CN104203540B - 抗压、选择性开缝和压花的薄膜以及用这种薄膜制成的工业纺织品 - Google Patents

Abstract

用于在工业过程中输送的薄膜、由薄膜制成的工业织物以及制造方法。所述薄膜具有由衔接区域分开的多个突起。每个突起包括具有相对的侧向边缘的顶部构件并且由相对的抗压第一和第二端壁支撑，所述端壁与所述侧向边缘中的至少一个侧向边缘界定贯穿薄膜的孔，以提供流动路径。每个端壁的基部边缘具有选自以下至少一个的构型：基部边缘远离突起本体弯曲凸出；并且每个端壁分别在第一和第二侧向边缘的至少一部分下方延伸并且分别连接到第一和第二侧向边缘。薄膜结构提供了与织造织物等效的物理性质，具有改进的强度、稳定性和抗压性。

Description

抗压、选择性开缝和压花的薄膜以及用这种薄膜制成的工业 纺织品

发明领域

本发明涉及由至少一层选择性地开缝并且成型的薄膜制成的工业纺织品。它尤其涉及这样的纺织品，其中热成型的突起和开口经过构造和布置，以使得当两个类似地形成的薄膜层对齐接合在一起时，所得到的结构是抗压缩载荷的，并提供所需的渗透性。

背景

在过滤、输送及类似连续工艺中使用的工业纺织品通常制造方法是根据所选择的织造图案使合成纱线交织，以提供整个织物，或仅基体部分，其随后可以封装(例如，用聚氨酯或其它类似的坚固材料)或针缝以连接非织造絮垫材料。这种织物可令人满意地用于这些用途，但它们的生产成本较高，尤其是当织物必须使用相对较小的纱线和大型工业织机来精细和精确地织造时更是如此。此外，这些织物必须以某种方式变得首尾相连，方法是通过在其相对的纵向端部安装缝合元件，或通过将纵向纱线重新织造回到织物结构中以形成缝合环或类似连接装置，用于通过扣针、线圈或类似的固定装置来安全连接。也已知以首尾相连的方式来织造这种织物，以形成连续的管，或组装连续盘绕的并排布置的较窄织造或非织造条带以建立所要求长度和宽度的成品织物。

应理解，这些织物的生产是昂贵和费时的，并需要工业织机和用于随后处理的相关设备的较高资本投资，以及熟练的工人来操作所述设备，以生产可接受的成品。织物本身必须是高度稳定的、耐磨损和它们使用的环境所造成的化学和热降解。

已经提出各种建议，以减少与制成这些织造纺织品相关联的制造成本和技术难度，方法是通过使用非织造材料来产生这些纺织品。例如，已知从一个或多个薄膜层或其它连续介质产生工业织物，并在组装之前提供穿孔、成型或其它处理。参见例如WO 2010/088283、WO 2010/088280、WO 2010/068778、WO 2010/068765、WO 2010/030570、WO 2010/030547和WO 2010/030298，其全部共同转让给Albany International Corp.，这些专利公开了由连续薄膜条带形成的各种工业织物，并且用于制造各种片状制品。在一般情况下，在这些参考文献中公开的织物由较窄的热塑性聚合物条带，如工业捆扎材料组成，其已被激光钻孔以赋予多孔性。

薄膜状部件纳入其中的其它造纸织造物在各种专利中描述，例如US 6,071,837(Crook)、US 6,436,240(Jeffrey)、US 6,531,418(Lidar等人)、US 6,989,080(Hansen)和US 7,323,087(Beck)。其它有孔薄膜，以及制造这些薄膜以提供用于各种工业应用的纺织品的工艺是已知的。例如全部为Hovis等人的US 4,842,794、US 5,207,962和US 5,262,107公开了包含有孔热塑性薄膜的织物和其形成工艺，所述薄膜借助于图案化的压花辊来变形。US 3,162,567(Heller)公开了一种造纸机，这种造纸机形成由金属或薄膜片材制成的织物，所述金属或薄膜片材已被冲压以形成从片材平面延伸出的拱形部分，以提供引流开口，所述引流开口与片材平面呈一定角度。

然而，上面提到的参考文献中没有一个公开了如下织物，这种织物具有用于工业过滤和类似用途的织造织物的有利性质，并且其由两层或更多层聚合物薄膜来构造，塑造所述薄膜的轮廓的方法是通过压花或类似处理使薄膜的一部分高于其一般平面以形成突起，并且开缝以在凸起部分产生孔。

因此，提供一种简单、相对较廉价的工艺将是非常可取的，这种工艺使用聚合物薄膜来构造具有已知织造工业织物的大部分或全部有利性质的非织造纺织品，而没有产生此类织造织物所需要的步骤的缺点和成本。

WO 2011/069259(Manninen)公开了使用选择性地开缝和压花的薄膜来制造工业纺织品。所公开的织物由至少两层平面聚合物薄膜构成，其中每一层薄膜选择性地开缝和压花以赋予表面轮廓和其它性质，这些表面轮廓和其它性质与由织造织物的各种织造设计所产生的那些表面轮廓和其它性质类似。根据'259文件中公开的制造方法，所述薄膜使用所选择的模具图案通过施加热和压力来冲压，以使得一部分选择性地和永久地变形偏离平面；使用开缝工艺以在变形处产生孔，以允许流体例如空气和水穿过织物。各个狭缝的长度等于在所述薄膜中形成的孔的长度。所述文件还公开了可以提供两层织物，其中适当开缝和压花薄膜的第一层与第二个类似地压印的片材配对，以使得通过压花工艺形成的变形的外表面彼此面对。

图1至4显示了用于织物中的现有技术薄膜，如在WO 2011/069259(Manninen)中所说明。如图1和2所示，聚合物薄膜12被选择性地变形和开缝，以提供具有顶部表面51和倾斜侧面52的突起50；突起50界定孔40并且被隔开，以使得平坦的衔接区域60存在于它们之间。图2提供了在图1中透视展示的突起50、其顶部表面51和倾斜侧面52，和衔接区域60的横截面图。图3示出了根据'259文件的组装薄膜织物的详细视图。如图3所示，两个类似地开缝和成型的薄膜层80和90连接在一起，以使得一个层如80的多个突起50的顶部表面51与第二薄膜层例如90的衔接区域60接触。然后，所述两个薄膜层80和90例如通过焊接来彼此接合，以形成图4中横截面所示的方式来布置的最终完成织物。如在所述图中可以看出，两个薄膜层80和90彼此连接并且在它们之间由突起50的倾斜侧面52保持并且界定了间隙如70。这些倾斜侧面52可以提供使薄膜层80和90分开的足够支撑，从而保持开口如70，但这种结构可能对于反复压缩载荷具有不太理想的抗性，特别是因为在突起的侧面(即沿孔40的侧面)未保留材料以支撑顶部表面51和倾斜侧面52；它已经完全通过开缝过程去除，因此没有材料加固。另外，倾斜侧面52的形状使得除了倾斜侧面52过渡到顶部表面51的弯曲处以外其中没有内在的支撑。此外，在不实施既耗成本又耗时的改变压花图案的情况下，也没有调节薄膜中的开口的数量和它们的大小的简单方法。

如在'259文件中公开的织物已加以构建、经过测试并且发现对于它们的预定应用总体上是令人满意的。然而，在某些情况下，当纺织品在操作中暴露于反复压缩载荷时，可能需要增加其抵抗这种压缩，从而保持其层间的空隙体积，以及渗透性的能力。如果突起50被压缩或压扁，孔40可能变得受限制，从而改变渗透性和其它所需的织物性质。如果所述织物的渗透性可以很容易地调节，以确切地满足其预定应用的要求，也将是有利的。

也可有利地提供一种在倾斜侧面52中内建支撑(即在它的形状中具有内在的支撑)或保留一些材料来加固突起50的顶部表面51的突起设计，以及一种开缝图案，所述开缝图案可根据需要在纵向和横向方向调节以便为所得薄膜织物结构赋予所需渗透水平。

现在已经发现，在开缝和压花的现有技术薄膜织物中，所述突起的刚性(抗压缩性)可显著改善，方法是用弯曲表面或壳体取代现有技术设计的直线构型，或改变狭缝30的尺寸和/或取向，以便保留支撑所述突起的侧面和顶部的材料，同时以不减损所需物理性质，并且不需要改变用于形成所述突起的模塑图案的方式来容易地赋予织物所需渗透性。

如本文所用，术语“壳体”用于指它的结构，并且一般是指已在至少一个维度，或多达三个维度中弯曲的基本上两维板。壳体结构与板结构之间的主要区别在于，在无应力状态下，壳体结构具有曲率，相比之下板结构是平坦的。平板以与具有弯曲应力和剪切应力的横梁类似的方式起作用，壳体类似于通过拉伸应力抵抗载荷的缆绳。壳体结构在自然界和结构工程中是常见的，并且包括熟悉的物体，如鸡蛋、船体或圆顶。当推力线作用于其弯曲横截面上时提供有效支撑的壳体结构是特别令人感兴趣的，因为它们有明显的弯曲刚度。将这些平面外区域成形以使得：(1)所述横截面的深度增加，从而赋予增加的惯性面积矩，I；(2)横截面的深度沿着梁/拱的长度连续地变化；并且(3)产生弯曲梁或拱，以减少平面外区域的压缩变形。构件的弯曲刚度EI随着惯性面积矩I的增加而增加。所以，在一般情况下，壳体的曲率越大，由于其内在的弯曲刚度，其抵抗压缩载荷越有效。本发明在突起的侧壁的设计中部分地利用由壳体的弯曲轮廓提供的结构益处，从而通过增加其弯曲刚度来提高其压缩载荷抗性；这将反过来有助于织物在压缩载荷下保持空隙体积。

本发明针对现有技术的上述和其它困难和限制，并提供有效的解决方案。

发明内容

因此，本发明的目的是提供用于在工业过程中输送的薄膜，所述薄膜具有

(i)上表面和下表面；以及

(ii)由衔接区域分隔并且界定所述上表面的轮廓的多个突起，其中

每个突起具有包括具备相对第一和第二侧向边缘的顶部构件的本体并且由相对抗压第一和第二端壁支撑，至少一个所述侧向边缘与所述端壁配合以界定从所述上表面延伸至所述下表面的孔，每个端壁具有连接到相邻衔接区域的基部边缘，并且具有选自以下至少一个的构型

(a)所述基部边缘远离所述突起本体弯曲凸出；并且

(b)每个端壁在所述第一和第二侧向边缘每个的至少一部分下方延伸并且连接到所述第一和第二侧向边缘的每个。

优选地，所述顶部构件基本上是平面的。优选地，每个孔具有线性下部边缘。任选地，每个基部边缘基本上是半圆形的。优选地，所述突起本体具有包括选自椭圆形、圆形和矩形的构型的下部周长。

本发明进一步的目的是提供一种用于在工业过程中输送的非织造工业织物，它包括至少一层薄膜，所述薄膜具有

(i)上表面和下表面；以及

(ii)由衔接区域分隔并且界定所述上表面的轮廓的多个突起，其中

每个突起具有包括具备相对第一和第二侧向边缘的顶部构件的本体并且由相对抗压第一和第二端壁支撑，至少一个所述侧向边缘与所述端壁配合以界定从所述上表面延伸至所述下表面的孔，每个端壁具有连接到相邻衔接区域的基部边缘，并且具有选自以下至少一个的构型

(a)所述基部边缘远离所述突起本体弯曲凸出；并且

(b)每个端壁在所述第一和第二侧向边缘每个的至少一部分下方延伸并且连接到所述第一和第二侧向边缘的每个。

非织造工业织物包括至少一层根据本发明的薄膜。

优选地，所述织物进一步包括具有第一可缝合端和第二可缝合端的织物本体，第一缝合元件提供于所述第一可缝合端并且第二缝合元件提供于所述第二可缝合端，其中所述第一和第二缝合元件被构造和布置成固定在一起以形成缝合。任选地，第一缝合元件和第二缝合元件中的至少一个在相应的可缝合端处与所述织物本体构成一体。

优选地，每个缝合元件包括以选定的频率布置的环和开口，并且根据下面的方程，横跨每个可缝合端的宽度的突起的间距P_E与横跨所述宽度的缝合环的频率P_L相关：

P_E(2m+1)＝nP_L

其中m和n是正整数。

本发明进一步的目的是提供构造用于在工业过程中输送的非织造工业织物的方法，所述方法包括以下步骤

(a)提供具有上表面和下表面的薄膜；

(b)选择性地向所述薄膜的选定部分施加压力，以形成由衔接区域分隔的突起压花区域，在所述上表面产生成形轮廓，每个突起压花区域包括具有相对侧壁的顶部构件，所述侧壁在第一和第二侧向边缘连接到所述顶部构件；

(c)从至少一些突起压花区域的至少一个侧壁中选择性地切割并且去除材料以界定各自具有由相对抗压第一和第二端壁支撑的本体的突起并且界定从上表面延伸到下表面的至少一个孔，其中每个端壁具有连接到相邻衔接区域的基部边缘，并且具有选自以下至少一个的构型

(i)所述基部边缘远离所述突起本体弯曲凸出；并且

(ii)每个端壁在所述第一和第二侧向边缘每个的至少一部分下方延伸并且连接到所述第一和第二侧向边缘的每个；

(d)制备所述薄膜的第一和第二层；

(e)将所述第一层的选定突起与所述第二层的衔接区域对准，并且将所述第二层的选定突起与所述第一层的衔接区域对准；并且

(f)将所述第一层固定到所述第二层，以产生多层织物。

本发明进一步的目的是提供构造用于在工业过程中输送的非织造工业织物的方法，所述方法包括以下步骤

(a)提供具有上表面和下表面的薄膜；

(b)选择性地向所述薄膜的选定部分施加压力，以形成由衔接区域分隔的突起压花区域，在所述上表面产生成形轮廓，每个突起压花区域包括具有相对侧壁的顶部构件，所述侧壁在第一和第二侧向边缘连接到所述顶部构件；

(c)制备所述薄膜的第一和第二层；

(d)将所述第一层的选定突起压花区域与所述第二层的衔接区域对准，并且将所述第二层的选定突起压花区域与所述第一层的衔接区域对准；

(e)将所述第一层固定到所述第二层；并且

(f)从至少一些突起压花区域的至少一个侧壁中选择性地切割并且去除材料以界定各自具有由相对抗压第一和第二端壁支撑的本体的突起并且界定从上表面延伸到下表面的至少一个孔，其中每个端壁具有连接到相邻衔接区域的基部边缘，并且具有选自以下至少一个的构型

(i)所述基部边缘远离所述突起本体弯曲凸出；并且

(ii)每个端壁在所述第一和第二侧向边缘每个的至少一部分下方延伸并且连接到所述第一和第二侧向边缘的每个。

在本发明的方法中，任选的步骤(a)进一步包括选择性地切割薄膜，以提供从上表面延伸穿过至下表面的多个狭缝；步骤(b)中的衔接区域提供于相邻的成对狭缝之间；并且切割相邻于狭缝来执行。

优选地，所述顶部构件基本上是平面的。优选地，每个侧壁具有线性下部边缘。任选地，每个基部边缘具有基本上半圆形构型。优选地，每个突起压花区域具有包括选自椭圆形、圆形和矩形的构型的下部周长。

优选地，本发明的方法进一步包括向织物的每个端部提供根据本发明构造的一对相对缝合元件。

在本发明的方法中，执行开缝、切割、冲压和压花以及将薄膜层组合的各个步骤的顺序可以根据需要进行选择。

在本发明的薄膜、织物和方法中，优选的薄膜包括选自热塑性聚合物、热固性聚合物和金属的材料。当所述材料是热塑性聚合物时，它优选选自水解稳定的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚环己烷二甲醇对苯二甲酸酯(PCTA)、聚丙烯(PP)、选自PA-6、PA-6/6、PA-6/10和PA-6/12的聚酰胺、聚苯硫醚(PPS)和聚醚醚酮(PEEK)，优选聚对苯二甲酸乙二酯。

其中所述材料是热固性聚合物时，优选它包括聚酰亚胺。当材料是金属时，优选是选自铝及其合金。

附图简述

图1是现有技术的成型和开缝薄膜的示意图；

图2提供了现有技术的织物中的突起50的详细视图；

图3是现有技术的薄膜织物的详细透视图；

图4是图3结构的横截面图；

图5是用于本发明的实施方案的第一突起形状的透视图；

图6是本发明实施方案中的薄膜层的一部分的透视图，包括如图5所示的多个突起；

图7是开缝过程后的图6所示的薄膜的详细透视图；

图8是图7的薄膜的剖切透视图；

图9是如图7所示的五个突起的横截面；

图10是如在图7中所示的薄膜层中的多个突起的平面图；

图11是本发明的实施方案中的两层薄膜织物的局部透视图；

图12是沿图11所示的薄膜织物截取的横截面；

图13是图11和图12所示的薄膜织物的剖切透视图；

图14是用于本发明的实施方案的突起的另一种构型的透视图；

图15是本发明实施方案中的薄膜层的一部分的透视图，包括如图14所示的多个突起。

图16是去除侧壁材料的一部分的开缝过程后的图15所示的薄膜的平面图；

图17是从图16中所示的开缝和成型薄膜的两个层中组装的薄膜织物的透视图；

图18是图17中所示的薄膜织物的剖切透视图；

图19是根据本发明实施方案来成形的开缝和成型薄膜层的一部分的平面图；

图20是从包括图19所示突起的两个相似成型薄膜层来组装的根据本发明的薄膜织物的一部分的透视图；

图21是沿图20所示的薄膜织物截取的横截面图。

图22是图20和21中所示的织物的一部分的详细透视图；

图23是本发明的另一个实施方案的开缝和成型薄膜的平面图；

图24是图23中所示的薄膜织物的透视图；

图25是图24所示的织物的横截面图；

图26是本发明实施方案的缝合部件的透视图；

图27是沿图26中所示的缝合元件的暴露边缘所截取的横断面图；

图28是本发明的另一个实施方案的缝合部件的透视图；并且

图29是图28所示的缝合元件的平面图。

附图详述

图1至4示出了现有技术的薄膜，并且在上面进行了论述。

图5是本发明的薄膜部件和非织造织物的突起的第一实施方案的示意图，其旨在抵抗组装织物结构中的压缩载荷。如图5所示，具有通常在约100μm至约500μm范围内的第一和第二侧面厚度的大致平面聚合物薄膜的一部分在压花或类似热成形过程中永久变形成基本上线性延伸的截头圆锥形突起100。根据选定图案彼此间隔开的多个这样的突起100在薄膜中形成。每个突起100包括以上部边缘115为界的平面顶部表面110、圆形前壁120、圆形后壁125、第一侧壁130和第二侧壁135。因为所述突起100从平面薄膜来模制，边缘150围绕突起100的基部的内圆周而形成，其中此边缘内侧的材料变形偏离平面，在薄膜的第二侧上形成基部区域140的凹陷。如下面所解释的，在从每个侧壁130和135中去除一些材料的开缝过程后，此凹陷将成为通往外部的孔。

在图5所示的示例性实施方案中，突起100在其基部区域140的纵向方向、从其前壁120到其后壁125的外端具有5mm的总长度，以及从侧壁130至侧壁135的2.5mm的宽度。前壁120和后壁125相对于侧壁130和135是弯曲的；曲率半径是1.25mm；侧壁130和135各自具有2.5mm的长度，并且在前和后壁之间是线性的。前和后壁120和125，以及侧壁130和135都向内倾斜，以使得突起100通常是截头圆锥体的形状并且基部(由边缘150所界定)的面积大于顶部表面的面积110。侧壁130和135以相对于垂直方向约3°至约5°的角度向内倾斜。突起100从薄膜层200(参见图6)至平面顶部表面110的高度为1.5mm。这些尺寸仅是示例性的；根据薄膜的特定最终用途来调节这些不同尺寸在本发明的范围之内。突起以及因此薄膜织物100的渗透性由通过开缝从侧壁130和135去除的材料的量来确定，这将在下面论述。

可以理解，突起100，尤其是其前和后壁120和125的整体形状赋予所述突起显著刚性，从而与例如图1至4所示的现有技术突起相比，增加其抵抗垂直施加于表面110的压缩力的能力。这是由于弯曲前和后壁120和125施加至结构的弯曲刚度增加。与现有技术结构的平坦表面相比，这些壁的曲率允许它们支撑更大的载荷而不屈服。如同结构工程应用中的拱形的情况，这些弯曲壁的弯曲刚度与其深度相对于其中线的立方成正比。例如，如果突起100的所述弯曲壁120和125被替换为具有更抛物线曲率的壁(即其曲率更尖、其曲率半径更小，并且其深度从而更大)，那么其弯曲刚度将增加。类似地，如果使壁变得更浅和更呈板状，那么与具有更尖曲线的那些壁相比，它们失去刚度。

因而在本发明的第一实施方案中，所述突起的前和后壁应根据选定曲率半径r来弯曲；r的值越小，那么这些壁的曲率越大，因此其弯曲刚度越大。优选地，前和后壁120和125将各自具有相同的曲率半径，并且将各自由相同的角度朝向平坦顶部表面110倾斜，但是这不是必要的，每个壁120和125的斜率可彼此不同。这些端壁的曲率可近似于如抛物线的旋转壳。本质上，由围绕Z轴(相对于薄膜的平面)旋转的曲线内切的壳体的任何形状将用于增加壁的支撑强度；因此，存在很多合适的形状。平坦顶部表面110的侧向边缘115和基部区域140的边缘150可具有较小的曲率半径，以便使如在热成形过程中使用的从模具去除突起100变得简易。

图6至16示出了使用图5所示突起100的形状和尺寸的薄膜的各种细节和特征，以及由以'259文件中所描述的方式连接在一起的两个这样的层制成的工业薄膜织物。

图6示出了已在热成形过程中模制以形成多个如图5所示截头圆锥形突起100的平板片膜200的一小部分，各个突起通过衔接区域220来彼此分隔。将突起100对准，以使得留下通道220a敞开，以形成组装薄膜织物230中的最终通道(参见图11和12)。为了形成本发明的薄膜织物，将薄膜层200开缝，然后连接到第二个类似地开缝和成型层，以使得第一层的突起100的平面顶部表面110位于第二个类似地成型薄膜层的衔接区域220的一部分上方并且与其接触，以图7至13所示的方式。

图7是如图6所示并且包括三个半排的与图5所示相同成形的突起100的模制薄膜层200的剖切部分的透视图；薄膜200和突起100已以上面描述的方式开缝，以便从侧壁130和135(参见图5)和前壁120与后壁125之间去除大部分侧壁材料，从而产生孔250，材料通过在薄膜200中形成狭缝210的开缝过程来去除。狭缝210相对于突起100尺寸的长度，以及由此从壁130和135中去除的侧壁材料的量可以调整以影响不同织物性质，特别是渗透性，这将在下面论述。开缝后，具有边缘150的所述突起基部区域140通过孔250对于薄膜的相对表面开放。如关于图5论述，每一个突起的平面顶部表面110完全由前和后壁120和125支撑。

每个突起100之间安置衔接区域220。所述薄膜通过首先将聚合物薄膜200的平坦及平面片材压花，以提供如图5和6所示的多个规则排列的突起100来建立。突起被定位为使得一排突起之间的衔接区域220b上有足够的空间以接受来自第二个类似地成型薄膜层中的相应一排突起的一组平面突起顶部表面110。此间距使两个相同的薄膜层可以配合，这样使得第一压花薄膜上的突起可以安装至第二个类似的薄膜的衔接区域中，反之亦然(参见图11、12和13)。一旦薄膜200被模制成包括突起100，沿基部区域140的边缘150的一部分、通过机械或烧蚀方法来精确开缝，此过程也去除了形成侧壁130和135的材料的一部分；激光优选用于此目的。此举使突起100在其侧壁130、135处朝基部区域140开放，并且形成孔250，以允许流体如空气穿过基部区域140。应理解的是，孔250的大小可相对于从每个侧壁130和135去除的薄膜材料的量来选择；去除量基于薄膜织物的参数，如最终用途。

图8是图7所示的成型和开缝薄膜200的剖切透视图；在此视图中，平行于平面片材200来定向的水平截面已经沿着突起100的壁120和125在其基部区域140上方的较小距离下截取，以更清楚地显示薄膜层200中的孔250；在侧壁130和135开缝之前，在从成型薄膜的相对侧观察时，基部区域140是闭合的凹陷。狭缝210的长度将决定有多少材料从每个侧壁130、135去除，并且因此决定薄膜的开放或渗透性。所述突起100有规则地排列并且衔接区域220提供相邻成排突起100之间的通道220a，以形成组装薄膜织物中的最终通道230(参见图12)。每一个突起100的内部以边缘150为界，从所述边缘上矗立抗压前和后壁120和125。

图9是沿根据本发明的成型和开缝薄膜200、沿着并平行于图7中的薄膜的暴露边缘并且展示薄膜层200中的五个突起100所截取的横截面。每个突起100包括前壁120、后壁125、具有边缘115的平坦突起顶部表面110和穿过侧壁130和135的孔250(参见图5)，从而允许流体经由开放基部区域140穿过薄膜。前和后壁120和125的加固形状在这个横截面中可以清楚地看到。如在图10中更清楚地展示，每个狭缝210延伸侧壁130和135的长度(图5中示出)并进入前和后壁120和125，使大部分侧壁材料通过开缝去除，并且孔250的尺寸被最大化。狭缝210的长度可以取决于需求来增加或减少，从而允许改变所产生的孔250的尺寸。

图10是如图6至9所示的薄膜片200中的15个完整和5个部分突起100的平面图。每个突起100通过衔接区域220b与同一排中的相邻突起分离，所述衔接区域提供接受一组对应的、类似地成型薄膜层的平面突起顶部表面110的接收区域；每一排突起100通过交叉方向(CD)通道220a与下一排突起分离，当第一层与第二类似成型薄膜层组装时，将在每个通道上形成开放通道(见图11和12)。每个突起100具有以边缘115为界的大致平坦顶部表面110、前和后壁120和125，以及以边缘150为界的基部区域140(参见图8)。狭缝210定位于突起100的两侧，其中侧壁130和135(参见图5)在开缝过程中去除。因此，突起100的顶部表面110的压缩支撑由前和后壁120和125提供。狭缝210的尺寸可以选择，以去除构成侧壁130、135的材料的所希望的部分，以使成型薄膜的开放性或渗透性可以是根据需要来选择。应当理解的是，为了保持由前和后壁120、125提供的加固效应(以及因此组装织物结构的整体抗压缩性)，应注意，不去除这些壁的任何显著部分。

图11是两个薄膜层200a和200b的透视图，这两个薄膜层已经以上述的方式开缝和成型，以提供孔250，并且已经被定位以准备借助于激光焊接或类似的接合工艺将它们连接在一起以形成组装薄膜织物300。显而易见的是，在所述组件中，来自层200b的突起100b定位于层200a的突起100a之间，以使得每个层200a、200b的通道220a彼此对齐，以形成组装织物300中的通道230。典型的突起100a通过图11上的椭圆形标记来确定；平坦顶部表面110a、110b与各自相对层上的衔接区域220b接触。通道230在与所示的薄膜层的纵向方向呈横向的方向上彼此平行取向。也可以看出，每个突起诸如100a的每个孔250与来自与它相配合的第二层的相邻突起如100b的孔对准，从而提供贯通两个薄膜层200a、200b的径流对角线通路。

图12是通过图11所示组装织物300的薄膜层、沿图中的右侧露出的切口边缘所截取的横断面图。两个层200a和200b以相同的方式成型，使层200a的突起100a被定位在层200b上的相应衔接区域220b上(参见图11)。如所示，薄膜层200a的各突起100a的平坦顶部表面110a经过定位沿着成排的突起100b与薄膜层200b的平面衔接区域220b接触，使得各突起100a被嵌套在来自层200b的对应突起100b之间并且每个突起由前壁120a和后壁125a支撑；类似地，每个突起100b的平坦顶部表面110b经过定位沿着相同的排与薄膜层200a接触。由此可以看出，每个层200a和200b的每个突起100的前和后壁120、125用于支撑并保持两个薄膜层200a、200b之间的垂直距离Z。还如所示，突起100a、100b被构造和布置成使得在整个组装薄膜织物在CD的宽度上孔250和通道230都是开放的和无障碍的。由此显而易见的是，组装薄膜结构300的流体如空气和水的渗透性可以通过调整孔250的大小进行调整，反过来，所述孔250的大小通过增大或减小狭缝210的长度或它们的形状来调整(如在下面相对于图28和29更详细地论述)。

图13是展示将要被接合在一起的两个薄膜层200a(未示出)和200b的组件中的突起100a和100b的对准的剖切透视图。侧壁120a、125a、120b、125b展示为部分剖开。突起100a的平面顶部表面110a位于层200b上的基部区域140之间，提供每一排突起之间的CD通道220a；这些通道将成为组装织物中的通道230。

图14显示了用于本发明的成型薄膜和薄膜织物的突起的替代实施方案。在本实施方案中，截头圆锥形突起400的基部区域440的边缘450是椭圆形的，并且与在图5至13中示出的那些侧壁相比，类似于图5的壁130和135，侧壁430和435是圆形而不是线性。突起400还包括以上边缘415为界并且由前壁420和后壁425支撑的的一般平面顶部表面410；因为突起400从平面薄膜来模制，所以边缘450在基部区域440的凹陷的内圆周周围形成，其中薄膜在薄膜的第二侧变形偏离平面。如下面进一步解释的，并且如已相对于图5至13所示的实施方案进行的描述，在从侧壁430和435去除一些材料的开缝过程后，此基部区域440将成为通往外部的突起400中的孔的一部分。

图15是已在热成形过程中模制以形成如图14所示的多个突起400的薄膜层200的透视图。如所示，突起400规则地排列，其中每个突起由衔接区域220彼此分隔。突起400布置于平行排中；每一排通过通道220a与下一排分隔，并且每个突起400通过衔接区域220b与同一排中的邻近突起分隔。衔接区域220b的尺寸使得能够接收来自第二、类似地成型薄膜层的平面顶部表面410，以使得这些顶部表面保持与衔接区域220b的接触。

图16是包括如图14和15所示来成形和布置的多个突起400的开缝薄膜的平面图。在图16中所示的模制薄膜中，多个平行狭缝210相邻于每个突起400的两个侧壁430、435(参见图14)来开缝，并从每个突起的前壁420延伸到后壁425，以便去除侧壁430、435的一部分。狭缝210使用激光或类似的切割装置来精确切割，以去除形成侧壁430、435的材料的所需部分，从而通过基部区域440提供直接穿过薄膜的开口。明显的是，可在薄膜中进行渗透性的调整，方法是通过改变这些狭缝210的长度，以去除更多或更少的侧壁430、435材料，或在薄膜中产生更长的狭缝，或两者。图16还示出了如上文所论述的突起400的规则排列。

现在参照图17和图18，图17是包括如图14至16中所示类似地模制并开缝薄膜的两个层200a和200b的组装薄膜织物300的透视图，这两个薄膜层彼此叠加准备用于接合，从而将所述层永久连接在一起成为适合于最终在工业纺织品中使用的统一结构。分别来自两个层的突起400a和400b的外形和相对于彼此的位置是通过织物300并平行于图18中的薄膜层200a和200b以剖视图展示，也展示平面顶部表面410a相对于基部区域440b的位置，以便形成通道230。

从上述显而易见的是，突起和其基部区域的形状可根据需要从如图5至13中所示的细长截头圆锥形修改为如图14至218所示的椭圆锥形，直至圆形或其它所需的形状，其中至少端壁是壳形的。尽管壳结构提供了将抗压缩性赋予突起，由此将抗压缩性赋予在其中将这些突起以本文所述的方式安置的组装两层薄膜的一个简单而有效的手段，但也已经发现，提供类似结果的其它结构解决方案是可用的。一些替代实施方案在下文相对于提供抗压缩性措施的替代突起结构来论述。

图19至25说明本发明的另外两个实施方案。图19是类似于在现有技术图1至4中所示的开缝和成型薄膜的平面图。正如先前相对于这些图所论述的，突起50的上表面51完全由它们的倾斜侧面52支撑，并因此可在过量的负荷下具有更小的抗性，现有技术的突起50(以及因此织物)的抗压缩性由所述突起侧面52在屈服和塌陷前可以支撑的力来限制。为了防止这种塌陷，本发明允许对现有技术的织物作如下修改。

参照图19至21，如图19的平面图，并且如图20的透视图和图21的横截面所示，狭缝210的长度等于突起500的平坦上表面510的侧向边缘515的长度，使得增强材料530c、530d分别保持在倾斜平面前和后壁520和525下方。对于图21所示的横截面的检查表明，增强材料530c和530d在开缝过程后得以保留以支撑壁520和525，从而在暴露于反复压缩载荷时保持织物厚度Z。也是显而易见的是，狭缝的大小可远离突起向外扩展，以增加其大小。一对示例性突起500a、500b示于图20中。突起和它们的排的对准如上面论述的实施方案，使孔250被连接到基部区域540；并且通道230在成排的突起500a、500b之间提供。

图22是图19至21所示的组装薄膜织物的详细透视图；在此视图中，在本发明的薄膜织物中使用的开缝效果的额外功能变得很明显。在由薄膜或类似固体和基本上平面片材材料构成的现有技术织物中，多孔性(或渗透性)可以通过在薄膜中钻出多个孔来提供。为了将多孔性从第一水平提高到第二较高的水平，有必要每单位面积钻出更多的孔或增加其大小。本结构现提供了通过增大或减小在突起侧壁中形成的孔250的尺寸来增加渗透性的有效方法，所述孔在垂直于薄膜的平面的方向上具有一定深度。如在图22，以及图23到25中最清楚地显示，由于切穿突起的侧壁，孔250具有Z-维度深度分量。因此，如在平面图中所见的较小孔可以提供用于流体流动的比较大的通道或通路。因为孔250具有垂直和水平分量，所以所述孔的侧面/直径的微小变化可以使渗透性有显著差异。因此，本发明的薄膜织物的厚度Z可以用于作出适当的调整，而不需要提供额外的孔。

正如从图23所示的成型薄膜200的平面图可以看出，与例如在图19至22中对于突起500提供的那些相比，狭缝210的尺寸可在纵向方向上缩短(如所示)。如果需要的话，它们的大小也可远离突起向外增加(即在横向方向上)。在图23至25，每个突起600包括部分地支撑平面顶部表面610的平面前壁620和后壁625。狭缝的长度210小于突起600的平坦上表面610的侧向边缘615的长度，使得增强材料630c、630d分别保留在倾斜平面前和后壁620和625下方。如在图19到22中所示的实施方案中，因此，壁620和625由侧壁增强材料630c和630d(图24和25)进一步增强，所述侧壁增强材料在去除这些壁的一部分以形成孔250的开缝过程之前形成各孔600的侧壁。与图19至21的类似情况相比，对于图23至25的检查表明，在平面突起如500和600中的孔尺寸250可以根据需要在不牺牲抗压缩性的情况下进行调整，只要侧壁材料如530c、530d和630c、630d的一部分被保留在突起中。还应当理解的是，由于薄膜织物中的狭缝210和相应孔250的尺寸，因而与图20到22示出的织物相比，图24和25所示的组装织物具有较低的空气渗透性。另请注意由增强材料630c和630d提供的支撑益处；在需要提高抗压缩性的情况下，以图23中所示的方式从突起600向外形成孔250可在例如630c和630d处留下额外薄膜材料，以帮助加固突起600，并防止在负荷下塌陷等。

图26至29示出了适合用作用于本发明织物的抗压薄膜或用于缝合本发明织物的结构。

图26和图27示出了根据本发明的教导产生，并且包括可用于连接相对织物端部的多个缝合环的薄膜织物的一个纵向端的一部分。

图26是与图5至13所示相似的开缝和成型薄膜350中的第一缝合边缘的一部分的透视图。如在图26中显示，薄膜结构350包括位于层200b上方的第一薄膜层200a。所述薄膜层200a和200b以相对于如上图5至13所述的方式来成型和开缝，以包括规则地间隔开地成排布置的突起100与如前所述的衔接区域，以在组件350中提供通道例如230和对齐的孔如250。图26和27所示的薄膜织物部分将被特意或分开地准备，以提供图5至13所示的突起以及其间定位衔接区域的一系列开口720，当薄膜在缝合区域700折叠时，成为缝合环710以提供通道730。开口720和衔接区域710经过定位以便在相对于薄膜织物的预定行进方向(MD)的横向方向上定向，并且提供相对于MD呈横向定向，并相对于突起100呈特定的间距(频率)的一系列开口。当薄膜在模塑和开缝后折叠时，开口720将呈现为缝合开口，以接受来自安装有类似缝合元件的织物的相对端部的多个同样大小的薄膜环710。组装的缝合元件350以横截面示于图27中。

图28和29示出了根据本发明的薄膜织物的另一实施方案。在图28中，示出与图26和图27所示相似的缝合元件352的透视图。然而，在本实施方案中，突起100(图5至图13)的两个侧壁130或135中只有一个已被开缝，以提供孔。这种效应在图29中提供的平面图更清楚地看到。这提供了两个优点：第一，它留下更多的材料来支撑平面顶部表面110；第二，它提供了降低薄膜织物的空气渗透性的有效手段，因为只有一个壁被开缝或去除。还要注意，在所述图中，从排225a至225b在MD中行进时，孔250a、250b的位置从突起的一侧到另一侧交替变换；这不是必需的，但可用于平衡穿过缝合元件和预定使用这些缝合元件的类似薄膜的开口面积和空气流通。在图29中提供的开缝图案的检查也表明，它具有围绕缝合区域的镜面对称，以图26和27所示的方式来折叠，以提供缝合区域700。因此，当薄膜开缝时，每个突起诸如100a将共享由孔250a与突起100b和孔250b合作所提供的流动路径。

作为图28和29所示的开缝图案的另一种替代方案，也可只将交替排中的突起100开缝，这样，例如，排225a中的突起100是完全封闭的，而在排225b中的突起如所示在一侧开缝，或以图5至13所示的方式在两侧开缝。在某些情况下，为了最大化组装结构例如352或300的抗压缩性，或当需要提供具有流体流动的低渗透性的组件时，这样的开缝图案可能是有益的。

图28和图29的检查结果显示本发明涉及缝合区域的另一特征。已发现提供与薄膜主体中的压花图案的频率不同的缝合区域的环和开口频率，以增加织物和缝合的整体强度是有用的。

已经发现，如果根据下面的关系式，压花的CD间距P_E与缝合环的CD频率P_L相关：

P_E(2m+1)＝P_L (1)

其中m和n都是正整数，那么可以得到令人满意的结果。图29最清楚地示出这样的结果，可以看出，环710周期性地与薄膜中的衔接区域220对齐。因此，方程式(1)中表示的关系提供了可以调整缝合环相对于薄膜的突起和孔的位置，以便最大限度地提高缝合强度的机制。

本发明的薄膜和工业纺织品可以从已被证明是适合于连续过程，如过滤和输送的各种各样的材料来形成，在这些过程中，所述材料暴露于需要耐磨损以及化学和水解降解的苛刻环境条件。合适的材料包括，但不限于，热塑性聚合物，特别是聚酯，例如水解稳定化的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)以及聚环己烷二甲醇对苯二甲酸酯(PCTA)；烯烃，例如聚丙烯(PP)；聚酰胺(PA)，例如PA-6、PA-6/6、PA-6/10、PA-6/12及其类似物；聚苯硫醚(PPS)和聚醚醚酮(PEEK)；热固性聚合物特别是聚酰亚胺；以及各种金属，例如铝及其合金。

通过本发明的方法，现在可以完全从薄膜产生非织造织物，优选为在热成形过程中成型，以提供所需外形的热塑性薄膜。然后，两层类似成型薄膜可以接合在一起，使得第一层的突起顶端保持在第二个层的相应突起之间的衔接区域上。然后，薄膜层接合在一起以产生两层的3维结构，它是自支撑的，并且可以抵抗压缩载荷。接合前，单独的层可以使用例如激光来精确开缝以提供所需的渗透性；或者此步骤可以在各层已被接合在一起后采取。将所述结构组装，使得第一条带或面板相对于第二条带或面板偏移放置；然后将组装薄膜织物结构以连续偏移的方式连接，使得第一层中的两个相邻条带之间的每个接头位于第二层的条带的下方，这样使得一个层的接头由另一个层的相应条带或面板覆盖。然后将薄膜织物建立到所需的宽度和长度，并且相邻的条带接头以重叠方式放置。以这种方式，可以建立所述织物，方法是通过连续铺设和接合一个层的条带或面板，使得每个条带或面板相对于第二覆盖层中的与它配合并接合的相应面板的边缘来偏移；CD组件优选用于此目的，但织物条带也可以类似的方式来螺旋形或环形地缠绕。还应当理解的是，如在本文中展示为细长截头圆锥形、椭圆形或矩形形状的突起可在组装薄膜织物中在织物的MD或行进方向上定向，或者根据需要或由环境决定在与其呈横向的方向上定向。然后，将组装薄膜织物切成所需的宽度和长度，并且将所选择的缝合提供至相对的端部，例如通过将类似的成型缝合元件提供至每个端部。然后，成品织物可以被安装在其预定使用的机器上。

Claims (15)

1.一种用于在工业过程中输送的薄膜(200)，所述薄膜(200)具有

(i)上表面和下表面；以及

(ii)由衔接区域(220)分隔并且界定所述上表面的轮廓的多个突起(100，500)，其中

每个突起(100,500)具有包括具备相对的第一(115,515)和第二(115,515)侧向边缘的顶部构件(110,150)的本体并且由相对的抗压第一(120,520)和第二(125，525)端壁支撑，至少一个所述侧向边缘(115，515)与所述端壁(120，125；520,525)配合以界定从所述上表面延伸至所述下表面的孔(250)，每个端壁(120，125；520,525)具有连接到相邻衔接区域(220)的基部边缘(150)，并且具有选自以下至少一个的构型：

(a)弯曲的第一(120)和第二(125)端壁；和

(b)倾斜平面的第一(520)和第二(525)端壁，在每个倾斜平面的第一(520)和第二(525)端壁下方具有增强材料(530c，530d)。

2.根据权利要求1所述的薄膜(200)，其中所述顶部构件(110,510)基本上是平面的。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的薄膜(200)，其中每个孔(250)具有线性下部边缘。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的薄膜(200)，其中每个基部边缘(150)基本上是半圆形的。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的薄膜(200)，其中所述突起本体具有包括选自椭圆形和圆形的构型的下部周长。

6.根据权利要求1或权利要求2所述的薄膜(200)，其中所述薄膜(200)包括选自热塑性聚合物、热固性聚合物和金属的材料。

7.根据权利要求6所述的薄膜(200)，其中所述材料是选自以下的热塑性聚合物：水解稳定的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚环己烷二甲醇对苯二甲酸酯(PCTA)、聚丙烯(PP)、选自PA-6、PA-6/6、PA-6/10和PA-6/12的聚酰胺、聚苯硫醚(PPS)和聚醚醚酮(PEEK)。

8.根据权利要求7所述的薄膜(200)，其中所述材料是热塑性聚合物并且包括聚对苯二甲酸乙二酯。

9.根据权利要求6所述的薄膜(200)，其中所述材料是热固性聚合物并且包括聚酰亚胺。

10.根据权利要求6所述的薄膜(200)，其中所述材料是选自铝及其合金的金属。

11.一种用于在工业过程中输送的非织造工业织物(300)，其包括至少一层薄膜(200)，所述薄膜(200)具有

(i)上表面和下表面；以及

(ii)由衔接区域(220)分隔并且界定所述上表面的轮廓的多个突起(100,500)，其中

每个突起(100,500)具有包括具备相对的第一(115，515)和第二(115，515)侧向边缘的顶部构件(110，510)的本体并且由相对的抗压第一(120,520)和第二(125，525)端壁支撑，至少一个所述侧向边缘(115，515)与所述端壁(120，125；520,525)配合以界定从所述上表面延伸至所述下表面的孔(250)，每个端壁(120，125；520,525)具有连接到相邻衔接区域(220)的基部边缘(150)，并且具有选自以下至少一个的构型

(a)弯曲的第一(120)和第二(125)端壁；和

(b)倾斜平面的第一(520)和第二(525)端壁，在每个倾斜平面的第一(520)和第二(525)端壁下方具有增强材料(530c，530d)。

12.一种非织造工业织物(300)，其包括至少一层根据权利要求1至10中任一项所述的薄膜(200)。

13.根据权利要求11或权利要求12所述的织物(300)，其进一步包括具有第一可缝合端和第二可缝合端的织物本体，第一缝合元件提供于所述第一可缝合端并且第二缝合元件提供于所述第二可缝合端，其中所述第一和第二缝合元件被构造和布置成固定在一起以形成缝合。

14.根据权利要求13所述的织物，其中所述第一缝合元件和所述第二缝合元件中的至少一个在相应的可缝合端处与所述织物本体构成一体。

15.根据权利要求13所述的织物，其中每个缝合元件包括以选定的频率布置的环(710)和开口(720)，并且根据下面的方程，横跨每个可缝合端的宽度的所述突起的间距P_E与横跨所述宽度的缝合环的频率P_L相关：

P_E(2m+1)＝nP_L

其中m和n是正整数。