CN1748058A - 用于工业织物的独特织物结构 - Google Patents
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Abstract
一种工业加工织物及用于制造此织物的方法。此织物由布料制成,并且在其所使用机器的机器方向中,制成为环状,或通过接缝制成为环状。该织物至少包括一层由布料制成的螺旋缠绕条带,螺旋缠绕条带的宽度小于成品织物的宽度。布料的螺旋缠绕条带的纵轴线与织物的机器方向形成一角度。其优点在于,该布料的织物条带可为任何织造图案的MD及CD纱的平织织物。
Description
技术领域
本发明涉及工业织物,以及涉及工业织物的制造方法。
背景技术
本文所用术语“环状织物”涉及一种在操作期间封闭的织物。具体地说,术语“环状”应视为也包括这种情况:织物可横越机器方向敞开,以安装在工业加工机器中,随后由锁住接缝的方式连接在一起。
本文所用的“纱材料织物”可具体为一些织造类型、针织类型、MD或CD纱阵列类型、或其他非织造结构类型,非织造结构诸如挤出网眼织物,而术语“纤维材料”包括可在工业加工织物中使用的所有类型的毛层及类似物。
目前,一部分用于工业加工应用的织物,诸如通过纺粘(spinbonding)或水刺缠结等方法来生产的非织造物,或用于生产瓦楞箱板的瓦楞机皮带,主要是通过本领域技术人员知道的管状织造技术加以制造,并且,利用该技术将织物制成管状形式,以及,纬线交替穿入经线上层(顶布)与经线下层(底布)。因此,此“管”在织造机横向的宽度对应于成品织物长度的一半。织物的宽度取决于织造长度。
这种现有技术存在一些缺陷。举例来说,管状织造织物的长度取决于织造机中的筘幅(reed width)。因此,管状织造织物具有给定长度,该长度在事后不能进行实质改变,因此,在该织造操作期间,必须依照安装该织物的机器精确地加以调整。因此,对织物无法大批量制造及贮存,而必须依据具体订单制造。这延长了供货时间,以及意味着较低的织造设备利用率。并且,织造机必须具有相当的宽度,优选超过20米,以允许对目前织物的所有长度进行管状织造。因比,织造机变得体积大而昂贵。
其他织物为平织。亦即,其为经(MD)纱及纬(CD)纱的平织连续材料带。将这些带织造成接近最终用途织物结构的宽度。通过从带切下一段超过所要求成品织物长度的长度,形成所需要长度。随后以下列方式中的一种制备带的两个CD边缘:MD及CD纱自各端互织,以将织物接合成具有所需要长度的连续环或管;将经纱织回条带的分开的各端内,并形成小的环。各端上的这些环随后相互错杂,并用销或销线穿过这些环,以形成接缝。或者,可将一组金属夹钩埋入织物的各端内,“钩”的闭合端具有突起的环。这些环也相互错杂,并使用销或销线穿过这些环,以连接全宽接缝。也可使用其他本领域技术人员所知的方法将织物两端接合在一起。
鉴于需要将支撑结构织造成为至少高达成品织物所需宽度的宽度,织造机需大于160英寸(4米)至高达约560英寸(14米)。
接缝也是一项昂贵且耗时的步骤。并且,需要接缝通常限制织造图案或经纱在织物本体中的数量及尺寸,使其低于最佳织物性能的最佳程度。
并且,许多工业加工机器的设计决定了其所使用的织物/皮带可在机器上缝合。
为此,目前需要提供一种有效的可缝合工业加工织物,以及该织物成本效益合算的制造方法。
发明内容
因此,根据本发明的工业加工织物包括纱材料的环状织物。本发明的新颖特性在于:织物包括至少一个螺旋缠绕织物条带构成的层,该条带由纱材料制成且宽度小于成品织物的宽度。优选为平织织物条带的纱材料织物条带具有纵向线,这种纵向线在成品织物中与织物的机器方向形成一角度。
在织物的制造期间,将纱材料织物条带螺旋缠绕或放置,优选缠绕或放置在至少两个具有平行轴线的辊上,以形成织物层。因此,织物长度将取决于纱材料织物条带各螺旋捻圈的长度,且其宽度取决于螺旋捻圈数。
织物总宽度上的螺旋捻圈数可改变。本文所用术语“条带”为一段长度基本上大于宽度的材料,条带宽度的唯一上限在于其应该比成品织物的宽度窄。与例如可宽于4.0米的用于水刺缠结机的传送织物相比较,条带宽度可为例如0.5至1.5米。
为了得到平滑的成品织物,优选这样布置螺旋缠绕条带的纵边缘的相邻部分,使得螺旋捻圈之间的接合部或过渡部成为完全平滑,亦即,使得螺旋缠绕层横越织物全宽具有基本上固定的厚度。
条带的螺旋捻圈不一定需要彼此固定,但优选在螺旋缠绕条带的相邻纵边缘部分之间具有边缘接合部。例如,可通过将非织造材料或具有熔融纤维的非织造材料加以缝合(例如使用可水溶的线)、熔融、以及熔接(例如超声波熔接),来形成边缘接合部。也可通过下述方式获得边缘接合部:沿纱材料织物条带纵边缘,为其设置可由一或多根缝合线所接合的已知类型的接缝环。如果条带为平织,这种接缝环可由例如纬线直接形成。
为了在螺旋捻圈之间形成平滑过渡,可将其边对边,或将其重叠式布置。然而,在后一种情况中,必须使条带边缘形成为当彼此重叠放置时,这些边缘配合到彼此内,而在接合部不造成任何厚度增加。形成此效果的一种方式为:与条带其余部分的厚度相比,将边缘厚度减半。另一种方式为:增加边缘处经纱的间隔,并使重叠的边缘“交错”,如下文所详述。
根据具体研究的本发明实施例,提供两个或多个上述类型的螺旋缠绕层,以及,特别研究的是下述实施例:使不同层中的螺旋捻圈交叉放置,即,使一层中条带的纵向线相对于织物机器方向及另一层中条带的纵向线都形成角度。
本发明的其他优选实施例及特征在从属权利要求中引述。
本发明提供下列优点:
织造机的宽度可显著减小,例如减到0.5至1.5米,因而降低投资成本。由于这些织造机还能更快进行织造(每单位时间织造的纱数更高),从而提高了生产率。
在从供应卷轴配送并螺旋布置成所需织物长度及宽度之前,纱材料织物条带,特别是平织的纱材料织物条带,可以以相当长的长度(例如数千米)制造并库存储放,可在很短时间内形成螺旋排列,例如一天或更短时间。因此,显著缩短了供货时间。
与通常使用的相对宽的宽度(例如4至14米)相比,在例如0.5至1.5米的窄条带宽度上更容易维持均匀的品质(张力、纱间隔),可获得由该纱材料条带制成的织物层具有更高的品质。
如果使用交叉状螺旋排列的两层或更多层,可获得特别有趣的优点。此结构的层将不会“嵌套”或崩溃至彼此内。可使用简单的织造图案来建造所需要的织物厚度或空隙容积。例如,常用的瓦楞机皮带基底支撑结构为整体织造的四层设计。采用四层根据本发明螺旋缠绕的简单单层织造可得到令人满意的基底支撑结构。
如果需要,可将毛层纤维施加至支撑结构,毛层纤维可将这些层保持在一起,并提供用于瓦楞机皮带所需的表面及透过性特性。
如上所述,许多工业加工应用需要可机上缝合织物。这种需求可用多种方法通过本发明的结构来达成,部分方法披露于上文。而且,可采用如美国专利申请5,939,176及专利申请10/159,926所披露的方法,上述专利以引用方式并入本文。
附图说明
现在参照附图以部分实施例更详细地描述本发明,其中:
图1为表示根据本发明的制造织物方法的示意俯视图。
图2为对应于图1的侧视图。
图3以放大尺度表示从根据图1及图2所制成织物分离出来的部分,并示意性表示织物中的纵向线之间的角度关系。
图4为表示根据本发明的多层织物制造方法的高度简化俯视图。
图5为根据本发明的工业织物的螺旋捻圈之间的边缘接合部的放大示意图。
图6表示图5的实施例的变化例,以及
图7表示图5的实施例的另一变化例。
具体实施方式
现在所参照的图1及图2图示两个可旋转式安装的辊10、12,其具有彼此以距离D分隔开的平行轴线,对于“环状”织物,该段距离近似等于所需织物长度的两倍。在辊12的侧边上,设置有供应卷轴14,其沿轴线16可旋转方式安装,并可相对于辊10及12平行位移,如双向箭头18所示。
供应卷轴14提供例如具有宽度w的纱材料平织织物条带20的卷轴供料。平织条带20具有已知方式的两个相互正交的线系统,这两个线系统分别由图1中以22及24示意代表的纵向线(经线)及横向线(纬线)组成。此外,条带20具有两个纵边缘26及28,例如,在条带20缠绕在供应卷轴14上之前,其边缘均匀地切割至所需宽度。
在以同步化速度连续地往右位移之前,供应卷轴14最初置于辊12的左手端。随着供应卷轴14横向移动而分送条带20,如箭头30所示,以使其围绕辊10、12螺旋缠绕,形成为具有封闭圆周表面的“管”。条带20以某一螺旋角围绕辊10、12放置,在图示实施例中,假设该螺旋角适应于条带宽度w、辊轴线之间的距离D以及辊10、12直径,从而相邻“螺旋捻圈”32的纵边缘26、28放置成为边对边(见图5),以在螺旋捻圈32之间提供平滑过渡。
放置在辊10、12上的螺旋捻圈32数量依据成品织物所需宽度B而定。在螺旋缠绕操作完成之后,沿着图1中点划线34、36切割所得织物的边缘,以获得宽度B。对于环状及部分接缝织物,成品织物的长度基本上为辊轴线之间距离D的两倍,因此可通过改变距离D而容易地加以改变。
为了防止已经缠绕在辊10、12上的螺旋捻圈32在辊上移位,如果需要,则可例如在辊的纵向固定住第一个捻圈32。
现在参照图3,其放大示出从如图1及图2所示制得织物分离出来的部分。条带20的各纵向线(经线)22与织物的机器方向MD形成角度α。这些斜的纵向线22不中断地行经整个织物层,但横向线(纬线)24则中断并各具有长度w。这不同于传统的管状织造环状织物,在传统织物中纵向线(其在管状织造织物中由纬线组成)平行于机器方向,而横向线(经线)不中断地行经横越织物的整个宽度。
图4以辊10、12之间过小的距离以及过大的条带宽度w,极示意性地示出本发明实施例所具体研究的地方。两个螺旋缠绕层40及42彼此交叉放置,可选地,从同一条带20引出。如上所述,此实施例特别可产生这样一种多层织物的优点,即层不会“嵌套”或塌陷至彼此内,从而由于两层40、42中的纵向线彼此形成一角度,因此可维持所需织物性质。对于根据图4的实施例,在一些情况下可省去上述边缘接合部。即,在根据图4的实施例中,各层的“螺旋捻圈”可通过将层彼此固定(例如经由施加纤维毛层)而保持在相邻位置中。
作为图4所示实施例的一个变化例,也可将根据本发明的螺旋缠绕织物层与传统管状织造织物层组合,以形成多层型织物。并且,依据最后结构的最终用途的要求,可对由螺旋缠绕材料条带形成的结构进行任何组合。
对于多层型织物而言,为了获得例如特殊的脱水增强性能,可进一步以已知方式对于不同的层使用不同的线间隔/结构。
图5示意性示出两个并列螺旋捻圈32的端缘26、28如何处于边对边的关系并通过缝合加以接合,如44处所示意。图5还示意性示出诸如毛层等纤维材料的顶层46,通过例如针刺而置于织物上。
至于顶层46及其针刺方式,可特别指出,在根据图4的多层型织物中,可使用顶层将不同的层保持在一起。
图6示出一个替代实施例,根据此实施例,相邻螺旋捻圈的相邻纵向边缘部重叠放置,边缘具有减薄的厚度,从而不会使过渡区域厚度增加。
图7示出相邻边缘部重叠的另一变化例。根据此替代方式,纵向线之间的间隔在条带20的边缘26、28处增大,如48处所示,且边缘部的纵向线22交错。结果,如50处所示,过渡区域中纵向线之间具有不变的间隔。
可将均以与图1中织物的相同方式形成的多层结合,以形成有用的工业织物。例如,可形成2、3或4个这种层,并将其接合以形成瓦楞机皮带结构,各层为单层或多层织造。对于瓦楞机皮带,要在基材中选择适当的纱。毛层纤维可适用于此基底支撑,以及在整饰加工期间,可刺穿毛层,以及可采用各种不同的方法来形成将结构的端部接合在一起的接缝,或产生“帽销接缝(hooded pin seam)”。与使用现有瓦楞机皮带制造工艺所制成的织物相比,可减少耗费的织造时间,以及可制造更容易利用的(减少用途限制)织物。
对于“带式压滤机(belt filter press)”,可使用类似图1的螺旋制成的单层。此单层织物可为类似于现有多层织造织物的多层设计,现有多层织造织物为平织并接合成环状形式。使用本发明技术的成功制造,将可降低织造成本以及昂贵的接合成本。可以环状方式来安装该织物。
一般而言,本发明各种应用的经验将决定是否需要一层或多层螺旋织物。然后,确定适当的织造选择及纱类型,接着,利用所披露的螺旋技术形成一层或多层,以制成产品。
不论何种情况,都可使用数种方法来使螺旋材料的相邻捻圈彼此接合,以及使各材料层彼此接合,包括使用超声波来粘合选定的点、粘合剂/胶粘物、或低熔点材料等。特别考虑的是以引用方式并入本文的美国专利5,713,399所讨论的超声波粘合。当根据本发明所披露内容考虑此种粘合方式时,本发明所属领域的普通技术人员可容易地将美国专利5,713,399所教导的粘合方式应用于本发明。将层“层合”在一起的方法建议为,在织物层之间使用低熔点覆套(sheath),以及将毛层纤维针刺穿过这些层。当采用“覆套技术”时,使层及覆套(或“叠层”)可在压力下或无压力受热,以将层粘合在一起。
另一种适合本发明的层合技术为使用可粘合纱。这种纱可只使用在MD方向中、只使用在CD方向中、或使用在MD与CD两个方向中。例如,可使用经聚氨酯涂覆的纱,与以引用方式并入本文的美国专利5,360,518所披露的纱类似。然后,在制得适当数量的织物层之后,使复合物在压力下或无压力下受热,以将其粘结在一起。
最后,可将本身为层合物的结构螺旋缠绕到一起,从而形成层合结构。因此,基于此文所披露内容,在考虑所教导的这种内容时,本领域的普通技术人员可容易地将以引用方式并入本文的美国专利申请776.049,以及以引用方式并入本文的美国专利申请679,697所教导的内容应用于本发明。
虽然本发明根据其特定的具体实施例加以描述,但是对于本领域技术人员来说,可以容易地对上述实施方案进行多种修改和改进,或应用于其他领域,而不偏离本发明的精神和范围。因此,本发明的范围由所附权利要求及其等效置换物所限定。
Claims (32)
1.一种工业加工织物,在所述织物的机器方向呈环状或由接缝制成环状,所述织物包括一层由螺旋缠绕材料条带所形成的螺旋捻圈,所述条带的宽度小于所述织物的宽度,所述螺旋捻圈的纵轴线相对于所述织物的所述机器方向形成一角度,其中所述捻圈至少通过一种粘合技术彼此粘合,所述粘合技术选自由下述粘合技术组成的组:超声波粘合、粘合剂粘合、通过低融点材料的粘合、以及通过使用可粘合纱的粘合。
2.根据权利要求1所述的工业加工织物,其中所述材料条带为MD及CD纱的平织条带、针织材料的平织条带、非织造网眼材料的平织条带、或MD或CD纱阵列的平织条带。
3.根据权利要求1所述的工业加工织物,其中这样布置所述螺旋缠绕材料条带的相邻纵边缘部分,以使所述层在所述织物的整个宽度上具有基本固定的厚度。
4.根据权利要求3所述的工业加工织物,其中将所述螺旋缠绕材料条带的所述相邻纵边缘部分边对边布置。
5.根据权利要求3所述的工业加工织物,其中所述螺旋缠绕材料条带的所述相邻纵边缘部分重叠。
6.根据权利要求1所述的工业加工织物,其中所述螺旋捻圈层进一步包括边缘接合部,所述边缘接合部设置于所述螺旋缠绕材料条带的相邻纵边缘部分之间。
7.根据权利要求6所述的工业加工织物,其中将所述螺旋缠绕材料条带的所述相邻纵边缘部分缝合、超声波粘合、或胶粘在一起,以提供所述边缘接合部。
8.根据权利要求1所述的工业加工织物,其中所述材料条带为叠层。
9.一种工业加工织物,在所述织物的机器方向呈环状或由接缝制成环状,所述织物包括至少两层,各层均由多个螺旋捻圈制成,所述螺旋捻圈由螺旋缠绕材料条带形成,所述条带的宽度小于所述织物的宽度,所述螺旋捻圈的纵轴线相对于所述织物的所述机器方向形成一角度,其中所述捻圈通过至少一种粘合技术彼此粘合,所述粘合技术选自由下述粘合技术组成的组:超声波粘合、粘合剂粘合、通过低融点材料的粘合、以及通过使用可粘合纱的粘合。
10.根据权利要求9所述的工业加工织物,其中对于至少一个所述层,所述材料条带为MD及CD纱的平织条带、针织材料的平织条带、非织造网眼材料的平织条带、或MD或CD纱阵列的平织条带。
11.根据权利要求9所述的工业加工织物,其中对于至少一个所述层,布置所述螺旋缠绕材料条带的相邻纵边缘部分,以使所述层在所述织物的整个宽度上具有基本固定的厚度。
12.根据权利要求11所述的工业加工织物,其中将所述螺旋缠绕材料条带的所述相邻纵边缘部分边对边布置。
13.根据权利要求11所述的工业加工织物,其中所述螺旋缠绕材料条带的所述相邻纵边缘部分重叠。
14.根据权利要求9所述的工业加工织物,其中至少一个所述螺旋捻圈层进一步包括边缘接合部,所述边缘接合部设置于所述螺旋缠绕材料条带的相邻纵边缘部分之间。
15.根据权利要求14所述的工业加工织物,其中将所述螺旋缠绕材料条带的所述相邻纵边缘部分缝合、超声波粘合、或胶粘在一起,以提供所述边缘接合部。
16.根据权利要求9所述的工业加工织物,其中对于至少一个所述层,所述材料条带为叠层。
17.一种用于形成工业加工织物的方法,其中在所述织物的机器方向,所述织物呈环状或由接缝制成环状,所述方法包括以下步骤:
通过将材料条带螺旋缠绕,形成螺旋捻圈层,所述条带的宽度小于所述织物的宽度,所述螺旋捻圈的纵轴线相对于所述织物的所述机器方向形成一角度;以及
通过至少一种粘合技术来使所述捻圈彼此粘合,所述粘合技术选自由下述粘合技术组成的组:超声波粘合、粘合剂粘合、通过低融点材料的粘合、以及通过使用可粘合纱的粘合。
18.根据权利要求17所述的方法,其中所述材料条带为MD及CD纱的平织条带、针织材料的平织条带、非织造网眼材料的平织条带、或MD或CD纱阵列的平织条带。
19.根据权利要求17所述的方法,其中布置所述螺旋缠绕材料条带的相邻纵边缘部分,以使所述层在所述织物的整个宽度上具有基本固定的厚度。
20.根据权利要求19所述的方法,其中将所述螺旋缠绕材料条带的所述相邻纵边缘部分边对边布置。
21.根据权利要求19所述的方法,其中所述螺旋缠绕材料条带的所述相邻纵边缘部分重叠。
22.根据权利要求17所述的方法,其中所述形成螺旋捻圈层的步骤包括:在所述螺旋缠绕材料条带的相邻纵边缘部分之间,形成边缘接合部。
23.根据权利要求22所述的方法,其中将所述螺旋缠绕材料条带的所述相邻纵边缘部分缝合、超声波粘合、或胶粘在一起,以提供所述边缘粘合部。
24.根据权利要求17所述的方法,其中所述材料条带为叠层。
25.一种用于形成工业加工织物的方法,其中在所述织物的机器方向,所述织物呈环状或由接缝制成环状,所述方法包括以下步骤:
形成至少两层,各层包括多个螺旋捻圈,以及各层通过将材料条带螺旋缠绕而形成,所述条带的宽度小于所述织物的宽度,所述螺旋捻圈的纵轴线相对于所述织物的所述机器方向形成一角度,其中对于各层,通过至少一种粘合技术来使所述捻圈彼此粘合,所述粘合技术选自由下述粘合技术组成的组:超声波粘合、粘合剂粘合、通过低熔点材料的粘合、以及通过使用可粘合纱的粘合;以及
结合所述至少两层,以形成所述织物。
26.根据权利要求25所述的方法,其中对于至少一个所述层,所述材料条带为MD及CD纱的平织条带、针织材料的平织条带、非织造网眼材料的平织条带、或MD或CD纱阵列的平织条带。
27.根据权利要求25所述的方法,其中对于至少一个所述层,布置所述螺旋缠绕材料条带的相邻纵边缘部分,以使所述层在所述织物的整个宽度上具有基本固定的厚度。
28.根据权利要求27所述的方法,其中将所述螺旋缠绕材料条带的所述相邻纵边缘部分边对边布置。
29.根据权利要求27所述的方法,其中所述螺旋缠绕材料条带的所述相邻纵边缘部分重叠。
30.根据权利要求25所述的方法,其中所述形成至少两层的步骤包括:对于所述两层的至少一层,在所述螺旋缠绕材料条带的相邻纵边缘部分之间,形成边缘接合部。
31.根据权利要求30所述的方法,其中将所述螺旋缠绕材料条带的所述相邻纵边缘部分缝合、超声波粘合、或胶粘在一起,以提供所述边缘接合部。
32.根据权利要求25所述的方法,其中对于至少一个所述层,所述材料条带为叠层。
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