СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТКАНЕЙ И ТКАНЕЙ ДЛЯ БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ Российский патент 2012 года по МПК D21F1/00 

Область техники

Изобретение относится к использованию энергии коротковолнового инфракрасного излучения для сваривания или оплавления некоторых мест в одежде бумагоделательной машины и других промышленных и технических тканей.

Ссылки

Патенты, заявки на патенты и другие документы, на которые даны ссылки, считаются включенными в описание настоящей заявки и могут быть использованы при реализации настоящего изобретения.

Уровень техники

Настоящее изобретение относится к области бумажного производства, в частности к тканям и лентам, используемым в формовочной, прессовой и сушильной частях бумагоделательной машины, к промышленным технологическим тканям и лентам, тканям для сквозной сушки воздухом, тканям/лентам, используемым для отделочных или заключительных операций для обработки текстиля, таким как транспортные, дубильные ленты, технические ткани и ленты и в целом ленты для гофромашин.

Ткани и ленты, о которых здесь идет речь, могут включать ткани и ленты, также используемые в производстве, помимо прочего,

изделий по технологии мокрой укладки, таких как бумага и картон, а также в производстве гигиенических салфеток и полотенец по технологии сквозной сушки воздухом;

лент для гофромашин, используемых для изготовления гофрированного картона и технических тканей, используемых в производстве пульпы мокрой и сухой укладкой;

в процессах, связанных с изготовлением бумаги, в таких, в которых используются фильтры-шламоуловители и устройства для промывки с химическими реагентами; и

в производстве нетканых материалов способом гидросоединения нитей (мокрый способ), аэродинамическим способом из расплава, фильерным способом из расплава, способом аэродинамического холстоформования или иглопробивания.

Такие ткани и ленты включают, помимо прочего, тиснильные, транспортные и поддерживающие ткани и ленты, используемые в производстве нетканых материалов, а также фильтрующие ткани и фильтрующие сетки.

При работе в различных условиях такие ленты и ткани подвергаются воздействию, поэтому необходимо принимать во внимание рабочие характеристики. Например, при изготовлении бумаги волокнистое целлюлозное полотно формируют осаждением волокнистой пульпы, т.е. водной дисперсии целлюлозных волокон, на движущуюся формующую ткань в формовочной части бумагоделательной машины. Через формующую ткань из пульпы отводят большое количество воды, а волокнистое целлюлозное полотно остается на поверхности формующей ткани.

Такие тканые структуры обычно изготавливают из синтетических волокон и мононитей по технологиям, стандартным в текстильной промышленности. Нередко необходимо выполнить выборочную обработку поверхности, внутренней части или краев тканой структуры для оказания влияния на рабочие характеристики, например, для бумажного производства, такие как срок службы, листоформирующая способность, технологичность или свойства бумаги, или для улучшения указанных характеристик.

Нагрев обычно используют для сушки, оплавления, спекания или обеспечения химической реакции материала, содержащегося в ткани, для осуществления таких структурных изменений. Поскольку волокна и мононити обычно выполнены из имеющего высокую молекулярную массу полиэфира, полиамида или другого термопластичного материала, нагрев может оказывать на эти материалы различное отрицательное влияние. Например, нагрев может вызвать (а) растекание термопластичного материала при температуре выше температуры стеклования, что приведет к размерным изменениям, или (b) оплавление при температуре выше температуры плавления.

Патенты US 5,334,289; 5,554,467 и 5,624,790 относятся к ленте для бумажного производства, изготавливаемой путем нанесения покрытия из фоточувствительного смолистого материала на армирующую структуру, имеющую светонепроницаемые участки, с последующим освещением указанного фоточувствительного материала светом, имеющим активирующую длину волны, через маску, имеющую проницаемые и не проницаемые для света части. Свет также проходит сквозь армирующую структуру.

Патент US 5,674,663 относится к способу нанесения отверждаемой смолы, такой как фоточувствительная смола, на основу ткани для бумажного производства. На основу также наносят второй материал. После отверждения фоточувствительной смолы второй материал удаляют, оставляя узорчатый участок отвержденной смолы.

Патенты US 5,693,187; 5,837,103 и 5,871,887 относятся к устройству для изготовления бумаги, содержащему ткань и узорчатый слой, присоединенный к этой ткани. Ткань имеет относительно высокую способность поглощения ультрафиолетового излучения, благодаря чему актиничное излучение, используемое для отверждения узорчатого слоя, не рассеивается после проникновения за поверхность этого слоя. Благодаря ограничению рассеивания излучения под поверхностью узорчатого слоя достигается минимальное содержание постороннего материала в тех областях ткани, в которых не требуется наличия материала узорчатого слоя.

Ткани, такие как ткани, используемые для формирования бумажных изделий и салфеток или для производства салфеток/полотенец, или ткани для сквозной сушки воздухом, часто соединяют швом. В этом случае в качестве ткани используют безворсовую ткань. Каждый край ткани имеет «бахрому» из ориентированных в машинном направлении нитей. Эту бахрому снова переплетают с нитями, ориентированными поперек движения ткани в машине, по основному узору полотнища ткани. Этот процесс создания швов для формирования бесконечной формы известен специалистам. Область шва, таким образом, содержит концы нитей, ориентированных в машинном направлении. Прочность шва зависит от прочности нитей, ориентированных в машинном направлении, количества используемых нитей, ориентированных в машинном направлении и поперек движения ткани в машине, и извитости нитей, ориентированных в машинном направлении, которые до некоторой степени сами физически «заплетаются» вокруг нитей, ориентированных поперек движения ткани в машине. Эти концы нитей, ориентированных в машинном направлении, когда ткань натягивается при работе, например, бумагоделательной машины или машины для изготовления салфеток/полотенец, могут буквально подвергаться раздвижке друг за другом и вытягиваться. Сами «концы» затем выступают над плоскостью ткани, вызывая образование в бумажном изделии или салфетке небольших отверстий, или могут со временем подвергнуться раздвижке настолько, что это приводит к разрушению шва и разъединению ткани.

Для сведения к минимуму данного явления нити в шве обычно обрызгивают или покрывают клеящим веществом. К сожалению, это может изменить свойства, характеризующие взаимодействие шовной области с текучей средой, а клеящее вещество может быть подвержено истиранию и износу. Кроме того, ширина шовной области в машинном направлении, если она получена стандартными способами, обычно составляет приблизительно 3,5-20 дюймов (9-51 см) или даже более. Уменьшение шовной области необходимо по многим причинам.

Рассмотренное использование нагрева для частичного оплавления или сплавления нитей друг с другом в шовной области может привести к неприемлемому изменению свойств, характеризующих взаимодействие шовной области с текучей средой, поскольку воздействию подвергаются все нити, а шов, например, может иметь воздухопроницаемость, отличающуюся от воздухопроницаемости полотнища ткани.

В отличие от описанных выше патентов в настоящем изобретении предлагается модифицировать синтетический материал, в частности волокна/нити или мононити, для обеспечения возможности поглощения энергии коротковолнового инфракрасного излучения, в результате чего появляется возможность иметь как волокна/нити или мононити, поглощающие тепло, так и волокна/нити или мононити, не поглощающие тепло.

Соответственно, имеется необходимость еще в одном способе увеличения прочности шва или его устойчивости к вытягиванию нитей.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Недостатки известных решений устранены настоящим изобретением, описание которого приведено ниже.

Одной задачей настоящего изобретения является создание технологии использования поглотителя энергии коротковолнового инфракрасного излучения, добавляемого в волокно/нить или мононить либо наносимого на волокно/нить или мононить, используемое или используемую для изготовления одежды бумагоделательных машин и других промышленных и технических тканей. Использование указанного поглотителя позволяет эффективно применять энергию коротковолнового инфракрасного излучения, которую раньше не применяли в производстве тканей, о которых идет речь в настоящем изобретении. Описанная технология также позволяет выборочно скреплять посредством связующего или сплавлять волокна/нити или мононити с другими волокнами/нитями или мононитями.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание технологии, которая позволяет после нанесения поглотителя энергии коротковолнового инфракрасного излучения на поверхность ткани выполнить выборочное скрепление посредством связующего или сплавление с помощью энергии такого излучения.

Еще одной задачей настоящего изобретения является разработка способа изготовления «грибной шляпки» на конце волокна/нити или хвосте мононити в шовной области ткани. Решение этой задачи позволит получить ткани с повышенной прочностью шва, которая ранее была не достижима.

Еще одной задачей настоящего изобретения является формирование ткани с износостойким швом, обладающим а) способностью сохранять целостность под воздействием потоков высокого давления и b) способность сохранять целостность до полного износа полотнища ткани при ее обычном использовании, причем ширина этого шва, измеренная в машинном направлении, составляет некоторую долю от ширины обычного шва, имеющего такую же прочность, но полученного с использованием стандартных технологий. Эта доля может составлять не более 0,7, предпочтительно не более 0,5, наиболее предпочтительно не более 0,3. Например, если «X» - измеренная в машинном направлении ширина шва, полученного стандартным способом сшивания, то ширина шва, имеющего такую же прочность, но сформированного согласно настоящему изобретению, составляет, например, не более 0,7Х, предпочтительно не более 0,5Х, наиболее предпочтительно не более 0,3Х.

Еще одной задачей настоящего изобретения является формирование шва, который при такой же ширине, измеренной в машинном направлении, что и стандартный шов, имеет более высокую прочность.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание одежды бумагоделательной машины и других промышленных и технических тканей, получаемых по описанным выше технологиям.

Решения этих задач, а также варианты реализации настоящего изобретения более подробно описаны ниже.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 иллюстрирует выборочное скрепление посредством связующего.

Фиг.2 показывает способ изготовления «грибных шляпок» как средства получения прочных, износостойких швов.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к способу обработки тканей для бумагоделательных машин, технических тканей, лент для гофромашин, тканей/лент, используемых для отделочных или заключительных операций для обработки текстиля, таких как транспортные, дубильные ленты, и других промышленных тканей с целью улучшения различных рабочих характеристик, таких как, помимо прочего, целостность шва. К тканям для бумагоделательных машин относятся, помимо прочего, формующие, прессовые, сушильные ткани, технологические ленты и ткани для сквозной сушки воздухом. По существу в изобретении, раскрытом здесь, используется комбинирование в одной тканой структуре волокон/нитей или мононитей, поглощающих энергию коротковолнового инфракрасного излучения, и волокон/нитей или мононитей, не поглощающих эту энергию, так что первые из указанных волокон/нитей или мононитей могут быть термически сплавлены или скреплены посредством связующего с другими волокнами/нитями или мононитями, входящими с ними в контакт. Такое термическое сплавление или скрепление посредством связующего может быть задано выборочно, т.е. могут быть выбраны и заданы места, в которых термическое сплавление или скрепление посредством связующего происходит или не происходит. Приведены примеры выборочного скрепления посредством связующего, которые не следует считать единственно возможными. Средства, с помощью которых осуществляют эти процессы, описаны ниже.

Типичным поглотителем энергии коротковолнового инфракрасного излучения является технический углерод, который может быть введен внутрь мононити, для того чтобы эта мононить получила способность поглощать энергию коротковолнового инфракрасного излучения. Также в монониточном материале могут быть использованы или в монониточный материал могут быть введены и другие материалы, поглощающие энергию коротковолнового инфракрасного излучения. К их числу, помимо прочего, относятся черные чернила, сопряженные производные циклогексена/циклопентена (см. патент US 5,783,377, ссылка на который означает его включение в описание настоящей заявки), хинон-диаммониевые соли (см. патент US 5,686,639, ссылка на который означает его включение в описание настоящей заявки), металлопорфирины, металлоазапорфирины, красители на основе основания Фишера (см. патент US 6,656,315, ссылка на который означает его включение в описание настоящей заявки) и их смеси.

Главными требованиями к поглотителю энергии коротковолнового инфракрасного излучения являются химическая и термическая стабильности материала поглотителя, необходимые для ввода его в состав монониточного материала путем соединения плавлением или окрашивания.

В текстильной промышленности может быть использована энергия средних и длинных инфракрасных волн диапазона приблизительно 5,0-15,0 мкм, поскольку большая часть синтетических материалов поглощает энергию волн таких длин. В свою очередь, энергию коротких инфракрасных волн диапазона приблизительно 0,7-5,0 мкм используют редко, поскольку синтетические материалы не поглощают ее эффективно. Проницаемость стандартных синтетических волокон и мононитей для энергии коротковолнового инфракрасного излучения может быть изменена путем введения добавки, такой как технический углерод, или путем нанесения специального красителя. Указанное позволяет иметь в составе ткани как теплопоглощающие, так и не поглощающие синтетические волокна/нити или мононити, изготовленные из одного и того же полимера, например полиэфира или полиамида. Указанное также может позволить создать новые ткани с улучшенными свойствами.

Примером этого служит добавление технического углерода в небольшом процентном содержании по массе к материалу, проницаемому для энергии коротковолнового инфракрасного излучения, для преобразования этого материала в поглотитель этой энергии. Другим примером является использование красителя или пигмента путем нанесения покрытия или локализованного нанесения (например, струйным или переводным способом) красителя на тканую структуру в точно и заранее определенных местах.

Тканую структуру разрабатывают и создают с учетом заранее заданного расположения волокон/нитей или мононитей, поглощающих энергию коротковолнового инфракрасного излучения, и волокон/нитей или мононитей, не поглощающих эту энергию, посредством разработки заданного продукта и контроля процесса изготовления. Например, многослойную формующую ткань ткут из нитей типа мононить. Ткань может содержать спаренные связующие нити, ориентированные в машинном направлении или поперек движения ткани в машине, и может быть спроектирована таким образом, что выбранные пары связующих нитей выполнены из мононити, поглощающей энергию коротковолнового инфракрасного излучения. Во время заключительной обработки или отделки указанную структуру в течение задаваемого временного интервала подвергают воздействию коротковолнового инфракрасного излучения. При этом интенсивность и выдержку задают так, что пары связующих нитей (примыкающих друг к другу и контактирующих друг с другом в определенных местах тканой структуры), изготовленные из материала, поглощающего энергию коротковолнового инфракрасного излучения, нагреваются и сплавляются друг с другом в месте взаимного контакта и/или с примыкающими нитями.

Важным в настоящем изобретении является расширение выбора материалов для указанной технологии. Например, описываемая технология выборочного поглощения энергии дает возможность иметь в тканой структуре как поглощающие энергию, так и не поглощающие энергию области, изготовленные из одного и того же полимерного материала, при этом энергия коротковолнового инфракрасного излучения воздействует выборочно на поглощающие области. В качестве другого примера можно вводить как полиамидные волокна/нити или мононити, поглощающие энергию коротковолнового инфракрасного излучения, так и полиамидные волокна/нити или мононити, не поглощающие эту энергию. Поглощающие волокна/нити или мононити могут находиться в одном слое многослойной структуры; равномерно смешены в ней; расположены лишь на крае или вблизи края, на верхней или нижней поверхности структуры или в области шва. Энергия коротковолнового инфракрасного излучения, следовательно, будет выборочно воздействовать на поглощающие волокна/нити или мононити для создания необходимых изменений в структуре, таких как, помимо прочего, скрепление посредством связующего или сплавление в необходимых местах.

Настоящее изобретение предусматривает возможность выборочного оплавления нитевого материала (нитевых материалов), поглощающих энергию коротковолнового инфракрасного излучения в присутствии обычно используемых синтетических волокон и мононитей, которые по большей части проницаемы для этой энергии, а следовательно, не подвергаются ее воздействию. Этот способ позволяет создать не применявшуюся ранее, эффективную и универсальную технологию для изготовления новых тканых структур и/или их улучшения.

Например, формующие ткани, вытканные с использованием выбранных связующих нитей, могут быть изготовлены, например, из полимера MXD6 (класс нейлона, представляющий собой полимер 1,3-бензолдиметанамин [(метаксилендиамин, MXDA) и адипиновой кислоты]), который можно приобрести у компаний Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc. и Solvay Advanced Polymers, LLC, и технического углерода. Технический углерод действует в качестве поглотителя энергии коротковолнового инфракрасного излучения. Кроме того, в других выбранных парах связующих нитей могут быть использованы мононити, изготовленные из MXD6 без технического углерода. Эти связующие нити совершенно не будут поглощать энергию коротковолнового инфракрасного излучения и, следовательно, не будут сплавляться друг с другом в местах взаимного контакта. В данном примере термическое сплавление двух связующих нитей, примыкающих друг к другу, может быть использовано для обеспечения большей плоскостности в тех местах, в которых связующие нити проходят возле друг друга в вытканном узоре ткани, и, следовательно, для снижения вероятности того, что в процессе изготовления бумаги на листе будут оставаться метки.

Выборочное скрепление посредством связующего может быть применено ко всем типам одежды бумагоделательной машины и другим промышленным и техническим тканям с обеспечением необходимого результата. В вытканной формующей ткани, например, некоторые из мононитей могут быть модифицированы для поглощения энергии коротковолнового инфракрасного излучения путем нанесения материала, поглощающего эту энергию, с целью получения местно сплавленных областей. Местное сплавление может быть выполнено, таким образом, для уменьшения проницаемости в сплавленной области. Местное сплавление может быть использовано для создания в формующей ткани узоров, обладающих меньшей проницаемостью, и формирования за счет этого необходимых водяных знаков в бумаге, изготавливаемой с помощью этой формующей ткани. В частности, этим способом могут быть выполнены краевые устойчивые к износу полосы, предотвращающие распускание ткани. Эта же технология может быть использована, например, для задания проницаемости тканей других типов.

Выборочное скрепление посредством связующего может также быть использовано различными способами для модифицирования тканых структур, такого как, помимо прочего, увеличения износоустойчивости, упрочнения краевого герметизирующего усиленного шва, а в некоторых случаях для получения тканей более открытой конструкции для облегчения водоотвода. Как уже было сказано выше, преимущества местного сплавления или оплавления нитей или волокон заключаются в возможности выбора материалов и минимизации воздействий на структуру в областях, отличающихся от области необходимого скрепления посредством связующего. Нанесение материала, поглощающего энергию коротковолнового инфракрасного излучения, на волокно/нить или мононить обеспечивает поглощение инфракрасной энергии в больших количествах, вызывая в материале растяжение скреплений посредством связующего и появление кинетической энергии в молекулах волокна. Это вызывает выработку тепла в определенных областях, которое может быть использовано для сплавления или оплавления волокон.

Настоящим изобретением также предлагается способ сплавления/скрепления посредством связующего друг с другом нитей, например, в швах ткани для сквозной сушки воздухом и формовочной ткани. Швы в тканях для сквозной сушки воздухом обычно выполняют таким образом, что два конца основных нитей перекрывают друг друга в шовной области. В области перекрытия указанные концы проходят друг возле друга и могут быть введены в контакт друг с другом. Как показано на фиг.1, на область между двумя основными нитями, перекрывающими друг друга, могут быть нанесены специальные чернила, поглощающие коротковолновое инфракрасное излучение, или краситель. После этого ткань на несколько секунд подвергают воздействию коротковолнового инфракрасного излучения. Внутренняя часть ткани осталась неизмененной, при этом две основные нити сплавились/скрепились друг с другом посредством связующего, а в некоторых случаях с нитями, ориентированными поперек движения ткани в машине, в шовной области в зоне нанесения красителя.

Монониточный материал, который может быть использован для размещения поглотителя энергии коротковолнового инфракрасного излучения и благодаря этому создания мононитей, поглощающих тепловую энергию, включает все полиамиды, полиарамиды, полиэфиры, полиэфиркетоны, полиэфирэфиркетоны, полиэтилентерефталат, полибутилентерефталат, полиэтиленнафталат, полиолефины, полипропилены, полиуретаны и их смеси, используемые в одежде бумагоделательных машин и других промышленных и технических тканях. Главным требованием к монониточному материалу является наличие химических и физических свойств, подходящих для его использования в одежде бумагоделательных машин и других промышленных и технических тканях.

Для задания интенсивности и выдержки источника энергии коротковолнового инфракрасного излучения предусмотрены два основных способа. В одном способе в качестве источника энергии использовано сфокусированное коротковолновое инфракрасное излучение, луч которого направляют на необходимую область ткани, при этом продолжительность воздействия и уровень интенсивности задают для обеспечения создания выборочных сплавления и областей, скрепленных посредством связующего. В другом способе ткань могут выдерживать в течение задаваемого времени выдержки под воздействием лампы высокоинтенсивного коротковолнового инфракрасного излучения, такой как кварцевая лампа. В этом случае расстояние между лампой и изделием, которое необходимо осветить, важно для определения надлежащей выдержки. Область, подвергаемую воздействию, задают с помощью маски, не проницаемой для коротковолнового инфракрасного излучения и содержащей необходимый «узор» областей, через которые энергия может проходить либо не может проходить. В результате области, выбранные с помощью маски и выдержанные под воздействием источника, свариваются или сплавляются друг с другом. Еще в одном варианте реализации маску могут не использовать, а средствами задания зон, подлежащих свариванию/сплавлению, могут служить условия выдержки и расстояние от источника энергии.

Мононить, содержащую поглотитель энергии коротковолнового инфракрасного излучения, могут вводить в ткань во время процесса ткачества. Еще в одном варианте реализации мононить, содержащую поглотитель энергии коротковолнового инфракрасного излучения, могут вводить в тканую структуру после того, как ткань выткана. Мононить могут вводить в шовную область ткани во время сшивания в качестве уточной нити, ориентированной поперек движения ткани в машине.

Сплавление/скрепление посредством связующего нитей друг с другом в шовной области, т.е. скрепление посредством связующего волокна/нити, ориентированного/ориентированной в машинном направлении и пересекающегося/пересекающейся с волокном/нитью, ориентированным/ориентированной поперек движения ткани в машине, или скрепление посредством связующего пар волокон/нитей, ориентированных в машинном направлении и примыкающих друг к другу и/или сочетающихся друг с другом, или скрепление посредством связующего заделочных концов волокон/нитей, ориентированных в машинном направлении, с другими волокнами/нитями, ориентированными в машинном направлении или поперек движения ткани в машине, приводит к принципиально иной передаче напряжения в шве. Стандартные швы передают напряжения через трение в извитых нитях шва. Швы, изготовленные согласно настоящему изобретению, передают напряжение, которое происходит «через скрепления посредством связующего» между нитями. В результате износостойкость шва определяется не только трением, но и прочностью этих скреплений посредством связующего.

Шовные заделочные окончания в ткани, формируемые согласно настоящему изобретению, могут быть любой длины и/или ширины. Размер заделочных окончаний может быть изменен для новых продуктов, а также для выполнения заделочных окончаний короче, а самой шовной области максимально короткой в машинном направлении, или для формирования более прочного шва, который в машинном направлении имеет ширину стандартного шва. Предпочтительная ширина шва, измеренная в машинном направлении, составляет долю ширины стандартного шва или шва, полученного с использованием стандартных технологий, такой же прочности. Эта доля может составлять не более 0,7, предпочтительно не более 0,5, наиболее предпочтительно не более 0,3. Например, если «X» - измеренная в машинном направлении ширина шва, полученного известным или стандартным сшиванием, то ширина шва, имеющего такую же прочность, но полученного согласно настоящему изобретению, составляет, например, не более 0,7Х, предпочтительно не более 0,5Х, наиболее предпочтительно не более 0,3Х.

Еще в одном примере короткую (приблизительно 5 мм) черную мононить из полиэтилентерефталата (мононить из полиэтилентерефталата, поглощающую энергию коротковолнового инфракрасного излучения) поместили между двумя основными мононитями (не поглощающими энергию коротковолнового инфракрасного излучения) из полиэтилентерефталата, примыкающими друг к другу и сочетающимися друг с другом, так что указанные основные мононити из полиэтилентерефталата оказались прижаты к черной мононити из полиэтилентерефталата или касались ее. Эти структуры подвергли воздействию источника энергии коротковолнового инфракрасного излучения, так что черная мононить из полиэтилентерефталата нагрелась и сплавилась с примыкающими к ней мононитями из полиэтилентерефталата. Малая длина черной мононити из полиэтилентерефталата послужила средствами задания зоны, в которой сплавление было необходимым. Таким способом термосплавление может быть задано выборочно. Можно утверждать, что термосплавление, описанное в этом примере, приводит к увеличению износоустойчивости швов за счет сплавления нитей в шовной области.

Как было сказано выше, кроме технического углерода в качестве подходящих поглотителей могут быть использованы и другие материалы, поглощающие энергию коротковолнового инфракрасного излучения. Преимущество некоторых из них заключается в том, что они не являются черными, а имеют менее броский цвет в видимой области спектра, т.е. воспринимаемой человеческим глазом. В результате мононити, изготовленные с использованием этих материалов, являются привлекательными для создания продукта, в котором места сплавления не слишком видны при первичном осмотре заинтересованным лицом.

Сплавление/скрепление посредством связующего может быть выполнено с использованием химически схожих полимерных мононитей или химически схожего волоконного материала, сплавляемых или сплавляемого с химически схожей полимерной мононитью или химически схожим волоконным материалов. Например, мононить из полиэтилентерефталата скрепляется посредством связующего с мононитью из полиэтилентерефталата. Мононить из полиэтилентерефталата также скрепляется посредством связующего с мононитью из смеси 30% термопластичного полиуретана и 70% полиэтилентерефталата. Мононить из полиэтилентерефталата также скрепляется посредством связующего с полиэтилентерефталатом и полибутилентерефталатом. Мононить из полиэтилентерефталата не скрепляется посредством связующего с полиамидными мононитями, изготовленными из полиамида 6, полиамида 6,6, полиамида 6,12, полиамида 6,10 и химически схожих полиамидов. Еще одним примером химически схожих материалов, способных скрепляться друг с другом посредством связующего, является мононить из полиамида 6, скрепляемая посредством связующего с полиамидом 6,12.

Настоящим изобретением также предлагается способ создания «грибной шляпки» на конце хвоста мононити в шовной области, например, ткани для сквозной сушки воздухом или других тканей, сшиваемых известными способами. «Грибная шляпка» служит для лучшей фиксации мононити в шовной области и придания ткани способности выдерживать высокие рабочие натяжения без разрушения шва и его разделения. Согласно настоящему изобретению «грибная шляпка» физически является частью мононити, а ее диаметр больше, чем диаметр мононити до формирования этой шляпки.

«Грибную шляпку» создают следующим образом (см., например, фиг.2). На хвост мононити (этап 1 на фиг.2) в шовной области ткани наносят краситель, поглощающий энергию коротковолнового инфракрасного излучения. После нанесения красителя хвост мононити подвергают воздействию энергии коротковолнового инфракрасного излучения (этап 2 на фиг.2). Источник энергии излучает энергию, имеющую конкретную длину волны, которая поглощается указанным красителем, но по существу не поглощается частями мононити, не покрытыми этим красителем. Хвост мононити, покрытый красителем, в результате поглощения энергии нагревается и оплавляется. При оплавлении хвост мононити подается назад вследствие утраты молекулами ориентации и формирует «грибную шляпку» (этап 3 на фиг.2). Другие части мононити, не покрытые специальным красителем, поглощающей энергию коротковолнового инфракрасного излучения, не оплавляются под воздействием этого источника энергии. В результате получают средство для фиксации хвостов в шовной области, так что ткань может работать с более высоким натяжением без разрушения шва и его разделения.

Настоящее изобретение также обеспечивает возможность изменять поверхность одежды бумагоделательных машин и других промышленных и технических тканей. Рассматривается возможность печати узора на поверхности ткани с помощью красителя или пигмента, поглощающего энергию коротковолнового инфракрасного излучения. Воздействие энергии коротковолнового инфракрасного излучения и возможное прижатие призваны изменять пористость, и/или проницаемость, и/или топологию поверхности на печатной узорчатой области и создавать объемный узор, и, например, могут быть использован для получения водяных знаков. Полученная в результате поверхность содержит местные области сплавленной поверхности, окруженные открытыми, пористыми областями. Поскольку внутренняя часть ткани не оплавляется и не сплавляется, на общие свойства ткани, такие как водоотводящая способность, оказывается лишь небольшое нежелательное воздействие или вообще не оказывается такого воздействия.

Еще в одном варианте реализации для изменения поверхности ткани отпечатывают необходимый узор на сплошном листе термопластичного материала с помощью пигмента, поглощающего энергию коротковолнового инфракрасного излучения. Этот сплошной непроницаемый лист может затем быть размещен в структуре одежды бумагоделательной машины, например, на ее поверхностном слое. Воздействие энергии коротковолнового инфракрасного излучения вызывает оплавление или усадку этого листа только в области печати и образование слоя с отверстиями. В результате получают лист, проницаемый для воздуха и воды, сформированный на месте без воздействия на другие волокна под печатным листом или их повреждения. Этот способ также может быть использован для скрепления этого листа с тканью посредством связующего.

Кроющие составы, поглощающие энергию коротковолнового инфракрасного излучения, могут быть нанесены, высушены или отверждены без оказания воздействия на лежащую ниже структуру.

Выше были раскрыты задачи и преимущества настоящего изобретения и подробно описаны предпочтительные варианты его реализации. Однако для специалистов очевидно, что изобретение может быть реализовано и другими способами, а раскрытые варианты реализации не ограничивают его объем, который определен прилагаемой формулой.

Изобретение относится к использованию энергии коротковолнового инфракрасного излучения для сваривания или оплавления некоторых мест в одежде бумагоделательной машины и других промышленных и технических тканей. Заявлен способ обработки волокна/нити или мононити, содержащегося или содержащейся в тканях для бумагоделательной машины, промышленных или технических тканях. Способ включает: (а) размещение материала, поглощающего энергию коротковолнового инфракрасного излучения, в локализированных областях волокна/нити или мононити, при обычных условиях являющегося проницаемым или являющуюся проницаемой для энергии коротковолнового инфракрасного излучения; и (b) выборочное оплавление, сплавление или скрепление посредством связующего волокно/нить или мононить само или саму с собой или с другим волокном или другой нитью или мононитью путем воздействия на него или нее энергией коротковолнового инфракрасного излучения. Способ также включает формирование «грибной шляпки» на хвосте волокна/нити или мононити, а также получение поверхностных узоров. Описанная технология позволяет выборочно скреплять посредством связующего или сплавлять волокна/нити или мононити с другими волокнами/нитями или мононитями; позволяет получать ткани с повышенной прочностью шва, которая ранее была не достижима; позволяет получать ткани с износостойким швом, обладающим способностью сохранять целостность под воздействием потоков высокого давления и способность сохранять целостность до полного износа полотнища ткани при ее обычном использовании. 11 н. и 34 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ обработки волокна/нити или мононити, содержащегося или содержащейся в тканях для бумагоделательной машины, промышленных или технических тканях, согласно которому:
(a) размещают материал, поглощающий энергию коротковолнового инфракрасного излучения, в локализированных областях волокна/нити или мононити, при обычных условиях являющемся проницаемым или являющуюся проницаемой для энергии коротковолнового инфракрасного излучения; и
(b) выборочно оплавляют, сплавляют или скрепляют посредством связующего волокно/нить или мононить само или саму с собой или с другим волокном или другой нитью или мононитью путем воздействия на него или нее энергией коротковолнового инфракрасного излучения.

2. Способ по п.1, в котором ткань выбирают из группы, содержащей формующую, прессовую и сушильную ткани, технологические ленты, ткани для сквозной сушки воздухом, технические ткани, ткани, используемые для отделочных или заключительных операций для обработки текстиля, такие как транспортные, дубильные ленты и ленты для гофромашин.

3. Способ по п.1, в котором источник энергии коротковолнового инфракрасного излучения имеет длину волны приблизительно 0,7-5,0 мкм.

4. Способ по п.1, в котором материал, поглощающий энергию коротковолнового инфракрасного излучения, представляет собой добавку, покрытие или краситель.

5. Способ по п.4, в котором краситель выбирают из группы, содержащей черные чернила, технический углерод, сопряженные производные циклогексена/циклопентена, хинон-диаммониевуюя соль, металлопорфирин, металлоазапорфирин, краситель на основе основания Фишера и их смеси.

6. Способ по п.1, в котором волокно/нить или мононить содержит полимер, выбранный из группы, содержащей полиамиды, полиарамид, полиэфиры, полиэфиркетоны, полиэфирэфиркетоны, полиолефины, полипропилены, полиуретаны и их смеси.

7. Способ по п.1, в котором выборочное оплавление, сплавление или скрепление посредством связующего включает в себя выборочное нанесение материала, поглощающего энергию коротковолнового инфракрасного излучения, на волокно/нить или мононить.

8. Способ по п.1, в котором нанесение материала, поглощающего энергию коротковолнового инфракрасного излучения, осуществляют на хвост волокна/нити или мононити и путем воздействия энергии коротковолнового инфракрасного излучения формируют «грибную шляпку», фиксирующую указанные хвосты в шовной области ткани.

9. Способ по п.8, в котором материал выбирают из группы, содержащей черные чернила, технический углерод, сопряженные производные циклогексена/циклопентена, хинон-диаммониевую соль, металлопорфирин, металлоазапорфирин, краситель на основе основания Фишера и их смеси.

10. Способ по п.8, в котором волокно/нить или мононить содержит полимер, выбранный из группы, содержащей полиамиды, полиарамиды, полиэфиры, полиэфиркетоны, полиэфирэфиркетоны, полиолефины, полипропилены, полиуретаны и их смеси.

11. Способ по п.1, в котором из поглощающего материала формируют некоторый узор на слое изготавливаемой ткани.

12. Способ по п.11, в котором узор формируют печатью на сплошном листе термопластичного материала необходимого узора из пигмента, поглощающего энергию коротковолнового инфракрасного излучения, и размещением этого листа на некотором слое ткани.

13. Способ по п.11, в котором указанный материал выбирают из группы, содержащей черные чернила, технический углерод, сопряженные производные циклогексена/циклопентена, хинон-диаммониевую соль, металлопорфирин, металлоазапорфирин, краситель на основе основания Фишера и их смеси.

14. Способ по п.1, в котором выборочно оплавляют, сплавляют или скрепляют посредством связующего волокно/нить или мононить само или саму с собой или с другим волокном или другой нитью или мононитью в шовной области ткани.

15. Способ по п.14, в котором хвост волокна, ориентированного в машинном направлении, или нити или мононити, ориентированной в машинном направлении, перекрывают хвостом другого волокна, ориентированного в машинном направлении, или другой или нити или мононити, ориентированной в машинном направлении, в контакте друг с другом, и воздействием энергии коротковолнового инфракрасного излучения сваривают друг с другом и/или с нитями, ориентированными поперек движения ткани в машине, в шовной области ткани.

16. Способ по п.14, в котором ширина указанной шовной области, измеренная в машинном направлении, составляет долю ширины стандартного шва или шва, полученного с использованием стандартных технологий, такой же прочности, и эта доля составляет не более 0,7.

17. Способ по п.16, в котором указанная доля составляет не более 0,5.

18. Способ по п.17, в котором указанная доля составляет не более 0,3.

19. Способ по п.14, в котором волокно, ориентированное в машинном направлении, или нить, ориентированная в машинном направлении, пересекающееся или пересекающаяся с волокном, ориентированным поперек движения ткани в машине, или нитью, ориентированной поперек движения ткани в машине, в контакте друг с другом под воздействием энергии коротковолнового инфракрасного излучения сваривают друг с другом в шовной области ткани.

20. Способ обработки тканей для бумагоделательной машины, промышленных или технической тканей, согласно которому:
(a) берут основную структуру, содержащую материал, не поглощающий энергию коротковолнового инфракрасного излучения;
(b) выборочно покрывают взятую основную структуру кроющим составом, поглощающим энергию коротковолнового инфракрасного излучения, для задания пористости и/или износоустойчивости ткани; и
(c) воздействуют на покрытие и основную структуру энергией коротковолнового инфракрасного излучения для обеспечения необходимого изменения пористости и/или износоустойчивости основной структуры.

21. Способ по п.20, в котором ткань выбирают из группы, содержащей формующую, прессовую и сушильную ткани, технологические ленты, ткани для сквозной сушки воздухом, технические ткани, ткани, используемые для отделочных или заключительных операций для обработки текстиля, такие как транспортные, дубильные ленты и ленты для гофромашин.

22. Способ по п.20, в котором источник энергии коротковолнового инфракрасного излучения имеет длину волны приблизительно 0,7-5,0 мкм.

23. Способ по п.20, в котором кроющий состав, поглощающий энергию коротковолнового инфракрасного излучения, содержит добавку или краситель, поглощающую энергию коротковолнового инфракрасного излучения.

24. Способ по п.23, в котором краситель выбирают из группы, содержащей черные чернила, технический углерод, сопряженные производные циклогексена/циклопентена, хинон-диаммониевую соль, металлопорфирин, металлоазапорфирин, краситель на основе основания Фишера и их смеси.

25. Способ по п.20, в котором волокно/нить или мононить содержит полимер, выбранный из группы, содержащей полиамиды, полиарамид, полиэфиры, полиэфиркетоны, полиэфирэфиркетоны, полиолефины, полипропилены, полиуретаны и их смеси.

26. Одежда бумагоделательной машины, ленты для гофромашин, ткани, используемые для отделочных или заключительных операций для обработки текстиля, такие как транспортная или дубильная лента, промышленная или техническая ткань, изготовленные способом согласно п.1, где одежда бумагоделательной машины, ленты для гофромашин или ткани содержат структуру, обладающую по меньшей мере одним из: требуемой проницаемости, повышенной прочности шва или улучшенного водоотвода.

27. Одежда бумагоделательной машины, ленты для гофромашин, ткани, используемые для отделочных или заключительных операций для обработки текстиля, такие как транспортная или дубильная лента, промышленная или техническая ткань, изготовленные способом согласно п.8.

28. Одежда бумагоделательной машины, ленты для гофромашин, ткани, используемые для отделочных или заключительных операций для обработки текстиля, такие как транспортная или дубильная лента, промышленная или техническая ткань, изготовленные способом согласно п.11, где одежда бумагоделательной машины, ленты для гофромашин или ткани содержат структуру, обладающую по меньшей мере одним из: требуемой проницаемости, повышенной прочности шва или улучшенного водоотвода.

29. Одежда бумагоделательной машины, ленты для гофромашин, ткани, используемые для отделочных или заключительных операций для обработки текстиля, такие как транспортная или дубильная лента, промышленная или техническая ткань, изготовленные способом согласно п.14.

30. Одежда бумагоделательной машины, ленты для гофромашин, ткани, используемые для отделочных или заключительных операций для обработки текстиля, такие как транспортная или дубильная лента, промышленная или техническая ткань, изготовленные способом согласно п.20, где одежда бумагоделательной машины, ленты для гофромашин или ткани содержат структуру, обладающую по меньшей мере одним из: требуемой проницаемости, повышенной прочности шва или улучшенного водоотвода.

31. Способ по п.12, в котором указанный слой представляет собой поверхностный слой изготавливаемой ткани.

32. Способ по п.14, в котором сплавленная/скрепленная посредством связующего шовная область прочнее, чем стандартный шов, полученный с использованием стандартных технологий и имеющий такую же длину в машинном направлении ткани.

33. Способ обработки волокна/нити или мононити, содержащегося или содержащейся в тканях для бумагоделательной машины, промышленных или технических тканях, согласно которому:
(a) размещают материал, поглощающий энергию коротковолнового инфракрасного излучения, в локализированных областях волокна/нити или мононити, при обычных условиях являющемся проницаемым или являющуюся проницаемой для энергии коротковолнового инфракрасного излучения; и
(b) выборочно оплавляют, сплавляют или скрепляют посредством связующего волокно/нить или мононить само или саму с собой или с другим волокном или другой нитью или мононитью путем воздействия на него или нее энергией коротковолнового инфракрасного излучения,
отличающийся тем, что нанесение материала, поглощающего энергию коротковолнового инфракрасного излучения, осуществляют на хвост волокна/нити или мононити и путем воздействия энергии коротковолнового инфракрасного излучения формируют «грибную шляпку», фиксирующую указанные хвосты в шовной области ткани.

34. Способ по п.33, в котором ткань выбирают из группы, содержащей формующую, прессовую и сушильную ткани, технологические ленты, ткани для сквозной сушки воздухом, технические ткани, ткани, используемые для отделочных или заключительных операций для обработки текстиля, такие как транспортные, дубильные ленты и ленты для гофромашин.

35. Способ по п.33, в котором источник энергии коротковолнового инфракрасного излучения имеет длину волны приблизительно 0,7-5,0 мкм.

36. Способ по п.33, в котором материал, поглощающий энергию коротковолнового инфракрасного излучения, представляет собой добавку, покрытие или краситель.

37. Способ по п.33, в котором краситель выбирают из группы, содержащей черные чернила, технический углерод, сопряженные производные циклогексена/циклопентена, хинон-диаммониевуюя соль, металлопорфирин, металлоазапорфирин, краситель на основе основания Фишера и их смеси.

38. Способ по п.1, в котором волокно/нить или мононить содержит полимер, выбранный из группы, содержащей полиамиды, полиарамид, полиэфиры, полиэфиркетоны, полиэфирэфиркетоны, полиолефины, полипропилены, полиуретаны и их смеси.

39. Одежда бумагоделательной машины, ленты для гофромашин, ткани, используемые для отделочных или заключительных операций для обработки текстиля, такие как транспортная или дубильная лента, промышленная или техническая ткань, изготовленные способом согласно п.33.

40. Способ обработки волокна/нити или мононити, содержащегося или содержащейся в тканях для бумагоделательной машины, промышленных или технических тканях, согласно которому:
(a) размещают материал, поглощающий энергию коротковолнового инфракрасного излучения, в локализированных областях волокна/нити или мононити, при обычных условиях являющемся проницаемым или являющуюся проницаемой для энергии коротковолнового инфракрасного излучения; и
(b) выборочно оплавляют, сплавляют или скрепляют посредством связующего волокно/нить или мононить само или саму с собой или с другим волокном или другой нитью или мононитью путем воздействия на него или нее энергией коротковолнового инфракрасного излучения,
в котором из поглощающего материала формируют некоторый узор печатью на сплошном листе термопластичного материала необходимого узора из пигмента, поглощающего энергию коротковолнового инфракрасного излучения, и размещением этого листа на некотором слое ткани.

41. Способ по п.40, в котором указанный слой представляет собой поверхностный слой изготавливаемой ткани.

42. Способ по п.40, в котором краситель выбирают из группы, содержащей черные чернила, технический углерод, сопряженные производные циклогексена/циклопентена, хинон-диаммониевуюя соль, металлопорфирин, металлоазапорфирин, краситель на основе основания Фишера и их смеси.

43. Способ по п.40, в котором источник энергии коротковолнового инфракрасного излучения имеет длину волны приблизительно 0,7-5,0 мкм.

44. Способ по п.40, в котором волокно/нить или мононить содержит полимер, выбранный из группы, содержащей полиамиды, полиарамид, полиэфиры, полиэфиркетоны, полиэфирэфиркетоны, полиолефины, полипропилены, полиуретаны и их смеси.

45. Одежда бумагоделательной машины, ленты для гофромашин, ткани, используемые для отделочных или заключительных операций для обработки текстиля, такие как транспортная или дубильная лента, промышленная или техническая ткань, изготовленные способом согласно п.40, где одежда бумагоделательной машины, ленты для гофромашин или ткани содержат структуру, обладающую по меньшей мере одним из: требуемой проницаемости, повышенной прочности шва или улучшенного водоотвода.