CZ306405B6

CZ306405B6 - Vícevrstvá skládaná textilie a textilní útvar obsahující takovou vícevrstvou skládanou textilii

Info

Publication number: CZ306405B6
Application number: CZ2009-672A
Authority: CZ
Inventors: Jaroslav Hanuš; Ladislav Ševčík; Martin Konečný; Pavel Rydlo; Martin Diblík
Original assignee: Technická univerzita v Liberci
Priority date: 2009-10-12
Filing date: 2009-10-12
Publication date: 2017-01-11
Also published as: CZ2009672A3

Abstract

Řešení se týká vícevrstvé skládané textilie (1), jejíž všechny vrstvy (21) a (22) jsou zabezpečeny proti nežádoucímu vzájemnému posunu či rozpojení tvarem skladů (3), které jsou střídavě na protilehlých stranách vícevrstvé skládané textilie (1) uzavřeny vrcholy (31) skladů (3). Sklady (3) se směrem od svého vrcholu (31) na jedné straně vícevrstvé skládané textilie (1) plynule rozšiřují do nejširší části skladu (3), od níž se plynule zužují do nejužší části skladu (3), v níž na ramena skladu (3) navazují svými nejširšími částmi sousední sklady (3), přičemž šířka skladu (3) v nejužší části je nulová, čímž je sklad (3) proti svému vrcholu (31) uzavřen. Kromě toho se řešení týká také textilního útvaru (5) obsahujícího alespoň jednu vícevrstvou skládanou textilie (1) podle tohoto řešení, na níž je uložena alespoň jedna další vrstva textilie.

Description

Vícevrstvá skládaná textilie a textilní útvar obsahující takovou vícevrstvou skládanou textilii

Oblast techniky

Vynález se týká vícevrstvé skládané textilie obsahující sklady, které jsou střídavě na opačném konci uzavřeny vrcholem skladu, a jejichž šířka se po výšce skladu plynule mění.

Vynález se dále týká textilního útvaru obsahujícího alespoň jednu takovou vícevrstvou skládanou textilii.

Dosavadní stav techniky

V případech, kdy nelze požadovanou tloušťku a/nebo mechanické vlastnosti výrobku dosáhnout plošnou textilií nebo textilním kompozitem, vytváří se skládáním plošných textilií do skladů (lamel) skládané textilie, které těchto parametrů dosahují. Přitom se rozlišují dva základní typy skládání, a to příčné (vertikální) skládání, u kterého jsou jednotlivé sklady plošné textilie uspořádány vedle sebe a povrchy skládané textilie jsou tvořeny vrcholy skladů, a podélné (horizontální) skládání, u kterého jsou sklady plošné textilie uspořádány na sobě a povrchy skládané textilie jsou tvořeny boční plochou prvního a posledního skladu. Pro řadu aplikací je přitom výhodnější příčné skládání, neboť lze dosáhnout stejné tloušťky produktu při menší spotřebě materiálu a výsledná skládaná textilie si díky uspořádání skladů zachovává z velké části typické textilní vlastnosti.

Dle uvažované aplikace se u příčného skládání používají dva základní typy skladů. Sklad ve tvaru písmene V, jehož šířka se po celé výšce skladu směrem od vrcholu skladu plynule zvětšuje, se používá především ve filtračních aplikacích, neboť bez podstatného zvýšení tlakového spádu či hmotnosti výrazně zvyšuje filtrační plochu filtru a tím jímavost odfiltrovaných nečistot. Příkladem je např. plošná filtrační vložka dle CA 2 034 867 nebo válcová filtrační vložka dle EP 2 042 221.

Sklad ve tvaru písmene U, jehož šířka je po celé výšce skladu směrem od vrcholu skladu konstantní, se pak díky relativně velké hustotě textilie používá především v aplikacích pro zvukovou a/nebo tepelnou izolaci, pro výplně dutin ve strojním či stavebním průmyslu, při výrobě nábytku, apod. Příkladem je např. textilie připravená dobře známou technologií Struto, skládaná textilie určená pro automobilový průmysl dle US 6 534 145, či čalounická vycpávka dle CA 2 217 314.

Skládané textilie, jejichž sklady mají tvar písmene V nebo U však vykazují řadu společných nevýhod, které znemožňují jejich využití pro některé aplikace, případně ho omezují na relativně krátkou dobu s nutností časté výměny. K nejpodstatnější z těchto nevýhod patří vzájemné posouvání jednotlivých vrstev vícevrstvé plošné textilie, případně jejich nežádoucí rozpojování ve vertikálním směru, což má za následek ztrátu mechanických vlastností skládané textilie, deformaci jejích skladů a její nevratné znehodnocení. To současně vylučuje použití vícevrstvých plošných textilií, jejichž alespoň jedna vrstva by byla vytvořena z materiálu s nižší soudržností jako např. z recyklovaných textilních materiálů, drtí, granulí, atd. Využití těchto materiálů je však žádoucí, neboť by plošné a následně i skládané textilii propůjčily určité specifické vlastnosti, např. vhodnou ohybovou tuhost nebo zvýšenou akustickou pohltivost, a to při zachování textilního vzhledu i omaku. Rozpojování vrstev dostatečně spolehlivě nezabrání ani jejich pojení před a/nebo po vytváření skladů, neboť užívaná pojivá časem při vystavení UV záření, zvýšené teplotě či dalším vlivům degradují a ztrácí svoje pojivé vlastnosti. Navíc tato pojivá nežádoucím způsobem ovlivňují konečné parametry připravené skládané textilie, neboť mj. snižují její prodyšnost, zvyšují její hmotnost, atd.

-1 CZ 306405 B6

Cílem vynálezu je odstranit nevýhody stavu techniky návrhem nového typu skládané textilie a textilního kompozitu, který obsahuje alespoň jednu vrstvu této skládané textilie.

Podstata vynálezu

Cíle vynálezu je dosaženo vícevrstvou skládanou textilií, která obsahuje sklady, které jsou střídavě na protilehlých stranách textilie uzavřeny vrcholy skladů, a jejichž šířka se po výšce skladu plynule mění, jejíž podstata spočívá v tom, že sklad se směrem od svého vrcholu na jedné straně skládané textilie plynule rozšiřuje do nejširší části skladu, od níž se plynule zužuje do nejužší části skladu, v níž na ramena skladu navazují sousední sklady. Tento kapkovitý tvar skladu zvyšuje při skládání vícevrstvé skládané textilie tření mezi jejími jednotlivými vrstvami a, na rozdíl od tvarů skladů ze stavu techniky, brání jejich nežádoucímu posunutí nebo rozpojení. To současně umožňuje použití většího spektra materiálů a jejich kombinací.

Tento tvar skladů, ve srovnání se sklady známými ze stavu techniky, snižuje hustotu textilie, avšak současně zajišťuje její dostatečně velký povrch a vhodné hodnoty dalších mechanických vlastností. Dutiny vytvořené ve skládané textilii navíc umožňují další úpravu jejích vlastností vkládáním vhodných jader, případně její upevnění v požadovaném místě, apod.

Ještě většího zvýšení třecích sil mezi vrstvami plošné textilie složené do skladů se dosáhne, pokud je šířka skladu v nejužší části nulová, a sklad je proti svému vrcholu uzavřen.

Pro zvýšení soudržnosti vícevrstvé skládané textilie a její pevnosti v horizontálním směruje dále výhodné, pokud jsou její sklady mechanicky fixovány, a to např. vytvořením kvazipřízí, adhezivem, tepelnou fixací a/nebo armovací sítí nebo kombinacemi těchto mechanismů.

Cíle vynálezu je také dosaženo textilním útvarem, který obsahuje alespoň jednu vícevrstvou skládanou textilii podle vynálezu, na níž je uložena alespoň jedna další vrstva vhodné textilie.

Přitom je výhodné, pokud je šířka jejích skladů v nejužší části nulová, takže sklady jsou proti svému vrcholu uzavřeny, neboť při tomto tvaru skladů se dále zvyšují třecí síly mezi vrstvami plošné textilie.

Pro zpevnění vícevrstvé skládané textilie v horizontálním skladu jsou její sklady s výhodou mechanicky fixovány, a to buď kvazipřízí a/nebo adhezivem a/nebo tepelnou fixací a/nebo armovací sítí.

V dalším provedení textilního útvaru je na vícevrstvé skládané textilii uložena druhá vícevrstvá skládaná textilie obsahující sklady, které jsou střídavě na opačném konci uzavřeny vrcholem skladu, přičemž šířka skladu se po výšce skladu plynule mění, přičemž sklad se směrem od svého vrcholu na jedné straně skládané textilie plynule rozšiřují do nejširší části skladu, od níž se plynule zužuje do nejužší části skladu, v níž na ramena skladu navazují sousední sklady.

Také sklady druhé vícevrstvé skládané textilie je možné pro zvýšení pevnosti v horizontálním směru mechanicky fixovat kvazipřízí a/nebo adhezivem a/nebo teplenou fixací a/nebo armovací sítí nebo jejich kombinacemi, apod.

Druhá vícevrstvá skládaná textilie je vůči první vícevrstvé skládané textilii s výhodou pootočena v rovině druhé vícevrstvé skládané textilie o vhodný ostrý úhel, čímž může být zvýšena pevnost textilního útvaru nebo jiné jeho mechanické vlastnosti ve směru předpokládaného zatížení.

Při požadavku stejných nebo podobných vlastností textilního útvaru v podélném i příčném směru je druhá vícevrstvá skládaná textilie vůči první vícevrstvé skládané textilii pootočena v rovině druhé vícevrstvé skládané textilie o pravý úhel.

-2CZ 306405 B6

Objasnění výkresů

Na přiloženém výkrese jsou schematicky znázorněny dvě varianty vícevrstvé skládané textilie podle vynálezu a jedna varianta textilního útvaru podle vynálezu, přičemž na obr. 1 je znázorněn řez variantou vícevrstvé skládané textilie, u které jsou sklady v oblasti paty skladu otevřeny, na obr. 2 řez variantou vícevrstvé skládané textilie, u které jsou sklady v oblasti paty skladu uzavřeny, a na obr. 3 varianta textilního útvaru, který obsahuje dvě vícevrstvé skládané textilie podle obr. 2.

Příklady uskutečnění vynálezu

Na obr. 1 je znázorněn průřez jednou z možných variant provedení skládané textilie 1 podle vynálezu. Jak je zde naznačeno, skládaná textilie 1 je vytvořena skládáním plošné textilie 2, která je složena ze tří vrstev, přičemž mezi dvěma krycími vrstvami 22 netkané textilie je uspořádána vrstva 21 papíru. Skládaná textilie £ je tvořena sklady 3 plošné textilie 2, které jsou střídavě na opačném konci uzavřeny vrcholem 31 skladu 3, přičemž každý sklad 3 se směrem od vrcholu 3£ skladu 3 na jedné straně skládané textilie £ plynule rozšiřuje do nejširší části skladu 3, a od ní se plynule zužuje do nejužší části skladu 3, v níž na jeho ramena navazují sousední sklady 3. Sklad 3 tak má kapkovitý tvar s boční stěnou přibližně ve tvaru písmene S. Sklady 3 jsou ve znázorněné variantě provedení proti vrcholu 31 skladu 3 otevřeny.

Tímto tvarem skladu 3 se podstatně zvyšují třecí síly mezi jednotlivými vrstvami 21 a 22 plošné textilie 2, čímž jsou tyto vrstvy 21 a 22 zabezpečeny proti nežádoucímu vzájemnému posunu či rozpojení, a to i bez nutnosti jejich předcházejícího a/nebo dodatečného pojení ve vertikálním směru.

V horizontálním směru je skládaná textilie £ v provedení znázorněném na obr. 1 na svých površích zpevněna tzv. kvazipřízemi 4, tedy stálými lineárními útvary podobnými přízi, které vznikají zakroucením částí vláken vyčnívajících na vnější části vrcholů 31 jednotlivých skladů 3 nebo v jejich blízkosti. K vytvoření kvazipřízí 4 lze s výhodou použít zařízení známé z patentového spisu CZ 281 287.

Takto připravená skládaná textilie £ tak má oproti skládaným textiliím ze stavu techniky tu výhodu, že i bez použití adheziva jsou její vrstvy 21 a 22 díky tvaru skladů 3 vzájemně dostatečně fixovány, takže nemůže dojít k jejich oddělení či posunutí při běžné manipulaci, ani při plném provozním zatížení. Působení tvaru skladů 3 se navíc nemění v čase, ani není nijak ovlivněno teplotou nebo jinými parametry prostředí, ve kterém je skládaná textilie £ užívána, případně skladována. Při výrobě skládané textilie £ podle vynálezu současně dochází, ve srovnání s výrobou skládaných textilií dle stavu techniky, k nezanedbatelné úspoře času a nákladů, neboť se při ní nepoužívá žádné pojivo, takže není třeba dodržovat technologické přestávky pro jeho dostatečné zaschnutí, případně provozovat zařízení, která jeho zaschnutí urychlují, atd. Využitelnost skládané textilie £ podle vynálezu také není ovlivněna vlastnosti použitého pojivá.

Další výhodou je, že jedna z vrstev 2£, 22 plošné textilie 2, s výhodou ta, kteráje umístěna mezi dvěma krycími vrstvami 22, může být vytvořena z materiálu s nižší soudržností, jako např. z recyklovaného textilního materiálu, textilních nebo netextilních útržků, granulí, drti, prachu, případně nanovláken nebo mikrovláken, jejich směsí, apod., což při vhodné volbě umožňuje vytvoření skládané textilie £ s vlastnostmi, které nejsou u dosud používaných skládaných textilií dosažitelné vůbec, nebo jen při použití velkého množství materiálu. Kromě toho může být alespoň jedna vrstva 2£, 22 plošné textilie 2 tvořena materiálem, jehož pojení s textilními vrstvami 22 prostřednictvím pojiv nebo jiných způsobů bylo dosud komplikované a nespolehlivé, např. kovovými nebo plastovými fóliemi, apod., což umožňuje další přizpůsobení vlastností skládané texti

-3 CZ 306405 B6 lie 1 konkrétním požadavkům. Krycí vrstvy 22 jsou přitom s výhodou tvořeny netkanými textiliemi různých typů, neboť ty jsou nejvhodnější pro vytváření kvazipřízí 4, případně jinými vhodnými textilními materiály.

V provedení na obr. 1 je skládaná textilie 1 fixována na svých površích v horizontálním směru kvazipřízemi 4, avšak v dalších neznázorněných příkladech provedení je v horizontálním směru fixována jinými vhodnými způsoby, např. tepelnou fixací prováděnou na celé její ploše nebo pouze ve vybraných částech, apod. Pro skládané textilie 1 namáhané ve vertikálním nebo převážně vertikálním směruje dále výhodné, pokud je soudržnost vrstev 21 a 22 plošné textilie 2 zvýšena ve vertikálním směru jejich tepelnou fixací, laminací, apod. prováděnou před a/nebo během a/nebo po vytvoření skladů 3. Pro fixaci skládané textilie 2 ve vertikálním i horizontálním směru lze dále použít také vhodné pojivo, avšak pro dosažení požadovaného výsledku postačuje jeho výrazně menší množství než u skládaných textilií dle stavu techniky.

Na obr. 2 je znázorněn průřez další z variant provedení skládané textilie 1 podle vynálezu, vytvořené skládáním stejné plošné textilie 2 jako v předcházejícím příkladu provedení. U této varianty se každý sklad 3 směrem od vrcholu 31 skladu 3 plynule zužuje až na nulovou hodnotu, a sklady 3 jsou tak proti vrcholu 31 skladu 3 uzavřené. Tento tvar skladů 3 dále zvyšuje třecí síly mezi vrstvami 21 a 22 plošné textilie 2 a zvyšuje jejich odolnost proti nežádoucímu rozpojení či posunutí. Skládaná textilie 1 je i v této variantě provedení fixována na svých površích v horizontálním směru kvazipřízemi 4, případně v jiných neznázorněných příkladech provedení jinými vhodnými způsoby, např. tepelnou fixací prováděnou na celé její ploše nebo pouze ve vybraných částech, apod. Při předpokladu zatížení ve vertikálním nebo převážně vertikálním směruje dále výhodné, pokud je soudržnost vrstev 21 a 22 plošné textilie 2 ve vertikálním směru zvýšena tepelnou fixací, laminací vrstev, apod. prováděnou před a/nebo během a/nebo po vytvoření skladů 3. Pro fixaci skládané textilie 2 ve vertikálním i horizontálním směru lze použít také vhodné pojivo, avšak pro dosažení požadovaného výsledku postačuje jeho výrazně menší množství než u skládaných textilií dle stavu techniky.

U obou popsaných variant skládané textilie 1 může být v neznázorněném příkladu provedení dosaženo požadované pevnosti v horizontálním směru uložením armovací sítě na jednom nebo na obou jejích površích. Armovací síť je přitom tvořena samostatnou vrstvou vhodného materiálu, například řídké pleteniny nebo jiné vlákenné sítě, apod., která je pevně spojena s povrchem skládané textilie 1, a to dle typu a materiálu armovací sítě buď prostřednictvím pojivá a/nebo tepelné fixace a/nebo kvazipřízí vytvořených na volných koncích vláken materiálu skládané textilie 1, které přesahují přes armovací síť. Kromě zpevnění skládané textilie 1, může být armovací síť/sítě využita také pro zvýšení odolnosti skládané textilie 1 proti otěru, apod. V dalších neznázoměných příkladech provedení může být armovací síť kombinována s libovolným z výše uvedených způsobů zpevnění skládané textilie 1 ve vertikálním i horizontálním směru.

Nezanedbatelnou výhodou obou variant skládané textilie 1 podle vynálezu vyplývající z tvaru jejích skladů 3 je existence příčných dutin rovnoměrně rozmístěných ve struktuře skládané textilie 1, které zvyšují celkovou plochu skládané textilie 2 a současněji odlehčují, přičemž tyto dutiny mohou být dále využity pro vložení neznázorněných jader z vhodných materiálů, případě neznázorněných výztužných prvků, které dále požadovaným způsobem zvyšují a/nebo upravují některé vlastnosti těchto skládaných textilií 1, např. kompresní odpor, a jiné. Kromě toho mohou být tyto dutiny také použity k upevnění skládané textilie 1 v požadovaném místě, uložení na k tomu určené konstrukci, apod.

Z výše uvedených důvodů je výhodné vytvářet skládané textilie 1 se sklady 3 dle libovolné z variant znázorněných na obr. 1 a obr. 2 i na jednovrstvých plošných textiliích 2, neboť zlepšením jejich vlastností a jejich další možnou úpravou výrazně roste jejich využitelnost.

Skládané textilie 1 připravené skládáním jednovrstvých i vícevrstvých plošných textilií 2 jsou pak využitelné samostatně např. jako protihluková a/nebo tepelná izolace, filtrační a/nebo sorpční

-4CZ 306405 B6 materiály, lehké stavební příčky, stropní podhledy ve stavebnictví i automobilovém průmyslu, distanční vložky, reklamní či výstavní panely, výplně dutin, čalounické vycpávky, apod., nebo v kombinaci s dalšími vrstvami textilního i netextilního materiálu jako součásti kompozitů.

Na obr. 3 je znázorněn textilní útvar 5, kteiý obsahuje dvě na sobě uložené vrstvy skládané textilie 1 podle vynálezu ve variantě znázorněné na obr. 2, tedy se sklady 3 uzavřenými proti vrcholu 31 skladu 3. Homí vrstva skládané textilie 1 je přitom ve své rovině pootočena vůči spodní vrstvě skládané textilie 1 o úhel 90°, čímž je zajištěno, že tento textilní útvar 5 má v příčném i podélném směru stejné nebo alespoň srovnatelné mechanické vlastnosti. Dle předpokládaného zatížení textilního útvaru 5 však může být v dalších neznázorněných příkladech provedení homí vrstva skládané textilie 1 pootočena o libovolný jiný úhel. V dalších neznázorněných variantách textilního útvaru 5 může být kterákoliv z vrstev skládané textilie 1 doplněna na libovolném svém povrchu další textilní nebo netextilní vrstvou, případně několika vrstvami, přičemž alespoň jedna tato vrstva může sloužit pro fixaci skládané textilie 1. V jiných neznázorněných příkladech provedení pak může textilní útvar 5 obsahovat pouze jednu vrstvu skládané textilie 1 doplněnou jednou či libovolným jiným potřebným počtem textilních a/nebo netextilních vrstev.

Průmyslová využitelnost

Jak je zřejmé průměrnému odborníkovi v oboru, podstata vynálezu spočívající ve tvaru skladu 3 je kromě skládaných textilií 1 využitelná také pro skládání podobných plošných materiálů, např. papíru, lepenky, apod. Tomu pak samozřejmě odpovídají také použité způsoby fixace ve vertikálním i horizontálním směru.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Vícevrstvá skládaná textilie (1), vyznačující se tím, že všechny její vrstvy (21) a (22) jsou zabezpečeny proti nežádoucímu vzájemnému posunu či rozpojení tvarem skladů (3), které jsou střídavě na protilehlých stranách vícevrstvé skládané textilie (1) uzavřeny vrcholy (31) skladů (3), přičemž sklady (3) se směrem od svého vrcholu (31) na jedné straně skládané vícevrstvé skládané textilie (1) plynule rozšiřují do nejširší části skladu (3), od níž se plynule zužují do nejužší části skladu (3), v níž na ramena skladu (3) navazují svými nejširšími částmi sousední sklady (3), přičemž šířka skladu (3) v nejužší části je nulová, čímž je sklad (3) proti svému vrcholu (31) uzavřen.
2. Vícevrstvá skládaná textilie (1) podle nároku 1, vy z n a č uj í c í se t í m , že sklady (3) jsou mechanicky fixovány kvazipřízemi (4) a/nebo adhezivem a/nebo tepelnou fixací a/nebo armovací sítí.
3. V ícevrstvá skládaná textilie (1) podle libovolného z předcházej ících nároků, vyznačující se t í m , že vrstva (21) plošné textilie (2) umístěná mezi dvěma krycími vrstvami (22)je vytvořená z materiálu s nižší soudržností, jako např. z recyklovaného textilního materiálu, textilních nebo netextilních útržků, granulí, drti, prachu, případně nanovláken nebo mikrovláken, jejich směsí, apod.
4. Vícevrstvá skládaná textilie podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se t í m , že alespoň jedna vrstva (21, 22) skládané textilie (1) je tvořená kovovou nebo plastovou fólií.

-5CZ 306405 B6
5. Textilní útvar (5) obsahující alespoň jednu vícevrstvou skládanou textilii (1) podle libovolného z předcházejících nároků, na které je uložená alespoň jedna další vrstva textilie.
6. Textilní útvar (5) podle nároku 5, vyznačující se tím, že sklady (3) vícevrstvé skládané textilie (1) jsou mechanicky fixovány kvazipřízí (4) a/nebo adhezivem a/nebo tepelnou fixací a/nebo armovací sítí.
7. Textilní útvar (5) podle nároku 5 nebo 6, vyznačující se tím, že na vícevrstvé skládané textilii (1) je uložená druhá vícevrstvá skládaná textilie (1) podle libovolného z nároků 1 až 4.
8. Textilní útvar (5) podle nároku 7, vyznačující se tím, že sklady (3) druhé vícevrstvé skládané textilie (1) jsou mechanicky fixovány kvazipřízí (4) a/nebo adhezivem a/nebo teplenou fixací a/nebo armovací sítí.
9. Textilní útvar (5) podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že druhá vícevrstvá skládané textilie (1) je vůči první vícevrstvé skládané textilii (1) pootočena v rovině druhé vícevrstvé skládané textilii (1) o ostrý úhel.
10. Textilní útvar (5) podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že druhá vícevrstvá skládané textilie (1) je vůči první vícevrstvé skládané textilii (1) pootočena v rovině druhé vrstvy skládané textilie (1) o pravý úhel.