Промышленная ткань, содержащая полученные спиральной намоткой полосы материала
В настоящем изобретении раскрыты техническая ткань, лента конвейера или рукав и способ их изготовления. Техническая ткань, лента конвейера или рукав изготовлены намоткой спиралью полос полимерного материала, такого как технический обвязочный материал или лента и соединением смежных сторон полос материала лазерной или ультразвуковой сваркой. Техническая ткань, лента конвейера или рукав могут быть перфорированы соответствующим способом для придания проницаемости для воздуха и/или воды. 2 н. и 30 з.п. ф-лы, 14 ил.
ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Настоящая заявка испрашивает приоритет на основании предварительной заявки на патент США №61/246,812, поданной 29 сентября 2009 г., предварительной заявки на патент США №61/246,801, поданной 29 сентября 2009 г., предварительной заявки на патент США №61/147,637, поданной 27 января 2009 г., и предварительной заявки на патент США №61/121,998, поданной 12 декабря 2008 г.
ВКЛЮЧЕНИЕ ПО ССЫЛКЕ
Все патенты, заявки на патенты, документы, ссылки, инструкции производителя, описания, технические требования к изделиям и технологические карты для любых упомянутых в настоящем описании изделий включены по ссылке в текст настоящего описания и могут быть использованы при реализации изобретения.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к производству бумаги. Более конкретно, к тканям для бумажного производства, включая формующие, прессовые и сушильные ткани, а также сушильные ткани для сквозной сушки воздухом (TAD), известные также как оснащение для бумагоделательной машины, на которой изготавливается бумага. Кроме того, изобретение может использоваться в качестве основы для башмачного пресса, транспортной ленты конвейера или ленты каландра, которые используются на бумагоделательной машине. Кроме того, настоящее изобретение может быть использовано в других промышленных установках, в которых промышленные ленты используются для обезвоживания материала. Кроме того, настоящее изобретение может быть использовано в качестве ленты конвейера и/или рукава в производстве нетканых изделий в таких процессах как суховоздушное формирование полотна, мелтблоун (melt blowing), спанбонд (spunbonding) и гидросплетение (hydroentangling).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В процессе производства бумаги целлюлозное полотно формуют путем нанесения волокнистой пульпы, т.е. разбавленной водой целлюлозной массы, на перемещающуюся формующую сетку в формующей части бумагоделательной машины. Большая часть воды стекает из целлюлозной массы сквозь формующую сетку, при этом на поверхности формующей ткани формуется бумажное полотно.
Только что сформованное бумажное полотно поступает из формующей части в прессовую часть, которая содержит ряды вальцовых прессов, между валами которых пропускают бумажное полотно, поддерживаемое на прессовой ткани, или, как это часто бывает, полотно пропускают между двумя такими прессовыми тканями. Между валами пресса бумажное полотно подвергается сжатию, благодаря чему происходит его обезвоживание, которое вызывает сцепление целлюлозных волокон друг с другом, вследствие целлюлозное полотно превращается в бумажный лист. Влага впитывается прессовой тканью или тканями и, в идеале, не возвращается в бумажный лист.
Наконец, бумажный лист поступает в сушильную часть, содержащую по меньшей мере один ряд вращающихся сушильных барабанов или цилиндров, нагретых изнутри паром. Только что сформованный бумажный лист перемещается последовательно вокруг каждого барабана в ряду по волнообразной траектории, плотно прижимаемый сушильной тканью к поверхности барабанов. Путем испарения нагретые барабаны уменьшают содержание воды в бумажном листе до требуемого уровня.
Следует отметить, что формующие, прессовые и сушильные ткани на бумагоделательной машине имеют форму бесконечных петель и работают наподобие конвейеров. Кроме того, следует отметить, что производство бумаги является непрерывным процессом, протекающим со значительной скоростью, т.е. в то время как в формующей части непрерывно наносят волокнистую пульпу на формующую сетку, на выходе из сушильной части только что изготовленное бумажное полотно непрерывно сматывают в рулоны.
Кроме того, следует заметить, что большинство формирующих, прессовых и сушильных тканей представляют собой или по меньшей мере содержат как компонент, текстильную ткань в форме бесконечной петли, имеющей конкретную длину, измеренную в продольном направлении, и конкретную ширину, измеренную в поперечном направлении. Поскольку конструкции бумагоделательных машин могут изменяться в широких пределах, от производителей оснащения для бумагоделательной машины требуется производить формующие, прессовые и сушильные ткани таких размеров, которые подходят по размеру конкретных мест в формующей, прессовой и сушильной частях бумагоделательных машин заказчиков. Нет необходимости говорить, что данное требование затрудняет поточное производство, так как обычно каждая ткань должна быть сделана под заказ.
Более того, поскольку поверхность текстильной ткани до некоторой степени заведомо неровная, так как места переплетения, сформированные там, где нити, лежащие в одном направлении основы вокруг нитей, лежащих в другом направлении, лежат на поверхности, трудно производить бумажное изделие, полностью лишенное загрязнения полотна.
Из уровня техники известно, что было предпринято несколько попыток решения данных проблем. Например, патент США №3,323,226, выданный Beaumont et al., относится к синтетической сушильной ткани, содержащей по меньшей мере один слой полиэфирной пленки. Отверстия в ткани сформованы механическим пробиванием. В патенте США №4,495,680, выданном Beck, раскрыты способ и устройство для формирования основы ткани, содержащей исключительно нити основы, использующиеся в производстве ленты бумагоделательной машины. По существу, нити основы скручены спиралью вокруг двух параллельных валов. Затем волокнистая подбивка или другой нетканый материал прикладывается и приклеивается к системе спиральных нитей основы для образования ленты бумагоделательной машины, в которой отсутствуют нити в поперечном машинному направлении.
В патенте США №4,537,658, выданном Albert, описана ткань для бумагоделательной машины, сформированная из множества удлиненных, сцепленных элементов с прорезями. Удлиненные элементы сцеплены друг с другом при помощи выполненных как одно целое выступов или с использованием штифтового соединения, проходящего от одного удлиненного элемента к соседнему элементу. В описанной ткани удлиненные элементы проходят в направлении поперек машинному и содержат плоские параллельные верхнюю и нижнюю поверхности.
В патенте США №4,541,895, выданном Albert, описана ткань для бумагоделательной машины, сформированная из множества нетканых полотен, ламинированных вместе с образованием ткани или ленты. Нетканые полотна перфорированы путем сверления лазером. Такие полотна сформированы из неориентированного полимерного материала, и если необходимо изготовить ткань или ленту для бумагоделательной машины высокого качества, то она будет иметь недостаточную стабильность размеров для того чтобы работать как бесконечная лента конвейера на бумагоделательной машине.
В патенте США №4,842,905, выданном Stech, раскрыта мозаичная ткань для бумагоделательной машины и элементы для ее изготовления. Элементы выполнены таким образом, что они имеют выступающие элементы, которые сцепляются с пазами. Ткань для бумагоделательной машины содержит множество мозаичных элементов, которые взаимно соединены для составления мозаичной ткани требуемой длины и ширины.
В патенте США №6,290,818, выданном Romanski, раскрыта лента башмачного пресса, в которой ткань основы сделана из бесконечной трубы растягивающейся пленки, которая может быть перфорирована.
В патенте США №6,630,223, выданном Hansen, раскрыта техническая ткань, сформированная из множества навитых спиралью имеющих определенную форму (не круглое поперечное сечение) моноволокн, примыкающих друг к другу, сторона к стороне смежных витков, и подходящим способом скрепленных друг с другом.
В патенте США №6,989,080, выданном Hansen, раскрыта нетканая ткань для бумагоделательной машины, сформированная из навитого спиралью в машинном направлении слоя основы заготовки, покрытым в поперечном направлении слоем похожей или непохожей заготовки и состыкованной подходящим способом.
В публикации патентной заявки США №2007/0134467, выданном Sayers, предложен способ, согласно которому получают перфорированную ткань путем ламинирования группы пленок и вырезания отверстий в процессе ламинирования для получения перфорированной ткани.
Ткани в современных бумагоделательных машинах могут быть от 152,4 см до более чем 1 005,84 см (от 5 футов до более чем 33 фута) в ширину, от 1219,2 см до более чем 12192 см (от 40 футов до более чем 400 футов) в длину и могут весить приблизительно от 45,36 кг до более чем 1 360,8 кг (от 100 фунтов до более чем 3000 фунтов). Эти ткани изнашиваются и требуют замены. Зачастую замена тканей включает изъятие машины из производственного процесса, удаление изношенной ткани, подготовку к установке ткани и установку новой ткани. В то время как большинство тканей бесконечные, большинство использующихся в настоящее время тканей являются сшиваемыми в процессе установки на машину. Установка ткани включает натягивание тела ткани на машину и соединение концов ткани с формированием бесконечной ленты.
В ответ на потребность быстрее и эффективнее производить ткани разной длины и ширины, в последнее время ткани производят с использованием способа скручивания спиралью, раскрытом в патенте США №5,360,656, выданном Rexfelt et al. (именуемый в дальнейшем «патент 656»), ссылка на который означает, что его содержание полностью включено в текст настоящего описания.
В «патенте 656» раскрыта ткань, содержащая ткань основы, содержащую по меньшей мере один слой пришитого к ней штапельного материала. Ткань основы содержит по меньшей мере один слой. навитой спиралью полосы текстильной ткани, ширина которой меньше ширины ткани основы. Ткань основы бесконечная в продольном или машинном направлении. Продольные нити навитой спиралью полосы образуют угол с продольным направлением ткани. Полоса текстильной ткани может быть сплетена на станке гладкой и является более узкой, чем ткань, обычно использующаяся в производстве оснащения для бумагоделательной машины.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящем изобретении предложено альтернативное решение проблем, на устранение которых были направлены вышерассмотренные патенты и патентные заявки.
Соответственно, в одном варианте реализации настоящего изобретения предложена техническая ткань или лента для формующей, прессовой и сушильной частей бумагоделательной машины, включая сушильную ткань для сквозной сушки воздухом (TAD). Кроме того, настоящее изобретение может быть использовано в качестве транспортной ленты, ленты для пресса с удлиненной зоной прессования, ленты каландра или в качестве других технологических лент, таких как ленты гофромашины. Кроме того, ткань может быть использована как часть ленты для отделки текстильного полотна, такая как, например, безусадочная или дубильная лента. Более того, ткань согласно настоящему изобретению может использоваться для других промышленных установок, в которых промышленные ленты используются для обезвоживания материала. Например, ткань может использоваться в формующей пульпу ленте или сжимающей пульпу ленте, в ленте, использующейся для обезвоживания макулатуры в процессе смывания типографской краски, такой как сушильная лента двухвальцового пресса (DNT) в машине, смывающей типографскую краску с макулатуры, или в обезвоживающей ленте для обезвоживания отстоя. Кроме того, обладающая признаками изобретения ткань может использоваться в ленте и/или рукаве использующихся в производстве нетканых изделий с использованием процессов, таких как суховоздушное формирование полотна, мелтблоун (melt blowing), спанбонд (spunbonding) и гидросплетение (hydroentangling). Лента и/или рукав сформированы в форме бесконечной петли и содержат внутреннюю поверхность и наружную поверхность.
В типичном варианте реализации бесконечная лента конвейера сформирована из полос материала, спирально навитых вокруг двух валов с примыканием сторон полос друг к другу. Полосы прочно скреплены друг с другом подходящим способом с формированием бесконечной петли длины и ширины, которая требуется для конкретного применения. В случае с рукавом полосы могут быть намотаны вокруг поверхности одного вала или сердечника, имеющего диаметр и поперечный размер приблизительно равный диаметру барабана, на котором рукав будет установлен. Подходящие для использования полосы материала обычно изготавливают как технический обвязочный материал. Техническая лента, в частности пластиковый обвязочный материал, обычно выполнена в виде относительно тонкой пластиковой полосы, использующейся для скрепления или фиксации предметов вместе. Неожиданным образом было обнаружено, что пластиковый материал такого типа обладает подходящими характеристиками для того, чтобы использоваться как материал для полос для формирования ленты конвейера согласно настоящему изобретению.
Различие в определении между пластиковой лентой и моноволокном касается размера, формы и применения. Как лента, так и моноволокно получены методами экструзии, включающими одни и те же основные этапы экструзии, в частности одноосную ориентацию и намотку. Моноволокно по существу имеет меньший размер, чем лента, и обычно является круглым по форме. Моноволокно широко используется для разнообразных применений, таких как рыболовные лески и технические ткани, включая оснащение для бумагоделательной машины. По существу, лента намного больше по размеру, чем моноволокно, и всегда по существу шире по главной оси а также имеет прямоугольную форму в соответствии с областью применения.
В области техники, касающейся способов экструзии, известно получение пластиковой ленты экструзией. Также хорошо известно, что данный процесс включает стадию одноосной ориентации экструдированного материала. Кроме того, хорошо известно, что существуют два основных процесса экструзии с использованием одноосной ориентации. Один процесс заключается в экструзии и ориентации широкого полотна, которое разрезается на отдельные полосы. Другой процесс заключается в экструзии отдельной ориентированной ленты. Этот второй процесс в значительной степени аналогичен процессу изготовления моноволокна, как показывает схожесть оборудования для обоих процессов.
Преимущество в использовании обвязочного материала в сравнении с моноволокном заключается в количестве спиральных витков, необходимых для производства ткани. Обычно моноволокна считаются нитями, размером не больше 5 мм по их самой длинной оси. Размеры одноосно-ориентированного моноволокна, используемого для оснащения бумагоделательной машины и других вышеупомянутых применений, редко превышают 1 мм по их самой длинной оси. Обычно используемый обвязочный материал имеет по меньшей мере 10 мм в ширину и иногда превышает 100 мм в ширину. Очевидно, что также могут использоваться ремни шириной вплоть до 1000 мм. Поставщики обвязочного материала, который может использоваться, включают такие компании как Signode.
Настоящее изобретение предлагает улучшенную ткань, ленту конвейера или рукав, которые пригодны для применения вместо традиционной ленты конвейера или рукава и придают требуемые физические характеристики, такие как объем, внешний вид, текстура, впитывающая способность, прочность и тактильные свойства, изготовленным на них бумажным или нетканым изделиям.
Другие преимущества, обеспечиваемые в сравнении с известными текстильными тканями, включают, но не ограничиваются, такими как улучшенная поддержка волокон и освобождение (в отсутствии застревания волокон) и возможность более легкой очистки благодаря отсутствию пересечения нитей, что позволяет избежать захвата единичных волокон. Если лента конвейера/рукав имеет текстуру поверхности, то рисунок/текстура передаются нетканому материалу/ бумажному полотну более эффективно и, кроме того, это придает лучшие физические свойства, такие как объем/ впитывающая способность.
Еще одним преимуществом является соотношение толщины и коэффициента растяжения. Известные полиэфирные (PET) пленки, например, имеют коэффициент растяжения по длинной оси (в машинном направлении - MD) приблизительно 3,5 ГПа. Материал ремня (или ленты) из полиэтилентерефталата (PET) имеет коэффициент растяжения в диапазоне от 10 ГПа до 12,5 ГПа. Для того чтобы достичь такого же коэффициента растяжения пленки, структура должна быть в 3-3,6 раз толще.
Следовательно, согласно изобретению один пример реализации относится к ткани, ленте конвейера или рукаву, сформированным как однослойная или многослойная структура из данных навитых спиралью лент. Ткань, лента конвейера или рукав могут иметь плоские гладкие верхнюю и нижнюю поверхности. Кроме того, ткань, лента конвейера или рукав могут быть некоторым образом текстурированными любым известным способом, таким как, например, шлифование песком, гравировка, тиснение или травление. Лента конвейера может быть непроницаемой для воздуха и/или воды. Кроме того, лента конвейера может быть перфорирована некоторым механическим или тепловым (лазерным) способом, так что она может быть проницаемой для воздуха и/или воды.
Еще в одном примере реализации лента сформирована таким образом, что она имеет взаимозацепляющийся профиль. Лента конвейера сформирована навивкой спиралью данных зацепляющихся полос и обеспечивает большую целостность, чем просто примыкающие параллельные и/или перпендикулярные стороны смежных полос ленты. Кроме того, данная лента конвейера может быть непроницаемой для воздуха и/или воды или перфорированной для проницаемости.
Ткань, лента конвейера или рукав согласно настоящему изобретению могут дополнительно содержать функциональное покрытие на одной или обеих поверхностях. Функциональное покрытие может иметь плоскую или гладкую верхнюю поверхность, или в другом варианте может быть некоторым образом текстурированным любым известным способом, таким как, например, шлифование песком, гравировка, тиснение или травление. Функциональное покрытие может быть любым известным материалом, таким как, например, полиуретан, полиэфир, полиамид или любая другая полимерная смола или даже лента, и функциональное покрытие дополнительно может содержать частицы, такие как нанонаполнители, которые могут улучшить характеристики обладающих признаками изобретения ткани, ленты конвейера или рукава, такие как сопротивление к изгибу, распространению трещин или износу.
Кроме того, ткань, лента конвейера или рукав согласно настоящему изобретению могут использоваться как армирующая основа в формующей ткани, прессовой ткани, сушильной ткани, сушильной ткани для сквозной сушки воздухом (TAD), ткани башмачного пресса, транспортной ленте конвейера, ленте каландра или технологической ленте, использующейся в процессах, таких как суховоздушное формирование полотна, мелтблоун (melt blowing), спанбонд (spunbonding) и гидросплетение (hydroentangling), ткани пресса с удлиненной зоной прессования (LNP), ленте гофромашины, безусадочной ленте, дубильной ленте, формующей пульпу ленте или сжимающей пульпу ленте, сушильной ленте двухвальцового пресса (DNT) в машине, смывающей типографскую краску с макулатуры или ленте для обезвоживания отстоя.
В то время как вышеуказанные варианты реализации показаны для одного слоя полос навитой спиралью ленты, существуют преимущества использования полос с различной геометрией, формирующих ленту конвейера по меньшей мере из двух слоев. Следовательно, согласно одному типичному варианту реализации лента конвейера может содержать по меньшей мере два слоя, в которых могут быть сформированы полосы, так что по меньшей мере два слоя механически соединены или скреплены вместе другими известными способами. Структура может быть или непроницаемой, или перфорированной для того, чтобы быть проницаемой для воздуха и/или воды.
Еще в одном типичном варианте реализации предложена многослойная структура, сформированная с использованием концепции «сварного шва с накладкой», используемой для дальнейшего улучшения целостности ленты. Структура может быть или непроницаемой или перфорированной для того чтобы быть проницаемой для воздуха и/или воды.
В то время как используются термины «ткань» и «структура ткани», термины ткань, лента конвейера, рукав, поддерживающий элемент и структура ткани используются как взаимозаменяемые для описания структур согласно настоящему изобретению. Подобным образом термины ремень, лента, полоса материала и полосы материала используются как взаимозаменяемые на протяжении всего описания.
Характеризующие изобретение различные признаки новизны указаны, в частности, в пунктах формулы изобретения, которая прилагается и является частью настоящего описания. Для лучшего понимания изобретения, его преимуществ и специфических целей, получаемых благодаря его использованию, в описании предпочтительных, но не ограничивающих, вариантов реализации, приведенных в иллюстративных целях, сделаны ссылки на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые элементы обозначены одинаковыми номерами.
Термины «содержащий» и «содержит», использованные в настоящем описании, могут означать то же самое, что и термины «включающий в себе» и «включает в себя» или могут иметь значение, данное для этого термина в Патентном Законе США. Термины «по существу содержащий» или «содержит по существу», использованные в формуле изобретения, имеют значение, данное для этого термина в Патентном Законе США. Другие аспекты изобретения описаны или очевидны из последующего описания (в пределах объема изобретения).
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Прилагаемые чертежи, которые включены для лучшего понимания изобретения, являются неотъемлемой частью настоящего описания. Представленные в настоящем описании чертежи иллюстрируют различные варианты реализации изобретения и вместе с описанием служат для пояснения принципов изобретения.
На чертежах:
на фиг.1 изображен перспективный вид ткани, ленты конвейера или рукава согласно одному аспекту настоящего изобретения;
на фиг.2 изображен способ, согласно которому могут быть сформированы ткань, лента конвейера или рукав согласно настоящему изобретению;
на фиг.3а-3i изображены поперечные сечения в ширину некоторых вариантов реализации полосы материала, использованной в производстве, обладающих признаками изобретения ткани, ленты конвейера или рукава;
на фиг.4а-4d изображены поперечные сечения в ширину некоторых вариантов реализации полосы материала, использованной в производстве обладающих признаками изобретения ткани, ленты конвейера или рукава;
на фиг.5а-5с изображены поперечные сечения в ширину некоторых вариантов реализации полосы материала, использованной в производстве обладающих признаками изобретения ткани, ленты конвейера или рукава;
на фиг.6а-6d изображены поперечные сечения в ширину некоторых вариантов реализации полосы материала, использованной в производстве, обладающих признаками изобретения ткани, ленты конвейера или рукава;
на фиг.7а-7d изображены поперечные сечения по ширине некоторых вариантов реализации полосы материала, использованной в производстве обладающих признаками изобретения ткани, ленты конвейера или рукава;
на фиг.8а-8с изображены поперечные сечения в ширину некоторых вариантов реализации полосы материала, использованной в производстве обладающих признаками изобретения ткани, ленты конвейера или рукава;
на фиг.9 изображена гистограмма, на которой показаны преимущества использования одноосно-ориентированного материала (ремня/ленты) в сравнении с двухосно- ориентированным материалом (пленкой) и экструдированным материалом (формованной частью);
на фиг.10а-10d изображены этапы способа, согласно которому могут быть сформированы ткань, лента конвейера или рукав согласно настоящему изобретению;
на фиг.11а и 11в схематически изображено устройство, которое может использоваться в процессе формирования ткани, ленты конвейера или рукава согласно одному аспекту настоящего изобретения;
на фиг.12 схематически изображено устройство, которое может использоваться в процессе формирования ткани, ленты конвейера или рукава согласно одному аспекту настоящего изобретения;
на фиг.13 изображено поперечное сечение ткани, ленты конвейера или рукава согласно одному аспекту настоящего изобретения; и
на фиг.14 изображено устройство, использованное в производстве ткани, ленты конвейера или рукава согласно одному аспекту настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ
Обратимся теперь к чертежам, на фиг.1 изображен перспективный вид технической ткани, ленты конвейера или рукава 10 согласно настоящему изобретению. Ткань, лента конвейера или рукав 10 содержат внутреннюю поверхность 12 и наружную поверхность 14 и сформированы намоткой спиралью полосы полимерного материала 16, например, технического обвязочного материала, с множеством смежных и примыкающих друг к другу витков. Полоса материала 16 скручена спиралью по существу в продольном направлении по всей длине ткани 10 в форме винтовой линии, по которой выполнены ткань, лента конвейера или рукав 10.
На фиг.2 изображен типичный способ, согласно которому могут быть сконструированы ткань, лента конвейера или рукав 10. Устройство 20 содержит первый технологический вал 22 и второй технологический вал 24, каждый из которых вращается вокруг своей продольной оси. Первый технологический вал 22 и второй технологический вал 24 параллельны друг другу и расположены на расстоянии друг от друга, определяющем общую длину подлежащих изготовлению на нем ткани, ленты конвейера или рукава 10, измеренную в продольном направлении. Сбоку от первого технологического вала 22 расположена подающая бобина (на чертежах не показана) с возможностью вращения вокруг оси и перемещения параллельно технологическим валам 22 и 24. Подающая бобина обеспечивает подачу полосы материала 16 шириной по меньшей мере, например, 10 мм. Подающая бобина первоначально расположена на левом конце первого технологического вала 22 перед тем, как будет на заданной скорости непрерывно перемещаться вправо или к другой стороне.
Для того чтобы начать изготовление ткани, ленты конвейера или рукава 10, начало полосы полимерного обвязочного материала 16 проходит в туго натянутом состоянии от первого технологического вала 22 навстречу ко второму технологическому валу 24, вокруг второго технологического вала 24 и обратно к первому технологическому валу 22 с формированием первого витка закрытой спирали 26. Для того чтобы закрыть первый виток закрытой спирали 26 начало полосы материала 16 присоединяется к концу первого витка спирали в точке 28. Как будет ниже рассмотрено, смежные витки навитой спиралью полосы материала 16 соединены друг с другом механическим и/или приклеивающим способами.
Следовательно, последовательные витки закрытой спирали 26 сформированы вращением первого технологического вала 22 и второго технологического вала 24 в одном направлении, показанном стрелками на фиг.2 в то время как полосу материала 16 подают на первый технологический вал 22. В то же самое время полоса материала 16, только что намотанная на первый технологический вал 22, непрерывно присоединяется к полосе, уже находящейся на первом технологическом вале 22 и втором технологическом вале 24, например, механическим и/или клеящим или любым другим подходящим способом, для того чтобы образовать дополнительные витки закрытой спирали 26.
Данный процесс продолжается до тех пор, пока закрытая спираль 26 не будет иметь требуемую ширину, измеренную вдоль оси первого технологического вала 22 или второго технологического вала 24. В данной точке полоса материала 16, еще не намотанная на первый технологический вал 22 и второй технологический вал 24, обрезается, и изготовленная из нее закрытая спираль 26 снимается с первого технологического вала 22 и второго технологического вала 24 для изготовления ткани, ленты конвейера или рукава 10 согласно настоящему изобретению.
Хотя в настоящем описании указано, что установлены два вала, следует отметить, что полосы могут быть намотаны вокруг одного вала или сердечника для формирования ткани, ленты конвейера или рукава согласно настоящему изобретению. Вал или сердечник подходящего размера могут быть подобраны на основе требуемого размера подлежащих изготовлению ткани, ленты конвейера или рукава.
Способ согласно настоящему изобретению для производства ткани, ленты конвейера или рукава 10 вполне универсальный и адаптируемый к изготовлению тканей для бумажного производства и/или технических тканей, лент конвейеров различных продольных и поперечных размеров. Т.е. производителю, при реализации настоящего изобретения, больше не требуется производить текстильную ткань соответствующей длины и ширины для конкретной бумагоделательной машины. Напротив, производителю нужно только расположить первый технологический вал 22 и второй технологический вал 24 на соответствующем расстоянии друг от друга для создания приблизительной длины ткани, ленты конвейера или рукава 10 и наматывать полосу материала 16 на первый технологический вал 22 и второй технологический вал 24 до тех пор, пока закрытая спираль 26 не достигнет приблизительно требуемой ширины.
Кроме того, так как ткань, лента конвейера или рукав 10 изготовлены намоткой спиралью полосы полимерного обвязочного материала 16 и не являются текстильными тканями, наружная поверхность 12 ткани, ленты конвейера или рукава гладкая и однородная и не содержит мест переплетения, мешающих поверхности текстильной ткани быть идеально гладкой. Однако ткани, ленты конвейеров или рукава согласно настоящему изобретению могут иметь геометрические характеристики, обеспечивающие улучшенный рельеф поверхности и удельный объем изготовленным на них бумажным или нетканым изделиям. Другие преимущества поддерживающих элементов согласно настоящему изобретению включают создание ткани с улучшенным снятием полотна, улучшенной устойчивостью к загрязнению и сниженным собиранием волокон. Еще одно преимущество состоит в том, что отсутствуют ограничения и необходимость традиционного ткацкого станка, так как сквозные пустоты могут быть расположены в любом требуемом месте или рисунке. Кроме того, ткань, лента конвейера или рукав могут иметь текстуру на одной или обеих поверхностях, сформированную любыми известными способами, такими как, например, шлифование песком, гравировка, тиснение или травление. В другом варианте реализации ткань, лента конвейера или рукав могут быть гладкими на одной или обеих поверхностях.
На фиг.3а-3i изображены поперечные сечения по ширине некоторых вариантов реализации полосы материала, использующейся для производства ткани, ленты конвейера или рукава согласно настоящему изобретению. Каждый вариант реализации содержит верхнюю и нижнюю поверхности, которые могут быть плоскими и параллельными друг другу, или могут иметь соответствующий применению профиль. Обращаясь к фиг.3а, согласно одному варианту реализации изобретения полоса материала 16 содержит верхнюю поверхность 15, нижнюю поверхность 17, первую плоскую сторону 18 и вторую плоскую сторону 19. Верхняя поверхность 15 и нижняя поверхность 17 могут быть плоскими и параллельными друг другу, а первая плоская сторона 18 и вторая плоская сторона 19 могут быть скошены параллельно друг другу, так что первая плоская сторона 18 каждой навитой спиралью полосы материла 16 близко прилегает к второй плоской стороне 19 предыдущего витка полосы материала. Каждый виток полосы материала 16 присоединен к соседним виткам скреплением соответствующих первой и второй плоских сторон 18, 19 друг с другом с помощью клея, который может быть, например, активируемым при нагреве клеем, активируемым при комнатной температуре клеем, или термоплавким клеем, или любым другим подходящим способом.
На фиг.3b изображена полоса материала 16, которая может иметь структуру поперечного сечения, которая обеспечивает механическую фиксацию для соединения смежных полос материала 16 в сформированных спиралью ткани, ленте конвейера или рукаве. Смежные полосы материала 16 могут быть одинакового размера и/или профиля или разных размеров и/или профиля, но каждая имеет положение соединения, как изображено на фиг.3b. Другие примеры механической фиксации структур изображены на фиг.3с-3g, на которых изображено поперечное сечение отдельных полос материала 16. В каждом случае одна сторона полосы материала 16 может быть сформирована для механической фиксации или соединения с другой стороной смежной полосы материала 16. Например, как изображено в варианте реализации на фиг.3g, полоса материала 16 может содержать верхнюю поверхность 42, нижнюю поверхность 44, выступ 46 с одной стороны и соответствующий паз 48 с другой стороны. Выступ 46 может иметь размеры, соответствующие размеру паза 48, так что выступ 46 на каждом спиральном витке полосы материала 16 входит с натягом в паз 48 предыдущего витка полосы материала 16. Каждый виток полосы материала 16 скреплен со смежными витками полосы закреплением выступов 46 в пазах 48. Верхняя поверхность 42 и нижняя поверхность 44 могут быть плоскими и параллельными друг другу, или не плоскими и не параллельными в зависимости от применения, или даже могут быть выпукло или вогнуто скругленными в направлении ширины полосы, как изображено на фиг.3f. Подобным образом, стороны полосы могут быть или цилиндрически выпуклыми или вогнутыми с одним и тем же радиусом кривизны. На фиг.3h изображен еще один вариант реализации настоящего изобретения.
В дополнение к получению экструдированной полосы материала с противоположными полусферами или профилями, как выше описано, могут быть экструдированы или фрезерованы из прямоугольных полученных экструзией изделий различные другие формы, для того чтобы получить сопрягаемые края с приподнятыми направляющими, которые могут облегчить соединение механическим и/или клеящим способами. На фиг.3i изображена одна такая структура согласно одному типичному варианту реализации изобретения. В другом варианте для полосы материала не требуется иметь правую и левую стороны, что позволяло бы им сопрягаться или соединяться. Например, как изображено на фиг.4а, поперечное сечение полосы материала 16 может иметь блокирующие пазы на своей верхней поверхности или верхней стороне или полоса материала 16 может иметь блокирующие пазы на своей нижней поверхности или нижней стороне, как изображено на фиг.4b.
Например, на фиг.4с изображены полосы материала, показанные на фиг.4а и 4b, расположенные для взаимного соединения. Стрелки на фиг.4с показывают, например, направление, в котором должны перемещать каждую полосу материала 16 для сцепления пазов и соединения двух полос. На фиг.4с изображены две полосы материала 16 после того, как они были введены в зацепление или соединены вместе. Хотя в типичных вариантах реализации показаны только две сопряженные полосы материала, следует заметить, что конечные ткань, лента конвейера или рукав сформированы из нескольких соединенных вместе полос материала. Точнее, если скреплять полосы материала в процессе намотки спиралью, то можно сформировать полотно материала в форме бесконечной петли. Кроме того, следует заметить, что в то время как показаны механические соединения, прочность соединений может быть улучшена с помощью, например, термического соединения, в частности способом, известным как селективное соединение, в частности при помощи технологии с коммерческим названием «Clearweld" (подробнее см. на сайте www.clearweld.com).
На фиг.5а изображено поперечное сечение полосы материала 16, содержащей пазы на верхней и нижней сторонах. На фиг.5b изображено, как две полосы материала 16 с показанной на фиг.5а формой поперечного сечения могут быть введены в зацепление. Сблокированная структура в результате образует пазы на верхней и нижней поверхностях конечного изделия.
На фиг.5с изображен вариант реализации, на котором показано зацепление двух полос материала 16, показанных на фиг.5а и 4b. В результате получают полотно, содержащее пазы на нижней поверхности и имеющее плоскую верхнюю поверхность. Подобным образом можно также сформировать структуру, содержащую пазы на верхней поверхности и имеющую плоскую нижнюю поверхность,
Еще одним типичным вариантом реализации являются ткань, лента конвейера или рукав, сформированные из полос материала 16, содержащих зацепления кнопочного типа или зацепления рабочего положения, формирующие более прочные соединения благодаря их механической конструкции. Конструкции содержат зацепления рабочего положения в том смысле, что шпильки и принимающие части имеют механическое наложение, которое требует значительного усилия для соединения лент вместе или для их разъединения. Например, на фиг.6а изображены особенности зацеплений кнопочного типа в отдельных лентообразных полосах материала 16. На фиг.6b изображены особенности зацеплений кнопочного типа в отдельных лентообразных полосах материала 16 противоположной конфигурации, которые сделаны для зацепления с изображенной на фиг.6а структурой. На фиг.6с изображены отдельные лентообразные полосы материала 16, показанные на фиг.6а и 6b, расположенные для введения в зацепление. Следует заметить, что ступенчатое положение верхней и нижней лент выполнено с целью пригнать другую полосу материала 16 противоположной конфигурации. На фиг.6d изображены те же самые полосы после того, как они были прижаты друг к другу для формирования сцепленной структуры. Несколько подобных лентообразных полос материала могут быть сцеплены вместе для формирования конечных ткани, ленты конвейера или рукава.
Еще одним типичным вариантом реализации являются ткань, лента конвейера или рукав, сформированные из полос материала 16, содержащие пазы на обеих верхней и нижней сторонах, например, как изображено на фиг.7а. Эти две лентообразные полосы материала 16 выполнены так, чтобы быть соединенными вместе для формирования зацепления рабочего положения, как изображено на фиг.7b. Следует заметить, что обе поверхности, нижняя и верхняя, содержат пазы на соответствующих поверхностях. Кроме того, как изображено на фиг.7а и 7b, для специалиста может быть очевидным объединить по меньшей мере три полосы материала для формирования трехслойной структуры или, если используются только две полосы, профиль пазов верхней полосы может быть другой в сравнении с нижними сторонами. Подобным образом профиль пазов нижней полосы может быть такой же или другой в сравнении с верхними сторонами. Как ранее отмечалось, в то время как варианты реализации описаны для одного слоя навитых спиралью полос или лент, может оказаться преимуществом использование полосы с различной геометрией при формировании ленты конвейера, состоящей по меньшей мере из двух слоев. Следовательно, согласно одному примеру реализации, лента конвейера может содержать по меньшей мере два слоя, в которых полосы могут быть сформированы, так что по меньшей мере два слоя механически сцеплены. Каждый слой может быть скручен спиралью в противоположном направлении или в направлении под углом к машинному для создания дополнительной прочности.
На фиг.7с изображена сцепленная структура, которая в результате образует нижнюю поверхность с пазами и плоскую верхнюю поверхность, тогда как, например, на фиг.7с изображена сцепленная структура, которая в результате образует плоскую нижнюю поверхность и верхнюю поверхность с пазами.
Специалисту может быть, очевидно, что могут быть рассмотрены множества форм для создания вышеуказанных зацеплений рабочего положения. Например, в нескольких предыдущих вариантах реализации основное внимание уделяется круглым выступах кнопочного типа и круглым принимающим частям. Однако также возможно использование других форм, такой как трапециевидная, с получением такого же эффекта. Пример имеющего такую форму зацепления рабочего положения изображен на фиг.8а. В другом варианте можно смешивать формы с созданием зацепления рабочего положения. Пример смешанных форм изображен на фиг.8b и 8с.
Таким образом, механическое зацепление, сформированное между смежными полосами материала, как описано в вышеуказанных вариантах реализации, упрощает изготовление ткани или структуры, содержащей навитые спирально полосы материала, так как без такого сцепления существует возможность что смежные полосы материала будут отклоняться в разных направлениях и разъединяться в процессе производства навитой спиралью ткани. Путем механического сцепления смежных витков можно предотвратить отклонение и разъединение смежных витков спирали. Кроме того, уменьшается зависимость только от прочности механического сцепления для обеспечения прочности соединения, так как, кроме того, в ткани можно создавать термические сварные соединения в зонах механического сцепления. Согласно одному варианту реализации изобретения этого можно достигнуть размещением близкой к инфракрасной, инфракрасной или поглощающей лазерное излучение краски перед зацеплением компонентов типа паз/выступ вместе, далее механическое сцепление подвергается действию энергии инфракрасного или близкого к инфракрасному диапазона или лазерного источника, которое вызывает термическое сваривание механического сцепления без плавления материала вне зоны механического сцепления.
Полоса материала, описанная в вышеуказанных вариантах реализации, может быть экструдированой из любой известной полимерной смолы, такой как, например, полиэфирная, полиамидная, полиуретановая смолы и т.д. В то время как техническая лента привлекательна как материал основы, при условии, что она одноосно-ориентированная, т.е. она имеет по меньшей мере вдвое больший коэффициент растяжения, чем двухосно-ориентированный материал (пленка), и до десяти раз больший коэффициент растяжения, чем экструдированный материал (формованный), может быть использован любой подходящий материал. Т.е. структура, полученная из одноосно-ориентированного материала, требует менее половины толщины двухосно-ориентированного материала (пленки) и менее одной десятой толщины экструдированного материала (формованного). Данная особенность проиллюстрирована на фиг.9, где показаны результаты разработки изделия, которое разрабатывалось для заданной силы и натяжения при фиксированной ширине. Используемое уравнение для решения данной задачи представляет собой следующее отношение между напряжением и растяжением:
В данном примере сила (или нагрузка) поддерживается постоянной за счет ширины и растяжения. Уравнение показывает, что требуемая толщина обратно пропорциональна коэффициенту растяжения материала. Данное уравнение является представлением задачи конструирования оснащения для бумагоделательной машины для обеспечения стабильности размеров, т.е. при заданных нагрузке и максимальном растяжении ширина машины является фиксированной. Результат показан в терминах конечной толщины требуемой части в зависимости от коэффициента растяжения использованного материала. Точнее, одноосно-ориентированные материалы, такие как ремни или ленты, имеют существенное преимущество в сравнении с пленками и формованными полимерами, как изображено на фиг.9. Однако ткани, ленты конвейеров или рукава согласно настоящему изобретению не ограничиваются одноосной или двухосной ориентацией ремня, в котором при реализации настоящего изобретения могут быть использованы одна или обе ориентации.
Обычно ремень поставляется в виде изделия неизменной длины, имеющего прямоугольное поперечное сечение. Обычно это жесткая, общего назначения, необработанная полиэфирная полоса с превосходными характеристиками управляемости, что делает его пригодным для разных областей применения в промышленности. Он обладает превосходной механической прочностью и стабильностью размеров, как отмечалось ранее, и в нормальных условиях со временем не становится ломким. Ремень имеет хорошую устойчивость к влаге и большинству химикатов и может выдерживать температуру -70°С до 150°С или более. Типичные размеры поперечного сечения обвязочного материала, который может использоваться в настоящем изобретении, составляют, например, 0,3 мм (или более) в толщину и 10 мм (или более) в ширину. В то время как ремень может быть навитым спиралью, смежные витки ремня, не имеющие средств для зацепления для того, чтобы быть зафиксированными, могут быть приварены или соединены каким-либо иным образом. В этих случаях могут быть использованы лазерная сварка или ультразвуковая сварка для фиксации или приваривания смежных лент или полос материала вместе, при этом улучшаются его свойства в направлении, поперечном машинному (CD), такие как прочность, и снижается риск разъединения соседних полос материала.
В то время как одноосно-ориентированный ремень имеет максимальный коэффициент растяжения в машинном направлении (MD), другие свойства, отличные от коэффициента растяжения, также могут быть важны. Например, если коэффициент растяжения в машинном направлении (MD) обвязочного материала слишком высокий, то устойчивость к растрескиванию и устойчивость на изгиб конечной структуры могут быть неприемлемыми. Кроме того, также могут быть важными свойства конечной структуры в поперечном направлении (CD). Например, обращаясь к материалу полиэтилентерефталат (PET) и полосам материала одинаковой толщины, неориентированные полосы материала могут иметь обычный коэффициент растяжения в машинном направлении (MD) приблизительно 3 гигапаскаль и прочность приблизительно 50 мегапаскаль. С другой стороны, двухосно-ориентированная полоса может иметь коэффициент растяжения в машинном направлении (MD) приблизительно 4,7 гигапаскаль и прочность приблизительно 170 мегапаскаль. Обнаружено, что при модификации обработки одноосно-ориентированной полосы, так что коэффициент растяжения в машинном направлении (MD) может быть в диапазоне 6-10 гигапаскаль, и прочность может быть больше или равно 250 мегапаскаль, можно получить полосу с прочностью в поперечном направлении приблизительно 100 мегапаскаль. Кроме того, материал может быть менее хрупким, т.е. он может не растрескиваться при повторном сгибе и может быть лучше обработан при соединении полос вместе. Кроме того, соединение между полосами может быть устойчивым к разъединению при соответствующем использовании на производственной машине.
Один из способов зафиксировать вместе смежные полосы, согласно одному варианту реализации изобретения, состоит в ультразвуковой сварке смежных полос край к краю с одновременным созданием бокового давления, чтобы зафиксировать края в контакте друг с другом. Например, одна часть сварочного устройства может зафиксировать одну полосу, предпочтительно полосу, которая уже скручена спиралью, в прижатом состоянии к поддерживающему ролику, в то время как другая часть устройства придавливает другую полосу, предпочтительно полосу раскрученную, отжатую вверх к полосе, зафиксированной в нажатом состоянии. Например, такая сварка край к краю проиллюстрирована на фиг.11а.
При применении ультразвуковой прерывистой сварки получают особо прочное соединение. В отличие от этого при ультразвуковой сварке, как в режиме времени, так и в режиме энергии, известной также как традиционная ультразвуковая сварка, получают соединение, которое может быть описано как хрупкое. Следовательно, можно заключить, что соединение, сформированное ультразвуковой прерывистой сваркой, предпочтительнее в сравнении с традиционной ультразвуковой сваркой.
Другой типичный способ зафиксировать вместе смежные полосы согласно одному варианту реализации изобретения, который состоит в нанесении клея 30 на концы 34, 36 смежных полос 16, 16 и их соединении, изображен на фиг.10а-10d. Следует заметить, что наполнитель 32 может быть использован для заполнения промежутков или частей, в которых полосы друг с другом не соприкасаются.
Еще один способ зафиксировать вместе смежные полосы материала или функциональные полосы согласно одному варианту реализации изобретения состоит в использовании «сварного шва с накладкой», содержащего такой же основной материал, как полоса материала. Например, такой сварной шов с накладкой изображен на фиг.11b как тонкий материал, нанесенный выше и ниже полос материала. В таком расположении сварной шов с накладкой образует материал для полос материала, подлежащих свариванию, так что структура сборки не зависит от сварки край к краю, изображенной на фиг.11a. При использовании сварного шва с накладкой можно получить сварку край к краю. Однако это не является обязательным или предпочтительным. С использованием сварного шва с накладкой может быть сформирована сэндвич-структура или слоистая структура с горизонтальной поверхностью полосы материала, приваренной к горизонтальной поверхности сварного шва с накладкой, как изображено на фиг.11b. Следует заметить, что сварной шов с накладкой не должен быть расположен и сверху и снизу полос материала, в этом случае сварной шов с накладкой может быть расположен выше или ниже полос материала. Согласно одному аспекту сварной шов с накладкой также может быть центральной частью сэндвич-структуры с полосой материала, расположенной выше или ниже сварного шва с накладкой. Кроме того, сварной шов с накладкой изображен более тонким, чем полоса материала, и такой же толщины, как полоса материала, просто для примера. Сварной шов с накладкой может быть по существу уже или шире полосы материала и может быть такой же толщины или даже толще полосы материала. Кроме того, накладка сварного шва может быть другим куском полосы материала и не обязательно специальным куском материала, сделанным единственно для цели сварного шва с накладкой. Кроме того, сварной шов с накладкой может содержать клей, нанесенный на одну из поверхностей для того, чтобы помочь зафиксировать сварной шов с накладкой на месте для сварки. Однако, если используется такой клей, предпочтительно, чтобы он был частично нанесен на сварной шов с накладкой, а не на всю поверхность, так как частичное нанесение может образовать прочный сварной шов между подобными материалами (например, полиэфир с полиэфиром) полосы материала и сварного шва с накладкой при ультразвуковой или лазерной сварке.
Если сварной шов с накладкой сделан, например, из экструдированного полимера без ориентации, то предпочтительно, чтобы он был намного тоньше полосы материала, так как не ориентированный экструдированный сварной шов с накладкой менее подходит для обеспечения стабильности размеров конечной структуры, как ранее проиллюстрировано в настоящем описании. Однако, если сварной шов с накладкой сделан из ориентированного полимера, то предпочтительно, чтобы он в комбинации с полосой материала был как можно тоньше. Как ранее отмечалось, сварной шов с накладкой может быть другим куском полосы материала. Однако в этом случае предпочтительно, что толщина отдельных полос материала выбиралась так, что полная толщина сэндвич-структуры или слоистой структуры могла быть минимизирована. Кроме того, как ранее отмечалось, сварной шов с накладкой может быть покрыт клеем для фиксации структуры вместе для последующей обработки. Согласно одному аспекту сварной шов с накладкой с клеем может быть использован, например, для создания структуры, переходящей прямо к этапу перфорации, который может быть сверлением лазером без необходимости какого-либо ультразвукового соединения, так что сверление лазером или лазерная перфорация создает сварные точки, которые могут зафиксировать сэндвич-структуру вместе.
Еще один способ зафиксировать вместе смежные полосы материала, согласно одному варианту реализации изобретения, для сварки смежных полос материала заключается в использовании лазерной сварки.
На фиг.14 изображено типичное устройство 320, которое может использоваться в процессе лазерной сварки, согласно одному аспекту изобретения. В этом процессе ткань, лента конвейера или рукав 322, как они изображены на фиг.14, являются относительно небольшой частью общей длины законечных ткани, ленты конвейера или рукава. В то время как ткань, лента конвейера или рукав 322 могут быть бесконечными, наиболее целесообразно удерживать их вокруг пары валов, которые на чертежах не показаны, но известны специалистам в данной области. В таком расположении устройство 320 может быть расположено на одной из двух поверхностей ткани 322 между двумя валами, наиболее удобно на верхней поверхности. Предпочтительно, бесконечная или нет, ткань 322 в процессе может быть расположена с соответствующей степенью натяжения. Более того, для предотвращения провисания ткань 322 снизу может поддерживаться при помощи горизонтального поддерживающего элемента, в то время как она движется через устройство 320.
Теперь внимательно посмотрим на фиг.14, на котором ткань 322 изображена движущейся в вертикальном направлении через устройство 320, в соответствии с реализацией способа согласно настоящему изобретению. Лазерные головки, использующиеся в процессе лазерной сварки, могут перемещаться поперек ткани в поперечном (CD) направлении или в направлении ширины «X», в то время как ткань может перемещаться в машинном (MD) направлении или в направлении «Y». Кроме того, можно установить систему, в которой ткань перемещается в трех направлениях относительно механически зафиксированной лазерной сварочной головки.
Преимущество лазерной сварки в сравнении с ультразвуковой сваркой состоит в том, что лазерная сварка может быть выполнена на скоростях в диапазоне 100 м/ мин, в то время как верхняя предельная скорость ультразвуковой сварки составляет приблизительно 10 м/мин. Применение светопоглощающего красителя или поглотителя на концы полос, кроме того, может способствовать концентрации теплового действия лазера. Поглотителями могут быть черная типографская краска или близкие к инфракрасному диапазону красители, невидимые для человеческого глаза, такие как, например, используемые в «Clearweld" (подробнее см. на сайте www.clearweld.com).
Как только законечная ткань, лента конвейера или рукав изготовлены и смежные полосы в ткани, ленте конвейера или рукаве приварены или некоторым образом соединены, могут быть сделаны отверстия или сквозные пустоты, позволяющие проходить жидкости (воздуху и/или воде) от одной стороны ткани к другой, таким способом, как просверливание лазером. Следует заметить, что данные сквозные отверстия или сквозные пустоты, позволяющие проходить жидкости от одной стороны ткани к другой, могут быть сделаны до или после процесса скручивания спиралью и соединения. Такие отверстия или сквозные пустоты могут быть сделаны сверлением лазером или любым другим подходящим способом просверливания отверстий, например с использованием механического или термического способов, и они могут быть сделаны любого размера, формы и/или рисунка в зависимости от цели предполагаемого использования. Сквозные пустоты, или отверстия, имеют номинальный диаметр в диапазоне 0,013-0,025 см или более (0,005-0,01 дюйма или более). Типичный вариант реализации изображен на фиг.13, на котором показано поперечное сечение в поперечном, или направлении поперек машинному, ткани 180 согласно настоящему изобретению, полосы материала 182 проходят вдоль их полной длины с множеством отверстий 184 для прохода воздуха и/или воды.
Обладающая признаками изобретения ткань, как ранее отмечалось, может быть использована как основа в формующей ткани, прессовой ткани, сушильной ткани, сушильной ткани для сквозной сушки воздухом (TAD), башмачном прессе, транспортной ленте, ленте каландра или в технологической ленте, использующейся в процессах суховоздушного формирования полотна, мелтблоун, спанбонд или гидросплетения волокон. Обладающие признаками изобретения ткань, лента конвейера или рукав могут содержать по меньшей мере один дополнительный слой, например текстильный слой на верхней или нижней поверхности основы, сформированной с использованием полос материала, только для обеспечения функциональности, а не для усиления. Например, система ориентированных в машинном (MD) направлении нитей может быть расплющенной к задней стороне ленты конвейера или рукава для создания объема пор. В другом варианте по меньшей мере один слой может быть сформирован между двумя слоями ремня. Использованные дополнительные слои могут быть любым тканым или нетканым материалом, системой нитей, ориентированных в машинном направлении (MD) или в поперечном направлении (CD), навитыми спиралью полосами нетканого материала, ширина которых меньше ширины ткани, волоконными полотнами, пленками или их комбинацией и любым известным подходящим способом могут быть прикреплены к основе. Иглопробивание, термическое соединение и химическое соединение являются только некоторыми примерами.
Как ранее отмечалось, техническая ткань, лента конвейера или рукав согласно настоящему изобретению могут использоваться в формующей, прессовой и сушильной частях бумагоделательной машины, включая сушильную ткань для сквозной сушки воздухом (TAD). Кроме того, ткань, лента конвейера или рукав могут использоваться как транспортная лента, лента пресса с удлиненной зоной прессования (LNP), лента каландра или другая промышленная технологическая лента, такая как лента гофромашины. Обладающие признаками изобретения ткань, лента конвейера или рукав могут содержать текстуру на одной или обеих поверхностях, сформированную с использованием любых известных способов, таких как, например, шлифование песком, гравировка, тиснение или травление. Кроме того, ткань может использоваться как часть текстильной ленты для финишной обработки, такой как, например, усадочная лента или дубильная лента. Более того, ткань, лента конвейера или рукав согласно настоящему изобретению могут использоваться в других промышленных установках, в которых технические ткани используются для обезвоживания материала. Например, ткань, лента конвейера или рукав могут использоваться в формующей пульпу ленте или сжимающей пульпу ленте, в ленте для обезвоживания макулатуры в процессе смывания типографской краски, такой как сушильная лента двухвальцового пресса (DNT) в машине, смывающей типографскую краску с макулатуры, или в ленте, использующейся для обезвоживания отстоя. Кроме того, обладающие признаками изобретения ткань, лента конвейера или рукав могут использоваться в производстве нетканых изделий с использованием процессов, таких как суховоздушное формирование полотна, мелтблоун (melt blowing), спанбонд (spunbonding) или гидросплетение (hydroentangling).
Согласно одному типичному варианту реализации ткань, лента конвейера или рукав согласно настоящему изобретению могут дополнительно содержать на одной или обеих сторонах функциональное покрытие. Функциональное покрытие может иметь плоскую или гладкую верхнюю поверхность или в другом варианте может быть некоторым образом текстурированной с использованием любых известных способов, таких как, например, шлифование песком, гравировка, тиснение или травление. Функциональное покрытие может быть выполнено любым известным материалом, таким как, например, полиуретан, полиэфир, полиамид или другая полимерная смола или даже лента, и функциональное покрытие дополнительно может содержать частицы, такие как нанонаполнители, которые могут улучшить характеристики обладающих признаками изобретения ткани, ленты конвейера или рукава, такие как устойчивость к изгибу, распространению трещин или износу.
Кроме того, ткань, лента конвейера или рукав согласно настоящему изобретению могут использоваться как армирующая основа в формующей ткани, прессовой ткани, сушильной ткани, сушильной ткани для сквозной сушки воздухом (TAD), ткани башмачного пресса, транспортной ленте конвейера или ленте каландра, технологической ленте, использующейся в процессах, таких как суховоздушное формирование полотна, мелтблоун (melt blowing), спанбонд (spunbonding) или гидросплетение (hydroentangling), ткани пресса с удлиненной зоной прессования (LNP), ленте гофромашины, безусадочной ленте, дубильной ленте, формующей пульпу ленте или сжимающей пульпу ленте, сушильной ленте двухвальцового пресса (DNT) в машине, смывающей типографскую краску с макулатуры, или ленте для обезвоживания отстоя. Армирующая основа может иметь плоскую гладкую поверхность или поверхность может быть текстурированной. Армирующая основа дополнительно содержит на одной или обеих сторонах функциональное покрытие, которое в свою очередь может иметь плоскую гладкую поверхность, или поверхность может быть текстурированной.
Хотя в настоящем описании подробно описаны предпочтительные варианты реализации изобретения и его модификации, следует отметить, что изобретение этим не ограничивается, и специалистами могут быть сделаны другие модификации и изменения без отступления от сущности и объема изобретения, который определяется прилагаемой формулой изобретения.
1. Техническая ткань, лента конвейера или рукав, сформированные спиральной намоткой одной или более полосы полимерного материала, при этом в качестве указанной одной или более полосы полимерного материала используют технический обвязочный материал или материал ленты, а указанный технический обвязочный материал или материал ленты имеет по меньшей мере вдвое больший коэффициент растяжения, чем двухосно-ориентированный материал, и до десяти раз больший коэффициент растяжения, чем экструдированный материал.
2. Техническая ткань, лента конвейера или рукав по п.1, которые являются основой для использования в формующей ткани, прессовой ткани, сушильной ткани, сушильной ткани для сквозной сушки воздухом (TAD), ткани башмачного пресса, транспортной ткани или ленте каландра, технологической ленте, использующейся в процессах, таких как суховоздушное формирование полотна, мелтблоун (melt blowing), спанбонд (spunbonding) или гидросплетение (hydroentangling), ткани пресса с удлиненной зоной прессования (LNP), ленте гофромашины, безусадочной ленте, дубильной ленте, формующей пульпу ленте или сжимающей пульпу ленте, сушильной ленте двухвальцового пресса (DNT) в машине, смывающей типографскую краску с макулатуры, или ленте, использующейся для обезвоживания отстоя.
3. Техническая ткань, лента конвейера или рукав по п.1, в которой указанный технический обвязочный материал или материал ленты имеют толщину 0,3 мм или более и ширину 10 мм или более.
4. Техническая ткань, лента конвейера или рукав по п.1, которые являются проницаемыми или непроницаемыми для воздуха и/или воды.
5. Техническая ткань, лента конвейера или рукав по п.4, которые являются проницаемыми для воздуха и/или воды, и в которых выполнены сквозные пустоты или отверстия с использованием механических или термических средств.
6. Техническая ткань, лента конвейера или рукав по п.5, в которых указанные сквозные пустоты или отверстия имеют предварительно заданный размер, форму или ориентацию.
7. Техническая ткань, лента конвейера или рукав по п.6, в которых указанные сквозные пустоты или отверстия имеют номинальный диаметр в диапазоне 0,013-0,025 см (0,005-0,01 дюйма) или более.
8. Техническая ткань, лента конвейера или рукав по п.1, содержащие один или более слой тканого или нетканого материала, систем нитей, ориентированных в машинном направлении (MD) или в поперечном направлении (CD), навитых спиралью полос тканого материала, ширина которых меньше ширины ткани, волоконных полотен, пленок или их комбинации.
9. Техническая ткань, лента конвейера или рукав по п.1, которые содержат текстуру на одной или обеих поверхностях.
10. Техническая ткань, лента конвейера или рукав по п.9, в которых указанная текстура сформирована шлифованием песком, гравировкой, тиснением или травлением.
11. Техническая ткань, лента конвейера или рукав по п.1, которые выполнены гладкими на одной или обеих поверхностях.
12. Техническая ткань, лента конвейера или рукав по п.1, которые содержат по меньшей мере два слоя обвязочного материала, спиралью навитых в противоположных направлениях друг к другу или в направлении, противоположном машинному (MD).
13. Техническая ткань, лента конвейера или рукав по п.1, дополнительно содержащие функциональное покрытие на одной или обеих сторонах ткани, ленты конвейера или рукава.
14. Техническая ткань, лента конвейера или рукав по п.8, в которых по меньшей мере один слой сформирован на одной или обеих сторонах ткани, ленты конвейера или рукава или между двумя слоями обвязки.
15. Способ формирования технической ткани, ленты конвейера или рукава, согласно которому:
спирально наматывают одну или более полосу полимерного материала вокруг множества валов, причем, указанная одна или более полос полимерного материала является техническим обвязочным материалом или материалом лентоы; и
соединяют концы смежных полос материала с использованием заданного способа, а указанный технический обвязочный материал или материал ленты имеет по меньшей мере вдвое больший коэффициент растяжения, чем двухосно-ориентированный материал, и до десяти раз больший коэффициент растяжения, чем экструдированный материал.
16. Способ по п.15, согласно которому указанный заданный способ является лазерной, инфракрасной или ультразвуковой сваркой.
17. Способ по п.15, согласно которому указанный технический обвязочный материал или материал ленты имеет толщину 0,3 мм или более и ширину 10 мм или более.
18. Способ по п.15, согласно которому указанные ткань, лента конвейера или рукав выполнены проницаемыми или непроницаемыми для воздуха и/или воды.
19. Способ по п.15, согласно которому указанные ткань, лента конвейера или рукав выполнены проницаемыми для воздуха и/или воды путем формирования в них сквозных пустот или отверстий механическим или термическим способами.
20. Способ по п.19, согласно которому указанные сквозные пустоты или отверстия имеют заранее заданный размер, форму или ориентацию.
21. Способ по п.20, согласно которому указанные сквозные пустоты или отверстия имеют номинальный диаметр в диапазоне 0,013-0,025 см (0,005-0,01 дюйма) или более.
22. Способ по п.15, согласно которому:
наносят на верхнюю или нижнюю поверхность указанных ткани, ленты конвейера или рукава один или более слой тканого или нетканого материала, систем нитей, ориентированных в машинном направлении (MD) или в поперечном направлении (CD), навитых спиралью полос тканого материала, ширина которых меньше ширины ткани, волоконных полотен, пленок или их комбинации.
23. Техническая ткань, лента конвейера или рукав по п.1, в которой смежные полосы полимерного материала механически сцеплены.
24. Способ по п.15, согласно которому смежные полосы полимерного материала механически сцеплены.
25. Способ по п.15, согласно которому указанные ткань, лента конвейера или рукав содержат текстуру, сформированную на одной или обеих поверхностях.
26. Способ по п.25, согласно которому указанная текстура сформирована шлифованием песком, гравировкой, тиснением или травлением.
27. Способ по п.15, согласно которому указанные ткань, лента конвейера или рукав выполнены гладкими с одной или обеих поверхностей.
28. Способ по п.15, согласно которому указанные ткань, лента конвейера или рукав содержат, по меньшей мере, два слоя обвязочного материала, спирально навитых в противоположных направлениях друг к другу или в противоположном направлении к машинному направлению (MD).
29. Способ по п.15, дополнительно содержащий этап нанесения функционального покрытия на одну или обе поверхности ткани, ленты конвейера или рукава
30. Способ по п.22, согласно которому указанный один или более слой сформирован на одной или обеих сторонах ткани, ленты конвейера или рукава, или между двумя слоями обвязки.
31. Техническая ткань, лента конвейера или рукав по п.13, в которых функциональное покрытие на верхней поверхности имеет текстуру.
32. Способ по п.29, согласно которому формируют текстуру на функциональном покрытии.
