專利名稱：具有松表面纖維的壓花薄紙及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄紙和薄紙制品，具體地講涉及一次性手帕、廚房用紙巾、衛(wèi)生紙和面巾紙。
更具體地講，本發(fā)明涉及顯示具有又軟又光滑表面和高膨松度及高強(qiáng)度的薄紙制品，以便給使用者提供一種功能更豐富、使用時(shí)具有高度舒適感的產(chǎn)品。
本發(fā)明也涉及制造呈現(xiàn)上述特性和包括薄紙表面的壓花和刷磨工序的薄紙和薄紙制品，具體地講是一次性手帕、廚房用紙巾、衛(wèi)生紙和面巾紙的方法。
背景技術(shù)：
薄紙有時(shí)稱為紙幅或紙張、薄紙、薄紙層、復(fù)層紙或薄紙幅，并且其制成品，例如紙帕、廚房用紙巾或衛(wèi)生紙，在現(xiàn)代社會(huì)獲得了廣泛的應(yīng)用并已為本領(lǐng)域所熟知。
薄紙通常采用以下步驟制造使?jié)駪B(tài)的纖維素纖維在篩網(wǎng)上成層，添加各種添加劑或其他成分，隨后烘干。在上述制紙步驟之前、期間或之后的其它工序旨在賦予薄紙所期望的性質(zhì)。轉(zhuǎn)換加工步驟的目的在于將薄紙加工成成品。
由薄紙制成的產(chǎn)品可通過(guò)結(jié)合多層薄紙(也稱為復(fù)層)進(jìn)行制造，或可包括單層薄紙(單層制品)。那些復(fù)層可按多種方式進(jìn)行組合和結(jié)合以形成成品，例如通過(guò)對(duì)多層結(jié)構(gòu)壓花或/和通過(guò)膠粘。本文中將成品稱為薄紙制品。
長(zhǎng)期以來(lái)一直認(rèn)為，這些薄紙的重要物理屬性包括強(qiáng)度和厚度/膨松度、柔軟度和光滑度以及它們的吸收性。目前的研究和發(fā)展方向是，在不嚴(yán)重影響其它屬性的前提下，改善一個(gè)或同時(shí)改善兩三個(gè)屬性。
柔軟度和光滑度涉及當(dāng)使用者將某一特定產(chǎn)品握在手中、用產(chǎn)品擦拭皮膚或?qū)a(chǎn)品在手中揉皺時(shí)能夠感受到的觸感。觸感是若干物理屬性的組合。可以通過(guò)生理表面光滑度(PSS)參數(shù)(例如來(lái)自美國(guó)專利5,855,738)的目標(biāo)參數(shù)來(lái)很好地獲得觸感。薄紙制品的厚度/紙厚(也稱為膨松度)對(duì)于使用者的觸感相當(dāng)重要。
強(qiáng)度是指正常使用條件下產(chǎn)品維持物理完整性和抗撕破、抗撕裂與抗撕碎的能力。
吸收性是指薄紙或產(chǎn)品吸收大量液體特別是含水溶液或分散液的能力。使用者所感知的總體吸收性能一般認(rèn)為是給定質(zhì)量薄紙或產(chǎn)品被浸透時(shí)所吸收液體的總量和吸收液體的速率的組合。
相對(duì)較厚但是較軟的一次性紙制品，即呈紙帕形式的一次性紙制品，已為人所熟知。例如，Procter & Gamble Company的TempoTM是又厚又柔軟的多層紙制品，其厚度為約0.3mm。厚度大則會(huì)給使用者一種干、濕強(qiáng)度都很高的感覺(jué)。高的濕強(qiáng)度，也稱為濕破裂強(qiáng)度，尤其能夠防止撕開(kāi)或破裂。對(duì)于紙帕而言，這種撕開(kāi)或破裂會(huì)導(dǎo)致粘液或其它體液弄臟使用者的手。
增強(qiáng)薄紙表面光滑度的常用方法是對(duì)材料進(jìn)行壓光。例如，Weisman等人的美國(guó)專利5'855'738描述了一種幫助制造光滑高密度薄紙的壓光步驟。該制造步驟壓平薄紙的表面，因此在紙幅的表面使紙纖維重新取向并重新粘結(jié)。然而，壓光在相當(dāng)程度上減薄了紙幅的厚度，損害了最終產(chǎn)品的所期望的膨松度。
生產(chǎn)高膨松度薄紙的方法已經(jīng)有所描述例如在均屬于Kamps等人的美國(guó)專利5'702'571和英國(guó)專利0 696 334 B1中。在這兩個(gè)專利中，通過(guò)在一個(gè)凸刻花輥和一個(gè)凹刻花輥所形成的輥隙之間壓花來(lái)增強(qiáng)薄紙的膨松度。在K.Hilbig、M.Liplijn和H.Reinheimer于2001年2月16日提交的專利申請(qǐng)EP01103798.3中給出了另一個(gè)實(shí)施例，其包括在紙的表面形成三維結(jié)構(gòu)(通過(guò)壓光步驟前的微壓花，也稱為拉伸形變)。這是形成相當(dāng)平滑和膨松的最終產(chǎn)品的一種方法。然而，上述薄紙仍然要經(jīng)歷壓光步驟，并且與微壓花過(guò)的薄紙相比，厚度顯著降低。
本領(lǐng)域所熟知的獲得光滑薄紙表面的另一種方法為使薄紙經(jīng)受刷磨步驟。薄紙的刷磨已為本領(lǐng)域所熟知，并已經(jīng)被具體描述于Wand等人的美國(guó)專利3'592'732中。其中用旋轉(zhuǎn)電刷刷磨薄紙，使用刻花輥或凹輥?zhàn)鳛榉磯罕砻?。在美?guó)專利5'180'471中，Sauer等人描述了內(nèi)表面已經(jīng)過(guò)刷磨的多層薄紙(及有關(guān)方法)。據(jù)信紙表面的刷磨通過(guò)薄紙表面附近的本文稱為伸長(zhǎng)纖維的紙纖維的未粘結(jié)的一個(gè)末端對(duì)紙纖維(纖維素纖維)發(fā)生作用，因此使伸長(zhǎng)纖維能夠高出紙幅表面以上，從而產(chǎn)生觸覺(jué)光滑的表面。然而其缺點(diǎn)是，顯然不管用何種方法，刷磨都會(huì)損害紙幅的強(qiáng)度，因?yàn)槠涓淖兞藰?gòu)成紙幅的纖維網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)(如在上述參考文獻(xiàn)美國(guó)專利3'592'732中所提到的)，并減少了構(gòu)成薄紙表面的纖維之間的粘結(jié)。
現(xiàn)有技術(shù)提出，上述方法的每一種都存在著缺點(diǎn)，即，當(dāng)設(shè)法改善一種關(guān)鍵特性時(shí)又影響了薄紙的另一種或多種關(guān)鍵特性。
鑒于現(xiàn)有技術(shù)和上述考慮，存在對(duì)一種兼具以下明顯不相容的特性的薄紙的需求·高表面光滑度，·高強(qiáng)度，·高厚度/膨松度，對(duì)通常但非總是由多層薄紙組合制成的成品也具有同樣的需求。
本發(fā)明滿足了這種需求。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及包含纖維素纖維的薄紙。薄紙具有第一和第二表面，和在第一表面上形成被凹陷區(qū)環(huán)繞的凸起區(qū)的壓花圖案。各區(qū)域與在薄紙的第二表面上的各個(gè)反向區(qū)域相符。第一表面具有伸長(zhǎng)纖維，其具有第一和第二末端，第一末端與薄紙未粘結(jié)到一起而第二末端則與薄紙粘結(jié)在一起。伸長(zhǎng)纖維的無(wú)約束的末端可通過(guò)刷磨第一表面來(lái)獲得，以使凸起區(qū)域中的伸長(zhǎng)纖維比凹陷區(qū)域中的更多一些。
本發(fā)明也涉及由一層或多層以上薄紙制成的諸如手帕、紙巾、面巾紙和衛(wèi)生紙之類的紙制品。
本發(fā)明也涉及制造上述薄紙的方法。該方法包括以下步驟
-通過(guò)將薄紙?jiān)谛纬蓧夯ㄝ佅兜膬蓚€(gè)輥之間通過(guò)來(lái)壓花薄紙，-刷磨薄紙的至少一個(gè)表面。
優(yōu)選地，該方法的特征在于刷磨工序在壓花步驟之后進(jìn)行。
本文所有引用的文獻(xiàn)均引入本文的相關(guān)部分以供參考；任何文獻(xiàn)的引用不可解釋為對(duì)其可獲得本發(fā)明的專利性的認(rèn)可。
附圖概述

圖1表示由3層薄紙(也稱為復(fù)層或?qū)?組成的并顯示具有基本不平直/不均勻表面的紙手帕。
圖2是圖1的放大部分，在其上面可看到三層薄紙。
圖3顯示制造如圖1所示的薄紙的方法。
圖4顯示在圖3的位置I處薄紙的放大部分。
圖5顯示在圖3的位置II處薄紙的放大部分。
發(fā)明詳述本發(fā)明提供了一種顯示具有高水平的表面光滑度和柔軟性、高強(qiáng)度和高膨松度的薄紙。這些明顯相互矛盾的特性通過(guò)遵循本發(fā)明的理念而組合到一起。
不受理論的束縛，本發(fā)明后面的理念具體可被說(shuō)成是形成一個(gè)薄紙表面，其是不均勻的并在不同區(qū)域存在如下的預(yù)期特性·最突出區(qū)域(凸起區(qū)域)中的光滑度/柔軟性，通過(guò)松的紙纖維末端的存在而獲得，其保持薄紙的觸覺(jué)效果，·內(nèi)部區(qū)域(凹陷區(qū)域)中的強(qiáng)度，通過(guò)提供基本上未改變的纖維網(wǎng)絡(luò)而獲得，·膨松度，通過(guò)凸起和凹陷區(qū)域的特別存在而形成，并通過(guò)這些工序的兩種并優(yōu)選地通過(guò)其確定好的次序經(jīng)由轉(zhuǎn)換加工薄紙的下游工序而保留下來(lái)。
這可通過(guò)對(duì)薄紙施用所選擇的工序來(lái)獲得。這些工序被優(yōu)化以產(chǎn)生所期望的最終結(jié)果并產(chǎn)生協(xié)同增強(qiáng)效應(yīng)。它們優(yōu)選地按特定的順序進(jìn)行。
本發(fā)明具體地講與本領(lǐng)域稱為“轉(zhuǎn)換加工步驟”的各步驟有關(guān)，其中提供了用任何合適的“制紙方法”制成的薄紙。
本發(fā)明可通過(guò)下列工序?qū)嵭?提供一種薄紙。
-將薄紙傳送給打算進(jìn)行的工序以優(yōu)選地對(duì)薄紙的表面和/或內(nèi)部結(jié)構(gòu)改性，以便為薄紙?zhí)峁┧谕奶匦?，?或-將其與一種或多種薄紙結(jié)合以形成一種制品或一種可轉(zhuǎn)變成一種制品的實(shí)體，和/或-將實(shí)體或制品傳送給要進(jìn)行的其它工序以對(duì)制品或所述實(shí)體的表面和/或內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改性。
根據(jù)本發(fā)明的薄紙現(xiàn)在將根據(jù)附圖和制造這種薄紙的步驟進(jìn)行說(shuō)明。
壓花(拉伸壓花或微壓花或拉伸形變)盡管可在本發(fā)明內(nèi)利用任何本領(lǐng)域所熟知的壓花類型，一種優(yōu)選的壓花步驟為所謂的微壓花或拉伸壓花步驟，也稱為拉伸形變，如K.Hilbig、M.Liplijn和H.Reinheimer于2001年2月16日提交的的歐洲專利申請(qǐng)EP01103798.3中所述，其中采用低壓進(jìn)行了很精細(xì)的圖案的壓花。
可在一層薄紙上進(jìn)行壓花，例如圖3、4或5的參考數(shù)字(13)或圖1和2的參考數(shù)字(2)、(3)、(4)?？晒┻x擇地，可在多層實(shí)體上進(jìn)行壓花，例如圖1的參考數(shù)字(1)。為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，圖3的參考數(shù)字(13)下面被描述成一層薄紙(即單層實(shí)體)，但技術(shù)人員理解，在不偏離本發(fā)明的條件下可用諸如圖1的參考數(shù)字(1)之類的多層實(shí)體取代。
如圖3所示，一層薄紙的壓花，例如圖1和2參考數(shù)字(2)、(3)、(4)的那些壓花，或多層實(shí)體的壓花，例如圖1參考數(shù)字(1)的一種壓花，通常通過(guò)將薄紙或多層實(shí)體(圖3的參考數(shù)字(13))穿過(guò)在壓花輥(9)(10)間形成的輥隙(8)來(lái)完成，其中至少一個(gè)壓花輥(9)包括壓花單元(12)。
壓花輥典型地包括光滑的表面。壓花單元(12)為超出壓花輥表面的一定高度的凸起，其高度從垂直于壓花輥軸線的方向測(cè)量，為光滑的輥表面到凸起的最高點(diǎn)的距離。
壓花單元也具有一個(gè)在平行于輥軸方向上的寬度和一個(gè)在徑向上的長(zhǎng)度。文本所用的術(shù)語(yǔ)寬度和長(zhǎng)度可為圓形壓花單元的直徑。這樣，一種直徑從壓花單元的底部至其頂部不必為常數(shù)。優(yōu)選地，壓花單元的最大寬度處于所述光滑表面上。
壓花單元(12)可為任何形狀，例如錐形或半球形，并且壓花單元的橫截面可為圓形、橢圓形或正方形。壓花單元可形成連續(xù)圖案，但優(yōu)選彼此截然不同，例如輥的光滑表面形成連續(xù)的平面。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，將壓花單元(12)以很精細(xì)的圖案設(shè)置在至少一個(gè)壓花輥之上，壓花輥每平方厘米表面積包括至少30個(gè)，優(yōu)選地至少50個(gè)，更優(yōu)選地至少60個(gè)，還更優(yōu)選地至少70個(gè)，最優(yōu)選地至少80個(gè)壓花單元。
壓花單元不高，優(yōu)選地其高度小于1mm，更優(yōu)選地小于0.8mm，還更優(yōu)選地小于0.6mm，甚至更優(yōu)選地小于0.5mm或小于0.4mm，以及最優(yōu)選地小于0.3mm。
優(yōu)選地，拉伸壓花的壓花區(qū)域與未壓花區(qū)域的比率為5％至95％，更優(yōu)選地為20％至80％，以及最優(yōu)選地為40％至60％，即對(duì)于最優(yōu)選的事例，薄紙總表面積的40％至60％被壓上花。
任何已知的壓花輥類型及該輥的操作模式都在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。具體地講，可使用兩個(gè)硬金屬(例如鋼)壓花輥，其中包括凸起壓花元件的第一壓花輥稱為凸輥，和包括與之匹配的凹槽的第二壓花輥稱為凹輥。凹槽可以是凸起壓花單元的鏡像，也可以略小于實(shí)際鏡像，即凹輥中的那些凹槽的尺寸或形狀(如斜面)可略微不同。也可能使用所謂的針對(duì)針壓花，即，使用具有匹配凸起的兩個(gè)輥。
可供選擇地，第一個(gè)壓花輥包含由包括凸起壓花單元的硬金屬提供的紙幅接觸面，第二個(gè)壓花輥包含由較軟的材料(例如，橡膠，優(yōu)選的肖氏硬度為40-70的材料)制成的紙幅接觸面，其中，在與凸起的壓花單元緊緊接觸時(shí)，形成了凹槽。使用硬金屬輥和橡膠輥提供的壓花輥隙具有許多優(yōu)點(diǎn)，例如更便宜、更易于生產(chǎn)和操作，這是因?yàn)檩伒恼{(diào)整比凹、凸硬金屬輥容易得多。
所要用的兩個(gè)壓花輥間的輥隙尺寸取決于要加工的薄紙和使用的壓花圖案等。也要考慮使第一壓花輥和第二壓花輥同時(shí)滾動(dòng)的壓力為零、也可不為零。
當(dāng)在此過(guò)程中使用兩個(gè)硬金屬輥(凸輥和凹輥)時(shí)，應(yīng)當(dāng)操作壓花輥使得在凸輥的凸起壓花單元和凹輥的凹槽底部之間留出一定空隙，空隙寬度為未壓花薄紙厚度的60％至140％，優(yōu)選為80％至120％。
當(dāng)聯(lián)合使用硬金屬輥和橡膠輥時(shí)，兩個(gè)壓花輥應(yīng)當(dāng)互相施加一定的壓力擠靠在一起，壓力范圍可為10N/平方厘米至1000N/平方厘米，優(yōu)選為20N/平方厘米至200N/平方厘米，更優(yōu)選為50N/平方厘米至100N/平方厘米。
已知的操作模式均適用于本發(fā)明，優(yōu)選地為壓花輥不加熱并且以相同速度運(yùn)行，但是在可供選擇的操作模式中，至少可加熱一個(gè)壓花輥并且讓壓花輥以不同速度運(yùn)轉(zhuǎn)。
上述精細(xì)圖案的壓花在一個(gè)重要的方面起到增加厚度的作用，或換言之，增加制品的體積。因此，在本發(fā)明的一種優(yōu)選的模式中，將單層薄紙穿過(guò)壓花輥隙(圖3，(8))。在一種可供選擇的操作模式中，可將許多層薄紙同時(shí)穿過(guò)輥隙(圖3，(8))。這會(huì)導(dǎo)致在薄紙間初始匹配或嵌套的壓花。
刷磨步驟根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，薄紙的刷磨(圖3，參考數(shù)字(13))優(yōu)選地在壓花步驟后進(jìn)行，但也可看成是給其提供所述的預(yù)期結(jié)果的一個(gè)獨(dú)立步驟。
術(shù)語(yǔ)電刷和刷磨是在本文獻(xiàn)中用作實(shí)施例，但不限制本發(fā)明的范圍。按照本發(fā)明，其為能夠在薄紙的表面和結(jié)構(gòu)上提供所期望的改性(即抬起纖維末端而不完全分離)的任何工具、設(shè)備或裝置。傳統(tǒng)的這類裝置包括任何類型的研磨面例如通過(guò)電刷的刷毛或砂紙?zhí)峁┑哪切┭心ッ?。提供研磨功能性的有效結(jié)構(gòu)用諸如泡沫、金屬或聚合物之類的天然或合成材料制造。要產(chǎn)生所期望的研磨，優(yōu)選地需要薄紙表面和磨損部件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。作為備選，導(dǎo)致薄紙表面和/或結(jié)構(gòu)的所述改性的化學(xué)、光學(xué)或物理方法可任選地被考慮在本發(fā)明中。
優(yōu)選地，薄紙的表面和結(jié)構(gòu)上的改性用與薄紙表面研磨接觸的旋轉(zhuǎn)工具來(lái)實(shí)現(xiàn)，最優(yōu)選地采用包括沿著其整個(gè)圓周的刷磨刷毛的電刷滾筒。刷毛可為聚合物但優(yōu)選地采用諸如動(dòng)物毛發(fā)或軟毛之類的靜電性能較好的天然物質(zhì)。
刷磨步驟可通過(guò)一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)電刷的組合在薄紙的一面進(jìn)行或兩面進(jìn)行，其取決于所期望的預(yù)期效果。每個(gè)薄紙面可采用一個(gè)電刷(或電刷滾筒)。然而為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，以下描述的本發(fā)明的實(shí)施方案具有一個(gè)作用于薄紙一面的電刷滾筒(在圖3中用參考數(shù)字11表示)。也可采用備選裝置。例如，可設(shè)想作用于同一薄紙側(cè)面的兩個(gè)或多個(gè)電刷同時(shí)或連續(xù)地刷磨第一和第二表面。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，使用了5對(duì)電刷，在紙幅的每個(gè)面提供5個(gè)刷磨操作。
刷磨步驟的主要結(jié)果是在薄紙表面上最外面臥著的纖維的改性。薄紙纖維通常在薄紙制造、干燥或隨后的壓光期間在眾多的纖維交叉點(diǎn)通過(guò)氫橋彼此結(jié)合。發(fā)明人確信，在刷磨步驟期間，紙纖維具備足夠的能量來(lái)打斷某些將纖維結(jié)合到一起的氫鍵并保證紙結(jié)構(gòu)的結(jié)合。這種能量在與纖維碰撞時(shí)通過(guò)各個(gè)刷毛的撕裂力或剪切力來(lái)提供。不受理論的束縛，發(fā)明人相信，能量必須足以打斷纖維間的某些鍵但又要低得不足以打斷所有的鍵迫使纖維從薄紙表面完全斷開(kāi)(也稱為纖維屑)以及不打斷纖維結(jié)構(gòu)本身。
通過(guò)本發(fā)明的刷磨步驟，形成了如圖2和5所示的伸長(zhǎng)纖維(7)，即一個(gè)纖維末端仍然粘結(jié)到其它纖維上同時(shí)另一個(gè)末端是自由的并且能夠高于薄紙表面的纖維。這些伸長(zhǎng)纖維(7)對(duì)于薄紙?zhí)峁┠苡|知的光滑度和柔軟性非常關(guān)鍵。
根據(jù)本發(fā)明的方法的目的在于優(yōu)選地通過(guò)在一個(gè)末端處打斷與其它纖維間的鍵合松開(kāi)或釋放纖維的僅僅一個(gè)末端。然而據(jù)觀察，刷磨步驟也不可避免地促使某些整個(gè)纖維完全脫離或使纖維破損。這些纖維或纖維碎片應(yīng)該從薄紙中去除，因而有助于減少纖維屑。它們可被再生。根據(jù)本發(fā)明的方法可示意地見(jiàn)圖3首先提供一個(gè)紙幅(13)，通常從一卷紙幅上解卷。將紙幅(13)導(dǎo)向一個(gè)壓花工位，在此處該紙幅被導(dǎo)過(guò)兩個(gè)壓花輥(9)、(10)間的輥隙(8)。在壓花后，接著將薄紙(13)導(dǎo)向刷磨工位，在此處至少一個(gè)側(cè)面受到一個(gè)刷磨滾筒(11)的作用。可開(kāi)動(dòng)刷磨滾筒旋轉(zhuǎn)以便其表面順著或逆著薄紙運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)或停止不動(dòng)。設(shè)備、尤其是刷磨滾筒的設(shè)定，例如轉(zhuǎn)速、電刷至紙幅的距離、電刷周圍紙幅的纏繞延長(zhǎng)，和電刷的樣式，例如刷毛的特性、長(zhǎng)度、刷毛的彎曲力矩、刷毛的密度和直徑、刷毛的處理和涂敷，被優(yōu)化以使刷磨后的薄紙質(zhì)量(通過(guò)分析薄紙的強(qiáng)度、光滑度、柔軟性和體積)，方法的穩(wěn)定性和設(shè)備的壽命結(jié)果最佳。
可僅用移動(dòng)的薄紙幅作用于電刷上的固有的力實(shí)施刷磨步驟，即無(wú)需使用反壓輥或反壓表面來(lái)加壓和/或?qū)⒈〖垖?dǎo)至電刷。如圖3所示，只有薄紙幅的張力和相當(dāng)于薄紙的自重在旋轉(zhuǎn)電刷(11)上施加壓力。
可供選擇地，采用一個(gè)反壓表面(更優(yōu)選地以接近于紙幅表面速度的表面速度旋轉(zhuǎn)的反壓輥形式)反壓表面的放置應(yīng)使紙幅的一部分同時(shí)與電刷和反壓表面二者接觸。甚至更優(yōu)選地，反壓表面的位置和紙幅的路徑應(yīng)使紙幅的凸?fàn)畋砻媸艿诫娝⒌淖饔谩２皇芾碚摰氖`，據(jù)信這種構(gòu)型“打開(kāi)”紙幅的微結(jié)構(gòu)并因此增強(qiáng)電刷對(duì)紙幅纖維的作用。這種構(gòu)型通過(guò)具有例如紙幅部分纏繞反壓輥來(lái)實(shí)現(xiàn)(與反壓輥不接觸的紙幅表面因而具有與電刷接觸的凸?fàn)畋砻?。
當(dāng)在工序中采用超過(guò)一個(gè)電刷滾筒時(shí)，可將某些電刷以這樣一種方式放置，即使它們同時(shí)或連續(xù)刷磨紙幅的兩面。
在實(shí)施本發(fā)明的一種優(yōu)選的方式中，電刷在轉(zhuǎn)換加工線上順著紙幅移動(dòng)的方向上旋轉(zhuǎn)。然而也可考慮反向旋轉(zhuǎn)。
和電刷的樣式一樣，其旋轉(zhuǎn)速度在刷磨步驟的效用方面是一個(gè)關(guān)鍵的參數(shù)，影響裝置的磨損以及工序的最終結(jié)果。優(yōu)選地，刷磨滾筒相對(duì)于紙幅表面的速度高于1'000m/分鐘(接觸點(diǎn)對(duì)紙幅的線速度)，更優(yōu)選地超過(guò)3'000m/分鐘，最優(yōu)選地超過(guò)2'000m/分鐘，還最優(yōu)選地超過(guò)3'000m/分鐘。
電刷的相對(duì)表面速度也可根據(jù)紙幅的表面速度進(jìn)行計(jì)算已經(jīng)觀察到電刷的表面速度為紙幅的表面速度的1.5至20倍之間(更優(yōu)選地在2至15倍之間，最優(yōu)選地在5至10倍之間)，本發(fā)明可獲得最好的結(jié)果。
用于本發(fā)明的電刷(圖3，參考數(shù)字(11))的性質(zhì)和樣式很廣，包括合成的、金屬的或天然毛發(fā)，其尺寸和密度范圍很寬。在實(shí)施本發(fā)明的一種優(yōu)選的方式中，已經(jīng)采用了Mink GmbH(Goeppingen，Germany)所銷售的在參考目錄ZZB12528-K2509下的由馬毛制成的電刷。這樣的電刷通常用于紡織品的處理。優(yōu)選地，電刷基本上是圓形的并通過(guò)圍繞一條軸線旋轉(zhuǎn)運(yùn)行。然而發(fā)明人考慮將其作為本發(fā)明的一部分；使用其它類型的電刷(例如，固定電刷或通過(guò)電刷表面或研磨表面在紙幅表面上的平移進(jìn)行運(yùn)行的電刷)，所提供的電刷的動(dòng)作導(dǎo)致在薄紙表面和結(jié)構(gòu)上的所述改性。
在實(shí)施本發(fā)明的一種優(yōu)選的方式中，壓過(guò)花的薄紙幅環(huán)繞著兩個(gè)電刷輥，不用被固定在導(dǎo)輥上。每個(gè)刷磨輥刷磨薄紙的一個(gè)表面。薄紙?jiān)陔娝⒈砻嫔系男羞M(jìn)距離(即薄紙環(huán)繞電刷的纏繞長(zhǎng)度，或換言之，電刷和薄紙間的接觸長(zhǎng)度)可在很大的范圍內(nèi)變化。盡管考慮了較寬的長(zhǎng)度范圍，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)將該長(zhǎng)度設(shè)定為小于20cm、優(yōu)選地小于5cm、最優(yōu)選地小于1cm是有益的。
對(duì)于已經(jīng)在造紙工序中制成長(zhǎng)短纖維的不均勻混合物、其一個(gè)側(cè)面比另一個(gè)側(cè)面存在更多的短纖維的薄紙來(lái)說(shuō)，本發(fā)明考慮了紙幅在電刷上的優(yōu)選的方向。優(yōu)選地，將薄紙或電刷調(diào)整為使薄紙的短纖維與電刷接觸。不受理論的束縛，很容易想象短纖維彼此間連接較少。因此與薄紙的長(zhǎng)纖維一側(cè)相比，將短纖維一側(cè)的更多纖維末端解開(kāi)更容易。
已經(jīng)觀察到薄紙的刷磨步驟有助于使其厚度增加并且已經(jīng)測(cè)量到增加范圍為1％至25％，平均約5％。重要的是，這種導(dǎo)致高體積的厚度上的增加對(duì)于由壓花步驟、優(yōu)選地拉伸形變工序產(chǎn)生的厚度增加是附加的。根據(jù)上文的歐洲專利申請(qǐng)EP01103798.3，拉伸形變本身通常使薄紙厚度增加約50％至200％。
與前述于歐洲專利申請(qǐng)EP01103798.3中的方法相比，本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是取消拉伸形變步驟后的傳統(tǒng)的壓光步驟的可能性。這種傳統(tǒng)壓光通常導(dǎo)致拉伸形變過(guò)的薄紙厚度的減薄，導(dǎo)致總的厚度增加(在兩個(gè)步驟之后拉伸形變和光滑壓光)10％至100％。壓花后取消壓光但采用刷磨能夠使處理過(guò)的紙幅獲得異常高的最終厚度，在以上給出的實(shí)施例中范圍為51％至225％。
在圖3所示的實(shí)施本發(fā)明的一種優(yōu)選的方式中，圖3、4、5的薄紙(13)前面已經(jīng)被傳送到壓花步驟，最優(yōu)選地，傳送到本文獻(xiàn)中“壓花”標(biāo)題下所述的微壓花(或拉伸壓花或拉伸形變步驟)。如果那樣的話，薄紙(13)進(jìn)入刷磨步驟實(shí)際上表面不平，即存在通過(guò)壓花步驟所形成的彼此相對(duì)的凸起區(qū)域(6)和凹陷區(qū)域(5)。
刷磨對(duì)這種預(yù)形變的薄紙的影響是出乎意料的并構(gòu)成本發(fā)明的一個(gè)關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)刷磨步驟優(yōu)先作用于凸起區(qū)域(6)，同時(shí)基本上不改變凹陷區(qū)域(5)。因此，相對(duì)于在凹陷區(qū)域(5)，在凸起區(qū)域(6)中形成了更多的伸長(zhǎng)纖維(7)。因而形成了一個(gè)基本上未改變的凹陷區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)基本上保持了未處理薄紙的強(qiáng)度和拉伸特性。
這得到了預(yù)期效果，即形成具有高度柔軟性和光滑度(具體地講，通過(guò)凸起區(qū)域的伸長(zhǎng)纖維提供)、高強(qiáng)度(具體地講，通過(guò)未變的凹陷區(qū)域網(wǎng)絡(luò)提供)和膨松度(通過(guò)凸起和凹陷區(qū)域的存在提供)。
其它工序制造本發(fā)明的薄紙制品的方法可以包括許多其它任選步驟下面給出了不限于其范圍、功能或性質(zhì)的一些實(shí)施例可用任何合適的方法將洗液施用到薄紙上，例如但不限于在薄紙或紙制品的一個(gè)或多個(gè)表面上、或這些表面的一部分上印花或噴淋。
可優(yōu)選地通過(guò)連接壓花將薄紙的并置層片連接起來(lái)以提供一個(gè)多層的紙制品。本文所用的“連接壓花”指的是一種壓花，通過(guò)該壓花過(guò)程，依照本發(fā)明的多層制品的所有層可在一個(gè)工序中被壓花出來(lái)?！癏.Reinheimer、K.Hilbig和W.Schmitt在WO-95/27429中已經(jīng)描述了“連接壓花”。優(yōu)選地，連接壓花不會(huì)或至少不會(huì)在很大程度上影響任何壓光薄紙的光滑度。因此，優(yōu)選地紙制品的未壓花表面占總表面的大部分，優(yōu)選地在第一和第二表面上。在本文中，這意味著薄紙擁有一個(gè)或多個(gè)沒(méi)有連接壓花的區(qū)域，也可選擇擁有一個(gè)或多個(gè)具有連接壓花的區(qū)域，其中不包括連接壓花的區(qū)域至少占薄紙表面積的50％，優(yōu)選地為至少80％，在某些優(yōu)選的實(shí)施方案中高達(dá)99％。最常見(jiàn)的是，包括連接壓花的區(qū)域接近于薄紙邊緣(例如沿著兩條或四條邊)。連接壓花也可用于裝飾性的目的(例如形成圖案或拼成徽標(biāo)或商標(biāo)名稱)。優(yōu)選的連接壓花采用鋼對(duì)鋼、針對(duì)針式壓花方法，每平方厘米有10至40個(gè)壓花單元，壓花單元高度為0.01mm至1mm，優(yōu)選高度為0.05mm至0.2mm。在薄紙制品總表面中，連接壓花區(qū)域相對(duì)未壓花或精細(xì)壓花區(qū)域的百分比優(yōu)選為0.01％至5％。采用連接壓花實(shí)現(xiàn)連接，會(huì)導(dǎo)致薄紙制品在相當(dāng)程度上的壓實(shí)。因此，壓花單元和其配對(duì)物(例如，使用針對(duì)針壓花時(shí)的兩根針)之間的空隙小于要壓印的薄紙的厚度，典型地為該薄紙厚度的5％至50％，優(yōu)選地為10％至20％，這樣可產(chǎn)生10,000至50,000N/平方厘米的壓印壓力。
根據(jù)本發(fā)明，制造薄紙制品的方法還可包括將薄紙網(wǎng)或紙制品定尺的步驟根據(jù)需要，本發(fā)明的薄紙制品可以帶有功能性或美觀標(biāo)記。標(biāo)記可以制作在薄紙制品表面的任一面或兩面上。標(biāo)記可以覆蓋薄紙制品的全部或部分，可以是連續(xù)或非連續(xù)圖案。
標(biāo)記可以通過(guò)本領(lǐng)域任何已知方法例如噴涂、擠壓和優(yōu)選的印花法加到薄紙制品表面。
實(shí)施例薄紙根據(jù)本發(fā)明的一片薄紙從一個(gè)薄紙幅上切下并呈現(xiàn)不均勻的表面，不均勻的表面可通過(guò)例如微壓花工序獲得。它典型地每平方厘米具有30至100個(gè)凹陷區(qū)域并且凹陷區(qū)域的深度典型地小于260μ以及典型地其直徑大于20μ。
薄紙的厚度在很大的程度上取決于制造方法，并且典型地為每個(gè)自然薄紙層100μ，并且當(dāng)壓花或拉伸形變時(shí)為150μ至200μ。當(dāng)將3層結(jié)合(壓花后)形成成品時(shí)，這導(dǎo)致厚度為約400μ至500μ。
薄紙的各尺寸不相關(guān)，因?yàn)槠鋷缀踔蝗Q于制造機(jī)械上的切割設(shè)備的設(shè)定。
如圖5所見(jiàn)，薄紙(13)的凸起區(qū)域(6)顯示了在顯微鏡或放大鏡鏡頭下可見(jiàn)的伸長(zhǎng)纖維(7)。纖維的末端未粘結(jié)到其它纖維上并因此具有伸出薄紙表面的能力。
這些伸長(zhǎng)纖維據(jù)信提供特定的特性。根據(jù)本發(fā)明，其是造成以上所述的有益效果、具體地講薄紙的柔軟性、光滑度和膨松度的原因。另一方面，薄紙的強(qiáng)度特性基本上不變，因?yàn)榘枷輩^(qū)域中的伸長(zhǎng)纖維的數(shù)量少于凸起區(qū)域中的數(shù)量。
本發(fā)明一般包括具有凸起(6)和凹陷區(qū)域(5)的任何薄紙(13)。其通常在凸起區(qū)域(6)中比凹陷區(qū)域(5)中存在更多的伸長(zhǎng)纖維(7)。然而，本發(fā)明優(yōu)選地采用凸起區(qū)域比凹陷區(qū)域多至少20％、更優(yōu)選地多至少50％以及最優(yōu)選地多至少80％的伸長(zhǎng)纖維進(jìn)行實(shí)施。
伸長(zhǎng)纖維的計(jì)數(shù)可在低倍下(例如10倍放大鏡鏡頭)通過(guò)估計(jì)在凸起區(qū)域和凹陷區(qū)域兩個(gè)區(qū)域中的伸長(zhǎng)纖維的密度或數(shù)目或通過(guò)數(shù)值計(jì)算那些伸長(zhǎng)纖維來(lái)進(jìn)行。
紙帕在TempoTM紙帕的特定實(shí)施例中，手帕典型地由3到4層薄紙構(gòu)成。手帕的基重為約50g/sqm至80g/sqm(即約18g/sqm每層)，厚度為400μ至600μ(約140μ每層)。各層根據(jù)WO95/27429通過(guò)特殊壓花連接到一起，以及或者通過(guò)膠粘將各層保持到一起并在紙帕表面處實(shí)現(xiàn)特定圖案的樣式。在一個(gè)特定的實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明，僅僅手帕的兩個(gè)外側(cè)表面(在各層結(jié)合后)具有在薄紙的凸起區(qū)域中的無(wú)約束的纖維末端。薄紙的其它表面(外側(cè)薄紙的朝內(nèi)的表面和內(nèi)部薄紙的表面)呈現(xiàn)提供膨松度和厚度的凸起區(qū)域和凹陷區(qū)域，但在凸起和凹陷區(qū)域上無(wú)約束纖維的數(shù)量大致相等。
盡管已用具體實(shí)施方案來(lái)說(shuō)明和描述了本發(fā)明，但對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，在不背離本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍的情況下可作出許多其它的變化和修改。因此有意識(shí)地在附加的權(quán)利要求書(shū)中包括在本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些變化和修改。
吸收制品在另一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的薄紙被用作吸收制品。
“吸收制品”是指吸收和容納液體的裝置，更具體地講，是指與穿著者的身體緊貼或鄰近放置、用于吸收和容納各種由身體排放的滲出物的裝置。吸收制品包括但不限于尿布、成人失禁緊身褲、訓(xùn)練褲、尿布固定器、襯墊、衛(wèi)生巾等等。
吸收制品典型地包括一個(gè)吸收芯、一個(gè)頂片和一個(gè)底片。吸收芯通常位于頂片和底片之間。吸收芯可包括任意吸收材料，該材料通常是可壓縮的、適形的、對(duì)穿著者的皮膚無(wú)刺激，并能吸收和容納液體，如尿液和某些其它的身體滲出物。吸收芯可包括多種液體吸收材料，這些材料通常用于一次性尿布和其它吸收制品，如粉碎的木漿，這種木漿一般是指透氣氈。其它適用的吸收材料實(shí)施例包括縐紗纖維素填料；熔噴聚合物，包括共成型；化學(xué)硬化、改性或交聯(lián)的纖維素纖維；薄紙，包括薄紙包裝材料和薄紙層壓材料；吸收泡沫；吸收海綿；超吸收聚合物；吸收膠凝材料；或其它任何已知的吸收材料或材料的組合。吸收芯28還可包括少量(典型地少于10％)的非液體吸收材料，例如粘合劑、蠟、油等等。
吸收芯優(yōu)選地包括捕集系統(tǒng)，其包括朝向穿著者皮膚的上捕集層和朝向穿著者衣服的下捕集層。在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，上捕集層包括無(wú)紡材料而下捕集層優(yōu)選地包括化學(xué)硬化、合股和卷曲纖維，高表面積纖維和熱塑性粘合纖維的混合物。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，兩個(gè)捕集層都用無(wú)紡材料來(lái)提供，無(wú)紡材料優(yōu)選地為親水的?？晒┻x擇地，捕集系統(tǒng)的一個(gè)或所有層可從根據(jù)本發(fā)明的薄紙來(lái)提供。捕集層優(yōu)選地為直接與還被吸收芯所包括的儲(chǔ)存層相接觸。
儲(chǔ)存層可用芯部纏繞材料進(jìn)行纏繞。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，芯部纏繞材料包括一個(gè)頂層和一個(gè)底層。芯部纏繞材料、頂層或底層可從無(wú)紡材料來(lái)提供。優(yōu)選為永久性親水無(wú)紡材料以及具體地講具有牢固親水涂層的無(wú)紡材料。根據(jù)本發(fā)明，用于提供頂層或底層或二者的高度優(yōu)選的可供選擇的材料為根據(jù)本發(fā)明的薄紙。
頂層和底層可從兩個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的材料片來(lái)提供，或可供選擇地，它們可從一整體的材料片來(lái)提供。這樣一種整體的材料片可繞著儲(chǔ)存層進(jìn)行纏繞，例如以C型折疊進(jìn)行纏繞。
據(jù)發(fā)現(xiàn)，使用根據(jù)本發(fā)明的薄紙可增強(qiáng)在面向穿著者一側(cè)上的吸收制品的干燥度。不受理論的束縛，據(jù)信這種效果是由于使用包括根據(jù)本發(fā)明的薄紙作為芯部纏繞材料的芯部、捕集系統(tǒng)脫水良好的原因。
權(quán)利要求
1.包含纖維素纖維的薄紙所述薄紙具有第一和第二表面，所述薄紙具有壓花圖案，所述壓花圖案具有在所述第一表面上的由凹陷區(qū)域所環(huán)繞的凸起區(qū)域，所述第一表面上的凸起區(qū)域與所述薄紙的所述第二表面上的各自相反的區(qū)域重合，所述第一表面具有伸長(zhǎng)纖維所述伸長(zhǎng)纖維具有第一和第二末端，所述第一末端未被粘結(jié)到所述薄紙上并且所述第二末端被粘結(jié)到所述薄紙上，所述伸長(zhǎng)纖維的所述無(wú)約束的末端可通過(guò)刷磨所述第一表面獲得，特征在于，在所述凸起區(qū)域比在所述凹陷區(qū)域有更多的所述伸長(zhǎng)纖維。
2.如權(quán)利要求1所述的薄紙，特征在于，所述第二表面也具有伸長(zhǎng)纖維。
3.如權(quán)利要求1或2所述的薄紙，特征在于，所述第一表面在所述凸起區(qū)域比在所述凹陷區(qū)域多至少25％的所述伸長(zhǎng)纖維。
4.如權(quán)利要求3所述的薄紙，特征在于，所述第一表面在所述凸起區(qū)域比在所述凹陷區(qū)域多至少50％的所述伸長(zhǎng)纖維。
5.如權(quán)利要求4所述的薄紙，特征在于，所述第一表面在所述凸起區(qū)域比在所述凹陷區(qū)域多至少80％的所述伸長(zhǎng)纖維。
6.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的薄紙，特征在于，所述壓花圖案為可通過(guò)所述薄紙的拉伸形變獲得的微壓花圖案。
7.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的薄紙，特征在于，所述凹陷區(qū)域形成互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。
8.諸如手帕或廚房用紙巾或衛(wèi)生紙之類的紙制品，特征在于，所述制品包括至少一層如權(quán)利要求1至7所述的薄紙，并且至少一層所述薄紙的所述第一表面形成所述紙制品的外表面。
9.吸收制品，所述吸收制品包括頂片、底片、吸收芯和纏繞吸收芯的材料，所述吸收制品還包括如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的薄紙，所述薄紙優(yōu)選地由纏繞所述吸收芯的材料組成。
10.用于制造如權(quán)利要求1所述的薄紙的方法，所述薄紙包括纖維素纖維，所述薄紙具有第一和第二表面，所述方法包括以下步驟-通過(guò)將所述薄紙穿過(guò)兩輥間形成的壓花輥隙來(lái)壓花所述薄紙，-刷磨所述薄紙的至少一個(gè)所述表面特征在于，在所述壓花步驟之后實(shí)施所述刷磨工序。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，特征在于，所述壓花步驟為通過(guò)所述薄紙拉伸形變而不產(chǎn)生局部薄紙破裂所形成的微壓花步驟。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，特征在于，所述刷磨工序在所述第一表面上使用刷磨工具，無(wú)需將反壓表面施用于所述薄紙的所述第二表面上。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，特征在于，所述刷磨工序在所述第一表面上使用刷磨工具，并需要將反壓表面施用于所述薄紙的所述第二表面上。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，特征在于，反壓表面為反壓輥，優(yōu)選地旋轉(zhuǎn)，并且在于在所述薄紙的第二表面與所述刷磨工具接觸的同時(shí)，所述薄紙的所述第一表面與所述反壓輥接觸，并且在于接觸所述刷磨工具的所述薄紙的所述第二表面為凸?fàn)睢?br> 15.如權(quán)利要求10、13或14所述的方法，特征在于，所述薄紙是移動(dòng)的并且所述刷磨工具的表面速度為所述薄紙的表面速度的1.5至20倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及薄紙和薄紙制品，具體地講涉及一次性手帕、廚房用紙巾、衛(wèi)生紙和面巾紙。更具體地講，本發(fā)明涉及顯示具有又軟又光滑表面和高膨松度及高強(qiáng)度的薄紙制品，以便給使用者提供一種功能更豐富、使用時(shí)具有高度舒適感的產(chǎn)品。本發(fā)明也涉及制造呈現(xiàn)上述特性和包括薄紙表面的壓花和刷磨工序的薄紙和薄紙制品，具體地講是一次性手帕、廚房用紙巾、衛(wèi)生紙和面巾紙的方法。
文檔編號(hào)B31F1/00GK1650067SQ03809714
公開(kāi)日2005年8月3日 申請(qǐng)日期2003年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月10日
發(fā)明者克勞斯·希爾比希, 布魯諾·約翰內(nèi)斯·埃恩施佩格 申請(qǐng)人:寶潔公司