專利名稱：生活用紙及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生活用紙及其制造方法。
背景技術(shù)：
紙是與人類生產(chǎn)活動息息相關(guān)的物品，其中生活用紙更甚之。隨著人們生活水平的提高，生活用紙的應(yīng)用越來越廣泛，人們對生活用紙的功能性及其帶給使用者感官效果的要求也越來越嚴(yán)格。目前，為了迎合市場需求，越來越多的生活用紙采用印花、壓花等方式用于提升使用者的視覺及觸覺效果。印花主要是通過膠版印刷、噴涂等方式將染料涂覆到紙張表面，其僅僅能給使用者一種視覺感受，在觸覺效果上則無改善。壓花是近年來應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)，經(jīng)過壓花的紙，其表面存在凹、凸相間的部分，在增加紙張厚度的同時，可以改善使用者的視覺及觸覺效果。但壓花是通過機械力作用于原紙表面的某一點，使紙內(nèi)纖維產(chǎn)生形變，這將不同程度地影響紙張抗張強度。同時壓花輥由于長時間受壓力作用，在使用一定時間后即需更換，造成浪費，且當(dāng)需要改變紙張表面圖案時，則需更換壓花輥，生產(chǎn)投資較大。目前，亦有在半干起皺時，使紙張表面產(chǎn)生圖案，但采用這種方式在紙張表面形成的立體圖案往往不夠明顯；亦有用兩個輥筒對原紙進(jìn)行擠壓，使紙張表面產(chǎn)生褶皺的同時產(chǎn)生立體圖案的干起皺工藝，但是這也會對紙張的強度產(chǎn)生一定的影響。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種生活用紙及其制造方法以解決上述缺陷。一種生活用紙的制造方法，步驟包括
提供經(jīng)起皺的生活用紙原紙；
利用計算機輔助設(shè)計出在生活用紙原紙上需形成的立體圖案的三維立體模型，并對該立體模型進(jìn)行切片分層，獲得每層的成型信息；
提供符合需求的構(gòu)成立體圖案的基體以及粘結(jié)劑；以及
將成型信息輸入三維打印設(shè)備，利用三維打印設(shè)備在生活用紙原紙上分層成型所述立體圖案。一種生活用紙，由上述的生活用紙的制造方法形成。一種生活用紙，包括原紙及形成在原紙上的立體圖案，該立體圖案由基體及粘結(jié)劑粘合至原紙的至少一個表面上形成，該基體相互之間以及基體與原紙之間通過粘結(jié)劑粘
口 ο本發(fā)明通過三維打印技術(shù)將基體材料粘結(jié)到生活用紙原紙表面以形成立體圖案，給使用者的立體效果更加顯著，相對于現(xiàn)有的壓花工藝而言，不影響原有生活用紙原紙的強度。同時還可以調(diào)節(jié)三維打印設(shè)備的噴頭設(shè)置位置以及行進(jìn)路線以形成不同形狀的立體圖案，無需更換壓花、印花輥，可節(jié)省設(shè)備更換成本。


圖1是本發(fā)明一實施例的生活用紙的制造工藝示意圖。圖2是圖1中的II視角的生活用紙的結(jié)構(gòu)示意圖。主要元件符號說明
生活用紙原紙10三維打印設(shè)備20電干燥器30生活用紙40立體圖案50
如下具體實施方式

將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
具體實施例方式本發(fā)明涉及一種表面具有立體圖案的生活用紙及其制造方法。本發(fā)明所涉及的具有立體圖案的生活用紙是對經(jīng)起皺的生活用紙原紙進(jìn)行進(jìn)一步加工，并采用三維打印技術(shù)，將植物纖維粉末和粘結(jié)劑等噴射至原紙表面，形成具有立體圖案的生活用紙。使用者在使用時可以看到明顯的立體圖案，同時不會損害原有的生活用紙原紙的強度。本發(fā)明提供的生活用紙的表面有非常顯著的立體圖案，且可根據(jù)具體產(chǎn)品的要求，在這些立體圖案的全部構(gòu)成要素或者部分構(gòu)成要素上添加一種或者多種不同的顏色，給使用者同時帶來觸覺及視覺上的效果。立體圖案的構(gòu)成要素主要由植物纖維粉末和粘結(jié)劑結(jié)合至生活用紙原紙的表面構(gòu)成。本發(fā)明以植物纖維作為起皺生活用紙原紙的主要基材。植物纖維經(jīng)過成型、干燥及起皺(干起皺或濕起皺)各工藝后，可制成生活用紙原紙。一般生活用紙原紙的基重介于15 40gsm之間。此生活用紙原紙經(jīng)過三維打印，將快速成型材料粉末與粘結(jié)劑噴射于原紙表面并相互結(jié)合，形成一定形狀的立體圖案。三維打印技術(shù)是快速成型技術(shù)中的一種，采用分層加工、迭加成型的原理，成型出所需要的三維產(chǎn)品。其成型過程一般包括如下步驟。首先，利用計算機輔助設(shè)計出所需產(chǎn)品的三維立體模型，并對該立體模型進(jìn)行切片分層，獲得每層的成型信息。其中建立立體模型，可以借助特定軟件，將所需產(chǎn)品之具體參數(shù)輸入計算機之后形成?；蛘呖梢圆捎媚嫦蚬こ?，量出已有產(chǎn)品的尺寸參數(shù)并輸入計算機來建立立體模型。特定軟件可以采用Pro-E、Solidworks等業(yè)內(nèi)熟悉的建模軟件。對于目前的三維打印機來講，大多是運行特定的文檔格式來進(jìn)行加工，因此在將立體模型輸入三維打印機進(jìn)行加工之前，需要對該立體模型進(jìn)行切片分層，獲得運行所需的每層的成型信息，并生成合適的運行文檔。每層的成型信息包括用于體現(xiàn)層狀的形貌的幾何數(shù)據(jù)，例如該層的輪廓、邊界位置參數(shù)等。通常分層越薄、越多，生成產(chǎn)品時更精準(zhǔn)，但費時較多。而分層越厚、越少，則階梯狀越明顯，生成的產(chǎn)品越粗糙。同時，提供符合需求的構(gòu)成產(chǎn)品的成型材料。根據(jù)不同類型的快速成型方法,材料的狀態(tài)可不同，例如可以是呈液態(tài)或者固態(tài)粉末狀。然后，將成型信息輸入三維打印設(shè)備，利用三維打印設(shè)備分層成型，以最終得到所
需的立體產(chǎn)品。針對本發(fā)明而言，三維打印設(shè)備至少應(yīng)包括輸送系統(tǒng)、存儲器、噴灑系統(tǒng)。噴灑系統(tǒng)具有多個可移動的噴頭以在不同位置噴出成型材料用于成型。通過調(diào)節(jié)各噴頭的移動路線及噴射量來控制立體圖案的形狀及立體圖案凸出于原紙表面的高度。首先，利用計算機輔助設(shè)計出所需立體圖案的三維立體模型，并對該立體模型進(jìn)行切片分層，獲得每層的成型信息。同時，提供符合需求的構(gòu)成立體圖案的基體以及粘結(jié)劑。然后將成型信息輸入三維打印設(shè)備，利用三維打印設(shè)備在生活用紙原紙上分層成型所述立體圖案，以最終得到所需的生活用紙。進(jìn)一步地，還可以選擇性地對形成立體圖案后的生活用紙進(jìn)行干燥，以使生活用紙的水份含量符合要求。本發(fā)明可在生活用紙原紙的一面經(jīng)過三維打印形成立體圖案，也可以在生活用紙原紙的兩面均經(jīng)過三維打印形成立體圖案。如果生活用紙原紙的兩個相對表面均經(jīng)過三維打印，其兩個相對表面上的立體圖案可以是錯落分布，也可以是在兩個相對表面的同一個位置。經(jīng)三維打印形成了立體圖案之后的紙張可通過風(fēng)干、冷凍干燥、超臨界干燥、氣干、電干等工藝確保最終形成的生活用紙的含水量符合要求。本發(fā)明所提及的表面具有立體圖案的生活用紙成型方式中，三維打印形成立體圖案時，生活用紙原紙優(yōu)選可相對三維打印設(shè)備靜止，例如可采用間歇式開卷或旋轉(zhuǎn)噴頭打印。本發(fā)明所提及的用于三維打印形成立體圖案的快速成型材料所用的基體材料來源可以是與生活用紙原紙相同的原料，例如植物纖維，還可以是熱熔纖維、無紡材料等其他材料，優(yōu)選植物纖維。這些材料可為粉末狀，亦可以是纖維懸浮液，優(yōu)選粉末狀。上述粉末狀成型材料的平均粒徑小于3mm,優(yōu)選小于Imm,更優(yōu)選小于O. 1mm。本發(fā)明所提及的用于三維打印快速成型的粘結(jié)劑可以選擇聚乙烯醇、丙烯酸類樹脂(如聚丙烯酰胺、丙烯酸樹脂、甲基丙烯酸酯等)，或者環(huán)氧基官能聚合物(如堿性固化濕強度樹脂聚合的胺-表氯醇縮合產(chǎn)物，環(huán)氧基-改性的有機反應(yīng)性硅酮、縮水甘油基醚、縮水甘油基酯和縮水甘油基胺樹脂，以及脂肪族或環(huán)脂肪族非縮水甘油基環(huán)氧基樹脂等)。優(yōu)選還可向粘結(jié)劑中`添加柔軟劑(如聚二甲基硅氧烷、羥基硅油、環(huán)氧和聚醚改性硅油等有機硅類，硬脂酸三乙醇胺酯季銨鹽、DHTDMAC等季銨鹽類柔軟劑)，保濕劑(如1，3- 丁二醇、山梨醇、木糖醇、甘油、聚乙二醇、PCA-Na、神經(jīng)酰胺、透明質(zhì)酸、燕麥β -葡聚糖、乳酸、尿囊素、海藻糖、α-甘露聚糖、羥乙基碳酰胺、二甲基硅油、GTCC、乳木果油等)。同時，亦可根據(jù)產(chǎn)品需要添加表面活性劑(如烷基羧酸鹽類、烷基磺酸鹽類等陰離子型，季銨鹽類、烷基吡啶鹽、胺鹽等陽離子型，甜菜堿等兩性型，聚氧乙烯、多元醇、氧化胺等非離子型表面活性劑)，染料(優(yōu)選天然植物性染料)等。這些添加物可以同時添加亦可以添加其中一種或者多種。上述基體材料與粘結(jié)劑一起經(jīng)過三維打印與生活用紙原紙結(jié)合，且這些基體材料與粘結(jié)劑構(gòu)成生活用紙原紙表面的立體圖案。本發(fā)明中所提及的表面具有立體圖案的生活用紙，其立體圖案的形狀及具有的顏色可以根據(jù)產(chǎn)品最終要求決定并通過控制三維打印設(shè)備的噴頭的行徑路線以及噴射量得以實現(xiàn)。例如，對于染料這種添加物，可以通過設(shè)置單獨的存儲器并配備獨立的噴頭，使形成的立體圖案可以依據(jù)需要在其特定部位著色，或者在不同特定部位著色不同，或者整體立體圖案均具有顏色。 在一具體的實施例中，基體材料為桉木漿粉末，粒徑60Mm。粘結(jié)劑包含如下重量比成份聚丙烯酰胺，3% ;聚二甲基硅烷，2% ;尿囊素，3%，天然紅色素，O. 4% ;去離子水，余量。其中聚二甲基硅烷作為柔軟劑；尿囊素作為保濕劑；天然紅色素作為染料。如圖1所示，將預(yù)設(shè)需要獲得的生活用紙上的立體圖案生成計算機可執(zhí)行的三維打印層面信息，生活用紙原紙10經(jīng)開卷后，經(jīng)過三維打印設(shè)備20，對生活用紙原紙10的兩個相對表面同時進(jìn)行打印成型。其中三維打印設(shè)備20中的部分噴頭噴射出桉木漿粉末，另一部分噴頭噴射粘結(jié)粉末與粉末、粉末與生活用紙原紙10所需的粘結(jié)劑。三維打印設(shè)備20根據(jù)獲得的層面信息，即可噴射出桉木漿粉末及粘結(jié)劑，如此反復(fù)形成多層結(jié)構(gòu)，即可在生活用紙原紙10兩個表面形成具有設(shè)定的圖案形狀、大小及高度的立體圖案50。之后再經(jīng)過電干燥器30，將剛形成立體圖案50的紙張干燥至水分符合要求，再進(jìn)行復(fù)卷即形成所需的生活用紙40。圖2所示為生活用紙40其中一個表面所形成的立體圖案50。上述實施例中的立體圖案50的形成形狀、排布方式以及所用原料僅示例性地說明本發(fā)明的制造方法，可以理解不應(yīng)構(gòu)成對本發(fā)明的限制。本發(fā)明借由上述制造方法亦提供一種生活用紙，該生活用紙包括原紙及形成在原紙上的立體圖案，該立體圖案由基體及粘結(jié)劑粘合至原紙的至少一個表面上形成，該基體相互之間以及基體與原紙之間通過粘結(jié)劑粘合。其中原紙、基體、粘結(jié)劑的材料可參上述制造方法中的說明，原紙、基體、粘結(jié)劑的形成方式即由上述制造方法中所得，此不贅述。本發(fā)明通過三維打印技術(shù)將基體材料粘結(jié)到生活用紙原紙表面以形成立體圖案，給使用者的立體效果更加顯著，且不影響原有生活用紙原紙的強度。同時還可以調(diào)節(jié)三維打印設(shè)備的噴頭設(shè)置位置以及行進(jìn)路線以形成不同形狀的立體圖案，無需更換壓花、印花輥，可降低成本。
權(quán)利要求
1.一種生活用紙的制造方法，步驟包括 提供經(jīng)起皺的生活用紙原紙； 利用計算機輔助設(shè)計出在生活用紙原紙上需形成的立體圖案的三維立體模型，并對該立體模型進(jìn)行切片分層，獲得每層的成型信息； 提供符合需求的構(gòu)成立體圖案的基體以及粘結(jié)劑；以及 將成型信息輸入三維打印設(shè)備，利用三維打印設(shè)備在生活用紙原紙上分層成型所述立體圖案。
2.如權(quán)利要求1所述的生活用紙的制造方法，其特征在于還包括對形成立體圖案后的生活用紙進(jìn)行干燥的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的生活用紙的制造方法，其特征在于生活用紙原紙的一個表面上形成所述立體圖案。
4.如權(quán)利要求1所述的生活用紙的制造方法，其特征在于生活用紙原紙的兩個表面上均形成所述立體圖案。
5.如權(quán)利要求1所述的生活用紙的制造方法，其特征在于三維打印形成立體圖案時，生活用紙原紙相對三維打印設(shè)備靜止。
6.如權(quán)利要求1所述的生活用紙的制造方法，其特征在于構(gòu)成立體圖案的基體為植物纖維、熱熔纖維或者無紡材料。
7.如權(quán)利要求6所述的生活用紙的制造方法，其特征在于構(gòu)成立體圖案的基體呈粉末狀。
8.如權(quán)利要求1所述的生活用紙的制造方法，其特征在于構(gòu)成立體圖案的粘結(jié)劑為聚乙烯醇、丙烯酸類樹脂，或者環(huán)氧基官能聚合物。
9.如權(quán)利要求8所述的生活用紙的制造方法，其特征在于所述粘結(jié)劑中還添加柔軟齊U、保濕劑、表面活性劑、染料中的一種或者多種。
10.如權(quán)利要求9所述的生活用紙的制造方法，其特征在于所述三維打印設(shè)備為染料配備獨立的存儲器和噴頭以在立體圖案上的所需部位著色。
11.一種生活用紙，由權(quán)利要求1-10項中任意一項所述的生活用紙的制造方法形成。
12.—種生活用紙，包括原紙及形成在原紙上的立體圖案，其特征在于該立體圖案由基體及粘結(jié)劑粘合至原紙的至少一個表面上形成，該基體相互之間以及基體與原紙之間通過粘結(jié)劑粘合。
全文摘要
一種生活用紙的制造方法，步驟包括提供經(jīng)起皺的生活用紙原紙；利用計算機輔助設(shè)計出在生活用紙原紙上需形成的立體圖案的三維立體模型，并對該立體模型進(jìn)行切片分層，獲得每層的成型信息；提供符合需求的構(gòu)成立體圖案的基體以及粘結(jié)劑；以及將成型信息輸入三維打印設(shè)備，利用三維打印設(shè)備在生活用紙原紙上分層成型所述立體圖案。本發(fā)明還提供由上述制造方法形成的生活用紙。本發(fā)明通過三維打印技術(shù)將基體材料粘結(jié)到生活用紙原紙表面以形成立體圖案，給使用者的立體效果更加顯著，不影響原有生活用紙原紙的強度。同時還可以調(diào)節(jié)三維打印設(shè)備的噴頭設(shè)置位置以及行進(jìn)路線以形成不同形狀的立體圖案，相對于壓花工藝而言，無需更換壓花輥，可節(jié)省設(shè)備更換成本。
文檔編號B31D1/04GK103029333SQ2012105303
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者高雅, 陳井春, 派屈克.陳, 張程 申請人:金紅葉紙業(yè)集團(tuán)有限公司