CN1240901C - 无纺工业织物 - Google Patents
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Abstract
工业织物包括至少两个单独的连续层。各层包括至少一个线性片段，该片段由塑料挤出物制成，例如条带或面板。这些层通过位于该层中的线性片段的邻接平面上的互锁结构而连接。在啮合以形成接头后，互锁结构提供和保持在层之间的空隙容积，并以多少可预测的方式抵抗该织物的压力负载。该片段可以由不同的热塑性塑料制成，以便使各层有不同的物理特性。该片段可以为多孔或无孔。该工业织物适用于过滤结构、隔膜、土工技术等用途，并特别用于连续过滤用途中，例如纸浆和纸的制造、淤渣脱水等。
Description
技术领域
本发明涉及一种无纺工业织物，该无纺工业织物由多个无纺片段装配而成，各个无纺片段为塑料挤出物。
背景技术
无纺工业织物包括由于技术性能和功能特性而制成的任何片状产品。工业织物通常通过编织或通过衬纬经织而构成。现在，越来越多的这种织物通过其它方法制造，例如：
(1)通过梳理或由气流而干法形成纤维网，随后粘接到粘附织物中；
(2)通过与造纸类似的方法使纤维进行湿法成网；
(3)通过直接将熔融聚合物挤出到细丝片上，随后进行粘接，从而进行旋转纺制或热熔空气喷制；以及
(4)浇铸或挤出膜，该膜随后膨胀、形成狭槽或孔，或者该膜通过纱线增强。
这些无纺工业织物通常适用于需要低织物重量(单位为gm/m2)或细孔结构的用途。这些纤维通常缺乏抗拉强度和其它补偿机械特性，但是能提供其它的优点。它们通常还缺乏足够的内部空隙容积和刚性，且不能在压力负载下抗压紧。
Baker等在EP802280中提出了通过一个或多个片段制造无纺高强度工业织物，该一个或多个片段包括成一体的连接结构，该连接结构彼此啮合和互锁，以便将这些片段连接在一起。尽管这些织物足以用于很多用途，但是它们缺乏弹性和刚性，因此不能充分适应外部施加的应力，例如压力、离开平面的负载以及在层之间的剪切力。对于将用在通过机械方法例如挤压而从在织物上载运的材料中除去流体的用途中的工业织物，弹性和刚性是很重要的特性。因此，需要一种工业织物，该工业织物有更大的弹性，并能抵抗压力负载。优选是，该织物还应当能够在压力下保持在它的表面层之间的空隙容积。
本发明的目的是提供一种工业织物，其中，配合线性互锁结构用于提供在至少两个相邻层的两个邻接面之间的接头，且各结构形成为塑料挤出物。通过仔细选择配合线性互锁结构，可以以已知工业织物无法实现的方式来控制该织物的机械特性。而且，该配合互锁结构有这样的装置，通过该装置，装配的织物的相对边缘可以在不需要附加接缝机构或制造步骤的情况下进行连接，例如通过将相对的纵向边缘连接。通过本发明，可以构成包括至少两层的工业织物，其中，该配合线性互锁结构起到使这些层互连的作用、使相对织物边缘连接的作用以及适应外部施加的应力的作用，该应力例如压力负载、离开平面的弯曲以及织物的层之间的剪切。
通过仔细选择可以为相同形状或不同形状的各个配合互锁结构的形状和相对分开量，本发明可以构成能够抵抗织物的压力负载的织物，这样，能够保持在层之间的空隙空间，因为织物在周期性压力负载下将以多少可预测的方式进行缩陷和膨胀。还可以控制各个其它织物特性，例如弯曲零(neutral)面在该织物结构中的位置。
发明内容
因此，本发明的织物能够用于多种专门用途，例如用于造纸机的挤压或干燥部分。
在第一概括实施例中，本发明的目的是提供一种无纺工业织物，该无纺工业织物包括多个第一线性片段，第一线性片段具有位于其第一平坦基部上的一组第一互锁结构，所述一组第一互锁结构与位于多个第二线性片段的第二平坦基部上的一组第二互锁结构互锁，其中，每个互锁结构包括支架和锁定件，并且
(i)位于第一组的每个互锁结构上的锁定件构造并布置成与第二组的对应互锁结构啮合；
(ii)位于第二组的每个互锁结构上的锁定件构造并布置成与第一组的对应互锁结构啮合；
(iii)这些组互锁结构一起在第一与第二平坦基部之间以及相邻互锁结构之间限定了大体上恒定的空隙空间；
(iv)至少一组互锁结构的支架保持第一和第二线性片段处于大体上恒定间隔开的关系；以及
(v)线性互锁结构构成和布置成在啮合后抵抗压力负载。
优选地，第一组的每个线性互锁结构与第二组的至少一个邻近线性互锁结构保持连续接触。
优选地，每个锁定件与至少一个邻近锁定件保持连续接触。
优选地，所述织物包括多个基本平行的线性互锁结构。
优选地，线性互锁结构以预定的不规则图案布置。
优选是，在各层中，该线性片段或各线性片段包括多个基本平行的互锁结构。
优选是，在各层中，该个线性片段或多个线性片段从包括条带和面板的组中选择。
优选是，在各层中，这些线性片段布置为与相邻片段成相抵关系。
优选是，该互锁结构构成和布置成在啮合后抗压负载。
优选是，互锁结构在各邻接的连续面上布置成预定的规则图案。
优选是，该第一和第二互锁结构相同。也可选择，该第一和第二互锁结构不同，或者该第二互锁结构是第一互锁结构的镜像形状。
优选是，配合互锁结构的啮合是不可逆的，在没有明显损坏的情况下，该结构在装配后不能拆开。也可选择，配合互锁结构是可逆的，在不损坏该互锁结构的情况下该结构在装配后能够拆开。
优选是，该线性片段由从以下组中选择的材料制成：聚酰胺、共聚酰胺、聚酯、共聚多酯、聚烯烃、聚酮以及聚芳撑硫。
优选是，聚酰胺从包括聚酰胺6、4/6、6/6、6/10和6/12的组中选择。
优选是，聚酯从包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二二酯(PPT)、聚对苯二甲酸丙二酯(PTMT)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)以及聚(环己撑-二甲基-对苯二甲酸脂)(PCT)的组中选择。
优选是，该共聚多酯是酸改性的聚(环己撑-二甲基-对苯二甲酸脂)(PCTA)。
优选是，该聚烯烃是聚丙烯。
优选是，聚酮从包括聚醚酮(PEK)和聚醚醚酮(PEEK)的组中选择。
优选是，该聚芳撑硫是聚苯硫醚(PPS)。
考虑到使用环境和置于该织物上的机械负载，用于该线性片段的制造的合适聚合物根据该工业织物的最终用途进行选择。
优选是，在各层中，全部线性片段都由相同的聚合物制成。也可选择，在各层中，该线性片段由不同聚合物制成。优选是，当在一层中的线性片段由不同聚合物制成时，各聚合物选择为适于该织物的用途，尤其应当注意各层将处于的环境条件。
优选是，通过将该配合互锁结构卡配合或压配合在一起，从而使该配合互锁结构啮合。也可选择，通过将该配合互锁结构滑动到一起，从而使该配合互锁结构啮合。
优选是，至少一层还可以在第三非邻接面上包括不配合的互锁结构，例如角钉或钩子部件，该第三非邻接面用于安装另外的层，例如纤维毛层或其它纤维或泡沫的无纺组件。该原理由Baker在EP802280中进行了介绍。
用于装配本发明的工业织物的线性片段的尺寸根据该织物的最终使用要求来进行选择。
在本发明的还一实施例中，线性片段可以为多孔的或无孔的。当该线性片段需要为无孔时，将不需要进行进一步的处理。当该条带或面板需要为多孔时，优选是它们在装配成装配好的工业织物之前形成为多孔，例如通过穿孔或其它对互锁结构损坏最小的合适技术。本发明的织物还可以在片段装配后再通过合适方式例如激光或超声波钻孔而形成为多孔。在进行该处理时必须注意，即时不能完全防止损坏互锁结构，也应当使对该互锁结构的损坏减至最小。
优选是，在已经形成为多孔的线性片段中，该孔使得总开口面积为从该线性片段的总表面积的大约30％至大约60％。更优选是，该孔为从大约35％至大约55％。最优选是，该孔为从大约40％至大约50％。孔的大小、形状和位置选择为适于该织物的最终用途。
考虑到最终用途，并考虑到连接结构将使得织物沿它们的长度方向有一定的桁条刚性，这些线性片段将装配成具有沿任意合适方向的连接结构的织物。当该织物将装配成环圈时，在各层的片段端头的接头处可以偏移，这样，在各层中的线性片段将交叠，连接结构用于封闭该环圈，从而不需要单独的接缝结构。因此，偏移的接头可以形成为具有桁条成平行于接头线或垂直于接头线的线性连接结构。该方向可以根据织物的最终用途来选择。偏移的较宽也有利于在使用时该织物的安装，因为该织物可能制成为所需的长度，并在安装时封闭成环圈。交叠的量可以选择为适于该织物的使用条件，尤其是可以有任意拉伸应力。
附图说明
下面将结合附图更详细地介绍本发明，附图中表示了附在合适片段上的配合互锁结构的横截面。
图1-10和19表示了配合互锁结构，这些互锁结构能够通过使一个结构滑动插入另一结构而进行连接，其中，该互锁结构基本相同；以及
图11-18表示了成对的配合互锁结构，这些互锁结构可以通过滑动插入或者通过卡配合而进行连接，其中，该互锁结构明显不同。
在一些图中，该互锁结构表示为啮合和脱开时的情况。
具体实施方式
在这些图中，可以为条带或面板的第一线性片段1a在基本平坦的基部13a上带有一组互锁结构10a。也可以为条带或面板的第二线性片段1b带有可与第一互锁结构10a相同或者不同的一组第二互锁结构10a。该线性片段1a和1b以及相应的互锁结构10a和10b由合适热塑性材料的挤出物而形成。互锁结构10a，10分别包括支架11a，11b以及锁定件12a，12b。在互锁结构10a，10b啮合后，在两相对线性片段1a、1b之间有空隙容积30。
图1-10和19表示了第一组线性互锁结构的截面。在各图中，相同的互锁结构可与它自身啮合，以便提供合适的接头。所有这些结构都可以将一对结构中的一个滑动插入另一个内而啮合，它们中的一些也可以卡配合在一起。
图1是该组的一个实例，它不能卡配合在一起。图1表示了带有一组第一互锁结构10a的第一线性片段1a，该互锁结构10a有位于基本平坦的基层13a上的支架11a。类似地，第二线性片段1b带有一组第二互锁结构10b，该互锁结构10b有位于基本平坦的基层13b上的支架11b。当通过快速插入而进行装配时，在片段之间形成空隙容积30，该空隙容积30在基本垂直于图的平面的轴向上。各支架11a支持相邻的支架11b，以便在织物的压力负载下通过防止互锁结构10a，10b缩陷而保持空隙容积30。在图1中还可以看见，互锁结构10a，10b的倾斜锁定件12a，12b既有助于抵抗压缩，也提高了该接头沿图平面中的线的桁条刚性。
图6、9和19表示了本发明的另外两个特征。在图6中，表示了两种结构。在每种结构下，线性片段1a或者片段1b都带有相同互锁结构10a，以便提供连接结构40。替代地，线性片段1b可以是线性片段1a的镜像，以便提供连接结构50。图9进一步表示了该原理。连接结构41使用了两个相同的线性片段1a和1b。不过，可以使支架11a的角度变成在连接结构50中所示的位置。当互锁结构10a，10b不对称时，在结构50中的片段1a和1b并不彼此镜像。在图19中，也通过改变支架11a相对于相对的平坦基部13b的角度，从而采用相同的方法。通过改变图9和19中的支架11a，11b的角度，织物抵抗压力负载的方式改变。在一种情况下，该啮合的线性连接结构形成基本Warren桁架结构，该桁架结构将抵抗压力，以便保持在两片段之间的空隙容积30。在另一种情况下，互锁结构10a，10b将都以相同方向缩陷，空隙容积30的保持力将取决于作用在织物上的压力负载的方向。因此，尽管图19中的两种结构60和70看起来类似，互锁结构10b并不是互锁结构10a的镜像，织物缩陷的方式也不相同。图9中所示的结构也是这种情况。
图10表示了本发明的还一特征。线性片段1a和1b带有互锁结构10a，10b，互锁结构10a，10b包括位于基本平坦的基部13a，13b上的支架11a，11b。这两个互锁结构10a，10b可以通过滑动或者卡配合而啮合在一起。互锁结构10a，10b包括配合锁定件12a，12b，当接头封闭时该配合锁定件12a，12b彼此啮合，以便提高它的整体性。
图1和3表示了在不会明显损坏互锁结构的情况下，两个线性片段的脱开只能通过使它们滑开来进行。锁定结构也有类似的危险，例如图10中所示的情况。相反，图2和5表示了两个线性片段的脱开并不会使该连接结构明显损坏。
由这些图以及其余的图应当知道，线性互锁结构在用于织物中的线性片段之间产生空隙容积30。啮合的互锁结构抵抗压力负载的方式由啮合接头的截面形状以及形成空隙容积的内部空间的大小和位置来确定。它们选择成使织物具有合适的特性。啮合的线性连接结构还使装配的织物具有刚性，类似于由“I”形桁条或桁架结构获得的刚性。因此，该织物沿线性接头的柔性与沿垂直于该线性接头的方向的柔性完全不同。因为配合互锁结构并不粘接就位，两个线性片段能够彼此相对稍微滑动，这提高了织物抵抗所施加的应力的能力。因此，当条带或面板定向成纵向(该纵向沿着装配的织物的长度方向)时，它们可以相对进行很小程度的移动。在需要使织物绕驱动辊或转动辊弯曲的连续处理用途中，这样的相对运动将很有用。
在该组图中，图2、3、10和11中所示的结构也可以提高卡配合或压配合而啮合。图11中所示的锁定件12a，12b的尺寸和结构设置为能够进行卡配合啮合或压配合啮合。
参照图7，线性片段1a和1b带有互锁结构10a，10b，支架11a，11b被安装到基本平坦的基部13a，13b上。锁定件12a，12b的箭头形空隙使得两个线性片段能够压入啮合。该图还表示了本发明的还一特征。锁定件12a，12b的箭头形周围的空隙也使得啮合的线性片段可以相对进行一定程度的运动，包括在该啮合的互锁结构10a，10b允许的情况下能够进行的分开，因此能够在一定程度时改变空隙容积。
也可选择，互补的互锁结构10a，10b可以这样进行啮合，即通过使线性片段1a，1b沿垂直于互锁结构10a，10b的方向以一定半径弯曲，以便增加各互锁结构10a，10b之间的开口大小，从而使第二组互锁结构10b能够推入啮合。这可以通过将一个或两个片段弯过一个弯曲的“靴”而以相对简单的方式实现。
图11-18表示了第二组互锁结构的截面。在各图中两种不同的互锁结构啮合，以便提供所需的接头，包括锁定件12a，12b。通过滑动插入或通过卡配合，可以合适地将两种结构都啮合在一起。
这些图表示了本发明的还一特征。图14至18对比表示了组成啮合接头的两种线性片段1a，1b和相关互锁结构10a，10b的截面有很大差别。因为啮合接头的零弯曲面的位置取决于线性连接结构的性质。互锁结构的组合形状除了选择为抵抗压力负载，还选择成使零表面更靠近织物的一个表面。在某些用途中，实现该情况的能力很重要，例如当织物用于载运纸幅时，当纸幅和织物绕过运送辊时，零平面的位置靠近该纸幅将减小施加在该纸幅上的应力。
通过比较图6中的两种啮合机构40和50，还可以看见本发明的还一特征。在啮合机构40中，所有的支架11a，11b都基本平行，因此，在压力负载作用下，与沿箭头Y方向相比，啮合的线性接头结构更容易沿箭头X方向缩陷。相反，在啮合机构50中，支架并不平行，形成桁架式结构，因此，该啮合结构沿箭头X和Y的方向抵抗压力负载的能力都大致相同。
Claims (15)
1、一种无纺工业织物，包括多个第一线性片段，第一线性片段具有位于其第一平坦基部上的一组第一线性互锁结构，所述一组第一线性互锁结构与位于多个第二线性片段的第二平坦基部上的一组第二线性互锁结构互锁，其中，每个线性互锁结构包括支架和锁定件，并且
(i)位于第一组的每个线性互锁结构上的锁定件构造并布置成与第二组的对应线性互锁结构啮合；
(ii)位于第二组的每个线性互锁结构上的锁定件构造并布置成与第一组的对应线性互锁结构啮合；
(iii)这些组线性互锁结构一起在第一与第二平坦基部之间以及相邻线性互锁结构之间限定了大体上恒定的空隙容积；
(iv)至少一组线性互锁结构的支架保持第一和第二线性片段处于大体上恒定间隔开的关系；以及
(v)线性互锁结构构成和布置成在啮合后抵抗压力负载。
2、如权利要求1所述的无纺工业织物，其特征在于，第一组的每个线性互锁结构与第二组的至少一个邻近线性互锁结构保持连续接触。
3、如权利要求2所述的无纺工业织物，其特征在于，每个锁定件与至少一个邻近锁定件保持连续接触。
4、如权利要求1所述的无纺工业织物，其特征在于，所述织物包括多个基本平行的线性互锁结构。
5、如权利要求1所述的无纺工业织物，其特征在于，第一和第二线性片段从包括条带和面板的组中选择。
6、如权利要求1所述的无纺工业织物，其特征在于，线性互锁结构以预定的规则图案布置。
7、如权利要求1所述的无纺工业织物，其特征在于，线性互锁结构以预定的不规则图案布置。
8、如权利要求1所述的无纺工业织物，其特征在于，第一和第二线性互锁结构相同。
9、如权利要求1所述的无纺工业织物，其特征在于，第一和第二线性互锁结构不相同。
10、如权利要求9所述的无纺工业织物，其特征在于，取决于压力负载相对于织物表面的方向，在啮合之后线性互锁结构对压力负载的抵抗不同。
11、如权利要求1所述的无纺工业织物，其特征在于，第一和第二线性互锁结构的啮合是不可逆的，使得在装配后线性片段不能拆开。
12、如权利要求1所述的无纺工业织物，其特征在于，第一和第二线性互锁结构的啮合是可松脱的。
13、如权利要求1所述的无纺工业织物，其特征在于，全部线性片段都由相同聚合物制成。
14、如权利要求1所述的无纺工业织物，其特征在于，第一和第二线性片段由不同聚合物制成。
15、如权利要求1所述的无纺工业织物，其特征在于，线性片段是多孔的。
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