用于生产特别柔软、耐用并具有有益外观的无纺布的工艺的制作方法

专利名称：用于生产特别柔软、耐用并具有有益外观的无纺布的工艺的制作方法
用于生产特别柔软、耐用并具有有益外观的无纺布的工艺 本发明涉及 一 种工艺方法及设备，用于生产具有优化的柔软度、
耐用(resistance)特性以及视觉上引人注目的无纺布。特别地，本发明 涉及一种用于制造水刺(水缠结的无纺布，hydro-entangled NWF)类型 的无纺布的工艺及设备，以及从该工艺及设备获得的无纺布。
基于无纺布并且具有适合于特定用途的多种特性的产品早已众 所周知。比如，基于特别柔软的无纺布的产品用于个人卫生领域， 如湿毛巾是已知的。其它产品为无紡布，该无纺布使用具有不同性 质的物质进行干燥或者浸透，该物质用于家用清洁领域或工业污垢 时特别耐用。
当前可从市场上获得的产品在特定属性上互相不同，这些属性 由多种结构以及被执行的操作所产生，以便满足不同的使用要求。
本发明的主要技术问题是提供一种用于制造基于无纺布的产品 的工艺，该产品具有优化的柔软特性，并且同时具有优化的耐用特 性，以便同时用于个人卫生领域以及家用清洁领域。
此问题利用用于制造无纺布的工艺而得以解决，该工艺要求保 护于下附的独立权利要求中。
本发明已解决的另一个技术问题是提供一种工艺及装备，用于 制造比如上述无纺布，该无纺布包括通过可靠及快速的方式而印刷 于其上的符号和/或图形，从而获得一种印刷工艺，该印刷工艺确保 了成本划算的生产。
此问题通过比如要求保护于下附的权利要求中的工艺以及制造 装备而得以解决。
从一些实施例的下列描述中，本发明进一 步的特性以及优点将
变得更容易理解，这些实施例以非限制的举例形式并结合附图而给 出。


图1为根据本发明的用于无纺布的生产线示意图2为根据本发明第一个变型实施例的图1中的生产线示意图3A为根据本发明第二个变型实施例的图1中的生产线示意
图3B为具有对齐的传感器的无纺布支撑部分的顶部示意图； 图4为根据本发明第三个变型实施例的图1中的生产线示意图； 图5为根据本发明第四个变型实施例的图1中的生产线示意图； 图6为根据本发明的用于生产线的控制及命令单元的方框图。
因此，本发明的第一个目的是提供一种工艺，用于制造适于产 生柔软/蓬松的无纺布，以及为该无纺布产生耐用特性。
本发明的第二个目的是提供一种用于生产具有上述特性的无纺 布的设备。
本发明的第三个目的是提供一种具有上述柔软/蓬松特性以及耐 用性的无纺布，以便同时作为用于个人卫生及家用清洁目的的产品 而使用。
已惊奇地注意到为了解决上述技术问题，无纺布可经历包括 水浮凸(hydro-embossing)处理以及热浮凸(thermo-embossing)处理的工 艺，换句话说，无纺布根据为业界所知的两种不同的方法而利用浮 凸处理。
特别地，水浮凸处理允许获得具有优化的柔软特性的产品。此 外，通过这种技术手段处理后的无纺布，同时也允许产生具有精致 阴影视觉效果的浮雕般的图形和/或符号，从而同时对眼睛以及触觉 产生柔软的感觉，并提供了 "深度"感而不是"透视"感。这些触 觉特性以及视觉特性通过一种设备而提供，该设备包括一个或多个
平台，该平台包括多个非常精细的喷嘴，该喷嘴传递高压水射流。 优选地，该喷嘴设置成产生所需要的符号或图形。
在该处理之后，无纺织物纟皮加工，/人而使得形成该织物的纤维 互相缠结在一起，同时使它们可彼此相对自由移动，以便产生所需 要的柔软效果。
热浮凸不同于上述处理，因为它允许通过执行形成该织物的纤 维的结合点，而提供具有耐用特性的无纺布。特别地，纤维通过加 热以及挤压而互相密封起来，从而防止它们之间可能的互相移动， 进而提供了致密度以及耐用性。
此外，在该处理的过程中，产品内可加入符号或图形。事实上，
热浮凸是使用传统的热浮凸砑光机(calendar)而执行的，在那里，无 纺织物穿过两个相对的气缸。该气缸中的一个或两个纟支加热，并具 有通常由金属制成的压花表面，从而产生所需要的符号或图形，而 另一个通常可转动地压靠在浮凸的气缸上，并且具有橡胶或金属表 面。这种按压及加热处理的结果是在纤维之间形成坚固的结合点， 而同时获得已标记并且很好地限定的符号或图形。
经历本发明的工艺的无纺布可以为水刺(spun-lace)类型，并且形
梳理过的材料可以基本上仅仅包括天然纤维或人造纤维(范围从 0.9到7丹尼尔)，比如聚酯、聚丙烯、聚乳酸、粘胶或LYOCEL!JM, 可选地，它们之间互相混合，或者将该纤维与纤维素浆结合起来。 此外，不考虑所使用的材料，根据特定的要求或特别的偏好，无纺 布可以由一层或多层构成。优选地，无纺布由三层构成，并且纤维 素浆层夹设在两个人造纤维或天然纤维层之间。所获得的产品通常 称为多层无纺布，根据所需要的次序，多种层以一层位于另一层的 顶部而放置，并且互相固定起来，即，根据完全传统的技术而压合 起来。优选地，压合由水缠结来执行。
纺丝粘合材料可以基本上仅仅包括聚合物纤维，比如聚丙烯、
聚酯、聚乳酸以及LYOCELL ,其范围从0.9到2.2丹尼尔，或者 为纳米纤维(NANOVAL)以及结合有比如上述纤维素浆的双组份纤 维。同时在这种情况中，可以使用业界所知技术来执行沉积、多层 复合以及压合，因此，以下将不再对它们进行说明。
参考图1，下面将描述根据本发明的工艺以及设计成用于执行该 工艺的范例设备。
用于制造无纺布的工艺包括两个连续的步骤利用以任何次序 从水浮凸以及热浮凸中选择的任何工艺对无纺织物进行多种处理。
换句话说，工艺可包括在无纺织物上执行的第 一 水浮凸处理步 骤以及第二热浮凸处理步骤，该无纺织物可以为单层或多层。备选 地，步骤被颠倒，即热浮凸处理是第一处理步骤，而水浮凸处理是 第二处理步骤。
在图1中，首先对水浮凸步骤进行了解释，该水浮凸步骤使用 上述为业界所知的技术而在至少一个设备1、 2中执行。比如，水浮 凸处理可在第一设备1中执行，在那里，无纺织物W承载于支撑辊 子3上，而水浮凸喷嘴设置在该支撑辊子3的圆周上。接下来，无 纺织物W承载于位于第二水浮凸设备2下方的平面支撑件4上，以 便可选地经历进一步的处理。提供两个设备允许获得两个不同的水 浮凸效果(同时使用传送带及辊子)。
接下来，湿润的无纺布承载于完全传统的千燥机0t爽机)5上， 比如鼓式干燥机上。
现在，无纺布W可以缠绕在辊子上并承载于专用生产线上，以 便进行热浮凸处理，或者直线地传递到图1所示的热浮凸步骤中。
热浮凸步骤允许不管无纺布是否位于适当的支撑件上，无纺 布穿过传统的砑光机-浮凸机(calender-embosser)6 ，在那里，该无纺 布经历挤压以及加热，从而导致纤维结合在预定的位置，该预定的 位置同时与准备提供的符号和/或图形相 一致。
如此获得的无纺布有利地具有优化的柔软及蓬松特性，尽管该
无纺布对操作以及磨损具有耐用性。特别地，无纺布有效地适合于 同时作为用于个人卫生及家用耐用布料或工业清洁的精致辅助物而 使用。
此外，如上所述，水浮凸及热浮凸处理可被执行，从而将该功 能方面与显著的吸引人的外观以及视野深度结合起来，因为靠近人 眼的目标通过热浮凸处理而祐j莫拟，而远在水平线上的目标则通过 水浮凸处理而被模拟。事实上，由于上述技术的结合，柔软并具有 阴影的三维图形和/或符号可通过水浮凸而获得，同时获得很好的图
形和/或符号。吸引人的外观来源于事实获得了产生背景的阴影效 果以及产生前景的区别效果。
应当注意针对上述工艺，由水浮凸产生的柔软以及蓬松的效 果与由热浮凸引起的耐用及结合效果交叠起来。换句话说，无纺布 的柔软部分具有一些结合的点位，即在这些部分，无纺布纤维具有 相对有限的自由度及移动。结果，虽然提供了所需要技术特性的良 好结合，但所产生的产品具有有限的柔软度。
根据本发明工艺的一个变型实施例，已研究出一种方法，在没
增加无纺布的柔软度。
已惊奇地发现当在那些未经历水浮凸处理的部分进行热浮凸 处理时，无纺布相当的柔软，并且同时强度以及耐用性基本上保持 不变。
为达到目的，需要一种特别的工艺及设备的设计。 制造工艺包括连接到从动部件与处理平台的装置上的控制及命 令系统。
特别地，系统包括与水浮凸装置l、 2以及与热浮凸装置6连接 起来的控制及命令单元7(示意性地展示于图6中)，该控制及命令单 元7具有以单独的方式而命令及控制这些装置的功能。因此，控制 及命令单元7有效地与这些装置的机械与电子元件连接起来，以便
仅^f又产生 一个电轴(electrical axis)。
因此，在本发明的工艺中，上述水浮凸处理步骤以及热浮凸处 理步骤有利地经历控制及命令单元的控制及命令，从而使得该处理 以预定的模式而在无纺布的专用部分上执行。换句话说，单元将包 括用于存储无纺布工作模式的存储器，根据该工作模式，装载于控 制及命令单元内的程序将通过电信号而发出指令，以便控制并命令 水浮凸处理在预定的部分上执行，而不是在那些经历过热浮凸处理 的部分执行，该热浮凸已执行或将执行。在实践中，第二处理将坤皮 引导，从而使其在无紡布的自由部分上，即在没有经历笫一处理的 那些部分上执行。在那里，导致两个处理没有在一个点位上执行， 即它们没有交叠。
此外，工艺包括使用水浮凸技术来处理该单层以及多层无纺布， 从而覆盖其全部表面的5%-95%的表面。剩余的表面，即95%-5°/0的 表面使用热浮凸技术来处理，从而包含2-30%的表面。换句话说，无 纺布的没有经历水浮凸处理的表面依次使用热浮凸来处理上述百分 比(2-30%)的表面。优选地，用水浮凸处理过的无纺布的总表面大约 占无纺布总表面的50%,而剩余的50%中的大约10%则使用热浮凸 来处理。在印刷的情况下，5%-95%的部分可以具有2-100%的覆盖范 围。
此外，控制及命令单元也可以连接到所有驱动部件3、 4、 M的 马达上，这些马达都沿着生产线而设置。文中将不再描述驱动部件， 因为它们是完全传统的，并且通常包括通常以传送带的形式表现的 无纺布支撑件，并且它们被转动的辊子或转动的鼓及转动的部件来 驱动，该转动部件定位于每个处理设备的入口及出口处。
特别地，控制及命令单元能够检测来自该部件的电信号，将该 信号转变为代表它们的角速度与扭矩状态的数值，将该数值与预先 建立并用于该角速度与扭矩的数值比值进行比较，并且将信号发送 到该部件，以便纠正该数值内的任何可能的落在该比值以外的偏差。 事实上，这是已知的无纺布作为柔软的可伸展的材料，主要 地当穿过水浮凸平台、干燥机以及热浮凸砑光机时，无纺布容易折 皱。在这些情形下，形成无纺布的纤维，在相对于无纺布的长度的 纵向方向内经历了延长或伸长，并且通过反应的方式，它们在无纺 布的宽度方向内收缩。在平台与下一个平台之间，取而代之，作为 对无纺布从其纤维所经历的张紧状态被释放的精确回应，无纺布趋 向于返回到松弛状态或趋向于形成折铍，从而导致厚度偏差与重量 偏差，并且降低了机械特性(CD/MD强度及延展性)。
折皱的形成不允许获得在其上可以执行适当处理的基本上平坦 的表面。
因此，上述控制及命令系统允许避免该缺点，并获得无纺布的 "区域"，该"区域"指向位于适当位置的第二处理。
换句话说，控制单元接收电信号，该电信号转化为显示比如转 动部件的角速度与力矩(扭矩)的参数。为达到此目的，部件的角速度 然后互相比较并以预定的数值为参考，该数值对于每个不同的部件 与无纺布产品是固定的，并且是其固有特性(重量、耐用性以及延伸 性)的函数。特别地，该预定数值被计算，以便对它们的根据无纺布 的物理特性限定的比值进行设定，即根据如在本描述的介绍部分中 所解释的无纺布的类型而设定。相应地，所有的转动部件的驱动系
效果。因此，控制及命令单元将电信号发送到上述马达内，以便当 预定的角速度数值落在已确定比值之外时，对预定角速度数值内的 偏差进行纠正。换句话说，控制及命令单元恒定地控制驱动部件的 单个角速度，并记录伴随无纺织物的物理特性的非一致性而可能发 生的任何偏差，即，比如厚度、重量以及湿度内的任何偏差。这些 偏差可能导致无纺织物的纤维在一个平台与下 一个平台的之间的延 长。结果，处理可能引起改变。因此，控制及命令单元作用于转动 部件的角速度，以便恰好平衡任何可能的延长效果。主要考虑到水
浮凸处理以及热浮凸处理工艺连续地执行，并且符合无纺布的生产(以
很高的速度，甚至高于400m/min)，这种调节是非常重要的。
参考图2,该图示意性地展示了生产线，该生产线基本上与参考 图1所描述的生产线类似，在此，相同的标号是指相同的平台或设 备。
可在本发明的工艺中执行的进一步控制，通过用于驱动部件的 成对的力矩与角速度的连续纠正系统而被电子化地(通过闭环自动控 制)执行。特别地，闭环通过将彩色摄像机系统作为传感器使用而形 成，该彩色摄像机系统在处理过程中及控制条件下保持固定"标记，， ("marker")的形成，并且在比值/距离不同于那些已设定并存储的比值/ 距离的情况下进行干预。换句话说，闭环控制包括至少一个图像捕 捉装置TV1、 TV2，该图像捕捉装置TV1、 TV2图示于图2中，并 且该图像捕捉装置TV1、 TV2有效地连接到控制及命令单元，并且 适于恒定地控制无纺布片，以便检测任何折皴或相对于预定标准的 水浮凸处理或热浮凸处理;溪式内的任何偏差的存在。
图像捕捉装置TV1可以为，比如照相机或摄像机。优选地为彩 色数字摄像机，比如当从设备输出的时候，其能够拍摄无纺布的一 部分。由摄像机捕捉到的图像以电信号的形式被发送到控制及命令 单元，该电信号被该单元转化为数字数据。这些数字数据与标准数 据进行比较，该标准数据存储于控制及命令单元的存储器内，并且 其代表比如符号或图形，该符号或图形必须复制在无纺布的预定位
较操作，并且在该程序将检测到任何差别的情况下，该程序将发送 电信号到多种处理或驱动部件内，以便修改比如它们的角速度，以 便纠正误差。备选地，或同时地，沿着无纺布的折铍的存在，可能 -故该摄像机;险测到，并且以与前面解释的方法完全类似的方法而#皮 纠正。
此外，系统可以包括多个传感器Sl、 S2、 S3以及S4,其沿着
生产线而安置，并且其具有在无纺布片上的已确定位置内检测伸长 效果存在的功能。伸长效果是一种情况，在该情况内，在没有导致 纤维延长的情况下，无纺布片保持张紧状态，即伸长状态，从而在 无纺布在被处理及传递的过程中，防止了折皱的形成，同时防止了 无纺布的任何收缩。
伸长传感器Sl、 S2、 S3以及S4本质上为已知的装置，其将关 于无纺织物的张紧状态的信号发送到控制及命令单元，并且该单元 依次将作用驱动部件，以便以与上述方式相同的方式来调节伸长效 果(或张紧)内的偏差，即通过调节它们的角速度和/或扭矩的方式进 行。
对齐控制是另一个可包括在工艺内的控制。此控制用于利用中 央传感器C以及侧部传感器L而维持符号和/或图形相对于无纺织物 的宽度而对齐。侧部传感器L(展示于图3B中)沿着无纺布的支撑件 M的边缘E而安置，而中央传感器C则安置在支撑件的上方或下方， 并且位于相对于无纺布的宽度的中央。传感器允许恒定地测量纵向 分割无纺布的中心线与侧部边缘之间的距离，从而检测任何偏差并 发送信号到控制单元，从而使得织物定位纠正系统可以干预。纠正 系统以为业界所知的装置(图未示)而实施，并且因此，以下将不再对 其进行描述。
根据本发明的第一个变型实施例，用于制造无纺布，比如以上 描述的无纺布的工艺可以包括印刷步骤，该印刷步骤包括
为无纺布W提供印刷设备8，该印刷设备8包括用于承栽该无 纺布的从动支撑件9以及至少一个从动印刷部件10;
将该无纺布片供给到该设备；
在控制及命令单元7的控制与命令下，在该无纺布上^M于印刷， 其中，该控制及命令单元有效地连4妄到该支撑件以及至少 一个 印刷部件上，以便检测来自该支撑件以及至少 一 个印刷部件的电信 号，将该信号转变为代表它们的角速度与扭矩状态的数值，将该数
值与该角速度及该扭矩的预定数值的比值进行比较，并且将信号发 送到该支撑件以及至少 一个印刷部件，以便纠正落在该比值之外的 该数值任何可能的偏差。
印刷设备及相应的印刷工艺有利地对应于描述在相同申请人的
国际专利申请PCT/IT2004/000127内的那些印刷设备及工艺，该申请 通过引用而结合于此。
优选地，工艺包括一个步骤，其中，对设备的转动部件进行操 作的马达被控制及命令单元以单独及电子化的方式而控制，从而导 致以相同的电轴为基准。
特别地，为了使转动部件的所有马达具有相同的基准电轴，该 控制以上面涉及到的水浮凸处理以及热浮凸处理而解释的内容为基 准。
更优选地，由控制及命令单元所执行的控制，可由于额外的自 动闭环控制而实现，该额外的自动闭环控制包括与上述摄像机辅助 类似的摄像机TV3(图3)的辅助，并且该额外的自动闭环控制基本上 具有如在国际专利申请PCT/IT2004/000127中解释的相同的功能。
工艺也可以有利地包括固持机构11的运行步骤，比如该国际申 请中所述，以便将无纺布片固持到支撑件的外部表面上。
固持机构的运行步骤可以通过具体描述于该国际专利申请中的 抽吸风扇而执行，该抽吸风扇借助形成于压力辊子的圆周带内的通 孔，而抽吸支撑件9或压力辊子(展示于图3-5中)外部的空气，从而 将无纺布固持于适当位置，以便确保正确地^t丸行印刷动作(不同染料/ 形状的印刷比值)。
优选地，本发明的工艺也包括控制步骤，该控制步骤通过该控 制及命令单元而控制抽吸风扇的运行马达，从而能够根据;波压力辊 子9支撑并传递的无纺布的类型(typology)而改变抽吸。实际上，比 如，如果无纺布是多层的无纺布，那么相对于单层的无纺布，增加 抽吸力是必要的。 此外，工艺可以包括将水从由从抽吸风扇所抽吸的空气中分离 的步骤。该分离步骤优选地借助分离器(图未示)，比如描述于上述 专利申请中的分离器而执行。
印刷步骤通过胶版印刷(油墨)的方法或丝网印刷(色浆)的方法而 才丸行，该方法为传统的方法，并且因此文中将不再对其进行详细描 述。然而，应当注意本发明的工艺以及设备允许以排列于压力辊
子9周围的压花辊子所具有的尽可能多的颜色而印刷符号和/或图形/ 肖像。优选地，印刷可以使用2-12种染料来4丸行，并且，工艺可以 因此而包括染料管理的步骤。
此外，工艺包括利用水浮凸技术来处理该无纺布的步骤，从而 覆盖其全部表面的5%-95%的表面。剩余的表面，即95%-5%的表面 是使用热浮凸技术来处理的，从而包含2-30%的表面。此外，没有经 历两种处理的表面中的2-100%的表面上可以执行印刷。
本发明的又一个目的是提供一种装备，用于直接地在处理线上 比如在上述处理线上生产无纺布(水刺、纺丝粘合、机械针织、针织 以及涂覆类型的无纺布)。
在图3中，展示了包括一组设备的装备，该组设备沿着相同的 生产线而排列，该装备包括用于处理无纺布W的至少一个水浮凸设 备1、 2以及一个热浮凸设备6;以及控制及命令单元7(图6),该控 制及命令单元7有效地连接到该水浮凸设备以及热浮凸设备中的每 个的机械与电子元件上，从而使得相应的处理在无纺布的专用部分 上执行。
特别地，控制及命令单元7对应于关于处理工艺而在上文中描 述的控制及命令单元，因此这里将不再对其解释。
此外，如上所述，控制及命令单元7可以连4妄到驱动部件4、 M 的所有马达上，这些马达沿着生产线借助电线而安置，比如图6所 示。
此外，装备可以包括作为传感器而使用的摄像系统TV1以及
TV2，比如上文中所述的摄像系统，以便通过连续且闭环的自动纠正 系统而获得对生产工艺进一步的控制。
装备上可以进一步设置有多个传感器Sl-S4，其沿着生产线而排 列，以便检测上述伸长效果的恒定存在。
有利地，装备上也可以设置有对齐控制装置，如上所述，该对 齐控制装置包括该中央传感器C以及侧部传感器L。
根据本发明的一个变型实施例，装备可以包括用于在无纺布上 进行印刷的设备8，比如描述于国际专利申请PCT/IT2004/000127中 的设备。
特别地，此设备对应于已知的印刷机器，针对该印刷机器，已 执行了改进性的适应，以便获得高质量以及高速度的打印。这些适 应包括在胶版印刷(flexographic)机器上执行的特定修改，该胶版印刷 机器本质上是为业界所知的机器，比如可以从FOCUS/FUTURA公 司获得的胶版印刷机器F80，或者由FLEXOTECNICA出售的月交X反印 刷机器906 FAST 2 model 106/3500或类似的机器。优选地，辅助机 器，比如F70拆巻机、F90A缠巻4几、F401装载机、F11A管机、F30A 切割机以及由FOCUS/FUTURA公司出售并用于管机的F12拆巻机， 可以与这种机器联合使用。
综合地讲，修改基本上包括
单独地对每个转动部件，即用于产品的输入/输出传送机辊子、 压力辊子以及压花辊子进行机动化；
提供控制及命令单元，以便相互地命令及控制该转动部件的角 速度；
可选地提供具有摄像机的闭环控制系统； 可选地修改压力辊子，以便在其上设置抽吸孔； 可选地将抽吸风扇安置在压力辊子的内部，并且使该抽吸风扇 与该孔平齐，并位于多个压花辊子的咬合处；
可选地在单个的印刷辊子之间供应热空气，以便干燥染料；如果需要在湿润的无纺布上进行印刷的话，可选地提供具有水
分离器的泵；
可选地提供具有机械加宽功能的输入辊子。
用于无纺布的印刷设备总体上包括也被称为支撑辊子的压力辊 子9、至少一个压花辊子10或印刷部件、用于将无纺片固持于支撑 件上的固持机构ll、水分离器(图未示)、控制及命令单元7以及导向 机构12，该导向机构12适于将无纺布片来回地导向于并支撑于该设 备上(图3中仅仅展示了那些输入设备)。
特别地，压力辊子由传统的辊子所表示，然而，在该辊子中， 已经沿着其圆周带而钻出了通孔(图未示)。这些通孔允许圆周带的外 部表面与压力辊子内部之间的导通。
此外，至少一个可转动的从动压花辊子10围绕该压力辊子而排 列。优选地，至少一个压花辊子包括多个转动的压花辊子，该压花 辊子具有在由压力辊子支撑的材料上印刷符号、染料和/或图形的功 能。特别地，每个压花辊子可被独立马达所驱动。
在压力辊子的内部并位于两个转动的压花辊子的咬合处，设置
有优选地以抽吸风扇所体现的从动固持机构11， ^v动固持机构11具
有抽吸热空气的功能，该热空气压迫于压力辊子的圓周带的外部表 面上方，该机构为传统的染料干燥设备。抽吸风扇可以为比如简单 的、完全传统并由马达驱动的风扇，该马达自身也是完全传统的马 达，以便借助通孔而将空气从压力辊子的外部抽吸到压力辊子的内 部。备选地，该抽吸风扇为压缩机或真空泵类型。
抽吸风扇以及形成于压力辊子的圓周带内的通孔的功能在于 将无纺布支撑件牢固地固定于压力辊子上，从而确保在一方面， 在支撑件沿着印刷路径传递的过程中，该支撑件不移动，而在另一 方面，4氏消了折皱的形成。
优选地，在准备印刷的无纺布是湿润的情况下，抽吸风扇连接 到完全传统的水分离器上(图未示)。实际上，在这种情况下，所抽吸
的空气内具有湿度，为了防止将这种湿度释放到周围环境内，或者 直接地释放到机械零件的任何部分上，设备上可以设置有一个或多 个与每个抽吸风扇连接的水分离器。特别地，水分离器可以为比如
传统的冷凝器，在该冷凝器内，流体首先被压缩机压缩，然后允许 在路径(盘管)内膨胀，从而被冷却。被抽吸风扇4抽吸进来的空气被 导向至盘管的冷却表面上，从而使得与更冷表面的接触导致包含于 其内的水分通过冷凝的形式而释放。备选地，水分的分离仅仅通过
在传统的耳蜗形螺旋蒸馏器(distillator screw)内的机械与物理动作(离 心力与不同的特定重力)而发生，该螺旋蒸馏器仍然根据盘管的原理 而运行。
导向机构12以从动辊子的形式而体现。特别地，该导向^L构单
独i也并独立地由马达驱动。
辊子12可以靠近压力辊子并位于通向印刷平台的无纺布T的入 口处而安置。机构为机械加宽机构，即它们允许增加产品的高度， 并且避免在与无纺布支撑件的长度相对的纵向方向内，在无纺布支 撑件上形成折皱。换句话说，当无纺布在与其长度相对的纵向方向 内经历伸长时，该无纺布经历了其高度(宽度)的缩短。因此，被讨论 的加宽机构具有将无纺布支撑件恢复到原始高度的功能。
辊子可以安置在设备的上游，即安置在印刷工艺的尾端，以便 适当地管理(伸长控制)无纺布，直到下一个机器，如果机器存在的话， 并且不管该机器是千燥炉(在湿润印刷的情况下)还是缠巻机(在干燥 印刷的情况下)。
有利地，设备连接到上述控制及命令单元7上，如图6所示， 控制及命令单元7具有独立地控制及命令所有转动部件的移动的功 能，并具有独立地控制及命令抽吸风扇与可选泵的功能。
特别地，控制及命令单元7直接地并有效地连接到设备的所有 机械和/或电子元件上，从而为所有的元件产生单一的电轴。实际上， 控制及命令单元设置成用于检测来自所有转动部件的电信号，将该
信号转变为代表它们的角速度与扭矩的数值，将该数值与预定的并 用于该角速度与扭矩的数值的比值进行比较，并且将信号发送到该 转动部件，以便纠正落在该比值以外的该数值内的任何可能的偏差。
特别地，控制及命令单元直接地并且独立地连接到压力辊子的 马达上、压花辊子的每个马达上、导向辊子的每个马达上、抽吸风 扇的马达上以及可选的水分离器的马达上。接下来，电信号:f皮转化 为参数，该参数显示比如转动部件的角速度以及力矩(扭矩)。为达到 目的，部件的角速度然后互相比较，并以预定的数值为参考，该数 值对于每个不同的部件与产品是固定的，并且是其固有特性(重量、 耐用性以及延伸性)的函数。特别地，该预定数值;波计算，以便对它 们的根据无纺布的物理特性限定的比值进行设定，或者换句话说， 根据如在本描述的介绍部分中所解释的无纺布的类型而设定。相应 地，驱动系统以及所有的转动部件必须被调整，从而使得无纺布在 设备内的供给不会导致上述折皱效果。因此，控制及命令单元7将 电信号发送到上述马达，以便当它们落在已确定比值之外时，对预 定角速度数值内的任何可能的偏差进行纠正。换句话说，控制及命 令单元7恒定地控制驱动部件的单个角速度，并记录伴随无纺布片 的物理特性的任何非一致性而可能发生的任何偏差，即，比如厚度、 重量以及湿度内的任何偏差。这些偏差可能导致无纺织物的纤维在 一个印刷平台与下一个印刷平台的之间的延长。结果，印刷可能引 起改变。因此，控制及命令单元7作用于转动部件自身的角速度上， 以便平衡任何可能的延长效果。比如，如果无纺布支撑件的一部分 到达第一印刷平台，该部分具有比已经经历过第一印刷工艺的先前 部分更大的厚度，那么它比较緩慢地经过压力辊子以及第 一压花辊 子，并且相对于先前部分，纤维将经历挤压以及伸长。因此，所产 生的印刷将不会与该印刷之前的印刷保持正确的同步。这样，压力 辊子的角速度、跟随该部分的压花辊子的角速度以及其它转动部件 的角速度将不得不再次平衡，以便维持上述预定比值。主要考虑到
印刷工艺连续地^^行，并且符合无纺布的生产(高达大于300m/min的 高速度)，这种调节是非常重要的。
此外，应当注意控制及命令单元7同时接收来自抽吸风扇与 水分离器的电信号。因此，无纺布通过多种印刷平台即压花辊子的 传输可被精确地调节，同时将无纺布支撑件很好地固定于以压力辊 子的形式而体现的支撑件上。此外，抽吸风扇以及水分的任何可能 的冷凝可根据无纺布的类型而校准，从而恒定地维持优化的印刷条 件。
另外，控制及命令单元也可用于控制染料，该染料借助压花辊 子通过控制流量、压力以及粘度的方式而沉积。
从到目前为止已描述过的内容中应当理解用于在无纺布印刷 的设备， 一方面利用抽吸系统而将材料支撑件很好地固定到压力辊 子上，而另一方面，由于控制及命令单元在转动部件的单个马达上 的设置，以便拥有相同的电轴，并且同时部分地由于该抽吸系统， 从而避免了任何不需要的纤维延长。
与上述内容相同，可以通过用于印刷辊子的扭矩和角速度的连 续纠正系统而电子化地(通过闭环自动控制)执行进一步的控制。特别 地，闭环通过将彩色摄像机系统TV3作为传感器使用而形成，该彩 色摄像机系统TV3在印刷工艺中及控制条件下保持固定"标记，，的 形成，并且在比值/距离不同于那些已设定并存储的比值/距离的情况 下进行干预。
图像捕捉装置7可以为，比如照相机或摄像机。特别优选地为 彩色数字摄像机，比如当从印刷平台输出的时候，其能够拍4聂无纺 布的 一部分。由摄像机捕捉到的图像以电信号的形式被发送到控制 及命令单元7，并且被该单元转化为数字数据。这些数字数据与标准 数据进行比较，该标准数据存储于控制及命令单元7的存储器内， 并且其代表比如符号或图形，该符号或图形必须复制在无纺布上。 装载于控制及命令单元内的适当程序将运行上述数据的比较操作，
并且在该程序将检测到任何差别的情况下，该程序将发送电信号到 多种印刷部件内，以便修改比如它们的角速度，以便纠正误差。备 选地，或同时地，沿着无纺布的折皱的存在，可能被该摄像机检测 到，并且以与前面解释的方法完全类似的方法而^R纠正。
此外，印刷设备可以包括安置在印刷工艺的尾端并且安置在缠
绕辊子13之前的伸长传感器S5，比如如图3所示。该传感器对应于 前述伸长传感器(第46段)，并且与它们一起运行，以便控制伸长效 果或张紧效果。
可能经历本发明印刷工艺的无纺布优选地包括列示于本描述的 介绍部分的纤维，该纤维单独存在或为混合产品或为三层产品，该 三层产品之间具有纤维素浆或"蓬松浆"，或为具有纤维/蓬;^浆的 双层结构。
特别地，如果无纺布是根据梳理水刺(carded spun-lace)方法而形 成的话，那么它具有从30到250g/n^的克重特性、从lmm到70mm 的纤维长度(短的单组份纤维与双组份纤维)以及具有小于2.5mm的 长度的蓬松浆，并具有机械"开口"。
备选地，如果它是根据水刺纺丝粘合方法而形成的话，那么它 具有同时适用于单层产品以及三层产品(两层纺丝粘合层及位于该两 层之间的浆层)的从10到100g/m2的克重特性以及连续的纤维。
这样，因此以单一织物的形式而获得的无纺布可以直接地经历 根据本发明的印刷工艺，或者可以首先被进一步地处理，以便获得 复合材料。
通常地，无纺布复合材料为类似于三明治的结构，该结构包括
维素层或纤维素衍生浆层，该纤维素层或纤维素衍生浆层夹在两个 外层之间。
复合无纺布的生产通常提供了 将第一层无纺布积于适当的支 撑件上，将纤维素浆沉积于该第一层上，将笫二层无纺布进行沉积，
通过水缠结而压合以及最终干燥。优选地，在沉积第一层无纺布之 后，而在千燥之前，可以执行预先的水缠结步骤。
从到目前为止已描述过的内容中，根据本发明的工艺及设备允 许获得无纺布，其具有特别有利的柔软特性和/或耐用特性，以及有 益的外观特性。此外，最终产品可以富含多色印刷，该印刷以极高 的精度以及惊人的生产速度而执行。
事实上，可生产出具有高达6000mm高度的无纺布，优选地， 高度在30-6000mm之间，而更优选地，在100-6000mm之间(优选的 高度为1650或3300mm)。
连续印刷速度可超过400m/min，直到大约为700m/min，优选地 在20 m/min- 300m/min之间。
根据无纺布的自身用途，即个人卫生、家用清洁、席子，用 于衣服、台布、手绢、窗帘(家具)、袋子以及物品容器的无纺布，无 纺布可以仅仅在相对于其表面(2-3%)的很小百分率表面上，直到在其 表面的所需要覆盖表面上进行印刷(l到12种颜色)。
相对于现有的技术及设备，所描述的特性允许在绝对有利的制 造条件下运行，并且可以显然地在适当的离线机器上4丸行外，还可 以直接地在水剌生产线上执行。
此外，上述控制及命令单元的调节，避免了与折皱形成有关的 问题以及将无纺布撕裂的危险，尽管维持了很高的印刷速度。
很明显，那些熟悉本领域的技术人员，以满足附随的及特定的 要求为目的，能够执行大量的用于在无纺布上进行印刷的设备及工 艺的修改及变型，然而，所有的修改及变形均在本发明的范围内， 比如限定于下列权利要求的范围内而构思出。
比如，机器动态控制程序可存储于适当的电子菜单中，该电子 菜单可通过电轴、染料的电子控制以及闭环摄像机而得以控制。
根据本发明另一个目的，提供一种制造无纺布的工艺，该无纺 布上印刷有符号和/或图形，并且该无纺布具有特别的柔软度或耐用 性。
工艺包括通过水浮凸手段(图4)或热浮凸手段(图5)而对无纺织
物进行处理的步骤以及随后的印刷步骤，其中该印刷步骤包括
提供一种用于在无纺布上进行印刷的设备，该设备包括用于承
载无纺布的从动支撑件以及至少 一个从动印刷部件； 将无纺布片供给设备；
在上述(特别地描述于第38、 49、 80、 84段中)控制及命令单元 的控制及命令下，在无纺布上执行印刷(l到12种颜色)，其中，控制 及命令单元有效地连接到支撑件以及至少一个印刷部件上，以便检 测来自该支撑件以及至少一个印刷部件的电信号，将该信号转变为 代表它们的角速度与扭矩状态的数值，将该数值与该角速度及该扭 矩的预定数值的比值进行比较，并且将信号发送到该支撑件以及至 少一个印刷部件，以便纠正落在该比值之外的该数值任何可能的偏 差。
优选地，控制及命令单元分开地并独立地作用于每个马达，该 马达驱动设备的相应转动部件，从而以相同的电轴为基准。
此外，控制单元可以控制印刷步骤在专用部分上执行，而不是 在已执行过水浮凸处理或热浮凸处理的部分上执行。换句话说，如 以上结合水浮凸处理与热浮凸处理不交叠的事实而描述的那样，印 刷在这种情况下也得以控制，从而使得印刷在没有涉及该处理的部 分上也4丸行，从而避免了交叠。
由控制及命令单元所进行的控制也可以借助上述(特别地如第53 段所述)额外的自动闭环控制而实现，该自动闭环控制包括图像捕捉 装置的辅助。
工艺可进一步包括运行如上所述(特别地如第72-74段所述)的固 持机构的步骤，以便将无纺布片固持到支撑件的外部表面上。运行 固持机构的步骤通过抽吸风扇而实现，该抽吸风扇通过将来自外部 的空气通过通孔而抽吸到支撑件内部，从而将无纺布固持于支撑件
上。
工艺也包括对固持机构控制的步骤，如上所述，该固持机构由 该控制及命令单元所操控。
此外，可以提供将水从由抽吸风扇所抽吸的空气中分离的步骤。 印刷步骤(l到12种颜色)通过为业界所知的胶版印刷(墨水)的方 法或丝网印刷(色浆)的方法而执行，并且优选地包括染料管理的步 骤，根据待印刷无纺布的类型，该步骤由控制及命令单元通过对每 种染料特性，比如流量、压力及粘度的优化而执行。此外，如上所 述，该步骤将纟皮精确地执行。
可进一 步设置加宽步骤，以便确保产品高度将维持不变。 水浮凸步骤及热浮凸步骤对应于上述步骤，这里将不再对其进 行重复。
根据本发明的再一个目的，提供一种用于印刷的无纺布的制造
装备，该装备包括印刷设备8以及至少一个水浮凸设备1、 2(图4)或 热浮凸设备6(图5)。相应的设备对应于上述已描述过的设备，并且 可以包括特定的控制(分别为第66-85段以及第35-48段)。
无纺布将包括，比如全部表面的5%-95%的表面由水浮凸及热浮 凸处理，而剩余的表面即95%-5%的表面的2-100%的表面被印刷处 理。在利用热浮凸处理及印刷处理的情况下，无纺布可以包括2-30% 的水浮凸处理表面，而剩余的部分则被印刷。
权利要求
1.一种用于制造无纺布的工艺方法，包括两个连续步骤利用以任何次序从水浮凸以及热浮凸中选择的任何工艺方法对单层或多层无纺布片进行多种处理。
2. 如权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，包括用水浮凸 进行的第一处理步骤，以及用热浮凸进行的第二处理步骤。
3. 如权利要求2所述的工艺方法，其特征在于，所述用水浮凸 进行的第 一处理步骤包括当所述无纺布片承载于圓柱支撑件上时， 对所述无纺布片的第一处理，以及当所述无纺布片承载于平面支撑 件上时，用水浮凸对所迷无纺布片的第二处理。
4. 如权利要求2或3所述的工艺方法，其特征在于，在所述水 浮凸处理步骤之后并在所述热浮凸处理步骤之前，所述无纺布片经 历干燥步骤。
5. 如权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，包括用热浮凸 进行的第 一处理步骤，以及用水浮凸进行的第二处理步骤。
6. 如权利要求1-5中任何一项所述的工艺方法，其特征在于， 包括在所述水浮凸及热浮凸的两个处理步骤之后，将所述无纺布缠 绕在辊子上的步骤。
7. 如权利要求1-6中任何一项所述的工艺方法，其特4正在于，柔软效果及蓬松效果交叠。
8. 如权利要求1-6中任何一项所述的工艺方法，其特征在于， 所述水浮凸及热浮凸步骤在所述无纺布片上的不同专用部分上执行。
9. 如权利要求8所述的工艺方法，其特征在于，所述水浮凸及 热浮凸步骤经历控制及命令单元的控制及命令，从而使得所述步骤 根据预定模式而在所述无纺布的不同及专用部分上执行。
10. 如权利要求9所述的工艺方法，其特征在于，所述预定冲莫式 被装载于所述控制及命令单元上的程序读出，从而通过电信号而发 出指令，以便命令并控制所述水浮凸处理在所述无纺布的预定部分 上执行，而不是在那些经历过热浮凸步骤的部分上执行。
11. 如权利要求8-10中任何一项所述的工艺方法，其特征在于， 所述水浮凸处理步骤被执行，从而覆盖所述无纺布片对应于全部表 面95%-5%的表面，而表面的剩余部分则^支热浮凸处理。
12. 如权利要求8-11中任何一项所述的工艺方法，其特征在于， 包括步骤提供至少 一个用于所迷水浮凸处理的设备及一个用于所述热浮 凸处理的设备；将无紡布片供给到所述设备；在控制及命令单元的控制下，以任何次序执行所述水浮凸处理 及热浮凸处理；其中，所述控制及命令单元有效地连接到所述设备上，^v而通过电信号而发出指令，以便命令并控制所述水浮凸处理及热浮凸处 理在所述无纺布片的预定及专用部分上执行。
13. 如权利要求12所述的工艺方法，其特征在于，在所述水浮 凸处理及热浮凸处理的过程中，所述控制及命令单元检测来自所述 无纺布的驱动部件的电信号，将所迷信号转变为代表它们的角速度 与扭矩的状态的数值，将所述数值与所述角速度与扭矩的预定数值 的比值进行比较，并且将信号发送到所述部件，以便纠正落在所述 比值以外的所述数值的任何可能的偏差。
14. 如权利要求8-13中任何一项所述的工艺方法，其特征在于， 所述水浮凸处理及热浮凸处理步骤在一条单一生产线上以甚至可能 超过400m/min的供给速度而连续地执行。
15. 如权利要求1-14中任何一项所述的工艺方法，其特征在于， 包括闭环自动控制的步骤。
16. 如权利要求15所述的工艺方法，其特征在于，所述闭环控 制包括作为传感器的彩色摄像机系统，所迷彩色摄像机系统在所述 水浮凸处理及热浮凸处理的过程中及在控制条件下保持固定标记的 形成，并且在比值/距离不同于那些已设定并存储的比值〃￡离的情况 下进行千预。
17. 如权利要求16所述的工艺方法，其特征在于，所述闭环控 制包括至少一个图像捕捉装置，所述图像捕捉装置有效地连接到所 述控制及命令单元，并且所述图像捕捉装置适于恒定地;险查所述无 纺布片，以确定所述水浮凸处理及热浮凸处理模式中的折皱或偏差 的存在。
18. 如权利要求1-17中任何一项所述的工艺方法，其特征在于， 包括伸长控制步骤。
19. 如权利要求1-18中任何一项所述的工艺方法，其特征在于， 还包括对齐控制步骤。
20. 如权利要求1-19中任何一项所述的工艺方法，其特4正在于， 还包括在所述水浮凸处理及热浮凸处理步骤之后的印刷步骤。
21. 如权利要求20所述的工艺方法，其特征在于，所述印刷步 骤包括为无纺布提供印刷设备，所述印刷设备包括用于承载所述无纺 布的从动支撑件以及至少 一个从动印刷部件； 将所述无纺布片供给到所迷设备；在上述控制及命令单元的控制与命令下，在所述无纺布上执行 所述印刷，其中，所述控制及命令单元有效地与所述支撑件以及至少一个 印刷部件连接，以便检测来自所述支撑件以及至少一个印刷部件的 电信号，将所述信号转变为代表它们的角速度与扭矩的状态的数值，并且将信号发送到所述支撑件以及至少 一个印刷部件，以纠正落 在所述比值之外的所述数值的任何可能的偏差。
22. —种用于制造无纺布的装备，包括用于处理无纺布(W)的至 少一个水浮凸设备(l、 2)以及至少一个热浮凸设备(6);驱动部件系统 (3、 4、 M)，用于沿着所述系统而承载所述无纺布；以及控制及命令 单元(7),其有效地连接到所述水浮凸设备以及热浮凸设备中的每个 的机械与电子元件上，从而使得相应的处理在所述无纺布的专用部 分上执行。
23. 如权利要求22所述的装备，其特征在于，所述控制及命令 单元(7)连接到所述驱动部件(3、 4、 M)的所有马达上，所述马达沿着 所述生产线借助电线而安置。
24. 如权利要求22或23所述的装备，其特征在于，包括作为传 感器的摄像系统TV1、 TV2，以便通过连续且闭环的自动纠正系统而 获得对生产工艺方法进一步的控制。
25. 如权利要求22、 23或24所述的装备，其特征在于，还包括 多个传感器(S1-S4)，其沿着所述生产线而安置，以便检测伸长效果 的恒定存在。
26. 如权利要求22-25中任何一项所述的装备，其特4正在于，还 包括在整个生产线中用于对所述无纺布的对齐进行控制的装置。
27. 如权利要求26所述的装备，其特征在于，所述装置包括适 于测量无纺织物(W)相对于所述驱动部件(3、 4、 M)的位置的传感器 (L、 C),以及适于纠正所述织物定位的装置。
28. 如权利要求22-27中任何一项所述的装备，其特;f正在于，还 包括用于在无纺布上进行印刷的设备(8)，其包括支撑件(9)、至少一 个印刷部件(IO)、用于将所述无纺织物(W)固持于所述支撑件上的机 构(ll)，以及适于将所述无纺织物来回地导向于并支撑于所述设备上 的导向机构(12)，所述设备连接到所述控制及命令单元(7)上。
29. —种利用根据权利要求21-31中的任何一项的工艺方法可获 得的无纺布。
30. 如权利要求29所述的无纺布，其特征在于，其具有由水浮 凸处理的部分及由热浮凸处理的部分。
31. 如权利要求29所述的无纺布，其特征在于，由水浮凸处理 的所述部分占所述无纺布全部表面的5%-95%，而剩余的部分则由热 浮凸处理。
32. 如权利要求29所述的无纺布，其特征在于，由水浮凸处理 的所述部分与由热浮凸处理的所述部分交叠。
33. 根据权利要求29-32中任何一项的所述无纺布作为用于卫生 保健的湿毛巾的用途。
34. 根据权利要求29-32中任何一项的所述无纺布作为清洁布料 的用途，所述清洁布料可浸透清洁剂或用于家具的蜡。
35. —种工艺方法，用于制造其上印刷有符号和/或图形，甚至 是彩色的符号和/或图形的无纺布，包括水浮凸处理步骤或热浮凸处 理步骤，及随后的印刷步骤，其中所述印刷步骤包括为无纺布提供印刷设备，所述印刷设备包括用于承载所述无纺 布的从动支撑件以及至少 一个从动印刷部件； 将所述无纺布片供给到所述设备；在控制及命令单元的控制与命令下，在所述无纺布上^^行所述 印刷，其中，所述控制及命令单元有效地与所述支撑件以及至少一个 印刷部件连接，以便检测来自所述支撑件以及至少一个印刷部件的 电信号，将所述信号转变为代表它们的角速度与扭矩的状态的数值，并且将信号发送到所述支撑件以及至少一个印刷部件，以便纠正落 在所述比值之外的所述数值任何可能的偏差。
36. —种用于印刷的无纺布的装备，包括印刷设备(8)以及至少 一个水浮凸设备(l、 2)或者至少一个热浮凸设备(6)。
全文摘要
本发明涉及一种工艺及设备，用于制造具有优化柔软度、耐用特性以及吸引人的外观的无纺布。特别地，本发明涉及一种工艺方法及设备，用于同时制造水刺类型、纺丝粘合或梳理类型(水缠结的无纺布)的无纺布，以及通过水浮凸处理及热浮凸处理而获得的无纺布。
文档编号D04H1/4258GK101166857SQ200580049649
公开日2008年4月23日 申请日期2005年3月3日 优先权日2005年3月3日
发明者R·佩多亚 申请人:阿斯特罗姆公司