ГОФРИРОВАННАЯ ВПИТЫВАЮЩАЯ БУМАГА СО СМЕШАННОЙ СТРУКТУРОЙ
CORRUGATED ABSORBENT PAPER WITH MIXED STRUCTURE

Настоящее изобретение относится к области впитывающей бумаги для санитарного и бытового использования и касается листа, состоящего из трех слоев впитывающей бумаги, при этом слои выполнены гофрированными.
Область санитарной и бытовой бумаги касается, неограничивающим образом, изделий, предназначенных для наложения на кожу, например косметических салфеток, носовых платков, туалетной бумаги, либо для осушения, например впитывающая воду бумага для протирки, тряпки для вытирания, либо используемые для стола, например салфетки. Для изготовления этих изделий используют впитывающую бумагу, получаемую влажным путем, переходящим в сухую фазу изготовления. Получаемая влажным путем бумага, называемая целлюлозной ватой, изготавливается по соответствующей технологии, известной под аббревиатурой CWP “conventional wet pressed”, или в проходящей воздушной струе, известной под аббревиатурой TAD “through air dried”. Бумага изготовлена, в частности, так, чтобы иметь некоторую способность к удлинению, в частности, посредством крепирования. Способность к удлинению, получаемая крепированием, используется, например, для гофрирования листа. С помощью гофрирования лист деформируют непрерывно для получения, в частности, выступов на поверхности листа. Гофрирование позволяет увеличить толщину листа, а также сделать его более гибким вследствие вызываемого им разрыва межволоконных связей.
При разработке новых изделий стараются сделать лист более мягким, более бархатистым, более привлекательным при сохранении или улучшении функциональных характеристик, в частности, по толщине и сопротивлению. Последние могут быть усилены, улучшены или ослаблены в процессе гофрирования. Операция гофрирования осуществляется на бумаге с малой степенью влажности, то есть при переходе в сухую область.
2
2
Наиболее распространенные гофрированные структуры образованы повторением на геометрической основе элементарных выступов малого поперечного сечения простой геометрической формы. Способ их получения описан в патенте US 5173351. Этот тип структур, частота повторения выступов которых является повышенной - плотность элементов составляет от 5 до 100 выступов на см, когда речь идет о впитывающей воду бумаге для протирки или туалетной бумаге, и в которых площадь вершин элементарных выступов меньше 1 мм, затрагивает особенно характеристики, связанные с толщиной листа, с одной стороны, и с твердостью и сопротивлением, с другой стороны. Эти структуры позволяют создать хороший компромисс между желаемым улучшением характеристик, когда полуготовый продукт преобразуют в готовый продукт, и условиями эксплуатации; они позволяют, в частности, использовать достаточное давление гофрирования.
Несколько слоев соединяют между собой для получения толстого продукта. Слои наложены обычно таким образом, что выступы обращены внутрь листа для того, чтобы поверхность листа была мягкой. Кроме того, выступы между соседними слоями образуют между собой полости, придающие бархатистость листу при обеспечении хорошей способности к впитыванию. Выступы могут быть также расположены вершинами к вершинам в положении, называемом «точка к точке», создающем априори максимальную толщину листа. Они могут быть также вставлены одни в другие. Толщина является меньшей, чем в положении «точка к точке», но такое расположение подходит к применениям, связанным с осушением, когда плотность гофрирующих выступов является слабой.
Настоящее изобретение касается изделия, состоящего из двух слоев или больше, каждый из которых имеет гофрированную структуру.
Когда хотят соединить два гофрированных листа в положении «точка к точке», то сталкиваются с проблемой гнездования. Под этим термином подразумевают вхождение выступов одного слоя между выступами другого слоя. Гнездование нежелательно, когда слои соединяют «точка к точке».
Как изложено в патенте US 5173351, два слоя соединяют, пропуская их через соединяющий интервал, выполненный между двумя металлическими цилиндрами с одинаковыми гофрирующими структурами. Эти цилиндры расположены параллельно и приводятся с помощью зубчатой передачи или иными эквивалентными устройствами так, что их скорости вращения равны и противоположны по направлению. Приводные механизмы регулируют таким образом, чтобы выступы совпадали насколько возможно точно в интервале сжатия.
Когда металлические цилиндры хорошо гравированы и нет изменений в расположении одних заострений относительно других, соединение одной напротив другой хорошо организовано. В действительности, на практике две технологии гравировки приводят к двум типам смещения:
- Окружное смещение между заострениями, расположенными на одной и той же теоретической образующей цилиндра. Это смещение является независимым от плотности структуры.
- Осевое смещение вдоль этой образующей, в котором для определенного вида обработки амплитуда изменяется в соответствии с синусоидальной периодической функцией с частотой, зависящей от точности структуры. Чем выше точность структуры, тем более повышена частота колебаний вдоль образующей.
Эти допуски в изготовлении не оказывают влияния на качество связи между двумя листами, когда заострения имеют относительно большую поверхность контакта. Действительно, весьма слабой представляется вероятность несовпадения двух заострений одного относительно другого настолько, что они больше не обеспечивают связи.
Когда двойной лист, полученный этим способом, преобразуют в рулоны малой ширины, например в 10, 20 или 30 см, несоединенные листы не замечают.
Когда контактные поверхности являются весьма небольшими, целые зоны, образующие широкие ленты, ориентированные в направлении машины, не связаны. После изготовления, например, рулонов туалетной бумаги, ширина которых меньше ширины этих лент, получают изделия, разрезанные внутри этих самых лент, которые образованы намоткой двух несвязанных листов. Отсюда вытекает значительный процент брака. Патент US 5173351 предлагает выполнять структуры, несколько отличные на двух слоях, в частности, с шагом, представляющим хорошо определенное отношение. Таким образом, обеспечивают наличие контакта в зоне, которую можно выполнить настолько малой, насколько это необходимо.
Документ ЕР 1772257 касается изготовления многочисленных гофрированных изделий «точка к точке», гофрированные структуры которых предназначены специально для исключения явления гнездования. Решение заключается в гофрировании двух слоев отдельно в соответствии со структурами, по меньшей мере часть которых имеет удлиненную форму в одном направлении. Направления каждого из слоев образуют между ними пересечения.
Таким образом, допускается изменение положения двух слоев между собой. Отмечается, что две структуры выполнены таким образом, чтобы обеспечить изготовителю выбор между отношением точка/точка и отношением при вставлении одной структуры в другую.
Другие документы описывают выполнение структур с выступами удлиненной формы для исключения явления гнездования между слоями, когда они наложены один на другой.
Так, патент US 4671983 для рулона, образованного намоткой слоя бумаги, предлагает предусмотреть первые выступы в форме усеченного конуса, равномерно распределенные на листе, и вторые выступы удлиненной формы между первыми выступами. Последние значительно уменьшают гнездование между витками рулона.
Патент US 3738905 предлагает гофрированную структуру, образованную плоскими поверхностями и полостями. Слои объединены вдоль плоских поверхностей, расположенных вдоль непрерывных линий.
Когда лист образован по меньшей мере из двух слоев, в этом случае наблюдается некоторая жесткость.
Проблемой, на решение которой направлено изобретение, является проблема изготовления бумажного листа по меньшей мере из двух гофрированных слоев в соответствии со структурой, образованной по меньшей мере частично из выступов, вытянутых в плоскости листа, жесткостью которого управляют.
2
В соответствии с изобретением для решения проблемы предложен впитывающий бумажный лист, содержащий по меньшей мере первый и второй гофрированные слои целлюлозной ваты с массой квадратного метра в граммах, составляющей от 10 до 40 г/м, при этом каждый из слоев содержит выступы на поверхности, обращенные внутрь листа, соответствующей полостям на внешней поверхности, при этом первые удлиненные выступы размещены на первом слое и первые удлиненные выступы - на втором слое, при этом по меньшей мере часть первых выступов первого слоя находится в контакте по меньшей мере с частью первых выступов второго слоя. Лист по изобретению отличается тем, что первый слой и второй слой содержат каждый вторые выступы в форме усеченного конуса, при этом по меньшей мере часть первых выступов является смежной по меньшей мере частично со вторыми выступами, а также тем, что первые выступы упомянутого первого слоя выровнены в первом направлении, а первые выступы упомянутого второго слоя выровнены во втором направлении, причем оба направления образуют ненулевой угол альфа между собой, причем по меньшей мере часть вторых выступов образует ряды, расположенные между рядами первых выступов.
Под формой усеченного конуса понимают выступы с кольцевым сечением, параллельным плоскости листа, а также овальные или многоугольные, в частности квадратные, отношение наибольшего размера которых к наименьшему является небольшим, меньшим 2.
Под смежными выступами понимают соседние выступы в непосредственной близости одних к другим без размещения между ними какого-либо другого выступа.
Под удлиненными выступами понимают выступы, сечение которых, взятое параллельно плоскости листа, образует линию или сегмент. Отношение размера в направлении длины к размеру, поперечному линии, то есть ширине, превышает три. Оно предпочтительно превышает пять. Отношение длины линии или сегмента к ширине предпочтительно меньше двадцати и, в частности, меньше десяти; эта линия может быть закрытой.
Благодаря изобретению обеспечивают перекрещивание удлиненных выступов, которые осуществляют контакт между двумя слоями в той мере, что ряды между удлиненными выступами двух слоев образуют достаточно большой угол. Наилучший результат получается с перекрещиванием под прямым углом.
Возможны различные варианты воплощения. Следующие отличия рассматриваются отдельно или в совокупности.
- По меньшей мере часть вторых выступов образует ряды, расположенные между двумя рядами первых выступов.
- Первые выступы расположены чередованием по меньшей мере с одним вторым выступом вдоль одного ряда.
- Первые выступы выполнены в форме сегментов, которые параллельны между собой.
- Упомянутые сегменты изолированы и не пересекаются.
- Упомянутые сегменты являются прямолинейными или выполнены с одной изогнутой частью.
- Ширина первых выступов равна ширине вторых выступов.
- Длина первого выступа превышает в 3-20 раз ширину второго выступа, предпочтительно в 3-10 раз, и еще более предпочтительно в 5-10 раз.
- Первые выступы первого слоя идентичны первым выступам второго слоя.
- Лист впитывающей бумаги содержит по меньшей мере третий гофрированный слой, наложенный на второй слой. Предпочтительно третий слой содержит первые и вторые выступы, при этом ориентация первых выступов третьего слоя является такой же, как и ориентация первых выступов первого слоя.
- В бумажном листе по меньшей мере в одном из слоев выполнены третьи выступы, высота которых превышает высоту первых и вторых выступов.
В дальнейшем изобретение поясняется нижеследующим описанием, не являющимся ограничительным, со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
Фиг.1 изображает вид сверху двухслойного бумажного листа с рисунком выступов каждого из слоев, при этом рисунок нижнего слоя представлен тонкими линиями;
Фиг.2 изображает вид в поперечном разрезе по фиг.1;
Фиг.3 изображает вид в поперечном разрезе листа по изобретению, содержащего три слоя;
Фиг.4 изображает вид сверху листа по изобретению, при этом один из слоев содержит третьи выступы.
2
Фиг.1 изображает относительное размещение двух слоев 10 и 20, образующих лист 1. Два слоя выполнены из впитывающей бумаги, предпочтительно из тисненой крепированной бумаги. Для такого типа наложения масса квадратного метра бумаги составляет от 10 до 40 г/м.
Первый слой 10 выполнен гофрированным со структурой гофрирования, образованной первыми выступами 11 и вторыми выступами 12. Второй слой выполнен гофрированным со структурой гофрирования, образованной первыми выступами 21 и вторыми выступами 22. Первые выступы 11 и 21 выполнены в форме сегментов, в данном случае прямолинейных, а вторые выступы выполнены в форме усеченного конуса с овальным сечением, параллельным плоскости листа. В этом примере отношение длины первых выступов к длине вторых выступов равно четырем. Выступы, по существу, имеют одинаковую ширину.
Первые выступы 11 образуют ряды параллельных между собой сегментов, разделенных рядами дисков вторых выступов 12. Таким образом, структура первого слоя 10 представляет собой чередование первых выступов 11 и вторых выступов 12. Это чередование сохраняется как в направлении длины сегментов 11, так и в направлении их ширины.
Как изображено на фиг.2, которая представляет собой поперечный разрез листа по фиг.1 в направлении II-II, высота первых выступов 11 в этом примере является такой же, как высота вторых выступов 12. Однако в объем изобретения входит также выполнение вторых выступов меньшей высоты.
В этом примере две структуры являются идентичными с той разницей, что структура нижнего слоя 20 по чертежу повернута на угол альфа по отношению к структуре верхнего слоя 10. Угол определен между основными направлениями двух структур.
Гофрирование выполнено путем деформации каждого из слоев твердым гравированным цилиндром. Гравировка состоит из заострений, образующих рельеф на поверхности цилиндра, соответствующих получаемым выступам.
Когда желают получить текстильный внешний вид, считают, что первые выступы 11 или 21 должны иметь ширину, составляющую от 0,2 мм до 1,2 мм. Ширина, соответствующая вторым выступам 12 или 22 является, например, равной ширине первых выступов.
Промежуток между двумя соседними заостреньями, измеренный на уровне их основания предпочтительно равен по меньшей мере 0,15 мм.
Контакт между двумя слоями обеспечивается первыми выступами 11 и 21 двух слоев. Для того чтобы обеспечить наличие по меньшей мере одного контакта, определяют угол альфа в зависимости от длины «l» первых выступов 11 и 21 и расстояние «е», разделяющее два первых соседних выступа 11 и 21 в направлении, перпендикулярном их основному направлению, в настоящем примере поперечному. Угол α выбран таким образом, что Sinα по меньшей мере равен отношению e/l.
Sinα < или = e/l
На фиг.2 изображен разрез двухслойного листа, но предпочтительно можно включить сюда третий гофрированный слой 30 со структурой, имеющей те же ряды первых и вторых выступов, что и в первом слое, и расположенные с той же ориентацией, что и в первом слое. Этот вариант воплощения представлен на фиг.3.
Таким образом, получают бумагу одновременно:
толстую за счет тройного слоя,
хорошо соединенную, с примечательными внешним текстильным видом и пухлостью,
мягкую благодаря смешанному гофрированию первых выступов и вторых выступов. Действительно, можно изменять мягкость, изменяя соотношение между первыми и вторыми выступами.
Изобретение не ограничивается представленным вариантом воплощения. Первые выступы могут иметь искривленную форму или даже закрытую форму. Искривленная форма может иметь форму прописной буквы «S». Первые выступы остаются выровненными.
Если на двух внешних слоях структура остается одинаковой, достаточно осуществить сдвиг между структурами для обеспечения точки контакта. Таким образом, при замене первых выступов в примерах, изображенных на чертежах первыми выступами S-образной формы, боковое или продольное смещение двух слоев обеспечивает наличие контакта в искривленных частях.
На фиг.4 изображен вариант воплощения листа по изобретению, в котором по меньшей мере один из слоев содержит третьи выступы 13. Предпочтительно эти третьи выступы 13 относительно плоскости листа имеют высоту, превышающую высоту первых 11 и вторых 12 выступов.