TWI572760B - 超彈性織物及其製造方法 - Google Patents

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羅伯特Ａ 韓森
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阿爾巴尼國際公司
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Description

超彈性織物及其製造方法 發明領域
本發明係有關於使用於諸如造紙機布等工業織物及工程織物中之結構。更特別來說，該等結構係以不同圖案包括一或多個具彈力構件，其可在一厚度方向為可壓縮性及彈性並在一長度方向為彈性，及相對較無彈力的功能紗線。此等結構在一經施加法向負荷下具有高程度的可壓縮性且在該負荷移除時具有優良恢復性(彈性或回彈)。
發明背景
工業織物係指呈現連續迴圈形式的一無盡結構，諸如用來作為成形、加壓或乾燥器織物(造紙機布或PMC)、暨製程皮帶諸如造紙機所用的屐壓、軋光或轉移皮帶之織物。工業織物亦指使用於紡織修製製程中的織物。工業織物亦包括需具有高程度可壓縮性及彈性之其他無盡皮帶。
本文的討論雖然一般來說大部份有關造紙製程，本發明的應用不被視為因此受限。
因此，在造紙製程期間，譬如，藉由將一纖維性漿體、亦即纖維素纖維的一水性散佈物沉積至一造紙機的一成形段中之一移動的成形織物上，藉以形成一纖維素纖維性網膜。大量的水經由成形織物從漿體被瀝排，而離開成形織物的表面上之纖維素纖維性網膜。
新形成的纖維素纖維性網膜從成形段前行至一包括一 系列的加壓軋縫之加壓段。纖維素纖維性網膜係穿過由一加壓織物所支撐或時常位於兩個此等加壓織物間之加壓軋縫。在加壓軋縫中，纖維素纖維性網膜受到壓縮力，壓縮力自網膜擠壓水且將網膜中的纖維素纖維黏著至彼此以使纖維素纖維性網膜轉變成紙片。水係被一或多個加壓織物所接受且理想上不返回至紙片。
紙片最終前行至一乾燥器段，該乾燥器段係包括在內部由蒸汽加熱之至少一系列的可旋轉乾燥器筒或缸筒。新形成的紙片藉由一乾燥器織物以一曲折狀路徑被順序性導引於一系列的筒各者周圍，該乾燥器織物將紙片緊密地固持抵住筒的表面。被加熱的筒經由蒸發將紙片的水含量降低至所欲的位準。
應瞭解成形、加壓及乾燥器織物皆在造紙機上採行無盡迴圈的形式並以傳送器方式運作。應進一步瞭解：造紙是一種以顯著速度前行的連續製程。也就是說，纖維性漿體係被連續地沉積在成形段中的成形織物上，同時一新製造的紙片從乾燥器段離開之後係被連續地捲繞在輥上。
用以形成上述織物的重要部分之基底織物係採用許多不同形式。譬如，其可被織造成無盡式或扁平狀，且隨後使用機器方向(MD)及交叉機器方向(CD)紗線的一或多層以一織造接縫變成無盡形式。並且，此等織物可採用亦從MD紗線形成的所謂銷接縫以容許裝設在造紙機上。並且，可藉由將一基底織物放置在另一基底織物形成的無盡迴圈內、且利用諸如使切段纖維綿胎針製經過基底織物兩者將 其彼此接合等熟習該技術者已知的不同手段令其接合或層疊在一起，藉以層疊基底織物。
在造紙機布(PMC)、尤其是造紙機的加壓段中所使用之加壓織物中，織物具有從紗線及被針製至通常至少片接觸表面內的切段纖維綿胎所形成之一或多個“基底結構”。加壓織物具有一初始厚度、質量、以及等於水處置產能之因此獲得的空隙容積(以此質量及厚度為基礎計算出的容積)。其亦具有一可測量的接觸面積。
由於加壓織物在穿過一或多個加壓軋縫時受到法向負荷(使用中與織物平面呈法向)，織物具有一壓縮空隙容積暨表面接觸面積。雖已多方試圖改變可壓縮性的程度，加壓織物隨時間經過及數百萬次軋縫循環而逐漸變薄。最終，基於諸如缺乏水處置能力、標記、或加壓振動等不同理由而必須將其移除。當其已到達有效壽命終點時，必須將其移除並以一新織物取代。
新織物亦經歷了其中密度並不理想且水處置並非最適之一週期中的開口。為此，理想的加壓織物從第一天開始到造紙機被移除為止皆具有接近恆定或穩態的效能(譬如水處置能力)。
已多方試圖影響加壓織物的性質，尤其是可壓縮性及彈性。一種嘗試係將“具彈力”紗線導入至結構內。其範例請見PCT申請案WO 2004/072368 A1。然而，此方式具有缺陷。可壓縮性係只由於紗線的具彈力部分(在通過厚度方向)所致，並因而受其限制。雖可使用較大的紗線，對於效能 終將具有遞減的回饋。並且，大紗線亦為沉重，且會造成令人反感的片標記。若紗線是一覆套/核心型，總是有覆套從核心脫層的危險。最後，可壓縮性程度係受限於紗線直徑的某比例部分之一最大值。
另一範例是美國專利申請案2007/0163741 A1，其併入有被附接至一接縫式加壓織物的背側之一陣列的可壓縮性覆套/核心紗線。已教示：覆套係為彈性體性並可提供振動減振效應。進一步教示：紗線核心可單獨為200至2000丹尼爾(denier)，具有0.30至1.2mm直徑的總尺寸。由於重量及潛在標記考量，此紗線尺寸在使用中會受限。
另一範例請見美國專利案4,350,731，該案係教示使用包繞紗線產生一可壓縮性加壓織物結構。並且，可壓縮性及恢復性的程度只由於彈性體性包繞覆套層所致。
此型結構的另一範例請見GB 2 197 886。此專利案係揭露可壓縮性紗線，其以某方式與功能(拉力)負荷支承紗線交替以在一所施加法向負荷下提供一不含“關節(knuckles)”且含有長編織浮動以提供一準無交叉基底構造之稠密、準單層基底結構。
又另一範例揭露於發證予胡德(Hood)的美國專利案No.5,087,327，其有關一使用於造紙機織物的複合紗線。該複合紗線係包括由一層不可溶單絲所圍繞之一可溶核心。
又另一範例揭露於美國專利案No.5,597,450，其有關一包括位於交叉機器方向的中空熱塑性單絲之造紙機乾燥器織物。
另一範例揭露於美國公開No.2002/0100572，其有關一具有當交織時可抵抗側向、垂直及扭曲偏向暨壓縮的樑構造紗線之造紙機織物。該等紗線具有非圓形剖面，諸如I樑束、H樑及箱樑。
另一範例請見美國專利案4,781,967。由於堆積紗線陣列不壓縮亦不相對於任何其他層移動，此結構被界定成相對較不可壓縮性。易言之，當具有與結構平面呈法向之一所施加負荷時，永久性的任何紗線變形除外，則少有厚度變化。若採用一彈性體(在紗線厚度方向)作為一完整層中的紗線，該結構的可壓縮性係限於該紗線直徑的某部分。
又另一範例請見美國專利案4,555,440。由於當施加或移除一法向負荷時很少有通過厚度的變化，此結構亦視為不可壓縮性。
將“具彈力”(在厚度或徑向方向)紗線併入至織物內的作用，係已經某程度地影響這些織物結構一旦在法向負荷被移除時之彈性或彈回，
如上述，因為此有限的彈性，加壓織物在新進時具有一相對較高的空隙容積以處置水，大於理想所需要。其將對於一時間期間壓實且達到一最適效能位準。然而，由於其具有有限的彈性，其將繼續壓實、最終由於缺乏水移除、片標記、加壓振動、或某其他不良效能特徵而需要移除及更換。
發明概要
為此，本發明的一主要目的在於提供一比起先前技藝者實質更具可壓縮性及彈性且在其完整壽命皆維持可壓縮性及彈性之基底結構。
因此，本發明提供一基底支撐結構，其以數類型圖案組合一或多個具有優良可壓縮性及彈性的具彈力構件與相對較無彈力功能紗線的一或多層，以供用來作為結構本身；或至少作為PMC、工業製程皮帶、紡織物修製皮帶、及需要高程度可壓縮性及彈性的其他皮帶中之一基底支撐結構的一層。
對於本文討論的所有實施例皆需要被界定成在其厚度方向為具彈力、彈性及可壓縮性、且在其長度與橫向方向為可伸展性、可彎折性及彈性之一具彈力非織造擠製膜或片。具彈力非織造擠製膜或片可被穿孔，藉以具有以一預定對稱圖案或一隨機不對稱圖案分佈的複數個通孔。具彈力非織造擠製膜或片可由諸如熱塑性聚胺基甲酸酯(TPU)或任何其他具彈力材料等任何的具彈力材料構成。良好具彈力材料的範例係包括但不限於聚合物，諸如聚胺基甲酸酯、橡膠、矽氧或英維思達(Invista)以商標萊卡®(Lycra®)或陸布瑞索(Lubrizol)以依斯丹®(Estane®)銷售者。具彈力非織造膜或片中所形成的通孔可具有適當尺寸的圓形或非圓形形狀。非圓形形狀可包括但不限於正方形、矩形、三角形、橢圓形、梯形、六角形及其他多角形。
第一實施例係採用如下述呈現其最簡單形式的一結構。身為最上層的層(1)係為平行功能紗線的一陣列。功能 紗線可包括一般熟習該技術者所習知的任何類型紗線，譬如，若其被定向於機器或運行方向，則其可為拉力負荷支承紗布。對於一加壓織物結構，聚醯胺將是一種所欲的聚合物選擇。功能紗線可依熟習該技術者已知的特定應用所需要而具有任何尺寸、形狀、材料或形式，譬如，功能紗線可具有一圓形或非圓形橫剖面形狀，包括但不限於正方形、矩形、三角形、橢圓形、梯形、六角形及其他多角形。 下一層(2)係為所需要的具彈力非織造擠製膜或片。一第三層(3)亦為位居層(2)的相對側上之功能紗線的一平行陣列；然而，層(3)中的紗線係配置使得各層(3)紗線對齊於兩相鄰層(1)紗線之間的空間而造成所謂的“嵌套”。結構的層可以一般熟習該技術者所知的任何方式被固持在一起。例如，其可利用一纖維性層被附接，如整體內容被合併於本文以供參考的上述美國專利案4,781,947中所教示，或者一層中的紗線可如熟習該技術者所知利用膠水、黏劑、或一熱熔合/熔接方式在其碰觸擠製膜或片的點被附接至一相鄰層中的具彈力非織造擠製膜或片。
請注意紗線系統(1)及(3)可彼此相同或者其可就材料、形式、形狀等而言並不相同。僅需使層(3)中的紗線分隔以配合於層(1)的相鄰紗線之間或反之亦然。
亦請注意，在層(1)及(3)的紗線數之間不必具有一對一的關係，且層(3)中的紗線數可以只是層(1)中的紗線數之一小比例部分或反之亦然。譬如，層(3)可只含有層(1)的紗線之一半因此層(3)的紗線之間在使用中具有空間，而生成額 外的空隙容積/水處置/水移除能力。
亦可譬如藉由層疊附接有其他功能層，以供增強最終結構的功能或性質。譬如，一或多個CD紗線陣列可被附接在層(1)頂上或層(3)底下以提供CD穩定性。在一層中的CD紗線可在其彼此碰觸的點利用熟習該技術者所知的膠水、黏劑、或熱熔合/熔接方法被附接至一相鄰層中的表面。纖維性綿胎的一或多層可在片接觸側及/或機器側上藉由熟習該技術者所知的方法被施加至此結構以增強層之間的結合。作為另一範例，譬如，一功能塗覆物可被施加在結構的一或兩側上以改良抵抗污染及/或磨刮的能力。
為此，本發明的一示範性實施例係為一包含一具彈力非織造擠製膜或片的一或多層之可壓縮性彈性工業織物，其中非織造擠製膜或片係在厚度方向為具彈力、彈性及可壓縮性並在長度及橫向方向為可伸展性、可彎折性及彈性，且複數個實質平行機器方向(MD)紗線的二或更多層附接在非織造擠製膜或片的任一側上藉以容許來自一層的平行MD紗線“嵌套”於另一層的平行MD紗線之間。該織物亦可包括附接在平行機器方向(MD)紗線的二或更多層外側上之複數個實質平行的交叉機器方向(CD)紗線的一或多層。
本發明的另一示範性實施例係為一可壓縮性彈性工業織物，包含(a)複數個實質平行機器方向(MD)紗線的一第一層，(b)一具彈力非織造擠製膜或片的一第二層，其中非織造擠製膜或片係在一厚度方向為具彈力、彈性及可壓縮性並在長度及橫向方向為可伸展性、可彎折性及彈性，(c)複 數個實質平行機器方向(MD)紗線的一第三層，(d)複數個實質平行交叉機器方向(CD)紗線的一第四層，(e)非織造擠製膜或片的一第五層，(f)複數個實質平行交叉機器方向(CD)紗線的一第六層，及(g)非織造擠製膜或片的一第七層。
本發明的又另一實施例係為一用於形成一可壓縮性彈性工業織物之方法。該方法包括提供一具彈力非織造擠製膜或片的一或多層，其中該非織造擠製膜或片係在一厚度方向為具彈力、彈性及可壓縮性並在長度及橫向方向為彈性、可伸展性及可彎折性，及將複數個實質平行功能機器方向(MD)紗線的一或多層附接在非織造擠製膜或片頂上及底下。該方法亦可包括藉由該技藝已知的方法將複數個實質平行交叉機器方向(CD)紗線附接在平行機器方向(MD)紗線的一或多層頂上或底下之步驟。
本發明的又另一實施例係為一用於形成一可壓縮性彈性工業織物之方法。該方法包括(a)提供複數個實質平行機器方向(MD)紗線的一第一層，(b)將一具彈力非織造擠製膜或片的一第二層附接在第一層頂上，其中非織造擠製膜或片係為在一厚度方向為具彈力、彈性及可壓縮性並在長度及橫向方向為可伸展性、可彎折性及彈性，(c)將複數個實質平行機器方向(MD)紗線的一第三層附接在第二層頂上，(d)將複數個實質平行交叉機器方向(CD)紗線的一第四層施加在第三層頂上，(e)將非織造擠製膜或片的一第五層施加在第四層頂上，(f)將實質平行交叉機器方向(CD)紗線的一第六層施加在第五層頂上，及(g)將非織造擠製膜或片的一 第七層施加在第六層頂上。
彈性可壓縮性結構係可被包括在下列所含之任何數量的最終織物中：造紙機布，諸如成形織物，加壓織物，乾燥器織物，貫通空氣乾燥器織物，屐壓皮帶基底，軋光皮帶基底，或轉移皮帶基底；工程織物；或藉由諸如氣置(airlaid)、融噴、紡黏、及水刺纏結等製程用來製造非織造物之織物；或諸如紡織物修製皮帶等工業製程皮帶，或需要高程度可壓縮性及彈性的其他皮帶。在任一或全部的這些織物中，創新結構可為最終織物的一部份或者其可為織物本身。若織物是一乾燥器織物的一基底，乾燥器織物可包括該織物的一背側或一非片接觸側，背側包括角度狀組件。此等角度狀組件可為紗線、擠製元件、或一經層疊的層之一組件，諸如第9圖所示。
為了更加瞭解本發明、及操作優點及利用其達成的特定目的，請參照用於顯示本發明較佳但非限制性的實施例之附帶描述物。
此揭示中的“包含(comprising，comprises)”用語可指“包括(including，includes)”或可具有美國專利法中賦予“包含(comprising，comprises)”用語的意義。申請專利範圍中若使用“主要由~組成”用語則具有美國專利法賦予的意義。本發明的其他形態係描述於下文揭示或可從下文揭示得知(且位於本發明的範圍內)。
圖式簡單說明
因此，將藉由本發明實現其目的及優點，該描述應連 同圖式閱讀，其中：第1(a)至1(c)圖顯示根據本發明的一實施例之一用於製造可壓縮性彈性工業織物之方法；第2圖是根據本發明的一實施例之一工業織物的輪廓圖；第3圖是第2圖所示的工業織物沿著其CD之橫剖視圖；第4圖是第3圖所示的工業織物在法向負荷下之放大圖；第5圖是根據本發明的一實施例之一工業織物沿著其CD的放大圖；第6(a)至6(c)圖是根據本發明的一實施例之一工業織物的橫剖視圖；第7圖是根據本發明的一實施例之一工業織物在針製一綿胎層之後沿著其MD的橫剖視圖；第8圖是根據本發明的一實施例之一工業織物在針製一綿胎層之後沿著其CD的橫剖視圖；及第9圖是根據本發明的一實施例之一工業織物的橫剖視圖。
較佳實施例之詳細說明
雖將初步討論一加壓織物，如上述，本發明可應用至其他類型的織物或皮帶，包括成形織物，乾燥器織物，貫通空氣乾燥器(TAD)織物，屐壓皮帶，軋光皮帶，或轉移皮帶；工程織物；或藉由諸如氣置(airlaid)、融噴、紡黏、及水刺纏結等製程用來製造非織造物之織物；或諸如紡織物修製皮帶等工業製程皮帶，或需要高程度可壓縮性及彈性 的其他皮帶。
對於本文討論的所有實施例係需要一被界定成在其厚度方向為具彈力、彈性及可壓縮性且在其長度及橫向方向為可伸展性、可彎折性及彈性之具彈力非織造擠製膜或片。具彈力非織造擠製膜或片可選用性被穿孔藉以具有以一預定對稱圖案或隨機不對稱圖案分佈的複數個通孔或空隙。具彈力非織造擠製膜或片可由諸如熱塑性聚胺基甲酸酯(TPU)或任何其他具彈力材料等任何具彈力材料構成。良好具彈力材料的範例係包括但不限於：聚合物，諸如聚胺基甲酸酯、橡膠、矽氧或英維思達(Invista)以商標萊卡(Lycra®)或陸布瑞索(Lubrizol)以依斯丹(Estane®)銷售者。 非織造膜或片中所形成的通孔可具有適當尺寸的圓形或非圓形形狀。非圓形形狀可包括但不限於正方形、矩形、三角形、橢圓形、梯形、六角形及其他多角形。孔可在膜或片擠製時形成於膜或片中，或者孔可在膜或片擠製之後被機械衝製或熱成形；或發生在織物形成期間的其他點。
本發明的一示範性實施例係為一包括一具彈力非織造擠製膜或片的一或多層之可壓縮性彈性工業織物，其中非織造擠製膜或片在厚度方向為具彈力、彈性及可壓縮性且在長度及橫向方向為可伸展性、可彎折性及彈性，且複數個實質平行功能機器方向(MD)紗線的一或多層附接在非織造擠製膜或片頂上及底下。該織物亦可包括被附接在平行機器方向(MD)紗線的一或多層外側上之複數個實質平行交叉機器方向(CD)紗線的一或多層。
現在更特別參照圖式，譬如在第1(a)至1(c)圖顯示一用於製造一工業織物基底結構10之方法，其中在一平行陣列中由功能紗線14所構成之一第一或頂(1)層12係被定向於機器方向(MD)或運行方向。其可具有適合該目的之任何尺寸、形狀、材料或形式。這適用於本文提到的所有紗線。 譬如，功能紗線可具有一圓形或非圓形橫剖面形狀，包括但不限於正方形、矩形、三角形、橢圓形、梯形、六角形及其他多角形形狀。
提供擁有如上述具彈力特徵構造之一具彈力非織造擠製膜或片16的一第二或中(2)層16。如上述，具彈力非織造擠製膜或片16可選用性被穿孔藉以具有以一預定對稱圖案或一隨機不對稱圖案分佈之複數個通孔15。具彈力非織造擠製膜或片16可由任何具彈力材料構成，諸如熱塑性聚胺基甲酸酯(TPU)或任何其他具彈力材料。良好具彈力材料的範圍係包括但不限於：聚合物，諸如聚胺基甲酸酯、橡膠、矽氧或英維思達(Invista)以商標萊卡®(Lycra®)或陸布瑞索(Lubrizol)以依斯丹®(Estane®)銷售者。非織造膜或片16中所形成的通孔15可具有適當尺寸的圓形或非圓形形狀。非圓形形狀可包括但不限於正方形、矩形、三角形、橢圓形、梯形、六角形及其他多角形。孔15可在膜或片擠製時形成於膜或片中，或者其可在膜或片擠製後被機械衝製或熱成形；或者發生在織物形成期間的其他點。
以層16另一側上之一平行陣列的形式提供一由功能紗線22構成的第三或底(3)層20。可看出，層20中的紗線22係 被定位或對準於頂(1)層12中的相鄰紗線14之間的空間內。 這更明顯地顯示於第1(c)圖，其係為第1(a)圖所示的製程建置沿著箭頭C之前視圖。第1(b)圖是第1(a)圖所示的製程建置沿著箭頭B之側視圖。如第1(a)及1(c)圖所示，紗線引導缸筒或輥18具有一溝槽狀外表面，且溝槽可分開藉以容納及引導紗線14、22至非織造片16上，使得各層12紗線對齊於兩相鄰層20紗線之間的空間內。
第2圖顯示根據此示範性實施例形成之一可壓縮性彈性工業織物的示意圖。如圖所示，基底結構10係具有被定向於機器方向(MD)或運行方向的一平行陣列中由功能紗線14構成的一第一或頂(1)層12，具有如上述具彈力特徵構造之一非織造擠製膜或片16的一第二或中(2)層16，及在層16另一側上以一平行陣列形式提供的功能紗線22構成之一第三或底(3)層20。層20中的紗線22被定位或對準於頂(1)層12中的相鄰紗線14之間的空間內，如上述。譬如，第3圖顯示基底結構10沿著交叉機器方向(CD)的橫剖視圖。
結構的層可以一般熟習該技術者所知的任何方式被固持在一起。例如，其可利用一纖維性綿胎層被附接，如整體內容被合併於本文以供參考的上述美國專利案4,781,967所教示，或者一層中的紗線可利用膠水、黏劑、或熟習該技術者所知的一熱熔合/熔接方法在其碰觸擠製膜或片的點被附接至一相鄰層中的非織造擠製膜或片。
請注意紗線系統(1)及(3)可為彼此相同或者其可就材料、形式、形狀等而言為不同。僅需使層(3)中的紗線分隔 以配合於層(1)的相鄰紗線之間或反之亦然。
亦請注意，在層(1)及(3)的紗線數之間不必具有一對一的關係，且層(3)中的紗線數可以只是層(1)中的紗線數之一小比例部分或反之亦然。譬如，層(3)可只含有層(1)的紗線之一半因此層(3)的紗線之間在使用中具有空間，而生成額外空隙容積/水處置/水移除能力。
當用來作為一加壓織物及隨著加壓織物進入一造紙機上的一加壓軋縫而施加一壓縮負荷時，非織造擠製層16係壓縮且拉伸於功能紗線14、22周圍，而容許紗線14及22移往彼此並“嵌套”在彼此之間，實質幾乎位於相同平面中。 在此點，非織造擠製層16係貼附至此嵌套，並在頂層12及底層20中的紗線14、22周圍彎折及變平。為了容易壓縮，譬如，第4圖顯示處於此狀態之基底結構10的放大圖。隨著織物離開軋縫而釋放負荷時，由於擠製層16的具彈力及彈性表現，其將造成紗線層12及20彼此移開或“彈回”，而使織物回到其所欲的厚度及開放性。因此，一在一法向未壓縮狀態下具有紗線14厚度加上紗線22厚度加上非織造擠製層16厚度的總厚度之織物係對於幾乎整體紗線厚度為可壓縮性及彈性，亦即，由於壓縮所損失的厚度係為非織造擠製層16的某部分，且壓縮中的織物可幾乎與紗線14或22的較厚(較大)直徑一樣薄。
在本實例中已觀察到：比起相同法向負荷下由具有相同初始厚度的一習見加壓織物所生成之一加壓軋縫寬度，本織物將一加壓軋縫寬度增大多達5mm。這些性質因為影 響下列各項所以重要：負荷下壓力分佈的均勻度暨總接觸面積；快速起動，由於織物容易壓縮至所欲的軋縫中空隙容積；振動減振，由於結構作為一減振“彈簧”；及厚度的快速恢復可在加壓軋縫脫水的擴張階段期間幫助盡量降低再濕潤。
務必請注意：層12及20的紗線陣列亦可在使用中被定向於織物中的CD，只要具彈力非織造膜或片16分離且位於這些層之間即可，且織物外側上的至少一功能層被定向於MD以支承拉力負荷並在使用中對於結構提供適當強度及抗拉伸性。亦務必注意：雖然功能紗線14、22顯示成在部分圖中具有一圓滑橫剖面，其可具有適合該目的之任何尺寸、形狀、材料或形式。
另一實施例採用如第3圖所示的一類似原理，但結構係包括對於第二層之第三層(3)的相對側上之非織造擠製膜或片的一第四層(4)、及位於與第一層(1)的相同方向之平行紗線的一第五層(5)。在此實施例中，第五層(5)的紗線係在一通過厚度方向對準於與第一層(1)者相同的垂直平面中。
第5圖顯示本“無交叉”結構的另一變異，其中基底基材100顯示成包含位於概括平行平面中的七層，其中各層包含複數個平行紗線/構件及所需要的具彈力非織造擠製膜或片。根據此示範性實施例，可壓縮性彈性織物係包括(a)平行機器方向(MD)紗線的一第一層110，(b)非織造擠製膜或片的一第二層112，其係在一厚度方向為具彈力、彈性及可壓縮性並在其長度及橫向方向為可伸展性、可彎折性及彈 性，(c)在第一層110的紗線之間的空間中呈偏移之平行機器方向(MD)紗線的一第三層114，(d)平行的交叉機器方向(CD)紗線的一第四層116，(e)非織造擠製膜或片的一第五層118，(f)在第四層116的紗線之間的空間中呈偏移之平行交叉機器方向(CD)紗線的一第六層120，及(g)非織造擠製膜或片的一第七層122。易言之，譬如，第一及第三層110、114的紗線被定向於機器方向，且譬如第四及第六層116、120的紗線則被定向於交叉機器方向。譬如，第一層可位於織物的一機器側上，而第七層位於織物的一片側上。CD層可為一功能紗線層以輔助CD穩定度或在負荷下提供較大程度的空隙容積。然而，應瞭解：第七層122純為選用性，並可能不是此實施例妥當運作所需要。譬如，層122可如同一加壓織物般具有通孔或空隙。對於其他用途，譬如，層122亦可具有雷射雕刻或蝕刻所提供的部分額外紋路。對於其他工業用途，層122可能未穿設有孔或空隙(譬如一鞣製皮帶)。
如第5圖所示，第三層中的MD功能紗線114係以上述方式分開使其落在第一層的紗線110之間，藉此造成上述“嵌套”。類似地，第四層中的CD功能紗線116係分開使其落在第六層的紗線120之間，藉此造成上述“嵌套”。雖然本文所述的實施例使第一及第三層定向於機器方向，第四及第六層定向於交叉機器方向，且非織造擠製膜或片放置在第二、第五及第七層中，層可互換使用，只要有具彈力非織造擠製膜或片的至少一層位於類似的紗線層(定向於相同 方向的層)之間以提供可壓縮性及超彈性性質、以及拉力負荷支承紗線的至少一縱向方向層以在使用中對於織物提供適當強度及抗拉伸性即可。並且，所有這些層中的紗線彼此可在形式、材料、形狀等方面為相同或不同。
根據一示範性實施例，在一厚度方向為具彈力、彈性及可壓縮性並在其長度及橫向方向為可伸展性、可彎折性及彈性之非織造擠製膜或片係可具有形成於其一表面上的連續溝槽以將紗線部份地內嵌於溝槽中，並確保紗線的均勻分隔。此特徵構造係容許使用一較厚的膜或片層而不增加整體結構的厚度。譬如，非織造擠製膜或片156可具有形成於其頂表面上的溝槽160，如第6(a)圖所示，其中MD或CD紗線152部份地內嵌於溝槽160內且可均勻地分隔。或者，非織造擠製膜或片156可具有形成於其底表面上的溝槽160，如第6(b)圖所示，其中底側上的MD或CD紗線154部份地內嵌於溝槽160內且可均勻地分隔。作為另一替代方式，非織造擠製膜或片156可具有形成於其表面兩者上的溝槽160，如第6(c)圖所示，其中MD或CD紗線152、154部份地內嵌於溝槽160內且可均勻地分隔於膜或片層156的兩側上。溝槽雖可有助於確保紗線的均勻分隔，此特徵構造對於創新的結構之妥當運作並不重要。溝槽160僅以範例描繪成具有一“C”或半圓形形狀，亦即溝槽160可具有任何橫剖面形狀，包括但不限於正方形、矩形、三角形、橢圓形、梯形、六角形及其他多角形，而適合容納其中內嵌的紗線。
在本文描述的所有實施例中，一層中的MD或CD紗線 係可利用膠水、黏劑、或熟習該技術者所知的一熱熔合/熔接方法在其彼此接觸的接觸點附接至一相鄰層中的非織造擠製膜或片或附接至彼此。或者，藉由從外側表面的任一者或兩者將一纖維性綿胎材料的一或多層針製經過結構以使MD及/或CD紗線附接至非織造擠製膜或片。
本發明所用的MD或CD紗線較佳係為單絲，但諸如複絲、層式單絲或複絲、包含不同材料的包繞構件、針織構件、扭捻構件、多組件構件、及編結構件等其他形式亦可用來實行本發明。在使用複絲的結構中，單絲可具有任何橫剖面形狀，諸如圓形、非圓形、正方形、矩形、三角形、橢圓形、多角形、梯形或葉形。類似地，扭捻、針織或編結構件中所使用的細絲亦可為非圓弧形橫剖面形狀。譬如，所有上述結構中的單絲可具有位於0.08至2.0mm範圍中的有效直徑。
上文討論的任何實施例及變異係可包括一纖維性綿胎材料的一或多層，其可被針製至織物內以將各不同層固持在一起。譬如，織物100在上述實施例中可利用一纖維性綿胎材料124被針製以形成一鞏固結構200，諸如第7及8圖所示者。根據本發明的一實施例，第7圖是織物在針製一綿胎材料124之後沿其MD的橫剖視圖，而第8圖是織物沿其CD的橫剖視圖。針製的綿胎材料124可被選用性部份或完全融化以增加層之間的結合。纖維性綿胎材料可由譬如聚酯、聚胺基甲酸酯、聚丙烯、聚醯胺、其形式及其組合等任何聚合物構成。此外，最終的織物之頂及/或底表面係可塗覆 有一聚合樹脂，其可部份或完全浸漬該織物。
根據本發明的另一實施例，可採用所有上述具有至少一MD負荷支承紗線層的結構以產生材料的螺旋捲繞條帶，如整體內容合併於本文以供參考的美國專利案5,360,656所教示。或者，可使用本文所描述的結構以產生造紙機的織物，如整體內容合併於本文以供參考的美國專利案6,723,208所描述。
所有上述結構可在機器方向製成無盡式。其亦可具有一接縫以容許在機器上的接縫能力。一用於在“無交叉(crossless)”結構中製造此接縫的方法請見整體內容合併於本文以供參考的美國專利案4,979,543。
並且，利用所需要的非織造擠製膜或片之彈力或可壓縮性、具彈力膜或片的層數、及當然包括結構本身的整體性(totality)，藉以控制壓縮/彈性的程度。非織造擠製膜或片的置放必須使得非織造擠製膜或片在一施加至基底織物的法向負荷下產生壓縮，且基底織物係在該負荷移除時“彈回”。該創新結構亦可以是與其他紗線陣列或與其附接的基底織物之一疊層的部份。
並且，在一乾燥器或TAD織物的實例中，上述多層實施例係可能特別有利，原因在於隨著織物結構通過一輥、譬如一乾燥器罐周圍，乾燥器織物中的紗線將至少部份地嵌套，而改良紙片對於乾燥器罐表面的接觸面積並因此改良熱轉移。此作用將隨著乾燥器織物通過一輥周圍藉由MD張力的暫時增加所造成、而非由於任何與織物呈法向施加 的負荷所造成。然而，在此等應用中，可使用一高溫具彈力材料以產生非織造擠製膜或片，譬如一高溫具彈力聚酯。
根據另一實施例，本發明係為一乾燥器織物300的一支撐層310，譬如，其中創新的織物係形成乾燥器織物300的片側組件，如第9圖所示。在此織物300中，“角度狀”或背側320是織物的非片接觸側。此側係“剁斷(chops up)”層流並引發乾燥器囊袋中的“流”，且降低軸向(對該側而言)或CD方向空氣流，且有助於質量轉移。在此配置中，支撐織物310係壓縮在乾燥器罐上，而增大與該罐的片接觸面積並因此改良熱量轉移。因此，該實施例係形成一改良的乾燥器織物，其具有一用於促進與最適化熱量轉移之工程片側310、及用於促進與最適化質量轉移之工程背側320。
一般熟習該技術者可鑒於此揭示得知本發明的修改，但不使本發明修改超過申請專利範圍的範疇。
10‧‧‧工業織物基底結構
12‧‧‧第一或頂層
14，22‧‧‧功能紗線
15‧‧‧通孔
16‧‧‧具彈力非織造擠製膜或片，第二或中層
18‧‧‧紗線引導缸筒或輥
20‧‧‧第三或底層
100‧‧‧基底基材，織物
110‧‧‧第一層
112‧‧‧第二層
114‧‧‧第三層
116‧‧‧第四層
118‧‧‧第五層
120‧‧‧第六層
122‧‧‧第七層
124‧‧‧纖維性綿胎材料
152，154‧‧‧MD或CD紗線
156‧‧‧非織造擠製膜或片
160‧‧‧溝槽
200‧‧‧鞏固結構
300‧‧‧乾燥器織物
310‧‧‧工程片側，支撐層，支撐織物
320‧‧‧工程背側
B，C‧‧‧箭頭
第1(a)至1(c)圖顯示根據本發明的一實施例之一用於製造可壓縮性彈性工業織物之方法；第2圖是根據本發明的一實施例之一工業織物的輪廓圖；第3圖是第2圖所示的工業織物沿著其CD之橫剖視圖；第4圖是第3圖所示的工業織物在法向負荷下之放大圖；第5圖是根據本發明的一實施例之一工業織物沿著其CD的放大圖；第6(a)至6(c)圖是根據本發明的一實施例之一工業織物的橫剖視圖； 第7圖是根據本發明的一實施例之一工業織物在針製一綿胎層之後沿著其MD的橫剖視圖；第8圖是根據本發明的一實施例之一工業織物在針製一綿胎層之後沿著其CD的橫剖視圖；及第9圖是根據本發明的一實施例之一工業織物的橫剖視圖。
10‧‧‧工業織物基底結構
12‧‧‧第一或頂層
14，22‧‧‧功能紗線
15‧‧‧通孔
16‧‧‧具彈力非織造擠製膜或片，第二或中層
20‧‧‧第三或底層

Claims (40)

  1. 一種可壓縮性彈性工業織物，包含：一非織造擠製膜或片的一或多層，其中該非織造擠製膜或片係在一厚度方向為具彈力、彈性及可壓縮性並在其長度及橫向方向為可伸展性、可彎折性及彈性；及複數個實質平行機器方向(MD)紗線的二或更多層；該織物之特徵在於包含：運行於MD中之該等平行紗線的一第一層；該第一層的一側上之該具彈力非織造擠製膜或片的一第二層；位於對於該第一層之該第二層的相對部位上且在與該第一層相同方向運行之該等平行紗線的一第三層；其中該第三層的平行紗線係對準使其嵌套於該第一層的平行紗線之間所生成的空間之間。
  2. 如申請專利範圍第1項之織物，其中該第三層中的紗線數小於該第一層中的紗線數或反之亦然。
  3. 如申請專利範圍第1項之織物，進一步包含：位居對於該第二層之該第三層的相對部位上之該具彈力非織造擠製膜或片的一第四層；及與該第一層相同方向中之平行紗線的一第五層，其中該第五層的紗線係在一通過厚度方向對準於與該第一層相同的垂直平面中。
  4. 如申請專利範圍第1項之織物，進一步包含：附接在平行機器方向(MD)紗線的該一或多層頂上 或底下之複數個實質平行交叉機器方向(CD)紗線的一或多層。
  5. 如申請專利範圍第4項之織物，其中該等MD及CD紗線係選自下列各物組成的群組：單絲，複絲，層式單絲或複絲，包含不同材料的包繞構件，針織構件，扭捻構件，多組件構件，及編結構件。
  6. 如申請專利範圍第1項之織物，其中該具彈力非織造擠製膜或片係包含一聚合材料。
  7. 如申請專利範圍第6項之織物，其中該聚合材料選自下列各物組成的群組：聚胺基甲酸酯，橡膠，矽氧，萊卡®(Lycra®)，依斯丹®(Estane®)，及高溫聚酯。
  8. 如申請專利範圍第4項之織物，其中該等MD及CD紗線具有選自下列各物組成的群組之橫剖面：圓形，非圓形，正方形，矩形，三角形，橢圓形，多角形，梯形及葉形。
  9. 如申請專利範圍第1項之織物，其中該具彈力非織造擠製膜或片係以複數個通孔被穿孔。
  10. 如申請專利範圍第9項之織物，其中該等通孔係具有選自下列各物組成的群組之形狀：圓形，非圓形，正方形，矩形，三角形，橢圓形，梯形，多角形及葉形。
  11. 如申請專利範圍第1項之織物，其中該織物係為一造紙機布；一成形織物；一加壓織物； 一乾燥器織物；一貫通空氣乾燥器織物；一屐壓皮帶基底；一軋光皮帶基底；一工程織物基底；一轉移皮帶基底；一用於藉由諸如氣置(airlaid)、融噴、紡黏、及水刺纏結等製程產生非織造物之皮帶；或一工業製程皮帶，諸如一紡織物修製皮帶或鞣製皮帶。
  12. 如申請專利範圍第1項之織物，其中該織物係為一用於一乾燥器織物的疊層基底，其中因此該乾燥器織物進一步包括：該織物的一背側或一非片接觸側，該背側包括角度狀組件。
  13. 如申請專利範圍第1項之織物，其中該織物係為一無盡式或一機器上可接縫式織物。
  14. 如申請專利範圍第1項之織物，其中該織物的條帶係被螺旋捲繞以形成該最終基底結構的一所欲寬度及所欲長度。
  15. 如申請專利範圍第1項之織物，進一步包含：一纖維性綿胎材料的一或多層。
  16. 如申請專利範圍第15項之織物，其中該纖維性綿胎材料係被針製至該織物內。
  17. 如申請專利範圍第15項之織物，其中該纖維性綿胎材料 係被施加在該織物的一頂及/或底表面上、且被針製通過。
  18. 如申請專利範圍第1項之織物，其中該織物的一頂及/或底表面係塗覆有一聚合樹脂。
  19. 如申請專利範圍第18項之織物，其中該聚合樹脂至少部份地浸漬該織物。
  20. 如申請專利範圍第4項之織物，其中該等MD紗線及CD紗線係具有位於0.08至2.0mm的範圍中之紗線直徑。
  21. 如申請專利範圍第4項之織物，其中MD及/或CD紗線的該一或多層係熱熔接或膠接至非織造擠製膜或片的該一或多層。
  22. 如申請專利範圍第4項之織物，其中MD及/或CD紗線的該一或多層係藉由針製一纖維性綿胎材料的一或多層而被附接至具彈力非織造擠製膜或片的該一或多層。
  23. 如申請專利範圍第1項之織物，其中該非織造擠製層具有形成於其表面的一或兩者上之連續溝槽。
  24. 如申請專利範圍第23項之織物，其中該等溝槽具有選自下列各物組成的群組之橫剖面形狀：半圓形，正方形，矩形，三角形，橢圓形，梯形，六角形及其他多角形形狀。
  25. 如申請專利範圍第1項之織物，更包含：複數個實質平行交叉機器方向(CD)紗線的一第四層，該具彈力非織造擠製膜或片的一第五層，複數個實質平行交叉機器方向(CD)紗線的一第六層，及 該具彈力非織造擠製膜或片的一第七層。
  26. 如申請專利範圍第25項之織物，其中該第一層位於該織物的一機器側上，且該第七層位於該織物的一片側上。
  27. 如申請專利範圍第25項之織物，其中該織物係為一加壓織物，且在與相同法向負荷下具相同初始厚度的一習見加壓織物所生成之一加壓軋縫寬度作比較時，該加壓織物將一加壓軋縫寬度增大多達5mm。
  28. 如申請專利範圍第25項之織物，其中該織物的層係利用一纖維性綿胎材料的一或多層被針製在一起。
  29. 如申請專利範圍第25項之織物，其中該織物的層係藉由將一纖維性綿胎材料的一或多層針製通過、及至少部份融化該綿胎材料而被附接在一起。
  30. 如申請專利範圍第25項之織物，其中該織物的一頂及/或底表面係塗覆有一聚合樹脂材料。
  31. 如申請專利範圍第25項之織物，其中該非織造擠製層具有形成於其表面的一或兩者上之連續溝槽。
  32. 如申請專利範圍第31項之織物，其中該等溝槽具有選自下列各物組成的群組之橫剖面形狀：半圓形，正方形，矩形，三角形，橢圓形，梯形，六角形及其他多角形形狀。
  33. 一種用於形成一可壓縮性彈性工業織物之方法，包含下列步驟：(a)提供複數個實質平行機器方向(MD)紗線的一第一層，(b)附接一具彈力非織造擠製膜或片的一第二層，其 中該具彈力非織造擠製膜或片係在一厚度方向為具彈力、彈性及可壓縮性並在其長度及橫向方向為可伸展性、可彎折性及彈性，(c)附接複數個實質平行機器方向(MD)紗線的一第三層，(d)施加複數個實質平行交叉機器方向(CD)紗線的一第四層，(e)施加該具彈力非織造擠製膜或片的一第五層，(f)施加複數個實質平行交叉機器方向(CD)紗線的一第六層，及(g)施加該具彈力非織造擠製膜或片的一第七層。
  34. 如申請專利範圍第33項之方法，其中該第一層位於該織物的一機器側上，且該第七層位於該織物的一片側上。
  35. 如申請專利範圍第33項之方法，其中該織物係為一加壓織物，且在與相同法向負荷下具相同初始厚度的一習見加壓織物所生成之一加壓軋縫寬度作比較時，該加壓織物將一加壓軋縫寬度增大多達5mm。
  36. 如申請專利範圍第33項之方法，其中該織物的層係利用一纖維性綿胎材料的一或多層被針製在一起。
  37. 如申請專利範圍第33項之方法，其中該織物的層係藉由將一纖維性綿胎材料的一或多層針製通過、及至少部份融化該綿胎材料而被附接在一起。
  38. 如申請專利範圍第33項之方法，其中該織物的一頂及/或底表面係塗覆有一聚合樹脂材料。
  39. 如申請專利範圍第33項之方法，其中該非織造擠製層具有形成於其表面的一或兩者上之連續溝槽。
  40. 如申請專利範圍第39項之方法，其中該等溝槽具有選自下列各物組成的群組之橫剖面形狀：半圓形，正方形，矩形，三角形，橢圓形，梯形，六角形及其他多角形形狀。
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