工业纺织品的缝合元件和制造方法
【专利说明】 工业纺织品的缝合元件和制造方法发明领域
[0001]本发明涉及非织造缝合元件或结构,所述元件或结构用来接合至工业纺织品的相对可缝合边缘以便允许其在缝合过程中连接。本发明尤其涉及制造用于这一目的的缝合元件的方法,以及在制造之后展现改进的接合强度可靠性的以这种方式制成的缝合元件。
[0002]发明背景
[0003]用于缝合织造和非织造纺织品的非织造薄膜类型缝合元件是已知的。WO2010/121360 (Manninen)公开用于缝合工业纺织品的缝合元件。缝合元件被构建并布置来通过接合至与将要连接的边缘最接近的纺织品的两个基本上平面表面来固定于缝合位置中。所述元件包括:第一侧向边缘区域,其包括界定接收针或针栓的纵向通道的延伸部分,和允许与纺织品的第二边缘处的第二缝合元件互相咬合的多个孔和陆地区域;和第二侧向边缘,其接合至纺织品的缝合边缘。提供缝合元件的各种配置。
[0004]CA 2, 749, 477 (Manninen)公开用于工业纺织品中的成形缝合元件,其中缝合元件和纺织品各自具有成形聚合物结构,例如由纵裂和压花薄膜形成。
[0005]CA 2,762,349 (Manninen)公开缝合元件,其被构建以便提供两个或更多个环形区域,从而产生横跨缝合的至少两个通道,允许改进拉伸负荷在元件上的分布。元件可由两层或更多层聚合物薄膜构建,以使得相同总元件厚度可使用较薄薄膜来获得,允许显著改进双轴取向,由此最大化物理性质,尤其抗拉强度。
[0006]已经发现实现元件与其连接的纺织品之间的一致和可靠强固接合的能力直接取决于在元件例如通过激光焊接或类似技术来接合于适当位置中时所获得的焊接质量。包括U形元件的支腿或末端的侧向末端区域必须与其接合的纱线或薄膜最紧密接触来安置。理想地,此接触在与元件接触的每个个别纱线或纺织品部分的整个表面上延伸。在激光焊接过程期间,例如,关于在进行焊接时向元件施加一致压力以确保其强度,已经遇到难题。
[0007]如图1示出,现有技术的示例性缝合元件的外部表面是扁平的。当缝合元件施加至织造纺织品时,在焊接过程之前,元件例如以图2示出的方式在纺织品的边缘的纱线末端上滑动。然后,在焊接时,将元件抵靠着纱线末端的外部表面按压;辐射能量吸收材料定位接合区域处的缝合元件内部与纱线末端外部之间的界面。使用透射传输激光焊接过程,其允许激光的辐射能量穿过缝合元件,例如,到达辐射能量吸收材料定位的界面。此材料变热至纱线和缝合元件的熔点并且在两个材料之间在界面处产生焊接。
[0008]在某些情况下,非织造薄膜纺织品的边缘,或织造纺织品的纱线末端的表面外形的不规则性(例如个别纱线稍微扭转,或在平面外)不允许缝合元件与薄膜或纱线之间获得所需最紧密接触。此缺乏最紧密接触可产生元件与纺织品之间的较弱接合。焊接之后,必须仔细检查缝合以确保已经有效地产生所有接合并且总体缝合强度是可靠的。这难以确定并且是耗费时间的。
[0009]图1是现有技术缝合元件100的透视图,其具有顶部表面120、底部表面121、左边缘(或末端)122、右边缘或末端124、前缘126和后缘128。缝合元件100进一步沿着它的前缘126包括多个突起150,在其之间定位有缺口 152。缺口 152和突起150定尺寸以使得一个缝合元件100上的突起150将嵌入第二缝合元件100上的相应缺口 152,以允许两个缝合元件100连接。缺口 152从前缘126朝向后缘128延伸进入缝合元件100的主体中足够距离以允许相应第二缝合元件的突起精确地定位于这些缺口内的所需位置中。图1是固定至将要缝合的织物的末端或边缘之前的缝合元件100的透视图。
[0010]图2是缝合元件100在它连接至织物90时的横截面侧视图。织物90包括一组第一(上部)经纱线103,和一组第二(下部)经纱线104,其与玮纱线交织,所述玮纱线包括(较小)第一玮纱线105,和(较大)第二玮纱线106。织物90具有产品可在其上传送的第一表面123 (对应于缝合元件100的表面120)和在使用中与它预定使用的机器的各种移动和固定元件接触的第二表面125。
[0011]缝合元件100连接至织物90,方法是在其中选定玮纱线105和106已经移除的织物的末端区域,将经纱线103和104插入U形缝合元件100的内部。经纱线103、104可以任何合适方式插入,但是优选地经纱线103和104沿着织物边缘均匀地切割,并且多个玮纱线105和106从织物90移除以产生所需长度的经纱线103、104的自由末端。如图2示出,然后使这些经纱线自由末端扁平化并压缩以其在区域170中聚在一起,以留下通道154的方式延伸进入缝合元件100内的空间中,所述通道定尺寸来接收针栓以便将缝合元件固定至相应第二缝合元件以完成缝合。
[0012]然后,经纱线自由末端在区域175例如通过焊接或接合来固定至缝合元件100。
[0013]应认识到区域175中的一些经纱线103和104可相互非平面或另外错位的,并且为了将其布置成适合于插入区域170中的连续和基本上均质的平面阵列,可能需要施加热量和压力以将其对齐。然后,缝合元件100必须例如通过激光焊接过程接合至此阵列以使得在元件与纱线之间提供可靠和一致接合。这通常使用在元件100的外部表面120、121上传送的所谓整体球或辊类型激光来完成。透射传输激光焊接过程优选用于这一目的,并且允许区域170中的纱线103、104的外部表面牢固地焊接至缝合元件100的内部。虽然有效接合可在较大比例纱线103、104与元件100之间形成,但是可能在一些接合中只实现部分焊接。这些情况难以检测,但是因为此接合必须可靠地确保(因为它对于纺织品的成功操作是关键性的),所以必需测试或检查较大比例的焊接以确保其符合要求。对于具有3m与1m之间的典型宽度的纺织品来说,这是耗时和繁重的过程,并且测试可能不一定是完全可靠的。
[0014]类似问题相对于非织造纺织品也可出现,其中边缘的任何不规则性可降低焊接的有效性。
[0015]因此,需要确保在焊接过程中在缝合元件与纱线或薄膜之间形成符合要求的接合的机械构件。在材料例如塑料的激光焊接中,压力通常是重要参数。压力通过传导来辅助传热并且通过迫使将要焊接的部件聚拢在一起来辅助融合。激光可在不接触的情况下在将要焊接的部件内产生热量,然而要形成有效焊接,需要将要焊接的部件的界面尽可能紧密接触。如果这类构件可自动进行以便使在接合过程期间的操作者关注和干预减少到最低限度,则是进一步合乎需要的。
[0016]本发明旨在提供制造缝合元件的经济和可靠方法,以及被构建并布置以确保在焊接过程期间元件与纺织品的一致高强度接合的以这种方式产生的缝合元件。
[0017]发明概述
[0018]现在发现在焊接过程中实现更可靠接合的一种方法是向缝合元件提供包括过渡台肩区域的背脊,所述过渡台肩区域在安装时,与缝合元件所连接的纱线或纺织品部分共平面,并且与缝合元件的接收第二、类似形状元件的部分共平面。适当成形的背脊允许当激光头在缝合区域横向跨越织物移动时,激光头或其它挤压元件与缝合元件之间的压力接触。因为背脊区域定尺寸以便与纺织品(即它具有与缝合元件将要接合的织物相同的厚度)和缝合环区域共平面,所以它有助于通过在缝合元件与纺织品部件之间在接合处提供必要紧密接触来确保焊接质量。另外,因为织造纺织品的切割边缘的纱线的错位,或薄膜纺织品的边缘的不规则性经常产生较小凸起区域,所以由激光或挤压元件施加的压力可将错位纱线向下推动至与其它共平面纱线对齐,或使薄膜边缘扁平化,或替代地发送可由机器操作员检测到的信号以指示接合区域的此区域需要关注。
[0019]已经发现在形成元件本身的同时向缝合元件赋予这类背脊的简单和经济的方法借助于常规渐进辊轧成形过程,如示例性图3中示出。如图3示出,总体上平面材料的条带I从左至右经由一系列串联四组辊2、3、4、5馈给。每个辊赋予材料条带I至少一个弯曲或折叠以使得,在材料到达过程右侧时,它现在形成连续U形凹槽。其它形状当然是可能的。现在发现这类过程可成功应用于制造本发明的缝合元件。
[0020]根据本发明,缝合元件由平面原材料条带形成,其优选地为以合适宽度和厚度和极大长度来提供的热塑薄膜或片材。原材料可首先通过冲压、切割或其它合适过程来打孔以提供多个有规则布置的孔,在其之间定位设定大小以便能够在后续组装期间与孔配合的相应形状陆地区域。或者,打孔过程可在弯曲操作之后发生。然后,原材料条带根据需要借助于连续弯曲操作来塑造并成形,其中原材料条带传送穿过至少一个并且优选地至少两个串联组的相对一致辊,每个组相互成形以为原材料条带赋予所需横截面构造。可能需要一个以上组的辊,每个组具有与前一个组不同的构造,来获得最终缝合元件的最后所需横截面形状。多个组的辊依序布置,其中每个组为原材料赋予至少一个弯曲;辊可视原材料情况来加热或冷却。连续弯曲操作之后,为所得缝合元件提供总体上U形构造,其包括在打孔区域(“U”的底部)形成的缝合环和环孔,和与用于将元件连接至纺织品的两个相反末端(“U”的顶部)中的每一个最接近的至少一个背脊和凹部。每个末端以在激光焊接或类似接合过程中确保最大焊接强度的方式、通过提供与缝合元件连接的纺织品共平面的至少一个背脊来成形并且定尺寸。为元件提供多个有规则地布置并且适当地设定大小的孔,所述孔