СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИДАНИЯ ЭЛАСТИЧНОСТИ ТРИКОТАЖНЫМ ИЛИ ТКАНЫМ МАТЕРИАЛАМ
METHOD AND DEVICE TO ENSURE ELASTICITY OF KNITTED OR WOVEN MATERIALS

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к области производства трикотажных или тканых материалов, а более конкретно к способу и устройству для придания эластичности сплошным трикотажным или тканым трубчатым структурам.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Термин «придание эластичности» в настоящем документе относится к процессу растягивания трикотажной или тканой структуры в одном или более направлениях таким образом, что размер структуры в этом направлении(ях) увеличивается. Для таких трикотажных или тканых структур такое увеличение размера может повлечь за собой уменьшение толщины материала и/или увеличению размера пор.
Существует множество применений, в которых придание эластичности трикотажной или тканой структуре является желательным или необходимым. Например, материалы, изготовленные из полисахаридов (в том числе материалы на основе целлюлозы, такие как искусственный шелк, хлопок, окисленная целлюлоза, ORC (окисленная регенерированная целлюлоза и др.) подвержены усадке при обработке или воздействии влаги, что делает материал менее эластичным. Таким материалам необходимо придавать эластичность, чтобы материал становился менее жестким, а значит пригодным для использования по своему целевому назначению или применению. В случае с тканью из ORC преимущество придания эластичности состоит в открытии структуры пор материала для того, чтобы обеспечить более эффективный этап высушивания материала.
Важно получить однородную и всенаправленную эластичность. Если эластичность неравномерна, возможно понадобится удалить и выбросить участки материала для того, чтобы обеспечить однородность свойств материала во всех направлениях. Если это условие не будет выполнено, то эксплуатационные характеристики изделия могут быть нарушены.
Если говорить о трубчатых трикотажных или тканых структурах, известен способ пропускания трубчатого «чулка» через расширяющее устройство для того, чтобы радиально расширить или растянуть чулок. Однако во многих известных приспособлениях расширяющее устройство закрепляется таким образом, что непрерывная подача через него невозможна. Вернее длина чулка, который можно пропустить через сердечник, ограничена физически препятствием в виде механизма крепления. Другая система предшествующего уровня техники показана на Фиг. 1а и 1b. Система включает в себя противостоящие кольца 10, закрепленные между соответствующими парами конических штифтов. Как показано на Фиг. 1b, чулок 14 растягивается по мере его подачи над кольцами. Тем не менее, такая система не растягивает материал равномерно по окружности чулка, но скорее приводит к неоднородному растягиванию преимущественно в двух направлениях. По меньшей мере в нескольких известных приспособлениях были предприняты попытки решить проблему получения радиального растягивания и непрерывной подачи растягиваемых трубчатых тканей. Эти приспособления описаны в Патенте США №1775894 и Патенте Великобритании №282896. Эти описанные машины большие и громоздкие и основываются на ряде комплектов вращающихся колес, проходящих вдоль относительно длинного пути, как показано на Фиг. 5 патента '894. Описанная машина также не может обеспечить однородное растягивание, так как ткань будет растягиваться и сжиматься неоднократно во время прохождения последовательно от одного комплекта колес к другому, а также во время пребывания между круговыми колесами любого заданного набора. Кроме того, описанное растягивающее устройство требует большого и громоздкого механизма крепления для сохранения его положения по отношению к раме в то время, как ткань пропускают через него.
Другим недостатком известных устройств техники, описанных выше, является то, что колесами, через которые протягивают ткань для растягивания, управляют механически, чтобы помочь ткани проходить через них, что также приводит к менее однородному растягиванию, так как скорость и/или напряжение, приложенное к ткани, колеблется во время этого процесса.
Настоящее изобретение обеспечивает новое и усовершенствованное устройство для придания однородной эластичности сплошным трубчатым трикотажным или тканым структурам.
ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение предоставляет собой устройство для придания эластичности трубчатым материалам и включает в себя раму, узел держателя кольца, установленный на раме, который включает в себя периферийное кольцо и множество пар поворотных колес с немеханическим приводом, разнесенных по окружности вокруг указанного кольца и установленных в нем. Каждое колесо имеет выемку, проходящую по окружности вокруг его наружной кромки. Устройство дополнительно включает в себя узел сердечника, содержащий сердечник с ближним и дальним концами и максимальной внешней окружностью, а также множество поворотных колес с немеханическим приводом, разнесенных по окружности вокруг указанного сердечника. Колеса сердечника расположены на месте, отстоящем от проксимального конца, и установлены на нем так, чтобы выходить в радиальном направлении за пределы максимальной внешней окружности. Колеса сердечника расположены между и таким образом, чтобы составлять пару с соответствующими парами колес узла держателя кольца, при этом колеса узла сердечника имеют такой размер и форму, что его внешняя кромка вписывается в выемки соответствующих пар колес узла держателя кольца.
Устройство может дополнительно включать в себя второй узел держателя кольца, установленный на раме. Второй узел держателя кольца включает в себя круговое кольцо и множество пар вращающихся колес с немеханическим приводом, разнесенных по окружности вокруг кольца и установленных на кольце. Каждое колесо имеет выемку, проходящую по окружности вокруг его наружной кромки. Оно также может включать в себя второй узел сердечника, содержащий сердечник с проксимальным и дистальным концами и максимальной внешней окружностью, а также множество вращающихся колес с немеханическим приводом, разнесенных вокруг указанной окружности сердечника на месте, отстоящем от проксимального конца, и установленных на нем так, чтобы проходить в радиальном направлении за пределы указанного максимальной наружной окружности. Колеса второго сердечника расположены между и таким образом, чтобы составлять пару с соответствующими парами колес второго узла держателя кольца, при этом колеса второго узла сердечника имеют такой размер и форму, что его внешняя кромка вписывается в выемки соответствующих пар колес второго узла держателя кольца. Второй узел держателя кольца и второй узел сердечника установлены на раме на месте, соответствующем первому узлу держателя кольца и первому узлу сердечника так, что трубчатый материал, подлежащий приданию эластичности, может быть пропущен по окружности последовательно через первый и второй узлы сердечников.
В другом варианте осуществления устройство дополнительно содержит по меньшей мере одну пару роликов с механическим приводом, расположенных смежно, каждая из которых имеет продольную ось, расположенную по существу перпендикулярно продольной оси сердечника и расположенную на расстоянии от дистального конца сердечника. По меньшей мере одна пара подающих роликов может быть выполнена с возможностью управления непрерывным движением трубчатого материала, которому придают эластичность и подает по окружности через сердечник между парой роликов.
Материал, которому требуется придать эластичность, может содержать окисленную регенерированную целлюлозу.
В других вариантах осуществления дистальный конец сердечника составляет приблизительно 15,2 см (шесть дюймов) в диаметре и/или проксимальный конец сердечника составляет приблизительно 7,62 см (три дюйма) в диаметре. Устройство может дополнительно содержать по меньшей мере восемь колес.
В еще одном варианте осуществления сердечник по существу конической формы имеет наружный диаметр, непрерывно увеличивающийся в размере от проксимального конца к дистальному концу. Альтернативно, сердечник может иметь по существу сферическую или полусферическую форму, или по существу эллиптическую форму.
Также предложено устройство для придания эластичности трубчатым материалам, включающее в себя раму, узел держателя кольца, установленный на раме, в котором узел держателя кольца включает в себя круговое кольцо и множество пар поворотных колес с немеханическим приводом, разнесенных по окружности вокруг указанного кольца и установленных на нем, а также узел сердечника, включающий в себя сердечник, имеющий проксимальный и дистальный концы и максимальную внешнюю окружность и множество поворотных колес с немеханическим приводом, разнесенных по окружности сердечника на месте, отстоящем от проксимального конца, и установленных на нем так, чтобы проходить в радиальном направлении за пределы указанной максимальной наружной окружности. Колеса узла сердечника расположены между и по существу смежно с соответствующими парами колес узла держателя кольца, чтобы таким образом поддерживать положение сердечника относительно узла держателя кольца и рамы без дополнительной структурной поддержки.
Устройство может дополнительно включать в себя трубчатый материал, подлежащий приданию эластичности, выполненный с возможностью проходить по сердечнику и между соседними колесами узла держателя кольца и узла сердечника. Трубчатый материал может быть непрерывной трубчатой трикотажной структурой и может содержать окисленную регенерированную целлюлозу.
В альтернативных вариантах осуществления дистальный конец сердечника составляет приблизительно 15,2 см (шесть дюймов) в диаметре и/или проксимальный конец сердечника составляет приблизительно 7,62 см (три дюйма) в диаметре. Сердечник может дополнительно иметь по меньшей мере восемь колес.
В еще одном варианте осуществления сердечник по существу конической формы имеет наружный диаметр, непрерывно увеличивающийся в размере от проксимального конца к дистальному концу.
В еще одном варианте осуществления сердечник по существу конической формы имеет наружный диаметр, непрерывно увеличивающийся в размере от проксимального конца к дистальному концу.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления аппарат дополнительно включает в себя второй узел держателя кольца, установленный на раме, в котором второй узел держателя кольца включает в себя круговое кольцо и множество пар поворотных колес с немеханическим приводом, разнесенных по окружности вокруг указанного кольца и установленных на нем, а также второй узел сердечника, включающий второй сердечник, имеющий проксимальный и дистальный концы и максимальную внешнюю окружность и множество поворотных колес с немеханическим приводом, разнесенных по окружности сердечника на месте, отстоящем от проксимального конца, и установленных на нем так, чтобы проходить в радиальном направлении за пределы указанной максимальной наружной окружности. Колеса второго узла сердечника расположены между и по существу смежно с соответствующими парами колес второго узла держателя кольца, чтобы таким образом поддерживать положение второго узла сердечника относительно второго узла держателя кольца и рамы без дополнительной структурной поддержки.
В еще одном варианте осуществления каждое колесо первого и второго узла держателя кольца дополнительно включает в себя выемку, проходящую по окружности вокруг внешней кромки, при этом колеса первого и второго узла сердечника имеют такие размеры и форму, что его внешняя кромка вписывается в выемки соответствующих пар колес первого и второго узла держателя кольца.
Эти и другие цели, элементы и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из следующего подробного описания примеров вариантов осуществления, представленных в настоящем документе, которое следует читать совместно с сопроводительными фигурами.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР
На Фиг. 1a и 1b показано приспособление предшествующего уровня техники для придания эластичности трубчатому материалу.
На Фиг. 2a и 2b показано устройство для придания эластичности трубчатому материалу в соответствии с настоящим изобретением.
На Фиг. 3 показан увеличенный вид комбинации узла держателя кольца и узла сердечника в соответствии с настоящим изобретением.
На Фиг. 4 более подробно показаны детали узла сердечника, представленного на Фиг. 3.
На Фиг. 5 более подробно показан узел держателя кольца, представленного на Фиг. 3.
На Фиг. 6 представлен вид в перспективе комбинации в сборе, показанной на Фиг. 3.
На Фиг. 5 показана комбинация в сборе, представленная на Фиг. 3, в сочетании с трубчатым материалом.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
На Фиг. 2a и 2b показано устройство для придания эластичности трубчатым материалам в соответствии с настоящим изобретением. Устройство 200 включает в себя неподвижную раму 210 или подобную ей, которая может быть любого подходящего типа, и может быть дополнительно сконфигурирована с тем, чтобы устанавливаться на полу (как показано) или на столешнице или на любой подходящей неподвижной поверхности. Трубчатый материал подается через устройство по пути, указанному стрелками на Фиг. 2b. Трубчатый материал подают через первый ролик 231, затем материал проходит по окружности по сердечнику 305, который показан более подробно на Фиг. 3 и 4. После прохождения по сердечнику 305 трубчатый материал проходит над поворотным рычагом 230, а затем между первым набором подающих роликов 232 с механическим приводом, помогающим материалу проходить через устройство. В предпочтительном варианте осуществления, узел включает в себя второй сердечник 305а, а материал подают через второй ролик 234, через второй сердечник 305a и через второй набор подающих роликов 236 до выхода из устройства. Использование второго сердечника служит для дальнейшего обеспечения последовательного и равномерного придания эластичности ткани.
Фиг. 3-6 показывает более подробно комбинацию узла держателя кольца 306 и узла сердечника 304. Узел сердечника показан более подробно на Фиг. 4, и включает в себя сердечник 305 и множество колес 308, разнесенных по окружности вокруг дистального конца сердечника. Хотя проиллюстрированный сердечник имеет коническую форму, могут быть использованы различные другие формы, например, такие как сферическая, эллиптическая, форма футбольного мяча и др., при условии, что колеса проходят в радиальном направлении за пределы максимальной внешней окружности сердечника. Предпочтительно, чтобы внешняя окружность сердечника увеличивалась от его проксимального конца 311 к дистальному концу 309. Количество колес определяется окружностью максимальной внешней окружности сердечника, которая сама по себе зависит от типа и размеров трубчатого трикотажного или тканого материала, которому в настоящее время придают эластичность, и количеством желаемой эластичности. Оно может быть определено, например, путем определения количества растягивания, необходимого для разрушения любых поверхностных связей без ослабления отдельных прядей. В одном варианте осуществления материал, подлежащий приданию эластичности, представляет собой трубчатую трикотажную структуру из окисленной регенерированной целлюлозы, а диаметр дистального конца сердечника составляет приблизительно 15,2 см (шесть дюймов), с 8 колесами (описанными ниже), проходящих наружу на дополнительные приблизительно 0,32 см (1/8 дюйма). Проксимальный конец 311 сердечника также имеет такой размер и форму, которые позволяют проксимальному концу трубчатого материала 301 легко начать подачу, потягивая его через проксимальный конец, как показано на Фиг. 7. Кроме того, диаметр проксимального конца сердечника составляет приблизительно 7,62 см (3 дюйма), а его длина l составляет приблизительно 20,3 см (8 дюймов). После протягивания материала через проксимальный конец сердечника материал подают через колеса 308 сердечника, как показано стрелками на Фиг. 7.
Узел сердечника установлен внутри узда держателя кольца 310, как показано на Фиг. 3 и 6. Узел держателя кольца 310 прикреплен к раме 210 машины одним или несколькими крепежными фланцами 312. Как подробно показано на Фиг. 5, узел держателя кольца включает в себя периферийную раму 314, к которой прикреплены несколько разнесенных по окружности пар колес 316. Колеса каждой пары предпочтительно проходят внутрь от периферийной рамы и вращаются в направлении вдоль продольной оси L-L сердечника. Пары колес 316 расположены таким образом, чтобы каждое из них было выровнено с соответствующим колесом 308 сердечника, с колесами 308 узла сердечника, расположенными между ними, но в контакте по окружности с обоими парами колес 316, как показано на Фиг. 6. При установке таким образом трубчатый материал расположен между колесами 308 узла сердечника и колесами 316 узла держателя кольца. В предпочтительном варианте осуществления, колеса 308 узла сердечника дополнительно имеют такой размер и форму, который позволяет им составлять пару с выемками 318, расположенными вокруг окружности колес 316 узла держателя кольца.
Колеса 308 и 316 вращаются пассивно по мере того, как трубчатый материал пропускают между ними. Сопряжение колеса 308 между соответствующими парами колес 316 служит для удержания сердечника от перемещения либо в проксимальном, либо в дистальном направлениях в то время, как материал пропускают через сердечник, а также позволяет сердечнику «свободно плавать» или быть свободным от дальнейшего присоединения к механизмам. Это позволяет протягивать трубчатый материал бесконечной длины через относительно небольшой сердечник, что обеспечивает большую эластичность при производстве и большую эффективность.
Кроме того, при использовании пассивно вращающихся колес, колеса полностью приводятся в движение трением ткани, протягиваемой через/над колесами, а не с помощью любых других механических сил. Это исключает потенциальный риск загрязнения посторонними веществами, осаждающимися на материал приводным механизмом, а также позволяет вариации в материале, таких как разрывы, капли, полосы, жирные пятна и т.п., а также позволяет материалу расширяться и сжиматься независимо, предотвращая связывание материала, что может привести к увеличению повреждения текстильной структуры. Настоящий вариант осуществления дополнительно допускает вариации в материале, связанные с содержанием влажности, изменения трикотажной структуры и других механических свойств, связанных с текстильной структурой и ее изготовлением, и дополнительно увеличивает максимальный выход от 2,54 см (на каждый дюйм) фактуры текстиля. Наконец, процесс, описанный в данном документе, повышает способность текстильной структуры проходить дальнейшую обработку, а также увеличивает пропускную способность нисходящего процесса.
Хотя представленные варианты осуществления настоящего изобретения были описаны в настоящем документе со ссылкой на приложенные чертежи, следует понимать, что изобретение не ограничено только этими вариантами осуществления и что различные другие изменения и модификации могут быть реализованы в рамках настоящего описания специалистом в данной области, не выходя за рамки объема или сущности настоящего изобретения.