲ」（高圧潰抵抗性（Ｈｉｇｈ  Ｃｏｌｌａｐｓｅ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ））実施形態は、内側および外側静水圧の両方に耐えなければならず、最内構成要素としてインターロック式ステンレス鋼カーカス（不図示）を含む。本発明は繊維補強層に関し、「液圧」および「ＨＣＲ」ホースの両方に適用される。
【０００７】
図２は、３つの繊維補強層を含むホースの別の実施形態を２０で示す。
【０００８】
内側ライナ
適切な内側ライナホース材料は、脂肪族ポリアミドまたはポリフッ化ビニリデンを含む。適切なポリアミドはナイロン１１である。
【０００９】
外側カバー
適切なホース外側カバー材料は、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、および脂肪族ポリアミドを含む。適切なポリアミドはナイロン１２である。
【００１０】
補強層
ホースは、図１に１３〜１４で、および図２に１３〜１５で示されるような複数の繊維補強層を含む。好ましくは、層は編布、織布、螺旋状織物または一方向織物の形態である。編布は、繊維ヤーンのいくつかのストランドを編組することによって形成される。ヤーンはホースの軸方向に対して斜めに組み合わせられる。
【００１１】
織布は、互いに斜めに組み合わせられたたて糸およびよこ糸を含み、たて糸は布製造方向と平行である。織布は平織、千鳥綾織、斜子織、朱子織、綾織、不均衡織、または他のいずれかの織り方であることができる。
【００１２】
全ての一方向織物補強ヤーンは、布製造方向と平行な方向に整列される。補強ヤーンの整列の維持を促進するべく使用されるいくつかの軽量ヤーンがよこ方向に存在し得る。織布または一方向織物が使用されるとき、布幅は好ましくは２５ｍｍ未満であり、すなわち、布は細幅布であると考えられる。
【００１３】
補強層ヤーンは複数の連続フィラメントを含む。用語、繊維およびフィラメントは、交換可能に使用することができる。連続は、繊維が長さ対直径の高い比率を有することを意味する。典型的に連続フィラメントヤーンの巻き糸は数千メートルの長さを有する。典型的なフィラメント直径は約０．０１５ｍｍである。
【００１４】
いくつかの実施形態では、連続フィラメントヤーンは撚り合せるまたは交絡（ｅｎｔａｎｇｌｅ）することができる。撚り合せは、２本以上の単ヤーンを合撚ヤーンまたは紐へ組み合わせるプロセスである。いくつかの実施形態では、撚り係数によって記載されるような撚りレベルは、０〜２．５の範囲である。本明細書で使用される際、撚り係数は、ＡＳＴＭ  Ｄ１２３−１２に記載されるものである。交絡ヤーンまたは紐は、少なくとも２本の単ヤーンが、撚りを加えることも、組み合ったフィラメントの平行関係を乱すこともなく、互いに混ぜられたものである。これは混合または密化としても知られている。撚り合せおよび交絡は、テキスタイル技術分野において周知の用語である。
【００１５】
本発明の補強層ヤーンは、少なくとも１３グラム力／ｄｔｅｘの強度（ｔｅｎａｃｉｔｙ）を有する。いくつかの実施形態では、ヤーン強度は、少なくとも１８グラム力／ｄｔｅｘであるか、または２５グラム力／ｄｔｅｘでさえある。ヤーンはまた、少なくとも５００グラム力／ｄｔｅｘの、または７５０グラム力／ｄｔｅｘさえの初期モジュラスを有する。いくつかの実施形態では、ヤーンモジュラスは、少なくとも９００グラム力／ｄｔｅｘである。いくつかの実施形態では、ヤーンの線密度は６０００デニール（６６６７ｄｔｅｘ）以下である。いくつかの他の実施形態では、ヤーンの線密度は、３０００〜６０００デニール（３３３３〜６６６７ｄｔｅｘ）である。
【００１６】
本発明の要件は、１．５ｍｍ以下の厚さを有する少なくとも１つの繊維補強層が存在することである。別の実施形態では、図１に示されるように、ホースは１．５ｍｍ以下の厚さを有する２つの繊維補強層１３および１４を含む。
【００１７】
図２は、１．５ｍｍ以下の層厚さを有する３つの繊維補強層１３、１４および１５を含むホースを示している。他の実施形態は、全てが１．５ｍｍ以下の厚さを有する４つ以上の層を含み得る。いくつかの実施形態では、１．５ｍｍ以下の厚さを有する繊維補強層の数は、２〜７であるか、または３〜５でさえある。１．５ｍｍ以下の厚さを有する補強層は全て同じ厚さを有し得るか、または異なる厚さであり得る。
【００１８】
いくつかの実施形態では、補強層の厚さは、１．４ｍｍ以下である。さらに他の実施形態では、補強層の厚さは、１．３ｍｍ以下または１．２７ｍｍでさえある。
【００１９】
いくつかの実施形態では、１．５ｍｍ未満の厚さを有する補強層の数は２〜１０である。いくつかの他の実施形態では、１．５ｍｍ未満の厚さを有する補強層の数は２〜７である。さらに他の実施形態では、１．５ｍｍ未満の厚さを有する補強層の数は２〜５である。
【００２０】
また、１．５ｍｍを超える厚さを有する少なくとも１つの繊維補強層がホースの中に存在してもよい。
【００２１】
補強繊維
好ましくは、補強層の連続フィラメントヤーンは、芳香族ポリアミドまたは芳香族コポリアミドである。好ましい芳香族ポリアミドは、Ｅ．Ｉ．Ｄｕｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤＥ）から商品名Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）で、またはＴｅｉｊｉｎ  Ａｒａｍｉｄ（Ｃｏｎｙｅｒｓ、ＧＡ）から商品名Ｔｗａｒｏｎ（登録商標）およびＴｅｃｈｎｏｒａ（登録商標）で入手可能なｐアラミドである。
【００２２】
本明細書で使用する際、用語、パラアラミドフィラメントは、パラアラミドポリマーから製造されたフィラメントを意味する。用語、アラミドは、アミド（−ＣＯＮＨ−）結合の少なくとも８５％が２つの芳香環に直接結合されるポリアミドを意味する。適切なアラミド繊維は、Ｍａｎ−Ｍａｄｅ  Ｆｉｂｒｅｓ−Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｖｏｌｕｍｅ  ２、セクションタイトルＦｉｂｒｅ−Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ａｒｏｍａｔｉｃ  Ｐｏｌｙａｍｉｄｅｓ、ｐａｇｅ  ２９７，Ｗ．Ｂｌａｃｋ  ｅｔ  ａｌ．，Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，１９６８に記載されている。アラミド繊維およびそれらの製造は同じく、米国特許第３，７６７，７５６号明細書、同４，１７２，９３８号明細書、同３，８６９，４２９号明細書、同３，８６９，４３０号明細書、同３，８１９，５８７号明細書、同３，６７３，１４３号明細書、同３，３５４，１２７号明細書、および同３，０９４，５１１号明細書にも開示されている。
【００２３】
好ましいパラアラミドは、ＰＰＤ−Ｔと呼ばれるポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）である。ＰＰＤ−Ｔは、ｐ−フェニレンジアミンおよびテレフタル酸クロリドのモル対モル（ｍｏｌｅ−ｆｏｒ−ｍｏｌｅ）重合から得られるホモポリマー、およびまた、少量の他のジアミンとｐ−フェニレンジアミンとの組合せから、および少量の他のジ酸クロリドとテレフタル酸クロリドとの組合せから得られるコポリマーを意味する。一般規則として、他のジアミンおよびジ酸クロリドが重合反応と干渉する反応基を有さないという条件のみで、他のジアミンおよび他のジ酸クロリドは、ｐ−フェニレンジアミンまたはテレフタル酸クロリドの約１０モルパーセントと同程度までの量またはおそらくはわずかにより多い量で使用可能である。ＰＰＤ−Ｔはまた、他の芳香族ジアミンと、他の芳香族ジ酸クロリド、例えば２，６−ナフタロイルクロリドまたはクロロ−もしくはジクロロテレフタロイルクロリドまたは３，４’−ジアミノジフェニルエーテルなどとの組合せから得られるコポリマーを意味する。いくつかの好ましい実施形態では、繊維−樹脂複合材のヤーンは、ＰＰＤ−Ｔフィラメントのみから構成され、いくつかの好ましい実施形態では、繊維−樹脂複合材中の層は、ＰＰＤ−Ｔヤーンのみから構成され、換言すると、いくつかの好ましい実施形態では、繊維−樹脂複合材中の全てのフィラメントはＰＰＤ−Ｔフィラメントである。
【００２４】
添加剤をアラミドと一緒に使用可能であり、重量基準で１０パーセントまたはそれ以上と同程度の量までの他のポリマー材料をアラミドと一緒にブレンドできることが見出されている。アラミドのジアミンに置換された１０パーセントまたはそれ以上と同程度の量の他のジアミン、またはジ酸クロリドまたはアラミドに置換された１０パーセント以上と同程度の量の他のジ酸クロリドを有するコポリマーを使用可能である。
【００２５】
別の適切な繊維は、５０／５０モル比のｐ−フェニレンジアミン（ＰＰＤ）および３，４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＰＥ）とテレフタロイルクロリド（ＴＰＡ）の反応によって製造された芳香族コポリアミドをベースとするものである。さらに別の適切な繊維は、２種類のジアミン、ｐ−フェニレンジアミンおよび５−アミノ−２−（ｐ−アミノフェニル）ベンズイミダゾールの、テレフタル酸または無水物またはこれらモノマーの酸塩化物誘導体との重縮合反応によって形成されたものである。
【実施例】
【００２６】
実施例のヤーン強度、存在するヤーンの数、および編組角度を使用して繊維補強層に変換された層状シリンダに対するシリンダ圧力容器方程式を使用して導管ホースの破裂圧力をモデル化した。これらの方程式は周知の機械工学原理である。最後の層が破壊されるとき破裂圧力に到達する。予想される破裂圧力値は、現在使用されているホースのそれよりも高いであろうが、それらは発明的実施例と比較例との間の関係を正確に示す。
【００２７】
モデル化されたホースは、１２．７ｍｍ（０．５インチ）の内径の高圧潰抵抗性「ＨＣＲ」ホースであった。本発明によって製造された実施例は数字の値によって示されている。対照すなわち比較例は文字で示されている。
【００２８】
モデル化された各ホースは、構成要素として、順番に、インターロック式カーカス、熱可塑性内側ライナ、繊維補強編組層および熱可塑性外側カバーを含んだ。
【００２９】
カーカス、内側ライナおよび外側カバー構成要素は全て商業的に使用されているものを複製した。カーカス構成要素はステンレス鋼製であり、１２．７ｍｍの内径を有し、および１．６ｍｍの厚さであった。ナイロン１１の内側ライナ構成要素は、１５．９ｍｍの内径を有し、１．３ｍｍの厚さであった。ポリウレタン外側カバー構成要素は、最後の補強層を被覆した。
【００３０】
比較例Ａにおいて、ホースは２つの繊維補強層を有した。第１および第２繊維補強層はともに、２４個の編み板（ｂｒａｉｄ  ｐｌａｔｅｓ）を有する、Ｄｕｐｏｎｔ製のパラアラミドＫｅｖｌａｒ（登録商標）１２９ヤーンを含む編物であり、各編み板は３２０００ｄｔｅｘ（２８８００デニール）の線密度、３０ｇ／ｄｔｅｘ（２７．５ｇｐｄ）の強度、および８３３ｇ／ｄｔｅｘ（７５０ｇｐｄ）のモジュラスであった。第１補強層は２．２６ｍｍの厚さであり、第２補強層は１．８８ｍｍの厚さであった。
【００３１】
実施例１において、ホースは３つの繊維補強層を有した。第１、第２および第３繊維補強層は全て、２４個の編み板を有するパラアラミドＫｅｖｌａｒ（登録商標）１２９ヤーンを含む編物であった。第１補強層は、２４０００ｄｔｅｘ（２１６００デニール）の線密度、３０ｇ／ｄｔｅｘ（２７．５ｇｐｄ）の強度、８３３ｇ／ｄｔｅｘ（７５０ｇｐｄ）のモジュラスの編み板を有し、１．４０ｍｍの厚さであった。第２および第３補強層は、２００００ｄｔｅｘ（１８０００デニール）の線密度、３０ｇ／ｄｔｅｘ（２７．５ｇｐｄ）の強度、および８３３ｇ／ｄｔｅｘ（７５０ｇｐｄ）のモジュラスの編み板を有した。第２補強層は１．２３ｍｍの厚さであり、第３補強層は１．０８ｍｍの厚さであった。
【００３２】
実施例１および比較例Ａのモデル化されたホースは、表１に示されるような破裂圧力予測を提示した。実施例１の予測破裂圧力は比較例Ａの破裂圧力よりも高かったことが分かる。
【００３３】
比較例Ｂにおいて、ホースは２つの補強層を有した。第１繊維補強層は、２４個の編み板を有するパラアラミドＫｅｖｌａｒ（登録商標）２９ＡＰヤーンを含む編物であり、各編み板は４００００ｄｔｅｘ（３６０００デニール）の線密度、２９ｇ／ｄｔｅｘ（２６ｇｐｄ）の強度、６６６ｇ／ｄｔｅｘ（６００ｇｐｄ）のモジュラスであり、および第１繊維補強層は３．０４ｍｍの厚さであった。第２繊維補強層は、２４個の編み板を有するパラアラミドＫｅｖｌａｒ（登録商標）１２９ヤーンを含む編物であり、各編み板は３２０００ｄｔｅｘ（２８８００デニール）の線密度、３０ｇ／ｄｔｅｘ（２７．５ｇｐｄ）の強度、８３３ｇ／ｄｔｅｘ（７５０ｇｐｄ）のモジュラスであり、および第２繊維補強層は１．７３ｍｍの厚さであった。
【００３４】
実施例２において、ホースは３つの繊維補強層を有した。第１および第２繊維補強層は、２４個の編み板を有するパラアラミドＫｅｖｌａｒ（登録商標）２９ＡＰヤーンを含む編物を有し、各編み板は、２００００ｄｔｅｘ（１８０００デニール）の線密度、２９ｇ／ｄｔｅｘ（２６ｇｐｄ）の強度、および６６６ｇ／ｄｔｅｘ（６００ｇｐｄ）のモジュラスである。第１補強層は１．０９ｍｍの厚さであり第２補強層は０．９８ｍｍの厚さであった。第３繊維補強は、２４個の編み板を有するパラアラミドＫｅｖｌａｒ（登録商標）１２９ヤーンを含む編物であり、各編み板は、３２０００ｄｔｅｘ（２８８００デニール）の線密度、３０ｇ／ｄｔｅｘ（２７．５ｇｐｄ）の強度、および８３３ｇ／ｄｔｅｘ（７５０ｇｐｄ）のモジュラスであり、および第３補強層は１．６６ｍｍの厚さであった。
【００３５】
実施例２および比較例Ｂのモデル化されたホースは、表１に示されるような破裂圧力予測を提示した。実施例２の予測破裂圧力は比較例Ｂの破裂圧力よりも高かったことが分かる。
【００３６】
比較例Ｃにおいて、ホースは２つの繊維補強層を有した。第１および第２繊維補強層はともに、２４個の編み板を有するパラアラミドＫｅｖｌａｒ（登録商標）１２９ヤーンを含む編物であり、各編み板は４００００ｄｔｅｘ（３６０００デニール）の線密度、３０ｇ／ｄｔｅｘ（２７．５ｇｐｄ）の強度、および８３３ｇ／ｄｔｅｘ（７５０ｇｐｄ）のモジュラスであった。第１補強層は２．８９ｍｍの厚さであり第２補強層は２．４１ｍｍの厚さであった。
【００３７】
実施例３において、ホースは３つの繊維補強層を有した。第１、第２および第３繊維補強層は全て、２４個の編み板を有するパラアラミドＫｅｖｌａｒ（登録商標）１２９ヤーンを含む編物であった。第１補強層は、２４０００ｄｔｅｘ（２１６００デニール）の線密度、３０ｇ／ｄｔｅｘ（２７．５ｇｐｄ）の強度、８３３ｇ／ｄｔｅｘ（７５０ｇｐｄ）のモジュラスの編み板を有し、１．６５ｍｍの厚さであった。第２補強層は、１６０００ｄｔｅｘ（２１６００デニール）の線密度、３０ｇ／ｄｔｅｘ（２７．５ｇｐｄ）の強度、８３３ｇ／ｄｔｅｘ（７５０ｇｐｄ）のモジュラスの編み板を有し、０．６７ｍｍの厚さであった。第３補強層は、４００００ｄｔｅｘ（１８０００デニール）の線密度、３０ｇ／ｄｔｅｘ（２７．５ｇｐｄ）の強度、および８３３ｇ／ｄｔｅｘ（７５０ｇｐｄ）のモジュラスの編み板を有し、２．２６ｍｍの厚さであった。
【００３８】
実施例３および比較例Ｃのモデル化されたホースは、表１に示されるような破裂圧力予測を提示した。実施例３の予測破裂圧力は比較例Ｃの破裂圧力よりも高かったことが分かる。
【００３９】
【表１】
2016537567.tif 000003
【００４０】
第１および第２補強層が１．４０ｍｍ以下の厚さである実施例１は、最も下の補強層厚さが１．８８ｍｍであった比較例Ａと比べた場合に破裂圧力に６パーセントの改善を示した。より高い破裂圧力を含有するだけでなく、実施例１の合計補強層厚さは、３つの補強層全てが１．５ｍｍ未満の厚さを有し、比較例Ａのそれよりも１１パーセント薄かった。
【００４１】
第１の２つの補強層が１．４ｍｍ以下の厚さである実施例２は、最も薄い補強層が１．７３ｍｍであった比較例Ｂと比べた場合に破裂圧力に１３パーセントの改善を示した。より高い破裂圧力を含有するだけでなく、実施例２の合計補強層厚さは、比較例Ｂのそれよりも２２パーセント薄かった。
【００４２】
補強層の１つのみ、すなわち第２層のみが１．５ｍｍ未満の厚さを有する実施例３は、最も薄い補強層が２．４１ｍｍであった比較例Ｃと比べた場合に破裂圧力に４パーセントの改善を示した。より高い破裂圧力を含有するだけでなく、実施例３の合計補強層厚さは、比較例Ｃのそれよりも１４パーセント薄かった。これは、１つの補強層のみが１．５ｍｍ以下の厚さを有する状態でさえ改善を得ることができることを示している。
【図１】
2016537567.tif 000004
【図２】
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【国際調査報告】
2016537567.tif 000006
2016537567.tif 000007
2016537567.tif 000008