CN103459692A - 在两个倾斜取向上包含带条的纺织材料及其生产方法和装置 - Google Patents

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Abstract

在此披露了多种纺织材料,这些纺织材料包含在相对于该纺织品的长度方向和宽度方向的两个倾斜取向上定向的带条,被称为OFT,即倾斜纤维纺织品。除了被提供有一级结构完整性/稳定性外,这类OFT还被提供有二级结构完整性/稳定性,以用于对开口/缺口的形成的改善的抵抗性。包含带条,特别是扩展纤维和高拉伸聚合物类型的OFT,是很多应用如弹道缓冲、复合材料、安全产品等等中所需要的,这是因为它们提供改善的性能、材料特性/功能以及美感。这类OFT可以或者独立地或者组合其他纺织材料使用。不同类型的OFT是可通过新颖的OFT形成工艺来生产的,该工艺在技术上不同于织造工艺和编织工艺。

Description

在两个倾斜取向上包含带条的纺织材料及其生产方法和装置
技术领域
在此披露的发明总体上涉及斜纹纺织品/织物和它们的生产。具体来说,本发明涉及包含多个带条(tape)的倾斜纤维纺织品(OFT),这些带条是在两个相对的倾斜取向上并入。
背景技术
一种片状织物/纺织材料,包含相对于织物的长度(或宽度)方向成斜取向的纱线、丝束、粗纱、长丝、所谓的“扁平”纱线和“带条”纱线等等,通过现有的扁平编织工艺可直接生产为扁平编带。还可以例如通过螺旋式裁剪通过圆形织造工艺生产的一种圆筒织造材料来间接地获得一种斜纹织物。另一种间接的方式是从大的扁平织造材料中对角地裁剪出一部分。在US6494235中还披露了一种斜纹织物,该斜纹织物是可通过修改的织造方法间接生产的。然而,由所有这些直接方法和间接方法所产生的斜纹织物实际上是不可用的,这是因为它们在处置/加工过程中由于缺少适合的结构完整性/稳定性而发展出了开口/缺口。这个关键性的根本问题需要一个适合的解决方案,这是因为在很多应用中斜纹织物需要在多个倾斜方向上承受负荷。进一步来说,这类斜纹织物的性能是不良的,这是因为它们不是使用带条、尤其是扩展纤维和高拉伸聚合物类型的带条来生产的,结果是这类斜纹织物(包含一种或其他类型的纱线(即,丝束、粗纱、长丝、所谓的“扁平”纱线和“带条”纱线等等))所具有的卷曲频率和角度相对较高、布面不匀、单位面积重量高、立体裁剪不良(poor draping)、厚度高、纤维含有量低、暴露纤维较少、因不当纤维分布而引起的开口/缺口高、因一种或其他类型所指定纱线的使用而引起的处理难度高等等。因此,对于多种技术应用来说如弹道缓冲(ballisticmitigation)、安全产品、复合材料等等,需要不含指出的这些缺陷的一种高性能且还是功能性的斜纹织物/纺织材料。为了工业适用性起见,还需要处于实际上可用的大宽度和连续长度形式的改进型斜纹织物。
因此,存在着一种需要以便具有包含带条(包括扩展纤维和高拉伸聚合物类型的带条)的多种新颖的斜纹织物材料,用于性能和结构完整性的改进,从而抵抗开口/缺口在正常处理/加工过程中形成。而且,新的应用也需要功能性的斜纹织物。
发明内容
因此,本发明的目的是提供包含带条的斜纹织物,以便缓解现有技术的上述问题。
这个目的是通过如所附权利要求书中所限定的织物实现的。
根据本发明的第一方面,提供了一种织物,该织物包含多个带条,其中一个第一组带条和一个第二组带条是以一种交叉和重叠的方式安排,该第一组带条和该第二组带条在结构上彼此相联结,其中所有这些带条都被安排在相对于该织物的长度方向的多个倾斜取向上,所述织物至少在所述织物的一个中间部分进一步包括多个连接点或多个连接区域,这些连接点或连接区域将该第一组重叠带条和该第二组重叠带条中的至少一些连接在一起。
织物优选是细长的,即,它具有比宽度更长的长度,由此织物的长度方向与伸长的方向相符。进一步来说,织物的长度方向优选与其中已经生产该织物的生产方向相符。
据此,将两组带条在相对于两条代表性对角线中的任一条的相对相反的方向上倾斜取向,这两条代表性对角线可以要么相等的、要么不相等的(主要和次要),是通过交叉带条的重叠产生的多种单位四边形中的任一个的对角线。进一步来说,这两条代表性对角线之一可以或多或少平行于织物的长度方向。
第一组带条优选基本上彼此平行安排在相对于该织物长度方向的一个第一倾斜取向上,并且第二组带条优选基本上彼此平行安排在相对于该织物长度方向的一个第二倾斜取向上。
进一步来说,第一组带条平均优选安排在相对于该织物长度方向的一个第一倾斜取向上,并且第二组带条平均优选安排在相对于该织物长度方向的一个第二倾斜取向上,所述第一和第二倾斜取向是彼此非垂直的,由此在所述第一取向与第二取向之间形成或者锐角或者钝角。
第一和第二倾斜取向优选相互形成在20-85度或95-160度范围内、并且甚至更优选在40-80度或100-140度范围内、并且最优选在60-80度或100-120度范围内的一个角。
优选通过以下至少一项来将这些连接点或连接区域提供给重叠的带条区域/部分:点针刺、点缠结、点胶结、粘合、熔粘以及点焊。
优选在不使用任何额外的纱线或类似物的情况下形成这些连接点或连接区域。进一步来说,这些连接点/区域优选被安排成保持扁平,由此不增加织物的厚度。据此,这些连接点/区域不会通过包含额外的纱线或类似物而在织物中产生布面不匀性。
这些连接点或连接区域优选在织物上均匀分布。
这些连接点或连接区域优选被提供在所有这些带条上。
这些连接点或连接区域优选被提供在第一组带条与第二组带条之间的每一个重叠部分中。
这些连接点或连接区域优选形成离散的点/区域,除了应用于同一织物外彼此不连接。进一步来说,这些连接点或连接区域优选在对应的四边形之间沿它们的对角方向是不连续的,并且优选不将织物的由重叠和交叉的带条形成的四边形彼此相连。
多个连接点或连接区域优选被安排在一条或若干条直的连接线中,所述至少一条直的连接线中的每一条包括多个连接点或连接区域。优选地,这个或这些直的连接线中的至少一条且最优选若干条在织物的长度方向上延伸。还优选的是,这些直的连接线中的至少一些在不同的方向上延伸。还优选的是,这些连接线中的至少一些在平行于第一组带条和第二组带条的方向上延伸。优选地,这些连接区域可以从重叠带条的一个或若干点到覆盖整个区域的粘合进行变化。
根据一个实施例,这些带条中的至少一些或者是扩展纤维带条或者是高拉伸聚合物带条。
进一步优选的是,至少一个带条被折叠,所述折叠带条在相对于织物的长度方向的至少两个不同的倾斜方向上延伸。所述至少一个折叠带条的折叠可以被安排在织物的一侧上,由此形成一个至少部分封闭的纵向边缘。至少两个折叠带条的折叠可以进一步被安排在织物的不同侧上,由此在该织物的两侧上形成至少部分封闭的纵向边缘。进一步来说,至少两个折叠带条的折叠可以被安排在离织物的纵向边缘有一段距离处,由此在该织物中形成一个狭缝开口。
织物进一步优选在这些带条中的至少一些的至少一侧上被提供有一个表面涂层,所述表面涂层使得该织物是粘性的。
优选地,这些带条中的每一个的离散长度比织物的宽度要长。还优选的是,每一个带条的离散长度比织物的长度要短,并且优选明显更短。
根据本发明的另一个方面,提供了上述织物用于弹道缓解和安全产品中的至少一项的用途。
根据本发明的又另一个方面,提供了一种复合材料,该复合材料包含上述类型的一种织物。
本发明提供可使用所有类型的带条或者独立地或者以某些组合直接生产的新颖的斜纹织物,这些带条包括扩展纤维和高拉伸聚合物类型并且优选呈现以下特征:
-离散长度锭的带被并入在相对于织物长度方向的两个成角度取向上;
-构成斜纹织物的带条的离散长度是或者相等或者不等的,这取决于它们相对于织物的纵向方向的并入角是否相等。
-带条的离散长度比斜纹织物的本体的宽度更长;
-这些离散带条是处于或者笔直或者被折叠的笔直形式的;
-除了具有一级完整性/稳定性之外,斜纹纺织材料还具有方向性定向的二级结构完整性/稳定性,以便抵抗在其制造和随后的处置/加工过程中发展开口/缺口;
-构成斜纹纺织材料的带条(特别是扩展纤维和高拉伸聚合物类型)提供均匀厚度;低单位面积重量;与常规的纱线、丝束、粗纱、长丝、所谓的“扁平”纱线/带条纱线等相比暴露相对更大数量的成分长丝/微丝的更薄且更宽的构造;
-斜纹织物具有或者开放式的纵向边,或者部分密封的两个纵向边,或者一个完全密封的纵向边;
-斜纹织物被提供有或者纵向或者横向定向的狭缝,而不裁剪带条且没有相关联的纤维不连续性;并且
-斜纹织物中的内置狭缝是或者沿该织物的纵向轴线或者偏离该纵向轴线定位的。
对具有并入有带条(特别是扩展纤维和高拉伸类型)而不是纱线、丝束、粗纱、长丝、所谓的“扁平”纱线和“带条”纱线等等的斜纹织物的需要不仅仅可获得在相对于纺织品的长度和宽度方向的两个倾斜方向上展示出强度的一种纺织材料,而且还实现了某些其他重要的性能、功能性和可商购的优点。因此,在此提供了新颖的斜纹织物,其在下文通常称为OFT——“倾斜纤维纺织品”。在下文将变得清楚的是,在此所披露的OFT的特征在技术上不同于可获得的斜纹织物。
本发明与材料有关技术现状之间的差异
从以上说明中将显而易见的是,处于OFT形式的纺织材料优选用于制造多种复合材料、弹道缓解产品、安全产品(例如,降落伞、墙壁加固件)等等。对于所有这些技术应用来说,目前的包含纱线、粗纱、“扁平”纱线、带条纱线、丝束等的织造材料与针织和非织造材料相比由于它们的独特织造结构性能优势而被广泛使用。扁平编织材料实际上以总体上优选用于工业/技术应用的大宽度是不可生产的、并且因此它们的适用性也是不明显的。然而,织造材料仅在经向和纬向上(即,对应地在织物的长度方向和宽度方向上)提供强度,并且如果在相对于经向和纬向的倾斜/成角/斜方向上施加力,则经受剪切形变。
通过在相对不同的取向上胶合织造材料薄片来生产复合材料、弹道缓解产品以及安全产品,以便实现可以承受来自不同取向的负荷的产品。然而,织造薄片在不同取向上的这种胶合使得有必要从一个较大的织造薄片上裁剪下多个较小的部分。因此,斜取向裁剪的织造薄片是一种不连续材料,该材料限制了例如物品的连续式线上自动预浸和生产的可能性,该预浸和生产在产品的所要求的一个或多个区域中要求纤维或者织物结构的连续性,例如,在构造飞机的机腹和机翼时。裁剪和胶合操作的精确度取决于工作者的技能,由此实现一致的品质在工业环境中变得是不可能的。进一步来说,除了产生对环境有不利影响的大量的废弃材料外,在不连续过程中,生产时间、劳动力和成本趋向于增加。现今不存在适合的连续式斜纹纺织材料可供使用,该连续式斜纹纺织材料抵抗发展开口/缺口;提供性能和功能;并且可用于以一种实际可行的方式克服所指出的问题。
除了具有在相对于纺织品的长度(或宽度)方向的两个倾斜方向上提供强度的斜纹纺织材料的连续延伸长度和实际有用宽度外,还存在OFT也必须实现的与某些其他的重要性能和功能相关的技术需求。这些材料相关需求不能通过如以下所呈现的斜纹织物生产的可获得的材料和方法来实现。
(a)OFT的均匀张拉成分:长丝、纱线、丝束、粗纱、所谓的“扁平”纱线和“带条”纱线等(在下文统称为“扁平”纱线)以与特别是旨在用于技术应用的织物中的其他成分相比相对高张拉的状态出现,主要负责着造成材料失效。这是因为技术应用中的织物总是经受来自不同方向的多种力并且在该织物内以最张拉状态出现的纤维是在某个负荷/力下首先断裂/失效的纤维。这种纤维断裂触发最终织物失效的开始,这是因为次高张拉纤维必须继而承受该负荷并且纤维的断裂继续,直到最后引起完全的材料失效。在应用中包含张拉纤维的织物如复合材料、弹道防护、降落伞等等的灾难性后果不用过多的强调。
众所周知的是,织造工艺、针织工艺以及编织工艺在织物中引入了张力和相关问题。这是因为这些常规工艺的固有的工作设计要求为了输入纤维的令人满意的工作而且还为了机器的令人满意的操作而将输入纤维恒定地维持在某个张力下。常常要求以大尺寸和大量的包装如线轴、经轴、圆锥轮、平筒纱等等供应这些输入纤维,这是因为要求以大、但有限的连续长度生产这些织物。输入纤维的这类长的长度之中总是具有张力变化,这是因为它们由于多种技术原因和人为原因而不能完全得到控制。
因此,现有的织物形成工艺不可避免地以不相等张拉的输入纤维开始并且在织物的生产过程中在输入纤维中引入另外的张力,这是因为这些纤维与多种移动的机械部分相互作用。这类张力持续增加,直到达到纤维的断裂点(由此,纤维的不连续性带来织物疵点)。因此,在织物生产过程中在所有纤维中维持恒定相等的张力在现有工艺中是不可能的。因此,令人希望的将是具有一种用于制造OFT的织物形成工艺,其中在生产过程中在OFT的纤维中未诱导另外的张力变化,从而改善材料的性能。为使这样一种工艺实际可行,应能够使用规定离散长度的单独的纤维材料以适合的形式来连续地生产OFT,而不要求成分纤维始终处于张力下作为织物生产的条件。本发明提供用于获得创新性OFT的新颖方法和装置,该创新性OFT的成分带条以完全无张力状态出现。
(b)相对较低的单位面积重量和较薄的OFT:现在越来越多地需要织物,以用于在所述技术应用中实现进一步的重量减少和立体裁剪的改善。例如,现在正变得重要的是减少复合材料的死重,即,在传统织造材料的织造卷曲的谷中所收集的过量基质的重量。此过量基质并不起任何有用的作用。在织造卷曲的谷中发生该过量基质的收集,这是因为传统纱线和所谓的“扁平”纱线/“带条”纱线/丝束/粗纱因在该粗纱/纱线/“扁平”纱线/“带条纱线”/丝束的宽度方向上的不均匀的纤维分布而固有地在中间比在边缘处厚(即,具有椭圆状或扁平椭圆形/赛道状的截面形状)。由于它们的相对窄的宽度和高的厚度,织物中的卷曲频率和卷曲角度倾向于是显著高的,因此,该织物展示出相对较高的单位面积重量、较高的平均厚度以及由于卷曲的峰和谷而引起的布面不匀。这些和其他缺点可以通过使用扩展纤维带条(自此以后称为SFT)来生产OFT来克服,这是因为这类带条因其结构而在厚度上是极其均匀的并且它们也是基本上薄的,由此可以几乎完全消除卷曲频率和卷曲角度。使用带条如SFT所生产的OFT先前是未知的。
(c)结构稳定OFT:由于可获得的斜纹织物不具有在织物的长度和宽度方向上取向的纤维(像织造织物一样),它的结构可以在制造和处置过程中容易地打开或形成缺口,甚至变窄,如在力纵向地和横向地作用于它上时通常碰到的情况。然而在织造织物中,经纱如果没有被正确地与纬纱整合/锁定在一起则会轻易地从织边侧滑出来,这导致与中间部分相比,开口/缺口的启始处更接近织边,在斜纹织物中,情况完全不同,这是因为不存在邻近并平行于它的纵向侧脱针滑出的材料。在斜纹织物中,这些开口/缺口启始于该织物的中间部分而不是它的纵向侧。例如,某个长度的斜纹织物在经过两个水平滚轮时在其自重下容易发展开口/缺口,首先在它的中间部分。即使斜纹织物的纵向侧封闭/密封,在它的中间部分仍然发生开口/缺口的形成,因为中间部分下垂最多,因为那里的成分材料趋向于横向移位。因此,开口/缺口在织造织物和斜纹织物中的形成机制在特征上是不同的并且要求相应不同的解决方案来克服这些问题。
进一步来说,虽然使用带条用于生产OFT如上所述被认为是有益的,但它的使用还意味着与使用所指出的纱线类型(即,粗纱、长丝、丝束、所谓的“扁平”纱线和“带条”纱线等等)相比,这些带条之间的连接的相对更低的频率或更少的点,这是因为这些带条将比任何类型的所指出纱线相对更宽。由于使用带条将必然伴有带条之间的少有的或更少的连接,因此织物结构的稳定性将会对应地降低,由此当处置/加工它们时将容易地产生开口/缺口。因此,用带条生产的OFT实际上可能难以使用。
因此,为了获得令人满意的OFT,某些另外的方向性取向的二级结构完整性/稳定性(除了它的一级结构完整性/稳定性外)变得至少在它的中间部分对于赋予改善的对横向移位和发展开口/缺口的抵抗性、以便使它实际上是有用的是有必要的。还重要的是,OFT在它的长度和宽度方向上展示出类似的结构特征。均匀厚度的OFT也必需用于实现令人满意的产品,例如,弹道冲击缓解、复合材料等。除了一级结构完整性/稳定性之外,可以通过一个方向性取向的巩固工序赋予OFT一个二级结构完整性/稳定性来满足所有这些要求。一级稳定性将自然地源自该工艺在OFT中组织并装配带条的方式,而该二级结构稳定性另外通过多种方法如针对纤维迁移的点缠结/点针刺、点胶结、粘合、熔粘、点焊等等(这取决于正进行处理的带条材料)在OFT的厚度方向上赋予强度,以便改善OFT对形成开口/缺口的抵抗性。被赋予OFT的二级结构完整性/稳定性可以是方向性取向的,以用于提供对形成开口/缺口的低到高对平的抵抗性;在优选区域中应用,并且根据给定应用的要求,从一个点到一个较大的区域适当地设定尺寸。由带条构成并且通过二级完整性/稳定性在结构上整合良好且稳定的OFT先前是未知的。
(d)功能性OFT:先前尚不存在可获得的以任何方式起作用的斜纹织物。由于在长度和宽度方向上的固有的低负荷承受强度,OFT应并入有将在功能上增强其使用的某些特征。例如,它在多个应用如加固历史建筑和可快速展开的抗冲击车辆中应能够容易地且快速地应用。在其中将要求悬挂OFT如以便覆盖飞机库和体育场的应用中,它应具有可以直接地且容易地促进它的使用的内置安排。而且,为了在加工(例如,涂布)过程中正确地引导OFT,它应被提供有至少一个密封的线性纵向边缘。因此,在此所披露的OFT通过被提供有以下适合的特征来解决这类功能性问题:如使得它能够粘合到表面上的粘合剂、密封的线性纵向边缘、以及允许它通过使条带穿过狭缝而机械相连的内置狭缝。提供这些功能性的OFT先前是未知的。
包含SFT的OFT另外还将不仅展示出较低的单位面积重量,而且展示出在带条的长度方向上取向的高度笔直且平行的成分长丝,以及更大量的暴露长丝,以用于更容易且更快润湿(这些特征现在被认为是很多技术应用的强制要求,特别是要求涂布/嵌入纤维的那些应用)。通过使用SFT以SFT不经受不断的张力作为织物生产的条件来生产OFT,这些要求/需求可以基本上并且直接地实现。
进一步来说,由热塑性材料组成、处于高拉伸/伸张聚合物长丝和高拉伸/伸张聚合物带条(下文统称为HDPT)形式的OFT由于它们的高度笔直的、平行的且均匀分布的成分分子链(其可以被认为类似于SFT)也可以被考虑用于承受巨大的负荷/力。例如,包含HDPT的OFT可以在相对于织物的长度和宽度的两个倾斜方向上承受冲击负荷。使用HDPT所生产的OFT先前是未知的。
虽然碳纤维在复合材料的制造中被广泛用作加固物,但某些聚合物材料是弹道缓解应用的选择材料。这类聚合物材料可以要么是HDPT要么是以SFT的形式制得的高拉伸聚合物纤维。
包含或者SFT或者HDPT或者它们的组合的OFT以及用于生产OFT的工艺和装置先前是未知的。在下文呈现解释使用或者SFT或者HDPT或者它们的组合所生产的OFT的优点和其在工业中的实际重要性的背景。
碳纤维以纱线、粗纱、丝束、所谓的“扁平”纱线和“带条”纱线等等的形式广泛使用,以便生产多种织物单位面积重量。例如,目前低单位面积重量的织造织物通常是通过织造低支数的丝束如1k和3k(其中k指代1000条长丝)来生产的。较高支数的丝束对应地生产具有的不均匀面和平均织物厚度对应地增加的重单位面积重量织造织物,如早先所解释从增加复合材料的死重的那一点来看,这些织造织物是不希望的。另一方面,除了所述问题外,使用较低丝束支数所生产的织造织物比使用较高丝束支数所生产的那些织造织物贵许多倍。它们的缺点仅仅是幅度相对较低。因此必要的是,为了降低织物成本,使用具有较高丝束支数的相对不那么昂贵的纤维,而同时实现低单位面积重量且高性能的织物。
类似地,以具有不同支数(特克斯、旦尼尔)的“扁平”纱线的形式使用不同的聚合物材料,以便生产不同单位面积重量的织物。如上所解释,使用聚合物材料的较高支数的“扁平”纱线所制得的织物对应地展示出重单位面积重量的织物、织物的布面不匀和增加的平均厚度,并且因此具有相对较低的性能。
将构成丝束/粗纱/“带条”纱线/“扁平”纱线等的长丝轻轻地扭绞,用于使它们保持在一起,以便于处置。因此,丝束的长丝具有横向移位的一些自由度。结果是,这些丝束在经受压力时经历了它们的截面形状的变化,像在滚筒上弯曲时一样。事实上,这些丝束(处于它们的纱管形式)显得是“扁平的”(截面总体上表示为扁平椭圆形或赛道状),这与截面总体上被视为或者是圆形的或者是椭圆形的纱线不同。这类纱线/粗纱/丝束/“带条”纱线/“扁平”纱线等等(总体上被称为“扁平”纱线/“带条”纱线)由于成分长丝的固有的不匀分配而已知不是真正扁平的,由此所谓的“扁平”纱线在它的截面的中间扁平区域的厚度显著地大于在边缘处的厚度。
进一步来说,构成纱线/粗纱/丝束/“带条”纱线/“扁平”纱线的长丝并不线性地并且平行于丝束的/“带条”纱线的/“扁平”纱线的长度方向延伸——存在纤维的恒定的内部交错。长丝的这种杂乱的安排是这些“扁平”纱线内的张力变化的主要原因之一。而且,当经受压力时,“扁平”纱线可以被制作得扁平度和宽度的程度存在限制。纱管上的“扁平”纱线已经是最大程度上“扁平”和宽的。因此,这类粗纱、纱线、丝束、所谓的“扁平”纱线以及带条纱线等等总体上被称为“扁平”纱线、“带条”纱线等等。出于所有实用目的,这些“扁平”/“带条”纱线如同它们例如在织造和编织工艺中一样被广泛使用和处理(即,就像常规纱线),以便生产用于不同应用的织物。这些工艺实际上不要求修改来处置这类“扁平”/“带条”纱线。因此,使用具有交错纤维/长丝和不匀厚度的这类“扁平”/“带条”纱线所生产的织物具有上文所述的缺点和相关问题。
扩展纤维带条(SFT)顾名思义是通过扩展“扁平”纱线的成分长丝/纤维生产的。结果是,获得处于带条形式的相对较薄和较宽的材料。纤维扩展的程度是根据应用需求以及根据有待达成的织物的单位面积重量进行的。因此,所希望的单位面积重量越低,扩展“扁平”纱线的长丝/纤维的程度将越高(当然一直到实际极限)。这种扩展由于纤维的高度均匀分布而将产生较宽的、较薄的和高度均匀厚度的纤维带条。这种扩展行为的一个重要结果是“扁平”纱线内的纤维/长丝的固有的内部交错或迁移以及假扭绞等被消除并且这些长丝/纤维变得是高度线性的、平行的并且是在带条的长度方向上取向的。长丝/纤维的这种高度组织的安排使得SFT不含由缺陷如内部扭绞、纤维的交错以及不匀的纤维分布所引起的固有的张力变化。扩展“扁平”纱线的纤维的另一个非常重要的结果是所得到的SFT具有良好分布的纤维/长丝并且与母“扁平”纱线相比,暴露相对更多数量的长丝。因此,更薄且更宽的SFT,与其母“扁平”纱线相比,是非常轻薄并且精细的。显然,SFT在结构上不同于纱线、粗纱、丝束、所谓的“扁平”和“带条”纱线等等。因此,SFT不能以与处理“扁平”/“带条”纱线相同的方式处置和处理。
典型地,对于粗纱/丝束/“扁平”纱线/“带条”纱线的给定支数和所执行的扩展的程度来说,与母“扁平”/“带条”纱线相比,SFT的比较性厚度可以至少小50%,宽度至少大50%,并且暴露长丝的数量至少大50%。US3795944、US5042122和US5057338、US4994303、US5094883、US5101542、US5200620、US6049956、US6032342以及JP3382603是针对扩展粗纱/丝束/“扁平”纱线/“带条”纱线的长丝等等而特别发展的不同工艺的实例。本领域的熟练的业内人士现将清楚的是,SFT和纱线、粗纱、丝束、“扁平”/“带条”纱线等等是特征性地在结构上不同的并且因此它们在成分长丝/纤维的厚度、单位面积重量、线性和平行排列以及暴露长丝/纤维的数量方面展示出不同的特征。
如早先所述,SFT具有一种脆弱或精细的结构并且因此要求与粗纱/丝束/“带条”纱线/“扁平”纱线所需的相比,更大的小心和不同的处置安排。这是因为任何误处理和不平衡力都会将SFT瓦解回纱线、粗纱、丝束、“扁平”/“带条”纱线等。显然,SFT不能以与纱线、粗纱、丝束、“扁平”/“带条”纱线等等相同的方式处理。因此,使用SFT所生产的OFT将是有利的,这是因为除了与包含纱线、粗纱、丝束、“扁平”/“带条”纱线等的织物相比具有相对更低的单位面积重量、更大的布面均匀性、扁平度以及更低的平均织物厚度外,它们将自然地不含交错纤维、扭绞等,并且因此不含固有的张力。进一步来说,由于使用SFT所制得的OFT将是相对较薄的,因此它们可以被相对容易地立体裁剪成所希望的形状。此外,由于包含SFT的OFT将具有相对更大数量的良好分布且暴露的长丝,因此在涂布或嵌入时,将实现对纤维的对应更高和更快的润湿。最重要的是,由于SFT包含线性的、良好分布的并且平行的长丝/纤维,因此使用它们所生产的OFT应具有均匀的张力,如果织物形成工艺使得它不要求SFT的恒定张拉作为OFT的生产过程中的条件的话。
进一步来说,由于它们的相对薄度和大宽度,并入有SFT的OFT将基本上是扁平的并且几乎不具有卷曲。而且,由于SFT的薄度和扁平度,OFT将具有实质上更低的平均厚度,这几乎不引起死重基质积聚。结果是,复合材料的死重问题将显著减少,如果没有完全消除的话。并入有SFT的一种复合材料由于基质对良好分布的且暴露的长丝的相对更高的润湿(即,粘合)而将更好地执行。当复合材料经受负荷/力时,更大数量的长丝到基质上的粘合将导致负荷从基质到纤维的对应增加的分布和转移,由此将引起性能改善。
以上针对SFT所述的优点也可以通过使用HDPT对应地找到。当聚合物薄片被高度拉伸/伸张时,它们的分子链趋向于变得对应地高度伸张、变得更直、变得平行、变得分布良好并且变得在薄片/带条的长度方向上取向。而且,在拉伸/伸张过程中,分子链横向滑动过彼此并且产生极薄的(就千分尺来说是可测量的)薄片或带条。这种HDPT可以薄到变得半透明的那个点,如果不是透明的话(这取决于所拉伸聚合物材料的类型)。因此,这些高度线性的分子链(称为小纤维)出现在超薄HDPT的表面上。事实上,这类小纤维直接粘合到一条普通的胶带上、并作为极细的长丝从HDPT的表面上很容易地剥离、并且可以被认为是类似SFT中的暴露纤维那样的东西。由于分子链的这种高线性,HDPT可以承受相对高的冲击负荷。
为了从SFT和HDPT的所指示益处中扩大实际有用性的范围,自然所希望的是,不仅用展示出相对均匀厚度、低单位面积重量、高度笔直且平行的成分长丝/小纤维以及更大数量的良好分布的暴露长丝/小纤维的带条,而且通过采用将不要求SFT和HDPT的恒定或不断张拉作为OFT生产过程中的条件的织物形成工艺来组成OFT。具有上述特征和功能的OFT和其生产方法和装置以及应用和优点先前是未知的。
为了出示根据本发明的OFT的新颖性,在下文引证了通过不同制造方式可获得的相关已知的斜纹材料。如在适当的时候应注意,这些已知的织物和它们的生产方法与本发明在特征上是不同的。
本发明与工艺有关技术现状之间的差异
从以上说明将清楚,OFT生产要求一种全新的方法。在下文解释现有方法的局限性。
虽然扁平编织工艺通过并入有倾斜纱线、粗纱、丝束、“扁平”/“带条”纱线等等来直接产生一个窄的织物,但它的工作安排不能在不扭曲/扭弯带条(包括SFT、HDPT以及其组合)的情况下使用它们来生产OFT。因此,在本发明的上下文中该编织工艺的任何进一步考虑都是无关紧要的。
在相对于该织物的长度(或宽度)方向的倾斜取向上包含或者纱线或者粗纱或者丝束或者“扁平”/“带条”纱线等等的织物片可以通过从一种较大的织造材料上倾斜裁剪下一个部分来间接地获得并被称为“斜纹”材料。然而,这种材料于是在它的长度和宽度方向上具有差的强度并且由于它容易地发展结构开口/缺口而不能平常地处置。而且,如众所周知的是,经纱和纬纱的恒定张拉对于在织造工艺中对它们进行加工是不可缺少的。而且,在经向和纬向上的这些张力是从不相等的。因此,织造材料将固有地继续遭受经向和纬向的纤维中的张力差异的影响,这些张力差异是由控制这些纤维中的每一个的多种织造工艺变量所引起的。这类张力相关缺陷是或者可见的(例如,一个或多个经纱或纬纱,表现出:与其他经纱或纬纱相比具有不同卷曲水平的“绷紧”、因伸张而引起的扁平外观、断裂/不连续性/纤维拉出等等)或者可测定的(例如,通过测量经纱或纬纱的纤维的长度;观察在某些热/湿度/润湿条件下的行为;以及通过将织物加荷到第一纤维断裂的那个点等等)。张力相关缺陷的这类影响在织造织物中继续保持均匀,即使在它已经由于通过交织来锁定纱线、粗纱、丝束、“扁平”/“带条”纱线等而被从织机中移走之后。这些固有的张力相关缺陷是关键技术应用不可接受的。显然地,从大织造材料中获得的倾斜裁剪的“斜纹”织物片将继承同样的张力相关缺陷和缺点并且将在所希望的技术应用中不良地执行。最重要的是,这样一种“斜纹”材料将不具有二级结构完整性/稳定性,例如,在它的中间部分通过点缠结/点针刺、粘合、熔粘等所予以的二级结构完整性/稳定性,这使得该材料的处置和加工是不可能的。而且,这样一种织物以任何方式都将不是功能性的。
进一步来说,由于这样一种织造“斜纹”材料是从大的织造织物上裁剪下的,因此它将是小的并且具有有限面积,这使得它几乎没有实际用途和价值。它将不能允许例如物品的连续式线上自动预浸和生产,该预浸和生产要求纤维和织物结构的连续性。此外,在这样一种斜纹材料中,织造织物的经纱与纬纱之间的90°关系将始终保持不变。从大的织造材料上裁剪下多个片的方法的一个重要局限性是实际可用的连续和宽斜纹材料的不可用性。裁剪窄带和片并将它们放置在一起仍将具有纤维不连续性以及织物结构不连续性。而且,裁剪下斜纹片的织造材料变成废料。
显然,织造材料与优选OFT在特征上是不同的并且现有的扁平织造工艺不能被用来生产OFT。
传统的圆形织造工艺提供一种间接的解决方案,用于获得连续的斜纹材料。织造圆筒织物可以如US4299878中所披露被成螺旋式裁剪。在打开并平铺螺旋式裁剪的材料时,获得在相对于该材料的长度和宽度方向的成角度的取向上包含纱线的长度长的材料。然而,这样一种织造圆筒织物可以仅使用纱线/粗纱/丝束/“扁平”/“带条”纱线等等而不是包括SFT和HDPT类型的带条来生产,这是因为圆形织造工艺的工作安排不能在不引入扭绞和其他变形的情况下处置和加工带条。它们的处置要求先前未知的新的技术。此外,螺旋式裁剪的“斜纹”材料不能不含张拉相关缺陷,这是因为圆形织造工艺在加工过程中要求纱线、粗纱、丝束、“扁平”/“带条”纱线等等的不断张拉。
显然,圆形织造工艺不能处置带条,尤其是SFT和HDPT类型,以便生产可以通过螺旋式裁剪获得一种斜纹材料的圆筒OFT。因此,这个工艺的任何进一步考虑都是无关紧要的。
US6494235描述了一种用于生产包含“扁平”纱线的斜纹织物的间接方法。所述斜纹织物是通过修改常规的织造工序间接生产的。虽然所述修改的织造工艺也许可以有困难地加工纱线/粗纱/丝束/“带条”纱线/“扁平”纱线等,但它确定不能加工带条,尤其是SFT类型和HDPT类型的带条,如下文所解释。此外,由于所指示斜纹材料是通过采用织造工艺间接生产的,因此经纱和纬纱将存在固有的张力差异。由“扁平”纱线组成并通过传统织造工序生产的这样一种斜纹织物将具有早先所讨论的张力相关缺陷和缺点并且因此不适合用于在技术应用中使用。如上文所述的其他斜纹材料一样,这样一种斜纹材料同样不具有二级结构完整性/稳定性并且它们因此易于很容易地形成开口/缺口。它同样不具有功能性特征。
本领域的技术人员将清楚,US6494235中所描述的用于生产斜纹织物的织造安排由于以下原因是不能实行的。
(a)它通过仅从一个线轴/源中拉出“扁平”纱线来使用它生产斜纹织物。因此,经纱被同时拉出一个长度并被一个接一个地送入两个平行的皮带传动的夹头中,以便连续地循环产生一个工作经纱薄片。显而易见的是,执行了一个经纱设置,并且单独的“扁平”纬纱纱线可能从来未曾如用于获得令人满意的高纤维含量的性能材料通常所要求的那样靠近彼此。因此,所得到的织造织物将是松散的的并且已经具有多个开口/缺口。进一步来说,由于所有这些“扁平”纱线都是从仅一个供应源中拉出的,因此斜纹织物从不可能由两种或更多种不同的材料组成,并且该工艺不能是有效的。
(b)这两个远离的皮带驱动器从来不能使充分拉紧的“扁平”经纱纱线的跨越长度免于在其自重下下垂。悬挂在这两个皮带驱动器的中间区段中的“扁平”经纱纱线将相对下垂超过进口端侧处的那些纱线,这是因为这些皮带的中间区段中的夹持力将相对较低。因此,这些“扁平”经纱纱线将被不同地张拉并且还具有不同的长度,这使得该工艺的工作是困难的,如果不是不能实行的话。
(c)当经受开梭口时,固持在两个皮带之间的这些“扁平”经纱纱线由于拉动而将趋向于从这些皮带中滑出。其中也未提供张拉安排来在梭口封闭后使这些经纱纱线平整。结果是,这些“扁平”经纱纱线在梭口封闭时将保持松弛悬挂并且在随后的操作特别是随后的开梭口中造成困难,由此该织造工艺不能令人满意地任何进一步进行。
(d)这些“扁平”经纱纱线未穿过任何综眼以用于开梭口,这是因为每个周期它们都被要求来在织物宽度的方向上流动(flow)(从进口织边侧到对面)并且它们中的每一个都应进入到有待通过开梭口安排提升的它的特定位置。这实际上是从不可实现的,这是因为松弛且下垂的“扁平”经纱纱线将从不会明确地进入到它们单独所要求的特定开梭口位置中。因此,当开梭口安排操作时,所述竖直“梳”将撕裂未对齐的“扁平”经纱纱线并且将永不正确地提升它们。因此,“扁平”经纱纱线在开梭口过程中受损/变窄/变形/缠络的风险是不可避免的。进一步来说,松弛的“扁平”经纱纱线将被定位在它们下方的开梭口安排缠住并且由此从固持和驱动它们的两个皮带中拉出。一个不当的梭口将妨碍引纬并造成织造困难并且停止该工艺。
(e)在这个工艺中,在这两个皮带驱动器中离“扁平”经纱纱线的送入侧最远的(即,在织边处)“扁平”经纱纱线随后用作“扁平”纬纱纱线。为了将这个最后的“扁平”经纱纱线拉入所产生的梭口中作为纬纱,它必须由一个夹纱器夹持。这样一种“扁平”纬纱纱线(其起初占据最后的“扁平”经纱纱线的位置)以与纬纱夹纱器的纬纱拉入方向成直角的取向固有地排列。当夹纱器将“扁平”纬纱纱线拉入梭口中时,纬纱的尾端(其正好起经纱的作用)将从对应驱动皮带的夹头中滑出并且将不存在对所释放的“扁平”纬纱纱线的控制。结果是,“扁平”纬纱纱线将扭结/扭绞/鬈曲等并由于“扁平”纱线中的固有的张力变化而立即变形,并且由此产生织造困难,因此,该“扁平”纱线不能扁平且无扭绞地并入。而且,这样一种纬纱的长度将是恒定的并且或多或少等于经纱薄片的宽度。因此,经纱长度将粗略地等于在此时所生产的织物宽度。
(f)虽然一个引导针/指被提供给“扁平”纬纱纱线以在拉入梭口中将它的方向改变90°作为由夹纱器固持的“扁平”纬纱纱线,但在夹纱器将它拉入梭口中时,它在该针周围的弯曲将对“扁平”纬纱纱线(其也被指示在其中;第12栏,第49-52行)引起进一步的扭绞/变形。“扁平”纱线纬纱也将被夹纱器本身致使变形,这是因为纬纱的一部分将在它早先的“送入”方向/取向上保持夹持(作为经纱,它与引纬方向成90°)并且它的剩余部分将在“拉入梭口中”的方向/取向上弯曲90°。在其中还提出了这个问题(由引导针/指的使用所引起)的解决方案(“使指与舌板相关联”;第12栏,第53-57行),但该解决方案也是不能实行的。通过所提供的替代性安排,“扁平”纬纱纱线的前导侧的自由节段被要求通过舌板包缠在针周围,以便将它的方向改变90°。如果“扁平”纬纱的这个自由节段已经由纬纱夹纱器固持,那么不可能进行它的在针周围的包缠,这是因为它不再自由(从纬纱夹纱器)无法在针周围包缠/包裹。如果该自由节段未由夹纱器固持,那么在舌板将“扁平”纬纱纱线包缠在针周围(以便将方向改变90°)后,纬纱夹纱器将不能接触、接纳并夹持“扁平”纬纱的自由节段,这是因为它的取向将不再像以前那样与纬纱夹纱器成直角。而且,“扁平”纬纱纱线的自由节段在包缠在针周围时的夹持位置在夹纱器可以与它接合时,将从它早先的笔直(即,未包缠)位置移位。结果是,夹纱器不能以90°的弯曲取向与“扁平”纬纱纱线的包缠的自由节段接合,由此织造不能进行。进一步来说,“舌板”的包缠行为将对“扁平”纬纱纱线引起损坏和变形。
(g)用于将“扁平”纬纱纱线打纬的所述安排是如其中所述竖直地固定到开梭口棒上的多个“梳”的组合。然而,它以常规的往复运动方式执行打纬,由此所插入的“扁平”纬纱纱线被朝向织物的织口位置进行打纬。这样一个打纬行为不能加工纬纱带条,尤其是脆弱/精细的一个纬纱带条如SFT和HDPT类型,这是因为它将立即引起纬纱带条的横向扭弯和变窄并因此使它损坏/变形。显而易见的是,所述织造方法不能加工带条,包括SFT和HDPT类型。
(h)所生产的织边为折入类型,这是因为“扁平”纬纱纱线已经作为预先裁剪的“扁平”经纱纱线存在。然而,这样一个织边在织造材料中产生不均匀的纤维分布,这是因为“扁平”纬纱的折叠/折入长度仅仅是针对织边中的一个小距离,由此与在所生产织物的剩余部分/本体中相比,更多的纤维并入在织边侧处。这种不均匀的纤维分布很容易地导致低纬纱(pick)/纬纱(weft)密度并由此导致开口/缺口在所生产的织造织物中的产生。而且,由于经纱和纬纱具有相同的材料,因此,不存在在织边处并入相对较低的“扁平”纱线支数来进行补偿以用于实现较高的纬纱打包的可能性,就像在通常的织造过程中生产折入的织边时的通常的实践那样。虽然折入的织边通过将它邻近它本身进行折叠、使用纱线/丝束/粗纱/“扁平”纱线/带条纱线等是可形成的,但它不能被用来在它本身上以相同的方式折叠带条,以便产生织边。这样做将使带条扭曲/变形并且还导致这些织边加倍更厚。
(i)所述卷取安排首先在所铺设的“扁平”纱线纬纱的宽度方向上使刚刚生产的织造织物前进,并且然后以与织物的织口成角度的方向、而不是直接在织物的前进/织物长度的方向上卷绕织物。显然,以与织物的织口成一定角度来执行的织物卷绕使织物的卷取未对齐/偏移、并且因此成角度的卷绕安排将由于作用于所生产织物上的不平衡力而自然地引起所生产织造织物的变形。为了克服这个缺点,在织物的长度方向上的并入额外的纱线以便在它的长度方向上加强所生产的织物,以用于将它缠起。然而,额外纱线的这种含入在织物中产生不均匀厚度。与其他区域相比,在有这类纵向纱线延伸的任何区域处这样一种织造织物将相对较厚。进一步来说,这些额外纱线的含入还立即引起织物中的不均匀的纤维分布。其中并入有这类纱线的织物区域与其中不包含这类纱线的其他区域相比将具有更高的纤维浓度。具有这些缺陷的斜纹材料对于技术应用来说显然是不适合的且不希望的。
(j)所述方法不能在织物的宽度方向上并入有额外的纱线,由此所述斜纹材料的机械性能在织物宽度和织物长度方向上将是不同的。这样一种不平衡构造也是不希望的。
显然,所述修改的织造工艺不能使用带条生产斜纹织物。而且,这样一个修改的织造安排可以既不加工带条,又不具有用于赋予斜纹材料二级完整性/稳定性的任何装置,又不具有用于将任何功能性工程化的任何装置。因此,用它生产的织造材料既不具有用于防止结构开口和缺口的任何二级结构完整性/稳定性安排,又不具有任何功能性特征。进一步来说,由于其中所述的织造织物是使用“扁平”纱线生产的,因此卷曲频率和卷曲角度在这样一种织造织物中将是相对较高的。因此,基质在织造卷曲的谷中的积聚将如早先所解释产生不希望的死重问题。进一步来说,使用“扁平”纱线所生产的所述织造织物不能具有较低的单位面积重量和平均织物厚度。而且,所述操作安排和工序是复杂和繁琐的,很显然不适用于加工任何类型的带条,包括SFT和HDPT。
在任何情况下,所披露的方法(其显然遵循传统的织造工序),能够使用仅一种材料类型的“扁平”纱线经纱和纬纱来生产织造材料,这些经纱和纬纱是在织造过程中彼此成直角相互取向的。这样一种方法明显地受到限制,这是因为它实际上不能用于直接生产斜纹材料,在该斜纹材料中经纱和纬纱“扁平”纱线是以或者钝角或者锐角的关系来相互取向的。这样一种工艺也不能生产其他可能的结构,如在此有待描述的具有折叠带条的那些结构。
虽然US6494235中所述的“扁平”纱线据说是不含扭绞的,但它不一定不含长丝的内部交错和长丝的引起纤维的不均匀分布和张力变化的扭绞。这些缺陷使得“扁平”纱线在厚度上是不均匀的。“扁平”纱线的使用也不能提供相对大量的良好分布并且暴露的长丝以用于增加且更快的润湿。
从US6585842(归于同一个申请人以及发明人之一)(其中披露了包括多块单向薄片的多轴纤维网)中也变得是显而易见的是,上述根据US6494235的织物使用“扁平”纱线而不是带条(包括SFT和HDPT)。根据US6585842的纺织材料是通过以下来生产的:扩展丝束以形成多个单向薄片,这些单向薄片随后在相对于彼此不同的取向上叠加并被粘结在一起,以便获得纺织材料。其中所述的用于扩展丝束并将它们在不同的取向上叠加的方法是专门设计用于处置扩展纤维的并且与US6494235中所述的一种方法是明显相异的。显然,US6494235中所述的“扁平”纱线不是带条(包括SFT和HDPT类型)。本领域的技术人员现在将清楚的是,US6494235中所描述的织造方法和装置不适用于处置和加工带条(包括SFT和HDPT类型),并且所述斜纹材料是使用“扁平”纱线而不是带条(包括SFT和HDPT类型)生产的。
此处切合的是指出根据US6585842的织物是无卷曲的并且它不具有自然的一级结构完整性/稳定性,如来自例如交织(通过织造)、套结(通过针织)以及缠结(通过编织)的一级结构完整性/稳定性。缺乏自然的一级结构完整性/稳定性的斜纹织物将分层(即,层将分离)。并且二级结构完整性/稳定性的缺乏在力作用于织物上时将引起它变形/扭曲(即,开口和缺口)。
显然,包含带条(包括SFT和HDPT类型以及其组合类型)的OFT先前是未知的。而且,用于使用带条(包括SFT和HDPT类型)来生产OFT的方法和装置先前是未知的。
US3426804、US2005/0274426是指示可供用于生产斜纹织物的其他实例。对于本领域的技术人员来说也是显而易见的并且因此不要求进一步考虑的是,这些方法不能加工带条(包括SFT和HDPT类型)。
US6450208和WO2006/075961例示了一种用于织造带条样经纱和纬纱的方法。根据US6450208的织造材料包含夹层式带条和其他特殊构造的带条。根据WO2006/075961的织造材料包含部分稳定的带条。包含或者SFT或者HDPT并且具有二级结构完整性/稳定性的织造材料从这些文献中并未得知。根据这些文献,织造织物包含在织物的长度和宽度方向上取向的带条。WO2006/075961还披露了一种织物构造,其中纬纱带条是相对于在织物长度方向上取向延伸的经纱带条倾斜取向。这种织物结构不应被误以为是斜纹织物和OFT,这是因为它不具有在对应地相对的斜纬纱方向上取向的任何纤维,因此,这样一种织物不能在此斜方向上承受任何负荷/力。从这些文献中,用于生产OFT的方法和装置以及OFT两者都未得知。由于这些织造织物包含相应地在织物的长度和宽度方向上取向的带条样经纱和纬纱,因此这种织造织物的常用处置没有呈现出困难,这是因为织造织物可以在它的纵向和横向方向上承受负荷/力。因此,这类织造材料在它的本体中不要求任何二级结构完整性/稳定性来抵抗开口/缺口的发展。
为了在技术正确的基础上奠定根据本发明的OFT形成工艺的原理,还重要的是在此处考虑织造工艺和编织工艺的某些相关方面和通过它们可生产的织物结构的相关特点,这是因为根据本发明的所披露的方法被考虑为在技术上不顺应织造工艺和编织工艺。
2D织造工艺被设计用于使用明确指定的两组纱线/带条-经纱(在织物长度方向上取向)和纬纱(在织物宽度方向上取向)-来生产一种交织材料。它的基本操作是开梭口随后是引纬,以便以以相互正交的关系来交织经纱和纬纱。虽然经纱平行于织物的长度方向出现,但纬纱是与经纱成90°取向的。开梭口操作产生一个梭口,该开口像是使用经纱形成的一个隧道。该梭口的两个开口的平面被定位在正生产的织物的织边侧上并且这些开口的平面是或多或少垂直于织物的织口取向的。在开口的方向上轴向观察,梭口通常类似于或者平行四边形/菱形或者三角形,这取决于所使用开梭口元件的特性和几何学。因此,梭口的开口始终由封闭的几何形状限定。
梭口的长度大致等于正生产织物的筘宽度。进一步来说,由于梭口的开口处于织边侧上,因此引纬必须使用侧开口来执行。因此,纬纱是在其长度方向上取向而从梭口的开口到相对的开口渐增地引入的。纬纱的整个长度从来不是同时铺设在梭口中的。继引纬之后,筘将纬纱打纬到织物的织口位置。显然,引纬和打纬是两个不同的操作并且因此要求不同的装置来完成(前一个操作要求或者梭子或者剑杆或者抛射体或者加压流体,而后一个操作要求一个筘)。所生产织造材料的卷取与纬纱纱线的“直径”或纬纱带条的宽度相对应、并且因此织物始终在纬纱的宽度方向上前进,而同时经纱在它的长度方向上被拉伸。最终,织造被设计成凭借具有特定长度的经纱供应来生产有限长度的交织材料。因此,一旦织造了供应长度的经纱,那么必须将新的一组经纱或者连结到先前的一组上(这在织物中产生一个结点)或者再次重新设置。在任一种情况下,织造工艺在技术上都不能生产无穷尽的织造织物。进一步来说,在任何时刻生产的织造材料的本体是四边的,如由矩形(两个长度边和两个宽度边)来代表。
与织造工艺相比,扁平编织工艺被设计用于使用一组纱线(编织纱线)来生产一种缠结材料)。它的基本操作包括在一条无穷尽的路径上并且以多个纱线线轴的路径彼此交错的方式移动这些纱线线轴,以便使纱线相对于编带的长度方向成角度地进行缠结。通过这样一个工作,并且为了获得就单位面积纱线密度而言可接受的编带质量,编织工艺自然地具有一个收敛的布局(在线轴/包装侧上的单位面积纱线密度相对低于织物形成区上的单位面积纱线密度)。进一步来说,编织工艺固有地要求编织纱线处于恒定的张力下并且彼此恒定磨耗。编织纱线之间的这样一种磨耗行为是有害的(特别是对脆性的纤维类型来说),这是因为它们显著受损,尤其是在其中纱线由于它们的增加的接近性/密度而趋向于彼此强烈接触的织物形成区。
这样一种收敛布局的另一个缺点是编织工艺(无论扁平还是旋转的)都固有地不能处置带条而不引起它们变形(扭弯、起褶痕、折叠、褶皱等)。因此,与织造相比,编织工艺在它的加工能力方面是相对受限的。进一步来说,对于给定的编织角度来说,编织工艺不能允许纱线在织物中相对更紧地打包超过某个点,这是因为不涉及打纬操作(如在织造中)。扁平编带的所有成分纱线彼此相缠结并且从一个边缘到相对的边缘连续地延伸,从而在编带的长度方向上产生自锁边缘。然而,这在带条不扭弯或变形的情况下是不可能的。编带与相对极其更宽的常用织造材料相比是相对窄的织物。编带织物的这种狭窄性是由于编织工艺设计的自然有限性。所有编织纱线都从织物的起点到其终点连续地延伸。显然,编织工艺被设计来凭借来自线轴的、具有特定长度的的编织纱线供应来生产有限长度的缠结材料。因此,一旦供应长度的纱线被编织,那么必须将新的一组编织纱线或者连结到先前的一组上(这将在编带中产生结节),或者再次设置新的一组。因此,编织工艺在技术上不能生产无穷尽的编织材料。在此,在任何时刻生产的扁平编织材料的本体再次是四边的,如由矩形(两个长度边和两个宽度边)来代表。
从织造和编织工艺的以上说明中将清楚的是,这两种工艺不能使用带条(包括SFT和HDPT类型)生产OFT。
本发明的另外的特征和优点
根据所呈现的技术方面,显然将有益的是,使得包含带条(包括SFT、HDPT以及它们的组合类型)的OFT是可获得的,由此除了其他性能和功能相关益处外,OFT还在相对于织物长度(或宽度)方向的两个相对的倾斜取向上提供最大强度、以及某些二级结构完整性/稳定性(优选是方向性定向的),以用于改进的对在正常处置/加工过程中开口/缺口的形成的抵抗性并且由此工业上是切合的和有用的。
本发明可获得:OFT织物,这些织物能够加强建筑物和其他类似构造的大表面;用于生产以下各物的复合材料:轻量和坚固零件如大的移动碟形天线、快速可展开的热/化学/辐射等的屏蔽物、以及弹道缓解产品。OFT为了美感的使用是另一个目的。简言之,新颖的OFT织物在节约重量和斜方向性能是必要的任何地方都将是高度有利的。显然地,可以考虑不仅仅包含碳材料和聚合物材料,而且还包含其他材料如有机、无机、合成、金属和天然纤维(包括它们的组合)的OFT,以便适应给定应用的要求。新颖的OFT可以或者独立地或者组合其他适合的织物(例如,通过与不同的织物材料胶合)来使用。这类OFT可以或者在这些胶合物之间或者在外部或者组合出现。
与织造材料相比(其中经纱和纬纱可以相应地在那些方向上承受负荷),斜纹织物在织物长度方向和织物宽度方向上固有地缺乏强度。然而,所提供的OFT解决了这个固有问题并且有利地提供一种改善的斜纹织物,该斜纹织物不容易发展结构开口/缺口并且可以被处置。这样一种OFT不包含额外的纱线等等。斜纹织物还可以被提供有至少暂时粘合到其他表面上的能力,使得它可以在随后被保持处于所希望的位置时处置并处理(wored upon),并且由此不会破坏/损坏它的结构特点。在一个优选实施例中,通过适合的带条的使用,使得OFT的两面都能够至少暂时粘合到其他材料或本体的表面上。这在例如OFT作为加固物必须在彼此相对的特定取向上被定位在其他材料上(反之亦然)时将是有帮助的。OFT可以用于众多不同类型的应用中。例如,它对于通过在车辆/建筑物上快速且暂时地粘住具有适合材料的一块或多块OFT薄片并且覆盖该车辆/建筑物以用于减轻冲击的全面影响来保护该车辆或建筑物(即,其占用人)将是非常有用的。这进一步通过提供OFT到其他表面上的粘合来促进并且它可以(例如)通过以下来实现:在OFT本身中直接适合地包含一种粘合剂配制品(例如,通过适合的带条的使用),使得它可以或者通过压力或化学反应(包括水的应用)或者热或者它们的适合的组合来活化。
OFT还可以优选被提供有多个狭缝,使得适合的条带可以穿过狭缝,用于在必要时将OFT支撑/附接到其他表面上。狭缝的并入将独特地使得OFT是功能性的。
OFT还可以优选提供有或者一个完全密封的纵向边缘或者两个部分密封的纵向边缘,用于例如在其随后的加工如展开和预浸过程中的可靠且耐久的引导和处置。
附图说明
通过以下附图说明新颖的OFT和它的用于生产的独特的方法和装置的优选实施例。
图1a-j图示了用于生产OFT的方法的起始阶段的步骤。
图2a-j图示了用于生产OFT的方法的持续阶段的步骤。
图3例示一个OFT构造。
图4图示了优选用于生产OFT的装置的主要部件的一个布局。
图5a-b例示了OFT生产装置的工作床。
图6例示了带条供应线轴在床的任一侧上的安排。
图7a-d例示了相对于工作床安排带条供应线轴的不同可能性。
图8例示了带条固持器和带条裁剪器的安排。
图9a-b例示了裁剪带条的不同样式。
图10a-b例示了用于从线轴中拉出带条的一个安排。
图11例示了带条夹纱器的主要部件和安装安排。
图12a-b例示了固定夹纱器以便与带条裁剪的对应方式相匹配的不同样式。
图13例示了一个带条固持和铺设单元。
图14a-f例示了用于将所铺设带条的前端移位的不同安排的相关细节。
图15a-k例示了用于巩固所生产的OFT的一个安排以及方向性取向的巩固作用的一些实例。
图16a-b例示了用于帮助OFT前进以便卷取的一个安排。
图17a-c例示了三种不同的OFT类型,其中多个带条是在相对于织物长度(或宽度)方向的两个相等的且相对的倾斜取向上取向、并且这些带条共同对着的角对应地是锐角、直角以及钝角。
图18a-b例示了用于使OFT前进并进行收集/卷绕的一个安排。
图19例示了一个OFT,其中多个带条是在相对于织物长度(或宽度)方向的两个不相等且相对的倾斜方向上取向的、并且这些带条共同对着的角是一个钝角。
图20a-e例示了用于折叠带条以生产OFT的步骤,其中一个折叠带条是在相对于织物长度(或宽度)方向的两个相等且相对的倾斜方向上取向的,以用于生产具有一个连续封闭的纵向边缘的OFT。
图21a-c例示了用于生产具有一个连续封闭的纵向边缘的OFT的步骤。
图22例示了一个OFT,其中沿OFT的纵轴线提供纵向取向的狭缝。
图23a-e例示了用于获得OFT的生产步骤,该OFT沿它的纵轴线具有纵向取向的狭缝。
图24例示了一个OFT,其中从OFT的纵轴线偏移提供纵向取向的狭缝。
图25例示了一个OFT,其中沿OFT的纵轴线提供横向取向的狭缝。
图26a-j例示了用于获得OFT的生产步骤,该OFT沿它的纵轴线具有横向取向的狭缝。
图27a-e例示了具有纵向和横向取向的狭缝的一个OFT、以及通过这些狭缝并入有另外的条带/带条的不同替代。
图28a-c例示了三种不同类型的OFT,其中两个纵向边缘都部分地封闭并且部分地开启。
图29a-k例示用于获得其中两个纵向边缘都部分地封闭并且部分地开启的OFT的一个周期的生产步骤。
图30a-c例示了用于生产具有钝角、直角以及锐角的特定面积OFT的一个替代性安排的平面图,其中某些部分处于相邻位置。
图31a-c例示了用于获得特定面积的锐角OFT的生产步骤。
图32a-f例示了用于以一种替代性方式生产一种特定面积OFT材料的替代性安排以及对应的生产步骤的平面图。
图33a-b例示一种替代性OFT生产方法的平面图,其中带条铺设单元在水平面上旋转。
图34a-b例示一种替代性OFT生产方法的端视图,其中带条铺设单元在竖直平面上旋转。
图35a-b例示用于将所铺设带条的前端成角度地移位的一个替代性安排。
图36例示用于使所生产OFT向前前进的一个替代性安排。
具体实施方式
将在下文描述本发明的涉及用于生产OFT的方法和装置以及其可生产的OFT构造的优选实施例。然而,应当理解的是,不同实施例的特征在这些实施例之间是可交换的并且可以按不同方式进行结合,除非特别指示别的情况。还可以指出的是,为了清楚起见,附图中所图示的某些部件的尺寸可以与本发明的现实实现方式中的对应尺寸不同。
生产方法
根据本发明的包含多个带条(包括SFT和HDPT)的OFT的生产涉及起始阶段和持续阶段。首先参照图1a至图1j描述起始阶段中所涉及的各种步骤,然后参照图2a至图2j描述持续阶段的那些步骤。这些图示示出OFT生产的平面图并且表示它的一种模式。
起始阶段
起始阶段优选包括以下步骤:
1)在工作床(2)的任一侧定位两个带条供应线轴(1a、1b)中的每一个,其中它们的轴线之间有一个指定的角度,如图1a中所示。
2)从线轴(1a)中朝向床(2)拉出规定长度的带条(3a1),如图1b中所示。
3)从带条(3a1)的供应线轴(1a)上裁剪下它,如图1c中所示。
4)将所裁剪的带条(3a1)放置在工作床(2)上,如图1d中所示。
5)从线轴(1b)中朝向床(2)拉出规定长度的带条(3b1),如图1e中所示。
6)从带条(3b1)的供应线轴(1b)上裁剪下它,如图1f中所示。
7)将所裁剪的带条(3b1)放置在工作床(2)上、在带条(3a1)之上,如图1g中所示。
8)从线轴(1a)中朝向床(2)拉出规定长度的带条(3a2),如图1h中所示。
9)从带条(3a2)的供应线轴(1a)上裁剪下它,如图1i中所示。
10)将所裁剪的带条(3a2)放置在工作床(2)上、在带条(3b1)之上并且邻近平行于先前所铺设的带条(3a1),如图1j中所示,并且用适合的二级结构完整性/稳定性来巩固所产生的一级结构完整性/稳定性。
持续阶段
持续阶段的开始点(如图2a中所示)是在根据起始阶段中所描述的工序已经铺设前三条带条之后。该持续阶段涉及以下工序。
1)将带条(3a1)的前端在它的厚度方向上移位并且相对于相邻带条的非移位前端产生正面开口,如图2b中所示。
2)从线轴(1b)中朝向床(2)拉出规定长度的带条(3b2),如图2c中所示。
3)从带条(3b2)的供应线轴(1b)上裁剪下它,如图2d中所示。
4)将所裁剪的带条(3b2)定位在所产生的正面开口中(即,在带条(3a2)上方并且在带条(3a1)的提升的前端下方);邻近平行于先前所铺设的带条(3b1)铺设它;并且将带条(3a1)的提升的前端回归,如图2e中所示。
5)将带条(3b1)的前端在它的厚度方向上移位并且相对于相邻带条的非移位前端产生正面开口,如图2f中所示。
6)从线轴(1a)中朝向床(2)拉出规定长度的带条(3a3),如图2g中所示。
7)从带条(3a3)的供应线轴(1a)上裁剪下它,如图2h中所示。
8)将所裁剪的带条(3a3)定位在所产生的正面开口中(即,在带条(3b2)上方并且在带条(3b1)的提升的前端下方);邻近平行于先前所铺设的带条(3a2)铺设它;并且将带条(3b1)的提升的前端回归,如图2i中所示。
9)用适合的二级结构完整性/稳定性来巩固所产生的一级结构完整性/稳定性。
10)通过将优选铺设带条的前端以一个预定的图形化顺序在它们的厚度方向上移位、并相对于相邻非移位带条产生正面开口、在所产生的正面开口中从对应的方向并邻近平行于先前所铺设的带条铺设所裁剪的带条(3an)和(3bn)、并且将对应带条的提升的前端回归、并用适合的二级结构完整性/稳定性来巩固所产生的一级结构完整性/稳定性,以便连续地生产OFT,来无穷尽地重复持续阶段的步骤1至9,如图2j中所示。
用于巩固所产生的结构以便抵抗开口/缺口的形成、使所生产的OFT向前前进以便以卷筒形式卷起的步骤,尽管上文未列出,但仍将在适当的时刻执行,以用于实现如随后应描述的工艺的实际连续性。图3总体上表示一个OFT。
所列出的步骤用于一般性指导并且并不一定按照所指出的顺序执行。例如,起始阶段相反可以由拉出带条(3b1)开始。而且,可以在新颖工艺的所述步骤中引入变化,以便实现实际效率。例如,可以将所铺设带条的前端移位,而同时从线轴中拉出该带条,或可以同时将带条从两个线轴中拉出一半,或可以在使所生产的OFT向前前进以用于卷绕成卷筒时执行对所拉出带条的裁剪,等等。
可替代地,在起始阶段中,初始可以邻近地铺设同一倾斜方向的两个带条。然后,将前端之一在它的厚度方向上移位以产生正面开口,与前端未提升的另一个带条相结合,来接纳另一倾斜方向的带条。从这一点起,所述持续阶段可以如所描述的、通过将初始铺设的另一倾斜方向的两个带条的优选前端移位适合地开始。
从对方法的以上说明中,可以立即观察到以下重要新颖性:
1)该工艺基本上采用两个带条供应源如工作线轴(其可以具有相同或不同的材料、类型、特性等)。
2)该工艺不涉及材料的传统设置,如与织造和编织相关联的设置。
3)该工艺是无穷尽的,即,该工艺不需要在技术上停止,以便以新的设置重新开始,只要带条的两个供应源如线轴被或者自动地或者手动地补充即可。可替代地,可以将所裁剪的带条长度连续地存储在管纱库中并且从该管纱库中拉出/供应。
4)该工艺并不遵循织造工艺的工序,这是因为:
(a)不可能仅使用两个供应线轴(一个用于经纱,并且一个用于纬纱)来执行织造。
(b)不存在经纱和纬纱的任何指定的组。
(c)所铺设带条的有待在它们的厚度方向上移位的前端沿织物的相应的两个纵向边缘出现,由此在这两个纵向边缘之间不产生梭口。
(d)不存在被产生的、具有任何指定的封闭形状的梭口并且没有从梭口的一个开放侧到相对侧执行引纬。
(e)所铺设带条是无张力的并且在OFT生产过程中不需要维持在张拉条件下。
(f)存在两个生产阶段-起始和持续。
5)该工艺并不遵循编织工艺的工序,这是因为:
(a)不可能使用两个固定线轴执行编织。(通过使用两个移动线轴,配发带条将只会彼此扭绞而不缠结。)
(b)这两个线轴保持固定并且不在任何无端轨道中横过。
(c)这些带条不处于彼此不断的磨耗下。
(d)这些带条不在织物边缘之间连续地脱针。
(e)所铺设带条是无张力的并且不需要在OFT生产过程中维持处于张拉条件下。
(f)存在两个生产阶段-起始和持续。
6)该工艺涉及用适合的二级结构完整性/稳定性来巩固所产生的一级结构完整性/稳定性,以用于改善的对开口/缺口形成和变形的抵抗性。
7)使所生产的OFT向前前进一定距离以进行卷绕,该距离是通过OFT的菱形图案的纵向对角线的长度、而不是带条的宽度来限定的。不将OFT向前前进以用于在成分带条的宽度方向上进行卷绕。
8)该工艺可以随意将不同材料、类型、特性等的带条相组合。
9)该工艺并不要求这些带条维持在恒定张力下作为用于将它们加工成OFT的一个条件。
10)该工艺将正铺设的一个方向的带条与源自所生产OFT的本体的另一个方向的早先所铺设的带条部分相关联,并且这个带条的剩余部分被铺设成与随后将铺设的另一方向的带条自由相关联。
11)生产OFT所要求的每条带条的长度是通过织物宽度与带条在OFT中的并入角度之间的确定关系来掌控的。
12)该工艺在OFT生产过程中同时直接铺设所要求的带条中的每一个的整个长度、并且这类铺设的带条在OFT中以无张力的状态出现。
优选的是,所述工艺以水平形式进行,以便生产新颖的纺织材料。然而,如果存在空间限制,那么OFT可以使用适合的装置以或者倾斜形式或者竖直形式来生产,而不脱离所述工艺的精神。
织造和编织的业内人士现在将充分清楚的是,所述工艺在技术上并不遵守或者织造工艺或者编织工艺的所确立的原理、工序以及操作。而且,在此所述的新颖工艺同时在技术上既不是织造工艺又不是编织工艺。它在技术上也不以任何方式是织造工艺和编织工艺两者的部分组合。所述新颖工艺在技术上既不是织造又不是编织本身就是这个工艺的新颖性。与织造工艺和编织工艺相比,所述工艺的简单性使得它的一切在实际上是更加中肯的且在工业上更有吸引力。因此,接下来呈现一种适合的实际装置,该实际装置根据该新的织物形成原理工作,用于生产OFT。
生产装置
参照图4描述用于使用带条(包括SFT和HDPT类型以及带条的任何其他类别和组合)来生产OFT的新颖可实行的装置的优选实施例,图4总体上示出平面图。
在图4中示出用于生产OFT的新颖装置的主要且不同的成分安排的相对位置。该装置包括以下各项:
1.用于支撑纺织品形成的安排(11)
2.用于供应带条的安排(12)
3.用于裁剪带条的安排(13)
4.用于从线轴中拉出带条的安排(14)
5.用于铺设所裁剪带条的安排(15)
6.用于将所铺设带条的前端移位的安排(16)
7.用于巩固所生产材料的安排(17)
8.用于使所生产材料前进的安排(18)
9.用于将所生产材料收集在一个卷筒中的安排(19)
在下文单独地描述该装置的这些所指出的安排中的每一个以及它们的特征。
1.用于支撑纺织品形成的安排(11)
如图4中所示,用于支撑纺织品形成的安排(11)是OFT生产的中心。在图5a中通过举例示出了这个安排(11)的基本部件。该安排包括一个工作床(11),其一部分是固定的(11a)并且在一个端侧上配备有多个指状凸部(11b)。床(11)支撑可移动床/板(11f),如图5b中所示。板(11f)还配备有多个匹配指(11g),如图5b中所示。板(11f)可以相对于床(11a)在床(11a)的纵向方向上往复运动,以用于使得OFT能够向前前进,以便卷取。因此,安排(11)由固定部分和可移动部分组成。板(11f)的往复运动的距离由适合的驱动器(未示出)来控制。板(11f)必须往复运动的距离将取决于用于生产OFT的带条的宽度和它们的取向相对于安排(11)的纵向方向的角度。例如,当使用宽度为50mm的带条时,板(11f)的往复运动的距离在带条的取向为60°时将为约100mm;在带条的取向为45°时为71mm;并且在带条的取向为30°时为58mm。如可以注意到的是,板(11f)的往复运动的距离始终大于所使用带条的宽度并且该距离与所生产的OFT为了卷绕成一个卷筒而必须前进的距离近似对应。因此,安排(11)还起作用,以协助所生产的OFT向前前进,以便卷取。
固定床(11a)和可移动板(11f)相应地配备有多个指(11b)和(11g)或类似安排。指(11b)和指(11g)的高度优选相等,使得它们可以共同提供具有一致平面和连续表面的桥,以用于在它们之上生产OFT。这样,OFT可以由板(11f)以滑动方式支撑并且其成分纤维在板(11f)的往复运动过程中不会被钩住或损坏或拉出。可替代地,板(11f)的指(11g)的高度可以比床(11a)的指(11b)的高度相对更大。OFT基本上形成在安排(11)的床上,该安排由固定部件和可移动部件组成。因此,图5a和图5b中所示出的安排(11)构成这个新颖工艺的纺织品形成支撑件。安排(11)具有两个端,这两个端可以被认为是送料端(即,离指(11b/11g)最远的端)和卷绕端(即,离指(11b/11g)最近的端)。
板(11f)的表面与指(11b)和(11g)优选在一个平面上并且为低摩擦类型,如通过或者用PTFE(或类似物)涂布该板或者在该板上固定PTEE(或类似物)的适合的薄片可获得的类型。后一种的优点是更换更容易、更快且成本更低。由于其他所有所涉及的安排都将与这个安排(11)物理上相关,因此优选的是这个安排对于支撑它们来说是稳健并且稳定的。床(11a)不必需是重的;它也可以使用适合的轻量复合材料来生产。床(11a)和板(11f)还可以使用穿孔板来制作,不仅用于减少重量,而且用于使铺设于它们之上的带条保持可拆卸地附接,如有可能通过使用真空压力来保持。尤其当安排(11)由于如以下指示的某些需求而优选或者倾斜或者竖直时,像这样的一个构造可以是有益的。
优选地,如图5a和图5b中所示水平地采用床(11a)。床(11a)离地面的高度可以为或者固定型或者升/降型,这取决于操作人员的便利要求。在或者生产占地面积限制或者操作人员的其他特殊需求的情况下,可以使床或者以一个方便的斜度倾斜或者甚至是竖直的(连同将在物理上连接到该床上的其他安排一起)。床(11a)具有适于符合带条的整个长度的尺寸,这些带条将以两个取向被倾斜地铺设在该床上,用于OFT生产。安排(11)按这样一种方式来构造,使得它的所有边缘都是光滑并被圆化以防止所生产OFT的成分纤维被钩住且受损,例如,在将OFT以滑动方式送入指(11b和11g)以及板(11a和11f)的表面上以便卷取时。
在床(11a)的两个纵向侧(11c)和(11d)上提供了适合的供应件(11e),例如,螺纹孔、凸部、凹部、槽等,以便支撑多个安排(16),这些安排优选用于将所铺设带条的前端移位,如图5a中所指示。这些安排(16)(有待稍后进行描述)由于操作原因优选被定位在床(11a)的两个侧(11c和11d)上并且应稍后进行描述。
由于通常应优选生产具有不同宽度的OFT,因此,被认为是有利的是,以这样一种方式来制作床(11a)和板(11f)以使得它的宽度在开始所希望的生产之前可以适当地改变并设定。可以通过模块化地构造床来实现床宽度的这样一种改变。例如,床(11a)和板(11f)可以用多个具有不同宽度的适合的纵区段制作,使得这些区段可以彼此相邻放置并相连结以便实现床(11a)和板(11f)的优选宽度。在具有改变床(11a)的宽度的可能性时存在另一个好处。例如,操作人员在生产过程中可以很容易地接近材料,如果需要注意的话。在宽床上所生产的相对小宽度的材料显然将难以够到。在任何情况下(如稍后将变得更清楚),安排(11)的总工作宽度将是床(11a)和附接在它的两侧(11c)和(11d)上的两个安排(16)的组合宽度。
在一个替代性安排中,可以使用一个运输带,由此可以在床(11a)和往复运动板(11f)上使用具有优选宽度的运输带的上部,以用于在该运输带上生产OFT,同时运输带的下部在床(11a)下方经过。这样一种运输带可以由一对适合的滚轮(一个安装在床(11a)的送料端上,而另一个安装在OFT卷绕端上)转动。使用运输带的优点是它可以按优选的增量或步长连续地移动。然而,它的主要缺点是它趋向于在它的宽度方向上(在长跨度上)弯曲并且因此运输带的表面难以维持是平面的。在两侧上纵向相等地张拉该带也带来了困难并且它可以成为在生产过程中使OFT偏斜的原因。
在另一个替代性安排中,如果优选的话,那么可以从来自送料端的大滚轮连续地供应纸张或类似物、并且将它传递到板(11f)上,并且在该纸张上直接生产OFT。这样,所送入的纸在它被卷绕成一个卷筒时也可以直接充当OFT层之间的一种插入材料。纸可以由其他任何材料如聚合物膜和层压纸来代替。
2.用于供应带条的安排(12)
在图4中通过举例示出了安排(12)的相对位置,该安排优选用于供应带条,以用于生产新颖OFT材料。如图6中所示,两个带条线轴(12a)和(12b)被安装在相应的轴/固持器/卡盘(12c)和(12d)上,这些轴/固持器/卡盘被定位在早先所述的安排(11)的两侧上。这两个线轴的轴线相对于安排(11)的两个纵向侧成一个角来相应地维持。由线轴(12a)和(12b)的轴线形成的这两个角θ(在图6中示出)可以是相等或不等的,但优选根据有待并入OFT中的带条的所希望的倾斜度而处于相对的倾斜方向上。优选地,使这两条轴线中的每一个都维持处于离地面实际方便的高度,以便于安装/拆卸线轴。
可以使线轴(12a)和(12b)的轴线与安排(11)的顶面维持不同的关系,如图7a至图7d中所例示,其中仅示出一个线轴用于进行解释。线轴轴线A的位置可以或者在安排(11)的顶面上方(图7a和图7b),或者在同一水平上(图7c)或者在下方(图7d)。线轴的这种定位可能性是可能的,这是因为出口导轮(12e)的位置相对于安排(11)的表面可以保持不变。如图7a和图7b中所例示,可以从线轴(12a)中从该线轴的或者“下”侧或者“顶”侧拉出带条,而同时轴线A保持处于安排(11)的顶面上方。不必将线轴定位在安排(11)的旁边(如图6中所示);取决于构造原因和占地面积原因,可以将线轴定位在安排(11)的床的或者上方或者下方。而且,可以使线轴的轴线与安排(11)的表面或者平行或者成一个角度。考虑到所要求的空间限制以及工程和操作方便性,线轴的这些定位可能性独特地提供了操作占地面积要求的节约和接近容易性。在任何情况下,如可以推断的是,不必仅仅从线轴(12a)和(12b)中拉出带条;还可以将特定裁剪长度的带条存储在一个适合的管纱库中并供应用于OFT的不中断的生产。
将线轴(12a)和(12b)相应地安装在轴/卡盘(12c)和(12d)上,如图6中所示,这些轴/卡盘被固定到适合的轴架(未示出)上。可以将这些轴架固定到一个底板上或安装在可以从安排(11)延伸的两个臂上(未示出)。虽然臂的内端可以被连接到安排(11)上,但这些臂的外端可以支撑轴架,以用于支撑固持器/卡盘(12c)和(12d)。这些臂可以优选为伸缩种类,使得可以将线轴(12a)和(12b)根据需要或者接近或者远离安排(11)来容易地定位。可以将轴架以以下这种方式安装在这些臂上:它们中的每一个都可以单独地旋转并相应地锁定到所希望的位置中,使得可以直接并且容易地调整和设定线轴(12a)和(12b)的轴线的角。可替代地,可以将臂的内端以这些臂中的一个的移动在另一个臂中产生一个对应移动的方式(如齿轮)适当地相连接。可以适当地定位用于将臂锁定在所希望的位置中的装置。
线轴(12a)和(12b)的转动(以便在安排(11)的方向上放出带条)可以由可获得的常规的电气系统、机械系统、气动系统等来控制。
虽然以上已描述了安排(12)的要点,但接下来考虑与特殊需求和自动化相关的其他某些方面。
有时,特殊的带条材料如预浸料和胶粘材料可能优选进行加工。这类带条通常被供应有箔,该箔防止线轴中所卷绕的带条层彼此相粘。为处置这类箔带条,可以将另外的轴架固定到底板或臂(或其延伸)上,使得由线轴(12a)和(12b)放出的废弃箔的收集直接卷绕到相应地接近工作线轴安装的其他线轴上。
当加工并入粉末状物质的带条时,如果需要的话,可以在适当的位置处安装适合的抽吸单元,以用于粉末的连续去除。同样地,如果湿带条有待处理,那么可以在适当位置处安装适合的干燥加热器/鼓风机。
为实现自动化,可以并入线轴变换器。例如,机械臂可以从管纱库中拾取新的线轴并将它们安装到从相应的轴架伸出的轴/卡盘(12c)和(12d)上。另一个方法将是在一个管纱库中方向性地安排线轴,可以将该管纱库带进一旦运行线轴接近耗尽,轴/卡盘(12c)和(12d)就直接接纳这些线轴的位置。又另一个方法是具有一个轴架,该轴架在尽可能多的取向上将例如,四个或六个轴/卡盘固定到它上。通过成角度地转动轴架,可以将安装在轴/卡盘上的线轴带进所希望的工作位置中。将耗尽的线轴用新的线轴补充的再另一个方法将是具有另外的轴架,这些轴架装载有新的线轴,然后可以转动这些线轴并将它们进进工作位置中。可以在“工作或主动”线轴正在运行之时,在轴架的轴/卡盘上在“非工作或被动”位置处提前装载新的线轴。由于运行线轴消耗尽,因此可以使另外的轴架自动就位。通过使用任何类型的自动化的线轴变换器,可以使用任何带条材料、类型、形式、特性等生产OFT。而且,这些变化可以随意且以任何顺序实现,由此可以容易地并且直接地生产各种各样的OFT。
可替代地,如早先所指出,可以将特定裁剪长度的带条连续地存储在一个管纱库中并适当地呈现以用于铺设在安排(11)上。
3.用于裁剪带条的安排(13)
由于新颖的OFT仅使用特定离散长度的带条来生产,因此用于裁剪从线轴(12a)和(12b)中拉出的带条的装置的含入变得是不可缺少的。在图4中通过举例示出用于裁剪带条的安排(13)的相对位置。因此,如图8中所示,所例示的裁剪装置包括裁剪机(13a)和(13b)以及用于夹紧的装置(13c)和(13d)。这两个裁剪单元都是适合地、优选定位在安排(11)的旁边。进一步来说,将裁剪机(13a)和(13b)定位在出口滚轮/棒(12e)附近。如果必要的话,可以使这些裁剪机往复运动。进一步来说,按以下方式安装裁剪机(13a)和(13b):可以使它们相对于通过线轴(12a)和(12b)放出的带条的长度方向转动/旋转并锁定到所希望的角位置。如图9a中所示,带条的裁剪边缘(13e)相对于其长度方向为90°。在图9b中示出带条的相对于它的长度方向成一个角度的裁剪边缘(13f)。这样一种成角度裁剪优选使成角度铺设的带条的裁剪边缘与OFT的对应纵向边缘一致取向。
除了裁剪机(13a)和(13b)外,用于带条裁剪的这个安排(13)还包括夹子(13c)和(13d)(图8),以便将所拉出带条的前端固持就位(用于随后的操作)并且还供裁剪机(13a)和(13b)可靠地将它们裁剪。还可以将这些夹子(13c和13d)对应地转动/旋转并且正如裁剪机(13a和13b)一样锁定就位。
裁剪装置(13a)和(13b)可以优选为或者接触式类型(例如,机械、热)或者非接触式类型(例如,激光)。有待选择的裁剪装置的类型将取决于有待用于OFT生产中的带条的材料组成。
4.用于从线轴中拉出带条的安排(14)
在图4中示出安排(14)的相对位置,这些安排优选用于从相应线轴中拉出带条。由于基本上两个带条供应源(例如,工作线轴(12a)和(12b))优选用于生产OFT,因此这个安排(14)包括相同地工作的两个单元。出于解释目的,在图10a和图10b中例示这些单元中的仅一个的工作。
如图10a和图10b中所示,这个安排基本上包括一个线性驱动构件(14a),一个夹纱器区块(14b)被固定到该线性驱动构件上,用于夹持/夹紧带条,如以下所述。可以通过线性驱动构件(14a)在两个所希望的位置之间来回地移动(即,往复运动)带条夹纱器(14b),这两个位置限定了有待从线轴(12b)中拉出以用于生产OFT的带条的长度。对于有待生产的给定宽度的OFT来说,这两个位置是恒定的。这样,夹纱器(14b)夹持以扁平条件从线轴(12b)中配发出的带条的前端并且线性地拉出带条。
为了从线轴中拉出带条(如图10a和图10b中所示),夹纱器区块(14b)朝向这对固持器(13d)移动并且接纳由这对固持器(13d)固持就位并呈现的带条的自由前端。此时,将裁剪机(13b)移动远离移动夹纱器(14b)的路径。在夹纱器(14b)已经固持所呈现的带条的前端之后,将该夹纱器朝向安排(11)的方向移动,由此从线轴(12b)中拉出带条。夹纱器(14b)通过适合的机电驱动单元或气动驱动单元(14a)往复运动。这些带条通常由相应的夹纱器从两个相对安排的供应源(如线轴(12a)和(12b))中交替地拉出,以便生产OFT。
为使得所拉出的带条能够定位在路径中以用于随后由接下来要描述的带条铺设安排进行处置,按以下这种方式(未示出)来安装夹纱器区块(14b)和固持器(13d)对:使得它们可以通过常规方法升高和降低,并且因此对应地升高和降低固持在它们之间的所拉出的带条。因此,当从线轴中拉出带条时,夹纱器区块(14b)和固持器(13d)对在相对较低的水平上出现,并且在优选带条长度已被拉出后在一个相对较高的水平上出现。这样,将所拉出的带条升高以用于被接下来要描述的带条铺设安排(15)抓住。可替代地,仅用于将所拉伸带条移位/偏移的安排可以被认为是将带条定位在安排(15)的优选夹持路径中。
在图11中例示用于以扁平条件夹持带条的前端的一个安排。这个单元基本上包括一个基座构件(14c)和一个夹紧构件(14e),它们相应地形成夹纱器的下唇和上唇。基座构件(14c)具有适合的供应件如槽(14d),以用于将该基座构件在板(14h)上定位并固定在优选位置。可以通过在适当的位置和时刻、通过一个适合的触发构件(未示出)如可获得的气动装置、机械装置、机电装置等适合地移动腿(14f)来相对于下唇(14c)移动上唇(14e)(其通过它的腿(14f)围绕轴线(14g)枢转),以便打开和封闭嘴。可以将整个所描述的夹持组件按以下这种方式固定到驱动块14b上:该夹纱器组件可以围绕轴线(14i)旋转。
下唇(14c)和上唇(14e)是足够长的,以便以扁平条件接纳一系列带条宽度。这样,对于大范围的带条宽度来说可以使用同一个夹纱器。在从线轴(12a)和(12b)中拉出带条时,唇(14c)和(14e)(其形成夹纱器的嘴)始终以扁平条件固持带条。下唇(14c)的顶面被适合地定位,其水平为使得能够容易并且直接地接纳由这对固持器(13d)固持和呈现的带条的自由前端(在图10中示出)。
唇(14c)和(14e)始终封闭并且联合地在安排(11)的方向上从线轴中拉出带条。拉出带条的这个方向相对于相应的供应线轴轴线优选成90°。因此,线性驱动单元(14)中的每一个的纵向侧都与从对应线轴(12a)和(12b)中所拉出的带条一样,相对于安排(11)对着同一个角度。
所述夹纱器的独特特征是可以将它围绕轴线(14i)旋转到所希望的位置并由如图12a和图12b中所图示的适合的安排(未示出)锁定(图12a和图12b是图11中所示装置的平面图)。旋转夹纱器组件的可能性对于接纳带条来说是有利的,这些带条被或者直线(θ1)裁剪,如图12a中所示,即,与带条长度方向的裁剪角度为90°,或者成一个角(θ2)裁剪,如图12b中所示,即,与带条长度方向的裁剪角度不为90°。通过这样一个安排,带条的裁剪边缘以及夹纱器基座(14c)和夹子(14e)的前侧可以保持平行并且由此确保带条的裁剪侧的完全夹持。图12a和图12b还表示同一个夹纱器夹持不同带条宽度T1和T2的能力。
在此可以指出的是,由用于生产给定OFT的所述安排(14)所拉出的带条的长度始终比正生产的OFT的本体的宽度要长。
5.用于铺设带条的安排(15)
在图4中例示这对安排(15)的相对位置,一旦已由上述这对单元(14)拉出优选长度的带条,这对安排就优选用于在安排(11)上铺设带条。如所示,这两个安排(15)中的每一个都是相同的并且被定位在安排(11)的任一侧上并且它们相应地铺设所拉出的带条(优选交替地),以用于生产OFT。
在图13中通过举例示出安排(15)的构造特征。它的前部像一个叉子或筒纱架(15a),该叉子或筒纱架具有两个向前延伸的指(15c)和(15c')。杆(15b)在叉子(15a)的背侧延伸。杆(15b)以滑动方式(未示出)受到支撑和约束,使得单元(15)可以通过适合的安排以被引导的方式线性地往复运动。可替代地,可以将叉子(15a)为了其往复运动而以适合的方式直接连接到一个线性驱动器上。进一步来说,按以下这种方式来安装单元(15):使得该单元可以旋转并锁定在优选位置(未示出),以便使它的取向与带条并入在OFT中的所希望的角度相匹配。除了能够被取向之外,单元(15)还被提供有一个适合的安排(未示出),以便将该单元移动到一个新的位置,以与不同长度的带条相对应,这些带条可以取决于它们在OFT中的并入角度来加以使用。为了固持不同长度的带条以便铺设在安排(11)上,叉子(15a)优选为伸缩类型。如果需要生产具有伸张带条的纺织品,那么可以例如,通过气动装置使伸缩筒纱架延长/扩展,以用于伸张带条。
在指(15c)和(15c')的下侧上的是如图13中所相应地示出的夹紧板(15d)和(15d')。将这些夹紧板(15d)和(15d')以适合的方式相应地连接到致动器(15e)和(15e')上,由此可以单独地或者朝向(封闭位置)或者远离(打开位置)相应的指来拉伸这些板,以便直接接纳并夹持一系列带条宽度。这个行为允许在这两个夹持指(15c、15d)与(15c'、15d')之间在带条的宽度方向上夹持带条。
夹持指(15c、15d)和(15c'、15d')如下所述夹持或抓住由前面的章节中所述的安排(14)所拉出的带条。缩回安排(15),使得由安排(14)所拉出的带条可以升高而不会碰到任何妨碍,特别是来自安排(15)的夹持指(15c、15d)和(15c'、15d')以及夹子(15a)的妨碍。由安排(14)所拉出的带条升高到以下这种水平,使得夹持指(15c、15d)和(15c'、15d')在它们的开放模式下可以接纳该带条。安排(15),在它的夹持指(15c、15d)和(15c'、15d')处于开放模式时,缓慢地移向所拉出的带条。当带条的前边缘与夹持指(15c、15d)和(15c'、15d')的前边缘处于同一个竖直平面上时,夹紧板(15d)和(15d')由相应的单元(15e)和(15e')致动成封闭模式。因此,所拉出的带条被固持在夹持指(15c、15d)与(15c'、15d')之间。通过打开夹纱器唇(14c和14e)而从它们释放带条并且在已由单元(15)的夹持指(15c、15d)和(15c'、15d')夹持带条后从带条的供应源上裁剪下带条。
由单元(15)固持的带条在邻近平行于先前所铺设的带条铺设后,通过打开指(15c、15d)和(15c'、15d')而被释放。如果有必要的话,可以通过适合地并入按压棒来在拉回单元(15)时通过在几个位置按压/固持带条使带条保持就位,从而辅助带条从指(15c、15d)和(15c'、15d')中的释放/去除。
这对单元(15)在它们工作过程中优选处于相同水平。这些单元(15)中的每一个都以一种方式取向,由此由这些单元(15)中的每一个固持的带条的纵向边缘之一优选面向安排(11)的方向。单元(15)中的每一个在安排(11)的床上同时铺设整个长度的带条。一旦带条在安排(11)的床上由单元(15)递送并释放,以便并入OFT中,在带条中就不存在张力。因此,这种新颖的OFT形成方法和装置不要求带条不断地张拉作为OFT生产过程中的一个条件。
所希望的是筒纱架(15a)和杆(15b)由相对轻量材料如管和复合材料制成。还重要的是,筒纱架(15a)的往复运动不会导致固持在它的指中的带条过高地振动/颤动。夹持指(15c、15d)和(15c'和15d')的长度是足够长的,以便直接接纳不同宽度的带条。使用相对较宽带条的优点是OFT生产率的对应增加。
在替代性且不那么优选的方法中,只有一个单元(15)可以按所述方式使用,由此该单元在两个不同位置之间交替变动,以便夹持由两个线轴供应的单独的带条并从两个对应的方向将它们相继地铺设在安排(11)的床上。在又一个不那么优选的安排中,只有一个单元(15)可以按所述方式使用,以便仅从一个带条供应源中夹持带条,使得单个单元(15)在两个不同位置之间交替变动,以便从两个对应的方向将带条铺设在安排(11)上。然而,这两种方法都被认为是无效的和复杂的并且因此是不希望的。
6.用于将所铺设带条的前端移位的安排(16)
在图4中示出了用于将所铺设带条的前端在它们的厚度方向上移位的一对安排(16)的相对位置。这两个安排(16)各自定位在安排(11)的两个纵向侧上,如早先参照图5a所指示。这对安排(16)优选用于将铺设在安排(11)的床上以用于生产OFT的选择带条的前端移位。这对安排(16)在它们的工作中是相同的并且将选择铺设带条的前端在带条的厚度方向上移位,以便产生一个正面开口。图14a至图14c中所示出的安排(16m)和图14d至图14f中所示出的安排(16n)相应地是用于将带条的前端移位的装置的两个实例。稍后将列出其他可能性。
如图14a中所示,安排(16m)包括一个壳体(16a),该壳体具有多个槽(16b)。壳体(16a)的表面优选是光滑的并且是平面的,使得纤维可以在该壳体上滑动,而不会被(例如)不匀的边缘钩住/抓住。如果需要的话,壳体(16a)的表面可以用低摩擦材料如PTFE来涂布。这些槽(16b)被顺序地安排且其方式为使得两个相邻槽的相对侧在一条直线(16c)上出现。进一步来说,这些槽(16b)中的每一个的轴线(16d)都相对于壳体(16a)的纵向侧成一个角Φ并且这个角与面向带条的宽度方向的角相对应。
这些槽(16b)中的每一个都含有一个区块(16e),该区块优选具有弯曲的顶部。区块(16e)优选与相应的槽(16b)具有滑动配合。区块(16e)的宽度优选小于有待加工的带条的宽度。这些区块优选是光滑的并用低摩擦材料如PTFE来涂布。这些区块(16e)的功能是将搁置在区块上的带条的前端在带条的厚度方向上移位。这些区块(16e)中的每一个都可以通过可获得的机械装置或气动装置或机电装置根据有待在OFT中产生的结构图案或者独立地或者成适合的群组共同地往复运动。可以将区块(16e)的顶侧完全拉入槽(16b)内,使得区块的顶面和壳体(16a)的表面是齐平的,如在图14a中通过区块(16e')所描绘。壳体(16a)具有适合的供应件如孔(16f),用于将它通过图5a中所示的适合的供应件(11e)附接到安排(11)上。
在替代性构造中,区块(16e)(代替一件式)可以通过将适合的板相连结来制作,使得区块的宽度可以根据需要通过增加或移走所要求的板而在一个范围内变化。适合的圆端的指/针/棒/板也可以代替区块使用,例如,在加工相对窄的带条时。可替代地,可以在壳体的顶侧上提供一个铰接式盖状安排。当翻开时,它将使带条的前端移位并且当按压封闭时,它将与壳体的表面相齐平,这提供了一个平面以使得带条的前端能够滑过。
区块(16e)的顶侧优选是弯曲的,使得当带条(T1)的前端由该区块在带条的厚度方向上移位(如图14b中所示)时,实现至少一个最低接触如相切。可替代地,平板/区块也可以用于将搁置在它上的带条的前端在带条的厚度方向上移位。当区块(16e)的顶部出现在壳体(16a)的表面上时,带条(T2)的对应前端相对低于向上移位的带条(T1)的前端而出现。由于带条(T1)的前端相对于未移位带条(T2)的剩余的前端的选择性移位,变得可能的是,产生一个正面开口,从而获得通过使用安排(15)在安排(11)上容易且直接地铺设带条、以用于生产OFT的进口。带条的前端以所述方式的移位使得能够将正铺设的带条在它的横向方向(即,它的宽度方向)上移动。这和与织造相关联的引纬不同,在引纬中纬纱始终在的轴向方向或长度方向上移动。
此处还可以指出的是,仅仅提升图14b中所示的每个交替区块(16e)来将带条的交替前端移位就足够了。这是因为当OFT向前前进时,带条的前端也将前进到下一个区块,该区块可以再次提升,以便将新带条的前端移位。
大多数类型和材料的相对刚性的带条可以通过区块(16e)的所述行为而令人满意地进行加工。然而,当加工某些类型的带条(如挠性的、轻薄的以及脆弱的/精细的)时,移位的带条有可能能够从相应的区块中脱出(尤其是当新带条进入所产生的正面开口中时),并且从而导致OFT生产的困难。这个问题是例如通过并入一个抽吸单元(16h)来克服的,该抽吸单元如图14c中所示被放置在单元(16m)上方。在区块(16e)被拉回到它们的槽(16b)中之后,抽吸单元(16h)将带条的前端保持处于提升位置。因此,区块(16e)用来将带条的前端送至抽吸单元(16h)。抽吸单元(16h)和前端移位单元(16m)优选一起构成优选的安排(16)。抽吸行为(其可以根据需要自动地开启和关闭)是通过将单元(16h)通过喷嘴(16i)连接到一个适合的负空气压力源(未示出)上来实现的,这些喷嘴或者单独地或者成适合的群组起作用。
抽吸单元(16h)优选定位在完全突出的区块(16e)上方一点点并且在该区块附近。抽吸压力可以是恰好足以固持带条的前端,该带条不管怎样都落在安排(11)的床上。当通过致动所希望的区块(16e)来使带条的前端在带条的厚度方向上移位时,带条的提升的前端被吸引到抽吸单元(16h)上并且可以暂时固持在那个位置。随后将突出的区块拉入其壳体(16a)中以便产生一个全正面开口并且可以使新带条如早先所述进入这个开口中。一旦有待铺设的带条已进入该正面开口中,并且优选在邻近平行于先前所铺设的带条铺设该带条之前,抽吸单元(16h)优选通过适合的安排(未示出)降低并且优选将所固持带条的前端按压在所拉进的区块(16e)上,而同时负空气压力被切断以让带条的前端变得是自由的。通过这种方法,可以防止移位带条的脱出并且从而确保OFT的令人满意的生产。可替代地,单独的抽吸单元可以直接用于提起和降下带条的前端,而不涉及区块(16e)的使用。
在图14d至图14f中通过举例示出又另一个前端移位安排。在这个安排中,多个夹子(16n)用于将带条的前端移位。基本上,每个夹子都包括用于支撑固定夹紧卡爪(16u)、可移动夹紧卡爪(16s)的一个本体(16r)和用于移动卡爪(16s)的一个连接器(16t)。连接器(16t)由一个适合的致动器(未示出)来控制。将一系列夹子(16n)固定到支撑臂(16x)和(16y)上,如图14e中所示。使固定到臂(16y)上的夹子相对于固定到臂(16x)上的那些夹子倒置。所有这些夹子的分布如图14e中所示可以优选是相对交替和均匀的。在所示设置中,虽然下臂(16y)被固定到安排(11)的纵向侧上(图14e和图14f中未示出)并且保持固定,但可以使上臂(16x)在枢轴周围或者线性地或者成角度地上下移动。优选地,夹子(16n)的宽度小于正加工的带条的宽度。
带条的前端(图14e和图14f中未示出)由交替的夹子卡爪(16s)和(16u)支撑,这些夹紧卡爪被安排成它们的开放位置在一个平面上,如可以从图14e中推断。由卡爪(16s和16u)提供的一个一致平面使得带条的前端能够从一个夹子不受阻碍地滑向下一个夹子(当OFT向前前进时)并且还使这些前端夹在这些卡爪(16s和16u)之间。当所有这些带条都单独地由相应的夹子(16n)夹紧时,将上臂(16x)如图14f中所示向上移动,由此将夹到相应夹子上的带条的前端在它们的厚度方向上对应地向上移动。相对于夹到相应夹子(固定到固定下臂(16y)上)上的带条的前端,向上移动的前端产生一个正面开口,该正面开口可以接纳带条(16z),如可以从图14f中推断。
可替代地,可以通过适合地修改所指示的构造(16m)和(16n)来将带条的前端相对于邻近带条向下移位。
在任何情况下,由于所生产的OFT向前前进以便卷绕成一个卷筒,因此带条的自由前前端也将对应地向前前进并且相对于区块(16e)/夹子(16n)改变位置。因此,安排(16)独特地允许带条的前端相对于的成分区块/夹子改变位置。显而易见的是,任何带条的自由前端将从来不会由同一个区块(16e)/夹子(16n)移位。因此,带条的前端的每次移位都由一个不同的区块/夹子进行,这独特地在技术上和特征上与织造工艺的开梭口操作不同,在开梭口操作中,同一条经纱一直由同一个综框来控制。
如现在可以理解的是,用于将所铺设带条的前端移位以便产生正面开口的所述操作不产生任何梭口(如在织造中),该梭口可以由一个封闭几何图形如菱形和三角形来限定。
本领域的技术人员现在可以理解的是,可能或者个别地或者以适合的组合形式采用其他方法如机械夹持、箍缩、夹握、夹紧、钩住、磁作用、化学粘合、气动鼓吹、真空夹持、电斥、磁斥等,以用于实现带条的单独的前端在它们的厚度方向上的优选移位并且用于将带条的前端维持在移位位置。有待用来或者移位或者维持带条的前端的方法将取决于有待处理的带条材料的需求和类型。在任何情况下,移位带条和非移位带条的前端将以稳固的方式固持,使得正铺设在它们之间的带条将不会导致它们从所占据位置中拉动和脱出。这种功能可靠性将确保用于生产OFT的无故障操作。
对于本领域的技术人员来说将显而易见的是,为了实现相对较高的OFT生产速度,重要的是要使带条的前端的移位保持实际上尽可能的小,这是因为较小的移位花费对应较少的时间。带条的前端的移位可以恰好小到足以无疑地接纳有待铺设的带条的厚度,这是因为没有夹纱器需要(像织造中发生的那样)穿过正面开口。考虑到SFT和HDPT带条相当薄,前端将优选移位一个对应非常小的距离。因此,这个工艺提供独特的可能性,其中带条的自由前端需要仅移位一个相对小的距离,由此这些带条不像当经纱开梭口时在织造工艺中发生的那样承受任何张拉。而且,由于带条的移位前端可以在新的有待铺设的带条已经进入正面开口中少许距离之后立即回归到它们的原始位置,因此整个操作时间可以大量减少。由于所产生的开口与织造工艺中的梭口不同,因此不需要将这些前端保持处于提升位置,直到在安排(11)的床上邻近接近先前的带条铺设新带条。
区块(16e)/夹子(16n)(还如可能采用的其他任何装置)可以通过适合的程序或者以规则顺序或者以随机顺序来致动,以便将带条的前端选择性地移位,以在OFT中产生所希望的对应的一级结构完整性/稳定性图案。显而易见的是,这样一种可能性允许用从左侧线轴和右侧线轴中拉出的带条独特地产生不同的一级结构完整性/稳定性图案。因此,OFT的左半部分上的一级结构完整性/稳定性图案可以是与右半侧上的一级结构完整性/稳定性图案完全不同的。
现在将充分清楚的是,安排(16)及其工作和与织造工艺相关联的开梭口安排和操作在技术上不同。
7.用于巩固所生产材料的安排(17)
在图4中示出定位在安排(11)上的一对安排(17)的相对位置。当根据本发明生产OFT时,通过举例所示出的这个安排(17)优选用于巩固铺设在安排(11)的床上的交叉和重叠的带条。对于这个工艺来说,巩固行为是优选的,这是因为OFT的所产生的一级结构完整性/稳定性在其纵向方向和横向方向上是薄弱的,这是因为缺少在其长度方向和宽度方向上取向的纤维材料。这样一个巩固步骤优选在重叠带条之间赋予互连并且向OFT提供二级结构完整性/稳定性,以便抵抗开口/缺口在随后的处置/加工操作中的形成。优选地,这些互连是处于连接点和连接区域的形式的。OFT的巩固是由图15a和b中所示的单元(17a)和(17b)实现的。优选的是,至少在所生产OFT的中间部分执行巩固,这是因为那个部分首先发展开口/缺口。
参照图15描述这对单元(17a)和(17b)(它们在工作中是相同的)。图15a和图15b中所描述的构造是举例性的。优选以“V”形配置并入单元(17a)和(17b)。它们之间的角与并入OFT中的带条的角相匹配。优选具有如所示处于分裂构造形式的安排(17),而不是单件式构造。这是因为分裂构造使得能够使用相同的部分,这是由于这些部分的相对角可以容易地改变,以便与带条并入在OFT中的角相对应。
这些单元(17a)和(17b)中的每一个的构造在本质上都是模块化的(未示出)、包括多个较小的单独单元,尽管它在图15a和图15b中示出为是一个整体。这些棒状单元(17a)和(17b)优选交替地按压床(11a)上的所生产的OFT中的相应地刚刚铺设的带条。优选地,棒状单元(17a)和(17b)的宽度不大于正加工的带条的宽度。单元(17a)和(17b)具有杆(17c)和(17d),这些杆由适合的安排(未示出)连接到它们的相应致动器上。最后将整个安排连接到安排(11)的主框架上。通过这样一个构造,单元(17a)和(17b)始终与床(11a)维持恒定的位置关系。
进一步来说,单元(17a)和(17b)优选被构造成并入或者加热/焊接元件(例如,热、红外线和超声波)或者针刺元件(例如,有金属钩和有刺铁丝)或者纤维缠络元件(例如,用于加压气体和液体的喷嘴)或者胶/粘合剂涂覆元件或者流体喷涂元件或者振动元件等。这类元件被单独地并入,且其方式为使得它们的取向可以根据需要来容易地重新安排。通过使用这些元件中的一个或多个,交叉和重叠的带条被另外地连接并且由此所生产的OFT至少在中间部分被赋予了二级结构完整性/稳定性并且在其厚度方向上有效地巩固并使得对于随后进行处置来说在结构上合理。在单元(17a)和(17b)中有待用来在所铺设的交叉和重叠的带条之间实现内聚性/互连的元件的选择将取决于正加工的带条材料的类型和最终应用需要。因此,巩固单元(17)优选向OFT提供至少一个机械、化学、热等类型的二级结构稳定性/完整性。
OFT的所述巩固优选是方向性取向的,使得当在一个或多个优选方向上实现最大二级结构完整性/稳定性时,纤维/小纤维经受最小可能的破裂。通过将优选元件(加热、焊接、针刺、缠络、胶/粘合剂涂覆、喷涂、振动等)在一个或多个所希望的取向上并入单元(17a和17b)中来实现方向性取向的巩固。通过这样一个方向性取向的巩固工序,重叠带条之间的互连区域可以从重叠带条的相对小的区域(如点)到大的区域(如整个重叠区域)发生变化。
这些连接点或连接区域优选在一条或若干条直的连接线上是方向性取向的。优选地,每条直的连接线都包括多个连接点或连接区域。优选地,这些连接点或连接区域至少在织物的长度方向上延伸,尽管它们在不同方向上的和在平行于带条的两个倾斜方向上的所铺设带条的方向上的延伸可以是(将是)有益的。优选地,这些连接区域可以从重叠带条的一个或若干点到互连的整个区域发生变化。
因此,这种互连被对应地取向在一个或多个所希望的方向(例如,相对于OFT的长度方向)上、并且可以为或者单线性或者双线性或者多方向类型。在知道了OFT随后将经受的工艺时,可以在一个或多个适合的方向性取向上执行巩固,这个或这些方向在此工艺的预期力的一个或多个方向上对齐。如果要求一个高的抵抗力来防止OFT发展开口/缺口,那么整个重叠区域可以如通过粘结而互连。除了一级结构完整性/稳定性外,还通过这种二级结构完整性/稳定性,在OFT中实现了充分的强度来耐受正常的处置/加工。因此,存在对发展开口/缺口的改善的抵抗力并且同时构成OFT的带条的机械特性以及OFT本身的机械特性没有减弱。
进一步来说,取决于有待执行的巩固的类型(例如,针刺和缠络),可以在安排(11)上以适当的形式和位置来提供适合的凹部或空洞,以便与单元(17a)和(17b)的下侧上的那些相匹配,从而使得针、流体喷射等能够正确地执行。由于单元(17a)和(17b)的工作与安排(11)具有恒定的相对位置关系,因此可以在不同的板上加工这些优选的凹部和空洞,这些不同的板可以互换并且根据需要和在需要时,在安排(11)上固定在预定位置处。
这些单元(17a)和(17b)中每一个的构造都可以优选是模块化的,使得相同的单元可以被重新安排并且使得对于直接加工具有不同宽度的带条来说是有用的。进一步来说,单元(17a)和(17b)优选用一种适合的材料(例如,非粘性的且低摩擦的材料如PTFE)来涂布。单元(17a)和(17b)还可以被提供有多个适合的蹄形板,这些蹄形板可以容易地拿掉,以便于清洗、改变设置等。这些蹄形板还可以被适当地用弹簧装载,以确保与它下方的带条正确地相接触。进一步来说,这些蹄形板的板底可以为或者硬型或者软型,并且或者平面的或者被适合地设计以用于通过压力压印、热印花等产生一个图案或徽标。
在已铺设带条以在安排(11)上形成OFT之后,在刚刚生产的OFT的区段上致动相应的单元(例如,17a),以便通过互连所铺设的带条和与它相关联的带条的重叠区域来巩固它们。在安排(11)上铺设来自其他方向的下一个带条以便形成OFT并且然后在刚刚生产的OFT的区段上致动另一单元(17b),以便如之前所述巩固新近相关联的带条。可替代地,可以铺设来自两个方向的带条以便一个接一个地在安排(11)上形成OFT,并且然后可以在所生产的OFT上同时致动单元(17a)和(17b),以便将它们巩固用于赋予二级结构完整性/稳定性。同样,在或者一个接一个地或者同时地执行了巩固工序后,可以将单元(17a)和(17b)移动远离所生产的OFT。
如可以观察到的是,通过所描述的巩固工艺,所生产的OFT使它的成分带条在所生产的OFT厚度方向上独特地互连(并且优先仅仅在带条的所希望的重叠区域上),并且由此除了一级结构完整性/稳定性之外,还赋予某种另外的结构完整性/稳定性或内聚性。结果是,在带条的厚度方向上存在某种材料流(flow)。例如,如果使用了具有纤维材料的带条并采用了针刺巩固安排,那么一些纤维将在上部带条与下部带条的厚度方向之间流动,而无论在哪里执行巩固。类似地,如果执行了点胶结/点粘合,那么在OFT的厚度方向上将存在胶/粘合剂流。这种材料(纤维、胶、粘合剂等)流将在带条的厚度方向上提供某种二级互连性/内聚性并且由此使OFT另外在结构上具有稳定性/完整性,以用于随后的加工和处置需要。当带条之间的互连性实现时也发生材料的流动,例如,当使用或者聚合物材料或者纤维带条(包含聚合物和非聚合物材料)的带条使得它们可以通过熔粘来热巩固时。在这种情况下,将存在一些熔融聚合物材料在厚度方向上的流动,这将使上部带条和下部带条熔粘在一起,而无论在哪里执行热巩固。同样,如果粘合剂用于巩固,那么,例如,可以在带条的厚度方向上通过粘附实现接触带条的表面之间的连接性。同样,如果使用了支撑粘合剂的带条,那么可以通过压力(或热量/水等,如有这样的需要)来活化粘合剂,以便帮助将上部铺设带条和下部铺设带条在它们的厚度方向上相粘结并且由此赋予OFT二级结构稳定性/完整性。这种粘合剂也可以部分活化用于巩固并且稍后部分活化用于将OFT粘合到一个或多个其他表面上。
以上所述OFT的巩固优选在需要的位置并且不一定遍及OFT来执行。例如,仅仅在OFT的中间部分或以某种图案化方式来执行巩固可能就足够了。取决于OFT的最终用途或应用,可能优选的是还在OFT的边缘上巩固。进一步来说,巩固程度还可以根据需要来执行。例如,针刺区域和焊接区域可以是相对小的和大的。巩固还可以是方向性取向的,以便在期望的力方向上赋予巩固。
因此,在图15c至图15k中示出了通过所述巩固单元(17)可实现的方向性取向的二级结构完整性/稳定性的不同形式的一些实例。图15c和图15d相应地示出在OFT的纵向方向和横向方向上取向的线性巩固并且在OFT的中间部分中在一些带条重叠区/区域执行这种结构完整性/稳定性。图15e示出在两个取向上以及在所希望的区域联合执行的双线性巩固。图15f和图15g示出在两个取向上处于不同样式的纵向线性巩固与横向线性巩固的组合。图15h示出在OFT的所希望的位置处的多方向巩固。图15i和图15j相应地示出在OFT的选择区域的单点巩固和多点巩固。图15k表示另一个多方向类型的巩固的OFT,其中大的重叠区域被互连,如可能通过粘合剂粘结。
如可以推断的是,所述硬化工艺对OFT在其长度和宽度方向上相等地予以二级结构稳定性/完整性、并且优选仅仅在带条的所希望的重叠区域上,并且赋予OFT另外的强度,以用于在加工和处置它时抵抗开口/缺口的形成。通过所描述的巩固工序,使得额外的纵向纱线在OFT中的含入是不必要的。由此,消除了并入额外的纱线的伴随缺点,如早先所描述的OFT中的纤维分布不匀和OFT的的厚度不匀。通过所述巩固工序而具有二级结构稳定性/完整性的斜纹织物先前是未知的。
8.用于使所生产材料向前前进的安排(18)
由于所生产的OFT不具有在织物长度方向的取向上并入的纤维材料(纱线/长丝),因此,所生产的OFT无法在织物的长度和宽度方向上被拉动而不引起它的变形或损坏。因此,变得优选的是以无张力的方式送入OFT并使它确实地向前前进以便卷绕成一个卷筒,用于随后的处置和运送。
在图4中示出定位在安排(11)上的安排(18)的相对位置。在图16a和图16b中通过举例示出的这个安排(18)优选用于结合安排(11)(图5a至图5b中示出)帮助OFT向前前进。安排(18)基本上由三个元件组成;第一元件(18a)在图16a中示出,而其它两个(18c)和(18e)在图16b中示出。通过图16a和图16b中所示的这些元件(18a、18c和18e)以及图5a和图5b中所示的安排(11)(即,通过固定床(11a)和往复运动板(11f))来联合地实现OFT的前进。
图16a和图16b中所示的元件(18a、18c和18e)的构造是举例性的。因此,代替使元件(18a、18c和18e)处于板形式,它们可以使用被适合安排的棒来实现,使得它们与OFT的接触区域(它们应按压往复运动板(11f))优选地尽可能地小/大。使这些元件(18a、18c和18e)处于模块化构造是优于单件式构造的,这是因为元件(18a、18c和18e)的有角度的部分可以容易地与所铺设带条的角度相匹配。当生产以不相等的角并入带条的OFT时,模块化构造也将是有利的。
元件(18a)上的“V”形凸部提供用于从两个方向接近已并入OFT的本体中的先前所铺设的带条铺设带条的优选间隙。
元件(18a、18c和18e)可以相应地被提供有适合的杆(18b、18d和18f),如图16a和图16b中所示。这些杆的目的是将元件(18a、18c和18e)连接到它们相应的致动器(未示出)上,用于它们的提升和降低以便按压OFT用于推进并且在它已经被推进后用于释放OFT。杆的长度和数量将取决于其他工作系统的设计。这些元件(18a、18c和18e)最终通过适合的构造(未示出)连接到往复运动床(11f)上,由此在它们之间始终维持恒定的位置关系。
元件(18a)将按压OFT的本体上,而元件(18c和18e)将按压从OFT的本体自由延伸的带条。OFT材料的以及在往复运动板(11f)上的延伸带条的这种按压优选不仅仅用于将所生产的OFT可靠地向前移动到卷绕单元上,而且用于对应地以受控方式可靠地使来自OFT的本体的自由延伸的带条向前前进。在没有元件(18c和18e)的行为时,来自OFT的本体的自由延伸的带条将以不受控制的方式拖动,导致它们的解取向和位置变化,这进而将在该工艺的随后步骤、特别是通过安排(16)所铺设带条的前端的移位中引起问题。这些元件(18a、18c和18e)可以按所希望的顺序或者同时地或者独立地工作。
元件(18a、18c和18e),不论处于板形式还是棒形式,都没有必要是扁平的。面向OFT的那一侧可以具有多个均匀的凸部,使得它们可以对OFT施加均匀压力,而不进行全表面接触。这样一种构造将防止OFT和来自OFT的本体的自由延伸的带条的横向移位,如在降低和提升元件(18a、18c和18e)时。与平面构造相比,OFT与这些元件(18a、18c和18e)之间的空气在非平面构造中将容易地逸散,并且由此在提起时不会导致任何真空的伴随产生。
元件(18a、18c和18e)上的凸部还可以具有光滑表面,优选防粘材料如PTFE涂层。这些凸部还可以被适合地穿孔或提供有多个通道,使得OFT与这些元件(18a、18c和18e)之间的空气在这些元件被降低以用于按压OFT和来自OFT的本体的自由延伸的带条时可以容易地逸散并且由此易化元件(18a、18c和18e)的提升,而不提起OFT和自由延伸的带条。
可替代地,元件(18a、18c和18e)可以被替换为在OFT上施加优选空气压力的一个安排。这样一个安排可以被认为是一个非接触式安排并且它不需要被降低和提升。
为将OFT向前前进用于以受控方式进行卷绕,在一个滑动安排(未示出)中支撑元件(18a、18c和18e)并将它们适合地连接到往复运动板(11f)上。通过这种构造,元件(18a、18c和18e)已经限定了与往复运动板(11f)的往复运动位置相对应的往复运动位置。因此,元件(18a、18c和18e)在搁置在OFT和往复运动板(11f)上时可以与往复运动板(11f)同样地并且同时地移动,以便使OFT向前前进用于进行卷绕。同样,在往复运动板(11f)的缩回过程中,提升的元件(18a、18c和18e)可以与往复运动板(11f)同样地并且同时地移回正确的位置,用于该工艺的后续周期。
除了以上部分外,还并入有一个压片板/棒(19k),如图18a中所示。这块板(19k)被定位在安排(11)的扁平固定区域上,即,在床(11a)上并且接近突出的指(11b)。这块板(19k)的目的是将OFT按压在安排(11)的固定区域上,以便将所推进的OFT固持就位并且当元件(18a、18c和18e)和往复运动板(11f)在联合地帮助OFT向前前进以用于将它卷绕成一个卷筒后缩回时防止OFT被拉回。因此,按压板(19k)被致动以便在将元件(18a、18c和18e)从OFT的表面提升/拉走之前将所推进的OFT按压在固定区域上。在元件(18a、18c和18e)将OFT按压在床(11f)上后将板(19k)从OFT提升/拉走,以便实现所生产OFT的向前移动。
以上说明描述了OFT在持续阶段(在OFT的本体已达到它的全宽后)中的向前前进。然而,起初当OFT生产在起始阶段开始时,OFT的本体开始纵向地和横向地生长。为了处置来自OFT的相对小的本体的配发带条,暂时需要某些构造特征,尽管如果优选的话可以手动管理OFT。这本质上包括到元件(18a、18c和18e)的多个适合的延伸部分。因此,这些元件(18a、18c和18e)可以起初通过连结臂/连接臂与类似的、但适合设定尺寸的临时元件相连接。这些临时元件的目的是辅助在与OFT的生长本体相对的方向上延伸的带条的向前前进。一旦OFT的本体达到它的全宽并经过安排(11)的卷绕侧,那么这些延伸部分可以被去除并且延伸带条被裁剪。然后,向前前进的OFT优选被卷绕成一个卷筒。
OFT前进方法的新颖特征是OFT向前前进的距离大于所用带条的宽度,如早先所指示。这个独特的情况由带条在OFT中的并入角度引起。OFT的成分带条对着的角可以或者是锐角或者是直角或者是钝角,如图17a至图17c中所示。因此,对于相同宽度的带条来说,以锐角关系(在图17a中,x°)并入带条的OFT的前进距离将为L1,该距离将比带条以直角关系(在图17b中,y°)并入时的前进距离(其为L2)要大,并且这个距离进而将比带条以钝角关系(在图17c中,z°)并入时的前进距离(其为L3)要大。因此,对于相同的带条宽度,用于使OFT向前前进的距离将根据带条在OFT中的并入角度而变化。
使OFT向前前进的距离将与由交叉和重叠带条产生的“正方形/平行四边形/菱形”的纵向对角线(平行于织物长度方向的对角线)的长度粗略地相对应。
9.用于将所生产材料收集在一个卷筒中的安排(19)
即使OFT被巩固以用于进行处置,它在纵向方向上的强度与并入了在长度方向上取向的纤维的织物(如织造材料)相比有时可能相对较低。如早先所指示,所生产的OFT在它以适合的包装收集的过程中(如在将它卷绕成一个卷筒时)要求小心处置。进一步来说,由于OFT是使用离散长度的带条生产的,因此变得优选的是保持卷绕距离尽可能地短,使得OFT不发展开口/缺口或变松。因此,OFT的卷筒应优选尽可能接近OFT的全本体宽度形成的点来生产。也重要的是,确保OFT在或多或少线性的路径中前移以便防止它偏斜并且还获得一个令人满意的包装和质量,以用于随后的处置和预期应用。
在图4中示出定位在安排(11)的OFT卷绕侧上的安排(19)的相对位置。通过举例所示的这个安排(19)以无张力的方式卷起所生产的OFT。图18a示出安排(19)的不同部分,该安排主要包括一个出口导轮(19a)、一个J形垫座(19b)以及一个卷绕轴(19g)。图18b示出OFT(19m)在安排(11)与成品卷筒(19n)之间所遵循的路径。
出口滚轮(19a)的轴线平行于安排(11)的卷绕侧边缘。而且,它优选被定位在床(11a)的顶面下方,使得所生产的OFT可以优选从床(11a)相切地经过出口滚轮(19a)。
J形垫座(19b),悬挂在出口滚轮(19a)下方,如图18a中所示,平行于出口滚轮(19a)延伸。它是优选使用一种适合的金属薄片生产的。J形垫座(19b)的顶侧在床(11a)的前端上枢转(未示出)并且可以向上倾斜并被锁定到一个适合的角位置θ,如图18a的插图中所示。倾斜角将取决于正生产的OFT的刚性和单位面积重量。因此,相对柔韧的且单位面积重量较轻的OFT将具有对应不同的角度倾斜。J形垫座(19d)的出口侧或者直接成形为一个适合的曲面或者被固定到一个适合地弯曲的构件(如适合的管)上,以便为OFT(19m)提供一个平缓且光滑的出口。进一步来说,J形垫座(19b)的深度可以根据正生产的OFT的刚性和单位面积重量而变化。
J形垫座(19b)的表面优选是尽可能光滑的并且还优选用一种低摩擦/防粘材料如PTFE来涂布。优选地,将两个端板(19c和19c')固定到J形垫座(19b)上,以便为OFT(19m)提供线性引导。这些端板(19c和19c')的位置可以根据正生产的OFT的宽度而改变。这样,OFT的纵向边缘将在其路径中保持是线性引导的。如果优选的话,还可以将导环或类似物安装在出口滚轮(19a)上,以便控制OFT(19m)的路径。为了实践对将OFT(19m)保持处于线性路径中的进一步控制,可以在J形垫座(19b)上的优选处包括另外的端板。可替代地,J形垫座还可以使用穿孔金属薄片来制作,以便通过从另一侧施加适合的真空压力来将OFT(19m)保持按压在该金属薄片的表面上。
虽然使用一个J形垫座(19b)被认为是足够的,但也可以串联有另外的J形垫座,如果对于较大的工艺控制来说是优选的话。在这样一种情况下,OFT将在被卷绕成一个卷筒之前从一个垫座传递到下一个垫座。
为卷起所生产的OFT(19m),重要的是要考虑两个因素:(a)在OFT(19m)的长度方向和宽度方向上可以几乎没有张力可被施加到它上,并且(b)OFT生产工艺从技术上讲是无穷尽的。在这些情况下,优选具有一种适合的系统用于在无张力条件下将所生产的OFT(19m)一个接一个卷绕成具有特定长度的卷筒。
因此,如图18a中所示,提供了一种新颖的OFT卷绕系统(19s),该系统包括固定到中间轴(19f)上的两个臂(19e和19e'),该中间轴可以围绕它的轴线(X)转动。臂(19e和19e')的两端携带轴(19g)和(19h),如图18a中所示。这些轴(19g)和(19h)中的每一个(其可以通过适合的驱动安排(未示出)围绕它们相应的轴线(Y)和(Z)旋转)都可以被附接到臂(19e和19e')的相应的侧上并且从这些相应的侧上拆卸。因此,轴(19g)和(19h)相对于J形垫座(19b)的位置可以通过将中间轴(19f)围绕它的轴线(X)旋转180°来互换。
首先,如图18b(插图)中所示,优选将轴(19g)定位在J形垫座(19b)的出口端(19d)上,使得所生产的OFT(19m)或多或少地与轴(19g)垂直相切。将OFT(19m)的前导端粘合到位于轴(19g)上的芯上,该芯进而通过适合的驱动器(未示出)在适当的方向上渐进地旋转。轴(19g)的转动与OFT前进安排(18a、18c和18e)和往复运动板(11f)的移动是同步的。当OFT(19m)在其芯(位于轴(19g)上)上被卷绕时,OFT卷筒(19n)的直径增加。为了使所生产的OFT始终与正生产的卷筒保持垂直相切,将卷绕单元(19s)远离J形垫座(19b)以适合的增量逐渐移动。将一种适合的超越式离合器(未示出)并入轴(19g)的驱动器中,以便防止所生产的OFT(19m)的任何拉动。这样一个卷绕安排(19s)消除了所生产的OFT(19m)在它的自重下的下垂并且由此使得它能够无张力卷绕。
一旦预设长度的OFT(19m)被卷绕成一个卷筒(19n),那么OFT的生产或者短暂地减慢或者暂停并且轴(19g)通过适合的驱动器转动以便松开某些长度的OFT(19m)。然后,将中间轴(19f)转动180°,使得刚刚松开的OFT(19m)和交织膜/箔(19p)从轴线(Z)的位置延伸到轴线(Y)的卷绕位置。在适合的位置处将膜/箔(19p)从其供应卷筒(19q)切断,以便使OFT(19m)的下侧暴露于新的芯,该芯接触地位于OFT(19m)下方。位于轴(19h)上的新的芯(其目前占据轴(19g)的较早的位置)通过一种适合的粘合剂粘合到松开的OFT上,该粘合剂在转动轴(19f)之前被涂覆在OFT上。然后,在适合的位置裁剪下OFT,使得可以拿掉所生产的卷筒。
膜/箔(19p)优选穿过一个强制送料安排,该送料安排不断地递送优选长度的膜/箔(对应于向前前进的OFT的长度),以用于OFT的无张力卷绕。膜/箔(19p)(来自其供应(19q))也被附加到新的芯上并且OFT生产再次开始。通过这个工序,OFT(19m)的生产继续,而不张拉或以任何方式导致OFT(19m)的未对齐。而且,通过适合地减慢与所述卷绕工序相关的带条铺设和织物前进步骤,可以实现OFT生产的连续性,而无需停止用于实现相对较高生产力的工艺。
为了防止OFT的层在正生产的OFT卷筒(19n)中彼此相粘,从卷筒(19q)中供应一种适合的材料的交织膜或箔(19p)。膜/箔(19p)可以在一对卷筒(未示出)的扎点之间传递,使得通过转动这些卷筒,可以对应地放出优选测量长度的膜/箔(19p)。通过这样一个安排,OFT和膜/箔(19p)的卷取是相等的并且不向OFT(19m)施加张力。OFT层之间的交织膜/箔(19p)在卷筒(19n)中的并入使得对OFT的随后处置更安全,这是因为展开的OFT还受到膜/箔(19p)的支撑。
装置的工作和织物生产
上述OFT形成装置的各系统根据包括早先所述的起始阶段和持续阶段的方法共同协调工作。本领域的普技术人员从以下概述中将清楚OFT的生产,其中成分带条以无张力状态且以相对于织物的长度方向和宽度方向的成角度的取向出现。
以下所概述的装置的工作是一般性的并且仅是说明性的。它可以根据情况的需要以不同的方式修改。以下描述的工作(其可以通过使用一个适合的程序来运行)涉及OFT结构的产生,其中带条交替地彼此相交并且重叠。由于OFT形成装置包括用于从两个方向铺设带条的两个相同组的工作安排,因此与另一组安排相比,以下说明将更集中于一组安排,这两组安排被认为是左组和右组安排。图4总体上表示OFT形成装置。
工作床(11)的宽度是根据优选有待生产的OFT(19)的宽度准备的。左侧和右侧带条线轴(12)是根据有待并入OFT(19)中的带条的所希望的成角度的取向安装在它们的相应的轴/卡盘上并且定位的。将带条的前导端从两个线轴(12)中拉出,在出口滚轮上引导并且送入相应的固持夹子上,用于进行定位。裁剪机(13)是根据在带条中优选的所希望的裁剪角定位的。
起始阶段
由安排(14)从左线轴拉出带条。安排(14)的夹纱器固持所拉出的带条。将带条铺设安排(15)移动就位,使得它的指夹持所拉出带条的前端和后端,然后由裁剪机(13)裁剪带条。然后,在床(11)的方向上移动携带着带条的带条铺设安排(15)。在到达所限定的端位置时,安排(15)释放并在床(11)上铺设带条,由此该带条以无张力的状态出现。所铺设带条的更接近右侧线轴的前端搁置在右侧安排(16)的前端移位元件上。然后,带条铺设安排(15)缩回到它的起始位置。所述工序是通过相应的右侧安排执行的,由此右侧带条被铺设在床(11)上、在先前所铺设的左侧带条上,使得它的面向左侧线轴的前端搁置在左侧安排(16)的前端移位元件上。
随后将左侧带条邻近平行于先前所铺设的左侧带条并且在所铺设的右侧带条上铺设。这些所铺设的带条由安排(17)在重叠区域上适当地巩固并且由安排(11)和(18)联合地向前前进,这些重叠区域由上部带条和下部带条产生。随着这三条带条的铺设,该工艺的起始阶段完成。
持续阶段
第一铺设左侧带条的面向右侧带条线轴的前端在它的厚度方向上由右侧的安排(16)移位。将右侧带条(它在这时已从它的线轴中拉出并被右侧带条铺设安排(15)的指夹持)裁剪并移向床(11)并且在无张力条件下邻近平行于先前所铺设的右侧带条铺设,由此该右侧带条通过部分地出现在第一铺设左侧带条下方并且部分地出现在第二铺设左侧带条上方而与早先所铺设的带条相关联。所铺设带条的剩余部分暴露于床(11)上。使左侧带条的移位前端回归到它在床(11)上的初始位置。
接下来,第一铺设右侧带条的面向左侧带条线轴的前端在它的厚度方向上由左侧的安排(16)移位。将左侧带条(它在这时已从它的线轴中拉出并被左侧带条铺设安排(15)的指夹持)裁剪并移向床(11)并且在无张力条件下邻近平行于先前所铺设的左侧带条铺设,由此该左侧带条通过部分地出现在第一铺设右侧带条下方并且部分地出现在第二铺设右侧带条上方而与早先所铺设的带条相关联。所铺设带条的剩余部分暴露于床(11)上。使右侧带条的移位前端回归到它在床(11)上的初始位置。
这些所铺设的带条由安排(17)在重叠区域处适合地巩固并且由安排(11)和(18)联合地向前前进。
使所生产的OFT向前前进,这导致从刚刚生产的OFT的本体延伸的带条参照安排(16)的带条前端移位元件到达新的位置。因此,第二铺设的左带条和右带条的前端现将搁置在安排(16)的左侧和右侧的前端移位元件上,这些前端移位元件将相应侧的先前带条移位。
将所铺设的左侧和右侧带条的前端交替地移位并且如早先所述将来自两个相应侧的新的带条铺设、巩固并向前前进。
由于更多的带条被铺设,因此OFT的本体在纵向方向和横向方向两者上生长,直到它达到其所希望的最大宽度,此时OFT的本体将类似一个正方形,该正方形具有的相对角中的两个被定位在OFT的纵向中心(即,指向OFT的长度方向),并且具有的另两个相对角被定位在OFT的纵向边缘上(即,指向OFT的宽度方向)。在所述工序中,该工艺从此刻起的持续性将使得OFT的本体仅仅纵向地(而不横向地或在宽度方向上)生长。因此,OFT本体的形状将从正方形变成六角形,其中OFT的两个纵向边缘将是六角形的两个平行侧。因此,OFT的本体在任何时刻都不是矩形的。
根据本发明的所述OFT形成工艺可以无尽地持续,只要带条可供用于从两个方向铺设即可。虽然在OFT形成装置中用新的线轴自动地补充耗尽的线轴是一个选项,但另一个选项可以是(例如)以某种方式在适合的管纱库中连续地储存具有优选长度的所裁剪的带条并且将每个带条的两端自动地呈现给带条铺设安排(15)。
对本领域的技术人员现将显而易见的是,根据本发明的OFT形成装置中所涉及的所指示步骤可以被适合地并入一个程序中,以便运行该工艺。该装置不使用可能被认为像织造工艺、针织工艺、编织工艺以及非织造工艺中所使用的那些的部件。进一步来说,OFT形成装置具有相对非常少且简单的工作部件。所述OFT工艺和它的生产装置可以按很多不同的方式来修改,而不偏离这个新颖工艺和上述工序的原理,以便使得它是有效且多产的。它们还可以如接下来所述针对多功能性而修改。
用于生产不同织物结构的工艺和装置的改变
以上给出的说明设定了新颖工艺的基本大纲,该新颖工艺可以被用来生产具有两个方向的带条的交替的以及其他任何的交叉和重叠图案的OFT,这些带条是相对于安排(11)的纵向侧以相等的角度以三种样式并入:
a)带条在它们之间共同对着锐角(x°),如图17a中所示,或
b)带条在它们之间共同对着90°(y°),如图17b中所示,或
c)带条在它们之间共同对着钝角(z°),如图17c中所示。
通过使两个供应带条的角相对于安排(11)的纵向侧是不同的,具有交替(同样还有任何其他)的、以不等角交叉并且重叠的带条的OFT是可生产的,如图19中所示。这样一种“不等角”OFT如上所指示还可以按三种不同的样式来生产,其中这些带条相应地共同对着锐角、直角以及钝角。由于这些带条是相对于安排(11)的纵向侧以不等角铺设的,因此两个方向的带条的长度也将是不等的。
在上述OFT形成工艺的工作原理范围内,并且通过对以下有待描述的OFT形成装置和操作的某些修改,带条可以被折叠以直接产生全新的OFT产品。在此重要的是要为了两个原因而考虑这些方面,这是因为通过这种改变:1)一个单一的被折叠并同时在两个倾斜方向上被铺设,并且2)与上述OFT结构相比,可以生产特征上不同的OFT结构。
具体的操作和装置变化基本上涉及或者在带条被铺设时或者优选在带条已被铺设在安排(11)上后折叠它们。根据优选方式,在图20a至图20d中示出用于折叠带条的一个工作原理。首先,如图20a中所示,在床(11)上笔直铺设的带条(T)具有相应地位于参考侧P1和P2上的下端和上端。带条(T)的下端(X)由带条折叠单元(G)的夹纱器固持,该带条折叠单元可以如附图中所指示来回转动。如果优选,则折叠单元(G)还可以轴向地往复运动(在图(20a至20d)中未指示),以便补偿带条在折叠操作过程中的任何长度变化。如果有必要的话,可以在该工艺中并且从不同的方向采用超过一个带条折叠单元(G)。接下来,如图20b中所示,使扁平指(F)进入带条(T)上的位置中,以便在优选折叠它的点上按压/固持该带条。然后,指(F)在安排(11)的床上按压并固持带条(T),如图20b中所示。然后,转动带条折叠单元(G)以便将带条(T)的末端(X)从参考侧P1运送到相对的参考侧P2,如图20c中所示,由此带条(T)在扁平指(F)的边缘处被折叠。然后,折叠单元(G)的夹纱器释放带条(T)的末端(X)。在带条折叠完成后,扁平指(F)被从折叠的带条(T)之间去除(如图20d中所示)、并且折叠单元(G)回归到它在P1的初始位置,以用于接纳需要折叠的随后的带条。然后,如果必要的话,按压带条的褶以用于起褶痕。因此,同一个笔直的带条在两个相对的方向上同时并且在OFT的两个纵向边缘之间折叠并笔直地延伸。
可替代地,可以安装一个简单的常规拾放自动机械来折叠带条。再另一个方法将是修改带条铺设单元(15)的构造,使得取代左夹纱器(15c至15d)(参照图13),固定一个带条改向针,比如说以45°的取向(未示出)。夹纱器(15c至15d)可以通过一个延伸臂固定在杆(15b)的后端上,以便固持带条的后端/尾端并维持该带条平行于杆(15b)。当带条的前端/前导端已由右侧夹纱器(15c'至15d')固持时,带条在改向针上转动,这是因为该带条的后端/尾端是由夹纱器(15c'至15d')固持的,该夹纱器被定位/固定在从杆(15b)延伸的一个臂上。这样,夹持在这两个夹纱器之间的带条将以90°预折叠的状态出现并且可以直接铺设在安排(11)的床上。因此,如前文所述,同一个带条将在两个相对的方向上同时地并且在OFT的两个纵向边缘之间延伸。
通过包括上文所呈现的带条折叠步骤,产生在图20e中所示的一个特征不同的OFT结构。图20e中所示的OFT的独特之处在于它的一个纵向边缘是完全封闭/密封的。在图21a-c中示出这样一种OFT的生产的主要步骤,这些主要步骤是不言自明的。将具有给定长度的带条铺设并在中间位置折叠,由此它以两个不同的且相对的方向出现,如图21a中所示。出于解释起见,所折叠的带条出现,以使得其一半向上倾斜而剩余的一半向下倾斜。因此,第一带条的向下倾斜/下部前端面向它的供应线轴并且搁置在前端移位安排的第一元件上(在图21a中未示出)。然后,将第一向下倾斜带条的下部前端在带条的厚度方向上移位并将下一个/第二带条平行于且邻近第一铺设带条的向上倾斜的一半铺设并且折叠以使得它的向上倾斜的一半在第一带条的向下倾斜的一半下方出现。这两个带条的褶形成一个笔直的纵向边缘,如图21b中所示。在巩固了重叠带条后,将所生产的材料推进,使得所铺设的第二带条的向下倾斜前端面向它的供应线轴并且搁置在前端移位安排的前端移位区块/夹子上方(在图21b中未示出)。在下一个周期中,然后将第二向下倾斜带条的下部前端在带条的厚度方向上移位、并将第三带条平行于且邻近第一铺设带条的向上倾斜的一半进行铺设并且折叠以使得它的向上倾斜的一半在第二带条的向下倾斜的一半下方出现。这三条带条的褶形成一个笔直的且封闭/密封的纵向边缘,如图21c中所示。在巩固了交叉和重叠的带条后,将所生产的材料推进,使得所铺设的第三带条的向下倾斜前端搁置在安排的下一个前端移位区块/夹子上(在图21c中未示出)。
通过持续所述工序,向下倾斜带条的数量将在安排(11)的纵向方向上增加并且OFT的本体也将对应地增加,直到达到它的优选宽度。所涉及的向下倾斜带条的前端将由安排(16)的区块/夹子移位并且如早先所述铺设并折叠新的带条。如现在可以推断的是,所述步骤的持续重复将产生具有一条封闭/密封的纵向边缘的OFT,如图20e中所示。还将清楚的是,所述OFT结构是通过仅使用一个带条供应源和一组某些工作安排来生产的,这将直接大大降低装置的成本。而且,由于同一个带条同时在两个方向上被折叠,因此OFT的生产趋向于大大增加。所生产的OFT的一个重要特征是所折叠带条的厚度和OFT本体的厚度保持相同。
本领域的熟练的业内人士现将清楚的是,通过上述折叠操作的原理并且通过另外的适合的修改,如果使用了左侧和右侧带条供应源以及工作安排,那么通过如上文所述在安排(11)的纵向方向和横向方向上折叠带条,可以生产以下不同的OFT结构:
1)并入有两组折叠带条的OFT,由此在OFT的本体内产生多个狭缝/开口,使得:
a)这些狭缝/开口是在OFT的长度方向上(“竖直”)取向的并且这类狭缝如图22中所示沿OFT的纵向轴线出现,参照图23a至图23e说明了其主要生产步骤,这些主要生产步骤是不言自明的。因此,在一些全长带条已经以早先所述的方式铺设后(图23a),将随后的带条朝向左侧(图23b)和右侧(图23c)折叠。接下来将全长带条从这两个侧根据需要铺设多次(图23d和图23e),由此生产图22中所示的沿纵向轴线具有一个竖直狭缝的OFT。
b)这些狭缝/开口是在OFT的长度方向上(“竖直”)取向的并且遵循与上文所述的步骤类似的步骤,这类狭缝如图24中所示偏离OFT的纵向轴线出现。
c)这些狭缝/开口是在OFT的宽度方向上(“水平”)取向的,如图25中所示。在生产这种类型的OFT中,通过在优选取向上并入折叠单元来在所希望的方向上折叠所铺设的带条。这些顺序步骤是在图26a至图26m中图示的,它们是不言自明的并且不要求详述,除了指示某些带条将暂时部分出现在具有那个取向的先前所铺设的带条上方并且随后被折叠(如果它不作为折叠带条被直接供应并被插入的话)。如可以从图26f和图26i中推断,最后铺设的带条直接被示为是折叠的,但它在如所图示的被折叠之前暂时部分地出现在具有那个取向的先前所铺设的带条的上方。
d)这些狭缝/开口是在织物的长度方向(即,竖直)和宽度方向(即,水平)两者上取向的,如图27a中所示。
这些狭缝/开口可以用于通过使另外的带条/条带穿过狭缝/开口来将织物机械地连接到或者纤维型或者非纤维型的另外的带条/条带上。在图27b至图27e中图示这类安排的实例。这类结构构成一个多轴结构。
2)并入两组折叠带条的OFT,由此如图28a至图28c中所示,褶以三种不同的样式沿两个纵向边缘间歇地出现,参照图29a至图29k说明其主要生产步骤,这些主要生产步骤是不言自明的并且不进一步详细描述。这些图29a-k表示生产两个部分密封的纵向边缘的一个周期。图28a-c示出其中两个纵向边缘是部分封闭和部分开放的OFT。图28a中的OFT使得它的带条的末端从这些纵向边缘中伸出来。图28b中的OFT使得它的带条的末端以成角度的方式被裁剪,使得所裁剪的末端与OFT的纵向边缘一致。图28c中的OFT使得其带条的末端处于OFT的纵向边缘内(即,带条的末端不从OFT的边缘伸出)。
此处可以指出的是,上述OFT中的“竖直”和“水平”狭缝/开口可以相对于织物的或者长度方向或者宽度方向或者连续地或者平行出现。进一步来说,这类“竖直”和“水平”狭缝/开口的频率在给定长度的织物中可以具有或者规则的或者不规则的方式。
使用不同材料生产OFT的可能性
对本领域的技术人员现将显而易见的的是,所述方法和装置可以被用来生产多种OFT,这些OFT包括选自以下各项的任一种或多种不同材料的带条或其组合:
(i)纤维材料(纺织带/条带/网;天然和聚合物/合成纤维;有机纤维/长丝和无机纤维/长丝;金属纤维/长丝/金属线;并且包括纸和基于纸的材料),
(ii)非纤维材料(聚合物膜/薄片、金属箔、胶合板,对热、压力、光和声音有反应的材料(例如,以产生特定的记忆信号和电信号、音频和视频存储介质等)以及任两种或更多种类型的组合等,
(iii)构造类型(不透明的;半透明的;透明的;有色的;光滑表面;有织纹的;摩擦表面;边缘均匀;边缘不匀;平行边缘;非平行边缘;可变宽度;穿孔的、印花的、起皱的,或者用或者不用成粉末状的化学配制品;涂布和注入形式,包括含入纳米碳粒子;粘合剂支承;刚性的;柔韧的;硬的;软的;电传导/绝缘;热传导/绝缘;光传导;干的;湿的;粘性的/胶粘的;以及任何两种或更多种类型的组合等;单层类型;具有或者规则的或者不规则的纤维/小纤维取向的两层或更多层类型;或者具有或者不具有包含平行的、方向性取向的、随机取向的纤维的层的夹层类型;适合地连接的不同材料、构造以及宽度组合类型),以及
(iv)带条宽度(其或者在两个倾斜方向上相等或者在两个倾斜方向上不等,或者这两种类型的组合;均匀的;可变的;以及任何两种或更多种类型的组合等等)。进一步来说,这类带条可以为单层、两层或更多层类型,并且为以上指示的适合的不同的材料、构造以及宽度组合类型。
OFT形成工艺与相关常规工艺之间的特征性技术差异
对纺织品、特别是与织造工艺和编织工艺相关联的那些纺织品的所有熟练业内人士现将显而易见的是,由于早先所指示的原因以及下文给出的那些,在此所述的OFT形成工艺在技术上与织造工艺和编织工艺所确立的原理不相对应。
与织造工艺的主要方面相比,OFT形成工艺的不同之处在于:
-不涉及基本的“开梭口、接着引纬”操作。
-不存在限定的组的输入材料,像经纱和纬纱,并且因此不执行这种设置。
-在构成织物的材料之间不存在固定的关系,如其中经纱(90°)和纬纱(0°)具有永久的关系的织造工艺中所发生的那样。
-在织物的宽度方向上没有产生任何封闭几何形状的隧道或梭口。
-在任何梭口中不存在任何纬纱样材料的递增引入。
-不要求打纬。
-在OFT的纵向边缘之间不存在线性的织物织口。
-不要求任何织物宽度扩展,如通过使用边撑。
-不存在使所生产的织物向前前进以便在所铺设带条的宽度方向上卷取/卷绕。
-不存在在织物的或者在长度方向和宽度方向上或者在它的卷取过程中的张拉。
-在织物中不存在任何成分材料如经纱和编织纱线自始至终的连续延伸。
-不存在生产任何长度的织物所必需的材料的任何连结。
与扁平编织工艺的主要方面相比,OFT形成工艺的不同之处在于:
-不存在两组输入带条的同时撤回。
-不存在任何带条线轴的横过。
-不存在无端的轨道/通路用于横过线轴。
-在生产过程中在织物与带条供应线轴之间不存在带条的连续性。
-输入带条材料在织物形成区带与它们的供应线轴不存在成角度收敛。
-线轴与织物形成的平面之间的距离不存在会改变带条的并入角的任何变更。
-在OFT的纵向边缘之间不存在任何线性的织物织口。
-不存在按压滚轮,织物穿过按压滚轮来维持它的宽度和纵向对齐。
-不存在连续张力有待维持在这两个输入带条上。
-不存在织物边缘的连续自结合。
-不存在构成织物的带条自始至终的连续延伸。
-不存在生产任何长度的织物所必需的材料的任何连结。
OFT形成工艺的其他新颖特征是:
-织物生产涉及通过起始阶段接着是持续阶段来铺设带条。
-所铺设的每条带条的长度的大约一半形成织物,而剩余的一半从织物的本体自由延伸并暴露(在OFT本体的全宽处)。
-在织物本体内并且从织物本体延伸的带条在织物的相对的纵向边缘侧之间保持处于无张力条件。
-将从OFT的本体延伸的一个取向的所希望带条的自由端移位,以便接纳其他方向的新的带条来形成OFT。
-所希望带条的自由端可以被折叠以产生新颖的功能性OFT。
-OFT的本体首先纵向地和横向地生长,直到达到全宽并且此后它仅仅纵向地生长。
-所生产织物的本体类似于或者伸张的六角形或者梯形(OFT具有一个完全密封/封闭的纵向边),其中平行纵向边缘延伸超出其他剩余的边。
-它可以加工任何种类的材料,从软的/精细的类型到刚性的/坚硬的类型,而无需任何改变。
-具有不同成分材料的OFT可以仅通过改变成对应的材料线轴来生产,而无需停止工艺用于新的生产设置。
-可以生产具有或者一个连续密封边缘或者两个不连续密封边缘或者连续开放边缘的OFT。
-可以生产具有或者竖直狭缝或者水平狭缝或者组合狭缝的OFT。
OFT形成工艺的其他有用性
上文所述的OFT形成工艺将带条的前端移位安排(16)并入一个互相相对的配置中。它们被定位在安排(11)的两个纵向侧上,由此它们彼此平行出现。然而,它们还可以沿安排(11)的两个邻接侧安排,或优选并入安排(11)本身的床中,由此它们彼此以一个角出现。这个角可以或者是钝角(x°)或者是直角(y°)或者是锐角(z°),如图30a至图30c中所示,这些图是平面图。通过对OFT形成工艺的某些安排的这种重新定位和适合的修改,可以直接生产包含以对应的角的带条的具有特定长度和宽度的织物。
这种修改的OFT形成装置在(例如)难加工材料(如脆性且脆弱)的某些带条的分批生产中可以是高度有用的。这些和其他此类纤维材料因其脆性/脆弱性而难以通过传统的途径加工成织物材料。此外,这些纤维材料(其与其他纤维如碳、玻璃、聚合物和金属相比不是大量生产的)通常不是以传统纺织品加工通常所需的大长度可获得的。因此,修改的OFT形成装置在使用这些特殊材料生产具有特定面积的织物中可以是有用的。
如硼、陶瓷和金属涂布的纤维的材料的特制织物是某些应用所需的并且处于相对非常小的数量和应用特定尺寸(长度和宽度)中,这使得通过传统工艺进行的它们的生产是不能实行的、不经济的并且容易受到损害。进一步来说,由于材料如硼、陶瓷和金属涂布的纤维是相对非常昂贵的,因此如果在生产过程中没有完全消除的话,应使它们的消耗量显著最小化。
在这些情况下,可以有利地采用OFT形成工艺的原理。图31a-c例示用于生产具有特定面积的织物的一个修改的安排,其中带条前端移位安排(16a和16b)被以使得在它们之间形成一个锐角(图31a)的邻接的方式定位。如从图31b可以推断,来自每个方向的第一带条由带条铺设安排(15a和15b)一个接一个铺设在安排(11)上,其中第二(短的)带条搁置在第一(长的)带条上方。接下来,将第一长带条的前端由安排(16a)移位并且将一个第二短带条邻近并平行于先前所铺设的第一短带条并且部分在第一长带条下方铺设。随后,将第一短带条的前端由安排(16b)移位并且将一个第二长带条邻近并平行于先前所铺设的第一长带条并且部分在第一短带条下方铺设,以便产生图31b中所示的织物。通过将所铺设带条的前端以优选方式移位并且对应地铺设长带条和短带条来持续该工艺,因此直接生产图31c中所示的特定面积织物材料。
由于有待生产的所希望的织物材料的面积是特定的,因此无需包括向前前进和卷绕安排。所生产材料的结构可以(例如)或者通过早先所述的适合的巩固方法或者通过将一个适合的胶带在它的四边上固定而固持在一起。
还存在所述OFT形成工艺可以被有利利用的另一种可能性。通过这种可能性,可以通过使用用于带条铺设的相互相对安排的安排(15)中的或者一对或者两对来从安排(11)的四个方向铺设带条。因此,当使用用于带条铺设的一对相互相对的安排(15a'和15b')时,可以将这对安排首先(例如)平行于安排(11)的纵向侧定位,如通过图32a中的虚线所示,并且使这对安排在安排(11)上与织物的长度方向相对应而铺设并预组织带条,使得它们出现在相对放置的带条前端移位安排(16a和16b)之间,如图32a中所示。然后,可以将用于带条铺设的这对安排(15a'和15b')移动到图32a中的邻接位置(示出为(15a和15b)),以便从安排(11)的端方向铺设带条。奇数的预组织带条的面向左侧带条铺设单元(15a)的前端和偶数的预组织带条的面向右侧带条铺设安排(15b)的前端可以由安排(16a和16b)同时移位。然后,可以将一对横向带条(每一侧一个)同时铺设到所产生的正面开口中,每一个相对端侧一个并且一直到预先组织的带条的中间,如图32b中所示。
接下来,偶数的预组织带条的面向左侧带条铺设单元(15a)的前端和奇数的预组织带条的面向右侧带条铺设安排(15b)的前端可以由安排(16a和16b)同时移位。然后,可以将一对横向带条(每一侧一个)同时铺设到所产生的正面开口中,每一个相对侧一个并且邻近并平行于先前所铺设的带条,如图32c中所示。
所述工艺可以重复进行,其中带条铺设安排(15a和15b)的行程长度在每次带条铺设后都适合地缩短/缩减,直到优选的特定面积的织物材料被生产出,如图32d中所示。
在另一个替代可能性中,可以在安排(11)的四个侧的每一个上永久地安排用于带条铺设的一个安排(15)并在上述线上生产特定面积的织物。此处,用于带条铺设的安排不必被移动到邻接位置,这是因为一对互相相对的用于带条铺设的安排起作用来在安排(11)上在一个方向上铺设并预组织带条,并且随后另一对从另一方向执行带条铺设。
如现在可以推断的是,特定面积的织物材料用成分带条(在它们之间成或者锐角或者直角或者钝角)的生产可以在一个相对短的时间内完成,这是因为一对横向带条是从相对的方向同时铺设的。而且此处,不存在并入向前前进和卷绕安排的需要。所获得材料的结构可以(例如)通过将一条适合的胶带在它的四个侧上固定而固持在一起。
还存在通过以下来生产OFT的可能性:铺设第一方向的一组带条并且然后将它们的前端移位以便相继地铺设第二方向的带条,同时铺设下一组的第一方向的带条,以便给予工艺以某些连续性,从而生产具有较大特定面积的OFT。
所述OFT形成工艺还可以被用来生产格子结构,其中每个成角度方向的带条没有邻近地彼此接近铺设,而是分开一个所希望的距离。通过巩固两个方向的带条的重叠区域,可以直接生产一个稳定开放的OFT结构。
进一步来说,格子结构的开口可以接纳或者是纤维类型的或者是非纤维类型的带条/条带,这些带条/条带在通过带条的重叠和交叉所产生的任一单位四边形的代表性对角方向的或者任一个或者两者上取向,以便产生具有在超过两个方向上取向的带条的织物。这样一种结构构成一个多轴结构。
遵循OFT工艺的所述原理,本领域的技术人员可以有利地修改并利用它,以便进一步在(例如)三个取向(如图32e和图32f中所指示的那些)上生产包含带条的织物,这些织物可以(例如)组合其他织物一起使用,以便改善机械性能、立体裁剪以及模裁等。
修改的可能性
上文所述的用于生产OFT的各种安排是通过举例来说明工作原理。对本领域的技术人员将显而易见的是,所述安排中的一个或多个可以被修改成适于用于生产OFT的给定情况。以下给出一些实例来说明可以如何改变/修改某些安排。
(a)用于铺设带条的安排:取代图13中所示的线性往复运动安排(15),可以使用一个成角度往复运动的安排。在图33a中所示的平面图中,臂(15a)的一端在点(P)处枢转,使得臂(15a)可以在一个水平面上由一个适合的驱动安排(未示出)摆动。臂(15a)在它的两个端侧上被提供有一对适合的指(15c),以便夹持从线轴(12a)中拉出的带条(12a)。因此,如图33b中所示,当臂(15a)朝向床(11)摆动时,可以将固持在这对指(15c)之间的带条(12a')在相对于床(11)的长度(或宽度)方向的优选成角取向上铺设在床(11)上。在该工艺的下一个周期中,臂(15b)将在它的一对指中从线轴(12b)接纳带条并在一个水平面上朝向床(11)摆动以便在床(11)上在优选成角取向上铺设所固持的带条。
同样,另一种替代性方式将是具有可以在一个竖直面上摆动的臂,如图34a和图34b中所示。定位在安排(11)的床上方的一对臂(15)(在图34a和图34b中仅以侧视图示出一个臂)可以围绕定枢轴点(R)上下转动(如图34b中所示),以便将固持在它的一对指(15c)中的带条铺设在安排(11)的床上(该床被提供有适合的凹部(未示出)以防止这对指(15c)撞击安排(11)的床)。然而在所指示的图34a和图34b中,臂(15)的安排被示出为移动180°,它可以可替代地被安排成移动例如,90°,在这种情况下,线轴(12)的轴线将与安排(11)的床成直角。这种类型的安排可以有利于节约占地面积,这是由于线轴(12)和用于通过夹纱器(14b)拉出带条(14a)的相应装置可以被适合地定位在床(11)上方。
在用于铺设带条的另一个安排中,或者臂(15a)可以被支撑在一个支点上,由此可以通过改变该臂的相对角位置来改变正由该臂铺设的带条的取向,或者可以将支撑在臂(15a)上的指(15c)相对于彼此(例如)在不同的/相对的方向上相对移位,由此可以改变正通过这些指铺设的带条的取向。在任何情况下,所得到的OFT织物都将包括以相对不同的角度并入的至少一个取向方向的带条。
(b)用于将所铺设带条的前端移位的安排:取代通过安排(16m)的区块(16e)/夹子(16n)将所铺设带条的前端线性移位(如图14b和图14f中所示),可以使用在点(S)处枢转的臂(16h)来将带条的前端成角度地移位。如图35a中所示,可以在臂(16h)上提供一系列适合地间隔开的夹子(16k)来将在床(11)上出现的带条的对应选择前端单独地固持。将一系列适合地匹配的间隔开的夹子(16k')固定到床(11)上。在点(S)处枢转的臂(16h)可以在一个竖直面上通过一个适合的驱动安排(未示出)摆动。因此,如图35b中所示,当臂(16h)的支承夹子(16k)远离床(11)摆动时,带条的前端(未示出)可以在它的厚度方向上移位并且由此通过由夹子(16k')固持的带条产生正面开口,这些夹子由于它们被固定到床(11)上而保持是固定的。由于更接近摆动臂(16h)的自由端固定的夹子将参考安排(11)的顶面移位超过更接近枢转端固定的夹子,因此将存在所铺设带条的前端的对应变化的移位。然而,带条的前端的这些变化的移位将不会造成任何生产困难,这是因为仅仅一个小的正面开口间隙就足够用于接纳正铺设带条的厚度了。
另一个替代将是由一组适合的夹紧安排固持所铺设带条的优选前端,这些夹紧安排被固定到可以在床(11)上方在一个水平面上摆动的臂上,以便将夹紧的带条向后(即,朝向OFT本体的方向)屈曲/弯曲。每个倾斜方向的带条的这种向后屈曲/弯曲可以交替地进行,一直到V形织物织口位置的相应侧。
又另一个替代将是具有一对轴,这对轴具有多个夹子附接到它们中的每一个上。因此,这些轴中的每一个都可以单独地控制出现在安排(11)的两个纵向侧中的每一个上的带条的前端。放置在安排(11)上方的这些轴中的每一个都可以围绕它的轴线转动并且由此升高和降低带条的夹紧的前端。
又另一个替代方案将是使前端移位区块/夹子被安排成(例如)在无穷尽的链/带上横过,使得它们在OFT向前前进时移动到一个点,从而保持与带条的前端相接合,直到为将前端移位所必需,并且然后释放它们并且空置地横过一直到相对的点,以便再次与新铺设带条的新的前端相接合。
(c)用于从线轴供应带条的安排:取代将线轴(12a)和(12b)成角度地定位床(11)的两侧上,如图6和图8中所示,还可以将它们定位在床(11)的一个端侧上,如图33a中所示。通过这个安排,可以使两个线轴(12a)和(12b)的轴线与床(11)的纵向侧成直角。因此,从它们中拉出的带条将平行于床(11)的对应纵向侧。可以(例如)在摆动臂(15a和15b)(在本节中的以上点(a)中并参照图33a至图33b所述)被用于将带条铺设在床(11)上时使用这个安排。通过这个安排,可以使OFT形成装置的宽度相对较小。
(d)用于从管纱库中供应带条的安排:取代从线轴中拉出优选长度的带条,可以将预先裁剪的带条存储在一个适合的管纱库中,该管纱库使得带条无止境地可供用于带条铺设安排(15)。这样一种管纱库可以是(例如)处于以下形式的:或者旋转滚筒,该旋转滚筒在其端侧上具有夹子来固持预先裁剪的带条并将它们呈现给带条铺设安排(15);或者运输带,该运输带以一种限定顺序携带预先裁剪的带条,这些带条可以通过适合的装置从该运输带提升并呈现给带条铺设安排(15);或者适合的容器,其中带条从一侧连续地堆叠并从另一侧拉出,用于由摩擦轮呈现给带条铺设安排(15)等。通过具有无止境的预先裁剪的带条供应的这些和其他安排,OFT制造工艺可以在技术上无穷尽地生产OFT。
(e)用于使OFT向前前进的安排:早先参照图5a和图5b所述的安排(11)的可移动部分和固定部分可以如图36中所示被修改。OFT的本体和从OFT的本体延伸的带条的前端在可移动部分M上出现。它们可以由对应地适合的按压部分按压在可移动部分M上,用于使OFT向前前进。固定部分V与可移动部分M的“V”形部分相匹配。“V”的角度将优选与由带条对着的角度相对应。在这个安排中,可移动部分M将更接近安排(11)的卷绕侧定位而固定部分V更接近送料侧定位。可移动部分和固定部分(相应地是M和V)可以被适合地支撑以形成工作床,该床通常用于提供一个平面/水平面,用于OFT的生产和向前前进。
工艺改变的可能性
对本领域的业内人士现将立即显而易见的是,所述使用带条的OFT制造工艺可以按某些不同的方式修改,以便不仅使用SFT和HDPT而且使用其他纤维和非纤维材料如天然、合成、有机、无机、金属、聚合物等材料的纱线、丝束、“扁平”纱线、细绳、缝线、编结等来生产OFT。
例如,取代如早先所述从正面开口并且邻近平行于先前所铺设的带条同时直接铺设带条的优选全长,可以通过将带条、丝束、“扁平”纱线等从开口的一侧拉到对侧并且然后接近平行于先前所铺设的带条、丝束、“扁平”纱线等定位来可替代地生产OFT。
其中所述工艺可以改变的另一种方式是在生产具有特定面积的OFT织物时。可以起初彼此邻近铺设一个倾斜方向的所有带条并且然后通过进行起初所铺设带条的前端从床(11)的仅一侧的优选移位来相继地铺设另一方向的带条并且适合地执行它们的巩固。
其中该工艺可以修改的又另一方式是在对应的纵向边侧上折叠带条的延伸端并将它们连结(例如,通过热焊接、胶结、粘合等)到与带条的折叠部分处于相同的倾斜取向上的另一个带条上。可以在OFT的本体内(即,在离纵向边缘的优选距离处)执行这种带条到带条的连结。如果这种带条端的连接的工序更接近两个纵向边缘连续地执行,那么可以在两个OFT侧处产生完全封闭的纵向边缘。然而,在OFT中将存在带条的不连续性并且OFT在带条结点处还将更厚。
其中该工艺可以修改的又另一方式是(例如)织针在安排(18)与(19)(即,用于使所生产的OFT材料向前前进的安排和用于将所生产的OFT材料收集在一个卷筒中的安排)之间的一个适合的点处的含入。这样,OFT材料将在卷绕成一个卷筒之前由织针环形缝合。通过这些织针的使用,OFT材料可以在卷绕成一个卷筒之前在它的或者长度方向或者宽度方向或者这两个方向上环形缝合。这种环形缝合可以在例如四条相邻带条之间所产生的空隙/开口(即,由四条带条包围的开口)处进行,由此该环形缝合的纱线在织物的表面上浮着。
用途
对本领域的技术人员现将显而易见的是,在此所述的新颖的OFT具有独特的构造特征并因此可以或者独立地或者组合其他织物来使用,用于实现它们的产品的改善的性能、材料特性以及美感。因此,与目前可能达成的相比,并入有任一种或多种的所披露OFT的产品将展示出对应的独特增强。例如,OFT可以或者单独地或者组合其他材料(如通过胶合)来使用,以便在不同的方向上获得/赋予强度;为了美观的外观而在胶合物的顶部并入OFT;为了改善的立体裁剪和性能而包缠或覆盖一个物体等等。
进一步来说,现在还将显而易见的是,用于生产OFT的所述方法和装置并不限于仅仅加工带条。它可以适合地加以修改以便加工甚至某些类型的丝束、粗纱、“扁平”纱线、“带条”纱线等等。使用这类材料所生产的OFT可以用于其中性能要求相对较低的应用中。
所述方法和装置同等地能够使用或者类似或者不类似材料的带条来生产多种OFT,由此可以直接制造具有不同特性的OFT。
由于OFT可以通过所述方法和装置连续地生产,因此将OFT的生产与(例如)层压或涂布单元组合起来变得是可能的,由此所生产的OFT可以直接加工并转换成其随后的产品。例如,OFT可以在或者一个或者两个面上连续地涂布有或者粘合剂配制品或者膜或者图案等。
所述方法和装置并不限于生产扁平的OFT。它还可以用于生产具有一种轮廓形式如“伞”轮廓形式的OFT。为生产特定轮廓的OFT,安排(11)的床可以对应地成形并且不同长度的带条可以根据所述工序拉伸并铺设在成形的床上,以便直接获得优选弯曲形式的OFT。处于准备好的形式的OFT的可获得性将使它自身直接更快且更有成效地生产高性能物品。
如从以上说明中可以推断的是,对于众多应用和产品来说,在此所披露的发明使得若干独特类型的OFT是可获得的,OFT包含带条(包括SFT和HDPT类型)。各种新颖的细节可以按许多不同的方式变更,而不脱离其精神。这些OFT可以或者单独地或者组合其他材料使用,用于改善性能、材料特性/功能以及美感。因此,以上说明仅说明本发明的基本理念并且它不限制以下所列的权利要求书。

Claims (19)

1.一种织物,包含多个带条,其中一个第一组带条和一个第二组带条是以一种交叉和重叠的方式安排,该第一组带条和该第二组带条在结构上彼此相联结,其中所有这些带条都被安排在相对于该织物的长度方向的多个倾斜取向上,所述织物至少在所述织物的一个中间部分进一步包括多个连接点或多个连接区域,这些连接点或连接区域将该第一组重叠带条和该第二组重叠带条中的至少一些连接在一起。
2.如权利要求1所述的织物,其中,该第一组带条基本上彼此平行地安排在相对于该织物长度方向的一个第一倾斜取向上,并且其中该第二组带条基本上彼此平行安排在相对于该织物长度方向的一个第二倾斜取向上。
3.如权利要求1或2所述的织物,其中,该第一组带条平均地安排在相对于该织物长度方向的一个第一倾斜取向上,并且该第二组带条平均地安排在相对于该织物长度方向的一个第二倾斜取向上,所述第一和第二倾斜取向是彼此非垂直的,由此在所述第一取向与第二取向之间形成了或者锐角或者钝角。
4.如权利要求3所述的织物,其中,第一和第二倾斜取向的这些带条相互形成了在20-85度或95-160度范围内、并且优选在40-80度或100-140度范围内、并且最优选在60-80度或100-120度范围内的一个角。
5.如以上权利要求中任一项所述的织物,其中,通过以下项中至少一项来将这些连接点或连接区域提供给重叠带条:点针刺、点缠结、点胶结、粘合、熔粘以及点焊。
6.如以上权利要求中任一项所述的织物,其中,这些连接点或连接区域在该织物上均匀分布。
7.如以上权利要求中任一项所述的织物,其中,这些连接点或连接区域被提供在所有这些带条上。
8.如权利要求7所述的织物,其中,这些连接点或连接区域被提供在该第一组带条与第二组带条之间的每一个重叠部分中。
9.如以上权利要求中任一项所述的织物,其中,该多个连接点或连接区域被安排在一条或若干条直的连接线中,所述至少一条直的连接线中的每一条包括多个连接点或连接区域。
10.如权利要求9所述的织物,其中,这条或这些直的连接线中的至少一条且优选若干条在该织物的长度方向上延伸。
11.如权利要求9或10所述的织物,其中,这些直的连接线中的至少一些在多个不同的方向上延伸。
12.如权利要求11所述的织物,其中,这些连接线中的至少一些在平行于该第一组带条和第二组带条的多个方向上延伸。
13.如以上权利要求中任一项所述的织物,其中,这些带条中的至少一些或者是扩展纤维带条或者是高拉伸聚合物带条。
14.如以上权利要求中任一项所述的织物,其中,至少一个带条是折叠的,所述折叠带条在相对于该织物的长度方向的至少两个不同的倾斜方向上延伸。
15.如权利要求14所述的织物,其中,所述至少一个折叠带条的折叠被安排在该织物的一侧上,由此形成一个至少部分封闭的纵向边缘。
16.如权利要求14至15中任一项所述的织物,其中,至少两个折叠带条的折叠被安排在离该织物的多个侧的一段距离处,由此在该织物中形成一个狭缝开口。
17.如以上权利要求中任一项所述的织物,其中,该织物在这些带条中的至少一些的至少一侧上被进一步提供有一个表面涂层,所述表面涂层使得该织物是粘性的。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的织物用于弹道缓冲和安全产品中的至少一项的用途。
19.一种复合材料,该复合材料包含根据权利要求1至17中任一项所述的织物。
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