Прокладка, содержащая экструдированную сетку, и способ ее получения - RU2635629C2

Чертежи

Показать все 7 чертежа(ей)

Описание

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится к сжимаемой/упругой структуре для различных применений, таких как, например, в спортивной обуви, обычной обуви, бутсах, автомобильных ковриках, подложках для напольных покрытий, спортивных полах и т.д. Указанная структура может быть готовым продуктом сама по себе или компонентом другой структуры. Предполагаемые применения включают, но не ограничиваются следующим: автомобильные детали и другие составные конструкции; напольные покрытия; подполы, особенно для спортивных залов или других спортивных арен; прокладки для прессов; противопульную ткань, такую как ткань для бронежилетов или противоураганной защиты окон; набивочный материал для спортивного оборудования, такого как протекторы грудной клетки для бейсболистов; наколенники/налокотники для бегунов, гонщиков, конькобежцев, волейболистов; защитные щитки на голень/колено для игроков в крикет; щитки на бедро для футболистов; обивку стен на стадионах, в спортивных залах, аренах; обувные стельки (ортопедические); каблуки/подошвы для спортивной обуви, например, кроссовок; амортизирующий слой для покрытий, транспортных сидений, подшипников; и другие конечные применения, в которых необходима сжимаемость и упругость по толщине.

Уровень техники

[0002] В данной области техники патент США №6391420 раскрывает экструдированный двухкомпонентный эластомерный сетчатый материал, имеющий однонаправленную эластичность. Структура, описанная в патенте 420, представляет собой нетканое изделие, в котором в одном направлении использован неэластичный материал, такой как полипропилен, а в другом направлении использован эластичный материал, такой как блок-сополимер стирола.

[0003] В заявке на патент США №2007/0202314, заявке РСТ № WO 2007/067949 и заявке на патент США №2007/0194490 представлены примеры, в которых в качестве подложки используют структуры «без скрещиваний». Замена по меньшей мере некоторых указанных слоев структурой согласно настоящему изобретению обеспечивает сжимаемость и спружинивание по толщине, и приводит к получению улучшенной структуры в целом.

[0004] Структура согласно настоящему изобретению также может быть использована в качестве обувных стелек или ортопедических стелек, которые обычно представляют собой твердые формованные изделия из смолы. Включение слоя, имеющего структуру согласно настоящему изобретению, улучшает их амортизирующий эффект. Для улучшения «амортизации» подошв/каблуков спортивной обуви, которые обычно представляют собой твердые вязкоэластичные материалы, были предприняты некоторые попытки формования, например, «воздушных каналов или карманов». Однако жесткость формованного материала является таковой, что указанные амортизирующие эффекты ограничены. Включение структуры согласно настоящему изобретению в качестве слоя в указанную литьевую структуру, не содержащую «смолы» для обеспечения перемещения, значительно улучшает амортизирующий эффект кроссовок/спортивной обуви. И если «смола» представляет собой полиуретановую пену или кремнийорганический пенопласт, она может пропитывать или даже инкапсулировать указанную сетчатую структуру.

[0005] Таким образом, создание прокладки, обеспечивающей превосходные упругие свойства под нагрузкой с высокой степенью упругого восстановления по толщине будет улучшением в области техники «изготовления прокладки».

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Настоящим изобретением является «амортизирующая прокладка», использующая уникальную структуру, которая обеспечивает превосходные эластичные свойства под действием нагрузки, приложенной перпендикулярно к поверхности структуры с высокой сжимаемостью и упругим восстановлением (упругостью) по толщине. В предложенной структуре используют эластичный компонент по меньшей мере в одном направлении, который обеспечивает возможность «сжатия» всей структуры в саму себя под действием нагрузки (т.е. давления), приложенной перпендикулярно, главным образом благодаря эластичности указанного компонента и способности геометрии структуры изменяться под действием давления, и «спружинивать» при снятии нагрузки (давления), обеспечивая тем самым указанные уникальные свойства.

[0007] Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении структуры, обладающей улучшенными характеристиками упругого восстановления, в сравнении с пенами с эффектом памяти, гелями, пружинными системами и т.д.

[0008] Другая задача настоящего изобретения заключается в формировании гладкой и однородной поверхности прокладки для улучшения поддерживающего эффекта, например, обуви и ноги.

[0009] Еще одна задача настоящего изобретения заключается в формировании «плоской» структуры прядей с улучшенным поддерживающим эффектом для ковра/спортивного пола/напольного покрытия.

[00010] Другая задача настоящего изобретения заключается в обеспечении превосходного сохранения характеристик упругого восстановления/амортизации посредством использования «полного» упругого восстановления эластичного компонента в структуре в отличие от прямого сжатия материалов. Этого достигают благодаря структуре, обеспечивающей поддержку между сегментами эластичного компонента, которая предотвращает «чрезмерное напряжение» материала, сохраняя его «живым» и обеспечивая более продолжительный срок эксплуатации.

[00011] Другая задача настоящего изобретения заключается в обеспечении превосходного соотношения упругого восстановления после сжатия к массе, что дает возможность получения легковесных структур со значительной амортизирующей способностью.

[00012] Еще одна задача настоящего изобретения заключается в обеспечении превосходной «воздухопроницаемости» амортизирующей структуры, дающей возможность испарения пота и испарения и/или удаления другой влаги во время фазы сжатия.

[00013] Для лучшего понимания настоящего изобретения, его эксплуатационных преимуществ и конкретных задач, достигаемых при его реализации, приведена ссылка на сопровождающий текстовый материал чертежей, где изображены предпочтительные, но не ограничивающие варианты реализации настоящего изобретения.

[00014] В одном из вариантов реализации настоящего изобретения предложена сверхупругая прокладка для применения в спортивной обуви, кроссовках, обычной обуви, бутсах и т.д. В другом варианте реализации предложена сверхупругая «подложка для напольных покрытий» для применения в автомобильных ковриках, спортивных полах, напольных покрытиях и т.д.

[00015] Соответственно, раскрыта сжимаемая упругая прокладка, которая содержит экструдированную двухкомпонентную эластомерную сетку или сетчатый материал. Двухкомпонентная сетка или сетчатый материал могут быть получены с помощью экструзионной головки, в которую подают два отдельных потока полимеров. Двухкомпонентная экструдированная сетка или сетчатый материал представляет собой структуру, содержащую по меньшей мере два слоя относительно неэластичного материала пряди в одном направлении и по меньшей мере один слой эластичного материала пряди, полученного совместной экструзией в поперечном направлении. Для формирования слоев пряди может быть использована любая комбинация материалов до тех пор, пока указанные два типа материалов являются совместимыми с точки зрения технологичности и реологии. Например, пряди из двух потоков материалов должны иметь хорошую прочность сцепления. Сетчатый материал или экструдированная сетка может содержать предпочтительно относительно неэластичный материал, такой как полиамид, в продольном направлении и эластичный материал, такой как полиуретан, в поперечном направлении.

[00016] Пряди или элементы/компоненты в любом слое могут иметь, например, круглую или некруглую форму поперечного сечения, включая квадратную, прямоугольную, эллиптическую или овальную, треугольную, звездчатую, бороздчатую или любую многоугольную форму.

[00017] Готовая структура может содержать один или более тканых слоев, к которым прикреплена двухкомпонентная экструдированная сетка согласно настоящему изобретению. К указанной структуре известными в данной области техники способами также могут быть прикреплены один или более слоев подбивочного, нетканого материала, например, спанбонда или мелтблоуна, продольные или поперечные массивы прядей, или спиральные связующие материалы.

[00018] В другом варианте реализации настоящего изобретения предложен способ формирования двухкомпонентной экструдированной сетки или сетчатого материала, включающий стадии экструзии по меньшей мере двух слоев относительно неэластичного материала пряди в одном направлении и совместной экструзии по меньшей мере одного слоя эластичного материала пряди в поперечном направлении между двумя слоями неэластичных прядей. Сетчатый материал или сетка может быть получена предпочтительно из неэластичного материала, такого как полиамид, в одном направлении и эластичного материала, такого как полиуретан, в другом направлении.

[00019] В другом варианте реализации настоящего изобретения предложена сжимаемая упругая двухкомпонентная экструдированная сетка, содержащая один или более слоев эластичной экструдированной пленки или листов, при этом указанная экструдированная пленка или лист является эластичным, упругим и сжимаемым в направлении толщины и растягиваемым, гибким и упругим в направлении длины и в поперечном направлении, и два или более слоев относительно неэластичного элемента/компонента, полученных совместной экструзией на каждой стороне (поверхности) указанной экструдированной пленки или листа.

[00020] В другом варианте реализации настоящего изобретения предложен способ формирования сжимаемой упругой двухкомпонентной экструдированной сетки. Указанный способ включает экструзию одного или более слоев эластичной пленки или листа, при этом указанная экструдированная пленка или лист является эластичным, упругим и сжимаемым в направлении толщины и упругим, растягиваемым и гибким в направлении длины и в поперечном направлении, и совместную экструзию двух или более слоев относительно неэластичных элементов/компонентов на верхнюю и нижнюю поверхности указанной пленки или листа. В тексте настоящего описания и в предложенных вариантах реализации двухкомпонентная экструдированная сетка или сетчатый материал может быть конечным продуктом или компонентом другой структуры. Сетчатая структура может быть включена в группу продуктов, включающую чулочно-носочные изделия; обувь; спортивную обувь; бутсы; напольные покрытия; ковры; автомобильные коврики; спортивные полы; автомобильные детали; составные конструкции; подполы; спортивные подполы; подполы для спортивных арен; прокладки для прессов; противопульную одежду; бронежилеты; противоураганную защиту окон; набивку; набивку для спортивного оборудования; протекторы грудной клетки для бейсболистов; наколенники/налокотники; щитки на бедро; обивку стен; обувные стельки и ортопедические стельки; каблуки/подошвы для спортивной обуви; амортизирующий слой для покрытий и транспортные сиденья.

[00021] Термины «содержащий» и «содержит» в настоящем изобретении могут означать «включающий в себя» и «включает в себя», или они могут иметь значение, обычно присвоенное термину «содержащий» или «содержит» в Патентном законе США. Термины «состоящий по существу из» или «состоит по существу из» при использовании в формуле изобретения имеют значение, приписанное им в Патентном законе США. Другие аспекты настоящего изобретения описаны или очевидны (и в пределах настоящего изобретения) из представленного ниже раскрытия.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[00022] Сопроводительные чертежи, которые включены для обеспечения более полного понимания настоящего изобретения, включены в настоящее описание и составляют его часть. Чертежи, представленные в настоящем документе вместе с данным описанием, служат для объяснения принципов настоящего изобретения. На чертежах:

[00023] Фигуры 1(A) и 1(B) представляют собой применения сверхупругой прокладки в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения;

[00024] Фигура 2 представляет собой схематический вид сбоку двухкомпонентной экструдированной сетки в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения;

[00025] Фигура 3 представляет собой схематический вид в поперечном сечении двухкомпонентной экструдированной сетки в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения;

[00026] Фигура 4 представляет собой схематический вид в поперечном сечении двухкомпонентной экструдированной сетки в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения;

[00027] Фигура 5 представляет собой схематический вид в поперечном сечении двухкомпонентной экструдированной сетки в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения;

[00028] Фигура 6 представляет собой схематический вид в поперечном сечении двухкомпонентной экструдированной сетки в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения;

[00029] Фигура 7 представляет собой схематический вид в поперечном сечении двухкомпонентной экструдированной сетки в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения;

[00030] Фигура 8 представляет собой вид сбоку сжимаемой двухкомпонентной экструдированной сетки в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения; и

[00031] Фигура 9 представляет собой вид сбоку сжимаемой двухкомпонентной экструдированной сетки в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[00032] Для целей настоящего изобретения термин «поперечное направление» является синонимом и иногда упомянут просто как «TD», как и термин «продольное направление», который иногда упомянут просто как «LD». Однако термин «поперечное» иногда использован также для обозначения прядей/элементов/компонентов, которые проходят в направлении, противоположному направлению упомянутых прядей/элементов/компонентов. В любом конкретном случае его значение понятно из контекста.

[00033] В соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения предложена амортизирующая прокладка, в которой использована уникальная структура, обеспечивающая превосходные эластичные свойства под действием сжимающей нагрузки, приложенной перпендикулярно, с высокой степенью упругого восстановления (упругостью) по толщине.

[00034] Один из вариантов реализации настоящего изобретения представлен на фиг. 2, где показана двухкомпонентная экструдированная сетка 10 для применения в обуви, такой как спортивная обувь, кроссовки, обычная обувь, бутсы и т.д. Двухкомпонентная экструдированная сетка 10 для обувной стельки показана на фиг. 2 как имеющая первый или нижний слой (1), состоящий из функциональных прядей 14, экструдированных в параллельном массиве, ориентированном в продольном направлении. Второй или средний слой (2) прядей 12 получен совместной экструзией перпендикулярно или под углом в 90 градусов к первому слою (1). Пряди 12, как указано выше, имеют эластомерные свойства. Третий или верхний слой (3), состоящий из функциональных прядей 14, также совместно экструдирован в форме параллельного массива перпендикулярно слою (2). Пряди 14 в слое (3) расположены или выровнены в пространстве между прядями 14 в слое (1). Пряди 14 в слоях (1) и (3) состоят из относительно неэластичного материала. Пряди во всех слоях представляют собой полученные совместной экструзией полимерные элементы удлиненной формы, которые перекрещены и пересечены во время экструзии с образованием структуры типа сетки, изображенной на фиг. 2. Термин «двухкомпонентный» относится к применению двух различных материалов, один из которых является относительно неэластичным материалом, расположенным в одном направлении, а другой является эластичным материалом, расположенным в другом направлении. В одном из предпочтительных вариантов реализации неэластичный материал представляет собой полиамид, а эластичный материал представляет собой полиуретан. Элементы всех трех слоев могут быть одинаковой формы и размера или разной формы и размера.

[00035] На фиг. 3 показана двухкомпонентная экструдированная сетка 10 в несжатом, или ослабленном, или восстановленном состоянии. После приложения сжимающей нагрузки перпендикулярно к поверхности двухкомпонентной экструдированной сетки 10 пряди 12 растягиваются, обеспечивая возможность перемещения прядей 14 из слоев (1) и (3) навстречу друг другу и «сплетения» друг в друга в одной плоскости, как показано на фиг. 4. После снятия нагрузки вследствие эластичных свойств прядей 12 будет вызвано обратное движение прядей 14 из слоев (1) и (3) в стороны друг от друга или «спружинивание», возвращая требуемую толщину и пористость прокладки, как изначально показано на фиг. 3. Поэтому такая структура является сжимаемой и упругой до по меньшей мере общей толщины эластичных прядей.

[00036] В другом варианте реализации пряди 14 имеют такое же положение и относительную ориентацию/распределение в пространстве, как описано выше, но пряди 12 экструдированы и ориентированы под углом менее 90 градусов относительно прядей 14, предпочтительно под углом 45 градусов.

[00037] В соответствии с одним из иллюстративных вариантов реализации может быть использовано более двух слоев функциональных LD прядей и более одного слоя TD прядей. В случае трех слоев LD прядей и двух слоев TD прядей, расположенных между ними, два из трех слоев LD прядей, например, должны быть расположены на некотором расстоянии относительно друг друга для обеспечения возможности сплетения. Например, верхний и средний LD слои могут быть ориентированы так, чтобы пряди в среднем слое были уложены между двумя соседними прядями верхнего LD, а пряди в нижнем LD слое были уложены в вертикальной ориентации относительно верхнего или среднего LD слоев. Кроме того, указанные два слоя TD прядей могут быть эластомерными, или только один слой может быть эластомерным, а другой слой может быть слоем функциональных прядей для обеспечения более большого объема пористости, например, под действием сжимающей нагрузки.

[00038] Степень сжатия/упругости регулируют также посредством эластичности требуемых прядей, размера и количества прядей, количества слоев прядей и, конечно, структуры в целом. Структура согласно настоящему изобретению также может представлять собой часть слоистой структуры с другими массивами прядей (в машинном направлении (MD) и/или в направлении, поперечном машинному направлению (CD)) или ткаными материалами, прикрепленными к ним.

[00039] В соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения предложен способ формирования двухкомпонентной экструдированной сетки или сетчатой структуры 10, как показано на фиг. 2-6. Структура 10 представляет собой полностью экструдированный трехслойный двухкомпонентный сетчатый материал 10, обладающий превосходными свойствами при сжатии и свойствами упругого восстановления. Как показано на фиг. 2, твердый или жесткий неэластичный материал 14 занимает верхний слой (3) и нижний слой (1) в шахматном порядке, а эластомерный материал 12 занимает средний слой (2). Верхний и средний слои (3, 2) связаны друг с другом так же, как и средний и нижний слои (2, 1) благодаря процессу экструзии. Сетчатая структура может быть экструдирована в форме цилиндра или трубы, которую затем разрезают по всей длине и выполняют плоской для формирования непрерывного листа. Относительно неэластичные пряди (LD) могут быть, при необходимости, ориентированы (аналогично отделке моноволоконной пряди для улучшения, например, свойств при растяжении) на второй технологической стадии посредством воздействия на сетчатую структуру напряжения в продольном направлении (LD).

[00040] Предпочтительно эластомерные 12 и твердые (несжимаемые и неэластичные) пряди 14 расположены перпендикулярно друг другу, хотя это не является обязательным. Следует отметить, что если указанная структура является несжатой по направлению толщины, то она имеет вид, изображенный на фиг. 3, где пряди 12 в среднем слое (2) находятся в прямом или несжатом состоянии и пряди 14 лежат по обеим сторонам среднего слоя (2). Однако при сжатии указанной структуры под действием нагрузки, перпендикулярно приложенной к поверхности структуры в направлении толщины, то указанная структура имеет вид, изображенный на фиг. 4, где пряди 12 в среднем слое (2) прижимаются к окружности прядей 14 в слоях (1) и (3), так что пряди 14 слоя (1) мгновенно вплетаются между соседними волокнами 14 слоя (3). Одно из преимуществ формирования трехслойного экструдированного двухкомпонентного сетчатого продукта заключается в низкой стоимости производства указанного материала по сравнению с обычными ткаными текстильными структурами или независимо связанными массивами прядей.

[00041] Следует отметить, что диаметр твердой (или относительно неэластичной) пряди 14 или ее размеры в случае некруглой формы могут быть равны диаметру или размерам эластомерной пряди 12. Однако диаметр или размер твердой пряди в некоторых случаях может быть больше диаметра или размера эластомерной пряди или наоборот. Диаметр круглых прядей может составлять от 0,1 мм до 150 мм; однако предпочтительный диапазон составляет от 0,2 мм до 70 мм.

[00042] Следует отметить, что нитевые системы (1) и (3) могут быть одинаковыми или могут отличаться друг от друга материалом, формой, геометрией и т.д. Необходимо лишь, чтобы пряди слоя (3) отстояли друг от друга настолько, чтобы располагаться между соседними прядями слоя (1) или наоборот. Форма прядей может включать квадратную, прямоугольную, эллиптическую или овальную, треугольную, звездчатую, бороздчатую или любую многоугольную форму, а наибольшая длина может составлять по меньшей мере до 250 мм.

[00043] Также следует отметить, что необязательно должна быть взаимосвязь между количеством прядей в слоях (1) и (3), и количество прядей в слое (3) может составлять лишь часть количества прядей в слое (1) или наоборот. Например, слой (3) может содержать только половину количества прядей слоя (1), поэтому между прядями используемого слоя (3) существуют промежутки, создающие дополнительный объем пустот. Расстояние между прядями (от центра до центра) может быть равным для LD (твердых) и TD (эластомерных) прядей. Однако расстояние между прядями может варьироваться в зависимости от требуемой воздухопроницаемости или водопроницаемости, площади отверстий и объема пустот конечной структуры. Максимальная плотность прядей может быть основана на расстоянии между прядями, равном двукратному диаметру прядей, а минимальная плотность прядей может быть основана на расстоянии между прядями, которое в три или более раз больше диаметра прядей. Двухкомпонентная экструдированная сетка 10 с расстоянием между прядями, равным трехкратному диаметру прядей, изображена, например, на фиг. 5-6.

[00044] В качестве эластомерного нитевого материала 12, который занимает средний слой (2) трехслойной двухкомпонентной экструдированной сетки, могут быть использованы несколько материалов. Примеры включают блок-сополимер стирола, эластомерные сложные сополиэфиры, эластомерные сополиамиды, эластомерные полиолефины и термопластичные полиуретаны. Аналогично в качестве материала 14 твердой или неэластичной пряди могут быть использованы несколько материалов. Примеры включают полипропилен, полиэтилен, полибутен, сложные полиэфиры, полиамиды, жесткие полиуретаны и сополимеры указанных смол. Независимо от выбора материалов для эластомерных и твердых прядей указанные материалы должны связываться друг с другом в процессе экструзии. Специалистам в области полимерных материалов известно, что полимеры могут быть смешаны с добавками для облегчения связывания между двумя различными полимерами. Понятно, что в процессе экструзии сетчатого материала должно происходить образование связей, поэтому выбор соответствующих материалов является первостепенным.

[00045] Необходима высокая прочность связей узлов (в которых пряди LD и TD пересекаются и контактируют друг с другом) прядей. Она особенно важна, если экструдированный сетчатый материал или сетку ориентируют (подобно экструзионной обработке моноволокон) на второй технологической стадии. На указанной технологической стадии происходит перенос и распределение высоких нагрузок через пересечения/узлы сетчатого материала на и от прядей сетчатого материала во всех направлениях. В отсутствие хорошего связывания прядей в пересечениях/узлах продукт будет разрываться и разрушаться.

[00046] Существует множество преимуществ двухкомпонентной эластомерной сетки согласно настоящему изобретению в сравнении с полностью эластомерными сетчатыми материалами. Например, указанный продукт может быть разработан так, чтобы он имел один набор свойств в одном направлении и другой набор свойств в противоположном направлении. В частности, может быть предусмотрен высокий предел текучести и размерная стабильность за счет применения относительно неэластичного полимера, такого как полипропилен, в одном направлении, тогда как упругие свойства (сжатия и упругого восстановления) сетки/сетчатого материала обеспечивают за счет применения качественного эластомерного материала в противоположном направлении.

[00047] В соответствии с одним из вариантов реализации структура согласно настоящему изобретению может представлять собой «амортизирующую» прокладку, в которой использована уникальная структура, обеспечивающая превосходные упругие свойства под действием сжимающей нагрузки, приложенной перпендикулярно, с большим размером или толщиной по всему направлению (перпендикулярно плоскости структуры) упругого восстановления. В указанной структуре 100, изображенной на фиг. 8, использован эластичный материал 116, который получен совместной экструзией с относительно неэластичными прядями 122, 114. Такая конфигурация обеспечивает возможность «сжатия» всей структуры в саму себя (сжатия) благодаря эластичности указанного материала 116 и способности структуры изменяться под давлением (нагрузкой, приложенной перпендикулярно поверхности структуры), а затем восстанавливаться по существу до той же исходной формы и толщины после снятия давления, обеспечивая тем самым уникальные характеристики при многократном сдавливании. Термин «двухкомпонентный» в данном случае относится к применению двух различных материалов, один из которых является относительно неэластичным материалом, расположенным в одном направлении, а другой является эластичным материалом (т.е. эластичным материалом 116), расположенным в другом направлении. Структура 100 содержит один или более слоев эластичной экструдированной пленки или листа, при этом указанная экструдированная пленка или лист является эластичным, упругим и сжимаемым в направлении толщины и упругим, растягиваемым и гибким в направлении длины и в поперечном направлении, и один или более слоев множества по существу параллельных функциональных продольных прядей, полученных совместной экструзией на верхней и нижней поверхностях указанной экструдированной пленки или листа.

[00048] Схематическое изображение сжимаемой упругой двухкомпонентной экструдированной сетки, полученной в соответствии с данным иллюстративным вариантом реализации, представлено на фиг. 8. Показано, что двухкомпонентная экструдированная сетка 100 имеет первый или верхний (1) слой 112, состоящий из относительно неэластичных, твердых функциональных прядей 114 в параллельной матрице, ориентированной в продольном направлении, второй или средний (2) слой 116 экструдированной пленки или листа 116, имеющей описанные выше эластичные свойства, и третий или нижний (3) слой 120, состоящий из относительно неэластичных, твердых функциональных прядей 122, полученный совместной экструзией в форме параллельной матрицы на другой стороне (поверхности) слоя 116. Все три слоя могут быть полученной совместной экструзией в виде одной цельной структуры или, в качестве альтернативного варианта, верхний, средний и нижний слои могут быть экструдированы последовательно и соединены друг с другом. Пряди 122 слоя 120 расположены или уложены в пространстве между соседними прядями 114 в верхнем (1) слое 112, как описано выше. Пленка или лист 116 может иметь толщину от 0,10 до по меньшей мере 50 мм, хотя предпочтительны пленки или листы, имеющие толщину от 0,5 мм до 25 мм.

[00049] Для указанного варианта реализации необходима эластичная экструдированная пленка или лист, определенный как эластичный, упругий и сжимаемый в направлении толщины и растягиваемый, гибкий и упругий в направлении длины и в поперечном направлении. Эластичная экструдированная пленка или лист может быть необязательно перфорированным, как показано на фиг. 9, например, чтобы иметь множество сквозных отверстий или пустот 115, расположенных в определенном симметричном порядке или в случайном асимметричном порядке. Эластичная экструдированная пленка или лист может состоять из любого эластичного материала, такого как термопластичный полиуретан (TPU). Примеры качественных эластичных материалов включают, но не ограничиваются ими, полимеры, такие как полиуретан, каучук, кремнийорганический каучук, или полимеры, выпускаемые под торговыми марками Lycra® компанией Invista или Estane® компанией Lubrizol. Пленка или лист 116 может иметь толщину от 0,10 до по меньшей мере 50 мм, хотя предпочтительны пленки или листы, имеющие толщину от 0,5 мм до 25 мм. Сквозные отверстия, образованные в пленке или листе, могут быть круглыми или некруглыми и иметь подходящий размер. Некруглые формы могут включать, но не ограничиваются ими, квадратные, треугольные, эллиптические, трапециевидные, шестиугольные и другие многоугольные формы. Отверстия могут быть сформированы в пленке или листе во время его экструзии, или они могут быть пробиты механически или прожжены термически после совместной экструзии указанной структуры. Площадь поперечного сечения отверстий на каждой стороне пленки может быть одинаковой или различной.

[00050] В соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения структура 20 может содержать один или более слоев тканого материала 22, присоединенных к верхней и/или нижней поверхности двухкомпонентной экструдированной сетки 10. Пример изображен на фиг. 7, где слой 22 может быть тканью из продольных прядей 18 и поперечных прядей 16. Пряди 16, 18 могут быть любыми обычными текстильными прядями, такими как моноволоконные, многоволоконные или штапельные пряди из природных или синтетических текстильных волокон. Примерами таких прядей являются моноволокна из полиамидов и сложных полиэфиров. Ткань 22 может быть выткана с помощью любого подходящего и общеизвестного ткацкого переплетения, простого или сложного, однослойного или многослойного.

[00051] В соответствии с одним из вариантов реализации экструдированная сетка может быть структурно объединена с одним или более слоями нетканого материала 24 из текстильных волокон, присоединенными к верхней и/или нижней поверхности тканого слоя 22, и/или с самой полученной совместной экструзией структурой, например, прокалыванием (иглопробиванием) или с применением адгезивов или термического сплавления. Нетканый материал 24, присоединенный к двухкомпонентной экструдированной сетке, может состоять из любых обычных текстильных волокон. Примерами таких текстильных волокон являются штапельные волокна из сложных полиэфиров, полиамидов и т.п.

[00052] В соответствии с другим вариантом реализации один или более слоев нетканых текстильных волокон, таких как ватный материал или нетканый спанбонд, могут быть прикреплены, например, к внешней поверхности самой двухкомпонентной экструдированной сетки 1. Сцепление дополнительного слоя(-ев) с двухкомпонентной экструдированной сеткой 10 также может быть осуществлено прокалыванием, приклеиванием или термическим сплавлением. Для простоты описанный вариант реализации имеет только два нетканых волокнистых слоя. Однако специалистам в данной области техники понятно, что может быть уложено любое количество нетканых волокнистых слоев, таких как слой 24, с получением требуемой структуры с определенной толщиной, плотностью и объемом пустот.

[00053] Двухкомпонентная экструдированная сетка при необходимости может быть обработана для получения гладкой поверхности и может быть покрыта пенами или пропитана смолами или пенами, которые также являются сжимаемыми и упругими по своей природе. На двухкомпонентную экструдированную сетку могут быть наслоены другие формы, включая один или более слоев мембран или массивов прядей. Структура, которая содержит сжимаемую, упругую двухкомпонентную экструдированную сетку, может быть спроектирована так, чтобы иметь достаточную степень сжимаемости, а также иметь достаточную эластичность и прочность для обеспечения возможности разжимания или «спружинивания» структуры, необходимого при воздействии и снятии нагрузки, приложенной перпендикулярно поверхностям указанных структур, при конечном применении. Например, при применении в качестве компонента поддерживающей стельки в нижней части обуви ходьба будет вызывать сжатие стельки с требуемой скоростью и до требуемой степени, обеспечивая некоторую поддержку и амортизацию ноги, а подъем ноги будет вызывать «разжимание» стельки до первоначальной толщины. Сжимание и разжимание структуры имеет по меньшей мере следующие преимущества:

1. Улучшенные характеристики упругого восстановления в сравнении с пенами с эффектом памяти, гелями, пружинными системами и т.д.

2. Гладкость и однородные характеристики поверхности для улучшения, например, поддерживающего эффекта обуви и ноги.

3. Превосходное сохранение характеристик упругого восстановления/амортизации благодаря «полному» восстановлению сетчатой структуры.

4. Превосходное соотношение упругого восстановления после сжатия к массе, обеспечивающее возможность получения легковесных структур со значительной амортизирующей способностью.

5. Превосходная «воздухопроницаемость» амортизирующей структуры, обеспечивающая возможность испарения и/или удаления пота и другой влаги при каждом сжатии.

[00054] Для любого варианта реализации двухкомпонентной сетки или сетчатого материала, при описании двух слоев неэластичных прядей для функционального действия указанной структуры может быть необходим только один слой неэластичных (LD) напрягаемых прядей, а другой слой на другой поверхности также может быть эластичным.

[00055] Кроме того, для любого описанного варианта реализации двухкомпонентной (из разных эластомеров или одного эластомера) сетчатой структуры все три слоя могут быть эластичными, при условии что указанная сетка наслоена на LD структуру, несущую нагрузку (растяжение), такую как тканый материал из неэластичного сложного полиэфира или полиамида. В соответствии с одним из вариантов реализации двухкомпонентная сетка или сетчатый материал в любом из предыдущих вариантов реализации может быть повернут на угол 90°, так что относительно неэластичные функциональные LD пряди становятся поперечными (TD), а эластичные TD пряди или эластичный материал становится продольным (LD), при условии что указанная сетка или сетчатый материал наслоен на LD структуру, несущую нагрузку (растяжение), такую как тканый материал из неэластичного сложного полиэфира или полиамида.

[00056] При прочтении настоящего описания специалистам в данной области техники станут понятны модификации настоящего изобретения, но модифицированное изобретение не должно выходить за рамки прилагаемой формулы изобретения.

Реферат

Изобретение относится к двухкомпонентной экструдированной сетке. Техническим результатом является повышение упругих свойств сетки под нагрузкой и улучшение упругого восстановления сетки по толщине. Технический результат достигается в двухкомпонентной экструдированной сетке, которая содержит первый слой параллельных прядей, проходящих в продольном направлении, второй слой параллельных прядей на одной стороне первого слоя, проходящих в поперечном направлении и содержащих эластомерные пряди, и третий слой параллельных прядей на противоположной относительно первого слоя стороне второго слоя, проходящих в том же направлении, что и пряди первого слоя. Причем первый, второй и третий слои получены совместной экструзией по существу одновременно так, что пряди в первом слое расположены или выровнены в пространстве между прядями в третьем слое. 10 н. и 62 з.п. ф-лы, 10 ил.

Формула