сверхупругая ткань

Формула изобретения

1. Сжимаемая упругая промышленная ткань, содержащая, по существу, параллельные нити, ориентированные поперек движения ткани в машине, по существу, параллельные нити, ориентированные в машинном направлении, первый слой параллельных нитей, проходящих поперек движения ткани в машине или в машинном направлении, второй слой параллельных нитей, который расположен на одной стороне первого слоя и нити которого проходят в одном из направлений поперек движения ткани в машине или машинном направлении, отличном от направления нитей первого слоя, и содержат эластомерные нити, и третий слой параллельных нитей, который расположен на противоположной первому слою стороне второго 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. Ткань по п.1, дополнительно содержащая связующую нить.

3. Ткань по п.1, в которой число нитей в третьем слое меньше числа нитей в первом слое.

4. Ткань по п.1, в которой нити второго слоя проходят перпендикулярно нитям первого и третьего слоев.

5. Ткань по п.1, в которой нити второго слоя расположены под углом менее 90° относительно нитей первого и третьего слоев.

6. Ткань по п.5, в которой нити расположены под углом 45°.

7. Ткань по п.1, содержащая четвертый слой параллельных нитей, ориентированных в том же направлении, что и нити второго слоя, и содержащих эластомерный материал, и пятый слой параллельных нитей, ориентированных 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. Ткань по п.1, в которой эластомерная нить, содержащая эластомерный материал, выбрана из группы, содержащей: моноволокно, многонитевое волокно, скрученное моноволокно, покрытую нить, вязаную нить, нить с оснащенными крючками петлями, крученую нить, многокомпонентную нить и плетеную нить.

9. Ткань по п.1, в которой эластомерная нить выбрана из группы, содержащей полиуретан, каучук и лайкру.

10. Ткань по п.1, в которой эластомерная нить выбрана из нитей, поперечные сечения которых имеют различные геометрические формы.

11. Ткань по п.10, в которой эластомерная нить выбрана из группы, содержащей круглые, некруглые, квадратные, прямоугольные, эллиптические и многоугольные нити.

12. Ткань по п.1, содержащая слоистую структуру.

13. Ткань по п.12, содержащая два тканых слоя, между которыми расположен эластомерный слой.

14. Ткань по п.12, содержащая связующую нить, переплетенную между слоями слоистой структуры.

15. Ткань по п.2, в которой связующая нить и эластомерная нить проходят в одном направлении.

16. Ткань по п.2, в которой в качестве направления эластомерной и связующей нитей выбрано направление поперек движения ткани в машине.

17. Ткань по п.15, в которой слой эластомерных нитей расположен внутри двухслойной конструкции.

18. Ткань по п.1, выбранная из группы, содержащей: одежду для бумагоделательной машины, формующую ткань, прессовую ткань, сушильную ткань, сушильную ткань для сквозной сушки воздухом, основу ленты для башмачного пресса, основу ленты для каландра, основу технической ткани, основу транспортной ленты и ленту, используемую при получении нетканых материалов посредством таких способов, как аэродинамическое холстоформование, выдувание из расплава, формование фильерным способом из расплава и гидросоединение нитей.

19. Ткань по п.1, выполненная в виде основы для сушильной ткани, дополнительно содержащей обратную сторону на ее нелистовой контактной поверхности, содержащую расположенные под углом выступы.

20. Сжимаемая упругая промышленная ткань, содержащая: нити, ориентированные поперек движения ткани в машине, и нити, ориентированные в машинном направлении, причем любое число нитей, ориентированных в машинном направлении, и нитей, ориентированных поперек движения ткани в машине, переплетены с формированием тканого материала, и любое число нитей содержит эластомерный материал с упругими свойствами в осевом направлении, первый слой параллельных нитей, проходящих поперек движения ткани в машине или в машинном направлении, второй слой параллельных нитей, который расположен на одной стороне первого слоя и нити которого проходят в одном из направлений, поперек движения ткани в машине или машинном направлении, отличном от направления нитей первого слоя, и содержат эластомерные нити, и третий слой параллельных нитей, который расположен на противоположной первому слою стороне второго 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.

21. Ткань по п.20, дополнительно содержащая связующую нить.

22. Ткань по п.20, в которой эластомерная нить, содержащая эластомерный материал, выбрана из группы, содержащей моноволокно, многонитевое волокно, скрученное моноволокно, покрытую нить, вязаную нить, крученую нить, многокомпонентную нить и плетеную нить.

23. Ткань по п.20, в которой эластомерная нить выбрана из группы, содержащей полиуретан, каучук и лайкру.

24. Ткань по п.20, в которой эластомерная нить выбрана из нитей, имеющих поперечные сечения различной геометрической формы.

25. Ткань по п.24, в которой эластомерная нить выбрана из группы, содержащей круглые, некруглые, квадратные, прямоугольные, эллиптические и многоугольные нити.

26. Ткань по п.20, содержащая 2-, 4-, 6- или 8-зевный рисунок.

27. Ткань по п.20, выполненная в форме ткани и части ткани, которая выбрана из группы, содержащей плоскотканую ткань, ткань, полученную бесконечным тканьем, и ткань, выполненную с возможностью сшивания при установке на машину.

28. Ткань по п.20, содержащая слоистую структуру.

29. Ткань по п.28, содержащая два тканых слоя с эластомерной тканью между ними.

30. Ткань по п.28, содержащая связующую нить, переплетенную между слоями слоистой структуры.

31. Ткань по п.21, в которой связующая нить и эластомерная нить проходят в одном направлении.

32. Ткань по п.31, в которой в качестве направления эластомерной и связующей нитей выбрано направление поперек движения ткани в машине.

33. Ткань по п.31, в которой слой эластомерных нитей расположен внутри двухслойной конструкции.

34. Ткань по п.31, содержащая эластомерные нити, выполненные из более грубой основы, и связующую нить, выполненную из менее крупной основы, чем основа эластомерной нити.

35. Ткань по п.32, содержащая эластомерные нити, ориентированные поперек движения ткани в машине, и нити, ориентированные в машинном направлении и расположенные сверху эластомерных нитей, причем связующие нити выполнены менее крупными, чем эластомерные нити.

36. Ткань по п.20, содержащая 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.

37. Ткань по п.20, содержащая 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.

38. Ткань по п.20, выполненная в форме ткани и части ткани, выбранной из группы, содержащей одежду бумагоделательной машины, формующую ткань, прессовую ткань, сушильную ткань, сушильную ткань для продувки воздухом, основу ленты для башмачного пресса, основу ленты для каландра, основу технической ткани, основу транспортной ленты и ленту, которую используют в нетканых процессах, таких как аэродинамическое холстоформование, выдувание из расплава, формование фильерным способом из расплава и гидросоединение нитей.

39. Ткань по п.20, выполненная в форме основы для сушильной ткани, дополнительно содержащей обратную сторону на нелистовой контактной поверхности ткани, содержащую расположенные под углом выступы.

Описание изобретения к патенту

Ссылки

Настоящей заявкой испрошен приоритет на основе предварительной патентной заявке США 61/017484, поданной 28 декабря 2007 года, ссылка на которую означает ее полное включение в текст настоящего описания.

Область техники

Настоящее изобретение относится к структуре для использования в промышленных тканях, например в одежде для бумагоделательных машин и технических тканях. Более конкретно, указанная структура содержит как эластомерные нити (с упругими свойствами в направлении длины или в осевом направлении), так и относительно неупругие нити в различных конфигурациях. Такая структура обладает высокой степенью сжимаемости при прикладывании нормальной нагрузки, а также значительной способностью восстановления (упругостью или способностью «отпружинивания») после снятия такой нагрузки.

Предпосылки к созданию изобретения

Промышленные ткани представляют собой бесконечную структуру в форме непрерывной петли, например петли, используемой в качестве формовочной, прессовой и сушильной тканей (одежды бумагоделательной машины), а также в качестве технологической ленты, например ленты для башмачного пресса, каландра, или транспортной ленты, используемой в бумагоделательной машине. К промышленным тканям также относится ткань, используемая при отделке текстиля. Также к промышленным тканям относятся другие бесконечные ленты, для которых требуемыми свойствами являются высокая степень сжимаемости и упругости.

Хотя настоящее описание главным образом относится к процессу изготовления бумаги, использование настоящего изобретения не ограничено таким применением.

При изготовлении бумаги волокнистое целлюлозное полотно формируют осаждением волокнистой пульпы, т.е. водно-дисперсионного раствора целлюлозных волокон, на движущуюся формующую ткань в формовочной части бумагоделательной машины. Через эту ткань из пульпы отводят большое количество воды, оставляя на поверхности ткани волокнистое целлюлозное полотно.

Сформованное таким образом полотно поступает из формовочной части в прессовую часть, в которой рядами расположены прессовые валы. Волокнистое целлюлозное полотно, поддерживаемое прессовой тканью или, как это часто имеет место, расположенное между двумя такими прессовыми тканями, проходит через прессовые валы. В этих валах указанное полотно подвергают сжатию, которое приводит к удалению из него воды и вызывает слипание целлюлозных волокон, в результате которого оно превращается в бумажный лист. Прессовая ткань или ткани принимают в себя воду, которая в идеальном случае не поступает обратно в бумажный лист.

На последнем этапе бумажный лист направляют в сушильную часть, которая содержит по меньшей мере один ряд вращаемых сушильных барабанов или цилиндров, нагретых изнутри паром. Сформованный бумажный лист, плотно прижимаемый сушильной тканью к поверхности барабанов, последовательно перемещается по волнообразной траектории вокруг каждого барабана в ряду. Нагретые барабаны уменьшают содержание воды в бумажном листе в результате испарения.

Следует отметить, что используемые в бумагоделательной машине формующие, прессовые и сушильные ткани имеют форму бесконечной петли и работают по принципу конвейера. Следует также отметить, что изготовление бумаги является непрерывным процессом, который протекает со значительной скоростью, т.е. в то время как в формовочной части волокнистую пульпу непрерывно осаждают на формующую ткань, только что изготовленный бумажный лист непрерывно скручивают в рулоны на выходе из сушильной части.

Тканые основы, составляющие важную часть вышеописанных тканей, могут быть выполнены в различных формах. Например, они могут быть получены бесконечным тканьем или плоским тканьем с последующим приданием им бесконечной формы при помощи тканого шва с использованием по меньшей одного слоя нитей, ориентированных в машинном направлении и поперек движения ткани в машине. Также в таких тканях могут быть использованы так называемые штырьевые швы, которые также формируют из ориентированных в машинном направлении нитей для обеспечения возможности установки на бумагоделательной машине. Кроме того, основы могут быть изготовлены слоистыми путем размещения одной основы внутрь бесконечной петли, сформированной из другой основы, и соединения их друг с другом или ламинирования друг на друге при помощи различных известных специалистам средств, например посредством иглопробивания штапельного подбивочного волокна сквозь обе основы с их соединением друг с другом.

В одежде бумагоделательной машины, особенно в прессовых тканях, используемых в прессовой части бумагоделательной машины, ткань имеет по меньшей мере одну основу, сформированную из нитей и прошитую при помощи штапельного подбивочного волокна обычно по меньшей мере в контактную листовую поверхность. Прессовая ткань имеет исходную толщину, массу и соотвествующий объем пустот (расчетное значение объема, основанное на значениях этой массы и толщины), который соответствует способности водообработки. Также может быть измерена площадь контакта прессовой ткани.

Поскольку при прохождении по меньшей мере через один прессовый вал прессовая ткань подвергается нормальным нагрузкам (относительно плоскости ткани во время использования) и поскольку сама ткань выполнена сжимаемой и содержит сжимаемые компоненты, ее объем пустот, а также площадь ее контактной поверхности уменьшаются. Хотя были предприняты различные попытки изменения степени сжимаемости и увеличения степени упругости (отпружинивания или восстановления) прессовых тканей, прессовые ткани постепенно оказываются все более тонкими с течением времени и после прохождения миллионов циклов прессования. В конечном счете возникает необходимость их удаления ввиду различных причин, например ввиду недостаточной способности водообработки, появления меток и возникновении вибраций при прессовании. По истечении их срока службы они должны быть удалены и заменены на новую ткань.

В течение некоторого времени при использовании новых тканей их плотность и способность водообработки меньше оптимальных. Соответственно, идеальной прессовой тканью является прессовая ткань, имеющая постоянные рабочие характеристики (например способность водообработки) начиная с первого дня ее использования до удаления из бумагоделательной машины.

Были предприняты различные попытки изменения свойств прессовой ткани, особенно сжимаемости и упругости. Например, было предложено разместить в структурах упругие нити. Эти нити обладают упругими свойствами в направлении толщины или в радиальном направлении (в случае круглого сечения), а также могут обладать упругими свойствами в направлении длины или в осевом направлении.

Один из таких примеров раскрыт в международной патентной заявке WO 2004/072368 А1. Однако такой подход обладает некоторыми недостатками. В этом примере сжимаемость обеспечена только упругой частью нити (с упругими свойствами в направлении толщины), и, таким образом, ограничена лишь этой частью. Хотя также могут быть использованы более крупные нити, в конечном счете это приводит к снижению рабочих характеристик. Более крупные нити также имеют больший вес и могут приводить к нежелательному появлению меток на листе. При использовании нити бикомпонентного типа с сердечником и оболочкой существует опасность отслоения оболочки от сердечника. Наконец, степень сжимаемости ограничена максимальным значением некоторой части диаметра нити.

В патентной заявке США № 2007/0163741 А1 раскрыт еще один пример, в котором использован массив сжимаемых нитей бикомпонентного типа, присоединенных к обратной стороне сшитой прессовой ткани. Согласно раскрытию указанной заявки оболочка выполнена эластомерной и может обеспечивать уменьшение вибраций. Кроме того, сердечнику соответствует значение, равное от 200 до 2000 денье, а его полный размер составляет от 0,3 мм до 1,2 мм в диаметре. Использование нитей такого размера может быть ограниченным ввиду их веса и возможного появления меток.

В патенте США № 4,350,731 раскрыт еще один пример, в котором для изготовления сжимаемой прессовой ткани использованы покрытые нити. В этом примере степень сжимаемости и восстановления также обеспечена исключительно эластомерными слоями покрывающей оболочки.

Еще один пример упругой сжимаемой структуры этого типа раскрыт в GB 2197886. В этом патенте раскрыты сжимаемые нити, чередующиеся некоторым образом с функциональными нитями, несущими нагрузку (растяжение), и обеспечивающие под приложенной нормальной нагрузкой формирование плотной, по существу однослойной основы без утолщений и с длинными перекрытиями с получением по существу неперерекрещивающейся структуры основы.

Включение в ткани упругих нитей (с упругими свойствами в направлении толщины или радиальном направлении) в некоторой степени увеличивает упругость или способность «отпружинивания» этих тканевых структур после удаления нормальной нагрузки. Однако при использовании этих нитей сжимаемость и способность «отпружинивания» также ограничены в лучшем случае некоторой частью диаметра нити.

Как указано выше, вследствие этой ограниченной упругости новые прессовые ткани обладают относительно большим, превышающим оптимальное значение объемом пустот для обеспечения водообработки. Затем они уплотняются и достигают на некоторое время оптимальный уровень рабочих характеристик. Однако после этого вследствие их ограниченной упругости они продолжают сжиматься, что в конечном счете приводит к необходимости их удаления и замены.

Некоторые специальные типы структур относят к неперекрещивающимся, поскольку нити, ориентированные в машинном направлении, и нити, ориентированные поперек движения ткани в машине, не переплетены друг с другом, а уложены перпендикулярно друг другу в разных плоскостях.

Для получения таких структур используют различные технологии. Один из примеров такой структуры описан в патенте США № 4,781,967. В этом примере такая структура выполнена относительно несжимаемой, поскольку уложенные массивы нитей не сжимаются и не перемещаются относительно любого другого слоя. Другими словами, при приложении нормальной нагрузки перпендикулярно плоскости структуры происходит незначительное изменение толщины, за исключением деформации нити, которая является постоянной. При использовании в качестве нитей во всем слое эластомерной нити (с упругими свойствами в направлении толщины) сжимаемость структуры ограничена некоторой частью диаметра этой нити.

Еще один пример многослойной непересекающейся структуры, содержащей слои функциональных нитей, ориентированных в машинном направлении, и функциональных нитей, ориентированных поперек движения ткани в машине, которые расположены в различных плоскостях под углом 90° друг относительно друга, раскрыт в патенте США № 4,555,440. Как и в вышеприведенных примерах, эта структуру относят к несжимаемым вследствие малого изменения толщины при приложении или удалении нормальной нагрузки. В одном из вариантов реализации указанной структуры раскрыт один сжимаемый и упругий слой нитей, в некоторой степени обеспечивающий наличие этих свойств у структуры, в противном случае несжимаемой.

Сущность изобретения

В соответствии с вышеизложенным основной задачей настоящего изобретения является создание по существу более сжимаемой и упругой основы в сравнении с основами из уровня техники.

Настоящим изобретением предложена поддерживающая основа, в которой эластомерные нити (с упругими свойствами в продольном или осевом направлении) переплетены с использованием специального рисунка переплетения и которая предназначена для использования по меньшей мере в качестве слоя поддерживающей основы в одежде бумагоделательных машин, промышленных технологических лентах, лентах для отделки текстиля и других лентах, в которых требуемыми свойствами являются высокая степень сжимаемости и упругость.

Во всех описанных вариантах реализации использована эластомерная нить с упругими свойствами в направлении ее длины или в осевом направлении. Эластомерная нить может также обладать упругими свойствами в направлении толщины. Нить может быть выполнена любой подходящей для применения формы и может быть, например, одиночным моноволокном, скрученным моноволокном, многонитевым волокном, покрытой нитью из различных материалов, многокомпонентной нитью, вязаной нитью, скрученной нитью или плетеной нитью. Нити могут быть частично выполнены из эластомерного материала, например как в многокомпонентной нити, в которой в качестве одного из компонентов используют эластомерный материал, или нить может быть полностью выполнена из эластомерного материала. Она может быть выполнена скрученной, крученой, вязаной или плетеной. Она может иметь поперечное сечение круглой или любой некруглой формы, включая квадратную, прямоугольную, эллиптическую и многоугольную формы. К примерам подходящих эластомерных материалов относятся полиуретан, каучук или материал под торговой маркой «Лайкра». Эластомерная нить также может иметь поперечное сечение, выполненное из любого числа различных геометрических конфигураций, включая круглую, некруглую, квадратную, прямоугольную, эллиптическую и многоугольную конфигурации.

В первом варианте реализации использована структура наиболее простой формы, как описано далее. Слой (1) нитей, используемый в качестве самого верхнего слоя, выполнен в форме массива параллельных функциональных нитей. В качестве функциональных нитей можно использовать нити любого известного специалистам типа. Например, в случае ориентации в машинном направлении или в направлении движения ткани в машине в качестве нитей могут быть использованы нити, несущие растягивающую нагрузку. Как было указано выше, они могут быть выполнены любых размеров, форм и известных специалистам конфигураций на основе любых материалов в соответствии с конкретным применением. В качестве полимера для структуры прессовой ткани предпочтительно используют полиамид. Следующий слой (2) нитей выполнен в форме массива параллельных нитей, ориентированных под углом 90° относительно слоя (1) нитей. В качестве нитей этого слоя используют эластомерные нити. Третий слой (3) нитей также выполнен в форме массива параллельных нитей, которые расположены на противоположной стороне слоя (2) и ориентированы перпендикулярно слою (2). При этом нити слоя (3) расположены таким образом, что каждая из них выровнена относительно промежутка между двумя смежными нитями слоя (1). Эти массивы нитей зафиксированы друг относительно друга некоторым способом. Например, они могут быть присоединены к волокнистому слою, как указано в вышеупомянутом патенте США № 4781967. Еще в одном варианте реализации нити одного слоя могут быть соединены с нитями смежного с ним слоя в месте их контакта посредством известных специалистам клеев, адгезивов или термического плавления/сварки.

Следует отметить, что системы (1) и (3) нитей могут быть аналогичны друг другу или различаться в отношении материала, конфигурации, формы и т.д. Единственное требование состоит в том, чтобы нити слоя (3) были расположены в промежутках между смежными нитями слоя (1) или наоборот.

Также следует отметить, что число нитей слоев (1) и (3) не обязательно совпадает, и число нитей слоя (3) может составлять лишь часть от числа нитей слоя (1) или наоборот. Например, слой (3) может содержать только половину от числа нитей слоя (1), что во время использования обеспечивает формирование промежутков между нитями слоя (3) и дополнительный объем пустот/способность водообработки/способность водоотбора. Еще один вариант реализации аналогичен вышеописанному варианту реализации, в котором используют тканые связующие нити. К этой структуре по меньшей мере на контактной стороне листа посредством известных специалистам способов может быть дополнительно присоединена подбивка.

В соответствии с вышеизложенным ниже описана сжимаемая упругая промышленная ткань, содержащая нити, ориентированные по существу параллельно направлению, проходящему поперек движения ткани в машине, и нити, по существу параллельные машинному направлению. Любое число нитей, ориентированных по меньшей мере в одном из направлений, машинном направлении или направлении поперек движения ткани в машине, могут содержать эластомерный материал с упругими свойствами в осевом направлении. Все нити одного слоя должны быть выполнены эластомерными, например в структуре, в которой последовательно использованы нити, ориентированные в машинном направлении, нити, ориентированные поперек движения ткани в машиен, и вновь нити, ориентированные в машинном направлении, все нити, ориентированные поперек движения ткани в машине, должны быть выполнены эластомерными. Ткань может содержать первый слой параллельных нитей, проходящих поперек движения ткани в машине или в машинном направлении; второй слой параллельных нитей, который расположен на одной стороне первого слоя и нити которого проходят в одном из направлений, поперек движения ткани в машине или машинном направлении, отличном от направления нитей первого слоя, и содержат эластомерные нити; и третий слой параллельных нитей, который расположен на противоположной первому слою стороне второго слоя и 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. Ткань может содержать связующую нить. В сжимаемой упругой ткани число нитей в третьем слое меньше числа нитей в первом слое. Нити второго слоя также могут проходить перпендикулярно нитям первого и третьего слоев. Нити второго слоя ткани могут быть расположены под углом менее 90° относительно нитей первого и третьего слоев, например под углом 45°.

Предлагаемая ткань также может содержать четвертый слой параллельных нитей, ориентированных в том же направлении, что и нити второго слоя, и содержащих эластомерный материал; и пятый слой параллельных нитей, ориентированных 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 одном из вариантов реализации ткань может содержать слоистую структуру. Например, ткань может содержать два тканых слоя с эластомерным слоем, расположенным между ними. Еще в одном примере ткань может содержать связующую нить, переплетенную между слоями слоистой структуры. Еще в одном варианте реализации связующая и эластомерная нити ткани проходят в одном направлении, например поперек движения ткани в машине. В таком варианте реализации слой эластомерных нитей расположен внутри двухслойной конструкции.

Сжимаемая упругая ткань может быть выполнена в виде целой ткани или части ткани, выбранной из группы, содержащей одежду для бумагоделательной машины, формующую ткань, прессовую ткань, сушильную ткань, сушильную ткань для сквозной сушки воздухом, основу ленты для башмачного пресса, основу ленты для каландра, основу технической ткани, основу транспортной ленты и ленту, используемую при получении нетканых материалов посредством таких способов, как аэродинамическое холстоформование, выдувание из расплава, формование фильерным способом из расплава и гидросоединение нитей. В случае если ткань выполнена в виде основы для сушильной ткани, сушильная ткань может дополнительно содержать обратную сторону на ее нелистовой контактной поверхности, содержащую расположенные под углом экструзионные выступы.

Еще в одном варианте реализации сжимаемая упругая промышленная ткань содержит нити, ориентированные поперек движения ткани в машине, и нити, ориентированные в машинном направлении. Любое число нитей, ориентированных в машинном направлении, и нитей, ориентированных поперек движения ткани в машине, переплетены с формированием тканого материала. Любое число нитей содержат эластомерный материал с упругими свойствами в осевом направлении. Ткань также может дополнительно содержать связующую нить. Ткань также может содержать 2-, 4-, 6-, 8-зевный рисунок. Сжимаемая упругая промышленная ткань может быть выткана в виде плоскотканой ткани; ткани, полученной бесконечным тканьем; и ткани, выполненной с возможностью сшивания при установке на машину. Еще в одном варианте реализации ткань может содержать слоистую структуру. Например, ткань может содержать два тканых слоя с эластомерной тканью, расположенной между ними. Еще в одном примере ткань может содержать связующую нить, переплетенную между слоями слоистой структуры. Еще в одном варианте реализации связующая и эластомерная нити ткани проходят в одном направлении, например поперек движения ткани в машине. В этом варианте реализации слой эластомерных нитей расположен внутри двухслойной конструкции. Ткань может содержать эластомерные нити, выполненные из более грубой основы, и связующую нить, выполненную из менее крупной основы, чем основа эластомерной нити. Ткань также может содержать эластомерные нити, ориентированные поперек движения ткани в машине, и нити, ориентированные в машинном направлении и расположенные сверху эластомерных нитей; причем связующие нити выполнены менее крупными, чем эластомерные нити.

Еще в одном варианте реализации переплетеная ткань может содержать 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. Ткань также может содержать 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.

Переплетеная сжимаемая упругая промышленная может быть выполнена в виде целой ткани и части ткани, выбранной из группы, содержащей одежду бумагоделательной машины; формующую ткань; прессовую ткань; сушильную ткань; сушильную ткань для продувки воздухом; основу ленты для башмачного пресса; основу ленты для каландра; основу технической ткани; основу транспортной ленты; и ленту, которую используют в нетканых процессах, таких как аэродинамическое холстоформование, выдувание из расплава, формование фильерным способом из расплава и гидросоединение нитей. В случае если ткань выполнена в виде основы для сушильной ткани, сушильная ткань может дополнительно содержать обратную сторону на ее нелистовой контактной поверхности, содержащую расположенные под углом экструзионные выступы.

Краткое описание чертежей

Задачи и преимущества настоящего изобретения описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

На фиг.1 показан вид сверху ткани согласно настоящему изобретению.

На фиг.2 показан вид сбоку ткани, показанной на фиг.1, в несжатом положении.

На фиг.3 показан вид сбоку ткани, показанной на фиг.1, в сжатом положении.

На фиг.4 показан вид сбоку еще одного варианта реализации ткани согласно настоящему изобретению.

На фиг.5 показана сушильная ткань согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения.

На фиг.6 показан вид сверху еще одного варианта реализации настоящего изобретения.

На фиг.7 проиллюстрирован еще один вариант реализации, в котором для ткани с двухслойной структурой используют многокомпонентную витую нить, содержащую эластомерный материал.

На фиг.8А-8В показаны варианты реализации слоистой ткани.

На фиг.8В показана непересекающаяся основа.

На фиг.9 показана пятислойная сжимаемая упругая ткань, содержащая связующую нить, ориентированную поперек движения ткани в машине.

На фиг.10 проиллюстрирован еще один вариант реализации ткани.

На фиг.11А-11Е показана переплетеная ткань согласно одному варианту реализации.

На фиг.12А-12Е показана переплетеная ткань согласно еще одному варианту реализации.

Подробное описание изобретения

Хотя нижеследующее описание относится к прессовой ткани, настоящее изобретение может быть использовано в качестве тканей или лент других типов, включая сушильные ткани. Как показано на прилагаемых чертежах, прессовая ткань 10 имеет первый или верхний слой 12, содержащий массив параллельных функциональных нитей 14, ориентированных в машинном направлении. Они могут быть выполнены любого размера и формы из любого подходящего материала. Это относится ко всем упоминаемым в настоящем описании нитям.

Второй или средний слой 16 нитей 18 ориентирован под углом 90° относительно первого слоя 10. Нити 18 имеют эластомерные характеристики, как указано выше.

Третий или нижний слой 20, содержащий функциональные нити 22, выполнен в форме массива параллельных нитей, расположенного перпендикулярно слою 16. Нити 22 слоя 20 выровнены относительно промежутка между нитями 14.

Нити смежных слоев могут быть соединены друг с другом различными подходящими способами, как указано выше.

После приложения сжимающей нагрузки при подаче ткани 10 на прессовый вал в бумагоделательной машине нити 18 растягиваются, в результате чего нити 14 и 22 перемещаются друг в направлении друга и оказываются расположены в промежутках между ними по существу в одной плоскости, как показано на фиг.3. После удаления нагрузки при выходе ткани с прессового вала нити 22 вызывают благодаря их упругим свойствам перемещение или «отпружинивание» слоев 12 и 20 друг от друга и восстановление таким образом требуемой толщины и открытой поверхности ткани, как показано на фиг.2. Таким образом, такая структура оказывается сжимаемой и упругой почти по всей толщине нити.

Эти свойства являются существенными, поскольку они влияют на однородность распределения давления под нагрузкой, а также на общую площадь контакта; на быстрый запуск благодаря высокой сжимаемости ткани в прессовых валах до требуемого объема пустот и на уменьшение вибраций благодаря действию структуры аналогично действию амортизирующей пружины; и поскольку быстрое восстановление толщины может дополнительно обеспечивать уменьшение повторного смачивания во время фазы расширения при обезвоживании после прохождения через средний прессовый вал.

Следует отметить, что во время использования ткани массивы нитей в слоях 12 и 20 могут быть ориентированы в машинном направлении или в направлении поперек движения ткани в машине.

Еще в одном варианте реализации положение и ориентация слоев 12 и 20 друг относительно друга и/или величина промежутков между ними выбраны аналогично вышеописанному варианту реализации, однако слой 16 ориентирован под углом менее 90° относительно слоев 12 и 20, предпочтительно под углом 45°.

Еще в одном варианте реализации использован принцип, аналогичный описанному выше, однако структура сформирована посредством способа, аналогичного описанному в находящейся в совместном рассмотрении заявке США № 11/893874, ссылка на которую означает ее полное включение в текст настоящего описания. Согласно этому способу формируют полноразмерный по длине и ширине массив ориентированных в машинном направлении функциональных нитей (например, нитей, несущих растягивающую нагрузку). К этому массиву присоединяют еще один слой необходимых эластомерных нитей, ориентированных поперек движения ткани в машине. Эти ориентированные поперек движения ткани в машине нити могут проходить перпендикулярно или под углом менее 90° относительно нитей, ориентированных в машинном направлении. При последующем складывании ткани согласно способу, раскрытому в указанной заявке, слои 12 и 20 нитей формируют таким образом, чтобы разместить между ними два слоя 18 эластомерных нитей, которые могут быть уложены перпендикулярно друг на друге или перекрещены под острым углом. Величина промежутков между ориентированными в машинном направлении нитями выбрана таким образом, чтобы обеспечивать возможность размещения нитей в этих промежутках. При использовании предлагаемой ткани в качестве прессовой ткани для дополнительного скрепления структуры по меньшей мере к одной из поверхностей может быть присоединено дополнительное подбивочное волокно.

Еще в одном варианте реализации структуру формируют посредством способа, аналогичного способу, раскрытому в вышеупомянутом патенте США № 4555440, ссылка на который означает его полное включение в текст настоящего описания. В целях наглядности на фиг.1 показаны только два слоя 12 и 20 нитей, ориентированных в одном направлении, и один слой 16 нитей, ориентированных в перпендикулярном направлении. Структура скреплена путем вплетения связующих нитей 24, как показано на фиг.1. Следует отметить, что такие вплетенные связующие нити могут проходить в машинном направлении или поперек движения ткани в машине. Нити слоев 12 и 20 выполнены в форме функциональных нитей. В случае если они ориентированны в машинном направлении, по меньшей мере один из двух слоев может содержать нити, несущие растягивающую нагрузку. Они могут быть выполнены одинаковыми или отличными друг от друга в отношении формы, конфигурации, материала и т.д. Слой 16 сформирован из упругих нитей. Как и вышеописанном случае, величину промежутков между соответствующими друг другу нитями 14 и 22 выбирают таким образом, чтобы обеспечивать возможность размещения нитей в промежутках. Связующие нити 24 могут быть выполнены в форме связующих нитей или также в форме функциональных нитей, что может положительно влиять, например, на устойчивость ткани в направлении поперек движения ткани в машине. Как и в других вышеописанных вариантах реализации, При использовании предлагаемой ткани в качестве прессовой ткани для дополнительного скрепления структуры по меньшей мере к одной из поверхностей может быть присоединено дополнительное подбивочное волокно. Кроме того, в зависимости от применения вместо подбивки к структуре может быть присоединена микропористая пленка.

При приложении нагрузки перпендикулярно плоскости ткани слои 12 и 20 нитей перемещаются друг в направлении друга и размещаются в промежутках, что обеспечивает сжатие основной ткани почти до полного диаметра нити. Однако более существенным является то, что после удаления нагрузки упругие нити 18 «отпружинивают», что приводит к перемещению слоев 12 и 20 друг от друга.

Кроме того, как описано в патенте '440, можно использовать более двух слоев функциональных нитей, ориентированных в машинном направлении, и более одного слоя нитей, ориентированных поперек движения ткани в машине, как показано на фиг.4А. При использовании, например, трех слоев нитей, ориентированных в машинном направлении, два слоя из трех должны быть расположены на некотором расстоянии друг от друга для обеспечения возможности размещения нитей в промежутках. Например, верхний и средний слои могут быть ориентированы таким образом, что нити в среднем слое оказываются в промежутке между двумя смежными нитями верхнего слоя, а нити в нижнем слое уложены в направлении вертакали под верхним или средним слоями. Кроме того, два слоя нитей, ориентированных поперек движения ткани в машине, могут быть выполнены эластомерными. Еще в одном в варианте реализации только один слой может быть выполнен эластомерным, а другой слой может быть выполнен из функциональных нитей для увеличения устойчивости в направлении поперек движения ткани в машине или обеспечения большего объема пустот под нагрузкой. Как и вышеописанном случае, нити в верхнем, среднем и нижнем слоях могут быть выполнены одинаковыми или отличаться друг от друга в отношении формы, конфигурации, материала и т.д.

На фиг.4 В показан еще один вариант неперекрещивающейся тканой структуры, в котором ткань 10 содержит пять слоев, которые расположены по существу в параллельных плоскостях и каждый из которых содержит параллельные нити. Нити первого, третьего и пятого слоев (т.е. слоев 12, 20 и 28) ориентированы в машинном направлении, а нити второго и четвертого слоев (т.е. слоев 16 и 26) ориентированы в направлении поперек движения ткани в машине. Как показано на чертеже, ориентированные в машинном направлении нити 22 третьего слоя 20 расположены, как описано выше, на некотором расстоянии друг от друга в промежутках между нитями 14 первого слоя 12 и пятого слоя 28. Второй слой 16 и четвертый слой 26 содержат эластомерные нити 18. Связующие нити 24 ориентированы поперек движения ткани в машине.

Слои не переплетены друг с другом. По меньшей мере одна относительно тонкая нить 24 использована для соединения слоев в вертикальном направлении. Например, для соединения нитей центрального или среднего слоя с верхним и нижним слоями соответственно могут быть использованы две нити 24' и 24 . Такая конфигурация обеспечивает отсутствие бокового смещения отдельных нитей в слоях. Связующие нити 24' и 24 могут чередоваться от одного ряда к другому ряду, каждый из которых проходит в направлении поперек движения ткани в машине.

Для изготовления спирально завитых полос материала с целью получения структуры, описанной в патенте США № 5360656, могут быть использованы структуры того же типа, что описаны выше.

Все вышеописанные структуры могут быть выполнены бесконечными в машинном направлении. Они также могут иметь шов для обеспечения возможности сшивания при установке на машину. Один из способов формирования такого шва в неперекрещивающихся структурах описан в патенте США № 4979543.

В этом случае также следует отметить, что эластомерная нить может быть использована в слоях, ориентированных в машинном направлении, слоях, ориентированных поперек движения ткани в машине, или слоях обоих типов, при условии что существует по меньшей мере один ориентированный в машинном направлении слой нитей, несущих растягивающие нагрузки, для обеспечения требуемой прочности и сопротивления растяжению структуры во время ее использования.

Также степень сжатия/упругости зависит от упругости необходимых нитей, размера и числа нитей, числа слоев нитей и, очевидно, непосредственно от всей структуры. Структура согласно настоящему изобретению также может быть выполнена в виде части слоистой структуры, содержащей другие массивы нитей или основы.

Кроме того, в случае сушильной ткани показанный на чертежах вариант реализации с использованием трех слоев может быть особенно предпочтительными, поскольку при прохождении ткани вблизи вала, например сушильного барабана, нити сушильной ткани по меньшей мере частично размещаются в промежутках между ними, что увеличивает площадь контакта бумажного листа с сушильным барабаном и, следовательно, улучшает теплопередачу. Это вызвано временным увеличением натяжения в машинном направлении при прохождении сушильной ткани вблизи вала, а не нагрузкой, приложенной перпендикулярно ткани. Еще в одном варианте реализации настоящего изобретения предложен поддерживающий слой сушильной ткани, формирующий часть ее листовой стороны, как показано на фиг.5. В этой ткани, обратная сторона с расположенными под углом выступами является нелистовой контактной стороной ткани. Эта сторона «разрезает» ламинарный поток, что приводит к образованию вертикального потока в пустом промежутке сушильного барабана, и уменьшает осевой (уходящий в сторону) или ориентированный поперек движения ткани в машине воздушный поток, что улучшает массообмен. В такой конфигурации поддерживающая ткань давит на сушильный барабан, что приводит к увеличению ее поверхности и площади контакта листа с барабаном и, следовательно, улучшает теплопередачу. Таким образом, этот вариант реализации позволяет получить усовершенствованную сушильную ткань, содержащую техническую листовую сторону для улучшения и оптимизации теплопередачи и техническую обратную сторону для улучшения и оптимизации массообмена. В качестве указанной структуры может быть использована цельнотканая структура, слоистый материал или их сочетание.

Еще в одном варианте реализации каждый из слоев ткани может быть сформирован путем сочетания различных рисунков переплетения или зевных рисунков. В качестве пояснения, при перекрывающем плетении нить основы или нить, ориентированную в машинном направлении, продевают через ремизное галево, после чего путем поднятия и опускания ремизного галева для каждой нити основы формируют рисунок плетения и размещают уточную нить 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 2-, 4-, 6-, 8-зевные рисунки и т.д.

На фиг.6 показан 2-зевныйрисунок с уточной нитью толщиной 0,35 мм; на чертеже показаны нити 18, 24 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 случае ткани, сшиваемой при установке на машину, в качестве верхнего рисунка можно использовать 2-зевный рисунок для петельных нитей. В качестве нити утка для петельной нити в 2-зевном рисунке можно использовать ту же нить, что и, например, в 4-зевных рисунках, для сохранения прочности петель. 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.7, использована многокомпонентная витая нить, содержащая эластомерный материал 16, для многослойной ткани, имеющей двухслойную конфигурацию. На фиг.8 показаны варианты реализации слоистых структур ткани. На фиг.8А показана структура основы с нитью 18 и нитями 14, 20, размещенными между двумя слоями ткани.

На фиг.8 В показана тканая непересекающаяся основа. Основа содержит нить 18 и нити 14, 22, а также нить 24. Также возможны другие варианты реализации, в которых в качестве эластомерной нити используют вязаную нить вместо крученой нити.

Согласно еще одному варианту реализации, показанному на фиг.9, сжимаемая упругая пятислойная ткань содержит связующую нить 24, ориентированную поперек движения ткани в машине. Массив 16 нитей, содержащий нить 18, проходящую поперек движения ткани в машине, расположен между первым массивом 12 и третьим массивом 20. Нити четвертого слоя 26, содержащего нити 18, расположены в чередующихся промежутках в вертикальной плоскости относительно параллельных эластомерных нитей второго слоя 16. Нити 14 пятого слоя 28 расположены в той же вертикальной плоскости, что и нити 14 первого слоя 12. Как показано на чертежах, каждая нить 24 поочередно переплетена снизу и сверху трех параллельных нитей в первом и пятом слоях и размещена на некотором расстоянии в машинном направлении таким образом, чтобы формировать длинные перекрытия посредством каждой из нитей 12 первого слоя 12 и пятого слоя 28. Как показано на чертежах, эластомерные нити расположены внутри двухслойной конфигурации рисунка плетения, в которой может быть использовано 16 ремизок для случая бесконечного тканья и 8 ремизок для случая плоского тканья. 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 18, и менее крупную основу для нити 24. Структура ткани, показанная на фиг.9, 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.

Переплетение должно обеспечивать растяжение эластомерных нитей и сжатие основы под действием нормальной нагрузки и ее «отпружинивание» после удаления нагрузки.

На фиг.10 показан еще один вариант реализации, согласно которому плетут нити основы. Как показано на фиг.10, четыре конца нитей 14 первого слоя 12 вплетены сверху слоев 16, 22, 26 нитей 18 таким образом, что после каждого второго повторения рисунка следует двухслойная связующая нить, и четыре конца нитей 14 вплетены снизу слоев 16, 22, 26, 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.11 показан еще один вариант реализации. Фиг.11А, 11С и 11D иллюстрируют несжатое положение, а фиг.11В и 11Е иллюстрируют сжатое положение. На чертежах один слой содержит эластомерные нити 18, показанные в форме эластомерных уточных нитей 18, и функциональные нити 17, проходящие в том же направлении и чередующиеся с нитями 18. Эластомерная нить выполнена толще нити 17. Как показано на чертежах, нити 18, 17 могут проходить в машинном направлении; слой ткани также может быть выполнен с возможностью включения более крупных нитей 18 в направлении основы, как, например, в многоосной ткани. Как показано на чертеже, в сравнении с вариантами реализации, показанными на фиг.11D и НЕ, помимо прочего, ткань выполнена сжимаемой и упругой даже при однослойной конфигурации. Кроме того, путем изменения натяжений утка и основы могут быть получены более ровные нити, ориентированные поперек движения ткани в машине и пересекающие эластомерные нити.

На фиг.12А-12Е показан еще один вариант реализации ткани, в котором ткань выполнена с изгибами, ориентированными в большей или меньшей степени в машинном направлении, и содержит эластомерные нити во внутренних слоях. На чертежах показаны три слоя 12, 16, 20 эластомерных нитей 18; верхний слой 12 и нижний слой 20 проходят в направлении поперек движения ткани в машине, а средний слой 16 продольно размещен в машинном направлении. Петлевые или связующие нити 24 (для ткани, сшиваемой при установке на машину) проходят через структуру или вплетены в нее, как показано на чертежах, причем на наружной поверхности нити 24 проходят сверху ориентированных поперек движения ткани в машине эластомерных нитей слоя 12 вниз с образованием петли снизу одной ориентированной поперек движения ткани в машине нити 18 в нижнем слое 20 массива эластомерных нитей и далее обратно наверх. Как показано на чертежах, связующие нити 24 выполнены с изгибом 30.

В вариантах реализации, показанных на фиг.11 и 12, также как и в вышеописанных случаях, переплетение и размещение эластомерной нити выбраны такими, что основа сжимается при приложении к ней нормальной нагрузки и «отпружинивает» после ее удаления.

На основании вышеприведенного описания для специалистов станут очевидны различные модификации настоящего изобретения, не выходящие за пределы его объема, определенного прилагаемой формулой.