TWI238866B - High-speed spun-bond production of non-woven fabrics - Google Patents

Description

1238866 玖、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明）

【發明所屬技術領域J 相關申請案之交互引述 本案係根據並主張美國臨時專利申請案序列編號 5 60/336,897 (於2001年10月29曰提申，發明名稱為“不織 布之高速紡黏生產，，）之利益，該臨時案的揭示内容在此被 併入以作為參考。 發明領域 本發明係針對一種高速紡黏成形裝置協同以一種用於 10 紡黏纖維網或織物的成形織物。 ϋ 發明背景 現今存在有用於生產成形自長絲或纖維（典型地係以熱 塑性樹酯所製成）之紡黏纖維網或織物的裝置。該種裝置被 15揭示於美國專利第5,814,349號（於1998年9月29日領證） ，此美國專利案的揭露内容在此被併入以作為參考。該裝 置典型地包含一用以生成一帘束的纖維股之噴絲頭，以及 一用以將加工處理空氣吹至該束纖維股上並將之冷卻以形 成熱塑性纖維的鼓風機。該等熱塑性纖維接而典型地藉由 20用於熱塑性纖維的氣動拉伸之加工處理空氣而被氣動地輸 送，並接而在通經一擴散器後被沉積在一連續循環型篩輸 送帶上以供收集相互交纏的纖維並於該輸送帶上形成一纖 維網。由此形成的纖維網或織物接而被引至進一步的加工 處理。 1238866 玖、發明說明 此種型式的裝置，特別是用於高速紡黏纖維網生產者 ，現在可以得自於 Reifenhauser GmbH Co· Maschinenfabrik， Spicher Strabe D-53839 Troisdort，Germany，並以 Reicofil® 之名被販售。最新一代的此種高塑紡黏生產線被稱之為 5 Reicofil⑧3型系統。 該種設備的另一製造商是Nordson Corporation, 286〇1 Clemens Road，Westlake，Ohio 44145 〇 此類設備力圖於在越來越高的速度下進行操作。大部 分的高速技術涉及低於2丹尼的長絲底纖維網，而對低於 10 1丹尼（被稱為“微丹尼纖維網，，）而言可達最高速的噴絲。高 速紡噴涉及高速率、小直徑纖維，該等小直徑纖維由於高 速之故而會在受衝擊時自然地展現跳動，並由於該等小直 徑纖維相對於纖維敞開區域的小尺寸而會通經該篩輸送帶 或織物而滲出。又，如前述專利中所揭示的，織物需要能 15 容許位於“密閉，，形式配置内的過量空氣之移除。在此一情 形下’因而所希望的是得到一帶有高穿透性、低滲出性 (bleed)與足夠的外構形之織物，俾以避免在沉積期間之無 法控制的纖維“散逸，，。又，新式的高速系統將擴散器置放 在近於織物之處，這增加纖維在織物上的高速垂直衝擊的 20 程度與數量。 S前被用於高速紡黏製造生產線的織物或輸送帶係為 一種介於良好的壓緊（hold down)與過度的穿透滲出（bleed through)之間的折衷物。例如，雖然一織物可以提供纖維網 <良好壓緊’其可能要犧牲纖維穿透與穿透滲出至織物或 Ϊ238866 玖、發明說明 輸送帶内才能做到此點。另擇地’雖然一織物可限制被沉 積的長絲之穿透滲出’其要犧牲纖維網壓緊才能做到此點 〇 於是’在南速紡黏纖維網的生產上存在有一個需要是 5 要提供一種織物’其於較高的速度下會改善纖維網的形成 ，同時具有良好的纖維網壓緊以及有限的纖維穿透滲出。 L發明内容1 發明概要 因此本發明之一主要目的是要提供，在與一高速紡黏 10裝置組合下，一種於纖維網壓緊以及限制纖維穿透滲出之 區域内具有改善的性質之織物。 本發明的進一步目的是要於該一組合中提供一種於高 速操作下會降低纖維賤回（Splash back)之織物。 本發明的再進一步目的是要改善纖維網的一致性與纖 15維網層與層之間的纖維混和/穿透。 本發明的又進一步目的係要提供可避免或使被形成於 纖維網上的縫合標記減至最小程度的高速紡黏生產。 本發明在一纖維網的高速紡黏生產上提供該等目的， 此係經由使用一具有被揭示於前述專利中的型式之機器、 2〇由前述製造商所製造的機器或或適用於本案目的之並他型 式的紡黏機器。在與該一裝置組合下，非為使用一種循環 型篩輸送帶來供收集被拉伸的長絲並形成纖維網，而是使 用種具有一帶有支承緯紗梭織設計的4-梭道(4-shed)雙層 4物此織物—般被稱為一種4B梭織以及具有位在中 1238866 玖、發明說明 心的襯墊（stuffer)之4B梭織。一般而言，該織物具有一# 圍為400 cfm至800 cfm的穿透率，祐古 1 卞亚有一梭織縫合 (woven seam)或針縫合(pin seam)時，其中縫穿透率與厚产 相對於該織物的其餘部分僅有些微變化。該一織物在纺黏 過程之使用能提供高纖維壓緊以及薄片均一性，這是一會 限制纖維跳動或濺回的粗表面外構形之結果。因為缺少讓 空氣流經織物的直向路徑之結果而有最低量的纖維穿透渗 出發生。 又，針縫合配置的使用提供一介於縫口與織物本體之 10間的高度均一性，俾以避免於纖維網上形成針縫標記。 圖式簡單說明 因此，藉由本發明，其目的與優點將在以下詳細說明 並配合伴隨之圖式所示後被瞭解，在圖式中： 第1圖與第2圖為一如美國專利第5,814,349號中所揭 15示並描述的用於紡黏纖維網的生產之裝置的圖解圖； 第3圖為一織物平行於經紗所取的橫剖視圖，該織物 供與一用於紡黏纖維網生產的裝置之組合使用； 第4圖係為第3圖的織物之一橫剖視圖，其顯示一雙 線圈針縫合； 20 第5圖顯示一個4B織物的梭織圖樣；以及 第6圖顯示一個具有位在中央的襯墊之4B織物的梭 織圖樣。 L實施方式;j 較佳實施例之詳細說明 1238866 玖、發明說明 5 10 15 撕⑶灿叫。這個是要能與被形成在前述專财所提到 的篩輸送帶或連續式環狀帶上的纖維财所㈣。在此所 揭示的‘‘織物”相當於前述的輸送帶。 現在更特別地來看圖式，第1圖與第2圖大抵上顯示 -種用於物質的非梭織纖維網的高速纺黏生產之裝置的圖 圖為了 k個„于卿之目的，“纖維網（web)”此詞現在是被 用來指定正是由高速紡黏裝置所製造出的不織布(_-

就此方面’第1圖與第2圖被顯示的僅是一纺黏裝置 之代表例，而不應被視為對本發明而言是唯_的。相對地 ’-紡黏裝置與在此所述的織物的組合是那個為本發明所 針對者。所以，於第i圖與第2圖中所描述的裝置將不予 討論，而僅是引述於該件專利中所描述的討論。 於第3圖中有一個以平行於織物11〇的經紗方向而取 的側視圖。該一織物110可被使用來替代該件專利案的第 1圖與第2圖中所示的輸送帶1〇。

被想像的該織物是一種梭織網眼織物或纖維網（wire)， 其被特別地設計以於高速紡黏製造生產線上提供高纖維支 撐、良好的薄片壓緊以及低穿透滲出。被顯示於第3圖中 的是一帶有支承緯紗梭織設計的4-梭道(4-shed)雙層織物。 20 經紗的直徑範圍為0.20 mm至0.80 mm。緯紗的直徑範圍 為0.20 mm至1.00 mm。該織物的梭織圖樣典型地被稱為 一種如第5圖中所示的4B梭織，其中剖視圖是那個平行 於經紗者。被顯示於第6圖中的梭織圖樣被稱為一種具有 位在中心的襯墊的4B梭織。應注意的是，該織物可由紗 10 1238866 玖、發明說明 、纖維、線(thread)、單紗（strand)或類似之物梭織而成，以 及此處所用的“紗”此詞是要集體地意指所有這樣的物質。 該織物的穿透率範圍為400 cfm至800 cfm，較佳為 500 cfm至600 cfm。紗或纖維的構建物質典型地是以聚酯 5 為主[聚對苯二甲酸乙二酉旨（polyethyleneterephthalate，PET) 、聚對苯二甲酸丁 二酉旨（polybutylene terephthalate，PBT)、 聚[1，4 二羥甲基]環己烷對苯二酸酯 (poly[l，4dimethylol]cyclohexane terephthalate，PCTA)或其 他適用於本案目的之物質]，連同導電股[諸如PET、聚醯 10 胺（PA)、不銹鋼（SS)、不變鋼（Invar)或其他具有靜電消散性 質的纖維]。視溫度或可能會另外地存在於加工過程中的化 學品而定’聚醢胺，聚苯硫（polyphenylene sulfide)、聚謎 醚酮（polyetheretherketone，PEEK)或其他商業上可得的纖 維可被使用於此構造中。 15 該織物應為耐用的。條件可變化，而被使用於該織物 構造中的物質之選擇明顯地應將環境納入考量。但要注意 的是’具有此型式的梭織之織物已發現在製紙的粗硬條件 中之應用，特別是於造紙機的乾燥器節段中。 該織物110可能具有一梭織縫合，或較佳是一種針縫 20 合配置連同其伴隨的優點。在此方面，被顯示於第4圖中 的是一個針縫合，較佳地，一個低標記雙線圈雙針縫合藉 由將15%至60%較大直徑之股插入在該等縫合線圈之前或 裡面而被構建，俾以確保從織物之本體所量測的個別參數 來看，穿透率變化不會超過25 cfm以及縫合厚度變化不超 1238866 玖、發明說明 過3% 〇 前述織物110，當被使用於一高速紡黏裝置時，由於 一會使在鬲速噴絲期間的表面衝擊下之纖維跳動或濺回減 至最低程度的粗表面外構形之結果，能提供一高纖維壓緊 5 以及纖維網的均一性。 此較佳的壓緊消除了大多是出現在高速下（高於3〇〇 mpm，接近1 〇〇〇 fpm)的捲紗（r〇u wrap)。纖維網均一性改 善包括了可見的纖維表面分布均一性以及位在多織軸機器 上的纖維層之間的纖維混和/穿透（亦即工業上被指定為 10 SSS、SMSS、SMMS 的機器）。 織物110也因藉由使隨時間而生的真空室/縫建立減至 最低，因而沒有直通（垂直於表面平面）的空氣流動，而提 供穿經該該織物的最少量纖維滲出，這容許更一致的薄片 形成以及更高的製造效率/產率。

Ik日寺間而生的真空室建立造成_會影響纖維網的形成 、品質與產量之真空壓力下降。又，由於縫合配置之故， 對於被針縫合的織物而言，因為介於縫合與織物本體之間 的高度均-性，於所形成的纖維網上只存在有少數或無縫 合標記。對於被使用於該紡黏應用中的極粗糙設計而言， 20縫合標記典型地會是一個問題。 因此可看出的是，經由使用前述的織物並與一纺黏裝 置組合，相較於先前被使用於該等應用中的織物，有較佳 的操作被達致。 基於本發明揭露内容，對於熟習此項技藝者而言本發 12 1238866 玖、發明說明 明之修飾會是明顯可知的，但不會將本發明修改至超出於 隨文檢附的申請專利範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖與第2圖為一如美國專利第5,814,349號中所揭 5 示並描述的用於紡黏纖維網的生產之裝置的圖解圖； : 第3圖為一織物平行於經紗所取的橫剖視圖，該織物 · 供與一用於紡黏纖維網生產的裝置之組合使用； 第4圖係為第3圖的織物之一橫剖視圖，其顯示一雙 · 線圈針縫合； 10 第5圖顯示一個4B織物的梭織圖樣；以及 第6圖顯示一個具有位在中央的襯墊之4B織物的梭 · 織圖樣。 . 【圖式之主要元件代表符號表】

1 長絲 14 抽氣鼓風機 2 喷絲頭 15 抽氣轴 3 吹入系統 16 中間通道 4 拉伸系統 17 圓形棒 5 拉伸通道 18 擴散器形成側壁 6 沉積系統 20 7 擴散器 21、25 控制器 8 周圍空氣入口間隙 22 冷卻部分 9 抽氣單元 23 擴散器口 10 連續式環狀篩輸送帶 24 封閉塊 1卜12 皮輥對 35 >36 銳緣 11a、12a 上方輥 37、38、39 伺服機構單元 lib 、 12b 下方輥 Μ 中間平面 13 架橋 110 織物 13

Claims (1)

1238866 拾、申請專利範圍 第91132020號專利申請案申請專利範圍修正本93年12月3日 1· -财上面生成有一纺黏纖維網的織物，該織物:皮梭 修煩 正諸

是巧 否0 倏所 企提 ?之 織’藉此，通過該織物的空氣流動在一實質垂直於該 織物之表面平面的方向上被阻止。 如申叫專利範圍帛1項之織物，其中該織物被梭織為 如下所示之4B圖樣（平行於經紗而切取的剖面）， 圖樣 4 3 2 1 X X X X X X X X X X X X X X X X

3 ·如申晴專利範圍第2項之織物，其中該織物被梭織為 一如下所示之在中心具有一襯墊的4B圖樣（平行於經 紗而切取的剖面）， 10 1238866 5 拾 圍· Ji利 f' 二 一一口 圖串 ' ·· X J Γ"… 2 二 1 ? X Να 菱 Vv χ X X 备 X 間 間間間 上下中上下中上下中上下中

經紗

10 15 4. 如申請專利範㈣i項之織物，其中該織物包含經 與緯紗，且該經紗之直徑係落在〇2〇 mm至〇二 之範圍内。 5. 如申請專利範圍帛i項之織物，其中該織物包含經 與緯紗，且該緯紗之直徑係落於〇 2〇 m " 範圍内。 〇咖 6. 如申請專利範圍第"員之織物，其中該織物被梭織 具有一範圍為400 cfm至800 cfm的穿透率。 7. 如申請專利範圍第6項之織物，其中該織物被梭織[ 具有一範圍為500 cfm至600 cfm的穿透率。 " 8·如申請專利範圍帛i項之織物，其中該織物包含紗 該紗包含一或多種擇自於下列群組中的物質··聚對与 二甲酸乙二酯（PET)、聚對苯二甲酸丁二酯（ρΒτ)、聚 [1，4二羥曱基]環己烷對苯二酸酯（pcTA)、聚醯胺（户八 、聚苯硫以及聚醚醚酮（PEEK)。 9.如申凊專利範圍第1項之織物，其中該織物包含一。、 多種導電紗。 3 20 1238866 ί口、申5F9專利範圍 I 〇_如申請專利範圍第9項之織物，其中該一或多種導電 鈔包含一或多種擇自於下列群組中的物質：聚對苯二 曱酸乙二酯（PET)、聚醯胺（PA)、不銹鋼（SS)以及不變 鋼（Invar)。 II ·如申請專利範圍第1項之織物，其中該織物含有一針 縫。 12·如申請專利範圍第1項之織物，其中該針縫是一低標 吕己雙線圈雙針縫。 13·如申請專利範圍第12項之織物，其中該織物包含經紗 與、’年々，且位於縫合線圈之前或裡面的緯紗大於其他 的、左、”；/、達一為1 5%至60%的範圍内的程度。 14. 一種用於形成一在上面生成有一紡黏纖維網的織物之 方法，其包含梭織該織物的步驟，藉此，通過該織物 的空氣流動在一實質垂直於該織物之表面平面的方向 上被阻止。 15·如申請專利範㈣14項之方法，其中該織物被梭織為 如下所不之4B圖樣（平行於經紗而切取的剖面）， 1238866 拾、申請專利範圍

經 紗 圖樣 4 3 2 1 X X X X X X X X X X X X X X X X 16.如申請專利範圍第15項之方法，其中該織物被梭織為 一如下所示之在中心具有一襯墊的4B圖樣（平行於經 紗而切取的剖面）， 10 圖樣

中間

下 中間 上 下 中間

17.如申請專利範圍第14項之方法，其中該織物包含經紗 與緯紗，且該經紗之直徑係落在0.20 mm至0.80mm 之範圍内。 1 8.如申請專利範圍第14項之方法，其中該織物包含經紗 與緯紗，且該緯紗之直徑係落於0.20 mm至1.0 mm之 15 ^38866 &、申請專利範圍 範圍内。 19. ^ D甲請專利範圍第14項之方法，其中該織物被梭織而 具有一範圍為400 cfm至800 cfm的穿透率。 如申凊專利範圍第19項之方法，其中該織物被梭織而 '、有範圍為500 cfm至600 cfm的穿透率。 10 15 如申請專利範圍第14項之方法，其中該織物包含紗， °亥紗包含一或多種擇自於下列群組中的物質：聚對苯 二甲酸乙二酯（PET)、聚對苯二曱酸丁二酯（ρΒτ)、聚 [I，4二經曱基]環己烧對苯二酸酯（PCTA)、聚醯胺（以) 、聚苯硫以及聚醚醚酮（PEEK)。 22·如申請專利範圍第14項之方法，其中該織物包含一或 多種導電紗。 23·如申請專利範圍第22項之方法，其中該一或多 么 I·、 A A 、、 t 紗包含-或多種擇自於下列群組中的物質：聚對苯二 甲酸乙二醋(PET)、聚醯胺(PA)、不錄鋼(ss)以及不變 鋼（Invar) 〇 14項之方法， 24·如申請專利範圍第 縫。 其中該織物含有一針 25·如申请專利範圍第24項之方 20 其中该針縫是一低標 記雙線圈雙針縫。 26_如申請專利範圍第25項之方法， 一中該織物包含經紗 與緯紗，且位於縫合線圈之前或 次裡面的緯紗大於其他 的經汐達一為15%至60%的範圍内的程声。 其係藉由梭 27. —種在上面生成有一紡黏纖維網的織物 5 1238866 拾、申請專利範圍 織該織物而被形《，藉&，通過該織物的空氣流動在 貫質垂直於該織物之表面平面的方向上被阻止。 士申明專利範圍，第27項之織物，其中該織物被梭織為 如下所示之4B圖樣（平行於經紗而切取的剖面），

圖樣 <321 X •I X X X X X X X X X X X X X 29·如申請專利範圍第28項之織物，其中該織物被梭織為 一如下所示之在中心具有一襯墊的4B圖樣（平行於經 紗而切取的剖面），

圖樣 X X X X X Ί. X X X X X X X X X X X X X X X X X X 10 上 下 中間 上 下 中間 上 下 中間 上 下 中間 30·如申請專利範圍第27項之織物，其中該織物包含經紗 15 1238866 拾、申請專利範圍 與緯紗’且該經紗之直徑係落在〇 2〇 _至 之範圍内- 〇mm 紗 mm之 31.如申請專利範圍第27項之織物，其中該織物包含經 與緯、v，且該緯紗之直徑係落於〇 2〇㈤瓜至1 〇 範圍内 32. 如申請專利範圍第27項之織物，其中該織物被梭織而 具有一範圍為400 cfm至800 cfm的穿透率。 33. 如申請專利範圍第32項之織物，其中該織物被梭織而 具有一範圍為500 cfm至600 cfm的穿透率。 10 15 34·如申請專利範圍第27項之織物，其中該織物包含紗， 該紗包含一或多種擇自於下列群組中的物質：聚對苯 二甲酸乙二酯（PET)、聚對苯二曱酸丁二酯（pBT)、聚 [1，4二羥甲基]環己烷對苯二酸酯（PCTA)、聚醯胺（PA) 、聚苯硫以及聚醚醚酮（PEEK)。 35. 如申請專利範圍第27項之織物，其中該織物包含一或 多種導電紗。 36. 如申請專利範圍第35項之織物，其中該一或多種導電 紗包含一或多種擇自於下列群組中的物質：聚對苯二 甲酸乙二g旨（PET)、聚醯胺（PA)、不銹鋼（ss)以及不變 鋼（Invar) 〇 * 37. 如申請專利範圍第27項之織物，其中該織物含有一針 縫。 3 8.如申請專利範圍第37項之織物，其中該針缝是一低標 g己雙線圈雙針縫。 20 1238866 拾、申請專利範圍 3 9.如申請專利範圍第3 8項之織物，其中該織物包含經紗 與緯紗，且位於縫合線圈之前或裡面的緯紗大於其他 的經紗達一為15%至60%的範圍内的程度。