專利名稱：雙組分單絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及造紙技術(shù)。更具體地說，本發(fā)明涉及干燥織物，然 而本發(fā)明通?？捎糜谠谠旒垯C的成形部、壓搾部及干燥部所用的任何 織物中以及工業(yè)加工織物。此處所述的工業(yè)加工織物可以包括用于以
下產(chǎn)品的織物其中包括用于制造濕法成網(wǎng)產(chǎn)品，例如紙、紙板、瓦 楞紙板及衛(wèi)生紙和紙巾產(chǎn)品；用于通過空氣穿透干燥處理制造衛(wèi)生紙 及紙巾產(chǎn)品；用于制造濕法成網(wǎng)和干法成網(wǎng)的紙漿；用于與造紙相關(guān) 的加工過程，例如使用淤漿過濾器及化學(xué)洗滌機的加工過程；以及用 于制造以水剌技術(shù)(濕法加工)、熔噴技術(shù)、紡粘技術(shù)和氣流成網(wǎng)針 刺技術(shù)所生產(chǎn)的無紡物。此種工業(yè)加工織物包括無紡布，但并不局限 于無紡布；其還包括用于無紡布制造過程中的壓花織物、輸送織物和 支撐織物；以及過濾織物和過濾布。
背景技術(shù)：
造紙過程中，在造紙機成形部，通過將纖維漿沉積到移動的成 形織物上形成纖維素纖維網(wǎng)，纖維漿也就是纖維素纖維的水分散體。 漿體中大部分的水通過成形織物排出，而纖維素纖維網(wǎng)則留在成形織 物的表面。
剛形成的纖維素纖維網(wǎng)從成形部進(jìn)入壓榨部，壓榨部包括一系 列壓榨壓區(qū)。纖維素纖維網(wǎng)被壓榨織物支撐，或者通常情況下位于兩 層這樣的壓榨織物之間，穿過壓搾壓區(qū)。在壓榨壓區(qū)中，纖維素纖維 網(wǎng)受到壓縮力的作用，該壓縮力將水從網(wǎng)中擠出，并使網(wǎng)中的纖維素纖維彼此粘附，使得纖維素纖維網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)榧埛Ｋ稍撘粚訅簱捒椢?或多層壓榨織物所吸收，并且理想的情況是不回到紙幅中去。
紙幅最終進(jìn)入干燥部，干燥部包括至少一個可轉(zhuǎn)動的干燥轉(zhuǎn)鼓 系列或烘筒系列，這些轉(zhuǎn)鼓或烘筒由蒸汽在內(nèi)部進(jìn)行加熱。干燥織物 引導(dǎo)剛形成的紙幅以彎曲路徑依次繞行該系列中的每個轉(zhuǎn)鼓，且干燥 織物使紙張緊貼在轉(zhuǎn)鼓的表面。加熱的轉(zhuǎn)鼓通過蒸發(fā)作用使紙張的含 水量降低至所需水平。
應(yīng)該了解的是，成形、壓搾及干燥織物在造紙機上都采取無端
環(huán)(endless loop)的形式，并且都起到傳送帶的作用。應(yīng)該進(jìn)一步 了解的是，紙張生產(chǎn)是一種以相當(dāng)快的速度進(jìn)行的連續(xù)過程。也就是 說，在成形部，纖維漿連續(xù)地沉積到成形織物上，而剛生產(chǎn)出的紙張 在離開干燥部后就被連續(xù)地巻繞到輥筒上。
現(xiàn)有織物以各種各樣的形式設(shè)計而制造，以滿足造紙機所需， 織物按照所制造的紙張等級安裝在造紙機上。通常，織物包括織造底 布或其它形式的底布。此外，對用于壓搾部的織物而言，壓榨織物具 有一層或多層底布，在其中有針刺精細(xì)的、非織造纖維材料的毛層。 底布可以使用單絲紗線、捻合單絲紗線、復(fù)絲紗線或捻合復(fù)絲紗線織 成，并且可以是單層的、多層的或?qū)雍系摹＜喚€通常由在造紙機織物 技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員為此目的而使用的幾種合成聚合樹脂中 的任意一種擠出而成，例如聚酰胺樹脂及聚酯樹脂。
織造底布本身可以采用許多不同的形式。舉例來說，底布可被 織成環(huán)形、或者先平織然后用接縫將其轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)狀形式?；蛘撸撞?可以由一種一般稱為改進(jìn)的環(huán)狀織造的工藝來生產(chǎn)，其中底布的緯向 邊緣具有使用其縱向(MD)紗線所形成的縫合線圈。在此過程中， MD紗線在織物的緯向邊緣之間連續(xù)地來回交織，在各邊緣處折回并 形成縫合線圈。以此方式生產(chǎn)的底布，在安裝至造紙機時被放置成環(huán) 狀形式，因此被稱為機上可縫合織物。為了將此種織物放置成環(huán)狀形 式，因此將兩個諱向邊緣拉在一起，兩邊緣處的縫合線圈彼此交叉， 再引導(dǎo)一個縫合栓或縫合銷穿過由交叉的縫合線圈所形成的通路。
此外，織造底布可通過下述方式層合而成將至少一層底布放置于由另一底布所形成的無端環(huán)內(nèi)，并類似于壓搾織物的情況，針刺 短纖維毛層穿過這些底布，以此將其彼此連接?？椩斓撞嫉囊粚踊蚨?層可以都為機上可縫合形式。這是目前已知的具有多層底布支撐結(jié)構(gòu) 的層合壓搾織物。
無論如何，織物是無端環(huán)的形式，或者可縫合成此種形式，其 在縱向環(huán)繞測量時具有規(guī)定的長度，而在橫向測量時具有規(guī)定的寬 度。
現(xiàn)在更具體地談及干燥部，干燥烘筒通常排列成頂行/層和底行/ 層。底層烘筒與頂層烘筒相對交錯，而非呈嚴(yán)格垂直關(guān)系。當(dāng)進(jìn)行千 燥的紙幅通過干燥部時，紙幅交替位于頂部和底部的烘筒之間，首先 繞過兩層之一層中的烘筒，然后繞過另一層的烘筒，循序前進(jìn)直到通 過整個干燥部。
在許多千燥部中，頂層和底層的烘筒各自套有單獨的干燥織物。 在這種類型的干燥部中，進(jìn)行干燥的紙幅在未受支撐的情況下通過位 于一層中的烘筒與另一層中的烘筒間的空間或"口袋"。
當(dāng)機器速度提高時，被干燥的紙張在經(jīng)過口袋的時候容易擺動， 且通常會破裂。結(jié)果需要將整個造紙機停車，并將紙張重新穿過干燥 部，從而對生產(chǎn)速度和效率造成不利的影響。
為了提高生產(chǎn)，并使紙幅所受干擾最小化，采用單程干燥部
(single-run dryer sections)，以高于傳統(tǒng)干燥部所能達(dá)到的速度來 運送要干燥的紙幅。在單程干燥部中，單一的干燥織物沿彎曲路徑依 次繞行頂層和底層的烘筒。同樣地，如果紙張沒有被有效地支持，其 會被引導(dǎo)穿過頂層和底層之間的口袋。
應(yīng)了解的是，在單程干燥部中，干燥織物將要干燥的紙幅直接 靠在兩層之一的烘筒上，但載著紙張環(huán)繞另一層的烘筒。或者，單程 干燥部可只有一層烘筒。這種干燥部在各對烘筒之間的口袋中具有轉(zhuǎn) 向輥，其可以是平滑輥、溝槽輥或設(shè)有抽吸裝置的輥。這種干燥部被
稱作單層干燥咅卩(single-tier dryer section )。
在移動中的干燥織物靠近烘筒或轉(zhuǎn)向輥的狹窄空間中，由移動 中的干燥織物背面所攜載的空氣形成壓縮楔形。由此導(dǎo)致在壓縮楔形中氣壓增加，使空氣穿過干燥織物向外流動。接著，當(dāng)紙幅不在干燥 織物和烘筒之間的時候，此氣流可將紙幅推離干燥織物的紙張接觸表 面，此種現(xiàn)象稱作"掉落"。"掉落"由于造成邊緣破損而降低紙制 品的品質(zhì)，"掉落"若導(dǎo)致紙張斷裂還會降低機器效率。
許多造紙廠通過對轉(zhuǎn)向輥切削溝槽，或通過對這些轉(zhuǎn)向輥加設(shè) 真空源的辦法來解決此項問題，其中轉(zhuǎn)向輥與單層干燥織物直接接 觸。兩種權(quán)益之計讓收集于壓縮楔形的空氣不穿過千燥織物而被去 除。
關(guān)于這一點，織物制造者也已經(jīng)運用對織物施加涂料的方法，
例如"紙張約束方法(sheet restraint method)"，以賦予織物附加的 功能。作為一種附加功能性的方法，施加涂料對于織物，例如干燥織 物的重要性，己由Luciano-Fagerholm(發(fā)明名稱為"Dryer Fabric With Hydrophilic Paper Contacting Surface"的美國專禾lj 5,829,488 (Albany))所引證。Luciano禾n Fagerholm已證實，對織物使用親 水性表面處理可賦予織物保持紙幅的性能，同時保持與最初的透過性 相接近。然而，這種處理織物表面的方法，雖然成功地賦予紙張約束 性，但仍需提高涂料的耐久性。因此，需要改進(jìn)此涂料的耐磨性。
現(xiàn)在回到此前所使用的紗線，特別是干燥織物所用紗線，單絲 紗線通常以簡單的圓形截面而擠出。最近，己經(jīng)生產(chǎn)出具有異形截面 形狀的單絲。這些異形單絲已經(jīng)應(yīng)用于織造織物，以改善織物表面質(zhì) 地或密度，或具體地說控制織物的透氣性?，F(xiàn)有技術(shù)包括美國專利 4,633,596 (Albany)，其示出一種用于制造成形線的倒U形聚酯單 絲，以產(chǎn)生所需的光滑表面。然而，其并未提到填充開口以形成雙組 分絲。美國專利5,097,872在造紙干燥織物的縱向紗線中使用X-結(jié)構(gòu) 截面的單絲。在織造過程中，此單絲變形，從而在織物朝向紙張一面 上產(chǎn)生光滑表面，而同時在這些紗的背面上形成增強穩(wěn)定性的隆起。 美國專利4,216,257涉及U形單絲。在該專利中術(shù)語"U形"指單絲 的縱向而非截面的形狀。至少有三項明尼蘇達(dá)礦業(yè)和制造專利提到這 個概念。美國專利5,361,808披露了有突片的或T形的紗線，用作緯 紗。要注意，其宣稱使用此種紗線可以擴大透過性的范圍。美國專利5,998,310示出具有各種不同截面的單絲，其可在織造過程中變形而 產(chǎn)生許多效果。該專利描述了 "Y" 、 "X"及"T"形的單絲，但未 述及U形截面。美國專利6,372,068描述一種粘合至扁平帶狀基材的 熱塑性單絲，以形成用于包裝的扎帶(twist-tie)。美國專利6,124,015 示出用于彼此互鎖的紗線的異形部分。
特別關(guān)注的是美國專利5,888,915 (Albany)，其涉及由雙組分 纖維所構(gòu)成的織物。雙組分纖維具有熔點不同的皮和芯材料。在受熱 時，皮/芯紗線形成熔合的織物結(jié)構(gòu)，其顯示出更好的耐磨性及更好 的耐久性。然而，現(xiàn)有技術(shù)都沒有使用具有為TPU提供容納之所的 U-形的單絲，或具有將涂料鎖入或固定的U-形的單絲。所有上述專 利以引用方式并入本文。

發(fā)明內(nèi)容
在一個實施例中，本發(fā)明為U形雙組分單絲纖維，其使用具有 熱塑性聚氨酯("TPU")嵌入物的聚酯U形單絲，該嵌入物熔融 粘結(jié)于"U"形的口袋中。雙組分單絲可織入造紙織物內(nèi)，使得TPU 組分暴露于織物的紙幅側(cè)上。TPU提供抓持性能，該抓持性能在造 紙期間改進(jìn)紙幅約束和紙幅引導(dǎo)。在第二實施例中，本發(fā)明為異形單 絲纖維。該單絲具有空腔，空腔的底部比其敞開的頂部寬。涂料或熔 融粘結(jié)TPU嵌入物填充該空腔，從而通過空腔的狹窄開口將其鎖定 入位。由于鎖定入位的涂料具有提高的抗剝離性，因此其具有較長的 使用壽命。在此參照附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行更全面詳細(xì)地描述。


圖1A至圖1E為本發(fā)明單絲的第一實施例的剖面圖； 圖2為制造本發(fā)明單絲所用方法的流程簡圖；以及
圖3A至圖3B為本發(fā)明單絲的第二實施例的剖面圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的優(yōu)選實施例將以造紙機干燥織物的情況進(jìn)行描述。然而，要注意的是，本發(fā)明可以應(yīng)用于造紙機的其它部分所用的織物中， 以及其它工業(yè)裝置所用的織物中，在這些工業(yè)裝置中，引導(dǎo)或約束所 制造的產(chǎn)品具有重要的意義。本發(fā)明可以應(yīng)用于其它織物類型的部分 實例包括造紙機成形織物和壓榨織物、空氣穿透干燥(TAD)織物 和紙漿成形織物。另一實例為用于與造紙加工相關(guān)的織物，例如淤漿 過濾織物和化學(xué)洗滌機織物。本發(fā)明可應(yīng)用于其它織物類型的實例為 工程織物，例如在濕法成網(wǎng)、干法成網(wǎng)、熔噴技術(shù)及/或紡粘技術(shù)中 用于制造無紡布的織物。
織物結(jié)構(gòu)包括機織、螺旋纏繞、針織、擠出成網(wǎng)、螺旋形連 結(jié)、螺旋巻(spiral coil)及其它無紡布。這些織物還可包括單絲紗
線、捻合單絲紗線、復(fù)絲紗線或捻合復(fù)絲紗線，并且可以是單層、多 層或?qū)雍系?。紗線通常由在工業(yè)織物技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員為此 目的而使用的幾種合成聚合樹脂中的任意一種擠出而成，例如聚酰胺 樹脂及聚酯樹脂。
本發(fā)明的雙組分單絲纖維l的優(yōu)選實施例示于圖1A至圖1E(剖 面圖)中。雙組分單絲l織入織物中，并為該織物提供改進(jìn)的抓持性 質(zhì)。在優(yōu)選實施例中，雙組分單絲1具有聚酯組分2和TPU組分3。 TPU組分3可以是包埋于或嵌入聚酯組分2內(nèi)的嵌入物或芯。聚酯 組分2可以是構(gòu)成皮層的U形低熔點聚酯單絲。如后所述，該皮層 可以與該TPU芯組分3熔融粘結(jié)。在圖1A至圖1E所示的實施例中， 聚酯單絲2具有一個或多個U形溝槽4。然而，也可使用具有其他形 狀的溝槽，例如C-形。聚酯單絲2可以采取各種形狀和尺寸，包括 正方形、矩形、橢圓形或任何適合此目的的其它形狀。TPU組分3 機械地插入U形溝槽4內(nèi)。TPU組分3可以釆取各種形狀和尺寸。 例如，在圖1A和圖1D中，TPU組分3是圓形的，而在圖1B和圖 1C中TPU組分3則較扁且不太圓。
在圖2的流程圖中示出一種雙組分單絲及包括雙組分單絲的織 物的制造方法5。圖中，方格6例示這樣的步驟將低熔點聚酯(例 如用碳二亞胺穩(wěn)定)擠出，形成具有一個或多個沿著單絲長度方向延 伸的U形溝槽的單絲。下一個步驟7是在需要時，確保該擠出的聚酯單絲被適當(dāng)取向(拉伸)。步驟8為擠出TPU單絲纖維，不進(jìn)行 取向，從而TPU單絲具有可以插入聚酯組分的U形溝槽中的尺寸。 因此，如果采用一個以上的U形溝槽，該一個或多個TPU芯于是被 插進(jìn)低熔點聚酯單絲的溝槽內(nèi)(步驟9)。然后，如果沒有足夠的支 承力或磨擦力將TPU芯維持在溝槽中，則在必要時，雙組分單絲結(jié) 構(gòu)可穿過烘箱并局部受熱(步驟IO)，以在TPU芯和聚酯皮之間產(chǎn) 生粘結(jié)。如此形成的U形雙組分單絲纖維現(xiàn)在可被收集(步驟11)， 并最終織入工業(yè)織物或其它類似織物內(nèi)(步驟12)。
要注意的是，雙組分單絲織入織物中，使TPU組分位于單絲表 面之上并暴露于該織物的造紙面上。其優(yōu)點是，TPU可以提供改進(jìn) 的抓持性，在織物是造紙織物時，能增強對紙幅的約束和紙幅的引導(dǎo)。 特別是，在由此種單絲所制造的干燥織物中，雙組分單絲提供耐用性， 這種耐用性為具有涂料的織物所通常表現(xiàn)的類型，該涂料可從 Albany國際公司以商品名AERO GRIP的產(chǎn)品購得。
AEROGRIP涂覆產(chǎn)品及/或根據(jù)美國專利5，829,488所涂覆產(chǎn)品 所具有的更好的耐久性，由本發(fā)明實施例二進(jìn)一步說明，并例示于圖 3A至圖3B。在這一方面，某些原始概念是適用的。大體而言，應(yīng)注 意的是，造紙織物的涂料在織物使用期間經(jīng)受常規(guī)磨耗。此種磨耗的 機理之一是涂料逐漸從織物表面剝離。通過本發(fā)明的第二實施例，如 下所述，通過將涂料機械地固定于該織物而進(jìn)一步延長AEROGRIP 涂覆產(chǎn)品的使用壽命。此目的通過使用織入織物內(nèi)的異形單絲來實 現(xiàn)。更具體地說，該異形單絲包括沿著其長度延伸的空腔，該空腔為 施加至織物的涂料提供機械固定凹(mechanical anchor)。
圖3A為沒有涂料的異形單絲20實例的剖面圖，示出至少一個 空腔作為涂料的固定凹。在此例中，單絲20具有形成于其中的單個 空腔21。然而在單絲20中可以形成多個此種空腔21。在圖3A所示 的實例中，空腔21的底部23比其敞開的頂部24寬。然而，也可使 用具有其它形狀的空腔。圖3B為具有空腔21且同時其上施加有涂 料22的異形單絲20的剖面圖，例如AEROGRIP涂料。涂料22填充 空腔21，從而通過該空腔21的狹窄開口 24而使涂料鎖定入位?；蛘?，可用熔融粘結(jié)TPU嵌入物來填充該空腔。如此固定的涂料22由
于具有提高的抗剝離性，抵抗其從單絲20剝離，因而具有更長的使 用壽命。如圖3B所清楚示出的，涂料、TPU或其它材料位于單絲的 表面之上，因此在使用中，例如用于造紙過程中，會與制造的紙幅制 品相接觸。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，可以容易地對上述實施方案進(jìn)行多
種修改和改進(jìn)，或應(yīng)用于其它領(lǐng)域，而不偏離本發(fā)明的目的、精神和
范圍。所有這些改動均在本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)。例如，雖然本發(fā)明 的一些討論具體針對干燥織物，但其也可以應(yīng)用于造紙工業(yè)和其它工
業(yè)應(yīng)用中的施加有涂料的其它帶。此種應(yīng)用包括例如輸送帶及靴形 壓榨帶；由空氣穿透干燥(TAD)工藝生產(chǎn)的用于衛(wèi)生紙或紙巾商品
的帶/織物；以及需要在織物邊緣上設(shè)置抗磨耗或耐熱涂料或擠出物 的任何造紙或與造紙加工相關(guān)的織物/帶。同時，雖然本發(fā)明具體提
及AEROGRIP涂料，但本發(fā)明也可以采用工業(yè)應(yīng)用中通常使用且本 領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易知的其它涂料和浸漬劑。
權(quán)利要求
1.一種織物，包括多根雙組分單絲，所述雙組分單絲具有第一組分，所述第一組分具有至少一個縱向溝槽，該溝槽容納不同于所述第一組分的第二組分，與由常規(guī)單絲所構(gòu)成的織物相比，所述織物具有提高的抓持性，其中所述第二組分通過熱粘合或者機械固定方式而附著于所述第一組分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物，其中所述織物是成形織物、壓 搾織物、千燥織物、TAD織物、紙漿成形織物、淤漿過濾織物、化 學(xué)洗滌機織物、或工程織物、或靴形壓搾帶或輸送帶。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物，其中所述織物選自主要由機織 物、螺旋纏繞織物、針織物、擠出網(wǎng)眼織物、螺旋鏈結(jié)織物、螺旋巻 織物以及其它無紡織物所組成的組。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物，其中所述織物在造紙過程中具 有紙幅約束和紙幅引導(dǎo)性能。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物，其中所述第二組分暴露于所述 織物的紙幅側(cè)。
6. —種單絲，包括第一組分，所述第一組分具有至少一個縱向 溝槽，該溝槽容納不同于所述第一組分的第二組分，與常規(guī)單絲相比，. 所述單絲具有提高的抓持性，其中所述第二組分通過熱粘合或者機械固定方式附著于所述第一組分。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的單絲，其中所述第二組分機械地插入 所述第一組分的所述縱向溝槽中，以及與其粘結(jié)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的單絲，其中所述縱向溝槽是沿著所述第一組分的長度方向延伸的u-形槽。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的單絲，其中所述第一組分是低熔點聚酯。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的單絲，其中所述第二組分是熱塑性聚氨酯。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的單絲，其中所述第二組分與所述第一 組分熔融粘結(jié)。
12. —種雙組分絲的制造方法，該雙組分絲具有提高的抓持性，該方法包括以下步驟擠出低熔點聚酯單絲，該聚酯單絲具有一個或多個u-形溝槽，所述U-形溝槽沿著所述單絲的長度方向延伸； 在需要時，使擠出的單絲取向；將TPU單絲插入所述U-形溝槽中，以制造雙組分單絲；以及如果需要，加熱所述雙組分單絲，以使TPU與低熔點聚酯粘結(jié)。
13. —種制造包括雙組分絲的織物的方法，該方法包括以下步驟擠出低熔點聚酯單絲，該聚酯單絲具有一個或多個縱向溝槽， 所述縱向溝槽沿著所述單絲的長度方向延伸，以及所述縱向溝槽提供 各自的空腔；在需要時，使擠出的單絲取向；將TPU單絲插入所述溝槽中，以制造各雙組分單絲； 如果需要，加熱所述雙組分單絲，以使TPU與低熔點聚酯粘結(jié)；以及用所述雙組分單絲形成所述織物，與由非雙組分絲構(gòu)成的織物 相比，所述織物具有提高的紙幅約束和紙幅引導(dǎo)性能。
全文摘要
在一個實施例中，織物包括多根功能性單絲，單絲具有使施加于織物的涂料得以固定的形狀，以及所述織物具有提高的抗剝離性，所述剝離指涂料從織物剝離。第二實施例是包括多根雙組分單絲的織物，雙組分單絲具有第一組分，第一組分至少具有一個容納第二組分的容納之所，本發(fā)明的織物比由傳統(tǒng)單絲構(gòu)成的織物具有提高的抓持性。本發(fā)明還描述了用于制造該單絲和織物的方法。雙組分單絲。
文檔編號D21F1/00GK101408009SQ2008101809
公開日2009年4月15日 申請日期2003年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月30日
發(fā)明者達(dá)納·伊葛斯 申請人:阿爾巴尼國際公司