Сверхупругая прокладка
Структура для использования в сжимаемой упругой прокладке. Сжимаемая упругая прокладка включает структуру, содержащую: параллельные нити основы, и параллельные нити утка, причем любая совокупность из нитей основы или нитей утка или обе совокупности нитей основы и нитей утка выполнены из эластомерного материала с упругими свойствами в осевом направлении. Причем первый слой параллельных нитей, проходящих в направлении основы или в направлении утка, второй слой параллельных нитей, расположенный на одной стороне первого слоя, причем нити второго слоя проходят в направлении основы или направлении утка, отличном от направления нитей первого слоя, и содержат эластомерные нити, а указанная структура дополнительно содержит третий слой параллельных нитей, который расположен на противоположной второму слою стороне первого слоя и нити которого проходят в том же направлении, что и нити первого слоя. Причем параллельные нити третьего слоя выровнены таким образом, что они оказываются расположены в промежутках между параллельными нитями первого слоя в одной и той же плоскости, проходящей в направлении толщины, причем указанные эластомерные нити обладают упругими свойствами в направлении длины или в осевом направлении, растягиваются и сжимаются таким образом, что ткань сжимается при прикладывании нормальной нагрузки и отпружинивает обратно после снятия такой нагрузки. 2 н. и 45 з.п. ф-лы, 18 ил.
Ссылки
Настоящей патентной заявкой испрошен приоритет на основании предварительной патентной заявки США №61/017447, поданной 28 декабря 2007, ссылка на которую означает ее полное включение в текст настоящего описания.
Предпосылки к созданию изобретения область техники
Настоящее изобретение относится к сжимаемой/упругой структуре для использования в различных областях применения, например в спортивной обуви, туфлях, ботинках, напольных коврах, ковровых подкладках, спортивных покрытиях и т.д. Сама структура может представлять собой конечный продукт или компонент другой структуры. Настоящее изобретение может быть использовано, без ограничения, в автомобильных частях и других композиционных материалах; напольных покрытиях; настилах, в особенности в спортивных залах или других спортивных сооружениях; прессовых подушках; баллистическом материале, например для бронежилетов или противоураганной оконной защиты; прокладочном материале для спортивного снаряжения, например для бейсбольных защитных нагрудников; коленных/локтевых накладках для гонщиков, конькобежцев, волейболистов; голенных/коленных накладках для играющих в крикет; футбольных бедерных накладках; обивке стен на стадионах, в спортивных залах и спортивных сооружениях; прокладках для обуви (ортопедических стельках); пяточных частях/подошвах для спортивной обуви, например кроссовках; «амортизирующем» слое для постелей, сидений в транспортных средствах, подушек; и в других промышленных применениях, в которых требуемыми характеристиками являются сжимаемость по всей толщине и упругость.
Уровень техники
В качестве композиционных материалов обычно используют матрицу из смолы, армированной волокном, выполненную жесткой и несжимаемой во всех направлениях, однако в некоторых областях применения, например в автомобильных бамперах, требуемыми характеристиками являются упругость и амортизирующая способность, а также способность восстановления исходной формы после снятия ударной нагрузки. Бампер, содержащий структуру согласно настоящему изобретению в форме слоя, не содержащего внутри него смолы, для обеспечения требуемого перемещения, является усовершенствованием уровня техники.
В заявке США №2007/0202314, международной заявке WO 2007/067949 и заявке США №2007/0194490 раскрыты примеры использования непересекающихся структур в качестве основы. Замена по меньшей мере некоторых из этих слоев предлагаемым материалом, выполненным в форме слоев, не содержащих смолы, для обеспечения сжатия по всей толщине и отпружинивания, позволяет получить усовершенствованную структуру.
Настоящее изобретение также может быть использовано в качестве обувных стелек или ортопедических стелек, которые обычно формуют из твердой смолы. Использование слоя согласно настоящему изобретению усиливает амортизационный эффект. Были предприняты попытки улучшения амортизирующих характеристик подошв/пяточных частей спортивной обуви, которые обычно выполняют на основе твердых вязкоупругих материалов, путем формирования «воздушных каналов» или «карманов». Однако жесткость сформованного материала снижает амортизационный эффект. Использование предлагаемого слоя, не содержащего смолы, в сформованной структуре для обеспечения перемещения существенно усиливает амортизационный эффект кроссовок или спортивной обуви.
Таким образом, настоящее изобретение представляет собой усовершенствование уровня техники в области изготовления прокладок и позволяет получить прокладку, обеспечивающую значительную упругую работу под нагрузкой с существенным восстановлением по всей толщине.
Сущность изобретения
Настоящим изобретением предложена амортизирующая прокладка, в которой использована специальная структура, обеспечивающая чрезвычайно упругое поведение под нагрузкой с высоким восстановлением по всей толщине. В предлагаемой структуре использована упругая среда, проходящая в любом направлении и обеспечивающая сжатие всей структуры главным образом благодаря ее упругим характеристикам, а также деформацию этой структуры в зависимости от давления, что, таким образом, позволяет получить специальные свойства.
В одном из вариантов реализации настоящего изобретения предложена сверхупругая прокладка для использования в спортивной обуви, кроссовках, туфлях, ботинках и т.д. В качестве структуры может быть использован тканый или нетканый материал, содержащий функциональные нити, проходящие в продольном направлении и расположенные в поперечном направлении в форме слоев как над упругой средой, так и под ней. Упругая среда, используемая в поперечном направлении, может быть изготовлена из полиуретана, каучука, лайкры или любого другого деформируемого материала, обладающего достаточной упругостью, а также прочностью для обеспечения сжатия и восстановления, или «отпружинивания» структуры. Части всей структуры могут быть соединены при помощи связующей нити утка или другой нити, которую вплетают в эту структуру с целью обеспечения возможности дополнительной обработки материала основы. Для этой функции соединения посредством связующего также могут быть использованы другие средства, такие как адгезивы, сварка или лазерная сварка.
В одном из вариантов реализации настоящего изобретения предложена сверхупругая ковровая подкладка для использования в напольных коврах, спортивных покрытиях, напольных покрытиях и т.д. В качестве структуры может быть использован тканый или нетканый материал, содержащий функциональные нити, проходящие в продольном направлении и расположенные в направлении основы в форме слоев как над упругой средой, так и под ней. Упругая среда, используемая в направлении основы, может быть изготовлена из полиуретана, каучука, лайкры или любого другого деформируемого материала, обладающего достаточной упругостью, а также прочностью для обеспечения сжатия и восстановления, или «отпружинивания» структуры. Части всей структуры могут быть соединены при помощи связующей нити утка или другой нити, которую вплетают в эту структуру с целью обеспечения возможности дополнительной обработки материала основы. Для этой функции соединения посредством связующего также могут быть использованы другие средства, такие как адгезивы, сварка или лазерная сварка.
Одной из задач настоящего изобретения является создание структуры с улучшенными характеристиками восстановления в сравнении с пенами с эффектом памяти, гелями, упругими системами и т.д.
Еще одной задачей настоящего изобретения является формирование гладкой и однородной поверхности прокладки для улучшения поддержки обуви и ступни.
Еще одной задачей настоящего изобретения является формирование плоской непересекающейся структуры из нитей для улучшения поддерживающих свойств материала ковра/спортивного покрытия/пола.
Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение высоких характеристик восстановления/амортизации посредством эффекта «полного восстановления» упругого материала внутри структуры в противоположность прямому сжатию материалов. Эта задача решена путем создания структуры, обеспечивающей поддержку между частями упругого материала, что позволяет избегнуть чрезмерного нагружения материала с сохранением его рабочих характеристик и увеличением срока службы.
Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение значительного сопротивления повреждению от влаги или повреждениям, связанным с удержанием воды в некоторых применениях, благодаря эффекту самоочищения, возникающему вследствие сжатия с последующим восстановлением.
Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение значительного восстановления после сжатия в сопоставлении с весовым отношением, что позволяет получить значительную степень амортизации при малом весе структуры.
Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение значительной воздухопроницаемости амортизирующей структуры, благодаря которой происходит испарение и/или удаление пота и другой влаги при сжатии.
Для лучшего уяснения сущности настоящего изобретения, его рабочих преимуществ и конкретных задач, решаемых при его использовании, ниже приведено описание предпочтительных вариантов реализации изобретения, имеющих неограничительный характер.
Соответственно, раскрыта сжимаемая упругая прокладка, содержащая структуру, содержащую параллельные нити основы и параллельные нити утка, причем нити утка и/или нити основы выполнены из эластомерного материала с упругими свойствами в осевом направлении. Структура содержит первый слой параллельных нитей, проходящих в направлении основы или в направлении утка; второй слой параллельных нитей, расположенный на одной стороне первого слоя, причем нити второго слоя проходят в направлении основы или направлении утка, отличном от направления нитей первого слоя, и содержат эластомерные нити, а указанная структура дополнительно содержит третий слой параллельных нитей, расположенный на противоположной второму слою стороне первого слоя, нити которого проходят в том же направлении, что и нити первого слоя. Параллельные нити третьего слоя выровнены таким образом, что они оказываются расположены в промежутках между параллельными нитями первого слоя. Структура может дополнительно содержать связующую нить. Число нитей в третьем слое прокладки меньше числа нитей в первом слое. Нити второго слоя могут проходить перпендикулярно нитям первого и третьего слоев. Второй слой может проходить под углом менее 90°, например под углом 45°, относительно нитей первого и третьего слоев.
Структура прокладки может содержать четвертый слой параллельных нитей, проходящих в том же направлении, что и нити второго слоя, и содержащих эластомерный материал; и пятый слой параллельных нитей, проходящих в том же направлении, что и нити первого слоя, и выровненных в той же вертикальной плоскости, проходящей в направлении толщины, что и нити первого слоя.
В еще одном варианте реализации раскрыта сжимаемая упругая прокладка, содержащая структуру, содержащую нити основы и нити утка, причем любое число нитей утка и нитей основы могут быть переплетены с формированием тканой структуры, и любое число нитей может быть выполнено из эластомерного материала с упругими свойствами в осевом направлении. Прокладка может дополнительно содержать связующую нить. В одном из вариантов реализации прокладка дополнительно содержит 2-, 4-, 6- или 8-зевный рисунок.
Следует отметить, что в каждом из описанных вариантов реализации эластомерный материал может быть размещен в любой из нитей основы и утка для придания им требуемых свойств сжимаемости и упругости. Кроме того, каждый слой из любого числа слоев может содержать любое число эластомерных нитей.
Эластомерная нить, содержащая эластомерный материал, может быть выбрана из группы, содержащей моноволокно, многонитевое волокно, скрученное моноволокно, покрытую нить, вязаную нить, нить в форме оснащенных крючками петель, скрученную нить, многокомпонентную нить и плетеную нить. Эластомерная нить также может быть выбрана из группы, содержащей полиуретан, каучук и лайкру. Эластомерная нить может быть выбрана из нитей, имеющих поперечные сечения различной геометрической формы, например круглой, некруглой, квадратной, прямоугольной, эллиптической и многоугольной формы.
В раскрытых вариантах реализации структура прокладки может содержать слоистую структуру. Слоистая структура может содержать два тканых слоя и эластомерный слой, расположенный между ними. Слоистая структура может также содержать связующую нить, вплетенную между слоями.
В раскрытых вариантах реализации прокладка может также содержать структуру, в которой связующая нить и эластомерная нить проходят в одном направлении. В качестве направления эластомерной и связующей нитей может быть выбрано направление основы. Такая структура может содержать слой эластомерных нитей, расположенных внутри двухслойной конструкции. Структура прокладки может содержать эластомерные нити, содержащие более грубые нити основы, и связующие нити, содержащие менее крупные нити основы в сравнении с эластомерными нитями. Структура может также содержать эластомерные нити основы, и нити утка, расположенные сверху эластомерных нитей, причем связующие нити выполнены менее крупными, чем эластомерные нити.
В раскрытых вариантах реализации структура прокладки может содержать четыре конца, которые вплетены сверху слоя эластомерных нитей таким образом, что после каждого второго повторения рисунка следует двухслойная связующая нить; и четыре конца, которые вплетены снизу слоя эластомерных нитей таким образом, что после каждого второго повторения рисунка следует двухслойная связующая нить.
Структура прокладки может содержать один слой, содержащий эластомерную нить и функциональную нить, проходящую в том же направлении, что и эластомерная нить, и чередующуюся с ней, причем эластомерная нить выполнена крупнее функциональной нити.
В раскрытых вариантах реализации структура прокладки может представлять собой конечный продукт или компонент другой структуры. Прокладка может быть выполнена в виде продукта или части продукта, выбранного из группы, содержащей обувь; туфли; ботинки; напольные покрытия; ковры; ковровые подкладки; спортивные покрытия; автомобильные части; композиционные материалы; настилы; настилы спортивных залов; настилы для спортивных сооружений; прессовые подушки; баллистические материалы; бронежилеты; оконную противоураганную защиту; прокладочный материал; прокладочный материал для спортивного снаряжения; бейсбольные защитные нагрудники; коленные/локтевые накладки; бедерные накладки; обивку стен; стельки для обуви и ортопедические вставки; пяточные части/подошвы спортивной обуви; амортизирующий слой для постельных принадлежностей и сидений транспортных средств. Указанная структура также может содержать материал, который обеспечивает смену поверхности; материал может содержать нити с оснащенными крючками петлями.
В раскрытых вариантах реализации слои структуры могут содержать смежные слои, содержащие эластомерный материал.
Термины «содержащий» и «содержит» в настоящем описании могут означать «включающий» и «включает» или могут иметь значение, приписываемое им в патентном законодательстве США. Термины «состоящий по существу из» и «состоит по существу из» при использовании в формуле изобретения имеют значение, приписываемое им в патентном законодательстве США. Другие аспекты настоящего изобретения раскрыты в нижеследующем описании или становятся очевидными из него (и входят в объем настоящего изобретения).
Краткое описание чертежей
Чертежи, прилагаемые для лучшего уяснения сущности настоящего изобретения и являющиеся частью настоящего описания, иллюстрируют различные варианты реализации изобретения и вместе с этим описанием служат для раскрытия принципов изобретения.
На фиг.1 показана сверхупругая обувная прокладка согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.
На фиг.2 показана установка сверхупругой обувной прокладки внутрь обуви согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.
На фиг.3 показана тканая структура согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.
На фиг.4 проиллюстрировано формирование структуры согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.
На фиг.5 показан еще один этап формирования структуры согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.
На фиг.6 показан еще один этап формирования структуры согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.
На фиг.7 показана тканая структура согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.
На фиг.8 показана еще одна структура согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг.9 показан вариант реализации настоящего изобретения, в котором использована многокомпонентная завитая нить, содержащая эластомерный материал.
На фиг.10A и 10B показаны варианты реализации слоистых структур материала.
На фиг.11 показан вариант реализации настоящего изобретения, в котором использован пятислойный сжимаемый упругий материал, содержащий связующую нить основы.
На фиг.12 показан еще один вариант реализации настоящего изобретения, в котором вплетают нити основы.
На фиг.13 показан еще один вариант реализации настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
В одном из вариантов реализации настоящего изобретения предложена амортизирующая прокладка, имеющая специальную структуру, которая обеспечивает значительную упругую работу при обычной нагрузке от давления со значительным восстановлением толщины. Эта структура 10 содержит упругую среду в одном направлении тканой или нетканой структуры или материала, обеспечивающую благодаря ее упругим свойствам сжатие всей структуры 10 и деформацию материала основы под давлением с последующим восстановлением по существу начальной формы и толщины, что, таким образом, обеспечивает специальные свойства.
В одном из вариантов реализации настоящего изобретения, показанном на фиг.1, предложена прокладка 10 для обуви, например спортивной обуви, кроссовок, туфлей, ботинок и т.д. На фиг.2 проиллюстрирована установка прокладки 10 в обувь, например в туфли. На фиг.3 показан вид сверху структуры согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения, именуемой также материалом основы. На фиг.3 показаны функциональные нити 20, 30, проходящие в одном направлении, например в продольном направлении материала, и расположенные в форме слоев друг на друге в поперечном направлении как над упругой средой 40, так и под ней. В качестве функциональных нитей могут быть использованы известные специалистам нити любого типа (например, одиночные моноволокна, многонитевые волокна, текстурированные многонитевые волокна и т.д.) или комбинированные структуры (переплетенные, скрученные, связанные, сплетенные из любого числа материалов, тканей, композиционных материалов и т.д.).
Среда 40 может быть выполнена из полиуретана, каучука, лайкры или любого другого деформируемого материала, обладающего достаточной упругостью, а также прочностью для обеспечения восстановления или «отпруживания» структуры. Структура 10 может быть выполнена путем переплетения нитей в продольном и поперечном направлениях под углом 90°. Следует отметить, что нити/материал/полосы/волокна 20, 30 расположены со смещением в общей структуре 10 для обеспечения практически полного сжатия продольных частей без их нежелательного взаимодействия друг с другом для формирования плоской структуры с открытой поверхностью, обеспечивающей проницаемость. Части всей структуры 10 могут быть соединены при помощи связующих уточных нитей 50, как показано на фиг.3, или других нитей, вплетенных в структуру 10 для соединения ее частей с целью последующей обработки ткани основы. Для удержания функциональных нитей друг с другом также могут быть использованы другие средства, например, адгезивы, сварка или лазерная сварка.
В качестве продольных нитей могут быть использованы известные специалистам изначально одиночные нити (как в одиночных моноволокнах, многонитиевых волокнах, текстурированных многонитиевых волокнах и т.д.) или комбинированные структуры (переплетенные, скрученные, связанные, сплетенные из любого числа материалов, тканей, композиционных материалов и т.д.). Они могут быть выполнены проницаемыми или непроницаемыми для жидкости. Они могут выполнены на основе полиэфиров, полиуретанов, полиамидов, полиолефинов, металлов, каучука, лайкры и т.д. или их сочетаний.
Во всех описанных вариантах реализации использована эластомерная нить, выполненная упругой по всей своей длине или в осевом направлении. Нить также может быть упругой в направлении ее толщины. Нить может быть выполнена в любой подходящей для использования форме и может представлять собой, например, одиночное моноволокно, скрученное моноволокно или многонитевое волокно, покрытую нить на основе различных материалов и т.д. Она может быть выполнена скрученной, переплетенной, вязаной или сплетенной. Ее поперечное сечение может иметь круглую или некруглую форму, например квадратную или прямоугольную, как показано на чертежах. Примерами подходящих эластомерных материалов являются полиуретан, каучук или материал под торговой маркой «Лайкра». Вышесказанное относится ко всем нитям в настоящем описании.
Ткань может быть при необходимости прошита волокнами путем иглопробивания с получением гладкой поверхности и может быть покрыта пенами, покрытиями или микрочастицами. На ткань ткаже могут быть ламинированы мембрана, массив нитей или другая ткань из нитей. Структура, содержащая эти эластомерные нити, должна быть выполнена таким образом, чтобы иметь достаточную сжимаемость, а также упругость и прочность для обеспечения восстановления ее первоначальной формы, или «отпружинивания». Сжатие и восстановление структуры обеспечивают следующие преимущества:
1) Улучшенные характеристики восстановления в сравнение с пенами с эффектом памяти, гелями, упругими системами и т.д.
2) Гладкие и однородные поверхностные характеристики, например, в изделиях, имеющих плоскую непересекающуюся систему нитей (например, для обеспечения улучшенной поддержки обуви и ступни).
3) Высокие характеристи восстановления/амортизации вследствие эффекта «полного восстановления» упругого материала внутри структуры (в противоположность прямому сжатию материалов), который возникает благодаря созданию в структуре поддержки между частями упругого материала, что позволяет устранить возможность чрезмерного нагружения материала с сохранением его рабочих характеристик (например для увеличения срока службы).
4) Значительное сопротивления повреждению от влаги или повреждениям, связанным с задержкой воды, благодаря эффекту самоочищения, возникающему при сжатии с последующим восстановлением.
5) Значительное восстановление после сжатия в сопоставлении с весовым отношением, что позволяет получить значительную амортизационную способность при малом весе структуры.
6) Значительная воздухопроницаемость амортизирующей структуры, благодаря которой происходит испарение и/или удаление пота и другой влаги при сжатии.
Структура 10 может быть получена плоским тканьем, бесконечным тканьем или другими известными специалистам способами. Размещение указанных продольных слоев (или слоев, проходящих в поперечном направлении, в случае ориентации в другом направлении) может быть существенным, поскольку величина промежутков внутри структуры должна обеспечивать одинаковое сжатие нитей в направлении друг к другу и, таким образом, одинаковые свойства по всей длине и ширине структуры. Следует отметить, что структура также может быть сформирована нетканым способом путем последовательного размещения нитей перпендикулярно друг другу, как показано на фиг.4 и 5, на требуемом расстоянии друг от друга с получением готовой структуры. Эти нити могут быть зафиксированы на месте посредством адгезивов, сварки (например лазерной и/или ультразвуковой сварки) или других способов сварки и/или склеивания. Слои также могут быть уложены перпендикулярно или под наклоном друг относительно друга с формированием более толстой и более сжимаемой структуры. В одном из вариантов реализации настоящего изобретения предложена ковровая подкладка, в которой использована специальная структура 60, обеспечивающая значительную упругую работу под нагрузкой с высоким восстановлением толщины. Эта структура 60, пример которой показан на фиг.7, содержит упругую среду 140 в одном направлении тканого материала, которая обеспечивает сжатие всей структуры главным образом благодаря упругости этой среды 140 и деформацию структуры ткани основы в зависимости от давления, что, таким образом, позволяет получить специальные свойства.
На фиг.7 показан вид сверху предлагаемой структуры, также именуемой материалом основы. Нити 120, 130 проходят в одном направлении, например в продольном направлении материла, и размещены как над упругой средой 140, так и под ней в поперечном направлении. Упругая среда 140 может быть выполнена на основе полиуретана, каучука, лайкры или любого другого деформируемого материала, который обладает достаточной упругостью, а также прочностью для обеспечения восстановления или «отпружинивания». Структура 60 может быть сформирована путем размещения продольных и основных нитей под углом 90° друг относительно друга. Следует отметить, что нити/материал/полосы/волокна 20, 30 расположены со смещением в общей структуре 60 для обеспечения практически полного сжатия продольных частей без их нежелательного взаимодействия друг с другом с формированием плоской структуры с открытой поверхностью, обеспечивающей проницаемость. Части всей структуры 60 могут быть соединены при помощи связующих уточных нитей 150, как показано на фиг.7, или другой нити, вплетенной в структуру 60 для соединения ее частей с целью последующей обработки ткани основы. Для фиксации функциональных нитей друг относительно друга также могут быть использованы другие средства, например, адгезивы, сварка или лазерная сварка.
В качестве продольных нитей могут быть использованы изначально одиночные нити (как в одиночных моноволокнах, многонитиевых волокнах, текстурированных многонитиевых волокнах и т.д.) или комбинированные структуры (переплетенные, скрученные, связанные и т.д.). Они могут выполнены на основе полиэфиров, полиуретанов, полиамидов, полиолефинов, металлов, каучука, лайкры и т.д. или их сочетаний. Ткань может быть при необходимости прошита волокнами путем иглопробивания с получением гладкой поверхности и может быть покрыта пенами, покрытиями или микрочастицами. На ткань ткаже могут быть ламинированы мембрана, массив нитей или другая ткань из нитей. Структура, содержащая эти эластомерные нити, должна обеспечивать сжимаемость и способность восстановления или «отпружинивания». Восстановление структуры обеспечивает следующие преимущества:
1) Улучшенные характеристики восстановления в сравнение с пенами с эффектом памяти, гелями, упругими системами и т.д.
2) Гладкие и однородные поверхностные характеристики, например, в изделиях, имеющих плоскую непересекающуюся систему нитей (например, для обеспечения улучшенной поддержки обуви и ступни).
3) Высокие характеристи восстановления/амортизации вследствие эффекта «полного восстановления» упругого материала внутри структуры (в противоположность прямому сжатию материалов), который возникает благодаря созданию в структуре поддержки между частями упругого материала, что позволяет устранить возможность чрезмерного нагружения материала с сохранением его рабочих характеристик. Это обеспечивает, помимо прочего, больший срок службы.
4) Значительное сопротивления повреждению от влаги или повреждениям, связанным с задержкой, благодаря эффекту самоочищения сжатия.
Структура 60 может быть получена плоским тканьем, бесконечным тканьем или другими известными специалистам способами. Конфигурация продольных слоев (или слоев, проходящих в поперечном направлении, в случае ориентации в другом направлении) может быть существенной, поскольку величина промежутков внутри структуры должна обеспечивать одинаковое сжатие нитей в направлении друг к другу и, таким образом, одинаковые свойства по всей длине и ширине структуры. Следует отметить, что структура также может быть сформирована нетканым способом путем последовательного размещения нитей перпендикулярно или под наклоном друг относительно друга на требуемом расстоянии с получением готовой структуры. Эти нити могут быть зафиксированы на месте посредством адгезивов, сварки (например лазерной и/или ультразвуковой сварки) или других способов сварки и/или склеивания. Слои также могут быть уложены перпендикулярно или под наклоном друг относительно друга с формированием более толстой и более сжимаемой структуры.
Еще в одном варианте реализации каждый из слоев ткани может быть сформирован путем сочетания различных рисунков плетения или зевных рисунков. При перекрывающем плетении нить основы продевают через ремизное галево, после чего формируют рисунок плетения посредством поднятия и опускания ремизного галева для каждой нити, проходящей в направлении основы, до размещения уточной нити в зеве, сформированном при поднятии и опускании нитей основы. Нити, пересеченные до повторения рисунка плетения, называются зевом или ремизкой. В такой терминологии при миткалевом плетении, например, в ткацком станке используют два зева для изменения положения нити основы, что позволяет назвать такое плетение двухзевным рисунком плетения. Соответственно, ткань может содержать из 2-, 4-, 6-, 8-зевные рисунки и т.д.
На фиг.8 показан 2-зевный рисунок с уточной нитью толщиной 0,35 мм; на чертеже показаны нити 40, 50 с двумя различными плотностями. Для получения 2-зевной поверхности, например, для 5-слойной ткани с эластомерной нитью 18 может быть использован 16-ремизный рисунок (16/4=4, 4/2=2 зева). В качестве еще одного примера, при 2-слойном 4/8-зевном тканье можно использовать четыре крученых лайкровых нити в качестве утка.
В других вариантах реализации структуры, показанных на фиг.9, использована многокомпонентная витая нить, содержащая эластомерный материал 40, для многослойной ткани, имеющей 2-слойную конфигурацию. На фиг.10A и 10B показаны варианты реализации слоистых структур ткани. На фиг.10A показана структура основы с нитью 40 и нитями 20, 30, ламинированными между двумя слоями ткани.
На фиг.10B показана тканая непересекающаяся основа. Основа содержит нить 40 и нити 20, 30, а также нить 50. Также возможны другие варианты реализации, в которых в качестве эластомерной нити используют вязаную нить или нить с оснащенными крючками петлями.
В варианте реализации, в котором используют нить с оснащенными крючками петлями, материал может быть выполнен с возможностью простого присоединения и замены его поверхностей, изнашиваемых вследствие нагрузки на прокладки и структуры. Еще в одном примере материал может иметь сменные поверхности, что обеспечивает возможность использования одного и того же материала в различных применениях, например в качестве спортивных настилов, в которых требуются различные поверхности для различных видов спорта.
Согласно еще одному варианту реализации, показанному на фиг.11, сжимаемый упругий пятислойный материал содержит связующую нить 50. Массив 116, содержащий нить 40, проходящую в направлении основы, расположен между первым массивом 112 и третьим массивом 122. Нити четвертого слоя 126, содержащего нити 40, расположены таким образом, что они оказываются в чередующихся промежутках в вертикальной плоскости относительно параллельных эластомерных нитей второго слоя 16. Нити 20 пятого слоя 128 расположены в той же вертикальной плоскости, что и нити 20 первого слоя 112. Как показано на чертежах, каждая нить 50 поочередно переплетена снизу и сверху трех параллельных нитей в первом и пятом слоях и размещена на некотором расстоянии в уточном направлении таким образом, чтобы формировать длинные перекрытия посредством каждой из нитей 20 первого слоя 112 и пятого слоя 128. Как показано на чертежах, эластомерные нити расположены внутри двухслойной конфигурации рисунка плетения, в которой может быть использовано 16 ремизок для случая бесконечного тканья или 8 ремизок для случая плоского ткания. В ткани согласно этому варианту реализации можно использовать одиночные нити основы из моноволокна, четыре скрученные нити или нити других типов. Также можно использовать две различные нити основы, более грубую основу, содержащую нить 40, и более короткую и менее крупную основу для нити 50. Структура ткани, показанная на фиг.11, использована с двумя отдельными навоями. Однако в отсутствии необходимости получения двух основ, матариал/структура также может содержать некрупную связующую нить с эластомерными нитями основы и поперечные нити, вытканные сверху эластомерных нитей основы.
На фиг.12 показан еще один вариант реализации, согласно которому плетут нити основы. Как показано на фиг.12, четыре конца нитей 20 первого слоя 112 вплетены сверху слоев 116, 122, 126 нитей 40 таким образом, что после каждого второго повторения рисунка следует двухслойная связующая нить, и четыре конца нитей 20 вплетены снизу слоев 116, 122, 126, таким образом, что после каждого второго повторения рисунка следует двухслойная связующая нить. Каждый слой не должен обязательно содержать эластомерные нити. Нити могут присутствовать или могут не присутствовать в зависимости от требуемой степени сжимаемости.
На фиг.13 показан еще один вариант реализации. Фиг.13A, 13C и 13D иллюстрируют несжатое положение, а фиг.13B и 13E иллюстрируют сжатое положение. На чертежах один слой содержит эластомерные нити 40, показанные в форме эластомерных уточных нитей 40, и функциональные нити 60, проходящие в том же направлении и чередующиеся с нитями 40. Нить 40 выполнена толще нити 60. Как показано на чертежах, нити 40 и 60 могут проходить в направлении утка; слой материала также может быть выполнен с возможностью включения более крупных нитей 40 в направлении основы, как, например, в многоосной ткани. Как показано на чертеже, помимо прочего, в сравнении с фиг.14D и 14E, материал выполнен сжимаемым и упругим даже при однослойной конфигурации. Кроме того, путем изменения натяжений утка и основы могут быть получены более ровные нити основы, пересекающие эластомерные нити.
На основании вышеприведенного описания для специалистов станут очевидны различные модификации настоящего изобретения, не выходящие за пределы его объема, определенного прилагаемой формулой.
1. Сжимаемая упругая прокладка, включающая структуру, содержащую: параллельные нити основы и параллельные нити утка, причем любая совокупность из нитей основы или нитей утка или обе совокупности нитей основы и нитей утка выполнены из эластомерного материала с упругими свойствами в осевом направлении, причем первый слой параллельных нитей, проходящих в направлении основы или в направлении утка, второй слой параллельных нитей, расположенный на одной стороне первого слоя, причем нити второго слоя проходят в направлении основы или направлении утка, отличном от направления нитей первого слоя, и содержат эластомерные нити, а указанная структура дополнительно содержит третий слой параллельных нитей, который расположен на противоположной второму слою стороне первого слоя и нити которого проходят в том же направлении, что и нити первого слоя, причем параллельные нити третьего слоя выровнены таким образом, что они оказываются расположены в промежутках между параллельными нитями первого слоя в одной и той же плоскости, проходящей в направлении толщины, причем указанные эластомерные нити обладают упругими свойствами в направлении длины или в осевом направлении, растягиваются и сжимаются таким образом, что ткань сжимается при прикладывании нормальной нагрузки и отпружинивает обратно после снятия такой нагрузки.
2. Прокладка по п.1, в которой структура содержит связующую нить.
3. Прокладка по п.1, в которой число нитей в третьем слое меньше числа нитей в первом слое.
4. Прокладка по п.1, в которой нити второго слоя проходят перпендикулярно нитям первого и третьего слоев.
5. Прокладка по п.2, в которой нити второго слоя проходят под углом менее 90° относительно нитей первого и третьего слоев.
6. Прокладка по п.5, в которой нити проходят под углом 45°.
7. Прокладка по п.1, в которой структура содержит: четвертый слой параллельных нитей, проходящих в том же направлении, что и нити второго слоя, и содержащих эластомерный материал, и пятый слой параллельных нитей, проходящих в том же направлении, что и нити первого слоя, и выровненных в той же вертикальной плоскости, проходящей в направлении толщины, что и нити первого слоя.
8. Прокладка по п.1, в которой эластомерная нить содержит эластомерный материал, выбранный из группы, содержащей моноволокно, многонитевое волокно, скрученное моноволокно, покрытую нить, вязаную нить, нить с оснащенными крючками петлями, скрученную нить, многокомпонентную нить и плетеную нить.
9. Прокладка по п.1, в которой эластомерная нить выбрана из группы, содержащей полиуретан, каучук и полиуретан-полимочевинный сополимер.
10. Прокладка по п.1, в которой эластомерная нить выбрана из нитей, поперечные сечения которых имеют различные геометрические формы.
11. Прокладка по п.10, в которой эластомерная нить выбрана из группы, содержащей круглые, некруглые, квадратные, прямоугольные, эллиптические и многоугольные нити.
12. Прокладка по п.1, в которой структура содержит слоистую структуру.
13. Прокладка по п.12, в которой структура содержит два тканых слоя с эластомерным слоем, расположенным между ними.
14. Прокладка по п.12, в которой структура содержит связующую нить, вплетенную между слоями.
15. Прокладка по п.2, в которой связующая нить и эластомерная нить проходят в одном направлении.
16. Прокладка по п.2, в которой в качестве направления эластомерной и связующей нитей выбрано направление основы.
17. Прокладка по п.16, в которой слой эластомерных нитей расположен внутри двухслойной конструкции.
18. Прокладка по п.16, в которой структура содержит: эластомерные нити, в которых нити основы выполнены более грубыми, чем связующая нить.
19. Прокладка по п.16, в которой структура содержит: эластомерные нити основы, и уточные нити, расположенные сверху эластомерных нитей, причем связующие нити меньше эластомерных нитей.
20. Прокладка по п.1, в которой структура содержит: четыре конца, вплетенные сверху слоя эластомерных нитей с следующей за ними двухслойной связующей нитью, и четыре конца, вплетенные снизу слоя эластомерных нитей таким образом, что после каждого второго повторения рисунка следует двухслойная связующая нить.
21. Прокладка по п.1, в которой структура содержит: один слой, содержащий эластомерную нить и функциональную нить, проходящую в том же направлении, что и эластомерная нить, и чередующуюся с эластомерной нитью, причем эластомерная нить крупнее функциональной нити.
22. Прокладка по п.1, в которой структура представляет собой готовый продукт или компонент другой структуры.
23. Прокладка по п.1, выполненная в виде готового продукта или его части, который выбран из группы продуктов, содержащей обувь, туфли, ботинки, напольные покрытия, ковры, ковровые подкладки, спортивные покрытия, автомобильные части, композиционные материалы, настилы, настилы спортивных залов, настилы для спортивных сооружений, прессовые подушки, баллистические материалы, бронежилеты, оконную противоураганную защиту, прокладочный материал, прокладочный материал для спортивного снаряжения, бейсбольные защитные нагрудники, коленные/локтевые накладки, бедерные накладки, обивку стен, стельки для обуви и ортопедические вставки, пяточные части/подошвы спортивной обуви, амортизирующий слой для постельных принадлежностей и сидений транспортных средств.
24. Прокладка по п.1 или 23, в которой структура содержит материал, обеспечивающий замену поверхности.
25. Прокладка по п.23, в которой в качестве указанного материала используют нить с оснащенными крючками петлями.
26. Прокладка по п.1 или 7, в которой слои структуры содержат смежные слои, содержащие упругий материал.
27. Сжимаемая упругая прокладка, включающая структуру, содержащую: нити основы и нити утка, причем для формирования тканой структуры переплетено любое число нитей утка и нитей основы, и, кроме того, любое число нитей содержит эластомерный материал с упругими свойствами в осевом направлении, причем структура содержит первый слой параллельных нитей, проходящих в направлении основы или в направлении утка, второй слой параллельных нитей, расположенный на одной стороне первого слоя, причем нити второго слоя проходят в направлении основы или направлении утка, отличном от направления нитей первого слоя, и содержат эластомерные нити, а указанная структура дополнительно содержит третий слой параллельных нитей, который расположен на противоположной второму слою стороне первого слоя и нити которого проходят в том же направлении, что и нити первого слоя, причем параллельные нити третьего слоя выровнены таким образом, что они оказываются расположены в промежутках между параллельными нитями первого слоя.
28. Прокладка по п.27, в которой структура дополнительно содержит связующую нить.
29. Прокладка по п.27, в которой эластомерная нить, содержащая эластомерный материал, выбрана из группы, содержащей моноволокно, многонитевое волокно, скрученное моноволокно, покрытую нить, вязаную нить, скрученную нить, многокомпонентную нить и плетеную нить.
30. Прокладка по п.27, в которой эластомерная нить выбрана из группы, содержащей полиуретан, каучук и лайкру.
31. Прокладка по п.27, в которой эластомерная нить выбрана из нитей, имеющих поперечные сечения различной геометрической формы.
32. Прокладка по п.31, в которой эластомерная нить выбрана из группы, содержащей круглые, некруглые, квадратные, прямоугольные, эллиптические и многоугольные нити.
33. Прокладка по п.27, в которой структура содержит 2-, 4-, 6- или 8-зевный рисунок.
34. Прокладка по п.27, в которой структура содержит слоистую структуру.
35. Прокладка по п.34, в которой структура содержит два тканых слоя с эластомерным слоем, расположенным между ними.
36. Прокладка по п.34, в которой структура содержит связующую нить, вплетенную между слоями слоистой структуры.
37. Прокладка по п.27, в которой связующая нить и эластомерная нить проходят в одном направлении.
38. Прокладка по п.37, в которой в качестве направления эластомерной и связующей нитей выбрано направление основы.
39. Прокладка по п.37, в которой слой эластомерных нитей расположен внутри двухслойной конструкции.
40. Прокладка по п.38, в которой структура содержит эластомерные нити, выполненные из более грубой основы, и связующую нить, выполненную из менее крупной основы, чем основа эластомерной нити.
41. Прокладка по п.27, в которой структура содержит эластомерные нити основы и уточные нити, расположенные сверху эластомерных нитей, причем связующие нити выполнены меньше эластомерных нитей.
42. Прокладка по п.27, в которой структура содержит: четыре конца, вплетенные сверху слоя эластомерных нитей таким образом, что после каждого второго повторения рисунка следует двухслойная связующая нить, и четыре конца, вплетенные снизу слоя эластомерных нитей таким образом, что после каждого второго повторения рисунка следует двухслойная связующая нить.
43. Прокладка по п.27, в которой структура содержит: один слой, содержащий эластомерную нить, и функциональную нить, проходящую в том же направлении, что и эластомерная нить, и чередующуюся с эластомерной нитью, причем эластомерная нить выполнена крупнее функциональной нити.
44. Прокладка по п.27, выполненная в виде готового продукта или его части, который выбран из группы продуктов, содержащей обувь, туфли, ботинки, напольные покрытия, ковры, ковровые подкладки, спортивные покрытия, автомобильные части, композиционные материалы, настилы, настилы спортивных залов, настилы для спортивных сооружений, прессовые подушки, баллистические материалы, бронежилеты, оконную противоураганную защиту, прокладочный материал, прокладочный материал для спортивного снаряжения, бейсбольные защитные нагрудники, коленные/локтевые накладки, бедерные накладки, обивку стен, стельки для обуви и ортопедические вставки, пяточные части/подошвы спортивной обуви, амортизирующий слой для постельных принадлежностей и сидений транспортных средств.
45. Прокладка по п.1 или 27, в которой структура содержит материал, обеспечивающий замену поверхности.
46. Прокладка по п.24, в котором в качестве указанного материала используют нить с оснащенными крючками петлями.
47. Прокладка по п.1 или 7, в которой слои структуры содержат смежные слои, содержащие эластомерный материал.
