Формующая ткань, содержащая плоское проводящее моноволокно, применяемое в производстве нетканых тканей

Формующая ткань, содержащая плоское проводящее моноволокно, применяемое в производстве нетканых тканей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение касается ткани, применяемой в совокупности с аппаратом для соединения путем плавления для формования, транспортировки и соединения полотнища с образованием из него нетканых тканей.

Предпосылки создания изобретения

В настоящее время существует аппарат, который предназначается для производства из нетканых тканей из расплава, структур или изделий, формируемых из волокон или нитей, получаемых в типовых случаях из термопластичной смолы. В частности, такой аппарат раскрывается в патенте США №5814349, который был выдан 29 сентября 1998 г., и содержание которого включается в данное описание в качестве прототипа. В состав этого аппарата в типовом его исполнении входят фильера для получения завесы из прядей и воздухонагнетатель для обдува завесы из прядей технологическим воздухом, направляемым на пряди с целью их охлаждения и превращения в термопластичные волокна. Затем в типовых случаях эти термопластичные волокна аэродинамическим способом увлекает за собой технологический воздух, что сопровождается аэродинамическим вытягиванием термопластичных волокон, которые далее, пройдя сквозь диффузор, осаждаются на совершающей непрерывное круговое движение ситообразной ленте, собирающей на себе спутанные между собой волокна с образованием на ней из них полотнища. Образовавшееся при этом полотнище, структура или изделие подвергается затем дальнейшей обработке.

Аппараты такого типа, предназначенные, в частности, для высокоскоростного производства нетканых тканей из расплава, можно в текущее время приобрести у компании Reifenhäuser GmbH по адресу: Машиненфабрик, Шпихер-Штрассе, D-53839, г.Тройсдорф, Германия, а продаются они под наименованием Reicofil®. Последнее поколение таких высокоскоростных поточных линий для производства нетканых тканей выпущено под наименованием Reicofil®, тип 3.

Еще одним изготовителем такого оборудования является корпорация Nordson Corporation, находящаяся по адресу: 28601 Клеменс-Роуд, г.Уэстлейк, штат Огайо, США.

Из числа других изготовителей можно указать такие компании, как STP Impianti, Rieter Perfojet, Kobeico, Ason и NWT.

Во время осуществления формовочного процесса осуществляется подача потока воздуха, используемого в больших количествах для осаждения волокон на формующей ткани. Весь этот объем воздуха всасывается сквозь формующую ткань, в типовых случаях - с помощью вакуумных коробов, располагаемых снизу ткани. Зачастую зона, прилегающая к зазору между обжимными валками, герметизируется во избежание возникновения в этой зоне каких-либо возмущающих воздействий. В типовом исполнении предусматривается наличие четырех обжимных валков, которые располагаются попарно сверху и снизу, а в зазор между валками верхней и нижней пар пропускается формующая ткань с находящимся на ней полотнищем. Весь объем воздуха подается в промежутке между последовательно расположенными зазорами.

При выполнении операций на высокой скорости с большим объемом воздушного потока может наблюдаться утечка воздуха между верхним обжимным валком и поверхностью формующей ткани или же непосредственно сквозь саму ткань. В результате утечки воздуха могут возникать нежелательные возмущающие воздействия, оказывающие влияние на процесс формования полотнища. При наличии внутри ткани чрезмерно большого количества воздуха, перемещаемого вместе с ней во время транспортировки полотнища, могут возникать неустойчивые колебания полотнища. Такое перемещение воздуха происходит по двоякой причине и обусловлено, с одной стороны, проницаемостью ткани, а с другой - шероховатостью ткани и соответствующими свойствами применяемого сырья. В процентном соотношении на долю этих двух факторов приходится соответственно порядка 80 и 20% перемещаемого воздуха.

Поэтому желательно было бы уменьшить утечку воздуха до минимума и, в частности, такую его утечку, которая вызывается перемещением его вместе с формующей тканью.

Кроме того, в ходе осуществления процесса связывания полотнища посредством расплавления (в результате которого, между прочим, связное полотнище может быть получено из пряжи или же путем расплавления с обдувом, либо обоими этими технологическими приемами сразу в любом сочетании друг с другом) образуется в больших количествах статическое электричество. Обычно на волокнах или нитях во время их обработки возникает отрицательный заряд. Последовательно накладываемые один на другой слои волокон или нитей, поскольку они имеют одинаковую полярность, стремятся оттолкнуть друг друга. Заряженные волокна стремятся прилипнуть к обжимным валкам. Они также стремятся оттолкнуться от формующей ткани, поскольку на ней во время обработки заряженных волокон тоже возникает заряд. Этот заряд постепенно накапливается.

В заявке №ЕР 0950744 А1 на европейский патент предлагается применять обжимные валки, имеющие диэлектрическую поверхность, которая заряжается с такой полярностью, чтобы отталкивать волокна. Формующая ткань также выполняется из диэлектрического материала и заряжается таким образом, чтобы ее заряд был противоположен заряду волокон, благодаря чему обеспечивается притягивание к ней волокон.

Вкратце, при производстве нетканых полотнищ, структур или изделий нужно принять в отношении электрических зарядов соответствующие меры предосторожности того или иного характера, направленные либо на то, чтобы рассеивать эти заряды, либо на то, чтобы извлечь в связи с их возникновением какую-нибудь пользу, наподобие той, что раскрывается в вышеупомянутой заявке.

Краткое описание изобретения

Таким образом, основной целью настоящего изобретения является обеспечение производства нетканых полотнищ, структур или изделий с применением, например, процесса соединения полотнища посредством расплавления, который позволяет уменьшить до минимума утечку воздуха, вызываемую, в частности, перемещением его вместе с формующей тканью.

Другой целью настоящего изобретения является создание формующей ткани, которая предназначается для использования ее в производстве таких нетканых полотнищ, структур или изделий, для которых уменьшаются до минимума или же полностью исключаются неустойчивые колебания полотнища.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание формующей ткани, которая предназначается для использования ее в производстве таких нетканых полотнищ, структур или изделий, для которых предусматривается извлечение полезного эффекта в связи с возникновением статического электричества в процессе ее производства.

Указанные и другие цели и преимущества достигаются при реализации настоящего изобретения. В этом отношении настоящее изобретение касается, в общем, формующей ткани, которая предназначается для производства нетканых полотнищ, структуры или изделий. Формующая ткань представляет собой плетеную структуру, содержащую плоскую моноволоконную пряжу, нити которой проходят, по меньшей мере, либо в направлении, соответствующем направлению движения ткани в машине, либо поперечно этому направлению. Включение плоской нити в состав формующей ткани способствует улучшению качества поверхности ткани, а также уменьшению объема пустот в этой ткани. Формующая ткань может быть однослойной или же многослойной, а ее создание обусловлено стремлением к уменьшению возмущающих воздействий, возникающих из-за наличия в ней воздуха, с сохранением при этом желаемой проницаемости ткани. Кроме того, для того чтобы решить проблему, связанную с возникновением статического электричества, можно моноволокна выполнить из проводящего материала, который обеспечивает возможность рассеяния статического электричества, возникающего на полотнище, за счет отвода его через формующую ткань на землю.

Краткое описание чертежей

Таким образом, при осуществлении настоящего изобретения будут реализованы его цели и преимущества, а описание изобретения следует рассматривать в совокупности с прилагаемыми чертежами, на которых:

фигура 1 представляет собой схематическое изображение аппарата, предназначенного для изготовления нетканого полотнища, структуры или изделия, к примеру, такого, какое получают при осуществлении процесса соединения полотнища посредством расплавления;

фигура 2 представляет собой схематический вид в разрезе для зазора между обжимными валками, в котором показана обычная формующая ткань;

фигура 3 представляет собой схематический вид в разрезе для зазора между обжимными валками, в котором показана формующая ткань, воплощающая в себе принципы настоящего изобретения;

фигура 4 представляет собой изображенный в увеличенном масштабе вид в разрезе для обычной формующей ткани, взятом в направлении, соответствующем направлению движения ткани в машине;

фигура 5 представляет собой изображенный в увеличенном масштабе вид в разрезе для обычной формующей ткани, согласно настоящему изобретению, взятом в направлении, соответствующем направлению движения ткани в машине.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения

На фигуре 1 схематично показан аппарат 10, предназначенный для формования нетканого полотнища, структуры или изделия. Аппарат 10 представляет собой часть формующей машины для соединения путем плавления, с помощью которой осуществляется формование плоского полотнища или нетканого полотнища, структуры или изделия с применением какого-либо иного процесса, а не процесса ткачества. Нетканые полотнища, структуры или изделия в типовых случаях их исполнения содержат нити или волокна, соединяемые вместе между собой. В общем, соединение их посредством прядения состоит в экструдировании расплавленного полимера из головки для вытягивания нити или из фильеры для получения завесы из прядей. Один из таких аппаратов и является предметом изобретения по патенту США №5814349. С помощью потока воздуха, подаваемого в больших количествах, обеспечивается аэродинамическое вытягивание прядей, их удлинение или уменьшение толщины прядей, которые, пройдя сквозь диффузор, осаждаются на формующей ткани 12. Для обжатия осажденных волокон используются прессы. Как показано в качестве примера, имеются два таких пресса, а именно: дальний пресс 14, расположенный дальше в направлении движения ткани, и ближний пресс 16, расположенный ближе него, причем каждый из них имеет соответствующий верхний обжимной валок 18 и 20 и нижний обжимной валок 22 и 24. Направление движения (НД) ткани 12 в машине обозначено стрелкой 26. Пресс 16 обжимает только лишь ткань 12, тогда как пресс 14 обжимает ткань 12 и полотнище 28, сформированное на ней и соединенное посредством расплавления.

Между прессами 14 и 16 расположен аппарат 30 для соединения путем плавления, который в типовом исполнении включает в себя фильеру, воздухонагнетатель, аттенюатор и диффузор, которые обеспечивают получение и осаждение волокон на ткани 12. Воздушный поток обозначен стрелкой 32. Под аппаратом 30 расположен вакуумный или всасывающий короб 34, который обеспечивает получение эффекта всасывания с нижней стороны ткани 12. Зона между прессами 14 и 16 может быть герметизирована так, как указано в патенте США №5814349, чтобы избежать возникновения каких-либо возмущающих воздействий.

В результате утечки воздуха может наблюдаться возникновение возмущающих воздействий, оказывающих соответствующее влияние на полотнище. Как показано на фигуре 1, при наличии потока воздуха, подаваемого в больших количествах, может в результате происходить утечка воздуха (обозначенная стрелкой 36) между верхним обжимным валком 18 и поверхностью ткани 12, а также сквозь толщу ткани. Такая утечка воздуха происходит из-за того, что вместе с тканью перемещается чрезмерно большое количество воздуха, которое зависит от шероховатости ткани и ее толщины. В этом отношении обратимся к фигуре 2, на которой показан вид в разрезе в направлении движения ткани в машине для ткани 12 и полотнища 28, которые находятся между валками 18 и 22. Ткань 12 представляет собой однослойный тканый материал, имеющий круглые НД-нити 38 (нити, проходящие в направлении, соответствующем направлению движения ткани в машине) и круглые нити 40, проходящие поперек направления движения ткани в машине (ПНД). Следует отметить, что конкретное тканое переплетение (не показано) может варьироваться в зависимости от требований, предъявляемых в каждом отдельном случае применения (например, в отношении проницаемости и т.д.).

Как показано на фигуре 2, при наличии некоторого расстояния d₁ между НД-нитями 38 (нитями, проходящими в направлении, соответствующем направлению движения ткани в машине) существует также и определенное пустое пространство S₁ между ними. Это свободное пространство принимает в себя воздух, перемещаемый вместе с тканью 12. По мере возрастания рабочей скорости в машине для соединения путем плавления (и, следовательно, скорости перемещения ткани) воздух, перемещаемый вместе с тканью во время транспортировки полотнища, может вызывать неустойчивые колебания полотнища либо приводить к стремлению его следовать движению обжимного валка, что нежелательно, и, кроме того, при этом увеличивается объем воздуха и возрастает его утечка. Общее количество воздуха, перемещаемого вместе с типовой тканью, применяемой при получении связного полотнища из пряжи, приблизительно на 80% обусловлено проницаемостью ткани и приблизительно на 20% - шероховатостью ткани и соответствующими свойствами применяемого сырья и размером нити.

Настоящее изобретение касается создания, наряду с аппаратом для соединения путем плавления, также и формующей ткани, для которой обеспечивается уменьшение объема пустот, доступных для перемещения воздуха, и ее шероховатости. В этом отношении обратимся к фигуре 3, на которой показан вид в разрезе для ткани 12', применяемой в соответствии с настоящим изобретением. Показанная на этом чертеже ткань 12' представляет собой однослойный тканый материал (тканое переплетение не показано), получаемый с использованием плоских одноволоконных НД-нитей 38' и (или) плоских ПНД-нитей 40' (нитей, проходящих поперек направления движения ткани в машине), взятых при выполнении тканого переплетения в соответствующем процентном соотношении между собой. При этом все или только лишь часть нитей могут быть НД-нитями, ПНД-нитями, причем количественное соотношение между этими частями может быть любым, а сама ткань может быть не только однослойной, как показано на чертеже, но и многослойной. Применение плоских нитей позволяет уменьшить общий объем пустот, имеющихся в ткани 12'. Благодаря этому обеспечивается уменьшение общего количества воздуха, перемещаемого вместе с тканью 12' в зону формования, а также при прохождении полотнища 20 через зазор в прессе 14. Такое уменьшение объема пустот по сравнению с тканью 12, выполненной только из одних моноволокон, можно наглядно представить себе, сравнив по размеру объем пустоты S₂ для расстояния d₂ (d₁=d₂), показанного на фигуре 3, с объемом пустоты S₁, показанным на фигуре 2.

Это можно легко увидеть, сопоставив изображенное на фигуре 4 с тем, что показано на фигуре 5. В частности, на фигуре 4 иллюстрируется некоторая часть ткани 12, показанная в направлении, соответствующем направлению движения ткани в машине, причем эта ткань имеет круглые моноволокна, используемые в качестве ПНД-нитей 40'. На этом чертеже показана также НД-нить 38', а пустой объем обозначен на иллюстрации позицией S₃. Иллюстрируемая на фигуре 5 ткань 12' также показана в направлении, соответствующем направлению движения ткани в машине, наряду с плоскими моноволокнами, представляющими собой в данном случае ПНД-нити 40'. При этом НД-нити 38' также могут быть выполнены в виде плоских моноволокон - либо все, либо только какой-то процент от всего количества нитей, проходящих в направлении, соответствующем направлению движения ткани в машине. Как показано на этом чертеже, пустой объем, обозначенный позицией S₄, значительно меньше по сравнению с объемом S₃. Кроме того, поверхность ткани 12' имеет меньшую степень шероховатости материала, чем ткань 12.

Следует отметить, что плоские нити иллюстрируются здесь в общих своих чертах. Поперечное сечение этих нитей можно варьировать - например, соотношение между толщиной нити и ее шириной могло бы находиться в пределах от 1/1 до 1/5. Кроме того, тогда как на чертежах они показаны прямоугольными по своей форме (т.е. имеющими параллельные стороны), они могут иметь также и бочкообразную форму (т.е. параллельные их стороны при этом слегка выгнуты сверху и снизу), либо даже эллиптическую форму.

Что касается материала, используемого для получения плоских нитей, то это может быть любой материал, пригодный для использования его в этих целях. Следует, однако, отметить, что во время работы машины для соединения путем плавления, как уже было указано здесь выше, происходит накопление в большом количестве статического электричества. Для того чтобы обеспечить рассеяние статического электричества, некоторые из нитей, используемых в этой ткани, могут быть проводящими. Соответственно, весьма желательно было бы, чтобы какая-то часть плоских ПНД-нитей и (или) НД-нитей выполнена была из какого-либо проводящего материала или же была покрыта таким проводящим материалом для того, чтобы обеспечивалось рассеяние статического электричества посредством отвода его с полотнища 28 на землю через ткань 12'.

Соответственно, ткань 12', применяемая в соответствии с настоящим изобретением, представляет собой плетеную однослойную или же многослойную структуру, имеющую плоские ПНД-нити и (или) НД-нити, часть из общего количества которых является проводящей. Для такой ткани 12 характерно уменьшение возмущающего воздействия воздуха во время связывания волокон полотнища между собой посредством прядения, тогда как обеспечивается желательная для осуществления процесса производства полотнища ее проницаемость.

Выше приведено описание предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения, которое подробно раскрывается в этом описании, но не следует при этом понимать, что объем изобретения в какой-то мере ограничивается приведенным здесь его описанием, поскольку определяется указанный объем прилагаемой формулой изобретения.

1. Аппарат для производства нетканой ткани, выделываемой путем соединения полотнища посредством плавления, включающий: фильеру для получения завесы из прядей, диффузор, сквозь который проходят термопластичные волокна, удлиняются и осаждаются на формующей ткани, средства для обжатия осажденных волокон, образующих полотнище, изделие или структуру, отличающийся тем, что формующая ткань, предназначенная для использования в совокупности с аппаратом, представляет собой плетеную ткань и включает в себя плоские ПНД-нити - нити, проходящие поперек направления движения ткани в машине или же плоские НД-нити - нити, проходящие в направлении движения ткани в машине, благодаря чему уменьшается объем воздуха, содержащегося в формующей ткани, а также уменьшается шероховатость поверхности формующей ткани по сравнению с этим же показателем для формующей ткани, сплетенной только лишь из одних круглых нитей.

2. Аппарат по п.1, в котором используемая в совокупности с аппаратом формующая ткань включает в себя плоские ПНД-нити и плоские НД-нити.

3. Аппарат по п.1, в котором используемая в совокупности с аппаратом формующая ткань включает плоские ПНД-нити или плоские НД-нити, которые являются проводящими.

4. Аппарат по п.2, в котором используемая в совокупности с аппаратом формующая ткань включает плоские ПНД-нити и плоские НД-нити, которые являются проводящими.

5. Аппарат по п.1, в котором плоские ПНД-нити или плоские НД-нити имеют параллельные стороны при соотношении ширины нитей к их высоте, находящемся в пределах от 1/1 до 1/5.

6. Аппарат по п.1, в котором используемая в совокупности с аппаратом формующая ткань включает плоские ПНД-нити и плоские НД-нити, которые имеют параллельные стороны при соотношении ширины нитей к их высоте, находящемся в пределах от 1/1 до 1/5.

7. Аппарат по п.1, в котором используемая в совокупности с аппаратом формующая ткань включает плоские ПНД-нити или плоские НД-нити, которые имеют бочкообразную форму, либо эллиптическую форму.

8. Аппарат по п.1, в котором используемая в совокупности с аппаратом формующая ткань включает плоские ПНД-нити и плоские НД-нити, которые имеют бочкообразную форму, либо эллиптическую форму.

9. Способ производства нетканой ткани, согласно которому: для производства нетканой ткани используют аппарат для соединения полотнища путем плавления, с помощью которого на формующей ткани осаждаются волокна, образуя тем самым полотнище, изделие или структуру; и используют, в совокупности с аппаратом, формующую ткань, которая представляет собой плетеную ткань и, включает в себя плоские ПНД-нити или плоские НД-нити.

10. Способ по п.9, в котором формующая ткань включает в себя плоские ПНД-нити и плоские НД-нити.

11. Способ по п.9, в котором плоские ПНД-нити или плоские НД-нити являются проводящими.

12. Способ по п.10, в котором плоские ПНД-нити и плоские НД-нити являются проводящими.