專利名稱：壓印的濕法鋪敷纖維結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓印圖案在濕法鋪敷纖維素纖維結(jié)構(gòu)上的用途，以獲得良好的清潔性能。本發(fā)明特別涉及應(yīng)用于人體清潔領(lǐng)域的纖維素纖維結(jié)構(gòu)，例如干手紙、紙巾、面紙、化妝或醫(yī)療用皮膚護(hù)理用品、干擦紙；應(yīng)用于清潔諸如廚房和浴室等其它表面的纖維素纖維結(jié)構(gòu)；及應(yīng)用于諸如機(jī)械、車輛表面等工業(yè)上需清潔的表面。為簡化起見，下面的描述將集中在皮膚護(hù)理應(yīng)用中的紙巾、手紙等的纖維素纖維結(jié)構(gòu)上，但根據(jù)上述說明必須理解，本發(fā)明還有更廣泛的應(yīng)用。
壓印的纖維素纖維結(jié)構(gòu)在本領(lǐng)域是公知的并且是日常生活中的主要用品。纖維素纖維結(jié)構(gòu)一般通過疊加薄層來形成。壓印通常由以下兩種方法的一種來完成，即嵌套(nested)壓印和凸對凸(knob-to-knob)壓印，其中嵌套壓印中輥?zhàn)拥耐黄鹪谄渌佔(zhàn)拥耐黄鹬g嚙合，而凸對凸壓印中在并置且其間形成輥?zhàn)酉兜妮S向平行輥?zhàn)由系耐黄鹋c相對輥?zhàn)由系耐黄饘?zhǔn)。US 4,325,773,US 4,487,796,US 3,940,529,US 3,414,459,US 3,547,723,US 3,556,907,US3,708,366,US 3,738,905,US 4,483,729,US 3,867,224描述了在連續(xù)的薄層上具有嵌套浮花或凸對凸浮花的壓印纖維素纖維結(jié)構(gòu)。此外，US5,294,457和US 5,468,323教授了一種壓印纖維素結(jié)構(gòu)和用于形成這種纖維素結(jié)構(gòu)的改進(jìn)方法及裝置。人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到為了美觀的目的，以及為了增加厚度在薄層件設(shè)置間隙和提供縫合的衣物狀外觀的目的，薄層被壓印而使薄層保持面對面的關(guān)系，從而為消費(fèi)者提供一種具有高質(zhì)量外觀并且在使用過程中不會(huì)使薄層分開的產(chǎn)品。
然而，上述發(fā)明中沒有一個(gè)研制出采用包括良好的可提高清潔性能的特別圖案的濕法鋪敷纖維素纖維結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明中，人們會(huì)驚奇地發(fā)現(xiàn)在至少一個(gè)對角線方向(diagonal directions)上采用帶非連續(xù)的重復(fù)圖案會(huì)使使用者明顯地感覺到在清潔性能上的典型改進(jìn)而不會(huì)犧牲纖維結(jié)構(gòu)在拉伸強(qiáng)度、粘結(jié)強(qiáng)度、吸濕性和柔軟性方面的基本特性。這種改進(jìn)的清潔性能的結(jié)果是，材料消耗明顯改善，以及隨之帶來顧客高度的滿意和信任。事實(shí)上，清潔性能可以用清潔性能指數(shù)進(jìn)行度量和表示。對于本發(fā)明的包括特別圖案的濕法鋪敷纖維素纖維結(jié)構(gòu)來說，通常能得到大于105的值。
本發(fā)明描述了在濕法鋪敷纖維素纖維結(jié)構(gòu)上采用重復(fù)的壓印圖案來改善纖維素纖維結(jié)構(gòu)的清潔性能。壓印圖案至少在一個(gè)對角線方向上是不連續(xù)的并且包括非等距離斷續(xù)的壓印點(diǎn)。纖維素希望結(jié)構(gòu)的清潔性能可以用清潔性能指數(shù)進(jìn)行度量和表示，指數(shù)不小于105，最好是110。該指數(shù)用公式表示。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，壓印圖案具有角度特性。在本發(fā)明較優(yōu)選的實(shí)施例中，壓印圖案為菱形。纖維素纖維結(jié)構(gòu)通常包括至少兩層。各層包括斷續(xù)的壓印點(diǎn)和基本連續(xù)非壓印區(qū)；一層的各斷續(xù)壓印點(diǎn)朝向相對層的非壓印區(qū)。
通過下面結(jié)合附圖所進(jìn)行的詳細(xì)描述可以更好地理解本發(fā)明。附圖中

圖1為本發(fā)明的濕法鋪敷纖維素纖維結(jié)構(gòu)的局部垂直剖視圖；圖2為濕法鋪敷纖維素纖維結(jié)構(gòu)上較優(yōu)選的實(shí)施例的平面圖。
在此處所用的“壓印”一詞指的是這樣的工藝方法，即將纖維素纖維結(jié)構(gòu)的較小部分垂直于其平面撓曲(deflecting)并將纖維素纖維結(jié)構(gòu)的突出部分壓向較硬的表面而永久地破壞纖維與纖維的接合。壓印通常導(dǎo)致如此撓曲的“壓印點(diǎn)”的永久局部變形。壓印點(diǎn)垂直于纖維素纖維結(jié)構(gòu)的平面突出并朝向相對的薄層。此處所用的“斷續(xù)”指的是不連續(xù)的。
纖維素纖維結(jié)構(gòu)本發(fā)明的纖維素纖維結(jié)構(gòu)10是宏觀兩維的平面結(jié)構(gòu)，但不必是平坦的。纖維素纖維結(jié)構(gòu)在第三維上確具有一定厚度。與實(shí)際的頭兩維相比或與生產(chǎn)在頭兩維具有較大尺寸的纖維素纖維結(jié)構(gòu)的能力相比，第三維較小。圖1示出了本發(fā)明的濕法鋪敷纖維素纖維結(jié)構(gòu)的局部垂直剖視圖。本發(fā)明的纖維素纖維結(jié)構(gòu)10至少包括兩個(gè)薄層，即薄層11和薄層12。薄層11和薄層12中的每一個(gè)包括兩個(gè)不同的區(qū)，基本連續(xù)的非壓印區(qū)13和大致向外伸出并最好為與非壓印區(qū)13垂直的斷續(xù)壓印點(diǎn)14。薄層11,12的各斷續(xù)壓印點(diǎn)14朝向相對薄層11,12的非壓印區(qū)13。各薄層11,12的非壓印區(qū)13和壓印點(diǎn)14包括近似線性的纖維。
纖維是纖維素纖維結(jié)構(gòu)10的組成元件，具有一個(gè)與其它兩個(gè)較小尺寸(相互垂直，都是徑向的并垂直于纖維的縱軸)相比較大的尺寸(沿著纖維的縱軸)，因而是近似線性的。盡管纖維的微觀檢測可以顯示出與纖維的主要尺寸相比較小的兩個(gè)尺寸，但這兩個(gè)在纖維的整個(gè)軸向長度中不必大致相等或恒定。唯一重要的是纖維可以繞其軸彎曲，可以與其它纖維接合及通過液體載體或空氣分布。構(gòu)成纖維素纖維結(jié)構(gòu)10的纖維可以是合成的，諸如聚烯烴或聚酯；優(yōu)選的是纖維素的，諸如棉絨纖維、人造絲或蔗渣；更優(yōu)選的是木漿，諸如軟木漿(闊葉樹或針葉樹)或硬木漿(被子植物或落葉植物)。在本文中，如果纖維結(jié)構(gòu)10含至少重量的50％和至少體積的50％的纖維素纖維(其余可包括但不限于前面列出的纖維)，則纖維結(jié)構(gòu)10被認(rèn)為是“纖維素的”。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)包括長度為2.0到大約4.5毫米，直徑為25微米到大約50微米的軟木纖維和長度為不小于1.0毫米，直徑為12微米到大約25微米的硬木纖維的木漿纖維的混合物對于所述的纖維素纖維結(jié)構(gòu)10來說是很適用的。如果選擇木漿纖維來形成纖維素纖維結(jié)構(gòu)10，則纖維可以通過任一種制槳工藝生產(chǎn)，包括諸如用硫化物、硫酸鹽和堿處理的化學(xué)處理方法和諸如石研木的機(jī)械處理方法?；蛘撸w維可以通過化學(xué)和機(jī)械組合的方法生產(chǎn)或再生。所用纖維的種類、組合和處理對于本發(fā)明來說并不是關(guān)鍵的。硬木纖維和軟木纖維可以在纖維素纖維結(jié)構(gòu)10的整個(gè)厚度上鋪敷。
濕法鋪敷纖維素纖維結(jié)構(gòu)根據(jù)本發(fā)明，纖維素纖維結(jié)構(gòu)10可根據(jù)與造紙有關(guān)的原理和機(jī)械濕法鋪敷。在濕法鋪敷過程中，纖維首先與化學(xué)制劑和水混合而獲得稱為漿液的均勻分散系，具有0.01％到0.5％纖維重量的很高的稀釋度。漿液隨后沉積在移動(dòng)的網(wǎng)屏上，在網(wǎng)屏上過多的水被排干，使纖維隨意地在整個(gè)的幅面上鋪敷，幅面隨后按照要求被接合而加工完成。幅面通常以高達(dá)300米/分的速度由紡織纖維形成，而對于由木漿纖維形成薄紙則速度高達(dá)1500米/分。
壓印圖案從圖1中可以看出，薄層11的壓印點(diǎn)14并不與薄層12的壓印點(diǎn)對齊。各薄層11,12的壓印點(diǎn)14表示由于在壓印過程中發(fā)生的纖維壓緊而密度較大的斷續(xù)區(qū)。由于基本連續(xù)的非壓印區(qū)13在壓印過程中是不壓緊的，故基本連續(xù)的非壓印區(qū)13比壓印點(diǎn)14的密度小?；具B續(xù)非壓印區(qū)13的密度在開始壓印前近似于斷續(xù)壓印點(diǎn)14的密度。
根據(jù)本發(fā)明，在濕法鋪敷的纖維素纖維結(jié)構(gòu)10上采用重復(fù)壓印圖案來改善纖維素纖維結(jié)構(gòu)10的清潔性能，壓印圖案至少在一個(gè)對角線方向上是非連續(xù)的并包括非等距離的繼續(xù)壓印點(diǎn)14。由于是“非連續(xù)的”，在薄層11,12上的壓印點(diǎn)14的等距離間隔中存在間斷。本文所用的“重復(fù)”一詞的意思是圖案在薄層11,12中形成得多于一次。纖維素纖維結(jié)構(gòu)10的壓印點(diǎn)14與用來制造纖維素纖維結(jié)構(gòu)10的裝置的構(gòu)型對應(yīng)。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的壓印圖案具有角度特性。本發(fā)明更優(yōu)選的實(shí)施例的壓印圖案為菱形。更優(yōu)選的實(shí)施例在圖2中示出。然而，只要圖案是非連續(xù)的、重復(fù)的幾何形狀，任何形狀都是可能的，這些形狀包括但不限于多邊形、半圓、橢圓，以及這些形狀的組合。
清潔性能指數(shù)如上所述，在纖維素纖維結(jié)構(gòu)10中采用重復(fù)的壓印圖案，以改善纖維素纖維結(jié)構(gòu)10的清潔特性。清潔特性用指數(shù)CPIE表示，該指數(shù)不小于105并最好為110。表1示出了從測量DNE(帶優(yōu)選壓印圖案的樣品)和標(biāo)準(zhǔn)(帶壓印但無圖案的樣品)的樣品的實(shí)驗(yàn)中測得的結(jié)果。在下面的“實(shí)驗(yàn)過程描述”部分將描述計(jì)算纖維素纖維結(jié)構(gòu)10的清潔性能指數(shù)的合適方法。
表1
對于所有檢測的樣品，單位重量都是46.8g/m2，施加的清潔壓力(以重量計(jì))都為800g，清潔動(dòng)作中所用的片數(shù)都是4。當(dāng)這些實(shí)驗(yàn)的具體值被選定后，對于其它值的條件是相等的測量20次并在表1中示出平均值。清潔性能是被清潔污物除以所用片數(shù)的函數(shù)。為了實(shí)驗(yàn)的目的，選擇0.8g來表示可去除污物的最大值。因此，對于理想的清潔性能來說，去除的污物是0.8g，消費(fèi)者使用的片數(shù)為1，清潔性能值為0.8。采用DNE和標(biāo)準(zhǔn)樣品CPVE和CPVR的計(jì)算清潔性能值，可以計(jì)算清潔性能指數(shù)CPIE。清潔性能指數(shù)CPIE用以下公式表示CPIE=(CPVE-CPVR)×100+100CPVR]]>其中CPIE為所述纖維結(jié)構(gòu)10的清潔性能指數(shù)；CPVE為所述纖維結(jié)構(gòu)10的清潔性能值；CPVR為所述纖維結(jié)構(gòu)10不帶壓印圖案的清潔性能值。
在上述CPIE公式中，假定標(biāo)準(zhǔn)樣品的清潔性能指數(shù)為100。從表1的結(jié)果很容易得出，DNE樣品的清潔性能指數(shù)CPIE遠(yuǎn)大于100，即不小于105，最好是110。這意味著消費(fèi)者必然受到纖維素纖維結(jié)構(gòu)10上特別壓印圖案的正向影響。
實(shí)驗(yàn)過程描述下面概述了計(jì)算本發(fā)明纖維素纖維結(jié)構(gòu)10的清潔性能指數(shù)的計(jì)算方法。纖維素纖維結(jié)構(gòu)10為一片手紙。
機(jī)械清潔方法1.1材料1.1.1 DC-固定箔(參考編號346-0012,Konrad Hornbusch AG,64679Weissbach,Germany)；1.1.2作為DC-固定箔的墊塊(pad)的輕灰板；1.1.3人造糞便材料(Feclone BFPS 6,1.3％溶液)1.1.4帶蓋的玻璃容器(尺寸75毫米×75毫米)；1.1.5滑塊(木塊，尺寸80毫米×80毫米)；1.1.6速度控制裝置(電機(jī))；1.1.7重量稱。
1.2過程1.2.1通過下述制造商的說明準(zhǔn)備人造糞便材料(很重要的一點(diǎn)是材料必須在室溫冷卻而不通過如混合器的機(jī)械的幫助，)；1.2.2將滑塊的重量調(diào)整到對于手紙合適的重量；1.2.3稱量四片手紙的重量并制表；1.2.4將四片手紙堆疊在滑塊的底上并將這一串手紙與速度控制裝置相連；1.2.5將準(zhǔn)備好的滑塊在側(cè)面水平地放置；1.2.6將滑塊放置在重量稱上并施加0.8g人造糞便材料。直接將糞便材料(mass)從滑塊擦到放置在DC固定箔上的標(biāo)記箱里；1.2.7將玻璃容器施加到糞便材料并進(jìn)行圓周移動(dòng)(5次)以將糞便材料擴(kuò)散到大約30-40毫米的直徑。在進(jìn)行這一步驟時(shí)無需向玻璃容器施加特別的壓力；1.2.8將1000g的重物直接施加到玻璃容器的中部并靠近蓋。5秒之后，將玻璃容器和重物一起推到糞便材料上而不施加任何附加的壓力。將兩個(gè)手指放在玻璃容器的背后并用手指將玻璃容器向自己推進(jìn)(在5秒內(nèi)擴(kuò)散)；1.2.9除去重物和玻璃容器；1.2.10用玻璃容器鋒利的邊緣將擴(kuò)散的糞便材料全推回DC-固定箔上的標(biāo)記箱，從底部和頂部開始推；1.2.11取出玻璃容器，并將其放到糞便材料上，在DC-固定箔的邊緣對玻璃容器未施加任何附加壓力之前直接放置玻璃容器；1.2.12放置滑塊5秒；1.2.13起動(dòng)速度控制裝置并在糞便材料上以7.8厘米/秒的速度牽引玻璃容器；1.2.14在經(jīng)過10厘米的擦抹距離后使機(jī)器停止；1.2.15放置滑塊5秒；1.2.16稱量用后手紙的重量并制表。
注在每次測量后清潔DC-固定箔。
在放置滑塊之前混合人造糞便材料。
權(quán)利要求
1．一種重復(fù)的壓印圖案在濕法鋪敷纖維素纖維結(jié)構(gòu)(10)上的用途，以提高所述纖維素結(jié)構(gòu)(10)的清潔性能，所述壓印圖案至少在一個(gè)對角線方向上是不連續(xù)的并包括非等距離的斷續(xù)壓印點(diǎn)(14)，清潔性能指數(shù)(CPIE)不小于105，其中，所述清潔性能指數(shù)(CPIE)用以下公式表示CPIE=(CPVE-CPVR)×100+100CPVR]]>其中CPIE為所述纖維結(jié)構(gòu)(10)的清潔性能指數(shù)；CPVE為所述纖維結(jié)構(gòu)(10)的清潔性能值；CPVR為所述不帶壓印圖案的纖維結(jié)構(gòu)(10)的清潔性能值；且
2．如權(quán)利要求1所述的用途，其中所述清潔性能指數(shù)(CPIE)最好為110。
3．如前述任一權(quán)利要求所述的用途，其中所述壓印圖案具有角度特性。
4．如權(quán)利要求3所述的用途，其中壓印圖案為菱形。
5．如前述任一權(quán)利要求所述的用途，其中所述纖維素纖維結(jié)構(gòu)(10)包括至少兩個(gè)薄層(11,12)。
6．如前述任一權(quán)利要求所述的用途，其中各薄層(11,12)包括所述斷續(xù)壓印點(diǎn)(14)和基本連續(xù)的非壓印區(qū)(13)，所述一個(gè)薄層(11)的各所述斷續(xù)壓印點(diǎn)(14)朝向相對的所述薄層(12)的所述非壓印區(qū)(13)。
全文摘要
本發(fā)明描述了重復(fù)的壓印圖案在濕法鋪敷纖維素纖維結(jié)構(gòu)(10)上的用途，以提高所述纖維素結(jié)構(gòu)(10)的清潔性能，所述壓印圖案至少在一個(gè)對角線方向上是不連續(xù)的并包括非等距離的斷續(xù)壓印點(diǎn)(14)，清潔性能指數(shù)(CPI
文檔編號D21H27/30GK1237925SQ97199873
公開日1999年12月8日 申請日期1997年11月13日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月19日
發(fā)明者道格拉斯·E·魯濱遜 申請人:普羅克特和甘保爾公司