CZ162099A3 - Trojrozměrový plošný materiál - Google Patents

Description

Trojrozměrový plošný materiál

Oblast techniky

Přítomný vynález se týká troj rozměrových plošných materiálů, jež odolávají zapadávání do sebe na sobě navzájem ležících vrstev. Konkrétněji se vynález týká troj rozměrových plošných materiálů, majících množství troj rozměrových výčnělků, jež se protahují směrem ven z alespoň jedné strany materiálu a formují nějaký neuspořádaný („amorfní) vzor. Vynález se dále týká způsobu a zařízení pro formování těchto troj rozměrových plošných materiálů.

Dosavadní stav techniky

Plošné materiály mající troj rozměrové povrchy jsou v dané technice dobře známy a používají se v mnoha různých aplikacích. Tyto materiály mohou být vyráběny v rovinné plošné podobě a zůstávat v této podobě v průběhu zacházení s nimi anebo mohou být vyráběny ve formě spojité struktury (pásu) a pro zacházení s nimi navinuty na válcích. Pokud jsou v rovinné podobě, může být zapadávání listů do sebe užitečné a, například, zmenšovat výšku jejich složení na sebe. Nicméně, když jsou navinuty na válcích, zapadávání do sebe často způsobuje vážné problémy. Například, zapadávání na válci do sebe vrstev majících troj rozměrové povrchy může způsobit potíže s jejich odvíjením v důsledku jejich třecího zachytávání (záběru) do sebe. Rovněž, jestliže na jedné straně válce dojde k hlubšímu zapadávání než na jeho druhé straně, může

• · · · · · · • · · · · · · • ·· · ···· • · · · · · · • · · · · · • · · ·· ·· ·· dojít k zaklínění tohoto válce.

K zapadávání do sebe jakéhokoli trojrozměrného materiálu může dojít, jestliže výčnělky přes sebe ležících struktur anebo jejich částí do sebe vzájemně zapadají v důsledku své velikosti, tvaru, umístění a/nebo geometrického uspořádání. Mohou nastat dva typy zapadávání do sebe: zapadávání lícních ploch do sebe a zapadávání lícních ploch do rubových ploch. K zapadávání lícních ploch do sebe může dojít, když se dostanou do kontaktu dvě analogické lícní plochy téže struktury či lícní plochy více struktur a výčnělky každé struktury nebo její části vstupují do zahloubení či mezer mezi přilehlými výčnělky druhé struktury anebo její části. K zapadávání lícní plochy do rubové plochy může dojít, když se dostanou do kontaktu protilehlé strany téže struktury či nestejné strany více struktur a výčnělky každé jedné struktury nebo její části vstupují do duté, „negativní strany výčnělků druhé struktury anebo její části. Toto zapadávání do sebe lícních a rubových ploch má zvláštní význam u troj rozměrových plošných materiálů majících duté troj rozměrové výčnělky, jako jsou ty u přítomného vynálezu. Jestliže nějaké struktura vykazuje charakteristické rysy troj rozměrového povrchu pouze na jednom povrchu, t.j., zadní povrch je celkově rovinný, pak připadá v úvahu zapadávání lícních ploch do sebe, protože k zapadnutí lícní plochy do rubové plochy nemůže dojít. Ačkoli je zapadávání do sebe lícních ploch snadněji odstranitelné volbou mezery (rozestupu) výčnělků, jež je menší než šířka nejmenších výčnělků, tato volba závažně omezuje všestrannost výsledné struktury, protože pro některá použití takovýto malý rozestup výčnělku může být nežádoucím.

Zapadávání do sebe přilehlých vrstev či vinutí spojité struktury (pásu), když je natočena do válce, může vytvářet problémy při odvíjení konce daného pásu v důsledku třecího záběru, k němuž dochází při zapadání lícní plochy do rubové plochy. Zapadávání do sebe na sebe složených jednotlivých vrstev či dílčích vrstev materiálů troj rozměrové struktury může vést k odstranění více archů ze zásobníku, když je žádoucí pouze jeden a podobně. Ačkoli schopnost určité struktury zapadávat do sebe samotné či jiných struktur může vytvářet určitý stupeň obtížnosti • · • ·

• · • · • · · • · sám o sobě, tam kde je použita troj rozměrová pásová struktura jako nosič pro nějakou aktivní látku (substanci), jako je například adhezivum, zapadávání do sebe může způsobovat dodatečné potíže včetně předčasné adheze a/nebo znečištění dané aktivní látky.

V oblasti pásků, nálepek a jiných výrobků používajících samolepícího adheziva k přilínání adhezivem pokrytého povrchu k cílové ploše, je uznávaným problémem předčasná adheze. To jest, předtím než může být adhezivem pokrytý povrch patřičně umístěn přes cílovou plochu, způsobuje neodvratný kontakt adheziva s cílovou plochou předčasnou adhezi v jednom či více umístěních, čímž je omezeno patřičné nastavení. Jiní se pokoušeli překonat tento problém poskytnutím počátečního kontaktního povrchu umístěného ven od daného adhezního povrchu. Počáteční kontaktní povrch působí jako držení se stranou od adhezního povrchu. Toho je dosaženo, například, postupem, jenž formuje ve folii kuželovité výčnělky a částečným naplněním zahloubení mezi těmito výčnělky adhezivem v úrovni pod špičkami těchto výčnělků. Jeden takový troj rozměrový plošný materiál, stejně jako způsob a zařízení pro jeho výrobu, je podrobněji popisován ve společně přidělené, spoluprojednávané patentové přihlášce US, pořadového čísla 08/584 638, s názvem „Složený materiál uvolnitelné utěsnitelný k cílovému povrchu při svém zatlačení proti němu a způsob jeho výroby, podané 10. ledna 1996, jménem Petera W. Hamiltona a Kennetha S. McGuireho, jejíž obsah je zde tímto zapracován odkazem.

Ačkoli jsou takovéto trojrozměrové plošné materiály pro své zamýšlené použití užitečné, zůstává zde vyřešit otázku zapadávání do sebe přilehlých vrstev či vinutí těchto materiálů během výroby, skladování a vydávání před jejich použitím.

V předchozí technice byly provedeny pokusy řešit tendenci trojrozměrných struktur do sebe navzájem zapadat, obzvláště v případě na sebe položených plošných materiálů s dutými troj rozměrovými výčnělky, nahodilým či alespoň nestejnoměrným rozmístěním výčnělků s podobným tvarem a velikostí na dané struktuře (pásu). Ačkoli tento přístup může být účinný pro sestavení určitých struktur, jeho efektivnost se zmenšuje, když se celková plocha nedeformovaného povrchu (volného prostoru bez výčnělků) zmenšuje. Je tomu tak důsledkem skutečnosti, že za • · předpokladu v podstatě konstantní velikosti a tvaru výčnělku, zvyšování číselné hustoty výčnělků snižuje stupeň možné variace rozteče a rozmístění do bodu kde, v mezním případě, se výčnělky dostávají tak těsně k sobě, že se blíží k těsně uzavřenému, stejnoměrně od sebe rozmístěnému seskupení. Navíc, důsledkem nestejnoměrného rozmístění výčnělků jsou rovněž výsledné fyzikální vlastnosti dané struktury (pásu) rovněž nestejnoměrné a může být obtížné ji přizpůsobit konkrétním podmínkám když toto rozmístění nebude předvídatelné.

Podle toho by bylo žádoucí poskytnout troj rozměrový plošný materiál, který odolává zapadávání jedné vrstvy do sebe s další na ní uloženou vrstvou, ať je v rovinné plošné podobě anebo ve válcové (pásové) podobě.

Dále by bylo žádoucí poskytnout způsob pro formování takových troj rozměrových plošných materiálů, které mohou být vhodně přizpůsobeny pro potřebu konkrétního materiálu, a jež by mohly být snadno a úsporně používány.

Rovněž by bylo žádoucí poskytnout vhodné formovací zařízení pro formování takovýchto troj rozměrových plošných materiálů, které by mohly být přizpůsobeny pro potřebu konkrétního materiálu a jež by mohly být snadno a úsporně používány v obchodní praxi.

Podstata vynálezu

Přítomný vynález poskytuje troj rozměrový, zapadávání do sebe odolávající plošný materiál mající první stranu a druhou stranu. První strana zahrnuje alespoň jednu oblast mající množství od sebe rozmístěných trojrozměrových výčnělků, protahujících se ven z této první strany, jež jsou přednostně jednotkově formovány z plošného materiálu. K zajištění výhod odolávání zapadávání do sebe tohoto vynálezu, tyto výčnělky formují neuspořádaný (doslova „amorfní, pozn. překl.) vzor z množství různých dvoj rozměrových geometrických tvarů. Druhá strana přednostně zahrnuje množství od sebe rozmístěných trojrozměrových dutých zahloubení odpovídajících výčnělkům, takže tyto výčnělky jsou duté.

Zvláštní význam mají u určitých použití, jako nosiče látky jako je adhezivum, výčnělky, které jsou rozděleny vzájemně

propojenou sítí troj rozměrových mezer mezi přilehlými výčnělky. Tyto mezery mají v průběhu daného vzoru přednostně v podstatě ekvivalentní (stejnoploché) šířky a mohou být částečně naplněny adhezivem.

Troj rozměrové, zapadávání do sebe odolávající plošné materiály jsou v souladu s tímto vynálezem přednostně vyráběny za využití trojrozměrové formovací struktury, obsahující nějaký neuspořádaný vzor od sebe rozmístěných troj rozměrových zahloubení rozdělených vzájemně propojenými ploškami. Tato zahloubení formují neuspořádaný vzor vzájemně do sebe zapadajících dvoj rozměrových geometrických tvarů.

Formovací struktura může být vyrobena podle přítomného vynálezu způsobem zahrnujícím následující kroky: (a) vytváření počítačové grafiky mající neupořádaný dvoj rozměrový vzor do sebe vzájemně zapadajících dvoj rozměrových geometrických tvarů, tento vzor má mezi do sebe zapadajícími tvary dělící linie v podstatě konstantní šířky; a (b) přenesení tohoto neuspořádaného dvoj rozměrového vzoru na formovací strukturu a zformování trojrozměrové formovací struktury, mající troj rozměrová zahloubení odpovídající do sebe zapadajícím tvarům a vzájemně propojené plošky odpovídající dělícím liniím v podstatě konstantní šířky. Neuspořádaný vzor do sebe zapadajících tvarů je přednostně odvozen od omezeného Voroného mozaikování prostoru 2 v souladu s tímto vynálezem, ve kterém je toto mozaikování řízeno určitým omezujícím faktorem, který řídí rozpětí přípustné vzdáleností (mezery) od středu ke středu do sebe zapadajících tvarů.

Aby se vyrobily trojrozměrové, zapadávání do sebe odolávající plošné materiály v souladu s tímto vynálezem, je plocha deformovatelného materiálu zavedena na danou formovací strukturu a permanentně deformována do přizpůsobení se s touto formovací strukturou a vzniká množství od sebe rozmístěných troj rozměrových výčnělků, protahujících se směrem ven z první strany plochy materiálu, jež formují nějaký neuspořádaný vzor dvoj rozměrových geometrických tvarů. Je-li to žádoucí, vzájemně propojené plošky formovací struktury mohou být, před tím než bude plocha deformovatelného materiálu zavedena na formovací strukturu, pokryty nějakou látkou (substancí), plocha tohoto materiálu má • · větší afinitu k dané látce než má formovací struktura, takže tato látka bude odstraněna s formovací struktury spolu s daným plošným materiálem.

Přehled obrázků na výkresech

Ačkoli je příslušný popis zakončen nároky, které konkrétně vysvětlují a zřetelně nárokují přítomný vynález, má se za to, že tento vynález bude lépe pochopen z následujícího popisu přednostních ztvárnění, učiněného ve spojení s příslušnými doprovodnými výkresy, na nichž stejné referenční číslice označují stejné prvky, a v nichž:

Obr. 1 - mikrosnímek znázorňující perspektivní pohled na příkladný troj rozměrový, zapadání do sebe odolávající plošný materiál v souladu s tímto vynálezem.

Obr. 2 - půdorysný pohled na další příkladný troj rozměrový, zapadání do sebe odolávající plošný materiál v souladu s tímto vynálezem.

Obr. 3 - půdorysný pohled na jedno ztvárnění troj rozměrového, zapadání do sebe odolávajícího plošného materiálu v souladu s tímto vynálezem.

Obr. 4 - půdorysný pohled na další ztvárnění troj rozměrového, zapadání do sebe odolávajícího plošného materiálu v souladu s tímto vynálezem.

Obr. 5 - půdorysný pohled na přednostní ztvárnění troj rozměrového, zapadání do sebe odolávajícího plošného materiálu v souladu s tímto vynálezem.

Obr. 6 - graf znázorňující porovnání mezi rozděleními mnohoúhelníkové plochy plošných materiálů na Obr. 3 a 5.

Obr. 7 - graf znázorňující porovnání mezi variacemi mnohoúhelníkové plochy plošných materiálů na Obr. 3 a 5.

Obr. 8 - částečný pohled řezem na troj rozměrový, zapadání do sebe odolávající plošný materiál na Obr. 5.

Obr. 9 - částečný pohled řezem podobný tomu na Obr. 8, ale znázorňující ztvárnění tohoto vynálezu, v němž je uvnitř této troj rozměrové struktury obsažena nějaká látka (substance).

• ·

• ·· · · ··· • · · · · ·· · · • · · · · · · ··· ·· ·· ··

Obr. 10 - půdorysný pohled na troj rozměrovou formovací strukturu vhodnou pro formování trojrozměrového, zapadání do sebe odolávajícího plošného materiálu jako je ten na Obr. 5.

Obr. 11 - mikrosnímek znázorňující perspektivní pohled na příkladnou troj rozměrovou formující strukturu vhodnou pro formování troj rozměrového, zapadání do sebe odolávajícího plošného materiálu jako je ten na Obr. 5.

Obr. 12 - částečný pohled řezem na troj rozměrovou formovací strukturu z Obr. 10.

Obr. 13 - názorná ilustrace příkladného zařízení vhodného pro formování troj rozměrového, zapadání do sebe odolávajícího plošného materiálu v souladu s tímto vynálezem.

Příklady provedeni vynálezu

Obr. 1 představuje mikrosnímek znázorňující troj rozměrový plošný materiál 10 v souladu se současně přednostním ztvárněním přítomného vynálezu. Materiály tohoto vynálezu vykazují troj rozměrovou strukturu, zahrnující množství jednotlivých troj rozměrových, dutých výčnělků protahujících se směrem nahoru ze struktury spojité základny. Aby se docílilo výhod do sebe nezapadání tohoto vynálezu, když je mnoho jednotlivých struktur či vrstev takového materiálu naskládáno jeden na druhý v orientaci lícních ploch proti sobě anebo lícních ploch k rubovým plochám, jednotlivé troj rozměrové duté výčnělky jsou formovány do nestejnoměrných, komolých tvarů v alespoň jednom směru roviny dané struktury. Přednostněji jsou jednotlivé troj rozměrové duté výčnělky formovány do nestejnoměrných, mnohoúhelníkových komolých tvarů ve dvou vzájemně kolmých směrech struktury v rovině dané struktury.

Jestliže je určitý materiál formován do protaženého pásu s úmyslem jeho navíjení na nějaký trn či na něj samotný (válec bez jádra) pro účely kompaktního uložení, v souladu s tímto vynálezem tento pás vykazuje nestejnoměrný vzor alespoň ve směru vinutí (točení) a nejpřednostněji jak ve směru vinutí, tak v příčném směru k němu. Třebaže může být pro jisté aplikace žádoucí

• · nekonečný, neopakující se vzor, materiály přítomného vynálezu budou alespoň minimálně vykazovat vlastnost nestejnoměrného vzoru na vzdálenost pásu alespoň tak velkou, jako je maximum zamýšleného obvodu válce svinutého produktu.

Aby se poskytl největší stupeň odolnosti vůči zapadání do sebe, trojrozměrné zapadání do sebe odolávající materiály tohoto vynálezu přednostně vykazují dvoj rozměrový vzor troj rozměrových výčnělků jenž je v podstatě neuspořádané povahy. Jak se v tomto materiálu používá pojem neuspořádaný (v popisu však doslova „amorfní, „amorphous, pozn. překl.), tento se týká vzoru, jenž nevykazuje žádné snadno vnímatelné uspořádání, pravidelnost, či orientaci jeho , vytvářejících prvků. Tato definice pojmu neuspořádaný je celkově v souladu s běžným významem tohoto pojmu, jak to potvrzuje příslušná odpovídající definice ve výkladovém slovníku (Webster^Ts Ninth New Collegiate Dictionary).

V takovém vzoru orientace a uspořádání jednoho prvku s ohledem na sousední prvek nenese žádný předvídatelný vztah k orientaci a uspořádání dalšího za ním následujícího prvku(ů).

Prostřednictvím kontrastu, pojem seskupení se zde používá k poukazu na vzory vytvářejících prvků, které vykazují pravidelné, řízené seskupení (sled) či uspořádání. Tato definice pojmu seskupení je podobně celkově v souladu s běžným významem tohoto pojmu, jak to potvrzuje příslušná odpovídající definice ve výkladovém slovníku ( Webster¹ s Ninth New Collegiate Dictíonaryjj) .

V takovém vzoru orientace a uspořádání jednoho prvku s ohledem na sousední prvek nese předvídatelný vztah k orientaci a uspořádání dalšího za ním následujícího prvku(ů).

Stupeň, v němž je ve vzoru seskupení troj rozměrových výčnělků přítomen řád je v přímém vztahu ke stupni schopnosti zapadání do sebe, vykazované daným pásem (strukturou). Například, ve vysoce uspořádaném vzoru seskupení stejně velkých a tvarovaných dutých výčnělků v těsně nakupeném hexagonálním seskupení je každý výčnělek doslova replikou jakéhokoli dalšího výčnělku. Zapadání do sebe regionů takového pásu (struktury), pokud ve skutečnosti ne celého pásu, může být dosaženo posunutím vyrovnání pásu mezi na sobě se překrývajícími strukturami či jejími částmi o ne více než o jednu mezeru výčnělku v jakémkoli daném směru. Menší stup• · • · ···· ··· ···· • · · · ···· · · · · • · ··· ·· · · · · · ··· ··· ···· · · ··· ·· ·· ·· ·· ·· pně uspořádání mohou prokazovat menší tendenci zapadat do sebe, ačkoli se má za to, že jakýkoli stupeň řádu poskytuje určitý stupeň schopnosti zapadání do sebe. Podle toho, neuspořádaný a neorganizovaný vzor výčnělků bude tudíž vykazovat ten největší možný stupeň odolnosti vůči zapadání do sebe.

Ačkoli se v současné době upřednostňuje aby celý povrch pásu (struktury) v souladu s tímto vynálezem vykazoval takový neuspořádaný vzor, na základě některých okolností může být žádoucí aby méně než celý povrch takového pásu vykazoval takovýto vzor. Například, porovnatelně malá část pásu může vykazovat nějaký pravidelný vzor výčnělků či jich může být ve skutečnosti prosta, aby představovala celkově rovinný povrch. Navíc, tam kde má být daný plošný materiál formován jako srovnatelně velká plocha materiálu a/nebo jako protažený spojitý pás ke složení či navinutí na sebe samotný, omezení výroby mohou požadovat aby se daný neuspořádaný vzor sám periodicky uvnitř dané struktury (pásu) opakoval. Ačkoli jakékoli opakování vzoru uvnitř pásu umožňuje nějakou možnost vzniku zapadání do sebe, tato možnost existuje pouze tehdy, když dojde k přesnému vyrovnání v jedné ose sebe překrývajících vrstev či částí vrstev s takovými vrstvami či částmi vrstev představujícími přesně jednu repliku daného vzoru (či celé číslo replik pro nějakou spojitou navinutou či složenou strukturu) . To je v kontrastu s charakterem zapadání do sebe struktur zformovaných ze stejně tvarovaných výčnělků ve vzoru seskupení, ve kterém je každý výčnělek replikou přilehlých výčnělků tak, že vzdálenost této repliky je mezerou jediného výčnělku. V takovémto uspořádání nastane vyrovnání pro zapadání do sebe, jestliže dojde k vyrovnání pásu materiálu do jedné osy pomocí posunutí o mezeru ne více než jednoho výčnělku.

V pásu s neuspořádaným vzorem troj rozměrových výčnělků bude jakákoli volba přilehlého množství výčnělků v rámci daného vzoru jedinečná, ačkoli za některých okolností je myslitelné, že jednotlivé výčnělky v rámci daného vzoru nemusí být unikátní. Využitím neuspořádaného vzoru nebude troj rozměrová vrstva materiálu (v případě vrstvy mající duté, troj rozměrové výčnělky) zapadat do sebe, ledaže dojde k přesnému překrytí vrstev materiálu majících stejný neuspořádaný vzor.

Má se rovněž za to, že trojrozměrové plošné materiály mající dvojrozměrový vzor troj rozměrových výčnělků, jenž je v podstatě neuspořádané povahy („amorfní), rovněž vykazují izomorfii. Jak se zde používají pojmy izomorfie a její odvozenina izomorfní, tyto pojmy se týkají podstatné uniformity (rovnoměrnosti) v geometrických a strukturálních vlastnostech pro danou opsanou (kružnicí) plochu, kdekoli je taková plocha uvnitř daného vzoru znázorněna. Tato definice pojmu izomorfní je celkově v souladu s běžným významem tohoto pojmu, jak to potvrzuje příslušná odpovídající definice v naučném slovníku (Webster^Ts Ninth New Collegíate Dictionary). Prostřednictvím příkladu, předepsaná plocha obsahující statisticky významné množství výčnělků s ohledem na celý neuspořádaný vzor bude vykazovat statisticky v podstatě ekvivalentní hodnoty pro takové vlastnosti struktury jako jsou plocha výčnělku, hustota množství výčnělků, úplná délka stěny výčnělku, atd. Má se za to, že tato korelace (vzájemný vztah) je žádoucí se zřetelem na fyzikální a strukturální vlastnosti, když je přes povrch materiálu žádoucí jednotnost jeho povrchu, a obzvláště s ohledem na vlastnosti materiálu měřené kolmo k rovině tohoto materiálu jako je odolnost výčnělků vůči deformaci atd.

Využívání neuspořádaného vzoru trojrozměrových výčnělků má také jiné přednosti. Například, bylo pozorováno, že trojrozměrové plošné materiály zformované z materiálu, jenž je původně izotropní uvnitř roviny tohoto materiálu, zůstává celkově izotropní se zřetelem na fyzikální vlastnosti struktury ve směrech uvnitř roviny tohoto materiálu. Jak se zde používá pojem izotropní, týká se vlastností struktury, jež jsou vykazovány do v podstatě stejných stupňů ve všech směrech uvnitř roviny daného materiálu. Tato definice pojmu izotropní je podobně celkově v souladu s běžným významem tohoto pojmu, jak to potvrzuje příslušná odpovídající definice ve výkladovém slovníku (Webste^s Ninth New Collegíate Dictionary) . Bez přání být vázáni teorií, v současné době se má za to, že toto je důsledkem neuspořádaného a neorientovaného uspořádání troj rozměrových výčnělků uvnitř určitého neuspořádaného vzoru. A následně, směrové strukturální materiály vykazující vlastnosti struktury, jež se mění se směrem struktury, budou typicky vykazovat takové vlastnosti podobným • fl ) · · · * · · • · · · · « • flflfl · · · ⁴ • fl flfl ··· ·fl 1 flflfl · <

» flfl flfl flfl materiál. by mohla že statistická strukturálními, způsobem po zavedení neuspořádaného vzoru na daný Prostřednictvím příkladu, taková vrstva materiálu vykazovat v podstatě stejné tažné vlastnosti v jakémkoli směru uvnitř roviny materiálu, pokud byl výchozí materiál v tažných vlastnostech izotropní.

Takový neuspořádaný vzor se ve fyzikálním smyslu promítá do statisticky ekvivalentního množství výčnělků na míru délky jednotky, danou čarou taženou v jakémkoli daném směru směrem ven jako paprsek z jakéhokoli daného bodu uvnitř tohoto vzoru. Jiné statisticky ekvivalentní parametry by mohly obsahovat počet stěn výčnělku, průměrnou plochu výčnělku, průměrný celkový prostor (mezeru) mezi výčnělky, atd. Má se za to, ekvivalence v souvislosti (z hlediska) se geometrickými charakteristickými rysy s ohledem na směry v rovině dané struktury, se promítá do statistické ekvivalence z hlediska vlastností směrované struktury.

Znova se vraceje ke konceptu seskupení, k osvětlení rozdílu mezi seskupeními a neuspořádanými vzory, protože nějaké seskupení je definicí uspořádané ve fyzikálním smyslu a bude vykazovat nějakou pravidelnost ve velikosti, tvaru, rozmístění a/nebo orientaci výčnělků. Podle toho, čára či paprsek tažený z daného bodu ve vzoru bude dávat statisticky odlišné hodnoty v závislosti na směru, v němž se paprsek protahuje pro takové parametry jako je počet stěn výčnělků, průměrná plocha výčnělku, průměrná celková mezera mezi výčnělky, atd., s odpovídající variací vlastností směrované struktury.

Uvnitř přednostního neuspořádaného vzoru budou výčnělky přednostně nestejné s ohledem na svou velikost, tvar, orientaci se zřetelem ke struktuře a mezerám mezi středy přilehlých výčnělků. Bez přání být vázáni teorií se má za to, že rozdíly v rozmístění (mezerách) od středu ke středu přilehlých výčnělků hrají důležitou roli při omezování pravděpodobnosti zapadání do sebe, nastávajícího v situaci zapadání do sebe lícní části do zadní části. Rozdíly v rozmístění od středu ke středu výčnělků uvnitř vzoru mají za výsledek ve fyzikálním smyslu mezery mezi výčnělky, umístěné v různých prostorových umístěních se zřetelem k celkové struktuře. Podle toho, pravděpodobnost vzniku shody mezi na sebe tl «9 0 « · · » · 0 · · · « ι 0 0 00 ® ·· * ·«· ·· 0 0 0 0· 0 ·· » 0 0 0 0 0 · ♦ «0 0« 0« ·* ·· se překrývajícími částmi jedné nebo více vrstev materiálu z hlediska výčnělků je zcela nízká. Dále, pravděpodobnost shody vzniklé mezi mnohostí přilehlých výčnělků/mezer na sobě se překrývajících vrstvách anebo jejich částech je důsledkem neuspořádané povahy vzoru výčnělků dokonce ještě nižší.

V kompletně neuspořádaném vzoru, tak jak bude v současnosti upřednostňován, je mezera od středu ke středu nahodilá, alespoň v rámci návrhářem specifikovaného omezeného rozpětí, takže zde existuje stejná pravděpodobnost nejbližšího souseda daného výčnělku nastávající v jakékoli dané úhlové poloze (umístění) uvnitř roviny dané vrstvy (struktury) materiálu. Jiné fyzikální geometrické charakteristiky této struktury jsou také přednostně nahodilé, či alespoň nestejné, uvnitř mezních vzoru, jako je množství stran výčnělků, úhly podmínek tohoto obsažené uvnitř v některých okolnostech žádoucí, mít výčnělky, jež bude nestejná a/nebo každého výčnělku, velikost výčnělků atd. Avšak, ačkoli je možné a mezeru mezi přilehlými nahodilá, výběr tvarů mnohoúhelníků schopných spolu vzájemného záběru činí stejnoměrné rozmístění (mezeru) mezi přilehlými výčnělky možným. Toto je obzvláště užitečné pro některá použiti troj rozměrových zapadání do sebe odolávajících plošných materiálů přítomného vynálezu, jak o tom zde bude dále pojednáno.

Vrstva či struktura materiálu může být záměrně vyrobena s mnohostí neuspořádaných ploch uvnitř téže vrstvy či struktury, až do bodu replikování téhož neuspořádaného vzoru ve dvou či více takových regionech. Návrhář může účelově oddělit neuspořádané oblasti pravidelným definovaným, ne-neuspořádaným vzorem či seskupením, či dokonce prázdným regionem bez vůbec žádných výčnělků, či jakoukoli jejich kombinací. Formace obsažené uvnitř ne-neuspořádané plochy mohou být jakéhokoli míry hustoty, výšky anebo tvaru. Dále, tvar a rozměry ne-neuspořádané oblasti samotné mohou být přizpůsobeny jak je to žádoucí. Dodatečné příklady tvarů formace, které však nejsou zamýšleny jako vyčerpávající, jsou: klíny vycházející (emanující) z nějakého bodu, seřízlé klíny, mnohoúhelníky, kruhy, křivočaré tvary anebo jejich kombinace.

Navíc, jeden neuspořádaný region může úplně upouzdřovat či » · · ·· · β · · · • 4 · ·· • · • ··· • 9 4

opisovat jednu či více neuspořádaných ploch. Příkladem je jediná, spojitá neuspořádaná oblast (region) s neuspořádanými vzory zcela uzavřenými blízko středu dané vrstvy či struktury. Tyto vložené vzory mohou nést jméno značky, výrobce, pokyny, označení strany či líce materiálu, jiné informace anebo mohou být jednoduše dekorativní povahy.

Vícenásobné neuspořádané regiony mohou být přilehnuté či překryté v podstatě spojitým způsobem, aby se v podstatě rozdělil jeden neuspořádaný vzor do vícenásobných regionů anebo oddělily vícenásobné neuspořádaný regiony, jež nikdy předtím nebyly částí většího jediného neuspořádaného regionu.

Z předchozího pojednání bude zřejmé, že využití neuspořádaného vzoru troj rozměrových výčnělků umožňuje výrobu struktur majících přednosti nějakého vzoru seskupení, například statistickou stejnost vlastností struktury na základě plochy/ polohy, bez klíčových nevýhod používání seskupení v takových aplikacích, jmenovitě schopnost zapadání do sebe a anizotropii.

Struktury podle tohoto vynálezu mohou mít výčnělky zformované ze skutečně jakéhokoli troj rozměrového tvaru, jak je to zvýrazněno na Obr. 2, a podle toho nemusí mít všechny konvexní (vypuklý) mnohoúhelníkový tvar. Obr. 2 je půdorysný pohled na příkladnou strukturu 10, která obsahuje výčnělky 12 s různými geometrickými tvary protahujícími se z roviny daného materiálu, jež jsou odděleny zahloubeními 14, tyto výčnělky mají nestejný tvar, velikost a mezery v celém zorném poli a formují nějaký neuspořádaný („amorfní) vzor. Nicméně, v současnosti se upřednostňuje formování výčnělků v podstatě ve tvaru komolých jehlanů (kuželů) stejné výšky, majících vypuklé mnohoúhelníkové základny v rovině jednoho povrchu materiálu a majících vzájemně do sebe zabírající, přilehlé paralelní boční stěny. Takové příkladné uspořádání je zvýrazněno na Obr. 1, jenž znázorňuje výčnělky 12 a zahloubení 14 . Pro jiné aplikace však tyto výčnělky nemusí mít nezbytně mnohoúhelníkový tvar.

Tak jak se v tomto materiálu používá pojem mnohoúhelník (a jeho adjektivum mnohoúhelníkový), odkazuje se jím na nějaký dvoj rozměrový geometrický obrazec se třemi či více stranami, protože mnohoúhelník s jednou nebo dvěmi stranami by definoval

nějakou linii. Podle toho jsou v termínu mnohoúhelník obsaženy trojúhelníky, čtyřúhelníky, pětiúhelníky, šestiúhelníky atd., stejně jako křivočaré tvary jako kružnice, elipsy atd., jež mají nekonečné množství stran.

Při navrhování nějaké troj rozměrové struktury budou žádoucí fyzikální vlastnosti výsledné struktury diktovat velikost, geometrický tvar a rozmístění (mezery) troj rozměrových topografických charakteristických rysů, stejně jako volbu materiálů a formovacích technik. Například, deformovatelné troj rozměrové výčnělky budou typicky vykazovat měnící se stupně deformovatelnosti, zejména mačkatelnosti (drtitelnosti), v závislosti na jejich průřezovém tvaru a průměrném ekvivalentním průměru. Modus ohýbání a/nebo flexibilita celkové struktury bude záviset na poměrném podílu dvoj rozměrového materiálu mezi trojrozměrnými výčnělky.

Při popisování vlastností troj rozměrových struktur nestejných, obzvláště necirkulárních, tvarů a nestejnoměrného rozmístění, je často užitečné použít průměrných množství a/nebo ekvivalentních množství. Například, z hlediska charakterizování vztahů lineární (či podélné) vzdálenosti mezi troj rozměrovými výčnělky v dvoj rozměrovém vzoru, kde jsou mezery na základně od středu ke středu či na bázi jednotlivého umístění, pojem „průměrného rozmístění může být užitečným k charakterizováni dané výsledné struktury. Jiné kvantity, jež by mohly být popisovány z hlediska průměrů, by obsahovaly poměr povrchové plochy zaujímané výčnělky, plochu výčnělku, obvod výčnělku, průměr výčnělku atd. Pro jiné rozměry jako je obvod výčnělku a průměr výčnělku, může být provedeno zpřibližnění pro výčnělky, jež jsou necirkulární, sestavením hypotetického ekvivalentního průměru jak se často činí v hydraulických kontextech.

Má se za to, že troj rozměrový tvar jednotlivých výčnělků hraje roli jak při určování fyzikálních vlastností jednotlivých výčnělků, tak stejně celkových vlastností struktury. Pro jisté aplikace má obzvláštní význam nemačkavost výčnělků (t.j. jejich schopnost odolávat deformaci mačkáním a/nebo obrácením do směru v podstatě kolmém k rovině daného materiálu). Bez toho abychom byli vázáni teorií, v současnosti se má za to, že odpor vůči mačkání daného výčnělku závisí na příslušných pevnostech segmentů jednotlivých dílů, které definují každou plošku podél obvodu daného výčnělku. Segment dílu s nejnižšími mezemi pevnosti proti mačkání omezuje nemačkavost daného výčnělku stejně jako nejslabší článek definuje pevnost celé délky řetězu.

Pevnosti vzpěru jednotlivých dílů mohou být zvýšeny zavedením zakřivení do určitého dílu v rovině kolmé ke směru mačkání, s pevností vzpěru zvyšující se zmenšujícím poloměrem zakřivení. Pevnosti vzpěru jednotlivých dílů mohou být také zvýšeny zmenšením šířky dílu pro nějakou konstantní výšku (t.j., zmenšením aspektového poměru). V případě nezakřivených výčnělků, majících konečný počet stran v podstatě planárního tvaru, aplikace těchto principů napovídá, že výčnělky budou vykazovat celkově větší nemačkavost, když se rovnost v délce strany a obsažených úhlů zvyšuje minimalizováním účinku nej slabšího článku. Podle toho, výčnělek s jednou stranou podstatně delší než ostatní bude omezen v nemačkavosti chováním ve vzpěru této nejdelší strany. Tudíž tato pevnost pro daný obvod a danou tloušťku stěny bude větší pro výčnělek mající větší množství menších stran a bude maximalizovat svou nemačkavost tím, že bude mít strany v podstatě podobných rozměrů, aby se minimalizoval efekt nej slabšího článku.

Mělo by být povšimnuto, že předchozí pojednání předpokládá geometrickou repliku troj rozměrových struktur z formovací struktury geometricky zdravých tvarů. Účinky reálného světa jako je zakřivení, stupeň lisovatelnosti, poloměr rohů atd., by měly být vzaty v úvahu s ohledem na konečně vykazované fyzikální vlastnosti.

Použití vzájemně blokující sítě komolých jehlanů (kuželů), jak je to uvedeno na Obr. 1 a 2, poskytuje určitý pocit uniformity materiálu celkové struktury, což napomáhá při řízení a navrhování vlastností celkové struktury jako je roztažení struktury, síla v tahu, profil svinutí a tloušťka, atd., při současném udržování žádoucího stupně amorfnosti (neuspořádanosti) v daném vzoru. Navíc, když je použito jako základní struktura pro aplikaci adhezivo nebo jiné aktivní substance, jak je to popsáno ve výše odkazované a zapracované spolupřidělené, poluprojednávané patentové přihlášky US, poř. č. 08/584 638, použití vzoru do sebe

zapadající (či vzájemně blokující, pozn. překl.) mnohoúhelníkové základny pro výčnělky materiálu zajišťuje řiditelnou šířku a rozmístění zahloubení mezi výčnělky, takže plocha použitelná pro kontakt aktivního prostředku s cílovým povrchem může být přizpůsobena potřebě. Použití vnějších mnohoúhelníkových základen, ze kterých se protahují směrem nahoru strany komolých jehlanů, rovněž přidává stupeň předvídavosti a stejnosti zhroucení výčnělků pod stlačovacími silami a rovněž zlepšuje uvolňovací vlastnosti formovaného materiálu z odpovídající formovací struktury.

Použití mnohoúhelníků majících konečný počet stran v neuspořádaném vzoru, uspořádaných ve vzájemně do sebe zapadajícím vztahu rovněž poskytuje výhodu před strukturami používajícími cirkulární (kruhovité) či téměř cirkulární tvary. Vzory jako seskupení používající těsně naměstnaných kruhů jsou omezeny z hlediska plochy, kterou mohou tyto kruhy zabírat ve vztahu k neobkroužené ploše mezi přilehlými kruhy. Konkrétněji, i v tom vzoru, kde se přilehlé kruhy dotýkají ve svém tečném bodě, bude stále ještě dané množství prostoru zachyceného v rozích mezi následnými tečnými body. Podle toho, i neuspořádané vzory cirkulárních tvarů jsou omezeny z hlediska toho jak malá nekruhová plocha může být navržena do dané struktury. Podle toho, vzájemně do sebe zapadající mnohoúhelníkové tvary s konečnými množstvími stran (t.j. žádné tvary se zakřivenými stranami) mohou být navrženy tak, aby byly nahuštěny těsně dohromady a v omezujícím smyslu mohou být nahuštěny tak, aby přilehlé strany přilehlých mnohoúhelníků mohly být v kontaktu podél jejich celé délky tak, že zde není žádný zachycený volný prostor mezi rohy. Takové vzory tudíž otevírají celé možné rozpětí mnohoúhelníkové plochy od téměř 0% do téměř 100%, což může být obzvláště žádoucí pro jisté aplikace, kde se pro fungování stává důležitým dolní zakončení volného prostoru.

K provedení (návrhu) vzájemně do sebe zapadajícího mnohoúhelníkového uspořádání dutých komolých jehlanů (kuželů) může být využit jakýkoli vhodný způsob, jenž poskytuje vhodnou kapacitu designu z hlediska žádoucí velikosti výčnělku, tvaru, zúžení, rozmístění (mezery), vzdálenosti opakování atd. Je možno použít i manuálních způsobů provedení. Takový vzor může být udělen materiálu výchozí struktury jakýmkoli vhodným způsobem, včetně manuálních způsobů a způsobů jednotlivě na zakázku formovaných výčnělků.

Avšak, v souladu s tímto vynálezem, byl vyvinut účelný způsob provádění a formování těchto výčnělků, který dovoluje přesné vytvoření žádoucí velikosti výčnělku, tvaru, zúžení a rozmístění uvnitř neuspořádaného vzoru, vzdálenost opakování určitého neuspořádaného vzoru atd., stejně jako kontinuální formování struktur obsahujících takové výčnělky v automatickém postupu.

Totálně nahodilý vzor troj rozměrových dutých výčnělků v materiálu, jako je ten znázorněný a Obr. 2 by, teoreticky, nikdy nevykazoval zapadání do sebe lícní plochy do zadní plochy, protože tvar a vyrovnání v ose každého komolého jehlanu (kuželu) by byly unikátními. Avšak, provedení takového totálně nahodilého vzoru by bylo časově velmi náročné a složitým úkolem, jako by byl způsob výroby vhodné formovací struktury. V souladu s přítomným vynálezem může být atributů nezapadání do sebe dosaženo provedením vzorů či struktur, kde je vztah přilehlých článků či struktur k sobě navzájem specifikován, jako je celkový geometrický charakter těchto článků či struktur, ale v němž je jejich přesná velikost, tvar a orientace neuniformní (nestejnou) a neopakující se. Pojem neopakující se, jak je zde používán, se týká vzorů či struktur, kde není přítomna identická struktura či tvar v žádných dvou umístěních uvnitř vymezené zájmové plochy. Ačkoli uvnitř daného vzoru či zájmové plochy může být více než jeden výčnělek dané velikosti a tvaru, přítomnost jiných výčnělků okolo nich s nestejnou velikostí a tvarem ve skutečnosti vylučuje možnost identického uskupení výčnělků přítomných ve více umístěních. Řečeno jinak, vzor výčnělků je v celé zájmové ploše nestejný (nejednotný), takže žádné uskupení výčnělků uvnitř celkového vzoru nebude stejné jako jakékoli jiné podobné uskupení výčnělků. Nosná pevnost troj rozměrového plošného materiálu bude bránit významnému zapadání do sebe jakéhokoli regionu materiálu obklopujícího daný výčnělek i v případě, kdy se tento výčnělek ocitne přeložený přes jediné odpovídající zahloubení, protože výčnělky obklopujíc! tento jediný zájmový výčnělek se budou odlišovat velikostí, tvarem a výsledným rozmístěním od středu ke středu od těch obklopujících • · · · · · · • ·· · ···· druhý výčnělek/zahloubení.

Profesor Davies z University of Manchester studoval porézní, celulární (komůrkové, lehčené, pěnové, pozn. překl.) keramické membrány a, konkrétněji, analytické modely těchto membrán za účelem umožnění matematického modelování k simulování výkonu v reálném světě. Tato práce byla podrobněji popsána v publikaci s názvem Porézní, celulární keramické membrány: stochastický model k popisu struktury membrány s anodickým okysličováním, autoři J. Broughton a G. A. Davies, jež byla otištěna v Journal of Membrane Science, Svazek 106 (1995), na stranách 89-101, jejíž obsah je zde tímto zapracován odkazem. Jiné vztažené techniky matematického modelování jsou podrobněji popisovány v článku s názvem Výpočet n-rozměrového mozaikování podle Delaunaye s aplikací na polytopy Voroného (Computíng the n-dimensional Delaunay tessellation with application to Voronoi polytopes), autorizovaném D. F. Watsonem, jenž byl otištěn v The Computer Journal, Svazek 24, č. 2 (1981), na stránkách 167-172, a v článku Statistické modely k popisu struktury porézních, keramických membrán, autorem J.F.F. Lim, X. Jia, R. Jafferali a G.A. Davies, jenž byl otištěn v Separation Science and Technology, 28(1-3)(1993), na stranách 821-854, obsah obou je zde tímto zpracován referencí.

Jako součást této své práce, profesor Davies vypracoval dvoj rozměrový mnohoúhelníkový vzor, jenž je založen na omezeném mozaikování podle Voroného prostoru-2. V tomto způsobu, opět s odkazem na výše označenou publikaci, jsou body nukleace (či jádrové výchozí body, pozn. překl.) umístěny v nahodilých umístěních v ohraničené (předem stanovené) rovině, jež se rovnají v množství mnohoúhelníků žádoucích v daném dokončeném vzoru. Počítačový program pěstuje (zvětšuje, pozn. překl.) každý bod jako kružnici současně a radiálně z každého bodu nukleace ve stejných měrách. Když se přední části sousedních jádrových bodů setkají, tento růst se zastaví a je zformována hraniční čára (rozhraní). Tyto hraniční čáry každá formují okraj mnohoúhelníku, s vrcholy zformovanými průsečíky hraničních čar.

Ačkoli je toto teoretické pozadí důležité při pochopení toho jak mohou být takové vzory generovány a vlastností těchto vzorů, zůstává otázka stupňovitého provádění výše uvedených numerických • · ··· ···· ·· · ···· · ·· · opakování za účelem rozšiřování jádrových bodů směrem ven, skrze žádoucí pole zájmu do konce. Podle toho, aby se tento postup provedl účelně, je přednostně napsán počítačový program k provádění těchto výpočtů za předpokladu příslušných hraničních stavů a vstupních parametrů, a k dodávání žádoucího výstupu.

Prvním krokem v generování vzoru pro vyrábění nějaké trojrozměrové formovací struktury je stanovit rozměry žádoucí formovací struktury. Například, když je žádoucí sestavit formovací strukturu 8 palců (asi 20,3 cm) širokou a 10 palců (asi 25,4 cm), pro volitelné formování do nějakého válce anebo pásu, stejně jako desky, pak je vytvořena soustava souřadnic X-Y, s maximálním rozměrem X (X_max) činícím 8 palců (asi 20,3 cm) a s maximálním rozměrem Y (Y_max) činícím 10 palců (asi 25,4 cm) (anebo obráceně).

Potom co je specifikován systém souřadnic a maximální rozměry, dalším krokem je určit počet bodů nukleace, jimiž se stanou mnohoúhelníky odpovídající počtu výčnělků žádoucích uvnitř vymezených hranic formovací struktury. Tímto počtem je celé číslo mezi 0 a nekonečností, a mělo by být zvoleno s ohledem na průměrnou velikost a rozmístění mnohoúhelníků, žádoucí v dokončeném vzoru. Větší počty odpovídají menším mnohoúhelníkům a obráceně. Užitečným přístupem ke stanovení příslušného počtu jádrových bodů či mnohoúhelníků je vypočítat množství mnohoúhelníků umělé, hypotetické, stejné velikosti a tvaru, jež by bylo potřeba k naplnění žádoucí formovací struktury. Za předpokladu běžných jednotek měření plocha formovací struktury (délka krát šířka), dělená druhou mocninou součtu průměru mnohoúhelníku a mezery mezi mnohoúhelníky, bude dávat žádoucí číselnou hodnotu N (zaokrouhlenou na nejbližší celé číslo). Tento vzorec bude v následující podobě rovnice:

Xmax Ymax

N =------------------------------------------------(průměr mnohoúhelníku + mezera mezi mnohoúhelníky)²

Pro další krok je zapotřebí generátoru náhodných čísel. Může být použit jakýkoli generátor náhodných čísel známý těm, kdo jsou kvalifikovaní v příslušné technice, včetně těch které vyžadují

nasazené číslo nebo využívající objektivně stanovení výchozí hodnoty jako je chronologický čas. Mnoho generátorů náhodných čísel funguje tak, že poskytuje číslo mezi nulou a jedničkou (0-1) a zde následující pojednání předpokládá použití takovéhoto generátoru. Může být rovněž použit generátor s odlišným výstupem, jestliže je určitý výsledek převáděn na nějaké číslo mezi nulou a jedničkou či jestliže jsou použity faktory vhodné konverze.

Je napsán počítačový program k řízení generátoru náhodných čísel po žádoucí počet opakování, ke generaci tolika náhodných čísel, jež je žádoucí aby se rovnaly dvojnásobku žádoucího počtu bodů nukleace, vypočítaných výše. Když jsou tato čísla generována, alternativní čísla jsou násobena buď maximálním rozměrem X nebo maximálním rozměrem Y, ke generaci nahodilých párů souřadnic X a Y, všech majících hodnoty X mezi nulou a maximálním rozměrem X a hodnoty Y mezi nulou a maximálním rozměrem Y. Tyto hodnoty jsou pak uloženy jako páry (X, Y) souřadnic rovnajících se počtem počtu jádrových bodů.

Jestliže je ke generaci výsledného vzoru použit způsob popsaný v předcházejícím odstavci, tento vzor bude opravdu nahodilý. Tento opravdu nahodilý vzor bude mít, svou povahou, velké (široké) rozdělení mnohoúhelníkových velikostí a tvarů, což může být v některých případech nežádoucí. Například, velká distribuce mnohoúhelníkových velikostí může vést k velkým variacím vlastností struktury v jejích různých regionech a může vést k potížím ve formování struktury, závisejícím na zvoleném způsobu formování. Aby se zajistil určitý stupeň řízení nad stupněm nahodilosti spojené s generací umístění jádrových bodů, je zvolen řídící faktor či omezení, zde pak dále nazývaný jako beta (β) (Toto omezení omezuje blízkost umístění sousedních jádrových bodů prostřednictvím zavedení vyloučené vzdálenosti, E, která představuje minimální vzdálenost mezi jakýmikoli dvěmi přilehlými jádrovými body. Tato vyloučená vzdálenost, E, se počítá následovně:

2β

E =-----------<λπ kde lambda je počet hustoty bodů (bodů na jednotku plochy) a beta se pohybuje v rozmezí 0-1.

Aby se uskutečnilo řízení stupně nahodilosti, je první bod nukleace (jádrový bod) umístěn jak je to popsáno výše. Potom je zvolena beta a z výše uvedené rovnice je vypočítáno E. Všimněte si, že beta, a tudíž E, zůstane konstantní v průběhu umisťování jádrových bodů. Pro každou následnou souřadnici bodu nukleace (X, Y) , jež je generována, je počítána vzdálenost od tohoto bodu ke každému jinému jádrovému bodu, který již byl umístěn. Jestliže bude tato vzdálenost pro jakýkoli bod menší než E, tyto nově generované souřadnice (X, Y) jsou vymazány a je generován nový soubor. Tento postup je opakován, dokud nejsou úspěšně rozmístěny všechny body N. Jestliže bude beta=O, pak je vzdálenost vyloučení nula a vzor bude skutečně nahodilý. Pokud bude beta=l, vzdálenost vyloučení se bude rovnat nejbližší sousední vzdálenosti pro šestiúhelníkově těsně naměstnané seskupení. Volení hodnoty beta mezi 0 a 1 umožňuje řízení nad stupněm nahodilosti mezi těmito dvěmi krajnostmi.

Jakmile je vypočítán a uložen úplný soubor jádrových bodů, je provedena triangulace podle Delaunaye, jako předchozí krok ke generování ukončeného mnohoúhelníkového vzoru. Užití triangulace podle Delaunaye v tomto postupu zakládá jednodušší, ale matematicky ekvivalentní alternativu opakovanému růstu mnohoúhelníků z jádrových bodů simultánně jako kružnic, jak je to popsáno v teoretickém modelu výše. Tématem za provedením této triangulace je generování souborů třech jádrových bodů formujících trojúhelníky, takže kružnice sestavená tak, že prochází těmito třemi body, nebude obsahovat žádné jiné jádrové body uvnitř této kružnice. K provádění triangulace podle Delaunaye je napsán počítačový program k sestavení každé možné kombinace třech jádrových bodů, s každým jádrovým bodem s přiděleným unikátním číslem (celým číslem) pouze pro identifikační účely. Poloměr a souřadnice středového bodu jsou pak vypočteny pro kružnici, která prochází každým souborem třech trojúhelníkově uspořádaných bodů. Souřadnicová umístění každého jádrového bodu nepoužitá k vymezení konkrétního trojúhelníku jsou pak porovnávána se souřadnicemi dané

kružnice (poloměr a středový bod), ke stanovení toho zda jakýkoli z jiných jádrových bodů spadá dovnitř kružnice daných třech bodů zájmu. Jestliže sestavený kruh pro tyto tři body projde zkouškou (žádné jiné jádrové body nespadají dovnitř tohoto kruhu), pak jsou tyto tři body, jejich souřadnice X a Y, poloměr kruhu, a souřadnice X a Y středu kruhu uloženy. Jestliže sestavená kružnice pro tyto tři body neprojde danou zkouškou, žádné výsledky se nezachovávají a výpočet postupuje k dalšímu souboru třech bodů.

Jakmile je triangulace podle Delaunaye ukončena, je pak provedeno Voroného mozaikování prostoru-2, ke generaci hotových mnohoúhelníků. Aby se provedlo toto mozaikování, každý jádrový bod vrchol Delaunayova trojúhelníku formuje střed Pak je sestaven obrys tohoto mnohoúhelníku postupným (sekvenčním) spojováním středových bodů opsaných kružnic každého Delaunayova trojúhelníku jenž obsahuje tento vrchol, postupně způsobem podle hodinových ručiček. Uložení těchto bodů středu kružnice v opakujícím se pořadí jako ve směru hodinových ručiček umožňuje aby souřadnice vrcholů každého mnohoúhelníku byly ukládány postupně skrze celé pole jádrových bodů. Při generování těchto mnohoúhelníků je prováděno porovnání tak, že všechny na hranicích daného vzoru jsou z daného protože tyto nebudou vymezovat úplný uložený jako mnohoúhelníku.

do sebe vzájemně s tímto vynálezem, vrcholy trojúhelníku výpočtu vynechány, mnohoúhelník.

Jakmile je generován dokončený vzor zabírajících dvoj rozměrových tvarů, v souladu tato síť do sebe zapadajících tvarů je využita jako návrh pro jeden povrch struktury ze struktury (pásu) materiálu se vzorem definujícím tvary základen troj rozměrových, dutých výčnělků zformovaných z původní rovinné struktury výchozího materiálu. Aby se dosáhlo této formace výčnělků z na počátku rovinné struktury výchozího materiálu, je vytvořena vhodná formovací struktura obsahující negativ žádoucí hotové troj rozměrové struktury, jejíž výchozí materiál je přinucen přizpůsobit se vyvíjením vhodných sil, dostatečných k permanentnímu deformování tohoto výchozího materiálu.

Z dokončeného datového souboru souřadnic vrcholu mnohoúhel23 níků může být prováděn výstup z dokončeného vzoru mnohoúhelníků. Tento vzor může být využit tradičním způsobem jako vstupní vzor pro postup leptání kovové šablony, ke zformování nějaké troj rozměrové formovací struktury, vhodné pro formování materiálů tohoto vynálezu. Jestliže je žádoucí větší mezera mezi mnohoúhelníky, může být napsán počítačový program přidávající jednu nebo více paralelních čar ke každé straně mnohoúhelníku aby se zvětšila jejich šířka (a odtud zmenšila o odpovídající množství velikost mnohoúhelníků).

Počítačový program popsaný výše přednostně poskytuje jako svůj výstup soubor počítačové grafiky (.TIFF). Z tohoto datového souboru může být vytvořen fotografický negativ pro použití ve fotoleptacím postupu k leptání negativních otisků do podkladového materiálu, aby odpovídal mnohoúhelníkovým tvarům žádoucího komolého jehlanu (kuželu) v dokončené struktuře materiálu. Alternativně, v závislosti na žádoucím postupu generování negativ formující struktury pro formování hotové struktury, může být žádoucí přizpůsobit výstup počítačového programu k dodávání bodů souřadnic atd., mnohoúhelníkových zahloubení, takovému jak by se prokázal užitečným, jestliže by měl být použit mechanický postup. Navíc, kdyby bylo žádoucí zformovat vnitřní vzor, počítačový výstup by mohl být přizpůsoben tak, aby poskytoval žádoucí informace formujícímu zařízení v rozsahu, v němž se může odlišovat než pro negativní (vnější) vzor.

K poskytnutí další ilustrace účinku zvyšujících se úrovní omezení, dosažených rozmanitými hodnotami beta, Obrázky 3-5 poskytují půdorysný pohled na troj rozměrové plošné materiály 10 sestavené použitím hodnot beta 0,25, 0,5 a 0,75. Jak je možno vidět na Obr. 3-5, hodnota beta 0,25 (t.j. v nižší části rozmezí od 0 do 1) dává daleko větší kolísání mezery od středu ke středu jádrových bodů a takto výsledné mnohoúhelníky, než hodnota beta = 0,75 (t.j. ve vyšší části rozmezí od 0 do 1). Tento stupeň variace v mezeře rozmístění od středu ke středu se rovněž v geometrickém smyslu promítá do odpovídajícího stupně kolísání v počtu stran výsledných mnohoúhelníků, stejně jako velikosti mnohoúhelníku, o jejichž účincích bylo pojednáno výše. Aby se ve výsledném vzoru mnohoúhelníků produkovala žádoucí úroveň „amorfnosti (zřejmě neuspořádanosti, pozn. překl.), současně přednostní hodnota je beta = 0,75, ale tato hodnota může být zajisté upravena podle potřeby tak, aby vyhovovala konkrétnímu použití. Obr. 1 je mikrosnímek zvýrazňující trojrozměrový plošný materiál zformovaný využitím vzoru generovaného pomocí hodnoty beta = 0,75.

Obr. 6 je graf znázorňující plochu mnohoúhelníku (ve čtverečních tisícinách palce, t.j. 0,0064 cm²) versus množství mnohoúhelníků vystavujících danou plochu pro trojrozměrové plošné materiály z Obr. 3 a 5 (beta = 0,25 a 0,75, v tomto pořadí). Jak je znázorněno na Obr. 6, rozdělení plochy mnohoúhelníků se zmenšuje, když se omezení (beta) zvětšuje. Řečeno jinak, méně omezený vzor vykazuje širší rozpětí mnohoúhelníkových velikostí než více omezený vzor. Oba materiály byly připraveny použitím výše uvedeného způsobu s měřítkem provedená 711 mnohoúhelníků na cm²) , s mezerou mezi přilehlými mm). Vzory znázorněné na Obr. 3 a jsou každý částí vzoru použitého ke generaci údajů přítomných na Obr. 6.

čtvereční palec (asi 110 na mnohoúhelníky 0,015 palce (0,38

Obr. 7 je graf znázorňující podobné porovnání tomu na Obr. 6, ale znázorňuje horní a dolní meze plochy mnohoúhelníků v procentech pro trojrozměrové plošné materiály na Obr. 3 a 5 (beta = 0,25 a 0,75 respektive) pro daný vzorek či velikosti plochy „rámu (ve čtverečních palcích, 1 palec = 6,45 cm²) v daném vzoru. Pro tento obrázek byly použity stejné vzory jaké byly použity pro Obr. 6. Jak je znázorněno na Obr. 7, změna v ploše testovacího rámu postihuje rozpětí mnohoúhelníkové plochy v procentech pro daný vzor. Když se plocha testovacího rámu zmenšuje, kolísání v procentech mnohoúhelníkové plochy se zvětšuje. A z toho, když se plocha testovacího rámu zvětšuje, za jistým bodem zůstává mnohoúhelníková plocha v procentech v daném vzoru konstantní. Účinek omezení na toto kolísání je znázorněn na Obr. 7, protože více omezený materiál z Obr. 5 vykazuje užší rozpětí mnohoúhelníkové plochy v procentech a sbíhá se do konstantní mnohoúhelníkové plochy v procentech, když je dosažena plocha rámu asi 4 čtvereční palce (26,8 cm²), zatímco méně omezený

materiál na Obr. 3 vykazuje širší rozpětí mnohoúhelníkové plochy v procentech a nesbíhá se do konstantní procentní mnohoúhelníkové plochy, dokud není dosaženo plochy rámu alespoň asi 8 čtverečních palců (26,8 cm²). Dále, pro konsistenci (soudržnost) fyzikálních vlastností v dané struktuře, více omezená mozaikování vykazují menší kolísání v plošné hustotě, t.j. umístěném počtu výčnělků a odpovídajících zahloubení výčnělků na jednotku plochy.

Založeno na údajích poskytnutých na Obr. 6 a 7 bude zřejmé, že do vzorů generovaných podle přednostního způsobu tohoto vynálezu může být navržena (provedena) předvídatelná úroveň soudržnosti, ačkoli je uvnitř určitého vzoru zachována amorfnost (neuspořádanost). Podle toho mohou být troj rozměrové, neuspořádaně vzorované, zapadávání do sebe odolávající materiály formovány se statisticky předvídatelnými geometrickými a fyzikálními materiálovými vlastnostmi.

Odkazuje opět na dané výkresy a konkrétněji na Obr. 5, na němž je znázorněn půdorysný pohled na příkladný troj rozměrový, zapadání do sebe odolávající plošný materiál tohoto vynálezu, jenž je celkově označený jako 10. Obr. 5 představuje neuspořádaný dvoj rozměrový vzor vytvořený výše popsaným způsobem použitím faktoru omezení 0,75. Materiál 10 má mnohost nestejně tvarovaných a velkých, přednostně dutých výčnělků 12, obklopených mezi sebou mezerami či sedly 14, jež jsou přednostně vzájemně propojeny a formují spojitou síť mezer uvnitř tohoto neuspořádaného vzoru. Obr. 5 rovněž znázorňuje rozměr A, který představuje šířku mezer 14, měřenou jako v podstatě kolmou vzdálenost mezi přilehlými, v podstatě paralelními stěnami v základně daných výčnělku. V přednostním ztvárnění je šířka mezer 14 přednostně v podstatě konstantní v celém vzoru výčnělků.

Výčnělky 12 tohoto vynálezu jsou vytvářeny s v podstatě nestejnou velikostí a tvarem, takže materiál 10 může být navíjen do válce bez toho aby docházelo k zapadání do sebe mezi vrstvami materiálu uvnitř tohoto válce. Charakteristického rysu odolávání zapadání do sebe je dosaženo, protože neuspořádaný vzor výčnělků, jak pojednáno výše, omezuje schopnost lícní strany jedné vrstvy vyrovnat se (v ose) se zadní plochou další vrstvy, čímž výčnělky jedné vrstvy vstupují do zahloubení zformovaných za každým výčnělkem v přilehlé vrstvě. Výhodou úzkých mezer s konstantní šířkou mezi výčnělky je to, že výčnělky 12 nemohou také vstupovat do mezer 14, když jsou vrstvy materiálu 10 umístěny lícními plochami k sobě.

Výčnělky 14 jsou přednostně rozmístěny oč středu ke středu průměrnou vzdáleností přibližně dvou průměrů základny výčnělku, či aby se minimalizoval objem zahloubení mezi danými výčnělky a tudíž množství mezi nimi umístěné látky (substance). Pro aplikace, se kterými se počítá, že výčnělky budou deformovatelné, mají výčnělky 14 přednostně výšky, jež jsou menší než jejich průměry, takže když se deformují, deformují se v podstatě obrácením a/nebo drcením (mačkáním) podél osy, jež je v podstatě kolmá k rovině daného materiálu. Tento tvar výčnělku a způsob deformování brání 14 aby se přehýbaly ve směru paralelním k rovině takže tyto výčnělky nemohou blokovat substanci (je-li nějaká) v zahloubení mezi nimi od kontaktu s výčnělkům materiálu, přítomnou cílovým povrchem. Vraceje se

1, je stručně zpátky k mikrosnímku na Obr. znázorněn příkladný výčnělek 12 v příkladném zformovaném stavu, zatímco příkladný výčnělek 13 je znázorněn v deformovaném stavu, v němž horní středový díl tohoto výčnělku byl zatlačen směrem dolů tak, že výčnělek se zhroutil v postatě otočením na sebe samotný. Taková deformace tímto snižuje výšku výčnělku bez protahování se ven přes přilehlé zahloubení či mezeru mezi výčnělky.

Obr. 8 a 9 znázorňují fragmentární pohled bočním průřezem materiálu 10 provedeným v poloze, kde je vidět v průřezu celý kompletní výčnělek 12 a obě zahloubení či mezery V4. Obr. 8 znázorňuje troj rozměrovou strukturu z Obr. 5 samotnou, bez žádného adheziva či jiné látky přidané do základního plošného materiálu. Na tomto pohledu je horní povrch struktury, jenž je otočený k divákovi na Obr. 5 a jenž obsahuje vyčnívající části výčnělků 12, označen číslicí 15 a odkazuje se zde na něj dále jako na vnitřní (resp. zasunovací) stranu materiálu. V souladu s tím, spodní β · · · · * * ···· • ·· · · ··· · · · · ······» · · •«· «· ·· · · · · ·»

2Ί povrch struktury, otočený od diváka na Obr. 5, jenž obsahuje otvory dutých částí výčnělků 12, je označen číslicí 17, a odkazuje se zde na něj dále jako na vnější stranu materiálu.

Obr. 9 znázorňuje strukturu z Obr. 5, analogicky k Obr. 8, ale se substancí (látkou) 16, přidanou do mezer 14, stejně jako do duté spodní strany výčnělků 12, v souladu s obsahem společně přidělené, společně projednávané, současně podané patentové přihlášky US, pořadového čísla ( ) na seznamu jednání č. 5922R, podané 8. listopadu 1996, jménem Kenneth S. McGuire a Peter W. Hamilton, názvu Materiál mající substanci chráněnou deformovatelnými výčnělky a způsob jeho výroby, jejíž obsah je zde tímto v tomto materiálu zapracován referencí. Látka 16 částečně naplňuje prostory 14, takže vnější povrch výčnělků 12 zůstává vnější k úrovni povrchu látky 16 tak, že dané výčnělky brání látku 16 na vnitřní straně materiálu od kontaktu s vnějšími povrchy. S ohledem na zasunovací stranu materiálu, látka 16 částečně vyplňuje duté výčnělky tak, že obrácená strana těchto zahloubení či mezer mezi příslušnými výčnělky slouží analogické funkci při ochraně látky 16 uvnitř daných výčnělků od provádění kontaktu s vnějšími povrchy. Substance uvnitř různých stran materiálu 10 a/nebo uvnitř různých geometricky odlišných zón uvnitř strany materiálu 10 nemusí být stejnými látkami a mohly by být ve skutečnosti různými látkami, sloužící zřetelně odlišným funkcím.

Substance (látka) je v tomto vynálezu definována jako jakýkoli materiál, schopný držet se v otevřených sedlech a/nebo zahloubeních nějaké troj rozměrové struktury. V tomto vynálezu může pojem substance znamenat tečení schopnou látku, jež je v podstatě netekoucí před dodáním do cílového povrchu. Substance může rovněž znamenat materiál, který vůbec neteče, jako je vláknitý či jiný vzájemně do sebe zapadající (závěrný) materiál. Může jí být nějaké fluidum nebo tuhá látka. K udržováni těchto látek v daných sedlech a/nebo zahloubeních mohou být použita adheziva, elektrostatika, mechanické vzájemné blokování, kapilární přitahování, povrchová adsorpce a tření. Tyto látky mohou být v

Λ<9 ·«·

I · · » · ··· • · ··· 4· a · · · ·· »· ·· « Τ · · • · a setrvávající na místě a nějakého kroku aktivace.

daných sedlech a/nebo zahloubeních drženy permanentně, či se zamýšlí, že z nich budou uvolněny, když budou vystaveny kontaktu s vnějšími povrchy anebo když je daná trojrozměrové struktura deformována, ohřátá či jinak aktivována. Současným zájmem tohoto vynálezu jsou substance jako jsou gely, pasty, pěny, prášky, aglomerované částice, prily (prills), mikroupouzdřené tekutiny, vosky, suspenze, tekutiny, a jejich kombinace.

Prostory v trojrozměrné struktuře tohoto vynálezu jsou normálně otevřené, tudíž je žádoucí mít příslušné látky jako ne vytékající z dané struktury bez Krokem aktivace tohoto vynálezu je přednostně deformace trojrozměrné struktury stlačením. Avšak, tímto aktivačním krokem způsobujícím tečení určité látky by mohlo být ohřátí daného materiálu nad pokojovou teplotu či ochlazení pod pokojovou teplotu. Či by to mohlo obsahovat poskytnutí sil překonávajících zemskou gravitaci. Nebo by to mohlo rovněž obsahovat jiné deformující síly, jako jsou tažné síly a kombinace těchto aktivačních fenoménů.

Pojmem deformovatelný materiál se zamýšlí obsáhnout folie, polymerové vrstvy, látku, tkané či netkané materiály, papír, celulózové vláknité vrstvy, ko-extrudáty, lamináty a jejich kombinace. Vlastnosti zvoleného deformovatelného materiálu mohou obsahovat, ačkoli na ně nejsou omezeny, kombinace či stupně toho, že jsou: porézní, neporézní, mikroporézní, plynem či tekutinou prostupné, neprostupné, hydrofilní, hydrofobní, hydroskopické, oleofilní, oleofobní, s vysokým kritickým povrchovým napětím, s nízkým kritickým povrchovým napětím, s předem texturovaným (strukturovanou úpravou) povrchem, elasticky poddajné, plasticky poddajné, elektricky vodivé a elektricky nevodivé. Příkladné materiály obsahují dřevo, kov, tuhou polymerovou surovinu, keramiku, sklo, tvrzenou pryskyřici, termosetové materiály, zesítěné materiály, pryž, zmrazené tekutiny, beton, cement, kámen, umělé materiály atd. Tyto materiály mohou být homogenní anebo s kombinacemi složení.

V obzvláště přednostním ztvárnění mají výčnělky 14 průměrný • · · · • · · ···· · ····· ·· ·· ·· n průměr základny od asi 0,015 palce (0,038 cm) do asi 0,030 palce (0,076 cm), a přednostněji asi 0,025 palce (0,064 cm). Tyto mají rovněž průměrnou mezeru od středu ke středu od 0,03 palce (0,08 cm) do 0,06 palce (0,15 cm), a přednostněji mezeru asi 0,05 palce (0,13 cm). Toto má za následek hustotu velkého množství výčnělků. Čím je více výčnělků na jednotku plochy, tím tenčí kus materiálu a stěny výčnělků mohou být, aby odolávaly dané deformační síle. V přednostním ztvárnění počet výčnělků na čtvereční palec (6,45 cm²) přesahuje 200 (t.j. 31 výčnělků na cm²) výčnělky zabírají od asi 30% do asi 70% strany s výčnělky daného kusu materiálu. Mají výšku výčnělku od asi 0,004 palce (0,010 cm) do 0,012 palce (0,030 cm), a přednostně výšku asi 0,006 palce (0,015 cm). Přednostním materiálem je polyethylén s vysokou hustotou (HDPE) s nominální tloušťkou 0,0003 palce (0,0076 mm).

Pro výrobu adhezivo obsahujícího, troj rozměrového, zapadání do sebe odolávajícího plošného materiálu je přednostní vrstvou substance 16 přednostně latexové samolepící adhezivum, asi 0,001 palce (0,025 mm) tlusté. Ještě přednostněji může být vrstva této látky 16 asi 0,0005 palce (0,013 mm) do asi 0,002 palce (0,051 mm) tlustou vrstvou teplotavného adheziva značky Fuller HL-2115X, vyráběného firmou H.B. Fuller Co. of Vadnais Heights, MN. Může být použito jakékoli adhezivum, které vyhovuje potřebám aplikace materiálu. Adheziva mohou být znovuupevnitelná, uvolnitelná, permanentní anebo jiná. Velikost a rozmístění (mezera) výčnělků je přednostně volena tak, aby poskytovala spojitou dráhu adheziva obklopující výčnělky, takže s cílovým povrchem mohou být provedena vzduchotěsná uzavření.

Foliové materiály mohou být vyráběny z homogenních pryskyřic anebo jejich směsí. Uvnitř struktury folie se počítá s jedinou anebo vícenásobnými vrstvami, ať koextrudovanými (spluvytlačovanými), potaženými extruzí (vytlačováním), laminovanými či spojenými jinými známými prostředky. Klíčovým atributem foliového materiálu je to, že je formovatelný aby produkoval výčnělky a zahloubení. Užitečné pryskyřice obsahují polyethylén, polypropylén, PET, PVC, PVDC, latexové struktury, nylon atd.

Polyolefinům se celkově dává přednost, kvůli jejich nižší ceně a snadnosti formování. Přednostní tloušťky materiálu jsou asi 0,0001 palce (0,0025 mm) až do asi 0,010 palce (0,25 mm). Přednostnější tloušťky jsou od asi 0,0002 palce (0,005 mm) do asi 0,002 palce (0,051 mm). Ještě přednostnější tloušťky jsou od asi 0,0003 palce (0,0076 mm) do asi 0,001 palce (0,025 mm).

Zajištění modulu folie s dostatečně vysokou elasticitou k minimalizaci roztahování folie během použití je prospěšné k utěsnění materiálu 10 k cílovému povrchu. Roztažená folie má za následek reziduální síly, paralelní k rovině adhezního kontaktu, což může způsobit, že se slabé adhezní spojení přeruší. Čím jsou větší a těsněji rozmístěné výčnělky, tím větší je pravděpodobnost výskytu roztažení vyskytujícího se v dané folii. Ačkoli se má za to, že elasticita je v materiálu 10 nežádoucí pro použití jako obal kontejneru, který se uzavírá (těsní) ke kontejneru, existuje zde potenciálně mnoho jiných použití pro elastický materiál obsahující nějaký vzor substance (látky). Omezení rozmístění výčnělku na nejtěsnější možné rozmístění, jež je vyrobitelné, může zvyšovat roztažení materiálu, ale může to být prospěšné při redukování objemu látky mezi výčnělky. Různá použití pro zformovaný materiál tohoto vynálezu budou diktovat ideální velikost a hustotu výčnělků, stejně jako volbu substancí s nimi použitých.

Materiálová vlastnost nosné pevnosti troj rozměrového plošného materiálu byla zmíněna výše v souvislosti s nosnou pevností zabraňující významnému zapadání do sebe jakékoli části materiálu obklopujícího daný výčnělek, i v případě, že se tento výčnělek sám nalézá ležící přes jediné odpovídající anebo větší zahloubení slučitelného tvaru, protože výčnělky obklopující tento jediný výčnělek zájmu se budou odlišovat velikostí, tvarem a rozmístěním od těch, jež obklopují druhý výčnělek/zahloubení. Nosná pevnost je tudíž důležitým faktorem k uvážení, když se volí určitý typ materiálu a tloušťka, stejně jako hustota a vzor výčnělků. Bylo pozorováno obecně, že větší počty menších výčnělků poskytují větší úroveň nosné pevnosti pro daný typ materiálu a tloušťku, než menší množství větších výčnělků. Řečeno jinak, mohou být použity tenčí a přizpůsobitelnější materiály a stále ještě realizovat výhody nezapadání do sebe tohoto vynálezu použitím neuspořádaného vzoru, majícího celkově porovnatelně malé výčnělky s porovnatelně velmi vysokou hustotou.

Má se zato, že velikost výčnělku, tvar a rozmístění, vlastnosti materiálu struktury jako je modul ohybu, tuhost materiálu, tloušťka materiálu, tvrdost, deflekční teplota, stejně jako postup formování, určují pevnost určitého výčnělku. Formovací postup je například důležitým u polymerových folií, protože formování za studená či ražení (vytlačování), generuje reziduální napětí a různé distribuce (rozdělení) tlouštěk stěn, než jaká jsou produkována tepelným formováním při zvýšených teplotách. U některých aplikací je žádoucí poskytnout tuhost (odolnost vůči deformaci), která je dostatečná k vydržení tlaku alespoň 0,1 libry na čtvereční palec (0,69 kPa), bez v podstatě zdeformování výčnělků tam kde určitá látka (substance) kontaktuje vnější povrch. Příkladem tohoto požadavku by byla potřeba navíjet danou strukturu na(do) válec pro přepravu a/nebo vydávání. Dokonce i u velmi nízkých navíjecích tlaků 0,1 libry na čtvereční palec (0,69 kPa) může reziduální tlak svinutí ve vnitřku válce dostatečně deformovat výčnělky ve struktuře a přivést překrývající se vrstvy struktury do kontaktu s danou substancí. Je požadována prahová tuhost výčnělku, aby nedošlo k výskytu tohoto navíjecího poškození. Podobně tak, když je daná struktura uložena anebo vydávána jako jemné (či nenápadné) listy, tato prahová tuhost je vyžadována aby se předešlo předčasné aktivaci tohoto produktu v důsledku váhy přes sebe ležících vrstev listů, či jiných sil jako jsou síly zaváděné vibracemi při dopravě, špatným zacházením, upuštěním a podobně.

Jestliže se použije troj rozměrová struktura tohoto vynálezu jako páskový anebo obalový uskladňovací materiál, například, povrchy vnějšího kontaktu mohou být buď přizpůsobivé anebo tuhé a planární (plošné, resp. rovinné)) či neplanární. Deformaci troj rozměrové struktury se dává přednost pro použití s tuhým • · cílovým povrchem. Jestliže je daná substance adhezivum a cílem je uvolnitelné přilínání k nějakému cílovému povrchu po deformaci struktury, pak je důležitý stupeň adheze. U skladovacího obalu, kde je uvolnitelnost po adhezi nezbytná, se adhezní síly při odtrhování přednostně měří prostřednictvím způsobu t.zv. Pressure Sensitive Tápe Council Method PSTC-1. Proužek folie dlouhý 12 palců (30,5 cm) krát 1 palec (2,54 cm) široký je jednou válcován proti hladkému povrchu nerezavějící oceli rychlostí 12 palců (30,5 cm) za minutu, za použití 4,5 librového (2,04 kg) válečku, a pak testován jako mající maximální hodnotu adhezní síly při odtrhování pohybující se v rozmezí od asi 1 do asi 50 uncí/palec (0,012 až 0,600 kg/cm) , přednostněji od asi 1 do asi 2,5 uncí/palec (0,012 do 0,027 kg/cm) šířky proužku.

Pro uskladňovací obal je žádoucí minimální adheze udržující těsnění (uzavření), takže je obal lehce odloupnut pro přístup k uloženému produktu(ům). Inverze (obrácení) výčnělků, zejména těch vyrobených z HDPE (PE s vysokou hustotou, překl.), minimalizuje návrat výčnělku („skočení zpět) zpátky, takže není nutná vyšší adheze aby se zabránilo selhání relativně slabých těsnění. V tomto ztvárnění je žádoucí, aby tyto výčnělky zůstaly nehybné či nepružné potom co jsou obráceny či rozmačkány, nicméně pružný výčnělek by mohl být použit, například tam kde se s ním počítá pro permanentní spoj, kde agresivní adhezivum překonává jeho skočení zpátky. Pružný výčnělek může být rovněž žádoucí tam, kde se počítá s opakovaným použitím daného materiálu.

Modus deformace a síla mohou být ovlivněny profilem tloušťky boční stěny, aby se zajistily žádoucnějši výsledky. Boční stěna výčnělku připojuje nejvnější část výčnělku k nezformovanému materiálu přilehlému k obvodu základny daného výčnělku. Boční stěna jak je vymezena může rovněž obsahovat obvodový region (obiast)v podstatě uvnitř nejvnější části, jenž je podstatně tenčí než je vnitřní region nejvnější části. Má se za to, že výčnělky kde alespoň části bočních stěn jsou podstatně tenčí než nezformovaný materiál přilehlý k obvodu základny daného výčnělku, jsou pro deformaci uživatelem přednostní. Boční stěny, jež jsou také podstatně tenčí v alespoň části boční stěny v porovnání s materiálem v nejvnější části výčnělku, také prospěšně sešikmují deformaci, takže nastává primárně uvnitř struktury boční stěny.

Ve strukturách obsahujících relativně malé výčnělky, jak je nalézáme u vzorů s vysokou hustotou výčnělků, mohou být takové tenčí tloušťky boční stěny obzvláště užitečné.

Výčnělky 12 mají boční stěny 22, které se stávají tenčími když jsou tyto výčnělky zformovány 12, aby se pomohlo zajistit, že se výčnělky 12 deformují tak jak je zamýšleno. Polyethylénu s vysokou hustotou se dává přednost před polyethylénem s nízkou hustotou kvůli tomu, že dříve jmenovaný může být vyráběn tenčím pro stejnou pevnost deformace výčnělku a protože, jakmile jsou jednou deformovány, výčnělky z HDPE nemají tendenci se navracet směrem ke svému nedeformovanému původnímu uspořádání, jako tak činí výčnělky z LDPE.

Výčnělky 12 mají přednostně konvexní (vypuklý) tvar základny mnohoúhelníku, jehož formace je zde dále popsána. Konvexním mnohoúhelníkovým tvarem se míní, že základny výčnělků mají vícenásobné (tři nebo více) lineární strany, jež neformují s jakoukoli přilehlou stranou žádný externě měřený úhel menší než 180°. Ovšemže alternativní tvary základny jsou stejně užitečné. Avšak má se za to, že tento přednostní tvar základny se vytváří nej snadněji. Mnohoúhelníky přednostně do sebe vzájemně zapadají v rovině spodního či vnějšího povrchu 17, jako v mozaikování, k zajištění konstantní mezery šířky mezi nimi. Šířka A mezer 14 může být zvolena v závislosti na objemu látky (substance) žádoucí mezi výčnělky. Šířka A je přednostně vždy menší než je minimální rozměr výčnělku jakéhokoli množství výčnělků 12 . Plocha zaujímaná mnohostí výčnělků 12 je přednostně od asi 30% do asi 70%, přednostněji asi 50%, použitelné plochy materiálu 10 jak měřena souběžně k rovině 20.

Obr. 10-13 uvádějí vhodný způsob a zařízení pro výrobu materiálu 10, způsob je celkově označen jako způsob 30. Způsob 30 je příkladným a může být modifikován či přizpůsoben tak, aby seděl konkrétní velikosti, složení atd. výsledného materiálu 10. Způsob • · · · ··· ···· • · · · ···· · ·· · ······· · · • · · · · · · · · · · ·· používá formovací povrch 32, jímž je přednostně trojrozměrové šablona mající zahloubení 34 a povrchy 36 mezi zahloubeními 34. Tato formovací struktura bude zakládat strukturu formování vnějšího typu, která bude při použití formovat odpovídající vnitřní výčnělky ve strukturu kontaktující straně formovaného materiálu. Alternativně by formovací povrch 32 mohl obsahovat troj rozměrovou formovací strukturu vnitřního typu tím, že má zvednuté kolíčky (výčnělky) 34 žádoucího mnohoúhelníkového tvaru se zahloubeními 36 mezi a okolo těchto útvarů 34. Při použití bude formovací struktura formovat odpovídající vnější zahloubení ve strukturu kontaktující straně formovaného materiálu.

Konkrétněji, Obr. 10 uvádí formovací povrch, jenž by mohl být použit ke zformování odpovídajícího troj rozměrového materiálu 10, jaký je uveden na Obr. 5. Když je materiál 10 tepelně formován přes formovací povrch 32, výčnělky 12 jsou přednostně formovány jejich vtažením do zahloubení 34 pomocí vakua, když je materiál 10 zahřát na teplotu změkčení, a pak udržováním těchto výčnělků 12 vtažených do zahloubení 34, zatímco se materiál 10 chladí na tuhnoucí teplotu. V tomto způsobu povrchy 36 definují základny mezer 14 mezi výčnělky 12. Výčnělky 12 jsou přednostně formovány s bočními stěnami 22, jež jsou téměř kolmé k rovině 20 jak je to možné, ale s určitým typickým zkosením. Nejvnější zakončení výčnělků .12 mohou být kupolovité či více zkoseného tvaru tak, aby formovaly komolé jehlany (kužele) odpovídajícího mnohoúhelníkového tvaru.

Materiál 10 může být vakuově tepelně formovaný, vyrážený, hydroformovaný, či formovaný jinými formovacími prostředky běžně známými v dané technice pro permanentní formování tenkých materiálů.

Obr.

obsahuj ící obklopuj ící znázorňuje přednostní formovací šablonu 32, vzájemně propojené povrchy (plochy, plošky) 36, mnohoúhelníková zahloubení 34. Povrchy 36 jsou přednostně vyrobeny z nerezavějící oceli a pokryty nějakými uvolňovacím prostředkem. Nejpřednostněji je šablona 32 vyrobena do spojitého pásu 38 (?, pozn. překl.), jak je to znázorněno na Obr. 13. Šablona 32 může být alternativně použita v ploché deskovité ······ · · • · · ·» · · · · ·· podobě či zformována do tuhého válce. Obr. 12 znázorňuje částečný průřez formovací šablonou 32, provedený v poloze, jež zvýrazňuje průřez dvěmi za sebou následujícími povrchy k přiložení. Povrchy 36 mají rozměr B, který představuje šířku tohoto povrchu, která je přednostně konstantní jak měřeno mezi v podstatě paralelními okraji těchto povrchů, a rozměr T, jenž představuje tloušťku šablony.

Neuspořádaný vzor formovací šablony je přednostně generován v souladu s výše popsaným způsobem. Například, Obr. 11 je mikrosnímkem znázorňujícím perspektivní pohled na příkladnou troj rozměrovou formovací strukturu 32 mající zahloubení 34 a povrchy k přiložení 36 vhodné pro formování troj rozměrového do sebe zapadání odolávajícího plošného materiálu, jako je ten na Obr. 1.

Způsoby výroby mohou ovlivnit profil tloušťky boční stěny jako je tomu při použití formovací šablony s v podstatě přímými stěnami šablony, jež definují otvor formovací šablony. Tento postup umožňuje podstatně tenčí tloušťku boční stěny, protože daný výčnělek je volně tažen z obvodu základny do zahloubení formovací šablony do bodu kontaktu s vnitřní podložnou šablonou. Účelem této vnitřní podložně šablony je zabránit dalšímu tažení výčnělku. Tento přístup poskytuje proměnlivější profil tloušťky uvnitř bočních stěn.

Při omezování použití do praxe tohoto vynálezu bylo objeveno, že když se za příslušnou substanci (látku) používá teplotavné adhezivum, tepelné formování se chová odlišně, než když jsou zpracovávány jiné látky. Rozdíl je ten, že výčnělky, jež jsou formovány když je teplotavné adhezivum aplikováno na formující povrch, mají tendenci vykazovat více ztenčení ve svých bočních stěnách. Má se za to, že teplotavné adhezivum se ochlazuje a tuhne když kontaktuje kovový formující povrch a tímto brání materiálu struktury v kontaktu s adhezivem od tažení do zahloubení, což má za následek zahloubení stejných tlouštěk. U jiných substancí, jako je latexové adhezivum, nastává menší ztenčení bočních stěn výčnělku, předpokládané kvůli tomu, že nějaký materiál struktury v kontaktu s adhezivem na přikládacích površích, či výčnělkových površích, formovacího povrchu vtéká při tepelném formování do daných zahloubení.

Obr. 13 znázorňuje vhodný a v současnosti přednostní způsob a zařízení pro výrobu materiálu jako je materiál 10 tohoto vynálezu, což je celkově označeno jako 180. Formovaný materiál je přednostně průhledný či průsvitný, takže může být před deformováním přesně umístěn. Průhlednost, však, zavádí nový problém určování, na které straně troj rozměrové struktury je daná substance (látka) umístěna, aby se vědělo, kterou stranu umístit proti cílovému povrchu. Určení strany se substancí může být vyřešeno umístěním znaků na povrch dané troj rozměrové struktury, zbarvením této látky barevným nádechem než tato trojrozměrová struktura, či například zajištěním laminátové struktury materiálu odlišných nádechů. V případě nálepek průhlednost nemusí být zapotřebí, protože pro patřičné umístění mohou být použity okraje materiálu.

Během formování rovněž může být užitečné mikrotexturování (strukturování či dekorativní úprava, pozn. překl.) materiálu, jako je tomu při vytváření rozdílu mezi jednou stranou materiálu a druhou stranou. Mikrotexturování nejvnějších povrchových rysů dané troj rozměrové struktury může být v tomto vynálezu dosaženo, například, tažením kusu materiálu do zahloubení formovací šablony a proti nějakému mikrotexturovanému povrchu jako je vakuový buben mající v sobě malinké otvory.

Formovací šablona 181 je vedena přes vodící válec 182 a hnaný vakuový válec 184. Formovací šablona 181 je přednostně 0,005 palce (0,013 cm) tlustý, 12,5 palce (31,8 cm) široký, pás nerezavějící oceli s obvodem 6 stop (183 cm), mající žádoucí vzor výčnělku vyleptaný jako zahloubení v tomto pásu. Vnější povrch vakuového válce 184 pokrývá bezešvé niklové síto okatosti 195, průměrem 8,63 palce (21,9 cm), které slouží jako porézní podpůrný povrch pro formovací šablonu 181.

Pro výrobu materiálu obsahujícího samolepící adhezivum je substance 186, přednostně teplotavné adhezivum, nanášena na formovací šablonu 181 aplikátorem této látky 188, zatímco se formovací šablona 181 pohybuje rychlostí asi 20 stop (610 cm) za • · • · · · «·· · • · · · · · · · · ·· · • · · · · ·· ·· · · · ··· ··· · · · · · · • · · · · · · ·· «· ·· minutu. Materiál 190, například struktura folie HDPE asi 0,0005 palce (0,0013 cm) tlustá, je přiváděn do kontaktu se substancí pokrytou formovací šablonou u opěrného válečku 192 dodávaného materiálu. Horký vzduch přibližně s teplotou 600°F (316°C) a proudící v množství přibližně 11,25 SCFM (0,32 krychlového metru/minuta) je směrován radiálně na materiál 190 zdrojem horkého vzduchu 194, když tento materiál přechází přes vakuový válec 184 a když je na formovací šablonu 181 aplikováno vakuum skrze vakuový válec 184 prostřednictvím pevného vakuového rozdělovacího potrubí 196 ze zdroje vakua (není znázorněn). Když je materiál ohřátý zdrojem horkého vzduchu 194, je aplikováno vakuum přibližně 12 palců rtuťového sloupce (40,6 kPa). Zformovaný, substancí pokrytý materiál 198 je stahován z formovací šablony 181 u stahovacího válečku 200.

Formovací šablona 181 nerezavějící oceli je z více částí vytvořený, bezešvý pás. Vyrábí se v několika krocích. Vzor zahloubení je přednostně vyvinut počítačovým programem podle výše popsaného způsobu a je přednostně otištěn na diapozitiv k zajištění fotomasky pro fotoleptání. Tato fotomaska je použita k vytvoření leptaných a neleptaných ploch. Leptaný materiál je typicky nerezavějící ocel, ale může to být také mosaz, aluminium, měď, hořčík a jiné materiály obsahující slitiny. Způsoby výroby kovových šablon fotoleptáním jsou podrobně popisovány ve spoluvlastněných patentech č. 4 342 314; Radel a Thompson; 4 508 256, Radel et al.; a 4 509 908, Mullane Jr., jejichž obsah je zde dále tímto zapracován referencí.

Dodatečně může být vzor zahloubení vyleptán do fotocitlivých polymerů namísto kovů. Příklady jsou popsány spolu se způsoby výroby polymerových formovacích šablon ve společně vlastněných patentech US č. 4 514 345, Johnson et al.; 5 098 522, Smurkoski et al.; 4 528 239, Trokhan; a 2 245 025, Trokhan; jejichž obsah je zde dále tímto zapracován referencí.

Dále, formovací šablona je přeměněna do spojitého pásu prostřednictvím svaření dohromady zakončení natupo, buď použitím svařování laserem anebo elektronovým paprskem. Toto vytváří téměř nedetekovatelný svar, jenž je potřeba k minimalizování porušení ve vzoru zahloubení. Konečným krokem je pokrytí nekonečného pásu pomocí povlaku (nepřilínaného) s nízkým kritickým povrchovým napětím, jako je uvolňovací povlak řady 21000, vyráběný a používaný firmou Plasma Coatings of TN, lne., se sídlem v Memphisu, TN. Má se za to, že tímto povlakem je primárně organo-silikonová pryskyřice. Když je aplikován na formující šablonu nerezavějící oceli použitou ve způsobech tohoto vynálezu, tento povlak poskytuje kritické povrchové napětí asi 18 dynů/cm (t.j. 180⁵ Newtonu, pozn. překl.). Jiné materiály, jež se mohou prokázat jako vhodné k poskytnutí sníženého kritického povrchového napětí obsahují parafín, silikony, materiály PTFE a podobně. Tento povlak umožňuje aby byl formovaný materiál odstraněn s pásu bez nepatřičného roztahování či trhání.

Šablona formující pás se považuje za přednostní před plochou deskou nebo válcovou formovací šablonou, protože pás umožňuje aby byly vzory šablony a délky vzorů snadněji měněny a mohou být používány větší vzory bez potřeby masivních otáčejících se součástí. Avšak, v závislosti na žádoucí kvalitě a rozměrech materiálu 10 ke zformování, může být stejně vhodné provést formovací strukturu jako plochou desku anebo tuhý válec, a/nebo jiné formovací struktury a způsoby známé v dané technice.

Protože se k přenosu určité látky (substance) do materiálu používá stejné společné formovací šablony jako se používá k formování výčnělků, vzor substance je příhodně v krytí s výčnělky. V přednostním ztvárnění je horní povrch formovací šablony 32 spojitým, s výjimkou zahloubení 34, tudíž vzor substance je v tomto uspořádání zcela vzájemně propojený. Avšak, kdyby byl na formovací šablonu 32 nanesen nespojitý vzor této látky, výsledkem by byl její přerušovaný vzor mezi výčnělky.

V souladu s přednostním způsobem výroby trojrozměrného, zapadání do sebe odolávajícího, plošného materiálu 10, jsou troj rozměrové výčnělky ednotkově formovány plochy deformovatelného materiálu samotného a jsou dutými strukturami s výčnělky na jedné straně, jež přednostně každá mají nějakou velikost a trojrozměrový tvar odpovídající v podstatě velikosti a troj rozměrovému tvaru jejich příslušných výčnělků. Avšak, pro • · · · » • · některé aplikace může být rovněž žádoucí využít jednotkově tuhé výčnělky, integrálně či odděleně zformované z (a aplikované na) ploše (listu) listu materiálu a jež mohou anebo nemusí být deformovatelnými.

Obecně je přítomným vynálezem troj rozměrový, zapadání do sebe odolávající plošný materiál s neuspořádaným („amorfním) vzorem, který je vhodný pro zadržování nějaké látky (substance) od neodvratného kontaktu s vnějšími povrchy. Plošný materiál přítomného vynálezu může být využíván jako část nějaké struktury, jež je přeměnitelná na v podstatě dvoj rozměrovou strukturu prostřednictvím aplikace stlačovací síly tak, že se tato struktura hroutí a uvolňuje či vystavuje danou substanci do kontaktu s vnějším povrchem(y). Avšak, rámec tohoto vynálezu rovněž platí pro troj rozměrové struktury zadržující substance od neodvratného kontaktu, jež jsou přeměněny do v podstatě dvoj rozměrových struktur jinými prostředky než stlačením. Například, tito vynálezci zjistili, že tažná síla aplikovaná na stejnou troj rozměrovou strukturu může způsobit, že se tato bude podélně plasticky deformovat a tímto stahovat v hmatnosti či tloušťce, aby podobně vystavila či uvolnila danou substanci. Má se za to, že za dostatečného napětí se materiál mezi výčnělky deformuje v reakci na síly v rovině daného materiálu a že výčnělky jsou tímto protaženy ve stejném směru. Když jsou tyto výčnělky protaženy, jsou zmenšeny ve své výšce. Pomocí dostatečného protažení jsou výčnělky redukovány na výšku, ve které jsou substance mezi nimi, v nich, či oboje vystaveny.

Na proužek materiálu 10__ jeden palec (2,54 cm) široký, vyrobený z 0,0003 palce (0,0076 mm) tlustého HDPE (PE s vysokou hustotou, pozn. překladatele) a formovaného tak, že má výčnělky s výškou 0,006 palce (0,152 mm) a průměrem 0,030 palce (0,762 mm), umístěné 0,045 palce (1,14 mm) od sebe, tažná síla shledaná za nezbytnou ke způsobení toho aby výčnělky vystavily 0,001 palce (0,025 mm) tlustý povlak adheziva v zahloubeních mezi výčnělky, je přibližně 0,80 libry (0,36 kg) na palec (2,54 cm; t.j. asi 0,14 kg/cm) šířky proužku.

Kombinace stlačení a tažných sil může být aplikována na • · · · • · · ·ι materiál tohoto vynálezu za účelem vystavení substance z vnitřku dané troj rozměrové struktury. Ačkoli v přednostním ztvárnění tohoto vynálezu je tažná síla nutná k dosažení dostatečné deformace řečené troj rozměrové struktury, za účelem vystavení substance na vnější povrch, značně větší než je síla stlačení k dosažení stejného výsledku; může být navržena struktura, která je snadněji deformována tažnou silou použitou ve specifickém planárním (rovinném, plošném) směru. Tažné reaktivní struktury a principy za nimi stojící jsou uvedeny ve spolupřiděleném patentu US č. 5 518 801, Chappel et al., jehož obsah je zde tímto zapracován odkazem.

V dalším případě by mohlo být použito teplo, které způsobí že se tatáž struktura vyrobená ze smršťujícího se materiálu zmenší v tloušťce a podobně uvolní či vystaví určitou substanci (látku).

Příklady použití troj rozměrových plošných materiálů podle přítomného vynálezu kromě pásků, nálepek a skladovacích obalů, obsahují: napuštěné kosmetické kapesníčky, voňavé proužky obsahující mikroupouzdřené parfémy, adhezivní napuštěný poličkový a balící papír, medicinální záplaty, dodávání vzorové směsi (koření) látek zlepšujících chuť na nějaký povrch, dvoj složková adheziva, chemikálie pro předběžné ošetření prádla před praním, systémy abrazivního (obrušováním) dodávání a jiné aplikace, kde je žádoucí vyhnout se kontaktu s nějakou látkou (substancí) zadržovanou v podkladovém materiálu, dokud nemá dojít k provedení nějaké činnosti. Alternativní použití materiálu majícího troj rozměrovou strukturu, jež může být převedena na dvoj rozměrovou strukturu za účelem vystavení nějaké substance, jsou podrobněji popisována ve výše zmiňované a zapracované, společně přidělené, současně projednávané a současně podané patentové žádosti US, pořadového č. [ ], věc na seznamu projednání č. 5922R.

Jak je zde popisováno, na protilehlých lícních plochách formovaného materiálu mohou být uloženy různé substance. Na téže lícní straně daného materiálu mohou být umístěny vícenásobné substance, ať od sebe geometricky rozmístěny anebo smíseny. Tyto látky mohou být částečně vrstveny. Příkladem je vrstva adheziva přilehlá k povrchu materiálu s tuhým částicovým materiálem • · přilnutým k vystavené straně adhezní vrstvy. Navíc se zamýšlí, že pro jisté aplikace může být žádoucí mít výčnělky protahující se směrem ven z obou stran zformovaného materiálu, takže obě tyto strany jsou aktivními stranami s deformovatelnými výčnělky.

Vzor výčnělků může být vrstven na sebe buď ve stejném (podobném) rozměrovém měřítku anebo v odlišném měřítku, jako je jediný anebo vícenásobný mikrovýčnělkový vzor, umístěný na vrchních částech jiných větších výčnělků.

Ačkoli se většina předcházejícího pojednání soustřeďovala na trojrozměrové plošné materiály obsahující nějakou látku (substanci) navíc k materiálu, ze kterého je daný plošný materiál zformován, jako je samolepící adhezivum, v rámci přítomného vynálezu je třeba posuzovat trojrozměrové plošné materiály neobsahující takovéto dodatečné látky. Například, trojrozměrový (vyplňovací, rozpěrný) arch k použití jako balící obal může být formován a použit tak, aby vyplňoval duté prostory uvnitř dopravního kontejneru tak, že věc v něm upouzdřená může být v podstatě znehybněna. Další příklad takovéhoto troj rozměrového plošného materiálu je v kategorii čistících a začišťovacích prostředků jako jsou stíračky, utěrky, houby, polštářky atd. Kanálky uvnitř této trojrozměrové struktury jsou použity ke sbírání, omezování či nabírání špíny, tuhých těles, volných tekutin anebo jejich kombinací během provádění úkonů začišťování a čištění. Neuspořádaný („amorfní) vzor kanálků či zahloubení poskytuje účinné čištění důsledkem některých výhodných vlastností tohoto vzoru. Toto umožňuje efektivní čištění bez ohledu na směr vytírání a/nebo zvolenou část vzoru, která kontaktuje povrch či předmět, jež mají být čištěny. Před použitím může být do troj rozměrového plošného materiálu dodána nějaká látka (substance), která poskytuje výhodné čistící anebo začišťovací vlastnosti.

Zatímco byla znázorněna a popisována konkrétní ztvárnění přítomného vynálezu, tomu kdo je kvalifikovaným v příslušné technice je zřejmé, že je možno provádět různé jiné změny a úpravy a to aniž by se šlo za ducha a rámec tohoto vynálezu. V připojených patentových nárocích se tudíž zamýšlí pokrýt všechny ty změny a modifikace, které spadají do rámce tohoto vynálezu.

Claims (10)

1. Troj rozměrový plošný materiál mající první stranu a druhou stranu, první strana zahrnuje alespoň jednu oblast mající množství od sebe rozmístěných troj rozměrových výčnělků, přednostně jednotkově formovaných z tohoto plošného materiálu a protahujících se z této první strany; vyznačující se výčnělky formují neuspořádaný vzor ze geometrických tvarů, přednostně obsahující množství různých dvoj rozměrových geometrických tvarů, tato mnohost výčnělků v neuspořádaném vzoru přednostně zahrnuje do sebe zapadající vypuklé mnohoúhelníky, každý mající konečný počet lineárních (podélných) stran s lícními stranami mnohoúhelníků, jež jsou v podstatě rovnoběžné; druhá strana přednostně zahrnuje množství od sebe rozmístěných troj rozměrových dutých zahloubení odpovídajících řečeným výčnělkům, takže tyto výčnělky jsou duté, velikost a tvar každého zahloubení přednostně v podstatě odpovídá velikosti a tvaru každého odpovídajícího výčnělku, tato zahloubení jsou volitelně částečně zaplněna nějakou látkou (substancí), přednostně adhezivem, výčnělky přednostně zaujímají mezi 30% a 70% plochy první strany tohoto plošného materiálu, při měření paralelně k rovině tohoto plošného materiálu kde tyto výčnělky hraničí s touto první stranou.

2. Plošný materiál podle nároku 1, dále se vyznačující t í rn, že jakýkoli jediný výčnělek uvnitř řečeného neuspořádaného vzoru má stejnou pravděpodobnost umístěni nejbližšího sousedního výčnělku v jakékoli úhlové orientaci v rovině řečeného materiálu.

3. Plošný materiál podle nároku 1 nebo 2, dále se vyznačující tím, že plošný materiál je formován z izotropní struktury materiálu a tím, že plošný materiál vykazuje izotropní (do stejných stupňů) vlastnosti strukturálního materiálu v každém směru uvnitř roviny tohoto materiálu, tento plošný materiál je • ··· přednostně rovněž v podstatě izomorfní (rovnoměrný) v geometrických a strukturálních vlastnostech pro danou kružnicí opsanou plochu uvnitř řečeného vzoru.

4. Plošný materiál podle jakéhokoli z nároků 1 až 3, dále s e vyznačující tím, že řečené množství výčnělků je rozděleno vzájemně propojenou sítí troj rozměrových mezer mezi přilehlými výčnělky, tyto mezery mají přednostně v podstatě stejné šířky v celém řečeném vzoru a jsou přednostně částečně zaplněny nějakou látkou (substancí), přednostně zahrnující adhezivum.

5. Způsob výroby troj rozměrového plošného materiálu, vyznačující se tím, že zahrnuje následující kroky:

(a) zavedení plochy formovatelného materiálu na troj rozměrovou formovací strukturu, přednostně zahrnující spojitý ohebný pás mající neuspořádaný vzor troj rozměrových tvarů, formovací struktura přednostně obsahuje neuspořádaný vzor troj rozměrových zahloubení a vzájemně propojených plošek, každé z těchto zahloubení má přednostně vypuklý mnohoúhelníkový tvar; a (b) formování řečené plochy materiálu do přizpůsobení se s formovací strukturou, přednostně způsobem formování zvoleným ze skupiny obsahující mechanické ražení (tlačení), tepelné formování pomocí vakua, hydroformování a jejich kombinace, a vytvoření množství od sebe rozmístěných, troj rozměrových výčnělků protahujících se ven z první strany řečené plochy materiálu, dané výčnělky formují neuspořádaný vzor dvoj rozměrových geometrických tvarů.

6. Způsob podle nároku 5, dále se vyznačující tím, že řečené množství výčnělků je rozděleno vzájemně propojenou sítí troj rozměrových mezer mezi přilehlými výčnělky, a tím, že tento způsob dále zahrnuje krok částečného plnění těchto mezer nějakou látkou (substancí), k tomuto kroku jejich částečného plnění ·· · · · ··· ·· · · ··· · · · • 99 4 4 · 4

44 4 99 44 ·· přednostně dochází v podstatě současně s krokem formování plochy materiálu, oba z těchto v podstatě současných kroků jsou přednostně prováděny dohromady na společné formovací struktuře.

7. Způsob výroby troj rozměrového plošného materiálu, vyznačující se tím, že zahrnuje následující kroky:

(a) vytváření počítačové grafiky mající neupořádaný dvojrozměrový vzor z do sebe zapadajících dvoj rozměrových geometrických tvarů, tento vzor má mezi do sebe zapadajícími tvary dělící linie (hranice) s v podstatě konstantní šířkou;

(b) přenesení tohoto neuspořádaného dvoj rozměrového vzoru na formovací strukturu ke zformování troj rozměrové formovací struktury mající trojrozměrná zahloubení odpovídající do sebe zapadajícím tvarům a vzájemně propojené plošky odpovídající dělícím liniím s v podstatě konstantní šířkou;

(c) volitelně, pokrytí řečených vzájemně propojených plošek nějakou látkou (substancí);

(d) zavedení plochy formovatelného materiálu na formovací strukturu přes tuto látku, tato plocha materiálu má větší afinitu pro tuto látku než formovací struktura; a (e) formování řečené plochy materiálu do přizpůsobení se s formovací strukturou a vytvoření množství od sebe rozmístěných, troj rozměrových výčnělků protahujících se ven z první strany této plochy materiálu, tyto výčnělky formují neuspořádaný vzor dvoj rozměrových geometrických tvarů.

8. Způsob výroby formovací struktury vyznačující se tím, že zahrnuje následující kroky:

(a) vytváření počítačové grafiky mající neuspořádaný dvojrozměrový vzor z do sebe zapadajících dvoj rozměrových • · · · geometrických tvarů, tento vzor má mezi do sebe zapadajícími tvary dělící linie (hranice) s v podstatě konstantní šířkou;

(b) přenesení tohoto neuspořádaného dvoj rozměrového vzoru na formovací strukturu ke zformování troj rozměrové formovací struktury s troj rozměrovými tvary odpovídajícími do sebe zapadajícím dvoj rozměrovým tvarům, tento přetvářecí krok přednostně formuje troj rozměrovou formovací strukturu mající trojrozměrová zahloubení odpovídající do sebe zapadajícím tvarům a vzájemně propojené plošky odpovídající řečeným dělícím liniím s v podstatě konstantní šířkou.

9. Způsob podle nároku 8, dále se vyznačuj ící tím, že řečený neuspořádaný vzor do sebe zapadajících tvarů je odvozen od omezeného Voroného mozaikování prostoru 2, toto mozaikování je přednostně omezeno omezujícím faktorem, který řídí rozpětí přípustné vzdálenosti od středu ke středu těchto tvarů.

10. Trojrozměrová formovací struktura, vyznačuj ící se t í m, že tato formovací struktura obsahuje neuspořádaný vzor z od sebe rozmístěných troj rozměrových zahloubení, rozdělených vzájemně propojenými ploškami přednostně majícími konstantní šířku, tato zahloubení formují neuspořádaný dvoj rozměrový vzor z do sebe zapadajících dvoj rozměrových geometrických tvarů, tato formovací struktura přednostně zahrnuje nekonečný ohebný pás, přednostně zformovaný z polymerového materiálu nebo nerezavějící oceli, či tuhého formovacího síta.