一種含聚四氟乙烯纖維的雙層織物及其用圖
【專利說(shuō)明】
[0001] 本申請(qǐng)是發(fā)明名稱為"一種含聚四氟乙烯纖維的雙層織物及其用途"的中國(guó)專利 申請(qǐng)201210497960. 4的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種含聚四氟乙烯纖維的雙層織物及其用途。
【背景技術(shù)】
[0003] 傳統(tǒng)的滑動(dòng)軸承一般都由金屬材料制作而成，而該類軸承在某些場(chǎng)合是被限制使 用的，比如水下作業(yè)。由于傳統(tǒng)軸承中加入了潤(rùn)滑油，為了防止漏油、滴油等現(xiàn)象，從而極大 地限制了傳統(tǒng)軸承在不能使用潤(rùn)滑油的場(chǎng)合中的應(yīng)用。因此，很有必要開(kāi)發(fā)出一種無(wú)油潤(rùn) 滑的軸承。隨著技術(shù)的發(fā)展，人們開(kāi)發(fā)出了一種采用純聚四氟乙烯樹(shù)脂作為壓制面，應(yīng)用于 無(wú)油潤(rùn)滑軸承中。然而，在實(shí)際使用過(guò)程中，由于聚四氟乙烯樹(shù)脂的耐磨性不好，導(dǎo)致滑動(dòng) 軸承的磨損較為嚴(yán)重，大大縮短了其使用壽命。特別是在高負(fù)載作業(yè)下，表面自潤(rùn)滑耐磨塑 料層（聚四氟乙烯樹(shù)脂層）很容易被磨穿，導(dǎo)致傳統(tǒng)軸承或軸就會(huì)出現(xiàn)破裂的現(xiàn)象，在嚴(yán)重 的情況下，甚至?xí){到作業(yè)人員的生命安全。雖然目前已開(kāi)發(fā)出了一種采用聚四氟乙烯 和其他纖維交織成的單層織物并應(yīng)用于滑動(dòng)軸承中，但是該種單層織物只是滿足了滑動(dòng)性 較好的要求，對(duì)于織物與金屬軸套之間的粘結(jié)性并不能滿足。在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，該織物受外力 就容易發(fā)生剝離，從而導(dǎo)致自潤(rùn)滑軸承的失效。
[0004] 如中國(guó)公開(kāi)專利CN 102535167A中公開(kāi)了一種軸承用自潤(rùn)滑復(fù)合材料襯墊及其 制備方法，該織物是由PTFE纖維和至少一種其他纖維編織而成的纖維交織物，并在交織物 表面包覆有浸漬材料。雖然該復(fù)合材料具有強(qiáng)度高，摩擦系數(shù)小的特點(diǎn)，但是該發(fā)明采用酚 醛樹(shù)脂、二硫化鉬、納米氧化鋁、聚四氟乙烯超細(xì)粉配制成浸漬材料，然后涂敷到交織物表 面，制得PTFE復(fù)合材料，由于PTFE復(fù)合材料表面張力小，其張力僅為0· 019N/m，是目前表面 張力最小的一種固體材料，很難與其他材料粘貼，所以采用粘結(jié)劑將上述PTFE復(fù)合材料粘 貼于鋼表面時(shí)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受外力后，容易使復(fù)合材料與金屬表面之間發(fā)生剝離，從而導(dǎo) 致自潤(rùn)滑軸承等運(yùn)動(dòng)部件失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種摩擦系數(shù)小、剝離強(qiáng)度高、受力變形小、工藝簡(jiǎn)單的含 聚四氟乙烯纖維的雙層織物及其用途。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：本發(fā)明的含聚四氟乙烯纖維的雙層織物，包括表層 和里層，該雙層織物是通過(guò)接結(jié)點(diǎn)將聚四氟乙烯纖維層及其他纖維所形成的纖維層接結(jié) 成一體的，其中形成上述聚四氟乙烯纖維層的纖維的纖度為50~1400dtex、捻度為0~ 800t/m，其他纖維為棉、聚酯、聚酰胺、聚苯硫醚中的一種或幾種。如果采用聚四氟乙烯纖維 與其他纖維交織制得單層交織物的話，該單層織物雖然兼顧了滑動(dòng)性和粘結(jié)性的特點(diǎn)，如 果將該單層織物應(yīng)用于軸承時(shí)，由于單層織物一面的組織點(diǎn)數(shù)量并非全部都是聚四氟乙烯 組織點(diǎn)的數(shù)量，所以不能充分發(fā)揮聚四氟乙烯優(yōu)異的自潤(rùn)滑性，而且還存在著該單層織物 與金屬表面之間接著性差的缺點(diǎn)。如果聚四氟乙烯纖維的纖度小于50dtex的話，由于纖 維太細(xì)，織造困難，且還會(huì)導(dǎo)致制得的織物耐磨耗性變差；如果聚四氟乙烯纖維的纖度大于 HOOdtex的話，會(huì)導(dǎo)致織物摩擦系數(shù)變大，應(yīng)用于軸承時(shí)，聚四氟乙烯纖維層作為摩擦面潤(rùn) 滑效果不佳。構(gòu)成該織物的聚四氟乙烯纖維捻度為〇~800t/m。如果構(gòu)成該織物的聚四氟 乙烯纖維捻度大于800t/m的話，由于施加了較大的捻度，沿著長(zhǎng)絲的長(zhǎng)度方向，各單絲會(huì) 出現(xiàn)強(qiáng)烈的扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，因此制得的織物就會(huì)產(chǎn)生很大的摩擦力，影響該織物摩擦面的自潤(rùn) 滑效果，而且捻度越大各單絲間的排列越緊密，當(dāng)雙層織物中的聚四氟乙烯纖維層作為摩 擦面應(yīng)用于軸承等時(shí)，由于構(gòu)成織物的單絲集中受力，極易被磨斷，同時(shí)導(dǎo)致滑動(dòng)軸承的磨 損較為嚴(yán)重，大大縮短了其使用壽命。
[0007] 本發(fā)明的含聚四氟乙烯纖維的雙層織物中其他纖維為棉、聚酯、聚酰胺、聚苯硫醚 中的一種或幾種。采用上述纖維制得的纖維層作為雙層織物的表層和里層，應(yīng)用于軸承等 運(yùn)動(dòng)部件時(shí)，將該層粘貼于軸承表面，具有良好的接著性，剝離強(qiáng)度高，在高負(fù)荷的使用條 件下也不易發(fā)生剝離。同時(shí)該雙層織物在摩擦過(guò)程中可以抵抗一定的形變，也就是本發(fā)明 的雙層織物受力變形小，有利于維持機(jī)械部件的正常運(yùn)動(dòng)?？紤]到與金屬之間的接著性以 及受力變形方面，上述其他纖維優(yōu)選棉纖維和聚苯硫醚纖維。
[0008] 本發(fā)明的含聚四氟乙烯纖維的雙層織物的結(jié)構(gòu)為聚四氟乙烯纖維層作為表層、其 他纖維所形成的纖維層作為里層或者其他纖維所形成的纖維層作為表層、聚四氟乙烯纖維 層作為里層。通過(guò)特定的織造方法制得的雙層織物應(yīng)用于軸承等運(yùn)動(dòng)部件時(shí)，聚四氟乙烯 纖維層作為摩擦層，其他纖維所形成的纖維層作為接著層粘貼于軸承等運(yùn)動(dòng)部件表面，具 有良好的接著性，剝離強(qiáng)度高，在高負(fù)荷的使用條件下也不易發(fā)生剝離。
[0009] 本發(fā)明的含聚四氟乙烯纖維的雙層織物的表組織為平紋、斜紋、緞紋及其變化組 織，里組織為平紋、斜紋、緞紋及其變化組織。優(yōu)選斜紋或緞紋及其變化組織。采用斜紋或 緞紋及其變化組織的話，織物表面具有一定的浮長(zhǎng)，可以較好地掩蓋起接結(jié)作用的纖維。從 而使該雙層織物發(fā)揮最好的性能，表層或里層的聚四氟乙烯纖維層，該層的摩擦系數(shù)低，具 有較好的自潤(rùn)滑性能；另一層為棉、聚酯、聚酰胺、聚苯硫醚中的一種或幾種構(gòu)成的其他纖 維層，具有較高的剝離強(qiáng)度。
[0010] 本發(fā)明的含聚四氟乙烯纖維的雙層織物的接結(jié)方法為里經(jīng)接結(jié)、表經(jīng)接結(jié)、接結(jié) 經(jīng)接結(jié)、接結(jié)煒接結(jié)或聯(lián)合接結(jié)。在織表層時(shí)，里經(jīng)提起與表煒交織構(gòu)成接結(jié)，這種接結(jié)方 法稱為里經(jīng)接結(jié)，或稱"下接上"接結(jié)法；在織里層時(shí)，表經(jīng)下降與里煒交織構(gòu)成接結(jié)，這種 接結(jié)方法稱為表經(jīng)接結(jié)，或稱"上接下"接結(jié)法；采用附加的接結(jié)經(jīng)與表里煒交織，把兩層 織物連接起來(lái)，這種接結(jié)方法稱為接結(jié)經(jīng)接結(jié)法；采用附加的接結(jié)煒與表里經(jīng)紗交織，把兩 層織物連接起來(lái)，這種接結(jié)方法稱為接結(jié)煒接結(jié)；在織表煒時(shí)，里經(jīng)提起與表煒交織，在織 里煒時(shí)，表經(jīng)下降與里煒交織共同構(gòu)成接結(jié)，這種接結(jié)方法稱為聯(lián)合接結(jié)。其中優(yōu)選表經(jīng)接 結(jié)、里經(jīng)接結(jié)或聯(lián)合接結(jié)，因?yàn)樵撊N接結(jié)方法使用自身的經(jīng)紗或煒紗進(jìn)行接結(jié)，織造工藝 較為簡(jiǎn)單，操作方便。更優(yōu)選聯(lián)合接結(jié)，因?yàn)榭墒贡?、里?jīng)縮趨于一致，而且表里兩層的接結(jié) 也更加牢固。而采用接結(jié)經(jīng)接結(jié)和接結(jié)煒接結(jié)法，就需要采用附加線接結(jié)，會(huì)使上機(jī)工作復(fù) 雜。另外，采用接結(jié)經(jīng)接結(jié)法時(shí)，由于接結(jié)經(jīng)織縮較大，必須采用雙織軸。采用接結(jié)煒接結(jié) 法時(shí)，必須使用可以更換多種煒紗的投煒裝置的織機(jī)進(jìn)行織造。因此，接結(jié)經(jīng)接結(jié)和接結(jié)煒 接結(jié)這兩種方法應(yīng)用較少。
[0011] 本發(fā)明的含聚四氟乙烯纖維的雙層織物，所述聚四氟乙烯紗線中含有30~196根 單絲。如果單絲根數(shù)少于30根的話，當(dāng)雙層織物與機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件接觸時(shí)，單數(shù)根數(shù)越少，所 得織物的耐磨耗性就會(huì)變差；如果單絲根數(shù)多于196根，這樣就會(huì)增加紡絲難度，導(dǎo)致生產(chǎn) 成本增加。
[0012] 本發(fā)明的含聚四氟乙烯纖維的雙層織物中聚四氟乙烯纖維層的經(jīng)、煒向滑動(dòng)摩擦 系數(shù)在0. 10以下，優(yōu)選0.08以下，更優(yōu)選0.06以下。如果聚四氟乙烯纖維層的經(jīng)、煒向滑 動(dòng)摩擦系數(shù)高于0. 10,說(shuō)明該織物的自潤(rùn)滑效果并不顯著，當(dāng)織物與機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件接觸時(shí)， 摩擦力較大，會(huì)影響摩擦金屬部件的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，織物會(huì)很容易被磨損，從而導(dǎo)致滑動(dòng)軸承的 磨損較為嚴(yán)重，大大縮短了其使用壽命。
[0013] 本發(fā)明的含聚四氟乙烯纖維的雙層織物中其他纖維所形成的纖維層的剝離強(qiáng)度 大于0. 5N/mm。如果剝離強(qiáng)度低于0. 5N/mm的話，織物與金屬的粘結(jié)性能變差，工作時(shí)受外 力后易發(fā)生剝離，導(dǎo)致機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的失效。
[0014] 本發(fā)明的含聚四氟乙烯纖維的雙層織物的克重為500~1500g/m2。如果該雙層織 物的克重低于500g/m 2的話，織物過(guò)于單薄柔軟，耐磨耗性不好，容易在摩擦過(guò)程中發(fā)生破 裂；如果該織物的克重高于1500g/m2的話，織造難度增加，生產(chǎn)成本上升。
[0015] 本發(fā)明的含聚四氟乙烯纖維的雙層織物的經(jīng)向密度為30~250根/英寸，煒向密 度為30~250根/英寸。如果該織物的經(jīng)、煒向密度低于30根/英寸，織物的耐磨耗性降 低，容易在摩擦過(guò)程中發(fā)生破裂；如果該織物的經(jīng)、煒向密度高于250根/英寸，生產(chǎn)成本就 會(huì)增加，且織造難度增加。
[0016] 本發(fā)明的含聚四氟乙烯纖維的雙層織物的厚度為0. 50~I. 20mm。如果該織物的 厚度低于〇. 50_，織物太薄，耐磨耗性不好，容易在摩擦過(guò)程中發(fā)生破裂；如果該織物的厚 度高于I. 20mm，織造困難，生產(chǎn)成本增加。
[0017] 本發(fā)明的含聚四氟乙烯纖維的雙層織物具有摩擦系數(shù)小、剝離強(qiáng)度高、受力變形 小的特點(diǎn)，而且本發(fā)明的雙層織物的生產(chǎn)方法簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低。該雙層織物克應(yīng)用于機(jī)械 運(yùn)動(dòng)部件，特別是應(yīng)用于低速度、高載荷的環(huán)境下的機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1為采用里經(jīng)接結(jié)法的雙層織物示意圖，其中1、2、3、4、5、6為表層經(jīng)紗，1、11、 III、IV、V、VI為里層經(jīng)紗，A為表層煒紗，a為里層煒紗。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 通過(guò)以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于實(shí)施例， 實(shí)施例中的各物性由以下方法測(cè)定。
[0020] 【纖度】
[0021] 根據(jù)JIS L-1017-2002 8. 3的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，使用縷紗測(cè)長(zhǎng)儀卷繞100圈試樣，每圈長(zhǎng) 度為1米，轉(zhuǎn)速為120rpm，然后將試樣取下打結(jié)，放入烘箱中，在溫度為105±2°C，時(shí)間為2 小時(shí)以上進(jìn)行干燥處理。將試樣取出后，使用精密天平稱重，得到絕對(duì)干重。纖度的計(jì)算公 式如下：d = Μ' X 10000X (l+Rc/100)/L，
[0022] 其中 d :纖度（dtex);
[0023] Re :公定回潮率（％ );
[0024] M' ：試樣的絕對(duì)干重（g);
[0025] L :試樣的長(zhǎng)度（m)。
[0026] 【捻度】
[0027] 根據(jù)113 1^-1017-2002 8.4的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，將0.5米的長(zhǎng)絲樣品固定在捻度儀上，通 過(guò)反向退捻方法將長(zhǎng)絲中的捻度退去，直至長(zhǎng)絲中所有單絲呈平行排列。將捻度儀記錄的 退繞回?cái)?shù)乘于2,即得到該長(zhǎng)絲樣品的捻度，單位為t/m。
[0028]