采用力模型控制织物灌封的工艺配置的系统和方法技术方案

技术编号:5049938 阅读:165 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及制造经处理的织物的方法和设备。主题方法和设备包括控制大量变量,所述变量包括但不限于:织物张力(既包括总织物张力也包括即将进入每一独立刮刀之前时刻的织物张力和刚刚离开每一独立刮刀之后时刻的织物张力)、织物进入每个刮刀的角度、刮刀相对于水平参考点的角度、刮刀对移动织物的压强、织物离开每个刮刀的脱离角、织物速度、刮刀数量、先导咬送辊的压强、跟随咬送辊的压强、静态控制、各刮刀厚度、各刮刀上的斜面、烘热固化温度、烘热固化保持时间、刮刀温度、刮刀表面及边缘状况以及刮刀光洁度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及引入充分的能量以可控且可选择地将聚合物复合物置于多孔织物中 的方法和设备。本专利技术更具体地涉及将可固化的、具有剪切稀化性质的聚合物复合物受控 地布置于织物中的方法和设备。用受控方式,经由聚合物的能量受控制的、粘性和流变能力 改善的布置,所述受控的布置通过1)在织物表面施加聚合物复合物,2)使复合物剪切稀 化并将其置入织物中以及3)使聚合物复合物固化而优选地进行。这种方法和设备生产出 的织物,其部分纤维或结构单元被聚合物复合物灌封,同时至少织物的部分空隙空间是开 放的;或者其含有一内层,该内层在一个与其至少一个主表面大体间隔开的方向上在织物 内伸展;或者其既有被灌封的结构单元又有聚合物复合物的内层。
技术介绍
人们总在持续地努力改善织品的性能特性。所关心的特性的范围从可定量的特 征,例如耐水性/拒水性、耐火性和附着性表现到主观特性,例如舒适性。从历史上来看,沿 着两种不同的途径来改善性能新纤维的开发和现有纤维的表面改性。开发新型纤维耗资 巨大并且通常需要重新学习如何制造产品或为不同材料更新设备。表面改性是试图达到期 望的性能而同时使对现有工艺的改变和成本增加最小化的尝试。有很多理由去研究材料的表面改性,其中毫无疑问包括为了具有由基础纤维贡 献的本体机械特性,以及由少量的材料赋予的不同的表面特性,所述少量的材料不会使所 述纤维的机械特性退化。从经济立场,即,考虑到基础纤维没有改性剂那样昂贵,可得到同 样的观点。表面改性所遇到的困难包括耐用性、经济上的可行性和工艺处理是否环保。从本质上讲,有三种不同物理类型的表面改性。第一种类型是改性剂通过共价键 与基底材料的表面以化学方式结合。这可通过许多方式达到,例如通过浓缩或高能加成反 应化学接合到基底的表面中,或者通过氧化掉基底的同时留下共价结合的改性表面。共价 结合的改性剂通常是最耐久的表面改性,不过,为获得在基底上的接合所要经过的时间期 是极长的。表面改性的第二种类型是改性分子(或分子的一部分)与基底材料的关联或 由基底材料捕捉。改性分子与基底的这种混合利用了分子吸引力,例如范德华(Van der Waals)力、偶极/偶极相互作用、氢键结合等等,以及位阻因素,以在基底表面的内部或上 面保持改性剂。影响这类反应的因素与那些影响热熔染色或光泽整理的因素相同。改性的 第三种类型包括基底仅仅分别通过改性剂与基底间,或改性剂自身间的粘性和粘着力保持 改性剂。在纺织界这是最普通的表面改性类型。在纺织技术中,传统的精修,或者大致地说通过浸泡、涂布或层压实施的改性,有 着固有的限制。对100%固体、溶剂溶解的固体或水乳浊液应用的浸泡可通过使织品从浴槽中经 过,然后使其干燥来进行。100%固体应用通常使用低分子量材料(具有对处理来说足够低 的粘性),其倾向于产生具有低劣机械特性的改性;或者使用高分子量材料,其一般不能给 出对基底最佳的渗透性。溶剂处理有环境和经济方面的问题,例如溶剂的去除、挥发性有机5化合物(VOC)的去向以及许可证,若能继承,许可证也有费用,若不能继承,获取许可证也 变得更加困难。如果改性剂的表面张力(Y)低于基底(例如,耐久排水体-DWR),那么溶剂 和乳化处理均被热动力驱动以产生因为基底浸湿困难造成的低表面覆盖率,(大于零接触 角_ θ )。假使基底的表面被改性剂浸湿了,这些技术仍然需要去除溶剂或含水介质,因为它 们易于导致聚合物网络的缺陷,其表现为改性剂/基底结合物的机械特性降低。涂布应用可以是蓄意的或通过对基底的渗透不良的浸泡来形成。涂布可以是一面 的或两面的,但是涂布易于导致在织品Z方向上的阶梯梯度,这与均质材料或连续梯度的 情况相反。阶梯梯度有特定的固有缺陷。附着主要来源于表面力,其小于在最佳的机械互 锁,并且有时来源于改性材料的内聚强度对其有小到可忽略的贡献。其次,由于完全不同的 材料堆积在一起,复合物的合成触觉特性(也就是手感、下垂感等等)通常明显区别于基础幺口品 /ΝΡΠ O层压利用粘接涂层来保持薄膜与织品表面接触。这种工艺的局限在于与粘合剂有 关的环境方面的问题(以及薄膜制备工艺中和任何其它部分相关的问题),以及与涂覆同 样的,织品Z方向上阶梯梯度所导致的问题。在保证基底、粘合剂和薄膜之间的机械性能差 异的平衡时还会遇到额外的困难。例如,如果三种材料中的任一种的收缩超过了任一其它 两种材料的初始屈服应力,就会出现变形,如果其超过了极限拉伸拉就会出现复合材料的 分层。最后,最终材料的涂覆性能和层压性能都取决于附加的层,因此如果织品在实施涂覆 或层压之前易于吸水,那么该织品在涂覆或层压后仍然易于吸水。织品的水分吸收产生了 一种材料,当水分蒸发时,该材料使得穿着者感到不适。感到不适的机制在于通过蒸发热损 耗而丧失体内热量(“冰箱效应”)。
技术实现思路
根据一实施例,此处描述的一个灌封工艺有多达40个不同的变量,所述变量可被 改变以影响最终产品的性能。从历史上看,这一变量数目需要经验的,或者试错式的途径以 通过这种技术来开发产品。最近,采用更复杂的统计方法例如实验设计(DOE)来开发产品。 在进行DOE时,人们选择可通过可控的方式改变的“因素”(变量),并测量“响应”(最终材 料的特性)。通过利用DOE的统计方法,人们可以仅仅运行所有可能实验条件中的一部分, 并且收集具有高置信度的产品性能相关信息。不过,尽管利用DOE技术,但针对此工艺的产 品开发仍需要进行极大量的实验,其占用大量的时间并耗用可观数量的资金。这又对于可 被开发的产品数量和这些产品到达最终消费者时的实际成本有负面的影响。通过其中实现变量减少的方法或工艺,灌封工艺的复杂本质可变得容易些。已经 考察了灌封工艺的大约40个变量。主变量和更高阶变量(相对于它们对产品性能的影响) 已经被识别出来。通过改变主变量,产品开发、改进和故障查找得以进行。此外,统计方法 (例如,实验设计(DOE))的使用与简化为主变量相结合,在使这项技术可重复、稳健和经济 上可行的道路上前进了一大步。主导量的识别已经通过实验观察并且“接受”这样的事实正确的变量已经被选 中。一些主变量没有被识别出来并且一些更高阶(少于主变量的)变量被选中的可能性是 存在的。第二点是,在DOE中实验数据点和重复数据点越多,结果的置信度就越高,而这要 求更多的时间和投资。而且,甚至已经选择了正确的变量,并且在高置信度上结果正确时,DOE也仅仅允许通过“内插”对行为的预测,即,在设计所确立的边界内。换句话说,人们不 应“外推”结果以在限定的设计空间外进行预测。为移动到下一水平的复杂性和高效性,需 要一种工具以解决这些固有的弱点。使产品开发、改进和故障查找更容易的新工具应该识别有限数量的工艺变量或变 量组合,所述变量或变量组合能够被控制、测量并用于预测产品性能。这些变量应该被确认 为是针对灌封工艺的主变量(有主要影响的)。需要某个最终的感兴趣的特性(性能)和 被识别出的变量间的相关关系的证明。最后,必须表明这些变量的变化与期望的最终特性 的响应之间的因果关系。根据一实施例,本专利技术给出一系统及方法,以采用基于经典牛顿力学的力模型来 控制灌封的过程。利用经典牛顿力学,灌封工艺可通过数学及几何术语加以描述。该描述 基于灌封工艺本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:M王R梅洛维茨J亨德森
申请(专利权)人:耐克斯泰克应用公司
类型:发明
国别省市:US

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