焊接或熔接接縫環的方法及由該方法制造的接縫的制作方法
【專利說明】焊接或熔接接縫環的方法及由該方法制造的接縫
[0001]本申請是中國專利申請N0.200980138937.2的分案申請，該母案的申請日是2009年8月21日，發明名稱為“造紙和工業織物接縫的制造方法及由該方法制造的接縫”。
[0002]相關申請交叉引用
[0003]本申請要求2008年9月4日提交的美國專利申請N0.12/231,669的優先權并為其部分繼續申請，其全部公開內容通過引用并入本文。
技術領域
[0004]本文公開的發明涉及利用激光能量焊接或熔接造紙機織物(“PMC”)和其它工業及工程織物中的選定部位。
[0005]通過引用并入
[0006]本文所引用的所有專利、專利申請、文件和/或參考文獻均通過引用并入并且可用于實施本發明。
【背景技術】
[0007]本發明涉及包括用于造紙機的成型、壓榨和干燥段的織物和帶的造紙領域，還涉及工業過程織物和帶、TAD織物、工程織物和帶以及一般的波紋帶。
[0008]本文所稱的織物和帶還可包括用于制造尤其是濕法成網產品例如紙和紙板以及通過空氣穿透干燥工藝制造的衛生紙和衛生巾的織物和帶；用于制造瓦楞紙板的波紋帶和用于生產濕法成網和干法成網紙漿的工程織物；造紙相關工藝例如使用淤泥過濾器和化學清洗器的工藝中使用的織物和帶；用于生產通過水刺(濕法)、熔吹、紡粘、氣流成網或針刺制造的無紡織物的織物和帶。這種織物和帶包括但不限于:無紡織物生產中使用的壓花、傳送和支撐織物和帶；過濾織物和過濾布；以及紡織品整理工藝例如砑光和毛皮鞣制中使用的織物和帶。
[0009]這種織物和帶在各種考慮到功能特性的條件下使用。例如，在造紙工藝過程中，通過在造紙機成型段的移動成型織物上沉積纖維漿料即纖維素纖維的水分散液來形成纖維素纖維網。漿料中大量的水通過成型織物排出，從而在成型織物表面上留下纖維素纖維網。
[0010]應該理解的是，這些工業織物例如造紙機織物(PMC)如成型織物、壓榨織物和干燥織物均采取在造紙機上無端環的形式以及具有傳送帶式的功能。
[0011]這種織物的結構通常由合成纖維和紗線構成，其可以是通過常規紡織工藝方法例如機織方法利用合股和/或層合/捻合在一起的多于一根長絲制成的單絲或紗線。紗線也可以針織或編織。經常希望選擇性地調整織物結構以影響或提高對于例如造紙機而言重要的性能特征，例如織物壽命、紙張成型、走紙性或紙性質。
[0012]這些織物中很多是可機上縫合的，即可根據所需尺寸機織并可安裝在機器上，使得織物的機器橫向(CD)邊緣可縫合在造紙機自身上。在壓榨織物的情況下，這通常是通過將由織物CD邊緣上的機器方向(MD)紗線形成的接縫環交叉并將扣針插入由交叉的接縫環形成的通道中來進行的。制造可機上縫合織物的一種方法稱為“改進無端機織”，其中將織物機織成連續環并將其改成采取可機上縫合的形式。在這樣的織物中，經紗位于機器橫向上，而瑋紗位于機器方向上。在織機上機織織物之后，將織物的寬度方向邊緣或⑶邊緣一起放在造紙機上并將由瑋紗形成的MD接縫環交叉，然后通過將扣針插入由交叉的接縫環形成的通道中而將兩個邊緣縫合。
[0013]另一種方法是通過將織物平織，解開部分⑶紗，然后將其織回MD紗中以在每個織物邊緣上形成環來生產具有環接縫或針接縫的機織物。如上所述，該環可交叉并且該織物可縫合。第三種方法是利用形成接縫環的MD紗陣列來生產無紡織物結構。在這種方法中，一個或更多個單紗層繞兩個間隔開的平行輥纏繞。紗線以螺旋方式纏繞(紗線與成品織物的MD略成角度)直至達到所需的織物寬度。輥間距可根據所需使用的織物MD長度而改變。類似的方法和織物公開在例如Davenport的共有美國專利N0.6, 491, 794和Eagles的美國專利申請公報N0.2005/0102763中，其全部內容通過引用并入本文。
[0014]另一種制造可機上縫合織物的方法是制造接縫多軸織物，例如公開在Yook的共有美國專利N0.5,939, 176中，其全部內容通過引用并入本文。
[0015]在一些織物中，在MD上使用紡織層合/捻合紗線或具有多于一根股線或多于一根長絲的紗線而不是單根單絲。這在無紡織物陣列中當不發生通過CD紗錨定MD紗時特別有必要。這種多股紗提供改善的彈性和強度并且可解決單根單絲的拉伸和疲勞問題。然而，當試圖由這樣的MD紗來形成用于“針接縫”的環時，遇到了嚴重的問題。如此形成的環具有在頂點處變形或喪失其相對平行度的趨勢。此外，當試圖使環交叉和/或使針穿過由交叉的環形成的通道時，整個環相當容易變形或彎曲。
[0016]由于稱為二次螺旋效應的現象導致另一問題。理想地，當針接縫環的平面垂直于織物平面且平行于機器方向時，針接縫環會適當取向。這種取向使得在織物兩端的環在所述端處結合形成針接縫期間可易于交叉和交錯。在由圍繞位于環平面中的軸旋轉的具有多于一根股線的層合/捻合紗線12形成環10的趨勢中觀察到二次螺旋效應，如圖1所示。當出現該效應時，表示環偏離了形成針接縫所需的理想取向。這種偏離使得難以(如果不是不可能的話)在閉合過程中在織物兩端適當地交叉和交錯環以及使扣針穿過由交叉的環所形成的空隙。通常，使用穩定元件16例如螺旋圈保持接縫環10的取向直到安裝，這例如公開在Kornett的共有美國專利N0.7，393，434中，如圖2所示。然而，一旦為了安裝織物而移除穩定元件時，接縫環就會因為二次螺旋效應而喪失其取向。因此，任何由具有多于一根股線的層合/捻合紗線形成的可機上縫合織物均存在環對齊和取向/平行度的問題。
【發明內容】
[0017]因此，本發明的主題是:通過聚焦激光能量來熔接或焊接合成聚合物紗線的股線，尤其是織物的“針”縫合區域中的那些，而不引起紗線性能的顯著損失；紗線的尺寸和/或形狀的較大改變；具有性能接近于織物體的接縫；以及即使縫合區域在MD上短于常用長度，其強度也足以使織物在造紙機或其它工業機器上安裝和使用時能夠運行有用的壽命。
[0018]出人意料的是，以下所述的本發明主題克服了現有技術的缺點。
[0019]本發明的一個目的是提供一種用于造紙機或其它工業織物和帶的改進接縫。
[0020]本發明的另一目的是提供一種用于造紙機織物和帶或其它工業織物和帶的改進接縫，其性能如強度、耐久性、稀疏度和其它性能基本上與織物體相同。
[0021]本發明的又一目的是使得利用常規縫合技術因不能使接縫具有足夠的強度而尚未商業化的織物設計能夠實現。
[0022]本發明的另一目的是提供一種在所需部位中用作激光能量吸收劑的合適材料。
[0023]本發明的另一目的是提供一種用于將所述合適的激光能量吸收劑施用于和/或引入所需部位中的方法。
[0024]本發明的又一目的是減少或消除在由具有多于一根股線的紗線形成的可機上縫合織物的接縫環中的變形、退捻、取向和二次螺旋的問題。
【附圖說明】
[0025]以下將參照附圖更完整詳細地說明本發明，在附圖中相同的附圖標記表示相同的要素和部分，所述附圖具體如下:
[0026]圖1是在可機上縫合織物的環接縫的照片；
[0027]圖2是在可機上縫合織物上通過穩定元件穩定的環接縫的照片；
[0028]圖3是根據本發明的一個實施方案的可機上縫合織物的照片；
[0029]圖4是根據本發明的一個實施方案的可機上縫合織物的示意圖；
[0030]圖5是根據本發明的一個實施方案的可機上縫合織物的示意圖。
【具體實施方式】
[0031]本發明涉及利用激光能量改進在可機上縫合的造紙機織物和其它工業織物中的接縫。本發明具體涉及在用于造紙機的成型、壓榨和干燥段中的織物和帶、工業過程的織物和帶、TAD織物、工程織物和波紋帶中的改進接縫。再次說明，本文所稱的織物和帶可包括還用于制造尤其是濕法成網產品例如紙和紙板以及通過空氣穿透干燥工藝制造的衛生紙和衛生巾產品的織物和帶；用于制造瓦楞紙板的波紋帶和用于生產濕法成網和干法成網紙漿的工程織物；造紙相關工藝例如使用淤泥過濾器和化學清洗器的工藝中使用的織物和帶；以及用于生產通過水刺(濕法)、熔吹、紡粘、氣流成網或針刺制造的無紡織物的織物和帶。這種織物和帶包括但不限于:無紡織物生產中使用的壓花、傳送和支撐織物和帶；過濾織物和過濾布；以及紡織品整理工藝例如砑光和毛皮鞣制中使用的織物和帶。
[0032]本發明還涉及利用這種改進接縫生產的織物。
[0033]本發明還涉及用于制造這種改進接縫的方法。
[0034]可以通過本文所述的激光焊接技術來改進大部分或所有類型的接縫，例如公知的針接縫或內插螺旋接縫，它們也需要將MD紗重新織入織物體中并因此存在由于紗線滑移和脫出而導致失效的可能性。在這種接縫中，形成接縫環本身的MD紗可額外地焊接或熔接至CD紗以防止其在使用中因運行張力而脫出。
[0035]本發明涉及將激光吸收材料施用于可機上縫合織物中的接縫環上。注意，除了施用激光吸收材料外，也可以在擠出過程中將其引入構成紗線的一個或更多個股線中。可機上縫合織物100中的接縫環160可由具有多于一根股線的合股或層合/捻合紗線形成。織物100可以是改進的無端機織織物，或者該織物可具有通過將織物平織，解開部分CD紗，然后將其織回MD紗中以在每個織物邊緣上形成環的具有環接縫或針接縫的機織物。織物100也可以是利用形成接縫環160的MD紗陣列的接縫無紡織物結構，如圖3所示。接縫環160可由具有多于一根股線的合股或層合/捻合