CN102209813A - 用于面巾纸、纸巾及非织造物生产的可透性带 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于制造有纹理的面巾纸或纸巾或非织造物的织物结构体，本结构体可透气以及可透水，包括具有图案的纸幅接触表面，图案包括一系列凸起的陆块区和对应凹部以及一系列通孔，陆块区和对应凹部适合于赋予面巾纸或纸巾或非织造物以纹理，而通孔适合于允许水和/或空气二者从织物表面通过而进入结构体以及/或者穿过结构体。

Description

用于面巾纸、纸巾及非织造物生产的可透性带
相关申请的交叉引用
本申请要求享受2008年9月11日提交的美国临时专利申请序号61/096,149的优先权，该专利申请的披露内容以引用方式并入本文。
技术领域
本发明涉及以带或套环形式的环形结构体，这种环形结构体适合于在面巾纸、纸巾或非织造物的生产中使用，更特别地，本发明涉及生产结构化或者有纹理的面巾纸、纸巾或非织造物。
本发明背景技术及相关技术讨论
造纸带在本领域是周知的。在造纸机中使用造纸带来脱水以及传送纤维素纤维。纤维素纤维成为初期纤维网，以及，经过干燥成为成品。
通常，造纸带不赋予在其上所制造纸以结构。“结构”指纸的基本重量(basis weight)和/或密度方面的变化，这种变化大于在普通造纸中由于普通改变诸如起皱所导致的变化。“结构”也可以指面巾纸或纸巾片中的纹理或图案。这种“结构化”面巾纸/纸巾片通常柔软并且蓬松而带有高吸收性。这种造纸带可以是空气穿透干燥(“TAD”)带或常规压榨织物、传送织物或成形织物。这种带包括表面图案形成构造，并且可以具有加强结构。与未结构化面巾纸/纸巾相比，结构化面巾纸及纸巾更柔软、吸收性更好，并且具有更低的基本重量。用于制造结构化面巾纸/纸巾的优选方法典型是空气穿透干燥法，此方法成本高并且能量消耗大。
使用可透性带给面巾纸或纸巾纸幅提供结构也是本领域周知的。美国专利No.6,743,339教导了使用光滑的不可透过带来制造面巾纸，该项专利的内容以引用方式并入本文。美国专利No.5,972,813、No.6,340,413、以及No.6,547,924分别教导了使用不可透过带给面巾纸或纸巾片提供纹理，上述各专利的全部内容以引用方式并入本文。这些专利说明不可透过带具有的测出气流量低于20cfm(立方英尺每分钟，半英寸水柱压力下穿过一平方英尺带的空气)。此外，美国专利No.5,972,813教导水不能穿过50微米尺寸或更大的“毛细管”。
带有纹理的可透性带的使用也是周知的。美国专利No.5,837,102教导了这样一种带通孔的带，该专利的全部内容以引用方式并入本文。然而，带表面上的微小纹理仅仅用于帮助进行纸幅分离。
过去这些年，已经开发了许多压榨机和装置(机器加工装置)，以某种方式来制造柔软、蓬松结构的面巾纸或纸巾。所有这些装置试图在结构化纸张的蓬松特性与成本和复杂性之间找到平衡。能量和纤维成本是两个主要驱动因素。建议使用不可透过带以降低能量消耗，原因考虑为使用可透过带并不会使纸张脱水最大化。
德国专利No.195 48 747披露了一种用于制造皱纹面巾纸的造纸机，该专利的全部内容以引用方式并入本文，该造纸机具有的压榨机包括靴型压榨辊、对置辊、以及真空辊，对置辊与真空辊形成第一压榨压区，以及，对置辊与靴型压榨辊形成第二加长压榨压区。压榨织物带着纸幅一起行进穿过两个压榨压区，然后，使纸幅向前到达杨克式烘缸，当压榨织物和纸幅行进绕过与杨克式烘缸形成非压缩压区的导纸辊时，将纸幅传送至杨克式烘缸。在第一压榨压区之前和之后，都布置有用于使压榨织物脱水的真空区，压榨压区之前的真空区位于真空辊内部，而压榨压区之后的真空区位于侧面回路(side loop)中，在侧面回路中压榨织物独自行进以在第二压榨压区的入口处再次与纸幅会合。由于纸幅在到达杨克式烘缸之前因湿的压榨织物而再次湿润，这种造纸机存在使用不便之处。
美国专利No.5,393,384(“’384专利”)披露了一种用于制造面巾纸幅的造纸机，该专利的全部内容以引用方式并入本文，在根据’384专利中图6的实施例中，造纸机包括不可压缩的不透水带，该不透水带的底面引导纸幅通过靴型压榨压区，并且经由与杨克式烘缸形成压区的导纸辊将纸幅从该处引导至杨克式烘缸。这种不透水带具有光滑的纸幅载运面，随着带连同压榨织物(压榨织物具有与纸幅相接触的非光滑表面)一起穿过压榨压区，在光滑纸幅载运面上形成粘附性水膜。杨克式烘缸具有光滑表面。由于杨克式烘缸和不可透过带二者都具有用来与纸幅接触的光滑表面，存在的风险是：在经过与杨克式烘缸相邻的压区之后，纸幅可能继续粘附于不可透过带的光滑表面，而没有如期望的那样被传送到干燥器烘缸的光滑表面。即使向干燥器烘缸的周面施加大量粘附剂，也不能保证纸幅粘附于杨克式烘缸。
本领域周知非织造产品的生产。这种产品由纤维直接制成，而不用传统的纺织方法诸如织造或针织操作。取而代之的是，可以通过非织造制造方法，诸如气流成网、干法成网、以及梳理成网(carding)、或者这些工艺的某些组合，铺设纤维而形成一体式非织造网，制造非织造产品。
也可以通过气流成网、或梳理成网操作来制造非织造产品，其中，在沉积纤维网之后，通过针刺或水刺(水力缠结)对纤维网进行加固或处理，使其成为非织造产品。在水刺工艺中，高压水射流竖直向下作用在纤维网上，以使纤维相互缠结。在针刺工艺中，通过使用往复式刺针床而机械方式实现缠结，在刺针进入冲程期间，刺针强制纤维网表面的纤维进一步进入网中。
目前，有一种用于生产非织造物的装置，非织造物例如由长丝或纤维(其通常由热塑性树脂制成)形成的纺粘纤维网、结构体或物品。美国专利No.5,814,349中披露了这种装置，该项专利的披露内容以引用的方式并入本文。这种装置通常包括：喷丝板，其用于生产丝帘；以及，工序鼓风机，用于向丝帘吹送处理空气，以使丝帘冷却而形成热塑性长丝。然后，通常用处理空气以空气动力学方式拖拽热塑性长丝，对热塑性长丝进行空气动力学拉伸，接着，热塑性长丝在通过扩散器之后沉积在用于连续循环的带或帘(可透水织物)上，带或帘用于收集缠结的长丝并在其上形成纤维网。然后，传送这样形成的纤维网、结构体或物品，并且对其进行进一步加工。
在用于制造非织造材料的熔喷工艺中，将热塑性聚合物放置在挤出机中，然后使其通过每英寸模头宽度含有大约20个至40个小喷丝孔的直线状模头(linear die)。热气的会聚流使挤出的聚合物束流快速变细而形成固化长丝。随后，用高速空气将固化长丝吹到凝网帘上，或者吹到织造或非织造材料的其他层上，从而形成熔喷纤维网。
纺粘和熔喷工艺在应用中可以进行组合，诸如纺粘-熔喷-纺粘(“SMS”)。在SMS中，在带或输送带上形成第一层纺粘材料。带通常具有均匀的表面图案和透气性，以在纺粘工序期间适当地形成纤维网。使纺粘材料沉积在位于铺设成形区域的带上，从而在第一纺粘机身最大宽度(first spunbond beam)形成纤维网。
压力压区或者诸如利用热气刀的系统可以帮助提高作用在纤维网上的预粘合压力和/或温度。为了帮助将热塑性纤维拖拉到成形带上，在带的下方布置向带施加抽吸作用的真空箱。由与适当大小的真空泵相连接的真空箱，向系统提供纺粘加工所需的气流。
也可以使用气流成网工艺形成非织造纤维网。气流成网工艺以原纤分离系统开始，以便开松短纤浆。也可以使用常规的成纤器或其他开松装置来形成离散纤维。然后，可以将吸收性材料颗粒(例如，超级吸收粉末)、磨料或其他材料与纤维进行混合。然后，使混合物悬浮在成形系统内的气流中，并且沉积至移动的成形带或转动的多孔滚筒上，多孔滚筒的外周可以是金属套或聚合物套。然后，可以通过施加乳胶粘合剂并进行干燥、或者通过热粘合，使随机取向的空气成形纤维结合。
所有这些工艺可以使用带或套环，带或套环可以赋予生产的非织造幅片以纹理、或者给所生产的非织造片提供纹理。这些带可透过空气和水。然而，所使用的带以形成一定图案的聚合物纱线织造基体制成。
非织造产品通常由通过纤维相互作用而锁定就位以提供强凝聚结构的纤维构成，需要或者无需化学粘合剂或进行长丝熔融。产品可以具有缠结纤维区和互连纤维的重复图案，缠结纤维区的表面密度(每单位面积重量)高于产品的平均表面密度，以及，互连纤维在密集缠结区之间延伸并且相互无规则缠结。由于非织造物在经过机器时其支撑在织造带上，通过在相邻缠结区之间延伸的纤维，使已定位缠结区互连，从而形成表面密度低于相邻高密度区的较低表面密度区。基本没有纤维的小孔图案可以形成在密集缠结区和互连纤维内或形成在二者之间。在有些产品中，密集缠结区布置成规则图案，并且由纤维的有序群进行连接，以提供外观与常规织造织物外观相类似的非织造产品，但在此非织造产品中，纤维从缠结区到缠结区无规则行进在该产品中。有序群的纤维可以相对于彼此大致平行布置或无规则布置。实施例包括具有复杂纤维结构体的非织造产品，缠结纤维区由位于非织造物不同厚度区域中的有序纤维群互连，这特别适合于用于衣料(包括妇孺衣料和西服料)以及工业产品诸如抹布。然而，任何这种纹理或密度变化都是由下述因素导致的：织造结构体的织造图案自身，后续加工诸如使用机械加工辊和压力的压花，或者，工艺自身(水力缠结引起纤维重新取向和缠结差异)。
发明内容
本发明披露了一种用来制造有纹理的面巾纸或纸巾或非织造物的织物结构体，本发明的结构体可透气、或可透水、或既可透气也可透水。
此外，本结构体具有包括一系列凸起陆块区和对应凹部的纸幅接触表面图案，其赋予面巾纸或纸巾片或非织造产品以纹理。
本发明的另一方面是该结构体具有孔隙诸如通孔，以允许水、或空气、或水和空气二者通过。
本发明的另一方面是孔隙以特定图案布置在该结构体中。
本发明披露了一种用来制造有纹理的面巾纸或纸巾或非织造物的织物结构体，本结构体可透过空气和水，包括：具有图案的纸幅接触表面，该图案包括适合于赋予面巾纸或纸巾或非织造物以纹理的一系列凸起的陆块区和对应的凹部；以及一系列通孔，其适合于允许水和空气二者从织物表面通过而进入表面，孔隙有效直径大于50微米。
与不可透过带相比，本发明具有多种优点，特别地，本发明的织物结构体提供增强的脱水性能。进一步，与光滑平坦的不可透过带相比，孔实际上能帮助使最终产品(面巾纸、纸巾或非织造物)具有纹理。此外，陆块区/凹部/孔隙的特定图案能帮助将纸幅传送到杨克式烘缸并因此均匀地起皱。与织造多孔结构体或常规压榨织物相比，本织物结构体导致最少的纸幅再湿润。
下面，参照附图更完整具体地描述本发明。
附图说明
图1是可以用来生产面巾纸或纸巾的机器的图。
图2是织造基体的图，示出纱线上下相互交织时所得到的陆块和凹部的图案。
图3是示出织物结构体表面的图，其中将凹部刻挖进入织物、套环或带的膜或涂层中。
图4是结构体表面的俯视图，该结构体表面是膜或者涂层，暗区是刻挖的凹部，亮区是凸起的陆块区，而圆形代表通孔或孔。
图5是示出多层织造基体实施例的剖视图，其涂层或层合膜表面带有纹理表面。涂层/膜稍稍进入具有阻挡层的织造结构体，通孔诸如透孔图示为穿过不可透过膜/涂层进入允许空气和/或水通过的松散织物结构体。
图6A至图6E是通过刻挖或者切割形成的陆块区和对应凹部的图案，图6D示出陆块区中的孔隙(透孔)。
图7是带的照片，其涂层刻挖成十字交叉图案，成对的孔隙位于在特定部位交叉的凹进/凹部中。按这种方式，使孔隙取向成大致沿着机器纵向(MD)线。随着流体(空气或水或二者)从有纹理的表面通过孔穿过结构体的其余部分，使已定位纤维重新取向，从而，孔的布置还在一定程度上有助于所得到的面巾纸、纸巾或非织造物的纹理。
图8A至图8C示出陆块和凹部的不同图案，其中透孔以期望图案贯穿某些陆块。
图9A至图9G示出构造为输送带的织物结构体，其可在面巾纸、纸巾及非织造物制造工艺中使用。
图10A至图10C示出带有枝化孔隙结构的织物结构体。
图11示出织物结构体的顶面或纸张侧面图，织物结构体包括可透性聚合物膜，该膜包括具有预定深度及形状的规定凹穴图案。
具体实施方式
下面，参照示出本发明优选实施例的附图，对本发明进行更全面的描述。然而，本发明可以实施为多种不同形式，而不应当推断为仅仅局限于本文所给出的实施例。确切地说，提供这些例示实施例是为了使得本文披露清楚完整，以及，能够使本领域技术人员了解本发明的范围。
尽管关于应用范围本文讨论了在非织造物和面巾纸或纸巾二者的生产中使用带或套环结构体，但大部分讨论集中于面巾纸/纸巾。
尽管使用了术语“织物”和“织物结构体”，但织物、带、输送带以及织物结构体可替换使用来描述本文所描述的结构体。
图1是可以用来制造面巾纸或纸巾的机器的图，示出三种织物：成形织物1、压榨织物2、以及传送织物3。本发明的织物结构体可以用作这些织物1、2、3的任何一种。也就是说，织物结构体可以适合于在赋予面巾纸或纸巾产品以纹理(例如，凹部)的机器中使用。
随着面巾纸/纸巾片输送穿过该机器，其经过多个压榨压区A、B、C，在压榨压区处使纸幅脱水，以及，由于织物结构体1、2、或3上的构形表面图案，在织物结构体和纸幅一起经过的任一压榨压区A、B、C中，织物结构体赋予面巾纸/纸巾片以预定的纹理。
织物结构体可以用来制造有纹理的面巾纸、纸巾、或非织造物，本结构体可透过空气和水。本结构体包括具有图案的纸幅接触表面，该图案包括一系列凸起的陆块区和凹部，陆块区和凹部适合于赋予面巾纸、纸巾或非织造物以纹理。织物结构体可以包括支撑基体，支撑基体可以由任何一种或多种纺织材料构造体而成，即，包括任何一种织造或非织造支撑基体(即：基底织物)，诸如：织造纱线、非织造物、纱线阵列、螺旋链接物、针织物、编织物；任何一种以上所列形式的螺旋缠绕条带、独立环、以及其他挤出元件形式。例如，纺织材料可以由聚合物、金属、或者聚合物与金属的组合制成，聚合物诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺(PA)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。
在另一示例中，图2是示出一种织造基体实施例的图，示出由MD纱线形成的陆块22与形成在陆块之间的凹部23的图案，通过纱线上下相互交织而得到陆块。这种基体可以采用许多织造形式，例如，长经结节上织(up weave)或者长经结节下织(down weave)。这种织造的示例在美国专利No.6,769,535中可以找到，该专利的全部内容以引用方式并入本文。还可以使整个织物结构体或仅仅使支撑基体适合于包括抗静电特性，因为在经由“干法”工艺诸如熔喷工艺生产非织造物的过程中抗静电或静电耗散特性是重要因素。
图3图示织物结构体表面的另一实施例，其中结合有孔隙。如图所示，凹部是刻入表面材料中的沟槽35，表面材料诸如织物、套环或带的膜或涂层。表面材料可以是由液体或熔融粉末所形成的涂层，也可以是层合膜、或者熔融纤维，以及，可以通过使用例如液体(水状或高固含量)、凝结材料、熔融颗粒聚合物、或者发泡体材料形成。例如，涂层可以是聚氨酯、丙烯酸、硅树脂，或者含有碳氟化合物的涂料，其中用聚合物纤维或纤维素纤维进行加强，或者用任意大小的无机颗粒(例如，纳米颗粒)进行填充。颗粒可以例如适合于为织物结构体提供改进的纸幅分离性能、耐磨性、或抗污性。
织物结构体可透过空气和水，并且包括一系列孔隙诸如孔，其适合于允许水和/或空气从织物表面进入结构体并且穿过结构体，孔隙的有效直径大于50微米。优选地，孔的有效直径大于0.2毫米。尽管将孔隙描述成孔，但在本文讨论时，孔隙包括许多构造。孔可以设计成允许水和/或空气通过表面，并进入结构体进而穿过结构体。孔可以是相同尺寸或不同尺寸。此外，孔可以构造成使其仅位于凹部中(例如，参见图4)。然而，织物结构体也可以设计成，使得孔仅位于陆块区中，或者使得孔位于陆块区和凹部二者中。在孔位于陆块区和凹部二者中的情况下，孔可以设计成使得陆块区中的孔与凹部中的孔具有不同尺寸。例如，陆块区中的孔可以大于凹部中的孔，或者，陆块区中的孔可以小于凹部中的孔。在另一示例中，孔尺寸可以为，使得孔在孔的表面处小于孔的内部或底部处。另一方面，在孔表面处的孔尺寸可以大于在孔的内部或底部处的孔尺寸。孔形状上还可以是筒状。织物结构体还可以设计成使得孔处在所有陆块区中。织物结构体还可以设计成使得孔处在所有凹部区中。孔可以由许多方法形成，包括机械冲孔或激光穿孔。织物结构体也可以设计成使得涂层/膜表面具有挠性并且在Z方向(即：贯穿厚度方向)可压缩，但也能回复(回弹)。
在一种实施方式中，织物结构体所包括的表面图案具有复合纹理。复合纹理可以包括第一纹理，第一纹理由表面材料中所形成的陆块区和对应凹部形成。可以通过对表面材料诸如树脂涂层、膜或发泡体进行例如切割、压花、刻挖、或者激光刻挖，形成凹部。可以由基体纺织材料和基体纺织材料的间隙，形成第二纹理。纺织材料的构造可以是：织造纱线、非织造物、MD纱线阵列、CD纱线阵列、螺旋链接物、独立环、挤出元件、针织物、或编织物。例如，在纺织材料由纱线织成或者由互相连接的螺旋链接物形成的情况下，第二纹理可以由基体的纱线或螺旋链接物以及纱线或螺旋链接物之间的间隙形成。这里所讨论的表面材料包括涂层、膜、熔融纤维、熔融颗粒、或者发泡体。表面材料可以具有足够的柔韧性，使得例如，如果将该表面材料施加至织造基体，该表面材料能够顺应基体包括结节在内的形状，以产生有纹理表面。在膜作为表面材料施加至基体时的情况下，膜具备足够的挠性(例如，聚氨酯膜)，受热时膜顺应基体的形状。例如，如果基体是织造的，膜会顺应织造图案、结节及所有一切。然而，如果膜是刚性的(例如，MYLAR
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)，膜不会顺应基体的表面，而是平铺在任何较高点上(例如，织造基体情况下的结节)，以产生随后再使其具有纹理的平坦表面。在织物结构体中，孔可以仅处在一纹理的陆块区中，或者，孔可以处在两纹理的陆块区中。此外，孔可以仅处在一纹理的凹部中，或者处在两纹理的凹部中。在又一种变化中，孔可以处在一纹理的陆块区中以及另一纹理的凹部中。
图4是织物结构体表面的俯视图，织物结构体的表面可以是膜或涂层。暗区是刻出的凹部44，亮区是凸起的陆块42，而圆形代表孔隙或孔46。在图中，孔46构造成使其仅处在凹部44中。如图4所示，表面图案可以是一致并且可重复的。表面图案的陆块区42是连续的，但是图案也可以设计成使得陆块区是离散岛。凹部44图示为离散凹部44，然而，凹部也可以设计成连续的。凹部可以由许多方式形成，包括压花、切割、刻挖、或者激光刻挖。应当注意到，尽管图中示出了陆块区和凹部，但是显然，在本实施例以及本文所描述的其他实施例中，陆块区和凹部可以颠倒，陆块区采用凹部的形状，反之亦然。
俯视时，岛(其为凹部或陆块区)的表面图案形状可以是许多形状，包括圆形、椭圆形、方形、矩形、梯形、五边形、六边形、菱形、截头锥形、三角形或其他多边形。连续的陆块区或凹部可以为：关于机器纵向(“MD”)为直线状，关于机器横向(“CD”)为直线状；与MD或CD成一定角度、或者与MD或CD成一定角度(对每一组)的两个不同组。连续的陆块或连续的凹部可以是曲线状或直线状。此外，在同一织物结构体上，连续的陆块区或连续的凹部可以是曲线状和直线状两种，以及，连续区可以具有曲线状部分和直线状部分。岛状陆块区和连续陆块区的剖面形状可以采用多种形状，包括多边形或适合于此目的的其他形状。剖面一般指沿着织物轴向方式观察。如图4所示，离散的凹部44和连续的陆块区42关于MD为直线状。尽管凹部和陆块区的形状图示为矩形，但凹部和陆块区可以采用许多形状，包括在面巾纸、纸巾或非织造物中形成专用标记的形状。
因此，本结构体的表面能以许多方式形成，包括：在生产该结构体时，或者，在另一时段例如后续(例如用激光)对织物结构体的纸幅或纤维网接触表面或侧面进行刻挖时，直接成型该结构体表面；或者，通过精确树脂沉积来形成结构体表面，如美国专利7,005,044、7,008,513、7,014,735、7,022,208、7,144,479、7,166,196以及7,169,265中所提出的；或者，通过挤出来形成结构体表面，如美国专利6,358,594中所披露的，这些专利的全部内容以引用方式并入本文。在使用织物结构体，举例来说，在制造面巾纸、纸巾或非织造物的情况下，该图案预期能够优化纸幅松厚度和纹理与机器运转性能。
图5是示出多层织造基体53的实施例的剖视图，其有表面材料52诸如涂层或层合膜表面。涂层或膜可以适合于具有足够的刚性，以驻留在织物结构体中所包括结节的表面上。图5示出织造基体53，其包括MD纱线54和CD纱线55，但不包括针刺进入基底织物的毛毡纤维。如图5所示，涂层/膜52稍稍进入具有阻挡层58的织造结构体53。表面材料52诸如涂层也可以是多孔材料或多孔发泡体，以及，织物结构体50可以设计成除孔56之外不可透过空气或水。孔或孔隙56图示为穿过不可透过膜/涂层52，进入允许空气或水或二者透过的松散织造结构体53。
表面材料可包括高固含量的耐久材料，诸如聚氨酯、丙烯酸、硅树脂，或者含有碳氟化合物的涂料，各自可以用聚合物纤维或纤维素纤维进行加强，或用任意大小的无机颗粒(例如，纳米颗粒)进行填充。颗粒可以例如适合于为织物结构体提供改进的纸幅分离性能、耐磨性、或抗污性。从而，得到的经涂覆织物在表面上包括固态涂层。虽然涂层没有穿透支撑基体，但赋予复合结构体以不可透过性。然后，可以对经涂覆织物进行磨光或表面增强，以得到光滑表面。接着，可以通过例如激光冲孔得到孔的方式，在织物结构体中形成孔。激光冲孔可以构造成，使得孔仅穿透涂层，但不穿透支撑基体的元件(例如，纱线)。然后，可以对表面进行刻挖，以赋予期望的纹理，以及，所得到的织物结构体是在涂层中带有透孔且有纹理的经涂覆织物。从而，所得到的织物表面耐用，并且可透气、或可透水、或既可透气也可透水。
无论哪种情况，表面材料可以覆盖任何纺织材料的支撑基体，纺织材料包括织造和非织造的基底织物两种，其带有针刺到基底结构的纤维毛毡。例如，在织物结构体的涂覆表面下，织物结构体可以包括一纤维毛毡层。毛毡层能适合于允许表面材料进入纤维毛毡层以及/或者至少部分进入基体。
图6A至图6E是通过例如刻挖或切割形成的陆块区和对应凹部的图案，图中的阴影区代表陆块区62。图6D示出陆块区中的孔隙或孔66。表面图案可以适合于为一致并且可重复的、不一致并且可重复、以及不一致并且无规则的。如前文所述(即：关于图4所述)，表面图案的陆块区62包括离散岛62或连续区(未示出)，以及，凹部64可以包括离散岛(未示出)或连续区64。岛的形状可以是圆形、椭圆形、方形、矩形、梯形、五边形、六边形、菱形、截头锥形、三角形、或其他多边形形状。在图6A中，图案每平方厘米具有大约三个陆块区62。在图6B和图6D中，图案包括大约2.0mm×1.0mm的矩形离散陆块区62、以及使离散陆块区62的定向列63a、63b以大约1.0mm分开的连续凹部64。陆块区62的交替列63a被大约1.0mm的凹部64a分开。
在图6C中，图案包括大约0.5mm×1.0mm的矩形离散陆块区62、以及将离散陆块区的定向列63a、63以大约0.5mm分开的连续凹部64a。陆块区62的交替列63a被大约0.5mm的凹部64a分开。图6E示出一种图案，其包括斜向交叉图案的连续陆块区62与离散的方形或菱形凹部64，凹部和陆块区各自为大约1mm宽，以及，离散的凹部64为大约1.0mm2。
图7是带有涂层的带70的图，涂层已刻挖出十字交叉图案。如图所示，成对的孔隙76位于在预定部位处交叉的凹进71中。按这种方式，孔隙76取向为沿大致MD线。随着流体(空气或水或二者)从有纹理表面介由孔隙76流过结构体的其余部分，使已定位纤维重新取向，从而，布置孔隙76还有助于所得面巾纸、纸巾或非织造物的纹理。
图8A至图8C示出陆块82和凹部84的不同图案，带有以期望图案贯穿有些陆块的通孔86。连续的陆块82或凹部84可以为：关于MD为直线状，关于CD为直线状；与MD或CD成一定角度，或者与MD或CD成一定角度的两个不同组。两组的角度可以是相同角度或不同角度。连续的陆块82或凹部84可以是曲线状或直线状。此外，连续的陆块82或凹部84可以是曲线状和直线状两种；或者，连续的陆块82或凹部84可以具有曲线状部分和直线状部分。凹部可以通过压花、切割、刻挖、或激光刻挖中的任一种方式形成。如图8A所示的图案为：每平方厘米具有大约四个孔86，孔位于CD和MD方向中每三个图案处，而在图8B中，每平方厘米具有大约七个孔86，孔位于CD方向中每两个图案以及在MD方向中每两个图案处，以及，图8C示出每平方厘米大约十二个孔86。在图8A至图8C各图中，孔隙86示为处在陆块区82中，陆块区82是离散岛并且为矩形。
在又一实施例中，织物结构体可以包括涂覆有树脂或多孔发泡体的织物基体；以及，织物基体由纺织材料结构体形成，纺织材料结构体可以是以下任意一种：纱线织造织物、MD纱线阵列；CD纱线阵列；MD纱线阵列和CD纱线阵列二者、螺旋链接物基底；多个独立环；其他挤出成形元件；针织基底；或者编织基底。陆块区和凹部可以由构成基体的纺织材料和纺织材料的间隙形成。例如，陆块区和凹部可以由构成基体的纱线或互相连接的螺旋链接物以及纱线或螺旋链接物之间的间隙形成。陆块区可以共有几何特性。例如，陆块区可以成形为大致相同的或不同的。陆块区也可以为高度大约相同或高度不同的。陆块区在几何特性方面也可以不同。这同样应用于前文所给出的其他实施例。此外，孔可以构造成使其仅处在陆块区中、并且延伸穿过形成陆块区的下层纺织材料。孔还可以设计成使其仅处在由纺织材料所形成陆块区之间的凹部(即：间隙)中。孔还可以处在纺织材料的纱线或元件之间的陆块区和凹部二者中。
如图9A至图9G所示，在又一实施例中，本织物结构体可以在面巾纸、纸巾或非织造物制造工艺中使用。然而，已经发现，本实施例在水刺非织造工艺中使用时尤其有利。在这种实施例中，本织物结构体可以适合于形成在上述应用中使用的透气输送带。输送带可以由挤出膜或层合膜91制成，膜91中形成有规定的孔96，以达到期望的透气性。这些孔96可以具有从大约0.2mm至大约5.0mm的不同直径，以及，孔96可以构造成相对于输送带表面所在平面成不同角度。孔96的形状可以是圆形、方形、椭圆形、或任何给定形状如星形。
如图9A所示，孔96在输送带表面的位置可以均匀分布或无规则分布。取决于例如所要生产的非织造物的要求，孔96也可以分布成在输送带的给定区域内具有特定密度，或者在整个表面上均匀地分布。孔隙96还可以采用线的形式，将线切割或者刻挖进入输送带以便产生例如专用标记。输送带可以用一层或者多层聚合物膜91a、91b制成，带有或者不带有纤维加强材料(织造或非织造)。织物结构体也可以制成为多层(夹层)部件，织造层或者非织造层层压在多个聚合物膜之间，本文所描述的任一种基体都可以为这种情况。此加强形式可以提高织物结构的机械稳定性。
输送带的表面可以进行刻挖，以产生构形诸如蜂窝或其他图案，或者，可以对输送带的表面进一步进行处理用于特定应用诸如静电耗散、或者防污。输送带的表面也可以进行开槽以产生用于形成不同图案的构形。本织物结构体还可以制成为安装到鼓上的套环(可收缩套环)，或者制成为环形或可缝合的织物结构体。
如图9F所示，与标准织造带相比较，使用这类输送带允许在将其用于水射流工艺(水力缠结)中时获得更好的能量反射。本结构体得到例如改进的纤维缠结，以及，避免例如纤维穿透而缠在织造结构的间隙或纱线交叉处中。这种更好的纤维缠结以及减少的纤维残留的结果是，例如，更好的非织造产品分离性能，或者，非织造产品从这一输送带更好地传送至工序中下一位置。
如图9G所示，本织物结构体的机器侧面也可以形成有表面构形、沟槽、或者附加的单丝93，以便在湿法加工的情况下产生更高的排水性能；或者在干法加工的情况下产生空气动力学效应。
基体自身，如果有的话，还可以具有抗静电或静电耗散性能。
在另一实施例中披露的是这样一种织物结构体，其可以具有也可以不具有基底支撑基体，但包括纸幅接触表面，该纸幅接触表面具有一系列的陆块区和凹部、以及枝化孔隙结构，这些都适合于使面巾纸、纸巾或非织造物具有纹理。陆块区和凹部可以根据本文所披露的方法和结构形成。图10A至图10C示出带有枝化孔隙或开口的织物结构体10的表面和该表面的横截面，枝化孔隙或开口在纤维网接触侧面12上包括多个小孔10a、10b、10c、10d，小孔10a、10b、10c、10d倾斜以在该表面的相反侧面14处汇合成大孔隙10e。可以预期，例如，在造纸机的成形部中，这种有纹理的可透过结构体能够取代织造结构体。这种结构体还允许织物结构体中有大量小孔，同时，还允许织物结构体在具有较低机器纵向MD长期伸长率的同时允许较高的机器横向CD抗弯硬挺度。这种结构体还可以适合于，例如，能够允许织物结构体中的孔直径小于基体厚度，而不会由于污物而导致例如孔阻塞孔。
带有上述枝化孔结构表面的织物结构体也可预期用于TAD或其他面巾纸或纸巾或非织造应用。例如，纸侧面上的粗糙结构和相反机器侧面上的较小孔能将布置在织物结构体上的纤维例如捕获、成形、和/或取向，以形成期望图案，并得到具有高松厚度的面巾纸、纸巾或非织造物。
孔隙可以是直的(筒状)或锥形。例如，可以设计具有不同图案的锥形孔，使得这些孔在一个侧面诸如纤维网或纸幅侧面上较大并且适当分布，而在相反的机器侧面上的孔可以大致沿MD排列，从而，提供例如增强的排水性能。
此枝化孔隙可以形成在如图所示的结构体中，或者形成在层合基体中。可以通过许多穿孔方法或这些方法的组合来形成孔隙，包括激光打孔、机械冲孔、以及压花(例如，加热或者超声波)。例如，可以通过激光打孔与压花相组合的方式来形成孔隙。如图10C所示，四个第一侧面孔隙10a、10b、10c、10d汇合成一个第二侧面孔隙10e，然而，可以预期，在织物结构体的任一侧面可以采用任意数量的枝化孔隙及组合。
在另一实施例中披露的织物结构体包括这样的纸幅接触侧面，该纸幅接触侧面具有的图案包括陆块区和凹部，适合于赋予面巾纸、纸巾或非织造物以纹理。图11示出织物结构体表面110的顶面视图或纸幅侧面视图，织物结构体表面110包括可透过性聚合物膜或涂层，其包括预定深度及形状的规定凹穴图案。可将凹穴图案激光蚀刻、刻痕、刻挖、或者压花进入表面。织物结构体具有连续的陆块区112和离散的凹部114，藉此，增加的深度用更暗阴影示出。在高于暗阴影凹部114的平面中，陆块区112形成六边形矩阵或网格。凹部114可以形成于织物结构体的表面中，使凹部114具有预定形状，图示为六边形114。随着阴影变暗表示凹部114的深度增加。孔隙106分布在表面上，使织物结构体具有可透过性。
伴随激光打孔使表面具有纹理，得到具有各种形状凹穴容积的表面。藉此，例如，当在TAD造纸机的成形部或TAD部中使用时，凹穴可提供这样的表面，在该表面上成形或传送纤垫(面巾纸或纸巾片)时，纤垫会获得有图案织物结构体的镜像形式，从而，使纤垫形成的纸(例如，面巾纸或纸巾)蓬松。
凹部114可以形成任意预定图案。凹部114还可以采用任何形状，诸如，菱形、无规则形状、蝶形、猫爪、其他动物状、专用标记等。以及，凹部114还可以具有任意预定深度。凹部114可以提供用于纤垫随形的区域，因此，在织物结构体110上所生产的面巾纸/纸巾或非织造物中，形成附加的Z方向厚度(松厚度)，以及形成特定图案。注意，如前文所述，通常造纸带不赋予其上所制造纸张以结构。“结构(structure)”导致纸的基本重量(basic weight)和/或密度发生变化，这种变化大于在普通造纸中因普通更改诸如起皱而导致的变化。然而，“结构”也可以指面巾纸或纸巾片中的纹理或图案。这种“结构化”面巾纸/纸巾片通常柔软并且蓬松而带有高吸收性。这种造纸带可以是TAD带或常规压榨织物、传送织物、或成形织物。这种带包含表面图案形成构造，并且可以具有加强结构体。与未结构化面巾纸/纸巾相比，结构化面巾纸及纸巾可以更柔软、吸收性更好，并且具有较低的基本重量。
应当注意到的是，虽然所有上述实施例提及纹理遍及织物表面，但取决于应用，纹理可只覆盖织物表面的一部分或多个部分。
对于本领域技术人员而言，可以容易地对上述实施方案进行多种修改和改进，但并不会使如此修改的本发明超出本发明权利要求所限定的范围。

Claims (63)

1.一种织物结构体，其用于制造有纹理面巾纸或纸巾或非织造物，所述结构体可透气和/或可透水，所述结构体包括：
具有图案的纸幅接触表面，所述图案包括一系列凸起的陆块区和凹部，其适合于赋予所述面巾纸或纸巾或非织造物以纹理，以及
一系列孔隙，其适合于允许空气和/或水从织物表面通过而进入所述结构体以及/或者穿过所述结构体，所述孔隙的有效直径大于50微米。
2.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述孔隙仅在所述陆块区内。
3.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述孔隙仅在所述凹部内。
4.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，在所述陆块区和所述凹部都有所述孔隙。
5.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述陆块区中孔隙的尺寸不同于所述凹部中孔隙的尺寸。
6.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述陆块区中的孔隙大于所述凹部中的孔隙。
7.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述陆块区中的孔隙小于所述凹部中的孔隙。
8.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述孔隙具有相同尺寸。
9.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述孔隙的尺寸在所述孔隙的表面处小于所述孔隙的内部或底部处。
10.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述尺寸在所述孔隙的表面处大于所述孔隙的内部和底部处。
11.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述孔隙是筒状。
12.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述孔隙以包括机械冲孔或激光穿孔等方式形成。
13.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述表面具有挠性并且在Z方向可压缩，以及，所述表面适合于回弹。
14.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述表面包含表面材料，所述材料选自由涂层、层合膜、熔融纤维或发泡体组成的组。
15.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述结构体具有支撑基体，以及，所述基体由纺织材料构成，所述纺织材料可以选自基本由以下材料组成的组：织造纱线；非织造物、纱线阵列、螺旋链接物、针织物、编织物；螺旋缠绕条带、一连串独立的环、以及挤出元件形式，或上列形式的一种或多种的任意组合。
16.根据权利要求15所述的织物结构体，其中，所述纺织材料的成分选自聚合物和金属的组；以及，
其中，所述聚合物选自基本由PET、PA、PE、PP、PPS、PEEK和PEN组成的组。
17.根据权利要求14所述的织物结构体，其中，所述涂层选自基本由丙烯酸、硅树脂、含有碳氟化合物的涂料、聚氨酯组成的组，上述各种涂层材料可以用聚合物纤维或纤维素纤维进行加强，或者用无机颗粒填充，其中，所述颗粒适合于给所述结构体提供改进的纸幅分离性能、耐磨性、或抗污性。
18.根据权利要求17所述的织物结构体，其中，所述涂层适合为多孔的或者多孔发泡体，以及，除所述孔隙之外，所述织物结构体不透气或不透水。
19.根据权利要求14所述的织物结构体，其中，所述表面材料是膜，所述膜适合于具有足够的刚性，以在所述织物结构体上形成平坦表面。
20.根据权利要求15所述的织物结构体，进一步包括表面材料，所述表面材料选自由涂层、层合膜、熔融纤维或发泡体组成的组，并且适合于具有足够的柔韧性，以顺应所述织物结构体的基体。
21.根据权利要求14所述的织物结构体，其中，所述织物结构体进一步包括：
毛毡纤维层，其位于所述织物结构体的表面下方，其中，所述毛毡纤维层适合于允许所述表面材料进入所述毛毡纤维层和/或进入所述基体的至少一部分。
22.根据权利要求14所述的织物结构体，其中，所述织物结构体进一步包括：
阻挡层，其适合于控制表面材料进入的深度。
23.根据权利要求14所述的织物结构体，其中，所述表面材料是涂层，并且包括成形材料，所述成形材料选自基本由液体(水性或高固含量)、凝结材料、熔融颗粒聚合物、或发泡体组成的组。
24.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述表面图案适合于为相同并且可重复。
25.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述表面图案适合于为不一致并且可重复的。
26.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述表面图案适合于为不一致并且无规则的。
27.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述表面图案的陆块区包括离散岛或连续区。
28.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述表面图案包括离散凹部或连续区。
29.根据权利要求27或权利要求28所述的织物结构体，其中，所述岛或离散凹部的形状选自基本由圆形、椭圆形、方形、矩形、梯形、五边形、六边形、菱形、截头锥形、三角形和多边形组成的组。
30.根据权利要求27所述的织物结构体，其中，所述岛或连续区的剖面形状是多边形。
31.根据权利要求27或权利要求28所述的织物结构体，其中，连续的陆块或凹部可以为：关于机器纵向(“MD”)为直线状，关于机器横向(“CD”)为直线状；与所述MD或CD成一定角度，或者与所述MD或CD成一定角度的两个不同组。
32.根据权利要求31所述的织物结构体，其中，所述两组的角度是相同的或不同的。
33.根据权利要求27或权利要求28所述的织物结构体，其中，连续的陆块或凹部是曲线状或直线状。
34.根据权利要求27或权利要求28所述的织物结构体，其中，连续的陆块或凹部是曲线状和直线状两种；或者，连续的陆块或凹部具有曲线状部分和直线状部分。
35.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述凹部的形成方法选自基本由压花、切割、刻挖、以及激光刻挖组成的方法组。
36.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，支撑基体涂覆有树脂或多孔发泡体，或者具有附加于其上的膜；以及
所述织物基体由纺织材料构造体形成，所述纺织材料构造体选自基本由下列材料组成的组：
织造织物；
MD纱线阵列；
CD纱线阵列；
螺旋链接物基底；
多个独立的环；
挤出元件；
针织基底；以及
编织基底，
其中，所述陆块区和凹部由构成所述基体的纺织材料形成。
37.根据权利要求36所述的织物结构体，其中，所述孔隙仅处在所述陆块区中，并且延伸穿过形成所述陆块区的下层纺织材料。
38.根据权利要求36所述的织物结构体，其中，所述孔隙仅处在由所述纺织材料形成的所述陆块区之间的凹部中。
39.根据权利要求36所述的织物结构体，其中，所述孔隙处在所述纺织材料之间的所述陆块区和凹部二者中。
40.根据权利要求15所述的织物结构体，其中，所述表面图案包括复合纹理，所述复合纹理包括：
第一纹理，其具有陆块区和凹部，以及
第二纹理，其不同于所述第一纹理，该第二纹理由所述基体的纺织材料形成。
41.根据权利要求40所述的织物结构体，其中，所述纺织材料选自基本由织造纱线、非织造物、MD纱线阵列、CD纱线阵列、螺旋链接物、独立的环、挤出元件、针织物、或编织物组成的组。
42.根据权利要求40所述的织物结构体，其中，所述孔隙仅在纹理之一的陆块区内。
43.根据权利要求40所述的织物结构体，其中，所述在两种纹理的陆块区内都有所述孔隙。
44.根据权利要求40所述的织物结构体，其中，所述孔隙仅在纹理之一的凹部内。
45.根据权利要求40所述的织物结构体，其中，在两种纹理的凹部内都有所述孔隙。
46.根据权利要求39所述的织物结构体，其中，在一种纹理的陆块内以及另一种纹理的凹部内都有所述孔隙。
47.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述陆块区共有几何特性。
48.根据权利要求46所述的织物结构体，其中，所述陆块区成形为大致相同或不同。
49.根据权利要求46所述的织物结构体，其中，所述陆块区具有相同或不同的高度。
50.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述陆块区在几何特性方面不同。
51.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述织物结构体适合于包括抗静电特性。
52.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述织物结构体选自在机器中用来赋予非织造物以纹理的织物组。
53.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述织物结构体包括具有长经结节上织的织造基体。
54.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述织物结构体包括具有长经结节下织的织造基体。
55.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述孔隙处在所有陆块区中。
56.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述孔隙处在所有凹部区中。
57.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述陆块区是连续的并且形成网格状图案。
58.根据权利要求57所述的织物结构体，其中，所述凹部适合为具有预定的深度及形状。
59.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述织物结构体表面上的多个孔隙汇合成为所述织物结构体的相反表面上的孔隙。
60.根据权利要求59所述的织物结构体，其中，所述孔隙的直径小于所述基体的厚度。
61.根据权利要求1所述的织物结构体，其中，所述陆块区是连续的并且形成网格状图案。
62.根据权利要求61所述的织物结构体，其中，所述凹部适合为具有预定的深度和形状。
63.根据权利要求59所述的织物结构体，其中，所述织物结构体表面上的多个孔隙汇合成在所述织物结构体的相反表面上的孔隙。
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