Технические ткани, содержащие витки в форме символа бесконечности
Техническая ткань/лента, содержащая спиральные витки, выполненные в виде символа бесконечности или лемнискаты, т.е. элементы в форму символа бесконечности, которые соединены друг с другом штифтом. Элемент ткани сформирован в виде непрерывной петли для создания технической ткани с использованием множества элементов витка в форме символа бесконечности. 7 н. и 30 з.п. ф-лы, 13 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к техническим тканям. Более конкретно, настоящее изобретение относится к техническим тканям/лентам, собранным из спиральных элементов или элементов витка в форме символа бесконечности и сформированным в непрерывную или бесконечную петлю.
Включение посредством ссылки
Все патенты, заявки на патент, документы и/или ссылки, упомянутые в настоящем описании, включены в него посредством ссылки и могут использоваться при реализации настоящего изобретения.
Уровень техники
Технические ткани представляют бесконечные структуры в форме непрерывной петли и используются, как правило, в качестве конвейерных лент. В контексте настоящего изобретения термин «технические ткани» относится к тканям, сконфигурированным для современных бумагоделательных машин, и техническим тканям, которые могут быть использованы в производстве нетканых материалов. Современные бумагоделательные машины используют бесконечные ткани/ленты, сконфигурированные для использования в формующей, прессовой и сушильной секциях, а также производственные ленты, такие как ленты башмачного пресса или транспортера, которые также могут быть использованы в секциях современных процессов бумажного производства, например, в прессовой секции. В частности, технические ткани относятся к тканям/лентам, используемым за пределами процесса бумажного производства, включая использование на подготовительном оборудовании для бумажных фабрик (т.е. пульпа) или в производстве нетканых материалов, или тканям, используемым в отраслях промышленности по производству ящиков из гофрированного картона, средствах производства продуктов питания, кожевенных заводах и в строительных изделиях и текстильных отраслях промышленности. (См., например, Albany International 2010 Annual Report and 10-K, Albany International, 216 Airport Drive, Rochester, NH 03867, датированный 27 мая 2010 года).
При создании технических тканей основная структура или ее компонент может принимать различные формы. Например, ткань может быть соткана бесконечной или плоской, и впоследствии переведена в бесконечную форму со швом. Технические ткани, в виде бесконечных петель, имеют конкретную длину, измеренную вокруг их периферии, и конкретную ширину, измеренную в поперечном направлении этих тканей. В большинстве применений технические ткани должны сохранять постоянную толщину для предотвращения, например, быстрого износа в областях, в которых локальная толщина больше, чем в непосредственно окружающей области, или создания нежелательного следа на изготовленном товаре, который переносится с товаром, или входит в контакт с указанным следом.
Технические ткани, используемые в современных бумагоделательных машинах и в производстве нетканых материалов, например, могут иметь ширину приблизительно от 152,4 см до более чем 1005,84 см (от 5 футов до более чем 33 футов), длину приблизительно от 1219,2 см до более чем 12192 см (от 40 футов до более чем 400 футов) и могут весить приблизительно от 45,36 кг до более чем 1360,8 кг (от 100 фунтов до более чем 3000 фунтов).
Вследствие размера и веса технических тканей, а также конфигурации производственных станков, на которых они используются, в большинстве применений зачастую удобно устанавливать на соответствующий станок технические ткани в виде плоского изделия, имеющего кромки, ориентированные в длину и в ширину, и соединять кромки, ориентированные в ширину, например, швом для создания непрерывной ленты. Технические ткани, устанавливаемые плоскими и формируемые в структуру в виде непрерывной петли на производственном станке, известны как сшиваемые на станке ткани.
Однако у швов при работе и использовании сшиваемых на станке тканей были выявлены недостатки, состоящие в том, что швы могут иметь толщину, которая отличается от толщины кромок технической ткани, соединяемых швом. Изменения толщины между швом и кромками ткани могут привести к образованию следов на продукте, находящемся на ткани. Кроме того, может произойти разрыв шва, если область шва имеет большую толщину, чем кромки ткани, поскольку шов подвергается воздействию от компонентов станка и возникающему истиранию или трению.
Для облегчения сшивания многие ткани, предназначенные для промышленного использования, имеют сшиваемые петли, сформированные на двух противоположных кромках ткани, которые должны быть соединены. Например, сами сшиваемые петли могут быть сформированы из нитей основы плоской текстильной ткани. Сшиваемые петли могут быть сформированы путем удаления нитей утка на концах ткани для высвобождения конечных частей нитей основы. Петли формируют путем повторного введения (повторного переплетения) свободных конечных частей нитей основы в ткань.
Шов формируют путем соединения двух концов ткани, путем переплетения и чередования сшиваемых петель на двух концах ткани с выравниванием отверстий в петлях для создания одного прохода и путем направления стержня или штифта через проход для фиксации двух концов ткани вместе.
В качестве альтернативного варианта реализации в одном из самых ранних использований спиральных связующих витков сшиваемая спираль может быть прикреплена к сшиваемым петлям на каждом из двух концов технической ткани. Пример этого способа представлен в патенте США №4,896,702 Crook, согласно которому создана многослойная техническая ткань. Как показано, трубчатую ткань основы формируют плоской для создания кромок в продольных краях ткани, и в областях кромок удаляются нити, ориентированные в направлении («CD»), поперечном машинному. Спиральный виток прикрепляют к сшиваемым петлям технической ткани. В качестве альтернативы сшиваемые спирали могут быть соединены с сшиваемыми петлями по меньшей мере одной соединяющей нитью. Затем витки спиралей на двух концах технической ткани снова могут быть переплетены и соединены друг с другом на станке посредством штифта для создания шва, обычно называемого спиральным швом.
Независимо от того, каким образом создан шов, конструкция шва отличается от конструкции остальной части ткани. Однородность в характеристиках, таких как воздухо- или водопроницаемость, толщина и плотность, среди других, желательна в промышленных лентах. В известных сшиваемых на станке тканях конструкция области шва отличается от конструкции остальной части ткани. Поскольку обычно предпочтительны и могут требоваться постоянные физические характеристики по всей длине и ширине технической ткани, шов является ответственной частью сшиваемой ткани. Если сам шов не является структурно и функционально почти идентичным остальной части технической ткани, то может возникнуть необходимость изменения области шва для получения характеристик, достаточно сходных с характеристиками главной части технической ткани, с целью применения по назначению.
Одна известная ткань, которая имеет полотно, подобное шву, представляет собой ленту из спиральных звеньев, раскрытую, например, в патенте США №4,839,213 Gauthier. В указанном патенте `213 раскрыта конвейерная лента, сделанная из спиралей, собранных вместе посредством вставки стержней в каналы, созданные переплетением смежных спиралей. Лента содержит плоские элементы или элементы другой формы (известные как «наполнитель»), которые вставляют внутрь спиралей таким образом, чтобы полностью или частично заполнить зазоры внутри спиралей. Однако есть определенные недостатки использования такой ленты. Например, лента имеет относительно жесткое полотно вследствие использования наполнителей внутри спиралей для достижения необходимой низкой воздухопроницаемости. Кроме того, недостатками также являются дополнительные затраты, отдельный этап процесса вставки наполнителей и дополнительная масса. Свитые спиральные витки, при формировании их по всей ширине, могут иногда разрушаться в одном положении и «растягиваться» поперек направления, поперечного машинному, при работе ленты на станке, что может привести к разрыву ленты и значительному повреждению компонентов бумагоделательной машины.
Другой пример технической ткани раскрыт в патенте США №6,918,998 Hansen, который относится к ткани, произведенной из предварительно созданных колец. Кольца в патенте `998 соединены нитями, ориентированными в машинном направлении, или нитями, ориентированными в направлении, поперечном машинному направлению, штифтами или проволокой для создания плоской ткани, концы которой соединены друг с другом с формированием непрерывного контура. Кольца, раскрытые в этом патенте, предпочтительно изготовлены из твердых материалов, которые делают их относительно жесткими и несжимаемыми.
Таким образом, существует потребность в технических тканях, например, сшиваемых на станке тканях, которые могут быть легко изготовлены и имеют постоянные характеристики по всей длине и ширине ткани.
Раскрытие изобретения
Соответственно, в одном варианте реализации настоящего изобретения представлена сшиваемая на станке ткань/лента, изготовленная из множества спиральных элементов, соединенных вместе для создания однородных характеристик по всей длине и ширине ленты.
В одном варианте реализации настоящего изобретения представлены спиральные элементы, которые могут быть соединены друг с другом для создания технической ткани/ленты. Кроме того, в указанном варианте реализации представлена бесконечная структура, созданная из множества спиральных элементов согласно настоящему изобретению, и способ создания бесконечной технической ткани/ленты с использованием раскрытых в настоящем описании спиральных элементов, которые выполнены с возможностью сшивания на станке.
Согласно аспектам настоящего изобретения спиральные элементы, предназначенные для использования при создании технической ткани/ленты, выполнены в виде «витка в форме символа бесконечности», названного так потому, что осевой вид витка напоминает символ бесконечности, в обычном смысле - кривую в форме цифры восемь, или математически - лемнискату. По сути каждый элемент имеет две петли, и первая петля одного элемента переплетена со второй петлей смежного элемента для обеспечения возможности прохождения штифта или стержня через проход, сформированный переплетенными петлями. Множество таких спиральных элементов переплетены и соединяются до получения требуемой длины ткани.
В контексте настоящего описания витком в форме символа бесконечности является виток материала, который может быть, например, моноволокном, сплетенной комплексной нитью, с покрытием или без покрытия, или покрытой или непокрытой металлической проволокой, содержащий две петли, сформированные материалом, проходящим поочередно сверху и снизу пары параллельных линейных расположенных в одной плоскости опорных элементов и пересекающимся в пространстве между опорными элементами. Опорные элементы могут быть, например, двойной оправкой или устройством формирования спирального звена. Петли могут быть по существу одинакового размера и формы, хотя для конкретных применений предусмотрены отличающиеся размеры и формы. При создании витка в форме символа бесконечности используют двойную оправку, содержащую два смежных опорных элемента, в целом расположенных параллельно друг другу и в одной плоскости и разнесенных друг от друга с межосевым расстоянием, пропорциональным необходимому расстоянию между центрами петель витка бесконечности. Материал, например моноволокно из полиэстера, проходит вокруг первой оправки, проходит через пространство между этими двумя оправками, движется вниз и затем вокруг и поверх второй оправки, назад через пространство между оправками и под первой оправкой. Таким образом, в полном витке материал, используемый для создания витка в форме символа бесконечности, следует по стандартной криволинейной форме лемнискаты, или цифры восемь, или символа бесконечности. Последующие спиральные витки в форме символа бесконечности создают аналогичным образом, смещая в осевом направлении от предыдущего винтового витка бесконечности. Спиральные витки могут добавляться до тех пор, пока не будет создано необходимое количество витков или пока не будет получена необходимая осевая длина, которая может быть пропорциональна количеству витков.
Для создания витка в форме символа бесконечности могут быть использованы другие способы, как будет очевидно из представленного ниже описания. В одном варианте реализации настоящего изобретения представлена техническая ткань, содержащая множество витков в форме символа бесконечности, имеющих длину, в направлении CD, поперечном машинному, эквивалентную ширине ткани, при этом витки расположены таким образом, что одна из первых и вторых петель первого витка в форме символа бесконечности переплетена встречно-гребенчатым образом с одной из первых и вторых петель смежного витка в форме символа бесконечности для образования одного прохода, через который проходит штифт, и один или более витков в форме символа бесконечности, добавляемых к первому витку в форме символа бесконечности или смежному витку в форме символа бесконечности, пока не будет достигнута требуемая длина в машинном направлении MD ткани.
В другом варианте реализации настоящего изобретения представлена техническая ткань/лента, содержащая множество элементов витка в форме символа бесконечности, каждый из которых имеет первую петлю и вторую петлю, причем вторая петля первого элемента витка в форме символа бесконечности, имеющая открытую внутреннюю часть, и первая петля второго элемента витка в форме символа бесконечности, имеющая открытую внутреннюю часть, переплетены встречно-гребенчато таким образом, что открытые внутренние части второй петли первого элемента витка в форме символа бесконечности по меньшей мере частично выровнены с первой петлей второго элемента витка в форме символа бесконечности с формированием через них прохода, штифт, расположенный в проходе, созданном выровненными петлями, для соединения первого элемента витка в форме символа бесконечности со вторым элементом витка в форме символа бесконечности.
Еще в одном варианте реализации настоящего изобретения представлена техническая ткань, содержащая множество материалов витка, созданных в виде трех или более замкнутых кривых, формирующих три или более смежных петли витка, которые включают соответствующие открытые внутренние части, и области пересечения между смежными петлями витка, в которых материал витка, образующий петлю витка, пересечена с материалом, формирующим смежную петлю витка.
Еще в одном варианте реализации настоящего изобретения представлен виток, содержащий по меньшей мере один элемент витка в форме символа бесконечности, содержащий множество петель, каждая из которых имеет ось, параллельную оси каждой из других петель из указанного множества петель и лежащую на одной прямой с этой осью, причем при направлении взгляда параллельно оси одной петли из указанного множества петель, каждая петля из указанного множества петель образует замкнутую кривую с соответствующей открытой внутренней частью.
Еще в одном варианте реализации настоящего изобретения представлен виток, содержащий ось витка, осевую длину, параллельную оси витка, ширину, перпендикулярную осевой длине, непрерывную прядь материала, сформированную по спирали в непрерывное множество элементов витка в форме символа бесконечности, каждый из которых содержит по меньшей мере первую петлю и вторую петлю, при этом каждая из петель имеет ось, параллельную оси витка и расположенную на одной прямой с этой осью витка, причем оси по меньшей мере первых петель расположены на одной прямой друг с другом, и оси вторых петель расположены на одной прямой друг с другом таким образом, что при направлении взгляда параллельно оси витка каждая из множества петель представляется как образующая замкнутую кривую с открытой внутренней частью.
Еще в одном варианте реализации настоящего изобретения представлен элемент витка, содержащий материал витка, созданный в виде лемнискаты, имеющей две замкнутые кривые, формирующие первые петли витка и вторые петли витка, которые охватывают соответствующие первые и вторые открытые внутренние части, и область пересечения между замкнутыми кривыми, в которой материал витка, формирующий первую петлю витка пересекает материал, формирующий вторую петлю витка.
Еще в одном варианте реализации настоящего изобретения представлен элемент витка, содержащий материал витка, сформированный в виде трех или более замкнутых кривых, формирующих три или более смежные петли витка, которые вмещают соответствующие открытые внутренние части, и области пересечения между смежными петлями витка, в которых материал витка, формирующий петлю витка, пересечена с материалом, создающим смежную петлю витка.
Следует отметить, что в настоящем описании и, в частности, в пунктах формулы изобретения термины, такие как «содержит», «содержащийся», «содержащий» и т.п., могут иметь значение, присвоенное им в Патентном законе США; например, они могут означать «включает в себя», «включенный», «включающий в себя» и т.п.
Для лучшего понимания настоящего изобретения, его преимуществ и конкретных целей, полученных в результате его использования, сделана ссылка на сопроводительный описательный материал, в котором изображены предпочтительные, но не ограничивающие, варианты реализации
Краткое описание чертежей
Приведенное ниже подробное описание, представленное в качестве примера, а не ограничения настоящего изобретения раскрытыми деталями, изложено в сочетании с сопроводительными чертежами, на которых одинаковые ссылочные номера обозначают одинаковые или подобные элементы и части, и на которых:
На ФИГ. 1 изображен аксиальный вид известного спирального витка звена;
На ФИГ. 1А показан вид в перспективе известного спирального витка звена, изображенного на ФИГ. 1;
На ФИГ. 2 изображен аксиальный вид спирального витка звена, показанного на ФИГ. 1, сформированного на одиночной оправке;
На ФИГ. 3 показан аксиальный вид известных витков, соединенных стержнем;
На ФИГ. 4 изображен аксиальный вид витка в форме символа бесконечности согласно одному варианту реализации настоящего изобретения;
На ФИГ. 4А показан вид в перспективе витка в форме символа бесконечности с ФИГ. 4;
На ФИГ. 4В изображен вид в перспективе отдельной петли в форме символа бесконечности согласно одному варианту реализации настоящего изобретения;
На ФИГ. 4С показан вид в перспективе отдельной петли в форме символа бесконечности согласно другому варианту реализации настоящего изобретения;
На ФИГ. 5 изображен аксиальный вид витка в форме символа бесконечности с ФИГ. 4, сформированного на двойной оправке;
На ФИГ. 6 изображен аксиальный вид двух витков в форме символа бесконечности, соединенных стержнем согласно одному варианту реализации настоящего изобретения;
На ФИГ. 7 представлен аксиальный вид витков в форме символа бесконечности с ФИГ. 6 под действием увеличенной растягивающей силы, поперечной оси ткани/ленты;
На ФИГ. 8 показан вид сверху технической ткани/ленты со вставленными штифтами согласно одному варианту реализации настоящего изобретения; и
На ФИГ. 9 изображен аксиальный вид ткани/ленты из соединенных витков, показанной на ФИГ. 8, согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.
Подробное описание
Варианты реализации настоящего изобретения описаны ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых изображены варианты реализации раскрытого витка в форме символа бесконечности и типовых применений такого витка. Однако следует понимать, что применение раскрытого витка в форме символа бесконечности не ограничено этими изображенными вариантами реализации. Кроме того, настоящее изобретение не ограничено изображенными вариантами реализации и их деталями, которые представлены для иллюстрации, а не ограничения.
Настоящее изобретение относится к техническим тканям/лентам и охватывает технические ткани и ткани, используемые в бумажном производстве. Настоящее изобретение также относится к способу создания таких технических тканей/лент.
Согласно одному типовому варианту реализации ткань/лента может быть тканью, состоящей из множества витков, созданных согласно настоящему изобретению, или спиральных элементов, скрепленных вместе штифтами для создания ткани.
Витки или спиральные элементы могут быть созданы из моноволокна или сплетенной комплексной нити, с покрытием или без покрытия, изготовленной из полимера или полимеров, таких как полиэстер, металлической проволоки с покрытием или без покрытия или из других материалов, известных в уровне техники. Витки могут быть сформированы как непрерывная часть, имеющая подходящую длину в направлении ширины создаваемой ткани/ленты, измеренной в том же направлении, как и ширина ткани/ленты, ориентированная в поперечном машинному направлении (CD). В некоторых случаях виток, созданный в виде непрерывной части, может иметь такую же длину как, или почти такую же как, ширина создаваемой ткани/ленты. Пригодными могут быть и другие длины витка, например длины, которые меньше ширины ткани/ленты или больше ширины ткани/ленты и подрезаны до подходящей длины. В других вариантах реализации витки могут быть отдельными частями, сформированными в отдельные петли, определенное количество которых располагают по всей ширине ткани/ленты.
Для простоты иллюстрации витки в этом применении изображены как имеющие две закрытые внутренние части или узла, при направлении взгляда вдоль оси витка. Это соответствует обычному символу бесконечности или математической лемнискате. Однако предусмотрены витки, состоящие из большего количества, чем две закрытые внутренние части или два узла, и также упоминаются как витки в форме символа бесконечности, потому что они содержат повороты витка, формирующие по меньшей мере один символ бесконечности или лемнискаты. Такие витки адаптированы к подобным технологиям производства с использованием формующего устройства, содержащего определенное количество опорных элементов, соответствующее количеству необходимых узлов. Витки в форме символа бесконечности с более чем двумя узлами имеют промышленные применения, например применения, подобные применениям, раскрытым применительно к виткам с двумя узлами.
Петля 1 для известного из уровня техники спирального шва из спиральных витков, как показано в осевой проекции на ФИГ. 1 и на виде в перспективе на ФИГ. 1А, имеет искривленную форму, приближающуюся к круглой или овальной форме. Как показано на чертежах, последовательные витки, простирающиеся по направлению в бумагу, имеют сходную форму и приблизительно соосны. Как правило, такие витки сформированы путем размещения последовательных соосных витков материала, например моноволокна из полиэстера, на одной оправке 3, как показано на ФИГ. 2. Открытая внутренняя часть 2 имеет подобную форму и пропорциональна по размеру оправке 3, на которой указанная внутренняя часть 2 формуется. Несмотря на то что оправка показана овальной формы, тем не менее для оправки могут быть использованы другие формы.
Используемые материалы могут представлять собой моноволокно, созданное из одного или более полимеров, таких как полиэстер. В поперечном сечении спиральные витки могут быть круглыми, прямоугольными, овальными, могут быть сплюснуты или иметь другие некруглые формы.
Когда, например, два витка 1а и 1b соединены с противоположными кромками ткани (не показаны) и скомпонованы для формирования шва из спиральных витков, изображенного в целом ссылочным номером 5 на ФИГ. 3, по меньшей мере некоторые из открытых внутренних частей 2 двух петель 1 спирального витка, располагаются на одной прямой для формирования прохода 4, принимающего штифт или стержень 6, тем самым формируя шов, соединяющий эти две кромки ткани. Две известные петли 1 спирального витка в целом свободно поворачиваются или вращаются вокруг оси штифта, который по существу соответствует оси шва 5.
Вся ткань из спиральных звеньев может быть создана из этих витков предшествующего уровня техники путем переплетения смежных витков встречно-гребенчатым образом и вставки стержней, пока не будет получена необходимая длина ткани, что раскрыто в патенте США №4,839,213, все содержание которого включено в настоящее описание посредством ссылки.
Когда шов 5 по ФИГ. 3 (или ткань, изготовленная полностью из этих витков уровня техники и стержней) работает на растяжение в направлении перпендикулярно оси шва/ткани, которая соответствует оси штифта 6, то есть растягивающая сила действует в направлении длины технической ткани, обычные петли 1а и 1b спирального витка склонны к небольшому растяжению в направлении действия растягивающей силы и сжатию на небольшое расстояние в направлении, перпендикулярном силе растяжения. Т.е. в случае овальных витков большой диаметр витков увеличивается, а малый диаметр уменьшается.
Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения спиральный элемент создан в форме витка 8 в форме символа бесконечности, показанного на ФИГ. 4 и 4А, сформированного в виде кривой, имеющей форму восьмерки, или лемнискаты, напоминающей символ, обычно используемый для представления бесконечности, ∞. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения непрерывный спиральный виток в форме символа бесконечности, как изображено на ФИГ. 4 и 4А, является витком в форме символа бесконечности, созданным из непрерывной пряди материала. При направлении взгляда параллельно оси Х-Х витка, непрерывный спиральный виток в форме символа бесконечности будет представляться имеющим две замкнутые кривые, формирующие первую и вторую петли 10а и 10b витка в форме символа бесконечности, соответственно, с первой и второй открытыми внутренними частями 2а и 2b, соответственно. Витки согласно вариантам реализации настоящего изобретения могут также иметь более чем две открытые внутренние части, но при этом также упоминаются как витки в форме символа бесконечности по всему тексту настоящего описания. Например, они могут иметь три или более замкнутые кривые, образующие три или более смежных петель витка, окружающих соответствующие открытые внутренние части, и области пересечения между смежными петлями витка, в которых материал витка, формирующий петлю витка, пересечена с материалом, формирующим смежную петлю витка.
Материал, используемый для создания витка в форме символа бесконечности, может быть любым из материалов, известных в уровне техники как подходящих для технической ткани, например, моноволокно из полиэстера, и может иметь любое подходящее поперечное сечение. Могут быть использованы материалы с круглыми формами поперечного сечения. Кроме того, в неограничивающих примерах могут быть использованы другие формы поперечного сечения, такие как овальные, прямоугольные, квадратные, треугольные, сплющенные, звездообразные, желобчатые, или другие некруглые формы могут быть использованы в зависимости от конкретных требований.
На ФИГ. 4А изображен виток 8 в форме символа бесконечности согласно одному варианту реализации настоящего изобретения. Виток 8 содержит первую и вторую петли 10а и 10b. Как показано на ФИГ. 4А, вдоль ось Х-Х витка может проходить множество петель 10а, 10b в направлении длины L витка. Виток 8 может иметь любую комбинацию количества петель 10а, 10b и длину L витка, как определено конкретным применением.
Ширина W витка принята перпендикулярно, или в целом перпендикулярно, к оси Х-Х и является максимальным размером между наиболее удаленной частью петли 10а и наиболее удаленной частью смежной петли 10b. Ширина W может быть одинаковой, или по существу одинаковой, для всех смежных пар 10а, 10b петель.
В каждой из петель 10а и 10b витка расположены открытые внутренние части 2а и 2b, соответственно. Открытые внутренние части 2а и 2b имеют оси Ха и Xb, которые параллельны, или в целом параллельны, оси X витка. В вариантах реализации витков согласно настоящему изобретению оси всех, или по существу всех, первых открытых внутренних частей 2а первых петель 10а расположены на одной прямой. Подобным образом в вариантах реализации настоящего изобретения оси всех, или по существу всех, вторых открытых внутренних частей 2b вторых петель 10b расположены на одной прямой. В некоторых вариантах реализации оси X, Ха и Xb могут быть расположены в одной плоскости.
В дополнение к множеству петель 10а и 10b, показанному на ФИГ. 4А, варианты реализации настоящего изобретения содержат отдельные элементы 8а витка в форме символа бесконечности, содержащие по меньшей мере одну полную петлю 10а и одну полную петлю 10b согласно изображению на ФИГ. 4В. Отдельные элементы 8а витка могут быть созданы путем отрезания элемента витка на ФИГ. 4 в подходящем положении таким образом, чтобы создавались две полные петли, и соединения свободных конечных частей 2с для формирования отдельного элемента витка. Части витка 8а, которые пересекаются, одна часть витка пересекает другую, или перекрещиваются, между открытыми внутренними частями 2а и 2b, могут быть прикреплены друг к другу клеящим веществом, сваркой, пайкой или другими известными способами после формирования витка 8а. Таким образом создают одну петлю 10а и одну петлю 10b, каждая из которых образует полностью закрытую внутреннюю часть 2а или 2b, соответственно, отдельного элемента витка 8а. В качестве альтернативного варианта реализации при создании отдельных элементов витка 8а могут быть использованы другие способы, как показано на ФИГ. 4В и 4С. Отдельные витки могут быть сформованы из расплавленных или размягченных полимеров или смол известными способами производства пластмасс. Такие способы охватывают, в качестве неограничивающих примеров, литьевое формование, формование выдавливанием, компрессионное формование, литьевое прессование или литье. В некоторых вариантах реализации часть материала 2d шва может пересекаться в одной и той же, или по существу в одной и той же, плоскости между открытыми внутренними частями 2а, 2b витка 8а, как изображено на ФИГ. 4С. Таким образом, часть витка 8а между открытыми внутренними частями 2а, 2b может быть сформирована за одно целое с петлями 10а и 10b. Отдельные элементы 8а витка, сформированные таким образом, состоят из одной петли 10а и одной петли 10b, соединенных в положении 2d, при этом каждая из указанных петель образует полностью замкнутую внутреннюю часть 2а или 2b, соответственно.
В контексте настоящего описания термин «виток в форме символа бесконечности» охватывает непрерывные спиральные витки в форме символа бесконечности и отдельные элементы витка в форме символа бесконечности пока различие явно не указано.
Непрерывные винтовые витки 8 в форму символа бесконечности могут быть созданы на формирователе витка с двойной оправкой, содержащем в целом параллельные, расположенные в одной плоскости оправки 3а и 3b, как показано на ФИГ. 5. Витки 8 в форме символа бесконечности могут быть созданы, например, путем пропускания материала, например, моноволокна из полиэстера, поверх первой оправки 3а, через пространство между этими двумя оправками, вниз и затем вокруг и поверх второй оправки 3b, назад через пространство между оправками и под первой оправкой 3а. Таким образом, по мере создания витков 8 в форме символа бесконечности вокруг оправок 3а и 3b формирующий виток материал следует по траектории цифры восемь. Этот рисунок может сохраняться для каждого спирального витка, смещенного в осевом направлении от предыдущего витка, до создания необходимого количества витков или необходимой осевой длины витка 8 в форме символа бесконечности, которая может быть пропорциональна количеству витков. Таким образом, спиральный элемент, содержащий множество витков 8 в форме символа бесконечности, может быть сформирован петлями 10а и 10b, причем каждая петля 10а сформирована соосно с предыдущими петлями 10а и каждая петля 10b сформирована соосно с предыдущими петлями 10b.
Две отдельные оправки 3а и 3b, содержащие двойную оправку, изображены как имеющие круглое поперечное сечение только для простоты изображения. Оправки могут иметь любую подходящую форму, позволяющую получить необходимую форму петель 10а и 10b витка в форме символа бесконечности. Кроме того, для простоты иллюстрации оправки показаны как имеющие по существу одинаковый размер. Однако оправки 10а и 10b могут быть одинакового, или по существу одинакового размера, или при необходимости одна оправка может быть больше, чем другая оправка, или иметь отличную форму.
При создании витков в форме символа бесконечности согласно настоящему изобретению могут быть использованы другие техники. Например, виток в форме символа бесконечности мог быть сформирован из расплавленного или размягченного полимера или смолы в виде одной цельной части с использованием известных способов формования, таких как, например, литьевое формование, формование выдавливанием, компрессионное формование, литьевое прессование или отливка. Материал, используемый для витка, также мог быть получен экструзией в линейной или нелинейной форме и механически деформирован в лемнискату или форму символа бесконечности с применением или без применения нагрева. Кроме того, материал мог быть выдавлен таким образом, чтобы выдавленный материал образовывал форму лемнискаты или символа бесконечности путем перемещения головки экструдера или путем перемещения основания или держателя, на котором вдавливается материал.
Согласно одному типовому варианту реализации настоящего изобретения техническая ткань/лента 12 может быть создана путем переплетения встречно-гребенчатым образом двух витков в форме символа бесконечности, созданных согласно вариантам реализации, представленным в приведенном выше описании. При создании ткани/ленты 12 из витков в форме символа бесконечности первый виток 8а в форме символа бесконечности соединяют со вторым витком 8b в форме символа бесконечности посредством соответствующих петель 10b витков 8а и 8b в форме символа бесконечности, используя известный способ соединения, например, посредством штифта, как изображено, например, на ФИГ. 6. Более конкретно, петли 10b первого витка 8а в форме символа бесконечности переплетены встречно-гребенчатым образом с петлями 10b второго витка 8b в форме символа бесконечности таким образом, что открытые внутренние части 2b петель 10b по меньшей мере частично располагаются на одной линии и образуют один проход 4 в шве 12. Проход 4 может обладать требуемыми размерами, обеспечивающими возможность прохождения штифта или стержня 6 через выровненные открытые внутренние части 2b петель 10b, соединяющего элементы 8а и 8b витка. Подобным образом третий виток 8с в форме символа бесконечности (не показан) соединен со вторым витком 8b в форме символа бесконечности таким же образом, как виток 8b присоединен к витку 8а, четвертый виток 8d в форме символа бесконечности (не показан) соединен с третьим витком 8с в форме символа бесконечности таким же образом, как виток 8с присоединен к витку 8b и т.д. и т.п. пока не будет достигнута необходимая длина ткани/ленты.
Петли 10b от первой и второй петель 8а и 8b витка в форме символа бесконечности могут переплетаться встречно-гребенчатым образом и перемежаться, т.е. переменно переплетаться, встречно-гребенчатым образом одна петля от первого витка, следующая петля от второго витка, за которой следует петля от первого витка повторяющимся шаблоном вдоль ткани. Однако при необходимости могут быть использованы другие конфигурации переплетения встречно-гребенчатым образом.
Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения техническая ткань 12 может быть создана с использованием нескольких из раскрытых витков в форме символа бесконечности, переплетенных встречно-гребенчатым образом друг с другом и соединенных с использованием штифтов или стержней 6, как показано, например, на ФИГ. 8. Согласно ФИГ. 8 витки 8а, 8b в форме символа бесконечности и т.д. могут быть соединены для создания ткани/ленты 12. Более конкретно, витки 8а и 8b в форме символа бесконечности могут быть притянуты друг к другу таким образом, чтобы петли 10b витка 8а в форме символа бесконечности могли переплетаться встречно-гребенчатым образом с петлями 10b витка 8b в форме символа бесконечности и открытое внутреннее пространство 2b петель 10b в форме символа бесконечности по меньшей мере частично были выровнены друг с другом, образуя один проход (обозначенный ссылочным номером 4 на ФИГ. 6), как изображено на ФИГ. 9, например.
Штифт или стержень 6 может проходить через сформированный проход и через все, или по существу все, петли 10b витка в форме символа бесконечности, соединяя виток 8а в форме символа бесконечности с витком 8b в форме символа бесконечности.
Техническая ткань/лента 12 согласно ФИГ. 9 ведет себя подобно виткам 12 на ФИГ. 6 и 7. Т.е. когда техническая ткань 12 находится под действием растягивающей силы, перпендикулярной, или по существу перпендикулярной, ткани 12 в направлении длины технической ткани, т.е. продольное растяжение, то ткань будет растягиваться и испытывать некоторое прореживание. Гибкие (по сравнению с жестким спиральными звеньями из витков, известными из предшествующего уровня техники) витки 8а и 8b в форме символа бесконечности будут обладать меньшей толщиной, измеренной перпендикулярно продольному растяжению. ΔС на ФИГ. 7 будет положительной, и петли витка в форме символа бесконечности будут отдаляться от плоскостей поверхностей ткани к внутренней части ткани, приводя в результате к прореживанию всей ткани. Одновременно с этим длина ткани, L1 на ФИГ. 6, будет увеличиваться до длины L2 на ФИГ. 7. В зависимости от использования, например, в качестве сушильной ткани, более тонкая ткань увлекает за собой меньшее количество вовлеченного воздуха, который может вызвать нежелательное вспучивание листа в сушильной секции.
Дополнительное преимущество настоящего способа состоит в том, что в течение установки на производственный станок вставка штифта в последние два витка на двух параллельных кромках ткани, которые будут соединены для превращения ткани в бесконечную петлю, может быть облегчена, поскольку внутреннее отверстие больше в течение установки на станок до приложения рабочей растягивающей силы, чем после приложения растягивающей силы.
Другое преимущество ткани, содержащей эти витки в форме в форме символа бесконечности, состоит в том, что в витках согласно настоящему изобретению нет большого открытого «внутреннего пространства или пустоты» как в обычных витках спиральных звеньев предшествующего уровня техники. Поэтому не требуется наполнитель, предназначенный для получения ткани с низкой воздухопроницаемостью, тем самым снижается жесткость, масса и стоимость ткани.
Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения техническая ткань может быть создана из множества витков 8 в форме символа бесконечности, соединенных друг с другом для формирования ткани с шарнирным соединением витков в форме символа бесконечности. Ткани из спиральных звеньев, такие как раскрытые в патентах США №№7,575,659 Billings и 7,360,642 Perrin, переуступленных правопреемнику настоящего изобретения и включенных посредством ссылок в настоящее описании, представляют собой ткани, состоящие из обычных спиральных витков. В патенте Billings раскрыта ткань из спиральных звеньев для бумагоделательной машины, тогда как в патенте Perrin раскрыта лента из спиральных звеньев для использования в качестве конвейерной ленты.
Подобным образом раскрытые в настоящем описании витки в форме символа бесконечности могут быть соединены друг с другом штифтом и т.п., как при создании ткани/ленты 12 на ФИГ. 6. Посредством переплетения дополнительных витков 8 встречно-гребенчатым образом в форме символа бесконечности, соединения дополнительных витков в форме символа бесконечности штифтами 6 и т.п. согласно приведенному выше описанию и повторения процедуры может быть создана ткань 18 из звенев в виде витков в форме символа бесконечности, часть которой изображена на ФИГ. 9 в проекции, выполненной параллельно оси штифтов 6. Согласно ФИГ. 9 множество витков в форме символа бесконечности могут быть соединены в продольном направлении до получения структуры звенев в виде витков в форме символа бесконечности или шва подходящей длины. Ширина структуры может быть определена длиной витков в форме символа бесконечности. В ткани, созданной таким образом, противоположные кромки ткани могут быть присоединены штифтом для создания технической ткани (не показана) в форме непрерывной петли.
Преимущества технической ткани 18 со звеньями в виде витков в форме символа бесконечности имеют меньшую толщину и постоянные механические характеристики по всей ширине и длине без необходимости изменения частей структуры. В некоторых применениях важным условием является равномерность поверхностей, которая обусловлена отсутствием швов с конструкцией, отличающейся от остальной части ткани, которые могут вызвать неоднородности в поверхностных характеристиках.
Согласно одному варианту реализации техническая ткань/лента 12 может быть создана с использованием множества элементов 8а витка в форме символа бесконечности, как показано, например, на ФИГ. 4В. В этом варианте реализации множество элементов 8а витка в форме символа бесконечности расположены на одной прямой рядом друг с другом в одном ряду таким образом, что достигается требуемая ширина конечной ткани. Петли 10а и 10b в форме символа бесконечности из смежных рядов таких элементов 8а витка в форме символа бесконечности переплетены встречно-гребенчатым образом и соединены с использованием штифтов или стержней 6 согласно вариантам реализации, представленном в приведенном выше описании, для создания ткани/ленты 12 необходимой длины. Эти этапы могут быть выполнены вручную или могут быть выполнены с использованием станка, который выполнен с возможностью выравнивания отдельных элементов в ряды и затем переплетения встречно-гребенчатым образом элементов витка в форме символа бесконечности в смежных рядах для создания конечной ткани.
Согласно другому варианту реализации техническая ткань/лента 12 может быть создана с использованием множества элементов 8а витка в форме символа бесконечности, как показано, например, на ФИГ. 4С. В этом варианте реализации множество элементов 8а витка в форме символа бесконечности выровнены рядом друг с другом в один ряд таким образом, что достигается необходимая ширина конечной ткани. Петли 10а и 10b в форме символа бесконечности из смежных рядов таких элементов 8а витка в форме символа бесконечности переплетены встречно-гребенчатым образом и соединены с использованием штифтов или стержней 6 согласно вариантам реализации, представленным в приведенном выше описании, для создания ткани/ленты 12 необходимой длины. Эти этапы могут быть выполнены вручную или могут быть выполнены с использованием станка, который выполнен с возможностью выравнивания отдельных элементов в ряды и затем переплетения встречно-гребенчатым образом элементов витка в форме символа бесконечности в смежных рядах для создания готовой ткани.
Таким образом, несмотря на то что в приведенном выше описании подробно раскрыты различные варианты реализации настоящего изобретения, тем не менее, следует понимать, что настоящее изобретение, определенное параграфами в приведенном выше описании, не должно быть ограничено конкретными деталями, сформулированными в приведенном выше описании, поскольку множество очевидных изменений возможно без отступления от сущности или объема настоящего изобретения.
1. Техническая ткань, содержащая:
множество витков в форме символа бесконечности, имеющих первую петлю, вторую петлю и область пересечения между ними, и длину в направлении, поперечном машинному, эквивалентную ширине ткани, причем витки расположены таким образом, что одна из первой и второй петель первого витка в форме символа бесконечности переплетена встречно-гребенчатым образом с одной из первой и второй петель смежного витка в форме символа бесконечности с формированием одного прохода;
штифт, проходящий через проход; и
один или более витков в форме символа бесконечности, добавляемых к указанному первому витку в форме символа бесконечности или смежному витку в форме символа бесконечности до получения необходимой длины в машинном направлении ткани.
2. Техническая ткань по п. 1, в которой растягивающая сила, перпендикулярная оси витков в форме символа бесконечности, уменьшает толщину витков в форме символа бесконечности.
3. Техническая ткань по п. 1, в которой вторые петли первых витков в форме символа бесконечности попеременно переплетены встречно-гребенчатым образом с первыми петлями смежных витков в форме символа бесконечности.
4. Техническая ткань по п. 1, в которой витки в форме символа бесконечности созданы из моноволокна, сплетенных комплексных нитей или металлической проволоки, с покрытием или без покрытия.
5. Техническая ткань по п. 4, в которой моноволокно, сплетенные комплексные нити или металлическая проволока, образующие витки в форме символа бесконечности, являются круглыми, прямоугольными, квадратными, овальными, уплощенными, звездообразными или желобчатыми.
6. Техническая ткань по п. 1, в которой витки в форме символа бесконечности являются непрерывными спиральными витками в форме символа бесконечности.
7. Техническая ткань/лента, содержащая:
- множество элементов витка в форме символа бесконечности, каждый из которых имеет первую петлю, вторую петлю и область пересечения, в которой первая петля пересекается со второй петлей, и где каждый элемент витка в форме символа бесконечности имеет длину в направлении, поперечном машинному, которая меньше ширины технической ткани;
причем вторая петля первого элемента витка в форме символа бесконечности, имеющая открытую внутреннюю часть, и первая петля второго элемента витка в форме символа бесконечности, имеющая открытую внутреннюю часть, переплетены встречно-гребенчато таким образом, что открытые внутренние части второй петли первого элемента витка в форме символа бесконечности по меньшей мере частично выровнены с первой петлей второго элемента витка в форме символа бесконечности с формированием через них прохода; и
- штифт, расположенный в проходе, созданном выровненными петлями, для соединения первого элемента витка в форме символа бесконечности со вторым элементом витка в форме символа бесконечности.
8. Техническая ткань по п. 7, в которой элементы витка в форме символа бесконечности расположены в отдельных рядах посредством последовательного размещения витков в форме символа бесконечности рядом друг с другом до достижения необходимой ширины ткани/ленты.
9. Техническая ткань по п. 7, в которой множество отдельных рядов элементов витка в форме символа бесконечности переплетены встречно-гребенчатым образом и соединены с формированием ткани/ленты необходимой длины.
10. Техническая ткань по п. 7, в которой вторые петли первых элементов витка в форме символа бесконечности попеременно переплетены встречно-гребенчатым образом с первыми петлями вторых элементов витка в форме символа бесконечности.
11. Техническая ткань по п. 7, в которой элементы витка в форме символа бесконечности созданы из моноволокна, сплетенных комплексных нитей или металлической проволоки, с покрытием или без покрытия.
12. Техническая ткань по п. 11, в которой моноволокно, сплетенные комплексные нити или металлическая проволока, образующие элементы витка в форме символа бесконечности, являются круглыми, прямоугольными, овальными или сплюснутыми в поперечном сечении.
13. Техническая ткань по п. 9, в которой элементы витка в форме символа бесконечности соединены путем вставления штифта или стержня в канал, созданный переплетением встречно-гребенчатым образом множества элементов витка из смежных рядов.
14. Техническая ткань по п. 7, в которой элементы витка в форме символа бесконечности созданы из расплавленных или размягченных полимеров или смол с использованием литьевого формования, экструзионного формования, компрессионного формования, литьевого прессования или литья.
15. Техническая ткань по п. 7, в которой множество элементов витка в форме символа бесконечности:
a. сформованы с образованием первой и второй петель,
b. экструдированы по существу в линейной форме и механически деформированы с получением указанных первой и второй петель или
c. экструдированы таким образом, что экструдированный материал формирует указанные первую и вторую петли путем перемещения головки экструдера или путем перемещения держателя, на котором осуществлена экструзия материала.
16. Техническая ткань по п. 7, в которой элементы витка в форме символа бесконечности являются прерывистыми спиральными витками в форме символа бесконечности, имеющими длину в направлении CD, поперечном машинному, меньше, чем ширина ткани.
17. Техническая ткань, содержащая
множество материалов витка, сформированных в виде трех или более замкнутых кривых, образующих три или более смежные петли витка,
причем указанные три или более петли витка охватывают соответствующие открытые внутренние части и области пересечения между смежными петлями витка, в которых материал витка, формирующий петли витка, пересечен с материалом, формирующим смежную петлю витка.
18. Техническая ткань по п. 17, в которой материал витка является моноволокном, сплетенными комплексными нитями или металлической проволокой.
19. Техническая ткань по п. 17, в которой материал витка либо:
а. сформован с образованием указанных трех или более смежных петель витка,
b. экструдирован в по существу линейной форме и механически деформирован с получением указанных трех или более смежных петель витка, либо
c. экструдирован таким образом, что экструдированный материал формирует указанные три или более смежные петли витка путем перемещения головки экструдера или посредством перемещения держателя, на котором осуществлена экструзия материала.
20. Техническая ткань по п. 18, в которой материал витка имеет покрытие.
21. Техническая ткань по п. 17, в которой смежные петли витка плоские.
22. Виток в форме символа бесконечности для использования при создании технической ткани, содержащий:
по меньшей мере один элемент витка в форме символа бесконечности, содержащий множество петель с областями пересечения между смежными петлями, причем каждая из петель имеет ось, расположенную на одной прямой с осями каждой из других петель из указанного множества петель;
причем при направлении взгляда параллельно оси одной петли из указанного множества петель каждая петля из указанного множества петель образует замкнутую кривую с соответствующей открытой внутренней частью.
23. Виток в форме символа бесконечности по п. 22, в котором множество петель формирует по меньшей мере две замкнутые кривые.
24. Виток в форме символа бесконечности для использования при создании технической ткани, содержащий:
ось витка;
осевую длину, параллельную оси витка;
ширину, перпендикулярную осевой длине;
непрерывную прядь материала, сформированную по спирали в непрерывное множество элементов витка в форме символа бесконечности, каждый из которых содержит первую петлю, вторую петлю и область пересечения между ними, при этом каждая из петель имеет ось, параллельную оси витка;
причем оси первых петель расположены на одной прямой друг с другом, и
оси вторых петель расположены на одной прямой друг с другом таким образом, что при направлении взгляда параллельно оси витка каждая из множества петель представляется создающей замкнутую кривую с открытой внутренней частью.
25. Виток в форме символа бесконечности по п. 24, в котором множество элементов витка в форме символа бесконечности выполнено непрерывным вдоль оси витка.
26. Виток в форме символа бесконечности по п. 24, в котором виток создан из моноволокна, сплетенных комплексных нитей или металлической проволоки.
27. Виток в форме символа бесконечности по п. 26, имеющий покрытие.
28. Виток в форме символа бесконечности по п. 24, в котором множество элементов витка либо:
a. сформованы с образованием указанных первой и второй петель,
b. экструдированы в по существу линейной форме и механически деформированы с получением указанных первой и второй петель, или
c. экструдированы таким образом, что экструдированный материал формирует указанные первую и вторую петли путем перемещения головки экструдера или посредством перемещения держателя, на котором осуществлена экструзия материала.
29. Элемент витка в форме символа бесконечности для использования при создании технической ткани, содержащий:
материал витка, созданный в виде лемнискаты, имеющей две замкнутые кривые, формирующие первые петли витка и вторые петли витка, которые вмещают соответствующие первые и вторые открытые внутренние части, и область пересечения между замкнутыми кривыми, в которых материал витка, образующий первую петлю витка, пересечен с материалом, образующим вторую петлю витка.
30. Элемент витка в форме символа бесконечности по п. 29, в котором материал витка является моноволокном, сплетенными комплексными нитями или металлической проволокой.
31. Элемент витка в форме символа бесконечности по п. 30, в котором элемент витка имеет покрытие.
32. Элемент витка в форме символа бесконечности по п. 29, в котором лемниската плоская.
33. Элемент витка в форме символа бесконечности для использования при создании технической ткани, содержащий:
материал витка, сформированный в виде трех или более замкнутых кривых, формирующих три или более смежные петли витка, которые вмещают соответствующие открытые внутренние части и области пересечения между смежными петлями витка, в которых материал витка, образующий петлю витка, пересечен с материалом, образующим смежную петлю витка.
34. Элемент витка в форме символа бесконечности по п. 33, в котором материал витка является моноволокном, сплетенными комплексными нитями или металлической проволокой.
35. Элемент витка в форме символа бесконечности по п. 33, в котором материал витка либо:
a. сформован с образованием указанных трех или более смежных петель витка,
b. экструдирован в по существу линейной форме и механически деформирован с получением указанных трех или более смежных петель витка, либо
c. экструдирован таким образом, что экструдированный материал формирует указанные три или более смежные петли витка путем перемещения головки экструдера или посредством перемещения держателя, на котором осуществлена экструзия материала.
36. Элемент витка в форме символа бесконечности по п. 34, в котором элемент витка имеет покрытие.
37. Элемент витка в форме символа бесконечности по п. 33, в котором смежные петли витка плоские.
