專利名稱:壓力墊的改進的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及用于層壓機的壓力墊,層壓機用于使用低壓或高壓單層或多層 壓機生產(chǎn)諸如裝飾層壓片、層壓地板和壓印電路板之類的層壓板。
背景技術(shù):
壓力墊的目的是補償受壓的層壓板上的密度變化并由此確保對層壓板的 所有部分施加相等的壓力。此外,在壓力下時,壓力墊補償壓機本身的壓盤的 表面上的任何不平坦和壓盤的任何彎曲或翹曲。同樣,這有助于生產(chǎn)平坦均勻 密度的層壓片。因此,層壓墊具有回彈性和自然彈性以使其能夠補償上述密度 變化和層壓壓盤的表面不均勻性而且還在每次按壓操作之后能夠放松并恢復(fù) 其形式以使其能夠再次使用。壓力墊所具有的在每次按壓之后再形成的能力是 確保合理工作壽命并避免在更換壓力墊時壓機的不必要的停機的很重要的性 能。
因此,通常常規(guī)壓力墊是耐高溫非石棉紗線和金屬線的稠密紡織組合物。 包含有金屬線以通過壓力墊給予層壓板以良好的導(dǎo)熱性。相反,需要非金屬紗 線以給予壓力墊以彈性和使壓力墊能夠在每次按壓操作之后放松的回彈性。當 設(shè)計用于特定目的的壓力墊時,兩種類型材料的相對比例是個考慮因素。通常 必須達到在各種情況下熱傳遞和回彈性或彈性之間的折衷。
EP0735949A1中描述了一種常規(guī)壓力墊。該壓力墊包括諸如銅絲之類的 耐熱線股的織物,其中相當大比例的經(jīng)線或緯線包括硅彈性體。實踐中,如圖 l所示,經(jīng)線l通常包括成股的或成束的黃銅絲或銅絲,且緯線2通常包括硅 覆蓋的金屬線,具體是其上已擠壓硅護套4的成股或成束的銅絲3。由于存在 硅4,該壓力墊具有很大的回彈性和彈性,而金屬線確保壓力墊實現(xiàn)從壓盤到 受壓材料的良好的導(dǎo)熱性。
迄今為止,由硅護套覆蓋的銅絲是包括成股或成束的七根0. 2mm直徑的單根銅絲。成股的金屬線包括這樣的金屬線多股受到正向和受控扭曲而七股中 的一股形成其它六股所包圍纏繞的芯。圖2中示出這種金屬線5,其中示出形
成中心芯6的線股由圍繞其扭曲的六根線股7所圍繞。如果線股6、 7各具有 0.2mm的直徑,則可見金屬線總直徑W (見圖1)是0.6rani。相反,成束金屬 線包括這樣的金屬線,其中多根線股以更自由的方式扭曲而它們中的任何一根 都不具有中心位置。如果使用0.2mm的七根單股,則這種成束金屬線也具有約 0. 6mm的總直徑。經(jīng)線1和緯線2中的成股或成束金屬線中使用的扭曲的程度 通常是"15mm捻距(lay)"的量級。捻距表示對扭曲線股中360°扭曲需要 的成品金屬線的長度。
當涂有硅時,硅覆蓋緯線2的外徑d2通常是1.4mm,因此使硅的壁厚d3 為0.4mm。通常,使用這種硅覆蓋的紡織壓力墊具有2.5mm的初始厚度Tl (見 圖l)且在相對短時間的使用之后它們下沉到約2.0mm的厚度。這是因為經(jīng)線 壓入緯線的硅內(nèi)。在該狀態(tài)下,壓力墊通常在用盡之前可實現(xiàn)200,000次壓力 循環(huán)。由于使用時織物結(jié)構(gòu)最終變平到壓力墊在每次壓力操作之后不能放松而 壓力墊失去其回彈性和彈性的程度,所以壓力墊就用壞了。
在壓機中使用壓力墊施加約35kg/cn^的平均比壓,從而壓力墊材料的一 平方米上的總卸載是350,000kg。典型的壓力墊具有每米長度約550根的緯線 插入和每米寬度約900的經(jīng)線纖絲。這意味著每平方米壓力墊通常有550X900 =495,000的交叉點,在使用時在壓機的每次壓縮循環(huán)過程中各經(jīng)受約0. 707kg 的向下負載。使用時,在各交叉點,經(jīng)線1相當快速地切割穿過諱線2的硅涂 層4,且在交叉點由于所施加的壓力變形之前,有彼此接觸各0. 6mm的兩根經(jīng) 線l、 3。在圖3中示意性地示出而未示出任何硅。隨著時間過去,在壓力墊的 連續(xù)使用過程中,兩根交叉線1、3壓入彼此,且其總厚度0. 6mm + 0. 6誦=1. 2mm 可能減小到約0.8mm。這是壓力墊一旦用壞后的典型最終厚度而其已停止起到 柔性補償墊的作用。這時,硅已壓入由交叉線1、 3形成的金屬線網(wǎng)之間的空 隙內(nèi),且交叉點支承總的向下負載。
在類似于上述的常規(guī)壓力墊用壞之前的壓力循環(huán)的次數(shù)很大程度上取決 于被壓的層壓板的性質(zhì)。裝飾層壓片具有固有的彈性和回彈性,從而在壓力操 作中它們也有助于提供所要求的補償。但是,由介質(zhì)和高密度纖維板制成的層壓地板具有很小的自然彈性且已發(fā)現(xiàn)上述常規(guī)壓力墊在用于按壓這些類型層 壓片時會相對快速地用壞。
本發(fā)明的目的是提供一種與常規(guī)壓力墊相比能夠?qū)Ω啻螖?shù)壓力循環(huán)保 持其彈性和補償能力而其熱傳遞能力不受損失的壓力墊。
根據(jù)本發(fā)明,提供一種用在層壓機中的壓力墊,該壓力墊包括耐熱線股的 織物,其中至少經(jīng)線和/或緯線包括在彈性體材料的護套內(nèi)的、由多線股組成
的芯,且至少經(jīng)線或緯線的另一個包括金屬線股,且特征在于,組成芯的各線 股基本上相互平行并平行于芯的縱向軸線。
應(yīng)當理解,組成芯的各線股基本上相互平行并平行于芯的縱向軸線的要求 應(yīng)當理解為在壓力墊的尺寸比例內(nèi)。因此,芯可包括己被松散地的成股或成束 的一束線股。
在此所附的獨立權(quán)利要求書中描述本發(fā)明的優(yōu)選附加特征。
現(xiàn)將參照附圖以示例的方式描述本發(fā)明,附圖中 圖1是在任何使用之前的常規(guī)壓力墊的放大比例剖視圖; 圖2是形成圖1所示壓力墊的一部分的緯線線股的一段金屬芯的立體圖; 圖3是形成圖1所示壓力墊的緯線線股和徑向線股的金屬芯之間的交叉點 的示意性立體圖,省略了壓力墊的硅;
圖4是層壓機的示意性豎直剖視圖,示出使用常規(guī)壓力墊時壓機內(nèi)薄板的
彎曲;
圖5是根據(jù)本發(fā)明的壓力墊的一部分的緯線線股的一段金屬芯的立體圖; 圖6是包括圖5所示金屬芯的且在使用前的形成根據(jù)本發(fā)明的壓力墊的一
部分的緯線線股的第一實施例的剖視圖7是類似于圖6的視圖,但示出使用時和在壓力下的緯線線股; 圖8是類似于圖3但根據(jù)本發(fā)明的壓力墊的視圖;以及 圖9是類似于圖6但緯線線股的另一實施例的視圖。
具體實施方式
根據(jù)本發(fā)明的壓力墊與現(xiàn)有技術(shù)類似之處在于其包括耐熱線股的織物,其 中至少徑線或緯線包括在彈性體材料的護套內(nèi)由多線股組成的芯?,F(xiàn)有技術(shù)和 本發(fā)明之間的不同之處在于由彈性體護套覆蓋的線股結(jié)構(gòu)。在以下說明書中, 將由彈性體護套覆蓋的線股描述為諱線線股和作為經(jīng)線線股的其它線股,但應(yīng) 當理解用在經(jīng)線中的由彈性體材料覆蓋的線股的情況是相反的。這種線股還能 用于經(jīng)線和緯線兩者。除了這些線股,在壓力墊內(nèi)還可包含其它類型的線股, 例如非金屬線股,諸如芳香族聚酰胺紗線、聚酯紗線和玻璃線股以及金屬絲圍 繞的聚酰胺紗線。此外,可以常規(guī)方式使用以芳香聚酰胺紗線圍繞的銅線股或 不銹鋼線股之類的混合纖絲。
還應(yīng)當理解,彈性體護套不一定如EP0375949A1所述那樣由硅制成,而是 可包括諸如橡膠之類的任何彈性體材料。但是,較佳的是,護套包括諸如硅或 氟硅氧垸之類的硅氧垸。該護套可用任何適當?shù)墓に囀┘拥叫?。在大多?shù)情況 下,該護套可以常規(guī)方式通過將彈性體材料擠壓在芯上而制成。
芯的線股較佳地是金屬線股,但可包括以下中的任何一種,即銅絲、黃銅 絲、不銹鋼絲、銅合金絲、芳族聚酰胺紗線、玻璃線股或細絲以及芳香族聚酰 胺紗線。所使用的線股的選擇將取決于壓力墊的目的、所要求的熱傳遞的程度 和所要求的回彈性或彈性。還必須考慮壓力墊的所想要的目的來選擇經(jīng)線。緯 線圍繞紗線從壓力墊的頂部到底部進行紡織。因此形成通過壓力墊進行熱傳遞 的主要管道。由于該原因,經(jīng)線通常包括金屬線股并可采用金屬線的形式,尤 其是由銅、黃銅和其它銅合金制成的具有高導(dǎo)熱性的金屬線。
根據(jù)本發(fā)明的壓力墊的實施例的剖視圖可能看起來類似于圖1所示的剖 視圖,其中經(jīng)線l包括金屬線,且緯線2包括纖絲,纖絲具有由彈性體材料的 護套4所圍繞的各單根線股的芯3。但是,如上所述,諱線的結(jié)構(gòu)不同于現(xiàn)有 技術(shù)的緯線結(jié)構(gòu),現(xiàn)將參照圖5-9更詳細地描述其各實施例。
參照圖5和6,在第一實施例中,緯線纖絲10包括由多個基本上平行的 金屬線股12制成的金屬線的芯ll,金屬線股已在彈性體材料的護套13內(nèi)明顯 地絞扭在一起。芯11的結(jié)構(gòu)如圖5所示。如這里可看出的那樣,組成芯的線 股12形成它們基本上相互平行并平行于芯11的縱向軸線的一束。較佳地是, 線股12尚未成股或成束,但應(yīng)當理解,如果捻距與壓力墊的寬度相比足夠長,能夠使用線股12已被松散地成股或成束的芯11,但其中在壓力墊的尺寸比例 內(nèi)它們看起來基本上相互平行。
當使用壓力墊在層壓機中通過沿箭頭P方向施加的壓力受壓時,確保各線
股12基本上平行排列的位置變得清楚,如圖7所示,芯12內(nèi)的各線股12可 相對于彼此移動并因此傾向于如圖8所示變平。相反,在現(xiàn)有技術(shù)中,由于各 線股12的扭曲特性和其捻距較短,芯6在受壓時不能變平。在初始扭變之后 其厚度保持不變,即使當在層壓機的相當大的壓力之下也是如此。
如果在芯ll內(nèi)使用七根平行的線股12來代替如現(xiàn)有技術(shù)中所使用那樣的 七根扭曲的線股,則施加標稱壓力會使芯ll變平成總厚度為0.2mm。同樣,如 果經(jīng)線纖絲14也包括多根基本上平行的金屬線股15,即七根平行線股,則它 們也在使用時在壓力下變平成總厚度為0. 2mm。如圖8所示意地示出的那樣沒 有彈性體材料,經(jīng)線14和緯線10之間的各交叉點將各0. 2mm粗的金屬線帶到 一起,從而與現(xiàn)有技術(shù)中約1.2mm交叉點厚度相比交叉點處金屬線總厚度僅為 約0.4mm。此外,壓力墊中所使用的金屬線股之間交叉點的總數(shù)量顯著增加。 在每米長度有550根緯線插入且每米寬度900根徑向端的壓力墊中,現(xiàn)有每平 方米(550x7)x(900x7^24,255,000個交叉點。在典型壓機中,這在使用過程中在 各交叉點處減小98%的向下負載,減小到0. 01443kg,即350,000/24,255,000。 考慮的其它方式是先前的每個交叉點具有1X1根金屬線,現(xiàn)在具有7X7根金 屬線=49個交叉點。這是98%的增加。
其中具有各經(jīng)線纖絲14包括多根基本上平行的金屬線股15的上述結(jié)構(gòu)的 經(jīng)線很難與之合作。因此,較佳地是,經(jīng)線包括金屬線股15,金屬線股15各 具有0. 2mra數(shù)量級的直徑和至少25mm的捻距。這種捻距是對15mm的常規(guī)捻距 的改進,但捻距越大而因此金屬線股15中扭曲的最小量越大,就越好。
實踐中,在紡織壓力墊中,經(jīng)線穿梭經(jīng)過緯線上方和下方。在經(jīng)線纖絲 14具有七根基本上平行的金屬線股15的壓力墊中,壓力墊上壓力的效果會將 平行的經(jīng)線線股14推入彈性體護套13 —段距離,該距離等于其單根直徑 0.2mm,之后經(jīng)線的表面就稱為與緯線的表面平齊。如果使用約0.4mm的常規(guī) 壁厚,這相當于是護套可用壁厚的一半,因此在經(jīng)線細絲和緯線纖絲之間留下 約0. 2ram作為緩沖。該緩沖使單根0. 2ram直徑的經(jīng)線線股14能夠舒適地嵌入護套且這給予它們以保護。在現(xiàn)有技術(shù)中,0.6mra總直徑的扭曲經(jīng)線會壓入護 套約0.6誦的距離,但是當護套的壁厚僅為約0.4ram時,這意味著當使用壓力 墊時,護套易于切穿且經(jīng)線和緯線的金屬絲纖絲幾乎直接彼此接觸。
與現(xiàn)有技術(shù)相比壓縮期間金屬芯11的粗度的減小具有兩個有益效果。首 先,在壓縮期間壓力墊本身的厚度顯著小于現(xiàn)有技術(shù)壓力墊的厚度,且因此層 壓機的加熱壓盤的表面邊緣上更靠近其薄板。因此,這可增加到受壓層壓片的 熱傳遞。其次,彈性體材料的上述緩沖改進壓縮后壓力墊的恢復(fù),從而可提高
壓力墊的補償能力。但是,當壓力墊具有從墊的頂部表面穿到底部表面的相同 數(shù)量的經(jīng)線纖絲時,壓力墊的內(nèi)在熱傳遞能力不受影響。現(xiàn)將更詳細地考慮這 些有益效果。
如圖4所示,在常規(guī)層壓機中,壓在壓機的兩壓盤21之間的板20位于兩 金屬薄板22和兩壓力墊23之間。壓力墊23各位于薄板22之一和壓盤21之 一之間。薄板22和壓力墊23的寬度和長度通常大于被壓的板。這形成未受支 承的薄板22的邊緣區(qū)域m,薄板22接收通過壓力墊23傳遞的來自壓盤21的 壓力。由于在板20的邊緣周圍沒有對薄板22進行支承,薄板22傾向于使用 板20的邊緣作為支點進行彎曲,如箭頭f所示。由于沿用作支點的其邊緣的 不規(guī)則高壓,該效果引起稱為板上"白點"的缺陷,且由于薄板22彎曲遠離 板20,通常在板20的邊緣的2cm內(nèi)產(chǎn)生的較低壓力。在縱長邊緣和寬度邊緣 匯合的板20的角部處該問題惡化。這引起板20的角部上的高壓和通常板20 的角部5cm至lOcm內(nèi)小區(qū)域上的相應(yīng)壓降。"白點"發(fā)生在板20已接受不足 以令人滿意地完成按壓工藝的壓力處位置。
應(yīng)當理解,施加到各未受支承的薄板22的彎矩與板20上方和下方受壓壓 力墊與墊在邊緣區(qū)域m的輕度受壓壓力墊23之間的厚度差相當。 一般而言, 該厚度差作為線性量度會與所使用的壓力墊23的厚度直接成比例地變化。因 此,厚度減小的壓力墊會具有其受壓區(qū)域和邊緣區(qū)域m之間減小的"厚度差", 且因此在未受支承的薄板區(qū)域上產(chǎn)生減小的彎曲效果。接著,與所提供的、沒 有厚度減小墊的的常規(guī)墊相比生產(chǎn)諸如根據(jù)本發(fā)明的厚度減小的壓力墊在壓 力墊的補償能力上是有利的。然而,本發(fā)明的壓力墊還改進了壓縮后壓力墊的 恢復(fù),從而可提高壓力墊的補償能力?,F(xiàn)將更詳細地考慮該優(yōu)點。如上所述,通常的情況是根據(jù)其所要求的用途,必須達到任何給定壓力墊 的熱傳遞和回彈性或彈性之間的折衷。然而,在本發(fā)明的壓力墊壓縮之后增加 了的恢復(fù)意味著可認為是將彈性體護套的外徑從常規(guī)的1.4mm減小到1. 15mm 的新的折衷情況。如果同時用三根平行線股(見下文)代替芯11的七根平行 線股12,則每根緯線插入的護套材料的體積減小總計約27%。這可相當大地 節(jié)省護套材料的成本,尤其是如果使用諸如氟硅氧垸之類的昂貴材料更是如 此。但是,緯線纖絲10的粗度的減小意味著每米緯線插入的數(shù)量可以從約600 根增加到約710根,增加18%。這具有兩個有益效果。首先,由于經(jīng)線圍繞諱 線纏繞并形成"穿過墊"的熱導(dǎo)體,而后"穿過墊"導(dǎo)體的總數(shù)量以相同的比 例增加。因此,這將改進壓力墊的熱傳遞能力并能夠使壓機的循環(huán)時間縮短。 第二,緯線插入件的數(shù)量增加18%抵消了由于彈性體護套直徑減小引起的壓力 墊的彈性的降低。壓力墊中彈性體材料的凈總量仍然降低14%,但由于緯線的 新型結(jié)構(gòu),壓力墊具有相同的彈性并具有與以前相同的補償能力,但卻具有改 進的熱傳遞。
在緯線的另一實施例中,不是使用七根平行線股12來形成芯11,而是可 使用三根平行線股12??梢灶A(yù)料在大多數(shù)情況下,七根平行線股12會包括銅 絲。但是,通過使用三根不銹鋼線股12來形成芯11可實現(xiàn)與這種多線股芯11 類似的強度。這樣使用不銹鋼具有克服由于壓力墊的彈性而遇到的金屬疲勞的 任何問題的優(yōu)點。
如上所述根據(jù)本發(fā)明的緯線的各實施例都具有如圖6所示包括一束基本 上平行線股的芯11,芯11在壓力下塌陷使得各線股12相對于彼此移動并如圖 7所示變平。如圖9所示,在緯線的另一實施例中,各線股12設(shè)置成在不受任 何施加的壓力時在芯11的基本上相同平面上的基本上相互平行并平行于縱向 軸線。這將包括非圓形剖面輪廓的彈性體護套13的擠壓。這種擠壓需要使用 相應(yīng)地成形的模具,較佳的是,如圖9所示的橢圓形模具,盡管也能夠使用其 它形狀,例如方形或矩形。各線股12還能設(shè)置成矩陣中的行而不是設(shè)置在單 個平面上。
從上述可以理解,本發(fā)明提供一種比常規(guī)壓力墊對更多次壓力循環(huán)保持其 彈性和補償能力而熱傳遞能力不受損失的壓力墊。此外,可用增加數(shù)量的彈性體材料來生產(chǎn)壓力墊,因此又增加補償能力而壓力墊的熱傳遞能力沒有任何降 低。通常,在使用過程中由于彈性體材料不能恢復(fù)而失去補償性能時就更換壓 力墊。用本發(fā)明的壓力墊實現(xiàn)的較大程度的補償本身是有利的,但其也由于以 下原因而延長壓力墊的壽命。
1. 由于經(jīng)線中的金屬線股不會切入彈性體材料,所以彈性體材料長時間保 持完好無損。
2. 壓力墊中使用的金屬線的量可與現(xiàn)有技術(shù)中的相同,但生產(chǎn)的金屬線的 總粗度在使用時顯著降低。這意味著彈性體材料形成更大百分比的總壓力墊厚 度,且因此產(chǎn)生增強了的"彈性"效果。
3. 壓力墊的下方的金屬網(wǎng)架可抑制壓機中每次循環(huán)中壓力釋放時彈性體 材料的恢復(fù)。本發(fā)明有效地使用0. 2mm直徑的金屬線而不是使用0. 6mm直徑的 金屬線形成網(wǎng)架,這種網(wǎng)具有較好的固有柔性而在彈性體材料的恢復(fù)方面產(chǎn)生 較少的抑制作用。
權(quán)利要求
1. 一種用在層壓機中的壓力墊,所述壓力墊包括耐熱線股的織物,其中至少經(jīng)線(14)和/或緯線(10)包括由在彈性材料的護套(13)內(nèi)的多根線股(15)組成的芯(11),且至少所述經(jīng)線或所述緯線中的另一個包括金屬線股,其特征在于,組成所述芯(11)的各線股(15)基本上相互平行并平行于所述芯(11)的縱向軸線。
2. 如權(quán)利要求1所述的壓力墊,其特征在于,所述芯(11)包括已被松散 地成股或成束的一束線股(15),但在所述壓力墊的尺寸比例內(nèi)所述各線股看 起來基本上相互平行。
3. 如權(quán)利要求1所述的壓力墊,其特征在于,所述芯(11)包括設(shè)置成位 于基本上相同平面上的多根平行的線股(15)。
4. 如權(quán)利要求1所述的壓力墊,其特征在于,所述芯(11)包括成行設(shè)置 的多根平行的線股(15)。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的壓力墊,其特征在于,所述彈性體護套(13) 具有非圓形橫截面輪廓。
6. 如權(quán)利要求5所述的壓力墊,其特征在于,所述彈性體護套(13)具有 橢圓形橫截面輪廓。
7. 如權(quán)利要求1至6中任一項所述的壓力墊,其特征在于,所述芯(11) 包括選自以下任何一種的多根線股(15):銅絲、黃銅絲、不銹鋼絲、銅合金 絲、芳族聚酰胺紗線、玻璃纖絲或細絲、芳香族聚酰胺紗線。
8. 如權(quán)利要求1至7中任一項所述的壓力墊,其特征在于,所述芯(11) 包括多達七根金屬線股。
9. 如權(quán)利要求8所述的壓力墊,其特征在于,所述金屬線股各具有0.2mm 量級的直徑。
10. 如權(quán)利要求1至9中任一項所述的壓力墊,其特征在于,所述彈性體材 料護套(13)具有至少0.2mm的厚度。
11. 如權(quán)利要求1至10中任一項所述的壓力墊,其特征在于,所述彈性體 材料護套(13)的外徑為至少1. 15mm。
12. 如權(quán)利要求1至11中任一項所述的壓力墊,其特征在于,所述彈性體 材料包括硅氧垸。
13. 如權(quán)利要求1至12中任一項所述的壓力墊,其特征在于,所述經(jīng)線(14) 和所述緯線(10)中的另一個包括金屬線,所述金屬線包括基本上相互平行設(shè) 置的多根金屬線股。
14. 如權(quán)利要求13所述的壓力墊,其特征在于,所述金屬線包括多根金屬 線股,所述金屬線股各具有0. 2mm量級的直徑和至少25mm的捻距。
15. 如權(quán)利要求1至14中任一項所述的壓力墊,其特征在于,所述經(jīng)線(14) 包括金屬線,且所述緯線(10)包括由在彈性體材料的護套(13)內(nèi)的多根線 股組成的芯(11)。
全文摘要
提供一種用于層壓機的壓力墊。該壓力墊包括耐熱線股的織物,其中至少所述經(jīng)線(14)或所述緯線(14)包括彈性體材料的護套(13)內(nèi)多根線股(12)組成的芯(11),且另一個包括金屬線股。在壓力墊的尺寸比例內(nèi),組成芯的各線股(12)基本上相互平行并平行于芯(11)的縱向軸線。因此,使用時,當在層壓機中受壓時,組成芯的各線股相對于彼此移動且芯傾向于變平時芯結(jié)構(gòu)塌陷。這就增加了壓力墊的彈性和補償能力而不損失熱傳遞能力。
文檔編號B30B15/06GK101432130SQ200780015763
公開日2009年5月13日 申請日期2007年5月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月3日
發(fā)明者M·道格拉斯 申請人:馬拉松包帶有限公司