CZ301490B6 - Trojrozmerný tvárný materiál - Google Patents

Abstract

Trojrozmerný tvárný materiál, který odolává vzájemnému tvrdnutí jednotlivých listu položených na sebe, s lícovou stranou a druhou stranou, pricemž lícní strana má alespon jednu oblast s množstvím od sebe rozmístených trojrozmerných výcnelku, vystupujících z lícové strany, pricemž tyto výcnelky (12) tvorí amorfní vzor dvojrozmerných geometrických tvaru, pricemž výcnelky (12) ve vzoru jsou nestejnomerne a nepravidelne rozmístené po celé oblasti k zajištení neopakovatelnosti seskupení výcnelku (12) do vzoru po celé oblasti. Predmetem vynálezu je i zpusob výroby trojrozmerného tvárného materiálu popsaného výše.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká trojrozměrných tvárných materiálů u kterých na sobě ležící vrstvy nezapadávají do sebe. Konkrétně se vynález týká trojrozměrných tvárných materiálů, které obsahují množství trojrozměrných výčnělků, vystupujících směrem ven alespoň z jedné strany materiálu a formují nějaký neuspořádaný tzv. „amorfní vzor. Vynalez se dále tyká způsobu a zařízeni pro formování ío těchto trojrozměrných tvárných materiálů.

Dosavadní stav techniky

Tvárné materiály s trojrozměrným povrchem jsou v dané technice dobře známy a používají se v mnoha různých aplikacích. Tyto materiály mohou být vyráběny v rovinné tvárné podobě a zůstávat v této podobě v průběhu zacházení s nimi, nebo mohou být vyráběny ve formě spojité struktury např. pásu a pro zacházení s nimi navinuty na válcích. Pokud jsou v rovinné podobě, může být ochrana před zapadáváním listů do sebe užitečné například, zmenšením výšku jejich :o složení na sebe. Nicméně, když jsou navinuty na válcích, zapadávání do sebe často způsobuje vážné problémy. Například, zapadávání vrstev s trojrozměrnými povrchy na válci může způsobit potíže s jejich odvíjením v důsledku jejich třecího zachytávání při záběru do sebe. Rovněž, jestliže na první straně válce dojde k hlubšímu zapadávání než na jeho druhé straně, může dojít k zaklínění tohoto válce.

K zapadávání do sebe jakéhokoli trojrozměrného materiálu může dojít, jestliže výčnělky přes sebe ležících struktur anebo jejich částí do sebe vzájemně zapadají v důsledku své velikosti, tvaru, umístění a/nebo geometrického uspořádání. Mohou nastat dva typy zapadávání vrstev do sebe: zapadávání lícních ploch do sebe a zapadávání lícních ploch do rubových ploch.

K zapadávání lícních ploch do sebe může dojít, když se dostanou do kontaktu dvě analogické lícní plochy téže struktury či lícní plochy více struktur a výčnělky každé struktury nebo její části vstupují do zahloubení či mezer mezi přilehlými výčnělky druhé struktury anebo její části. K zapadávání lícní plochy do rubové plochy může dojít, když se dostanou do kontaktu protilehlé strany téže struktury či nestejné strany více struktur a výčnělky každé jedné struktury nebo její části vstupují do duté, „negativní“ strany výčnělků druhé struktury anebo její části. Toto zapadávání do sebe lícních a rubových ploch má zvláštní význam u trojrozměrných tvárných materiálů majících duté trojrozměrné výčnělky, jako jsou ty u předloženého vynálezu. Jestliže nějaké struktura vykazuje charakteristické rysy trojrozměrného povrchu pouze na jednom povrchu, tj., zadní povrch je celkově rovinný, pak připadá v úvahu zapadávání prvních ploch do sebe, protože k zapadnutí lícní plochy do rubové plochy nemůže dojít. Ačkoli je zapadávání do sebe lícních ploch snadněji odstranitelné volbou rozestupu mezi výčnělky, který je menší než šířka nejmenších výčnělků, tato volba závazně omezuje všestrannost výsledné struktury, protože pro některá použití takovýto malý rozestup výčnělků může být nežádoucím.

Zapadávání do sebe přilehlých vrstev či vinutí spojitého pásu, když je stočený do válce, může způsobit problémy pri odvíjení konce daného pásu v důsledku třecího záběru, k němuž dochází při zapadáni lícní plochy do rubové plochy. Zapadávání do sebe na sebe složených jednotlivých vrstev či dílčích vrstev materiálů trojrozměrné struktury může vést k odebírání více archů ze zásobníku, je-li zapotřebí pouze jeden a podobně. Ačkoli schopnost určité struktury zapadávat do sebe či do jiných struktur, může určitý stupeň obtížnosti způsobit tam, kde je použita trojrozměrná pásová struktura jako nosič pro nějakou aktivní látku, jako je například adhezivum. Zapadávání do sebe může způsobovat dodatečné potíže včetně předčasné adheze a/nebo znečištění dané aktivní látky.

V oblasti pásků, nálepek a jiných výrobků používajících samolepícího adheziva k přihnání adhezivem pokrytého povrchu k cílové ploše, je uznávaným problémem předčasná adheze. To jest, předtím než může být adhezivem pokrytý povrch patřičné umístěn přes cílovou plochu, způsobuje neodvratný kontakt adheziva s cílovou plochou, předčasnou adhezi vjednom či více umístě? nich, čímž je omezeno patřičné nastavení, Jiní se pokoušeli překonat tento problém poskytnutím počátečního kontaktního povrchu umístěného ven od daného adhezního povrchu. Počáteční kontaktní povrch působí jako držení se stranou od adhezního povrchu. Toho je dosaženo, například postupem, který formuje ve fólii kuželovité výčnělky a částečným naplněním zahloubení mezi těmito výčnělky adhezivem v úrovni pod špičkami těchto výčnělků. Jeden takový trojrozměrný m tvárni/ materiál ctoinó ial/n /nncnk a 7iřt'-7ř>ní nrn Íphn vvrnhll iř> nnítrňhnpi í nfinKilVíin VP SnnloČ·»«,. «., ^«.juvjwiv - ----------,---’ J----J- r--------J- r' r-------- - -r---ně podané, patentové přihlášce US 08/584 638, s názvem „Složený materiál uvolnitelně utěsnitelný k cílovému povrchu při svém zatlačení proti němu a způsob jeho výroby“, podané 10. 1. 1996 - Peter W. Hamilton a Kenneth S. McGuir, na jejíž obsah je zde odkazováno.

Ačkoli jsou takovéto trojrozměrné tvárné materiály pro své zamýšlené použití užitečné, zůstává zde vyřešit otázku zapadávání do sebe přilehlých vrstev či vinutí těchto materiálů během výroby, skladování a vydávání před jejich použitím,

V předchozí technice byly provedeny pokusy řešit tendenci trojrozměrných struktur do sebe navzájem zapadat, obzvláště v případě na sebe položených tvárných materiálů s dutými trojrozměrnými výčnělky, nahodilým či alespoň nestejnoměrným rozmístěním výčnělků s podobným tvarem a velikostí na dané struktuře. Ačkoli tento přístup může být účinný pro sestavení určitých struktur, jeho efektivnost se zmenšuje, když se celková plocha nedeformovaného povrchu, volného prostoru bez výčnělků, zmenšuje. Je tomu tak důsledkem skutečnosti, že za předpokladu v podstatě konstantní velikostí a tvaru výčnělku, zvyšování číselné hustoty výčnělků snižuje stupeň možné variace rozteče a rozmístění do bodů tam, kde v mezním případě, se výčnělky dostávají tak těsně k sobě, že se blíží k těsně uzavřenému, stejnoměrně od sebe rozmístěnému seskupení. Navíc, důsledkem nestejnoměrného rozmístění výčnělků jsou rovněž výsledné fyzikální vlastnosti dané struktury rovněž nestejnoměrné a může být obtížné ji přizpůsobit konkrétním podmínkám když toto rozmístění nebude předvídatelné.

Podle toho by bylo žádoucí poskytnout trojrozměrný tvárný materiál, který odolává zapadávání jedné vrstvy do sebe s další na ní uloženou vrstvou, ať je v rovinné tvámé podobě anebo ve válcové či pásové podobě.

Dále by bylo žádoucí poskytnout způsob pro formování takových trojrozměrných tvárných materiálů, které mohou být vhodně přizpůsobeny pro potřebu konkrétního materiálu, a jež by mohly být snadno a úsporně používány.

Rovněž by bylo žádoucí poskytnout vhodné formování zařízení pro formování takovýchto trojrozměrných tvárných materiálů, které by mohly být přizpůsobeny pro potřebu konkrétního materiálu a jež by mohly být snadno a úsporně používány v obchodní praxi.

*5 Podstata vynálezu

Podstatou vy nálezu je trojrozměrný tvárný materiál, který odolává vzájemnému tvrdnutí jednotlivých listů položených na sebe, s lícní stranou a rubovou stranou, přičemž lícní strana má alespoň jednu oblast s množstvím od sebe rozmístěných trojrozměrných výčnělků, vystupujících z lícní strany, přičemž tyto výčnělky tvoří amorfní vzor dvojrozměrných geometrických tvarů ve vzoru a jsou nestejnoměrně a nepravidelně rozmístěné po celé oblasti.k zajištění neopakovatelnosti seskupení výčnělků do vzoru po celé oblasti. Vzor přitom obsahuje množství odlišných dvojrozměrných geometrických tvarů a množství výčnělků v amorfním vzoru vytváří spleť konvexních polygonů, přičemž každý polygon obsahuje konečný počet lineárních stran. Rubová strana obsa55 huje množství od sebe oddělených trojrozměrných dutých prohloubení, která odpovídají výčnčl2 kům, přičemž výčnělky jsou duté. Rozměr a tvar každého prohloubení se shoduje s rozměrem a tvarem odpovídajícího výčnělku, přičemž prohloubení jsou částečně vyplněná substancí.

Dále je podstatou vynálezu to, že výčnělky zabírají mezi 30 až 70% povrchu lícové strany tvář5 něho materiálu při měření horizontálně s rovinou tvárného materiálu v místě, kde výčnělky přiléhají k lícní straně a kterýkoliv jednotlivý výčnělek ve vzoru je úhlově orientovaný ke každému sousednímu výčnělku v rovině tvárného materiálu.

Dále ie podstatou vynálezu to, že tvárný materiál je vytvořen z izotropního materiálu, přičemž io tvárný materiál vykazuje vlastnosti izotropní struktury v jakémkoliv směru uvnitř roviny tohoto tvárného materiálu a je izomorfní v geometrických a strukturálních vlastnostech pro kružnicí opsanou plochu uvnitř vzoru. Výčnělky jsou oddělené vzájemně propojenou sítí trojrozměrných prohloubení mezi sousedními výčnělky, přičemž prohloubení, které na lícové straně tvoří mezery o stejné šířce (A) po celém vzoru a prohlubně jsou částečně vyplněné substancí, obsahující adhe15 živní látku.

Dále je podstatou vynálezu způsob výroby trojrozměrného tvárného materiálu, který tvoří následující kroky:

a) zavedení listu tvárného materiálu na trojrozměrnou formovací strukturu obsahující souvislý flexibilní pás s amorfním vzorem trojrozměrných tvarů, přičemž formovací struktura obsahuje amorfní vzor trojrozměrných prohloubení a vzájemně propojená místa, a každé prohloubení má konvexní polygonální tvar,

b) formování listu tvárného materiálu metodou ze skupiny sestávající z mechanického vytlačování. podtlakového tepelného tvarování, hydroformování a kombinací těchto způsobů tak, že se list tvárného materiálu přizpůsobí formovací struktuře a vytvoří se množství odděleně rozmístěných trojrozměrných výčnělků k vytvoření amorfního vzoru výčnělků dvojrozměrných geometrických tvarů.

Dále se mezery mezi výčnělky zaplní substancí, přičemž tento krok se provádí současně s formováním listu materiálu na společné formovací struktuře.

Dále je podstatou vynálezu i způsob výroby trojrozměrného tvárného materiálu, který obsahuje další kroky:

i) vytvoření počítačové grafiky s amorfním vzorem vzájemně sdružených dvojrozměrných tvarů, přičemž tento vzor má mezi sdruženými tvary dělicí linii konstantní šířky, i i) přenos amorfního dvojrozměrného vzoru na formovací strukturu tak, že se vytvoří trojrozměrná formovací struktura s trojrozměrnými tvary, které odpovídají vzájemně sdruženým dvojrozměrným tvarů ·. přičemž tento formovací krok s výhodou vytváří trojrozměrnou strukturu s trojrozměrnými prohloubeními, která odpovídají vzájemně sdruženým tvarům a vzájemně propojeným místům, tvořícím dělicí linii o konstantní šířce, iii) pokrytí vzájemně propojených míst substancí, iv) zavedení listu materiálu pokrytého substancí do formovací struktury, přičemž list materiálu má větší afinitu se substancí než formovací struktura.

Podstatou vynálezu je i způsob, který obsahuje další následující kroky:

i) vytvoření počítačové grafiky s amorfním vzorem vzájemně sdružených dvojrozměrných tvarů. přičemž tento vzor má mezi propojenými tvary dělicí linii konstantní šířky, i i) přenos amorfního dvojrozměrného vzoru na formovací strukturu tak, že se vytvoří trojrozměrná formovací struktura s trojrozměrnými tvary , která odpovídá vzájemně sdruženým dvojrozměrným tvarům, přičemž tento formovací krok s výhodou vytváří trojrozměrnou formovací strukturu s trojrozměrnými prohloubeními, které odpovídají vzájemně sdruženým tvarům a vzájemně propojeným místům tvořícím dělicí linii o konstantní šířce,

-3CZ 301490 B6 přičemž amorfní vzor vzájemné sdružených tvaruje odvozen od omezeného Voroného mozaikování prostoru, přičemž tento způsob mozaikování je omezen faktorem, který řídí rozpětí přípustné vzdálenosti od středu ke středu těchto tvarů.

Dále je podstatou trojrozměrná formovací struktura k provádění způsobu výroby trojrozměrného tvárného materiálu, která obsahuje amorfní vzor vzájemné od sebe rozmístěných trojrozměrných výčnělků, navzájem oddělených propojenými místy s konstantní šířkou, přičemž prohloubení mají tvar amorfního dvojrozměrného vzoru se vzájemně sdruženými dvojrozměrnými geometrickými tvary a formovací struktura obsahuje nekončitý flexibilní pás, přednostně vytvořený z pólytitan rmfamln -r nann/Mo i nohn ττί ofori či 111 linu uuuui luiu uvuu i 4 n-i ivj lnutu· juiu.

Přehled obrázku na výkresech

Ačkoli je příslušný popis zakončen nároky, které konkrétně vysvětlují a nárokují předložený vynález, má se za to, že tento vynález bude lépe pochopen z následujícího popisu přednostních ztvárnění, učiněného ve spojení s příslušnými doprovodnými výkresy, na nichž stejné referenční číslice označují stejné prvky, a v nichž:

Obr. 1 - mikrosnímek znázorňující perspektivní pohled na příkladný trojrozměrný, zapadání do sebe odolávající tvárný materiál v souladu s tímto vynálezem.

Obr. 2 - půdorysný pohled na další příkladný trojrozměrný, zapadání do sebe odolávající tvárný materiál v souladu s tímto vynálezem.

Obr. 3 - půdorysný pohled najedno ztvárnění trojrozměrného, zapadání do sebe odolávajícího tvárného materiálu v souladu s tímto vynálezem.

2? Obr. 4 - půdorysný pohled na další ztvárnění trojrozměrného, zapadání do sebe odolávajícího ztvárnění materiálu v souladu s tímto vynálezem.

Obr. 5 - půdorysný pohled na přednostní ztvárnění trojrozměrného, zapadání do sebe odolávajícího ztvárnění materiálu v souladu s tímto vynálezem.

Obr. 6-graf znázorňující porovnání mezi rozděleními mnoho- úhelníkové plochy tvárných materiálů na Obr. 3 a 5.

Obr. 7-graf znázorňující porovnání mezi variacemi mnoho- úhelníkové plochy tvárných materiálů na Obr. 3 a 5.

Obr. 8 - částečný pohled řezem na trojrozměrný, zapadání do sebe odolávající tvárný materiál na Obr. 5.

Obr. 9 - částečný pohled řezem podobný tomu na Obr. 8, ale znázorňující ztvárnění tohoto vynálezu, v němž je uvnitř této trojrozměrné struktury obsažena nějaká látka.

Obr. 10-půdorysný pohled na trojrozměrnou formovací strukturu vhodnou pro formování trojrozměrného, zapadání do sebe odolávajícího tvárného materiálu jako je ten na Obr. 5.

Obr. 11 - mikrosnímek znázorňující perspektivní pohled na příkladnou trojrozměrnou formující io strukturu vhodnou pro formování trojrozměrného, zapadání do sebe odolávajícího tvárného materiálu jako je ten na Obr. 5.

Obr, 12 - částečný pohled řezem na trojrozměrnou formovací strukturu z Obr. 10.

Obr. 13 - názorná ilustrace příkladného zařízení vhodného pro formování trojrozměrného, zapadání do sebe odolávajícího tvárného materiálu v souladu s tímto vynálezem.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 představuje mikrosnímek znázorňující trojrozměrný tvárný materiál 10 v souladu se sou50 časně přednostním ztvárněním předloženého vynálezu. Materiály tohoto vynálezu vykazují trojrozměrnou strukturu, zahrnující množství jednotlivých trojrozměrných, dutých výčnělků prota-4CZ 301490 B6 bujících se směrem nahoru ze struktury spoji tě základny. Aby se docílilo výhod do sebe nezapadání podle tohoto vynálezu, když je mnoho jednotlivých struktur ěi vrstev takového materiálu naskládáno jeden na druhý v orientaci lícních ploch proti sobě anebo lícních ploch k rubovým plochám, jednotlivé trojrozměrné duté výčnělky jsou formovány do nestejnoměrných, komolých tvarů alespoň v jednom směru roviny dané struktury. Přednostněji jsou jednotlivé trojrozměrné duté výčnělky formovány do nestejnoměrných, mnohoúhelníkových komolých tvarů ve dvou vzájemně kolmých směrech struktury v rovině dané struktury.

Jestliže je určitý materiál formován do protaženého pásu s úmyslem jeho navíjení na nějaký trn či io na něj samotný, např. válec bez jádra, pro účely kompaktního uložení, v souladu s tímto vynálezem. tento pás vykazuje nestejnoměrný vzor alespoň ve směru vinutí, nebo-li otáčení a nej přednostněji jak ve směru vinutí, tak v příčném směru k němu. Třebaže může být pro jisté aplikace žádoucí nekonečný, neopakující se vzor, materiály přítomného vynálezu budou alespoň minimálně vykazovat vlastnost nestejnoměrného vzoru na vzdálenost pásu alespoň tak velkou, jako je maximum zamýšleného obvodu válce svinutého produktu.

Aby se poskytl největší stupeň odolnosti vůči zapadání do sebe, trojrozměrné zapadání do sebe odolávající materiály tohoto vynálezu přednostně vykazují dvojrozměrný vzor trojrozměrných výčnělků jenž je v podstatě neuspořádané povahy. Jak se v tomto materiálu používá pojem „neu20 spořádaný“ tj. „amorfní“, tento se týká vzoru, jenž nevykazuje žádné snadno vnímatelné uspořádáni, pravidelnost, či orientaci jeho vytvářejících prvků. Tato definice pojmu „neuspořádaný“ je celkově v souladu s běžným významem tohoto pojmu, jak to potvrzuje slovníku příslušná odpovídající definice ve výkladovém(.,řTé^/ťó Ninth New Collegiate Dictionary“). V takovém vzoru orientace a uspořádání jednoho prvku s ohledem na sousední prvek nenese žádný předví?5 datelný vztah k orientaci a uspořádáni dalšího za ním následujícího prvku(ů).

Prostřednictvím kontrastu, pojem „seskupení“ se zde používá k poukazu na vzory vytvářejících prvků, které vykazují pravidelné, řízené seskupení či uspořádání. Tato definice pojmu „seskupení“ je podobně celkově v souladu s běžným významem tohoto pojmu, jak to potvrzuje přísluš30 ná odpovídající definice ve výkladovém slovníku (J¥ebster^!s Ninth New Collegiate Dictionary). V takovém vzoru orientace a uspořádání jednoho prvku s ohledem na sousední prvek nese předvídatelný vztah k orientaci a uspořádání dalšího za ním následujícího prvku(ů).

Stupeň, v němž je ve vzoru seskupení trojrozměrných výčnělků přítomen řád je v přímém vztahu ke stupni schopnosti zapadání do sebe, vykazované daným pásem, Například, ve vysoce uspořádaném vzoru seskupení stejně velkých a stejně tvarovaných dutých výčnělků v těsně nakupeném hexagonálním seskupení je každý výčnělek doslova replikou jakéhokoli dalšího výčnělku. Zapadání do sebe regionů takové struktury pásu, pokud ve skutečnosti necelého pásu, může být dosaženo posunutím vyrovnání pásu mezi na sobě se překrývajícími strukturami či jejími částmi ne o více než o jednu mezeru výčnělku v jakémkoli daném směru. Menší stupně uspořádání mohou prokazovat menší tendenci zapadat do sebe, ačkoli se má za to, že jakýkoli stupeň řádu poskytuje určitý stupeň schopnosti zapadání do sebe, Podle toho, neuspořádaný a neorganizovaný vzor výčnělků bude tudíž vykazovat ten největší možný stupeň odolnosti vůči zapadání do sebe.

Ačkoli se v současné době upřednostňuje aby celý povrch pásu v souladu s tímto vynálezem vykazoval takový neuspořádaný vzor, na základě některých okolností může být žádoucí aby méně než celý povrch takového pásu vykazoval takovýto vzor. Například, porovnatelně malá část pásu může vykazovat nějaký pravidelný vzor výčnělků ěi jich může být. ve skutečnosti prosta, aby představovala celkově rovinný povrch. Navíc, tam kde má být daný tvárný materiál formo50 ván jako srovnatelně velká plocha materiálu a/nebo jako protažený spojitý' pás ke složení ěi navinutí na sebe, omezení výroby mohou požadovat aby se daný neuspořádaný vzor sám periodicky uvnitř dané struktury opakoval. Ačkoli jakékoli opakování vzoru uvnitř pásu umožňuje nějakou možnost vzniku zapadání do sebe, tato možnost existuje pouze tehdy, když dojde k přesnému vyrovnání v jedné ose sebe překrývajících vrstev či částí vrstev s takovými vrstvami čí částmi vrstev představujícími přesně jednu repliku daného vzoru, nebo celé Číslo replik pro nějakou

- 5 CZ 301490 B6 spojitou navinutou či složenou strukturu. To je v kontrastu s charakterem zapadání do sebe struktur zformovaných ze stejně tvarovaných výčnělků ve vzoru seskupení, ve kterém je každý výčnělek replikou přilehlých výčnělků tak, že vzdálenost této repliky je mezerou jediného výčnělku. V takovémto uspořádání nastane vyrovnání pro zapadání do sebe, jestliže dojde k vyrov5 nání pásu materiálu do jedné osy pomocí posunutí o mezeru E více než jednoho výčnělku.

V pásu s neuspořádaným vzorem trojrozměrných výčnělků bude jakákoli volba přilehlého množství výčnělků v rámci daného vzoru jedinečná, ačkoli za některých okolností je myslitelné, že jednotlivé výčnělky v rámci daného vzoru nemusí být unikátní. Využitím neuspořádaného vzoru

IIVL/UUV UUJIU/JI rsř-i rlfi i/rel t mnu/ zhitA troivvrnplkv znnnUULi., _U ují ^^iiiwi j _v — _Γ — dat do sebe, ledaže dojde k přesnému překrytí vrstev materiálu majících stejný neuspořádaný vzor.

Má se rovněž za to, že trojrozměrné tvárné materiály mající dvojrozměrný vzor trojrozměrných výčnělků, jenž je v podstatě neuspořádané povahy („amorfní“), rovněž vykazují „izomorfi povahu. Jak se zde používají pojmy „izomorfie“ a její odvozenina „izomorfní“, tylo pojmy se týkají podstatné uniformity v geometrických a strukturálních vlastnostech pro danou kružnicí opsanou plochu, kdekoli je taková plocha uvnitř daného vzoru znázorněna. Tato definice pojmu „izomorfní“ je celkově v souladu s běžným významem tohoto pojmu, jak to potvrzuje příslušná odpovídající definice v naučném slovníku („Webster^ Ninth New Collegiate Diclionary). Prostřednictvím příkladu, předepsaná plocha obsahující statisticky významné množství výčnělků s ohledem na celý neuspořádaný vzor bude vykazovat statisticky v podstatě ekvivalentní hodnoty pro takové vlastnosti struktury jako jsou plocha výčnělku, hustota množství výčnělků, úplná délka stěny výčnělku, atd. Má se za to, že tento vzájemný vztah je žádoucí se zřetelem na fyzi?s kalní a strukturální vlastnosti, když je u povrchu materiálu žádoucí jednotnost jeho povrchu, a obzvláště s ohledem na vlastnosti materiálu měřené kolmo k rovině tohoto materiálu jako je odolnost výčnělků vůči deformaci atd.

Využívání neuspořádaného vzoru trojrozměrných výčnělků má také jiné přednosti. Například, bylo pozorováno, že trojrozměrné tvárné materiály zformované z materiálu, jenž je původně izotropní uvnitř roviny tohoto materiálu, zůstává celkově izotropní se zřetelem na fyzikální vlastnosti struktury ve směrech uvnitř roviny tohoto materiálu. Jak se zde používá pojem „izotropní“, týká se vlastností struktury, kteréjsou vykazovány v podstatě do stejných stupňů ve všech směrech uvnitř roviny daného materiálu, lato definice pojmu „izotropní je podobně celkově v souladu s běžným významem tohoto pojmu, jak to potvrzuje příslušná odpovídající definice ve výkladovém slovníku („Webster¹s Ninth New Collegiate Dictionary). Aniž bychom byli vázáni teorií, v současné době se má za to, že toto je důsledkem neuspořádaného a neorientovaného uspořádání trojrozměrných výčnělků uvnitř určitého neuspořádaného vzoru. A následně, směrové strukturální materiály vykazující vlastnosti struktury, jež se mění se směrem struktury, budou w typicky vykazovat takové vlastnosti podobným způsobem po zavedení neuspořádaného vzoru na daný materiál. Prostřednictvím příkladu, taková vrstva materiálu by mohla vykazovat v podstatě stejné tažné vlastnosti v jakémkoli směru uvnitř roviny materiálu, pokud byl výchozí materiál v tažných vlastnostech izotropní.

lakový neuspořádaný vzor se vc fyzikálním smyslu promítá do statisticky ekvivalentního množství výčnělků na míru délky jednotky, danou čarou taženou v jakémkoli daném směru směrem ven jako paprsek /jakéhokoli daného bodu uvnitř tohoto vzoru. Jiné statisticky ekvivalentní parametry by mohly obsahovat počet stěn výčnělku, průměrnou plochu výčnělku, průměrný celkový prostor (mezeru) mezi výčnělky, atd. Má se za to, že statistická ekvivalence v souvislosti se

5o strukturálními, geometrickými charakteristickými rysy s ohledem na směry v rovině dané struktury, se promítá do statistické ekvivalence z hlediska vlastností směrované struktury .

Znova se vraceje ke konceptu seskupení, k osvětlení rozdílu mezi seskupeními a neuspořádanými vzory, protože nějaké seskupení je definicí „uspořádané“ ve fyzikálním smyslu a bude vykazovat nějakou pravidelnost ve velikosti, tvaru, rozmístění a/nebo orientaci výčnělků. Podle toho, čára či

-6CZ 301490 B6 paprsek tažený zdaného bodu ve vzoru bude dávat statisticky odlišné hodnoty v závislosti na směru, v němž se paprsek protahuje pro takové parametry jako je počet stěn výčnělků, průměrná plocha výčnělku, průměrná celková mezera mezi výčnělky, atd., s odpovídající variací vlastností směrované struktury.

Uvnitř přednostního neuspořádaného vzoru budou výčnělky přednostně nestejné s ohledem na svou velikost, tvar, orientaci se zřetelem ke struktuře a mezerám mezi středy přilehlých výčnělků. Bez přání být vázáni teorií se má za to, že rozdíly v rozmístění od středu ke středu přilehlých výčnělků hrají důležitou roli při omezování pravděpodobnosti zapadání do sebe, nastávajícího io v situaci zapadání do sebe první části do zadní části. Rozdíly v rozmístění od středu ke středu výčnělků uvnitř vzoru mají za výsledek ve fyzikálním smyslu mezery mezi výčnělky, umístěné v různých prostorových umístěních se zřetelem k celkové struktuře. Podle toho, pravděpodobnost vzniku „shody mezi na sebe se přesahujícími částmi jedné nebo více vrstev materiálu z hlediska výčnělků je zcela nízká. Dále, pravděpodobnost „shody” vzniklé mezi mnohostí přilehlých výč15 nělků/mezer na sobě se přesahujících vrstvách anebo jejich částech je důsledkem neuspořádané povahy vzoru výčnělků dokonce ještě nižší.

V kompletně neuspořádaném vzoru, tak jak bude v současnosti upřednostňován, je mezera od středu ke středu nahodilá, alespoň v rámci návrhářem specifikovaného omezeného rozpětí, takže ao zde existuje stejná pravděpodobnost nejbližšího souseda daného výčnělku nastávající v jakékoli dané úhlové poloze (umístění) uvnitř roviny dané vrstvy struktury materiálu. Jiné fyzikální geometrické charakteristiky této struktury jsou také přednostně nahodilé, či alespoň nestejné, uvnitř mezních podmínek tohoto vzoru, jako je množství stran výčnělků, úhly obsažené uvnitř každého výčnělku, velikost výčnělků atd. Avšak, ačkoli jc možné a v některých okolnostech žádoucí, mít mezeru mezi přilehlými výčnělky, je bude nestejná a/nebo nahodilá, výběr tvarů mnohoúhelníků schopných spolu vzájemného záběru činí stejnoměrné rozmístění mezi přilehlými výčnělky možným. Toto jc obzvláště užitečné pro některá použití trojrozměrných zapadání do sebe odolávajících tvárných materiálů přítomného vynálezu, jak o tom zde bude dále pojednáno.

Vrstva či struktura materiálu může být záměrně vyrobena s mnohostí neuspořádaných ploch uvnitř téže vrstvy či struktury, až do bodu replikování téhož neuspořádaného vzoru ve dvou či více takových regionech. Návrhář může účelově oddělit neuspořádané oblasti pravidelným definovaným. ne-neusporádaným vzorem či seskupením, či do konce „prázdným*’ regionem bez vůbec žádných výčnělků, či jakoukoli jejich kombinací. Formace obsažené uvnitř ne-neusporá35 dané plochy mohou být jakéhokoli míry hustoty, výšky anebo tvaru. Dále, tvar a rozměry neneuspořádané oblasti samotné mohou být přizpůsobeny jak je to žádoucí. Dodatečné příklady tvarů formace, které však nejsou zamýšleny jako vyčerpávající, jsou: klíny vycházející z nějakého bodu, seříznuté klíny, mnohoúhelníky, kruhy, křivočaré tvary anebo jejich kombinace.

Navíc, jeden neuspořádaný region může úplně seskupit či opisovat jednu či více neuspořádaných ploch. Příkladem je jediná, spojitá neuspořádaná oblast s neuspořádanými vzory zcela uzavřenými blízko středu dané vrstvy či struktury. Tyto vložené vzory mohou nést jméno značky, výrobce. pokyny, označení strany či líce materiálu, jiné informace anebo mohou být jednoduše dekorativní povahy.

Vícenásobné neuspořádané regiony mohou být přilehnuté či překryté v podstatě spojitým způsobem. aby se v podstatě rozdělil jeden neuspořádaný vzor do vícenásobných regionů anebo oddělily vícenásobné neuspořádaný regiony, je nikdy předtím nebyly částí většího jediného neuspořádaného regionu.

Z předchozího pojednání bude zřejmé, že využití neuspořádaného vzoru trojrozměrných výčnělků umožňuje výrobu struktur majících přednosti nějakého vzoru seskupení, například statistickou stejnost vlastností struktury na základě plochy/polohy, bez klíčových nevýhod používáni seskupení v takových aplikacích, jmenovitě schopnost zapadání do sebe.

-7CZ 301490 B6

Struktury podle tohoto vynálezu mohou mít výčnělky zformované ze skutečně jakéhokoli trojrozměrného tvaru, jak je to zvýrazněno na Obr, 2, a podle toho nemusí mít všechny konvexní mnohoúhelníkový tvar. Obr. 2 je půdorysný pohled na příkladnou strukturu 10, která obsahuje výčnělky 12 s různými geometrickými tvary protahujícími se z roviny daného materiálu, je jsou odděleny zahloubeními 14, tyto výčnělky mají nestejný tvar, velikost a mezery v celém zorném poli a formují nějaký neuspořádaný, amorfní vzor. Nicméně, v současnosti se upřednostňuje formování výčnělků v podstatě ve tvaru komolých jehlanů stejné výšky, majících vypuklé mnohoúhelníkové základny v rovině jednoho povrchu materiálu a majících vzájemně do sebe zabírající, přilehlé paralelní boční stěny. Takové příkladné uspořádání je zvýrazněno na Obr. 1, jenž znái/ι TMrtiiiia x ,^7 Λ« Λ11/i j I Ό n m k I iknn ί l 1 imA η η 1 i lz <1 z* o χ,ΛηΙχ fx+o t /x7 Λ n A1 lz \ r nomiici mít n o· 7 rť A

IO /.Ulliujv VjVIIVIIVJ !<- U ZÁHIlUUUVn] I ~Γ. 1 lUJlIIV upuivucv »JUI\ L j LV ¥>VJIVini HVIIIUJI mil Hti.ujuiv mnohoúhelníkový tvar.

Tak, jak se v tomto materiálu používá pojem „mnohoúhelník“, odkazuje se jím na nějaký dvojrozměrný geometrický obrazec se třemi či více stranami, protože mnohoúhelník s jednou nebo dvěmi stranami by definoval nějakou linii. Podle toho jsou v termínu „mnohoúhelník“ obsaženy trojúhelníky, čtyřúhelníky, pětiúhelníky, šestiúhelníky atd., stejně jako křivočaré tvary jako kružnice, elipsy atd., jež mají nekonečné množství stran.

Při navrhování nějaké trojrozměrné struktury budou žádoucí fyzikální vlastnosti výsledné struk20 tury diktovat velikost, geometrický tvar a rozmístění, nebo-li mezery trojrozměrných topografických charakteristických rysů, stejně jako volbu materiálů a formovacích technik. Například, tvárné trojrozměrné výčnělky budou typicky vykazovat měnící se stupně tvárnosti, zejména mačkavosti. v závislosti na jejich průřezovém tvaru a průměrném ekvivalentním průměru. Modus ohýbání a/nebo flexibilita celkové struktury bude záviset na poměrném podílu dvojrozměrného materiálu mezi trojrozměrnými výčnělky.

Při popisování vlastností trojrozměrných struktur nestejných, obzvláště necirkulamích, tvarů a nestejnoměrného rozmístění, je často užitečné použít „průměrných“ množství a/nebo „ekvivalentních“ množství. Například, /.hlediska charakterizování vztahů lineární vzdálenosti mezi troj30 rozměrnými výčnělky v dvojrozměrném vzoru, kde jsou mezery na základně od středu ke středu či na bázi jednotlivého umístění, pojem „průměrného“ rozmístění může být užitečným k charakterizování dané výsledné struktury. Jiné kvantity, je by mohly být popisovány / hlediska průměrů, by obsahovaly poměr povrchové plochy zaujímané výčnělky, plochu výčnělku, obvod výčnělku, průměr výčnělku atd. Pro jiné rozměry jako je obvod výčnělku a průměr výčnělku, může být provedeno přiblížení pro výčnělky, je jsou necirkulární, sestavením hypotetického ekvivalentního průměru jak se často činí v hydraulických kontextech.

Má se za to, že trojrozměrný tvar jednotlivých výčnělků hraje roli jak při určování fyzikálních vlastností jednotlivých výčnělků, tak stejně celkových vlastností struktury. Pro jisté aplikace má obzvláštní význam nemačkavost výčnělků tj. jejich schopnost odolávat deformaci mačkáním a/nebo obrácením do směru v podstatě kolmém k rovině daného materiálu. Bez toho abychom byli vázáni teorií. V současnosti se má za to, že odpor vůči mačkání daného výčnělku závisí na příslušných pevnostech segmentů jednotlivých dílů, které definují každou plošku podél obvodu daného výčnělku. Segment dílu s nej nižšími mezemi pevnosti proti mačkání omezuje nemačka45 vost daného výčnělku stejně jako nejslabší článek definuje pevnost celé délky řetězu.

Pevnosti vzpěru jednotlivých dílů mohou být zvýšeny zavedením zakřivení do určitého dílu v rovině kolmé ke směru mačkání, s pevností vzpěru zvyšující se zmenšujícím poloměrem zakřivení. Pevnosti vzpěru jednotlivých dílů mohou být také zvýšeny zmenšením šířky dílu pro něja5o kou konstantní výšku tj. zmenšením aspektového poměru. V případě nezakřivených výčnělků, majících konečný počet stran v podstatě plošného tvaru, aplikace těchto principů napovídá, že výčnělky budou vykazovat celkové větší nemačkavost, když se rovnost v délce strany a obsažených úhlů zvyšuje minimalizováním účinku „nejstabšího článku“. Podle toho, výčnělek sjednou stranou podstatně delší, než ostatní bude omezen v nemačkavosti chováním ve vzpěru této nej55 delší strany. Tudíž tato pevnost pro daný obvod a danou tloušťku stěny bude větší pro výčnělek

-8CZ 301490 B6 mající větší množství menších stran a bude maximalizovat svou nemačkavost tím. že bude mít strany v podstatě podobných rozměrů, aby se minimalizoval efekt nejslabšího článku.

Mělo by být povšimnuto, že předchozí pojednání předpokládá geometrickou repliku trojrozměr5 ných struktur z formovací struktury geometricky zdravých tvarů. Účinky „reálného světa jako je zakřivení, stupeň lisovatelnosti, poloměr rohů atd., by měly být vzaty v úvahu s ohledem na konečně vykazované fyzikální vlastnosti.

Použití vzájemně blokující sítě komolých jehlanů, jak je to uvedeno na Obr. 1 a 2, poskytuje io určitý pocit uniformity materiálu celkové struktury, což napomáhá při řízení a navrhování vlastností celkové struktury jako je roztažení struktury, síla v tahu, profil svinutí a tloušťka, atd., při současném udržování žádoucího stupně amorfnosti v daném vzoru. Navíc, když je použito jako základní struktura pro aplikaci adheziva nebo jiné aktivní substance, jak je to popsáno ve výše odkazované a zapracované patentové přihlášce US 08/584 638. Použití vzoru do sebe zapadající, nebo vzájemně blokující, mnohoúhelníkové základny pro výčnělky materiálu zajišťuje řiditelnou šířku a rozmístění zahloubení mezi výčnělky, takže plocha použitelná pro kontakt aktivního prostředku s cílovým povrchem může být přizpůsobena potřebě. Použití vnějších mnohoúhelníkových základen, ze kterých se protahují směrem nahoru strany komolých jehlanů, rovněž přidává stupeň předvídavosti a stejnosti zhroucení výčnělků pod stlačovacími silami a rovněž zlepšuje

2o uvolňovací vlastnosti formovaného materiálu z odpovídající formovací struktur}''.

Použití mnohoúhelníků majících konečný počet stran v neuspořádaném vzoru, uspořádaných ve vzájemně do sebe zapadajícím vztahu rovněž poskytuje výhodu před strukturami používajícími kruhovité či téměř cirkulámí tvary. Vzory jako seskupení používající těsně naměstnaných kruhů jsou omezeny z hlediska plochy, kterou mohou tyto kruhy zabírat ve vztahu k neobkroužené ploše mezi přilehlými kruhy. Konkrétněji, i v tom vzoru, kde se přilehlé kruhy dotýkají ve svém tečném bodě, bude stále ještě dané množství prostoru „zachyceného v „ro/ích mezi následnými tečnými body. Podle toho, i neuspořádané vzory cirkulámíeh tvarů jsou omezeny z hlediska toho jak malá nekruhová plocha může být navržena do dané struktury. Podle toho. vzájemně do sebe jo zapadající mnohoúhelníkové tvary s konečným množstvím stran tj. žádné tvary se zakřivenými stranami, mohou být navrženy tak, aby byly nahuštěny těsně dohromady a v omezujícím smyslu mohou být nahuštěny tak, aby přilehlé strany přilehlých mnohoúhelníků mohly být v kontaktu podél jejich celé délky tak, že zde není žádný „zachycený“ volný prostor mezi rohy. Takové vzory tudíž otevírají celé možné rozpětí mnohoúhelníkové plochy od téměř 0 do téměř 100 %, což může být obzvláště žádoucí pro jisté aplikace, kde se pro fungování stává důležitým dolní zakončení volného prostoru.

K provedení návrhu vzájemně do sebe zapadajícího mnohoúhelníkového uspořádání dutých komolých jehlanů může být využit jakýkoli vhodný způsob, jenž poskytuje vhodnou kapacitu designu z hlediska žádoucí velikosti výčnělku, tvaru, zúžení, velikosti mezery, vzdálenosti opakování atd. Je možno použít i manuálních způsobů provedení. Takový vzor může byt přidělen materiálu výchozí struktury jakýmkoli vhodným způsobem, včetně manuálních způsobů a způsobů jednotlivě na zakázku formovaných výčnělků.

Avšak, v souladu s tímto vynálezem, byl vyvinut účelný způsob provádění a formování těchto výčnělků, který dovoluje přesné vytvoření žádoucí velikosti výčnělku, tvaru, zúžení a rozmístění uvnitř neuspořádaného vzoru, vzdálenost opakování určitého neuspořádaného vzoru atd., stejné jako kontinuální formování struktur obsahujících takové výčnělky v automatickém postupu.

Totálně nahodilý vzor trojrozměrných dutých výčnělků v materiálu, jako je ten znázorněný a Obr. 2 by, teoreticky, nikdy nevykazoval zapadání do sebe první plochy do zadní plochy, protože tvar a vyrovnání vose každého komolého jehlanu by byly unikátními. Avšak, provedení takového totálně nahodilého vzoru by bylo časově velmi náročné a složitým úkolem, jako by byl způsob výroby vhodné formovací struktury. V souladu s přítomným vynálezem může být atributů neza55 padání do sebe dosaženo provedením vzorů či struktur, kde je vztah přilehlých článků či struktur

-9CZ 301490 B6 k sobe navzájem specifikován, jako je celkový geometrický charakter těchto článků či struktur, ale v němž je jejich přesná velikost, tvar a orientace neuniformní a neopakující se. Pojem „neopakující se“, jak je zde používán, se týká vzorů či struktur, kde není přítomna identická struktura či tvar v žádných dvou umístěních uvnitř vymezené zájmové plochy. Ačkoli uvnitř daného vzoru či zájmové plochy může být více než jeden výčnělek dané velikosti a tvaru, přítomnost jiných výčnělků okolo nich s nestejnou velikostí a tvarem ve skutečnosti vylučuje možnost identického uskupení výčnělků přítomných ve více umístěních. Řečeno jinak, vzor výčnělků jev celé zájmové ploše nestejný, takže žádné uskupení výčnělků uvnitř celkového vzoru nebude stejné jako jakékoli jiné podobné uskupení výčnělků. Nosná pevnost trojrozměrného tvárného materiálu bude bránit významnému zapadání do sebe jakéhokoli region¹.

materiálu obklopujícího dar.v výčnělek i v případě, kdy se tento výčnělek ocitne přeložený přes jediné odpovídající zahloubení, protože výčnělky obklopující tento jediný zájmový výčnělek se budou odlišovat velikostí, tvarem a výsledným rozmístěním od středu ke středu od těch obklopujících, druhé zahloubení.

Profesor Davies z University of Manchester studoval porézní, komůrkové, vylehčené, pěnové, keramické membrány a konkrétněji, analytické modely těchto membrán za účelem umožnění matematického modelování k simulování výkonu v reálném světě. Tato práce byla podrobněji popsána v publikaci s názvem „Porézní, celulární keramické membrány: stochastický model k popisu struktury membrány s anodickým okysličováním“, autoři J. Broughton a G. A. Davies, je byla otištěna v Journal of Membrane Science, Svazek 106 (1995), na stranách 89-101, jejíž obsah je zde uveden jako odkaz.

Jiné vztažené techniky matematického modelování jsou podrobněji popisovány v článku s názvem „Výpočet n-rozměrového mozaikování podle Delaunaye s aplikací na polytopy

Voroného“ Computing the n-dimensional Delaunay tessellation with application to Voronoi polytopes), autorizovaném D. F. Watsonem, jenž byl otištěn v The Computer Journal, Svazek 24, č. 2 (1981), na stránkách 167-172, a v článku „Statistické modely k popisu struktury porézních, keramických membrán“, autorem J. F. F. Lim, X. Jia, R. Jafferali a G. A. Davies, jenž byl otištěn v Separation Science and Technology. 28(1-3) (1993), na stranách 821-854, obsah obou je zde tímto zpracován jako reference.

Jako součást této své práce, profesor Davies vypracoval dvojrozměrný mnohoúhelníkový vzor, jenž je založen na omezeném mozaikování podle Voroného prostoru-2. V tomto způsobu, opět s odkazem na výše označenou publikaci, jsou výchozí body jádra umístěny v nahodilých urnístč35 nich v ohraničené, předem stanovené rovině, je se rovnají v množství mnohoúhelníků žádoucích vdaném dokončeném vzoru. Počítačový program „pěstuje“ každý bod jako kružnici současně a radiálně z každého výchozího bodu jádra vc stejných měrách. Když se přední části sousedních bodů jádra setkají, tento růst se zastaví a je zformována hraniční čára nebo-li rozhraní. Tyto hraniční čáry každá formují okraj mnohoúhelníku, s vrcholy zformovanými průsečíky hraničních to čar.

Ačkoli je toto teoretické pozadí důležité pri pochopení toho jak mohou být takové vzory generovány a vlastností těchto vzorů, zůstává otázka stupňovitého provádění výše uvedených numerických opakování za účelem rozšiřování bodů jádra směrem ven, skrze žádoucí pole zájmu do konce. Podle toho, aby se tento postup provedl účelně, je přednostně napsán počítačový program k provádění těchto výpočtů za předpokladu příslušných hraničních stavů a vstupních parametrů, a k dodávání žádoucího výstupu.

Prvním krokem v generování vzoru pro vyrábění nějaké trojrozměrné formovací struktury je stanovit rozměry žádoucí formovací struktury. Například, když je žádoucí sestavit formovací strukturu 20,3 cm širokou a 25,4 cm, pro volitelné formování do nějakého válce anebo pásu, stejně jako desky, pak je vytvořena soustava souřadnic X-Y, s maximálním rozměrem X (X_max) činícím 20,3 cm a s maximálním rozměrem Y (Y_inax) činícím 25,4 cm, nebo obráceně.

- 10CZ 301490 B6

Potom co je specifikován systém souřadnic a maximální rozměry, dalším krokem je určit počet výchozích bodů jádra, jimiž se stanou mnohoúhelníky odpovídající poctu výčnělků žádoucích uvnitř vymezených hranic formovací struktury. Tímto počtem je celé číslo mezi 0 a nekonečností, a mělo by být zvoleno s ohledem na průměrnou velikost a rozmístění mnohoúhelníků žádoucí v dokončeném vzoru. Větší počty’ odpovídají menším mnohoúhelníkům a obráceně. Užitečným přístupem ke stanovení příslušného počtu bodů jádra či mnohoúhelníků je vypočítat množství mnohoúhelníků umělé, hypotetické, stejné velikosti a tvaruje by bylo potřeba k naplnění žádoucí formovací struktury. Za předpokladu běžných jednotek měření plocha formovací struktury, délka x šířka, dělená druhou mocninou součtu průměru mnohoúhelníku a mezery mezi mnohoio úhelníky, bude dávat žádoucí číselnou hodnotu N, zaokrouhlenou na nejbližší celé číslo. Tento vzorec bude v následující podobě rovnice:

N - — ------------·--—----15 (průměr mnohoúhelníku + mezera mezi mnohoúhelníky)

Pro další krok je zapotřebí generátoru náhodných čísel Může být použit jakýkoli generátor náhodných čísel známý těm, kdo jsou kvalifikovaní v příslušné technice, včetně těch které vyžadují „nasazené číslo'⁴ nebo využívající objektivně stanovení výchozí hodnoty jako je chronologicko ký čas. Mnoho generátorů náhodných čísel funguje tak, že poskytuje číslo mezi nulou a jedničkou (0 až 1) a zde následující pojednání předpokládá použití takovéhoto generátoru. Může být rovněž použit generátor s odlišným výstupem, jestliže je určitý výsledek převáděn na nějaké číslo mezi nulou a jedničkou či jestliže jsou použity faktory vhodné konverze.

Je napsán počítačový program k řízení generátoru náhodných čísel po žádoucí počet opakování, ke generaci tolika náhodných čísel je žádoucí aby se rovnaly dvojnásobku žádoucího počtu výchozích bodů jádra, vypočítaných výše. Když jsou tato čísla generována, alternativní čísla jsou násobena buď maximálním rozměrem X, nebo maximálním rozměrem Y, ke generaci nahodilých párů souřadnic X a Y, všech majících hodnoty X mezi nulou a maximálním rozměrem X a hod30 noty Y mezi nulou a maximálním rozměrem Y. Tyto hodnoty jsou pak uloženy jako páry X, Y souřadnic rovnajících se počtem počtu bodů jádra.

Jestliže je ke generaci výsledného vzoru použit způsob popsaný v předcházejícím odstavci, tento vzor bude opravdu nahodilý. Tento opravdu nahodilý vzor bude mít, svou povahou, velké, široké rozdělení mnohoúhelníkových velikostí a tvarů, což může být v některých případech nežádoucí. Například, velká distribuce mnohoúhelníkových velikostí může vést k velkým variacím vlastností struktury v jejích různých regionech a může vést k potížím ve formování struktury, závisejícím na zvoleném způsobu formování. Aby se zajistil určitý stupeň řízení nad stupněm nahodilosti spojené s generací umístění bodů jádra, je zvolen řídicí faktor či „omezení“, zde pak dále nazý40 váný jako „beta“. Toto omezení omezuje blízkost umístění sousedních bodů jádra prostřednictvím zavedení vyloučené vzdálenosti e, která představuje minimální vzdálenost mezi jakýmikoli dvěmi přilehlými body jádra. Tato vyloučená vzdálenost e, se stanoví následovně:

2β e =λ π kde lambda je počet hustoty bodů na jednotku plochy a beta se pohybuje v rozmezí 0 až 1.

Aby se uskutečnilo řízení „stupně nahodilosti \ je první bod jádra umístěn jak je to popsáno výše. Potom je zvolena beta a z výše uvedené rovnice je vypočítáno e. Všimněte si, že beta. a tudíž e, zůstane konstantní v průběhu umisťování bodů jádra. Pro každou následnou souřadnici bodu jádra (X,Y), je generovánaje počítána vzdálenost od tohoto bodu ke každému jinému bodu jádra, který již byl umístěn. Jestliže bude tato vzdálenost pro jakýkoli bod menší než e, tyto nově generované souřadnice (X,Y) jsou vymazány a je generován nový soubor. Tento postup je opa- 11 CZ 301490 B6 kován, dokud nejsou úspěšně rozmístěny všechny body N. Jestliže bude beta=0, pak je vzdálenost vyloučení nula a vzor bude skutečně nahodily. Pokud bude betal. vzdálenost vyloučení se bude rovnat nej bližší sousední vzdálenosti pro šestiúhelníkově těsně naměstnané seskupení. Volba hodnoty beta mezi 0 a 1 umožňuje řízení nad stupněm nahodilosti“ mezi těmito dvěmi kraj5 nostmi.

Jakmile je vypočítán a uložen úplný soubor bodů jádra, je provedena triangulace podle Delaunaye, jako předchozí krok ke generování ukončeného mnohoúhelníkového vzoru. Užití triangulace podle Delaunaye v tomto postupu zakládá jednodušší, ale matematicky ekvivalentní u? alternativu opakovanému ,,růstu’’ mnohoúhelníků z jádrových bodů simultánně jako kružnic, jak jc to popsáno v teoretickém modelu výše. Tématem za provedením této triangulace je generování souborů třech výchozích bodů jádra, formujících trojúhelníky, takže kružnice sestavená tak, že prochází těmito třemi body, nebude obsahovat žádné jiné jádrové body uvnitř této kružnice.

K provádění triangulace podle Delaunaye je napsán počítačový program k sestavení každé možné is kombinace třech bodů jádra, s každým jádrovým bodem s přiděleným unikátním číslem (celým číslem) pouze pro identifikační účely. Poloměr a souřadnice středového bodu jsou pak vypočteny pro kružnicí, která prochází každým souborem třech trojúhelníkově uspořádaných bodů. Souřadnicová umístění každého jádrového bodu nepoužitá k vymezení konkrétního trojúhelníku jsou pak porovnávána se souřadnicemi dané kružnice (poloměr a středový bod), ke stanovení toho zda jakýkoli z jiných jádrových bodů spadá dovnitř kružnice daných třech bodů zájmu. Jestliže sestavený kruh pro tyto tři body projde zkouškou (žádné jiné jádrové body nespadají dovnitř tohoto kruhu), pak jsou tyto tři body, jejich souřadnice X a Y, poloměr kruhu, a souřadnice X a Y středu kruhu uloženy. Jestliže sestavená kružnice pro tyto tři body neprojde danou zkouškou, žádné výsledky se nezachovávají a výpočet postupuje k dalšímu souboru třech bodů.

Jakmile je triangulace podle Delaunaye ukončena, je pak provedeno Voroného mozaikování prostoru-2, ke generaci hotových mnohoúhelníků. Aby se provedlo toto mozaikování, každý jádrový bod uložený jako vrchol Delaunayova trojúhelníku formuje střed mnohoúhelníku. Pak je sestaven obrys tohoto mnohoúhelníku postupným (sekvenčním) spojováním středových bodů opsaných kružnic každého Delaunayova trojúhelníku jenž obsahuje tento vrchol, postupně způsobem podle hodinových ručiček. Uložení těchto bodů středu kružnice v opakujícím se pořadí jako ve směru hodinových ručiček umožňuje aby souřadnice vrcholů každého mnohoúhelníku byly ukládány postupně skrze celé pole jádrových bodů. Při generování těchto mnohoúhelníků je prováděno porovnání tak, že všechny vrcholy trojúhelníku na hranicích daného vzoru jsou z daného výpočtu vynechány, protože tyto nebudou vymezovat úplný mnohoúhelník.

Jakmile je generován dokončený vzor do sebe vzájemně zabírajících dvojrozměrných tvarů, v souladu s tímto vynálezem, tato síť do sebe zapadajících tvarů je využita jako návrh projeden povrch struktury ze struktury (pásu) materiálu se vzorem definujícím tvary základen trojrozměr4o ných, dutých výčnělků zformovaných z původní rovinné struktury výchozího materiálu. Aby se dosáhlo této formace výčnělků na počátku rovinné struktury výchozího materiálu, je vytvořena vhodná formovací struktura obsahující negativ žádoucí hotové trojrozměrné struktury, jejíž výchozí materiál je přinucen přizpůsobit se vyvíjením vhodných sil, dostatečných k permanentnímu deformováni tohoto výchozího materiálu.

/ dokončeného datového souboru souřadnic vrcholu mnohoúhelníku, může být prováděn výstup z dokončeného vzoru mnohoúhelníků. Tento vzor může být využit tradičním způsobem jako vstupní vzor pro postup leptání kovové šablony, ke zformování nějaké trojrozměrné formovací struktury, vhodné pro formování materiálů tohoto vynálezu. Jestliže je žádoucí větší mezera mezi

5i) mnohoúhelníky, může být napsán počítačový program přidávající jednu nebo více paralelních čar ke každé straně mnohoúhelníku aby se zvětšila jejich šířka (a odtud zmenšila o odpovídající množství velikost mnohoúhelníků).

Počítačový program popsaný výše přednostně poskytuje jako svůj vý stup soubor počítačové gra55 fíky (.TIFF). Z tohoto datového souboru může být vytvořen fotografické grafický negativ pro použití ve fotografické leptacím postupu k leptání negativních otisků do podkladového materiálu, aby odpovídal mnohoúhelníkovým tvarům žádoucího komolého jehlanu (kuželu) v dokončené struktuře materiálu. Alternativně, v závislosti na žádoucím postupu generování negativ formující struktury pro formování hotové struktury, může být žádoucí přizpůsobit výstup počítačového programu k dodávání bodů souřadnic atd., mnohoúhelníkových zahloubení, takovému jak by se prokázal užitečným, jestliže by měl být použit mechanický postup. Navíc, kdyby bylo žádoucí zformovat vnitrní vzor, počítačový výstup by mohl být přizpůsoben tak, aby poskytoval žádoucí informace formujícímu zařízení v rozsahu, v němž se může odlišovat než pro negativní (vnější) vzor.

K poskytnutí další ilustrace účinku zvyšujících se úrovní omezení, dosažených rozmanitými hodnotami beta, Obrázky 3 až 5 poskytují půdorysný pohled na trojrozměrné tvárné materiály 10 sestavené použitím hodnot beta 0,25, 0,5 a 0,75. Jak je možno vidět na Obr. 3 až 5, hodnota beta 0,25 (tj. v nižší části rozmezí od 0 do 1) dává daleko větší kolísání mezery od středu ke středu jádrových bodů a takto výsledné mnohoúhelníky, než hodnota beta ^_ 0.75 (tj. ve vyšší části rozmezí od 0 do 1). Tento stupeň variace v mezeře rozmístění od středu ke středu se rovněž v geometrickém smyslu promítá do odpovídajícího stupně kolísání v počtu stran výsledných mnohoúhelníků, stejně jako velikostí mnohoúhelníku, o jejichž účincích bylo pojednáno výše. Aby se ve výsledném vzoru mnohoúhelníků produkovala žádoucí úroveň „amorfnosti“, zřejmě au neuspořádanosti, současně přednostní hodnota je beta = 0,75, ale tato hodnota může být zajisté upravena podle potřeby tak, aby vyhovovala konkrétnímu použití. Obr. 1 je mikrosnímek zvýrazňujíeí trojrozměrný tvárný materiál zformovaný využitím vzoru generovaného pomocí hodnoty beta = 0,75.

Obr. 6 je graf znázorňující plochu mnohoúhelníku ve čtverečních tisícinách palce. tj. 0,0064 cm“ versus množství mnohoúhelníků vystavujících danou plochu pro trojrozměrné tvárné materiály z Obr. 3 a 5 (beta - 0,25 a 0,75, v tomto pořadí). Jak je znázorněno na Obr. 6, rozdělení plochy mnohoúhelníků se zmenšuje, když se omezení (beta) zvětšuje. Řečeno jinak, méně omezený vzor vykazuje širší rozpětí mnohoúhelníkových velikostí než více omezený vzor. Oba materiály byly připraveny použitím výše uvedeného způsobu s měřítkem provedení 711 mnohoúhelníků na čtvereční palec (asi 110 na cm²), s mezerou mezi přilehlými mnohoúhelníky 0,38 mm. Vzory znázorněné na Obr. 3 a 5 jsou každý částí vzoru použitého ke generaci údajů přítomných na Obr. 6.

Obr. 7 je graf znázorňující podobné porovnání tomu na Obr. 6, ale znázorňuje horní a dolní meze plochy mnohoúhelníků v procentech pro trojrozměrné tvárné materiály na Obr. 3 a 5 (beta = 0,25 a 0,75 pro daný vzor či velikosti plochy „rámu'⁴ o velikosti 6.45 cm² v daném vzoru. Pro tento obrázek byly použity stejné vzory jaké byly použity pro Obr. 6. Jak je znázorněno na Obr. 7. změna v ploše testovacího rámu postihuje rozpětí mnohoúhelníkové plochy v procentech pro daný vzor. Když se plocha testovacího rámu zmenšuje, kolísání v procentech mnohoúhelníkové plochy se zvětšuje. A z toho, když se plocha testovacího rámu zvětšuje, za jistým bodem zůstává mnohoúhelníková plocha v procentech v daném vzoru konstantní. Účinek omezení na toto kolísání je znázorněn na Obr. 7, protože více omezený materiál z Obr. 5 vykazuje užší rozpětí mnohoúhelníkové plochy v procentech a sbíhá se do konstantní mnohoúhelníkové plochy v procentech, když je dosažena plocha rámu 26,8 cm², zatímco méně omezený materiál na Obr. 3 vykazuje širší rozpětí mnohoúhelníkové plochy v procentech a nesbíhá se do konstantní procentní mnohoúhelníkové plochy, dokud není dosaženo plochy rámu alespoň 26,8 cm“. Dále, pro konsistenci fyzikálních vlastností v dané struktuře, více omezená mozaikování vykazují menší kolísání v tvárné hustotě, tj. umístěném počtu výčnělků a odpovídajících zahloubení výčnělků na jednotku plochy.

Založeno na údajích poskytnutých na Obr. 6 a 7 bude zřejmé, že do vzorů generovaných podle přednostního způsobu tohoto vynálezu může být navržena předvídatelná úroveň soudržností, ačkoli je uvnitř určitého vzoru zachována amorfnost. Podle toho mohou být trojrozměrné, neuspořádaně vzorované, zapadávání do sebe odolávající materiály formovány se statisticky předví5? datelnými geometrickými a fyzikálními materiálovými vlastnostmi.

- 13CZ 301490 Bó

Odkazuje opět na dané výkresy a konkrétněji na Obr. 5, na němž je znázorněn půdorysný pohled na příkladný trojrozměrný, zapadání do sebe odolávající tvárný materiál tohoto vynálezu, jenž je celkově označený jako f0. Obr. 5 představuje neuspořádaný dvojrozměrný vzor vytvořený výše popsaným způsobem použitím faktoru omezení 0,75. Materiál 10 má mnohost nestejně tvarovaných a velkých, přednostně dutých výčnělků ]_2, obklopených mezi sebou mezerami či sedly 14, je jsou přednostně vzájemně propojeny a formují spojitou síť mezer uvnitř tohoto neuspořádaného vzoru. Obr. 5 rovněž znázorňuje rozměr A, který představuje šířku mezer 1_4, měřenou jako v podstatě kolmou vzdálenost mezi přilehlými, v podstatě paralelními stěnami v základně daných ιη ι.Ό/'ΓίΛίνι’ι V tippilnncřnim TKfót-riAní ip círLo mp7pr 1 Λ rířť»r1nricfriíi \/ rv-irlctiitfi Líinttnntm v vzoru výčnělků.

Výčnělky 12 tohoto vynálezu jsou vytvářeny v podstatě s nestejnou velikostí a tvarem, takže materiál J_0 může být navíjen do válce bez toho aby docházelo k zpopadání do sebe mezi vrstva15 mi materiálu uvnitř tohoto válce. Charakteristického rysu odolávání zapadání do sebe je dosaženo, protože neuspořádaný vzor výčnělků, jak pojednáno výše, omezuje schopnost první strany jedné vrstvy vyrovnat se v ose se zadní plochou další vrstvy, čímž výčnělky jedné vrstvy vstupují do zahloubení zformovaných za každým výčnělkem v přilehlé vrstvě. Výhodou úzkých mezer s konstantní šířkou mezi výčnělky je to, že výčnělky J_2 nemohou také vstupovat do mezer l__2.

když jsou vrstvy materiálu 10 umístěny prvními plochami k sobě.

Výčnělky .1.4 jsou přednostně rozmístěny od středu ke středu průměrnou vzdáleností přibližně dvou průměrů základny výčnělku. Aby se minimalizoval objem zahloubení mezi danými výčnělky a tudíž množství mezi nimi umístěné látky. Pro aplikace, se kterými se počítá, že výčnělky budou deformovatelné, mají výčnělky j_4 přednostně výšky, jež jsou menší než jejich průměry', takže když se deformují, deformují se v podstatě obrácením a/nebo drcením (mačkáním) podél osy, kteráje v podstatě kolmá k rovině daného materiálu. Tento tvar výčnělku a způsob deformování brání výčnělkům 14 aby se přehýbaly ve směru paralelním k rovině materiálu, takže tyto výčnělky nemohou blokovat substanci přítomnou v zahloubení mezi nimi od kontaktu s cílovým povrchem.

Vraceje se stručně zpátky k mikrosnímku na Obr. I, je znázorněn příkladný výčnělek 12 v příkladném zformovaném stavu, zatímco příkladný výčnělek J_3 je znázorněn v deformovaném stavu, v němž horní středový díl tohoto výčnělku byl zatlačen směrem dolů tak, že výčnělek se .55 zhroutil v postatě otočením na sebe samotný. laková deformace tímto snižuje výšku výčnělku bez protahování se ven přes přilehlé zahloubení či mezeru mezi výčnělky.

Obr. 8 a 9 znázorňují fragmentámí pohled bočním průřezem materiálu 10 provedeným v poloze, kde je vidět v průřezu celý kompletní výčnělek J_2 a obě zahloubení či mezery 14. Obr. 8 znázorni ňuje trojrozměrnou strukturu z Obr. 5 samotnou, bez žádného adheziva či jiné látky přidané do základního tvárného materiálu. Na tomto pohledu je horní povrch struktury, jenž je otočený k divákovi na Obr. 5 a jenž obsahuje vyčnívající části výčnělků 12, označen číslicí 15 a odkazuje se zde na něj dále jako na vnitřní (resp. zasunovací) stranu materiálu. V souladu s tím, spodní povrch struktury, otočený od diváka na Obr. 5, jenž obsahuje otvory dutých částí výčnělků 12, je označen číslicí j_7, a odkazuje se zde na něj dále jako na vnější stranu materiálu.

Obr. 9 znázorňuje strukturu z Obr, 5, analogicky k Obr. 8, ale se substancí (látkou) j_6, přidanou do mezer 1_4, stejně jako do duté spodní strany výčnělků 12, v souladu s obsahem společně přidělené, společně projednávané, současně podané US patentové přihlášky, podané 8. listopadu

1996, jménem Kenneth S. McGuire a Peter W. Hamilton, názvu Materiál mající substanci chráněnou deformovatelnými výčnělky a způsob jeho výroby, na jejíž obsah se zde odvoláváme. Látka J6 částečně naplňuje prostory j_4, takže vnější povrch výčnělků 12 zůstává vnější k úrovni povrchu látky 1_6 tak, že dané výčnělky brání látku J_6 na vnitřní straně materiálu od kontaktu s vnějšími povrchy. S ohledem na zasunovací stranu materiálu, látka j_6 částečně vyplňuje duté výčnělky tak, že obrácená strana těchto zahloubení či mezer mezi příslušnými výčnělky slouží

- 14CZ 301490 B6 analogické funkci při ochraně látky J6 uvnitř daných výčnělků od provádění kontaktu $ vnějšími povrchy. Substance uvnitř různých stran materiálu _l__0 a/nebo uvnitř různých geometricky odlišných zón uvnitř strany materiálu JjO nemusí být stejnými látkami a mohly by být ve skutečnosti různými látkami, sloužící zřetelně odlišným funkcím.

„Substance“ je v tomto vynálezu definována jako jakýkoli materiál, schopný držet se v otevřených sedlech a/nebo zahloubeních nějaké trojrozměrné struktury. V tomto vynálezu může pojem „substance znamenat tečení schopnou látku, jež je v podstatě netekoucí před dodáním do cílového povrchu. „Substance může rovněž znamenat materiál, který vůbec neteče, jako je vláknitý či jiný vzájemně do sebe zapadající (závěrný) materiál. Může jí být nějaké fluidum nebo tuhá látka. K udržování těchto látek v daných sedlech a/nebo zahloubeních mohou být použita adhezi v a, elektrostatika, mechanické vzájemné blokování, kapilární přitahování, povrchová adsorpee a tření. Tylo látky mohou být daných sedlech a/nebo zahloubeních drženy permanentně, či se zamýšlí, že žních budou uvolněny, když budou vystaveny kontaktu svnějšími povrchy anebo když je daná trojrozměrná struktura deformována, ohřátá či jinak aktivovaná. Současným zájmem tohoto vynálezu jsou substance jako jsou gely, pasty, pěny, prášky, aglomerované částice, prily, mikroupouzdřené tekutiny, vosky, suspenze, tekutiny, ajejich kombinace.

Prostory v trojrozměrné struktuře tohoto vynálezu jsou normálně otevřené, tudíž jc žádoucí mít příslušné látky jako setrvávající na místě a ne vytékající zdané struktury' bez nějakého kroku aktivace. Krokem aktivace tohoto vynalezu je přednostně deformace trojrozměrné struktury stlačením. Avšak, tímto aktivačním krokem způsobujícím tečení určité látky by mohlo být ohřátí daného materiálu nad pokojovou teplotu či ochlazení pod pokojovou teplotu. Ci by to mohlo obsahovat poskytnutí sil překonávajících zemskou gravitaci. Nebo by to mohlo rovněž obsahovat jiné deformující .síly, jako jsou tažné síly a kombinace těchto aktivačních fenoménů.

Pojmem „deformovatelný materiál“ se zamýšlí obsáhnout fólie, polymerové vrstvy, látku, tkané či netkané materiály, papír, celulosové vláknité vrstvy, ko-extrudáty, lamináty a jejich kombinace. Vlastnosti zvoleného deformovatelného materiálu mohou obsahovat, ačkoli na ně nejsou omezeny, kombinace či stupně toho, že jsou: porézní, neporézní, mikroporézní, plynem či tekutinou prostupné, neprostupné, hydrofilní, hydrofobní, hydroskopické, oleofllní, oleoťobní, s vysokým kritickým povrchovým napětím, s nízkým kritickým povrchovým napětím, s předem texturovaným povrchem, elasticky poddajné, plasticky poddajné, elektricky vodivé a elektricky nevodivé. Příkladné materiály obsahují dřevo, kov, tuhou polymerovou surovinu, termosetové mate35 riály. keramiku, sklo. tvrzenou pryskyřici, zesítěné materiály, pryž, zmrazené tekutiny, beton, cement, kámen, umělé materiály atd. Tyto materiály mohou být homogenní anebo s kombinacemi složení.

V obzvláště přednostním ztvárnění mají výčnělky 14 průměrný průměr základny od 0,038 do

0,076 cm, a přednostněji 0,064 cm. Tyto mají rovněž průměrnou mezeru od středu ke středu od

0,08 do 0,15 cm, a přednostněji mezeru 0,13 cm, Toto má za následek hustotu velkého množství výčnělků. Čím je více výčnělků na jednotku plochy, tím tenčí kus materiálu a stěny výčnělků mohou být, aby odolávaly dané deformační síle. V přednostním ztvárnění počet výčnělků na plochu o 6,45 cm přesahuje 31 výčnělků na cm. přičemž výčnělky zabírají od 30 do 70% strany s výčnělky daného kusu materiálu. Mají výšku výčnělku od 0,010 do 0.030 cm, a přednostně výšku 0,015 cm. Přednostním materiálem je polyethylen s vysokou hustotou, s nominální tloušťkou 0,0076 mm.

Pro výrobu adheziva obsahujícího, trojrozměrný, zapadání do sebe odolávající tvárný materiál je přednostní vrstva substance j_6 latexového samolepicího adheziva, o tloušťce 0,025 mm. Ještě přednostněji muže být vrstva této látky J_6 od 0,013 do 0,051 mm tlustou vrstvou tepelně tavného adheziva značky Fuller Hl -2115X, vyráběného firmou Η. B. Fuller Co. of Vadnais Heights, MN. Může být použito jakékoli adhezivum, které vyhovuje potřebám aplikace materiálu. Adheziva mohou být opětovně použitelná, uvolnitelná, permanentní anebo jiná. Velikost a rozmístění

- 15 CZ 301490 Bó mezera mezi výčnělky je přednostně voleno tak, aby poskytovalo spojitou dráhu adheziva obklopujícího výčnělky, takže s cílovým povrchem mohou být provedena vzduchotěsná uzavřeni.

Fóliové materiály mohou být vyráběny z homogenních pryskyřic anebo jejich směsí. Uvnitř s struktury fólie se počítá s jedinou anebo vícenásobnými vrstvami, ať extrudovanými společně, potaženými, laminovanými či spojenými jinými známými prostředky. Klíčovým atributem fóliového materiálu je to, zeje formovatelný aby produkoval výčnělky a zahloubení. Užitečné pryskyřice obsahují polyethylén, polypropylén, BET, PVC, PVDC, latexové struktury, nylon atd.

i/j Ρΰ l^olc Π Um 5 O vUlívOVO ÓCIVCI přcíjMOSt rLVUii JCJiCÍl Γΐΐ213ϊ CO no íi 3Γΐ3-ί^ΓΐΟ3Ϊί ίθ!*ΓϊΐΟν2.Γιί Pí££Í HOStíll tloušťky materiálu jsou od 0,0025 do 0,25 mm. Přednostnější tloušťky jsou od 0,005 do 0.051 mm. Ještě přednostnější tloušťky jsou od 0,0076 do 0,025 mm.

Zajištění modulu fólie s dostatečně vysokou elasticitou k minimalizaci roztahování fólie během použití je prospěšné k utěsnění materiálu 10 k cílovému povrchu. Roztažená fólie má za následek reziduální síly, paralelní k rovině adhezního kontaktu, což může způsobit, že se slabé adhezní spojení přeruší. Cím jsou větší a těsněji rozmístěné výčnělky, tím větší je pravděpodobnost výskytu roztažení vyskytujícího se v dané folii. Ačkoli se má za to, že elasticita je v materiálu 10 nežádoucí pro použití jako obal kontejneru, který těsně uzavírá kontejner, existuje zde potenciál20 ně mnoho jiných použití pro elastický materiál obsahující nějaký vzor substanci. Omezení rozmístění výčnělků na nej těsnější možné rozmístění, vyrobíte I né, může zvyšovat roztažení materiálu, ale může být prospěšné při redukování objemu látky mezi výčnělky. Různá použití pro zformovaný materiál tohoto vynálezu budou diktovat ideální velikost a hustotu výčnělků, stejně jako volbu substancí s nimi použitých.

Materiálová vlastnost „nosné pevnosti“ trojrozměrného tvárného materiálu byla zmíněna výše v souvislosti s nosnou pevností zabraňující významnému zapadání do sebe jakékoli části materiálu obklopujícího daný výčnělek, i v případě, že se tento výčnělek sám nalézá v poloze přes jediné odpovídající anebo větší zahloubení slučitelného tvaru, protože výčnělky obklopující tento

5o jediný výčnělek zájmu se budou odlišovat velikostí, tvarem a rozmístěním od těch, jež obklopují druhý výčnělek/zahloubení. Nosná pevnost je tudíž důležitým faktorem k uvážení, když se volí určitý typ materiálu a tloušťka, stejně jako hustota a vzor výčnělků. Bylo pozorováno obecně, že větší počty menších výčnělků poskytují větší úroveň nosné pevnosti pro daný typ materiálu a tloušťku, než menší množství větších výčnělků. Řečeno jinak, mohou být použity tenčí a přizpů55 sobitelnější materiály a stále ještě realizovat výhody nezapadání do sebe tohoto vynálezu použitím neuspořádaného vzoru, majícího celkově srovnatelně malé výčnělky se srovnatelně velmi vysokou hustotou.

Má se zato, že velikost výčnělku, tvar a rozmístění, vlastnosti materiálu struktury jako je modul io ohybu, tuhost materiálu, tloušťka materiálu, tvrdost, deílekční teplota, stejně jako postup formování, určují pevnost určitého výčnělku. Formovací postup je například důležitým u polymerových fólií, protože „formování za studená“ či vytlačování, generuje reziduální napětí a různé distribuce tlouštěk stěn, než jaká jsou produkována tepelným formováním při zvýšených teplotách. U některých aplikací je žádoucí poskytnout tuhost, či odolnost vůči deformaci, která je dostatečná k vydržení tlaku alespoň hmotnosti 0,5 kg na 2.5 cnr bez v podstatě zdeformování výčnělků tam kde určitá látka kontaktuje vnější povrch. Příkladem tohoto požadavku by byla potřeba navíjet danou strukturu do válce pro přepravu a/nebo vydávání. Dokonce i u velmi nízkých navíjecích tlaků 0,05 kg na 2,5 cm“ může reziduální tlak svinutí ve vnitřku válce dostatečné deformovat výčnělky ve struktuře a přivést překrývající se vrstvy struktury do kontaktu s danou substancí. Je so požadována „prahová“ tuhost výčnělku, aby nedošlo k výskytu tohoto navíjecího poškození. Podobně tak, když je daná struktura uložena anebo vydávána jako jemné listy, tato „prahová tuhost je vyžadována aby se předešlo předčasné aktivaci tohoto produktu v důsledku hmotnosti přes sebe ležících vrstev listů, či jiných sil jako jsou síly zaváděné vibracemi při dopravě, špatným zacházením, upuštěním a podobné.

- 16CZ 301490 B6

Jestliže se použije trojrozměrná struktura tohoto vynálezu jako páskový anebo obalový uskladňovací materiál, například, povrchy vnějšího kontaktu mohou být buď přizpůsobivé, anebo tuhé a rovinné, tvárné, či nerovinnč. Deformaci trojrozměrné struktury se dává přednost pro použití s tuhým cílovým povrchem. Jestliže je daná substance adhezivum a cílem je uvolnitelné přilínání k nějakému cílovému povrchu po deformaci struktury; pak je důležitý stupeň adheze, U skladovacího obalu, kde je uvolnitelnost po adhezi nezbytná, se adhezní síly při odtrhování přednostně měří prostřednictvím způsobu tzv, Pressure Sensitive Tápe Council Method PSTC-1. Proužek fólie dlouhý 30,5 krát 2,54 cm. je jednou válcován proti hladkému povrchu nerezavějící oceli rychlostí 30,5 cm za minutu, za použití válečku o hmotnosti 2,04 kg, a pak je testován jako mající io maximální hodnotu adhezní síly při odtrhování pohybující se v rozmezí od 0,012 až 0.600 kg/cni, přednostněji od 0.012 do 0.027 kg/cm proužku.

Pro uskladfiovací obal je žádoucí minimální adheze udržující uzavření, takže je obal lehce odloupnut pro přístup k uloženému produktu. Obrácení výčnělků, zejména těch vyrobených z PE s vysokou hustotou, minimalizuje návrat výčnělku zpět, takže není nutná vyšší adheze, aby se zabránilo selhání relativně slabých těsnění. V tomto ztvárnění je žádoucí, aby tyto výčnělky zůstaly „nehybné” či nepružné potom co jsou obráceny či rozmačkány, nicméně pružný výčnělek by mohl být použit, například tam kde se s ním počítá pro permanentní spoj, kde agresivní adhezivum překonává jeho skok zpět. Pružný výčnělek může být rovněž žádoucí tam, kde se počítá

2o s opakovaným použitím daného materiálu.

Modus deformace a síla mohou být ovlivněny profilem tloušťky boční stěny, aby se zajistily žádoucnější výsledky. Boční stěna výčnělku připojuje vnější část výčnělku k nezťormovanému materiálu přilehlému k obvodu základny daného výčnělku. Boční stěna tak, jak je vymezena, může rovněž obsahovat obvodovou oblast v podstatě uvnitř vnější části, která je podstatně tenčí než je vnitřní vnější části. Má se za to, že výčnělky kde alespoň části bočních stěn jsou podstatně tenčí než nezformovaný materiál přilehlý k obvodu základny daného výčnělku, jsou pro deformaci uživatelem přednostní. Boční stěny, je jsou také podstatně tenčí alespoň v části boční stěny v porovnání s materiálem ve vnější části výčnělku, také prospěšně deformují v šikmém směru.

to která tak nastává primárně uvnitř struktury boční stěny.

Ve strukturách obsahujících relativně malé výčnělky, jak je nalézáme u vzorů s vysokou hustotou výčnělků, mohou být takové tenčí tloušťky boční stěny obzvláště užitečné.

Výčnělky 12 mají boční stěny 22, které se stávají tenčími když jsou tyto výčnělky zformovány 12, aby se pomohlo zajistit, že se výčnělky J2 deformují tak, jak je zamýšleno. Polyethylenu s vysokou hustotou se dává přednost před polyethylenem s nízkou hustotou kvůli tomu, že dříve jmenovaný může být vyráběn jako tenčí se stejnou pevností deformace výčnělku a protože, jakmile jsou jednou deformovány, výčnělky z HDPE nemají tendenci se navracet směrem ke svému nedeformovanému původnímu uspořádání, jako tak činí výčnělky z LDPE.

Výčnělky L2 mají přednostně konvexní (vypuklý) tvar základny mnohoúhelníku, jehož formace je zde dále popsána. Konvexním mnohoúhelníkovým tvarem se míní, že základny výčnělků mají vícenásobné (tři nebo více) lineární strany, je neformují s jakoukoli přilehlou stranou žádný externě měřený úhel menší než 180°. Ovšemže alternativní tvary základny jsou stejně užitečné. Avšak má se za to, že tento přednostní tvar základny se vytváří nejsnadněji. Mnohoúhelníky přednostně do sebe vzájemně zapadají v rovině spodního či vnějšího povrchu Π, jako při mozaikování, k zajištění konstantní mezery šířky mezi nimi. Šířka A mezer ]4 může být zvolena v závislosti na objemu látky (substance) žádoucí mezi výčnělky. Šířka A je přednostně vždy menší než je minimální rozměr výčnělku jakéhokoli množství výčnělků 12. Plocha zaujímaná mnohostí výčnělků 12 je přednostně od 30 do 70 %, přednostněji 50 %, použitelné plochy materiálu JO jak měřena souběžně k rovině 20.

Obr. 10 až 13 uvádějí vhodný způsob a zařízení pro výrobu materiálu 10, způsob je celkově označen jako způsob 30. Způsob 30 je příkladným a může být modifikován či přizpůsoben tak.

- 17CZ 301490 B6 aby odpovídal konkrétní velikosti, složení atd. výsledného materiálu JO. Způsob 30 používá formovací povrch 32, jímž je přednostně trojrozměrná šablona mající zahloubení 34 a povrchy 36 mezi zahloubeními 34· Tato formovací struktura bude zakládat strukturu formování vnějšího typu. která bude pri použití formovat odpovídající vnitřní výčnělky ve strukturu kontaktující stras ně formovaného materiálu. Alternativně by formovací povrch 32 mohl obsahovat trojrozměrnou formovací strukturu vnitřního typu tím, že má zvednuté kolíčky (výčnělky) 34 žádoucího mnohoúhelníkového tvaru se zahloubeními 36 mezi a okolo těchto útvarů 34. Při použití bude formovací struktura formovat odpovídající vnější zahloubení ve strukturu kontaktující straně formovaného materiálu.

tO

Konkrétněji, Obr. 10 uvádí formovací povrch, jenž by mohl být použit ke zformování odpovídajícího trojrozměrného materiálu JO, jaký je uveden na Obr. 5. Když je materiál JO tepelně formován přes formovací povrch 32, výčnělky 12 jsou přednostně formovány jejich vtažením do zahloubení 34 pomocí vakua, když je materiál JO zahřát na teplotu potřebnou pro změkčení, a pak udržováním těchto výčnělků J2 vtažených do zahloubení 34, zatímco se materiál JO chladí na tuhnoucí teplotu. V tomto způsobu povrchy 36 definují základny mezer 14 mezi výčnělky 12. Výčnělky J2jsou přednostně formovány s bočními stěnami 22,jež jsou téměř kolmé k rovině 20 jakje to možné, ale s určitým typickým zkosením. Vnější zakončení výčnělků J2 mohou být kupolovité či více zkoseného tvaru tak, aby formovaly komolé jehlany (kužele) odpovídajícího mnohoúhelníkového tvaru.

Materiál JO může být vakuově tepelně formovaný, vyrážený, hydraulicky formovaný, či formovaný jinými formovacími prostředky běžně známými v dané technice pro permanentní formování tenkých materiálů,

Obr. 10 znázorňuje přednostní formovací šablonu 32, obsahující vzájemně propojené povrchy (plochy, plošky) 36, obklopující mnohoúhelníková zahloubení 34. Povrchy 36 jsou přednostně vyrobeny z nerezavějící oceli a pokryty uvolňovacím prostředkem. Nejpřednostněji je šablona 32 vyrobena do spojitého pásu 38, jakje to znázorněno na Obr, 13. Šablona 32 může být altema30 tivně použita v ploché deskovité podobě či zformována do tuhého válce. Obr. 12 znázorňuje částečný průřez formovací šablonou 32, provedený v poloze, je zvýrazňuje průřez dvěmi za sebou následujícími povrchy k přiložení. Povrchy 36 mají rozměr B, který představuje šířku tohoto povrchu, která je přednostně konstantní jak měřeno mezi v podstatě paralelními okraji těchto povrchů, a rozměr T, jenž představuje tloušťku šablony.

Neuspořádaný vzor formovací šablony je přednostně generován v souladu s výše popsaným způsobem. Například, Obr. 11 je mikrosnímkem znázorňujícím perspektivní pohled na příkladnou trojrozměrnou formovací strukturu 32 mající zahloubení 34 a povrchy k přiložení 36 vhodné pro formování trojrozměrného do sebe zapadání odolávajícího tvárného materiálu, jako je ten na

H) Obr. 1.

Způsoby výroby mohou ovlivnit profil tloušťky boční stěny jako je tomu při použití formovací šablony s v podstatě přímými stěnami šablony, je definují otvor formovací šablony. Tento postup umožňuje podstatně tenčí tloušťku boční stěny, protože daný výčnělek jc volně tažen z obvodu základny do zahloubení formovací šablony do bodu kontaktu s vnitřní podkládací šablonou. Účelem této vnitřní podkládací šablony je zabránit dalšímu tažení výčnělku. Tento přístup poskytuje proměnlivější profil tloušťky uvnitř bočních stěn.

Při omezování použití do praxe tohoto vynálezu bylo objeveno, že když se za příslušnou sub50 stanci (látku) používá tepelně tavné adhezivum, tepelné formování se chová odlišně, než když jsou zpracovávány jiné látky. Rozdíl je ten, že výčnělky, jež jsou formovány když je tepelné tavné adhezivum aplikováno na formující povrch, mají tendenci vykazovat více ztenčení ve svých bočních stěnách. Má se za to, že tepelně tavné adhezivum se ochlazuje a tuhne když kontaktuje kovový formující povrch a tímto brání materiálu struktury v kontaktu sadhezivem od tažení do zahloubení, což má za následek zahloubení stejných tlouštěk. IJ jiných substancí, jako

- 18CZ 30149U B6 je latexové adhezivum, nastává menší ztenčení bočních stěn výčnělku kvůli tomu, že nějaký materiál struktury v kontaktu s adhezivem na přikládacích površích,či vystupujících površích formovacího povrchu vtéká při tepelném formování do daných zahloubení.

Obr. ! 3 znázorňuje vhodný a v současnosti přednostní způsob a zařízení pro výrobu materiálu jako je materiál fO tohoto vynálezu, což je celkově označeno jako 180. Formovaný materiál je přednostně průhledný či průsvitný, takže může být před deformováním přesně umístěn, Průhlednost však zavádí nový problém určování, na které straně trojrozměrné struktury je daná substance umístěna, aby se vědělo, kterou stranu umístit proti cílovému povrchu. Určení strany se substancí io může být vyřešeno umístěním znaků na povrch dané trojrozměrné struktury, zbarvením této látky barevným nádechem než tato trojrozměrná struktura, či například zajištěním laminátové struktury materiálu odlišných nádechů. V případě nálepek průhlednost nemusí být zapotřebí, protože pro patřičné umístění mohou být použity okraje materiálu.

Během formování rovněž může být užitečné mikro texturo vání, strukturování či dekorativní úprava materiálu, jako je tomu při vytváření rozdílu mezi jednou stranou materiálu a druhou stranou. Mikrotexturování vnějších povrchových rysů dané trojrozměrné struktury může být v tomto vynálezu dosaženo například tažením kusu materiálu do zahloubení formovací šablony a proti mikrotexturovanému povrchu jako je vakuový buben mající v sobě malinké otvory.

2U formovací šablona 181 je vedena přes vodící válec 182 a hnaný vakuový válec 184. formovací šablona ]8_1. je přednostně 0,013 cm tlustá, 31,8 cm široká, pás nerezavějící oceli s obvodem 183 em. mající žádoucí vzor výčnělku vyleptaný jako zahloubení v tomto pásu. Vnější povrch vakuového válce 184 pokrývá bezešvé niklové síto soky 195, o průměru 21,9 cm, které slouží jako porézní podpůrný povrch pro formovací šablonu 181.

Pro výrobu materiálu obsahujícího samolepící adhezivum je substance 186, přednostně tepelně tavné adhezivum, nanášené na formovací šablonu 181 aplikátorem této látky 188, zatímco se formovací šablona 181 pohybuje rychlostí 610 cm za minutu. Materiál 190, například struktura fólie HDPE 0,0013 cm tlustá, je přiváděn do kontaktu se substancí pokrytou formovací šablonou u opěrného válečku 192 dodávaného materiálu. Horký vzduch přibližně s teplotou 316 °C a proudící v množství 0,32 mVminutu je směrován radiálně na materiál 190 zdrojem horkého vzduchu 194. když tento materiál přechází přes vakuový válec 184 a když je na vakuový válec formovací šablonu 181 aplikováno vakuum skrze 184 prostřednictvím pevného vakuového roz35 dělovacího potrubí 196 ze zdroje vakua, který není znázorněn. Když je materiál ohřátý zdrojem horkého vzduchu 194, je aplikováno vakuum 40,6 kPa. Zformovaný, substancí pokrytý materiál 198 je stahován z formovací šablony 181 u stahovacího válečku 200.

Formovací šablona 181 nerezavějící oceli je zvíce částí vytvořený, bezešvý pás. Vyrábí se to v několika krocích. Vzor zahloubení je přednostně vyvinul počítačovým programem podle výše popsaného způsobu a je přednostně otištěn na diapozitiv k zajištění fotografické masky pro fotografické leptání. Tato fotografická maska je použita k vytvoření leptaných a neleptaných ploch.

Leptaný materiál je obvykle nerezavějící ocel, ale může to být také mosaz, aluminium, měď, hořčík a jiné materiály obsahující slitiny. Způsoby výroby kovových šablon fotografickým leptá45 ním jsou podrobně popisovány v patentech US 4 342 314; Radel a Thompson; US 4 508 256, Radel Et al.; US 4 509 908, Mullane Jr„ na jejichž obsah je zde odkazováno.

Dodatečně může být vzor zahloubení vyleptán do fotograficky citlivých polymerů namísto kovů. Příklady jsou popsány spolu se způsoby výroby polymerových formovacích šablon ve společně so vlastněných patentech US 4 514 345, Johnson Et al.; US 5 098 522, Smurkoski Et al.;

US 4 528 239, Trokhan; a US 2 245 025, Trokhan; na jejichž obsah zde odkazujeme.

Dále, formovací šabloha je přeměněna do spojitého pásu prostřednictvím svaření dohromady zakončení natupo, buď použitím svařování laserem anebo elektronovým paprskem, foto vytváří téměř nedetekovatelný svar, jenž je potřeba k minimalizování porušení ve vzoru zahloubení.

- 19CZ 301490 B6

Konečným krokem je pokrytí nekonečného pásu pomocí neprilnavého povlaku s nízkým kritickým povrchovým napětím, jako je uvolňovací povlak rady 21000, vyráběný a používaný firmou

Plasma Coatings of TN, lne., se sídlem v Memphisu, TN. Má se za to, že tímto povlakem je primárně organicko-silikonová pryskyřice. Když je aplikován na formující šablonu nerezavějící < oceli použitou ve způsobech tohoto vynálezu, tento povlak poskytuje kritické povrchové napětí 180 ⁵ Newtonu. Jiné materiály, jež se mohou prokázat jako vhodné k poskytnutí sníženého kritického povrchového napětí obsahují parafín, silikony, materiály PTFE a podobně. Tento povlak umožňuje aby byl formovaný materiál odstraněn s pásu bez nepatřičného roztahování či trhání.

!n Šablona formující pás je přednostní před plochou deskou nebo válcovou formovací šablonou, protože pás umožňuje to, aby byly vzory šablony a délky vzorů snadněji měněny a mohly být používány větší vzory bez potřeby masivních otáčejících se součástí. Avšak, v závislosti na žádoucí kvalitě a rozměrech materiálu j_0 ke zformování, může být stejně vhodné provést formovací strukturu jako plochou desku anebo tuhý válec, a/nebo jiné formovací struktury a způsoby i ? známými v dané technice.

Protože se k přenosu určité substance do materiálu používá stejné společné formovací šablony jako se používá k formování výčnělků, vzor substance se příhodně kryje s výčnělky. V přednostním ztvárnění je horní povrch formovací šablony 32 spojitým, s výjimkou zahloubení 34, tudíž vzor substance je v uspořádání zcela vzájemně propojený. Avšak, kdyby byl na formovací šablonu 32 nanesen nespojitý vzor této látky, výsledkem by byl její přerušovaný vzor mezi výčnělky.

V souladu s přednostním způsobem výroby trojrozměrného, zapadání do sebe odolávajícího, tvárného materiálu TO, jsou trojrozměrné výčnělky jednotkově formovány z plochy tvárného materiálu samotného ajsou dutými strukturami s výčnělky na jedné straně,jež přednostně, každá ze struktur má danou velikost a trojrozměrný tvar odpovídající v podstatě velikosti a trojrozměrnému tvaru jejich příslušných výčnělků. Avšak, pro některé aplikace může být rovněž žádoucí využít jednotkově tuhé výčnělky, integrálně či odděleně zformované a aplikované na ploše listu materiálu a jež mohou anebo nemusí být tvárnými.

Obecně je přítomným vynálezem trojrozměrný, nezapadávající do sebe tvárný materiál s neuspořádaným tzv. „amorfním“ vzorem, který je vhodný pro zadržování nějaké substance od neodvratného kontaktu s vnějšími povrchy. Tvárný materiál předloženého vynálezu může být využíván jako část struktury, jež je přeměnitelná v podstatě na dvojrozměrnou strukturu prostřednictvím aplikace tlačné síly tak, že se tato struktura hroutí a uvolňuje či vystavuje danou substanci do kontaktu s vnějším povrchem nebo povrchy. Rozsah tohoto vynálezu rovněž platí i pro trojrozměrné struktury zadržující substance od neodvratného kontaktu, jež jsou přeměněny do dvojrozměrných struktur jinými prostředky než stlačením. Například, bylo zjištěno, že tažná síla uo aplikovaná na stejnou trojrozměrnou strukturu může způsobit, že se tato struktura bude podélně plasticky deformovat a tímto stahovat v tloušťce, aby podobně vystavila či uvolnila danou substanci. Má se za to, že za dostatečného napětí se materiál mezi výčnělky deformuje v reakci na síly v rovině daného materiálu a Že výčnělky jsou tímto protaženy ve stejném směru. Když jsou tyto výčnělky protaženy, jsou zmenšeny ve své výšce. Pomocí dostatečného protažení jsou výč45 nělky redukovány na výšku, ve které jsou substance mezi nimi nebo v nich, či oboje vystaveny.

Na proužek materiálu 10 o šířce 2,54 cm, vyrobený z 0,0076 mm tlustého HDPE tj. PE o vysoké hustotě, a formovaného tak. že má výčnělky s výškou 0,152 mm a průměrem 0,762 mm, umístěné 1,14 tnm od sebe, tažná síla shledaná za nezbytnou ke způsobení toho aby výčnělky vystavily

0,025 mni tlustý povlak adheziva v zahloubeních mezi výčnělky, je přibližně 0,36 kg na 2,54 cm;

tj. 0,14 kg/cm na šířku proužku.

Kombinace stlačení a tažných sil může být aplikována na materiál podle tohoto vynálezu za účelem vystavení substance zvnitřku dané trojrozměrné struktury. Ačkoli v přednostním ztvárnění tohoto vynálezu je tažná síla nutná k dosažení dostatečné deformace trojrozměrné struktury za

-20CZ 301490 Bó účelem vystavení substance na vnější povrch značně větší než je síla stlačení k dosažení stejného výsledku; může být navržena struktura, která je snadněji deformována tažnou silou použitou ve specifickém rovinném tvarovaném směru. Tažné reaktivní struktury' a principy za nimi stojící jsou uvedeny v patentu US 5 518 801, Chappel Et al., na jehož obsah zde odkazujeme.

V dalším případě by mohlo být použito teplo, které způsobí že se tatáž struktura vyrobená ze smršťujícího se materiálu zmenší v tloušťce a podobně uvolní či vystaví určitou substanci.

Příklady použití trojrozměrných tvárných materiálů podle předloženého vynálezu kromě pásků, io nálepek a skladovacích obalů, obsahují: napuštěné kosmetické kapesníěky, voňavé proužky obsahující mikroskopicky zapouzdřené parfémy, adhezivní napuštěný balicí papír, záplaty pro lékařské účely, dodávání směsi kořenících látek zlepšujících chuť, dvousložková adheziva, chemikálie pro předběžné ošetření prádla před praním, systémy obrušování a jiné aplikace, kde je žádoucí vyhnout se kontaktu s nějakou substancí zadržovanou v podkladovém materiálu, dokud nemá dojít k provedení nějaké činnosti. Alternativní použití materiálu majícího trojrozměrnou strukturu, jež může být převedena na dvojrozměrnou strukturu za účelem vystavení nějaké substance, jsou podrobněji popisována ve výše zmiňované a zapracované, současně podané patentové přihlášce US, pořadové ě. US 5922R.

Jak je zde popisováno, na protilehlých prvních plochách formovaného materiálu mohou byl uloženy různé substance. Na teže první straně daného materiálu mohou být umístěné vícenásobné substance, ať od sebe geometricky rozmístěné anebo smíšeně. Tylo substance mohou být částečně vrstveny. Příkladem je vrstva adheziva přilehlá k povrchu materiálu s tuhým ěásticovým materiálem, přilnutým k vystavené straně adhezní vrstvy. Navíc se zamýšlí, že pro jisté aplikace může být žádoucí mít výčnělky protahující se směrem ven z obou stran zformovaného materiálu, takže obě tyto strany jsou aktivními stranami s tvárnými výčnělky.

Vzor výčnělků může být vrstven na sebe buď ve stejném rozměrovém měřítku, anebo v odlišném měřítku, jako je jediný anebo vícenásobný „mikroskopicky vzor s výčnělky“ umístěný na vrch30 nich částech jiných větších výčnělků.

Ačkoli se většina předcházejícího pojednání soustřeďovala na trojrozměrné tvárné materiály obsahující nějakou substanci navíc k materiálu, ze kterého je daný tvárný materiál zformován, jako je samolepící adhezivum, v rámci přítomného vynálezu je třeba posuzovat trojrozměrné tvárné materiály neobsahující takovéto dodatečné látky. Například, trojrozměrný arch určený k plnění, k použití jako balicí obal může být formován a použit tak, aby vyplňoval duté prostory uvnitř dopravního kontejneru tak, že věc v něm zapouzdřená může být v podstatě znehybněna. Další příklad takovéhoto trojrozměrného tvárného materiálu je v kategorii čisticích a zaěišťovacích prostředků jako jsou stíračky, utěrky, houby, polštářky atd. Kanálky uvnitř této trojrozměrné struktury' jsou použity' ke sbírání, omezování či nabírání špíny, tuhých těles, volných tekutin anebo jejích kombinací během provádění úkonů začišťování a čištění. Neuspořádaný ..amorfní“ vzor kanálků či zahloubení poskytuje účinné čištění důsledkem některých výhodných vlastností tohoto vzoru. Toto umožňuje efektivní čištění bez ohledu na směr vytírání a/nebo zvolenou část vzoru, která kontaktuje povrch ěi předmět, který má být čištěn. Před použitím může být do troj45 rozměrného tvárného materiálu dodána substance, která poskytuje výhodné čisticí anebo začišťovací vlastnosti.

Zatímco byla znázorněna a popisována konkrétní ztvárnění předloženého vynálezu, tomu kdo je kvalifikovaným v příslušné technice je zřejmé, zeje možno provádět různé jiné změny a úpravy, a to aniž by se došlo k překročení rámce předkládaného vynálezu. V připojených patentových nárocích se tudíž zamýšlí pokrýt všechny ty změny a modifikace, které spadají do rámce tohoto vynálezu.

Claims (17)

1. PATENTOVÉ NÁROKY > L Trojrozměrný tvárný materiál, který odolává vzájemnému tvrdnutí jednotlivých listů položených na sebe, s lícovou stranou a druhou stranou, přičemž lícní strana má alespoň jednu oblast s množstvím od sebe rozmístěných trojrozměrných výčnělků, vystupujících z lícové strany, vyznačující se t í m , že tyto výčnělky (12) tvoří amorfní vzor dvojrozměrných geometrických tvarů, přičemž výčnělky (12) ve vzoru jsou nestejnoměrně a nepravidelně rozmístěné po o* celé oblasti k zajištění neopakovatelnost! seskupení výčnělků (12) do vzoru po celé oblasti
2. 2. Trojrozměrný materiál podle nároku 1, vyznačující se tím, Že vzor obsahuje množství odlišných dvojrozměrných geometrických tvarů.

   i?
3. 3. Trojrozměrný materiál podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že množství výčnělků (12) v amorfním vzoru tvoří spleť konvexních polygonů, přičemž každý polygon obsahuje konečný počet lineárních stran.
4. 4. Trojrozměrný materiál podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že druhá strana zo obsahuje množství od sebe oddělených trojrozměrných dutých prohloubení (14), která odpovídají výčnělkům (12), přičemž výčnělky (12) jsou duté.
5. 5. Trojrozměrný materiál podle nároků 1 až 4, v y z n a č u j í c í se t í m , že rozměr a tvar každého prohloubení (14) se shoduje s rozměrem a tvarem odpovídajícího výčnělku (12).
6. 6. Trojrozměrný tvárný materiál podle nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že prohloubení (14) jsou částečně vyplněná substancí (16).
7. 7. Trojrozměrný materiál podle nároků 1 až 6, vyznačující se t í m , že výčnělky (12)

   30 zabírají mezi 30 až 70% povrchu lícové strany tvárného materiálu (10) při měření horizontálně s rovinou tvárného materiálu (10) v místě, kde výčnělky (12) přiléhají k první straně.
8. 8. Trojrozměrný materiál podle nároků laž7, vyznačující se tím, že kterýkoliv jednotlivý výčnělek (12) ve vzoruje úhlově orientovaný ke každému sousednímu výčnělku (12)

   35 v rovině tvárného materiálu (10).
9. 9. Trojrozměrný materiál podle nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že tvárný materiál (10) je vytvořen z izotropního materiálu, přičemž tvárný materiál (10) vykazuje vlastnosti izotropní struktury v jakémkoliv směru uvnitř roviny tohoto tvárného materiálu (10).
10. 10. Trojrozměrný tvárný materiál podle nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že tvárný materiál (10) je rovněž izomorfní v geometrických a strukturálních vlastnostech pro kružnicí opsanou plochu uvnitř vzoru.

    44
11. 11. Trojrozměrný materiál podle nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že výčnělky (12) jsou oddělené vzájemně propojenou sítí trojrozměrných prohloubení (14) mezi sousedními výčnělky (12), přičemž prohloubení (14), které na lícové straně tvoří mezery o stejné šířce (A) po celém vzoru a prohlubně (14) jsou částečně vyplněné substancí (16), obsahující adhezivní látku.
12. 12. Způsob výroby trojrozměrného tvárného materiálu podle nároku 1, vyznačující se

    50 tím, že jej tvoří následující kroky:

    a) zavedení listu tvárného materiálu na trojrozměrnou formovací strukturu (32) obsahující souvislý flexibilní pás s amorfním vzorem trojrozměrných tvarů, přičemž formovací struktura (32) obsahuje amorfní vzor trojrozměrných prohloubení (34) a vzájemně propojená místa (36) a každé prohloubení (34) má konvexní polygonáíní tvar,

    - 22 CZ 301490 Bó

    b) formování listu tvárného materiálu metodou ze skupiny sestávající z mechanického vytlačování, podtlakového tepelného tvarování, hydroformování a kombinací těchto způsobů tak, že se list tvárného materiálu přizpůsobí formovací struktuře a vytvoří se množství odděleně rozmístěných trojrozměrných výčnělků k vytvoření amorfního vzoru výčnělků (12) dvojrozměrných geo5 metrických tvarů.
13. 13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím. že mezery mezi výčnělky (12) se zaplní substancí (16), přičemž tento krok se provádí současně s formováním listu materiálu na společné formovací struktuře (32).

    io
14. 14. Způsob podle nároků 12 a 13, vyznačující se tím, že obsahuje další kroky:

    i) vytvoření počítačové grafiky s amorfním vzorem vzájemně sdružených dvojrozměrných tvarů, přičemž tento vzor má mezi sdruženými tvary dělicí linie konstantní šířky, i i) přenos amorfního dvojrozměrného vzoru na formovací strukturu (32) tak, že se vytvoří trojíš rozměrná formovací struktura s trojrozměrnými tvary, které odpovídají vzájemně sdruženým dvojrozměrným tvarům, přičemž tento formovací krok s výhodou vytváří trojrozměrnou strukturu (32) s trojrozměrnými prohloubeními, která odpovídají vzájemně sdruženým tvarům a vzájemně propojeným místům, tvořícím dělicí linie s konstantní šířkou, iii) pokrytí vzájemně propojených míst substancí.

    20 iv) zavedení listu materiálu pokrytého substancí do formovací struktury, přičemž list materiálu má větší afinitu se substancí než formovací struktura (32).
15. 15. Způsob podle nároků 12 a 13, vyznačující se tím, že obsahuje další následující kroky:

    25 i) vytvoření počítačové grafiky s amorfním vzorem vzájemně sdružených dvojrozměrných tvarů, přičemž tento vzor má mezi sdruženými tvary dělicí linie konstantní šířky.

    ii) přenos amorfního dvojrozměrného vzoru na formovací strukturu (32) tak, že se vytvoří trojrozměrná formovací struktura s trojrozměrnými tvary, které odpovídají vzájemně sdruženým dvojrozměrným tvarům, přičemž tento formovací krok s výhodou vytváří trojrozměrnou struk30 turu (32) s trojrozměrnými prohloubeními, která odpovídají vzájemně sdruženým tvarům a vzájemně propojeným místům, tvořícím dělicí linie s konstantní šířkou.
16. 16. Způsob podle nároku 15, v y z n a Č u j i c í se tím, že amorfní vzor vzájemně sdružených tvarů je odvozen od omezeného V o ro né ho mozaikování prostoru, přičemž tento způsob

    35 mozaikování je omezen faktorem, který řídí rozpětí přípustné vzdálenosti od středu ke středu těchto tvarů.
17. 17. Trojrozměrná formovací struktura k provádění způsobu podle nároků 12 až 16, vyznačující se tím, že obsahuje amorfní vzor vzájemně od sebe rozmístěných trojrozměrných to výčnělků, navzájem oddělených propojenými místy s konstantní šířkou, přičemž prohloubení mají tvar amorfního dvojrozměrného vzoru se vzájemně sdruženými dvojrozměrnými geometrickými tvary a formovací struktura (32) obsahuje nekončitý flexibilní pás, přednostně vylvořený z polymemího materiálu nebo z nepoddajného materiálu.