ИЗДЕЛИЯ С РЕЛЬЕФНЫМИ ИЗОБРАЖЕНИЯМИ, ИМЕЮЩИМИ ЛИНИИ УМЕНЬШАЮЩЕГОСЯ ВЕСА
PRODUCTS WITH SPACE IMAGES HAVING WEIGHT REDUCTION LINES

При производстве многие нетканые материалы подвергаются процессу нанесения рельефного изображения. Нанесение рельефного изображения является процессом формирования трехмерного изображения или рисунка на листовом материале. В одном варианте осуществления рельефное изображение на листовой материал может быть нанесено подачей листового материала в зону контакта, образованную между валиком для нанесения рельефного изображения и поддерживающим валиком. Валик для нанесения рельефного изображения, например, может регулировать множество приподнятых элементов, которые переносят рельефные изображения на листовой материал. Рельефные изображения могут быть перенесены на листовой материал только давлением или в комбинации с нагревом.
Нетканые материалы, которые обычно подвергают процессам нанесения рельефного изображения, включают в себя разные салфеточные изделия, например бумажные полотенца, гигиенические салфетки, салфетки для ванн, косметические салфетки, салфетки с предварительным увлажнением и другие изделия. Нетканые материалы могут быть с нанесенным рельефным изображением по многим разным причинам. Например, нанесение рельефного изображения может быть использовано для увеличения пухлости изделия, улучшения его свойств поглощения жидкостей, мягкости или просто эстетичности изделия. Нанесение рельефного изображения может быть также использовано для скрепления вместе двух или более слоев нетканого материала.
В независимости от конкретного применения большинство образцов наносимых рельефных изображений призваны повысить привлекательность изделия для потребителя. Однако введенные в салфеточные изделия и другие подобные материалы образцы наносимых рельефных изображений не всегда полностью воспринимаемы визуально. Много деталей, введенных в такие образцы наносимых рельефных изображений, остаются незамеченными.
Например, в декоративных и геометрических образцах для краткого и ясного выражения гибкости, движения, перспективы и тому подобного обычно используют постепенно изменяющиеся веса линий. Изменяющийся вес линии означает изменение толщины линии с целью выделения или затушевывания разных частей изображения. Однако изменение веса линий в образце с рельефным изображением увеличением или уменьшением его толщины воспринимается не просто и таким образом оказывает небольшой эффект на общее эстетическое восприятие образца или рисунка.
В связи с вышеизложенным в настоящее время существует необходимость в технологии или способе создания воспринимаемого изменения веса линии в образце наносимого рельефного изображения применительно к листовому материалу, например салфеточному изделию. Создание воспринимаемых изменений веса линий в образцах с нанесенным на нетканый материал рельефным изображением может повысить привлекательность такого изделия у потребителя.
В общем, данное изобретение относится к различным изделиям с рельефными изображениями и к процессу нанесения рельефных изображений на листоподобные материалы. В соответствии с данным изобретением более тяжелые или более легкие веса линий включены в образец с нанесенным рельефным изображением на листоподобное изделие увеличением или уменьшением глубины гравировки. В частности, данный изобретатель установил, что воспринимаемые постепенно изменяющиеся веса линий могут быть включены в образец для нанесения рельефного изображения постепенным увеличением или уменьшением глубины рельефных изображений вдоль непрерывной линии. Таким образом, декоративные образцы могут быть рельефно нанесены на различные листоподобные материалы, включая полотна материала, которые имеют значительно улучшенную визуальную привлекательность.
Например, в одном варианте осуществления данное изобретение касается изделия с рельефным изображением, который содержит основной лист из натуральных волокон, синтетических волокон или их смесей. Основной лист включает в себя первую сторону и вторую, и противоположную сторону. Образец рельефно нанесен на первую сторону основного листа. Образец с рельефным изображением включает в себя, по меньшей мере, один линейный элемент, в котором глубина образца с рельефным изображением вдоль линейного элемента постепенно уменьшается, создавая видимость того, что линейный элемент имеет уменьшающуюся толщину линии. Глубина образца с рельефным изображением вдоль линейного элемента постепенно уменьшается ступенчато или непрерывно.
В одном варианте осуществления линейный элемент может иметь длину, по меньшей мере, 0,5 дюйма. Глубина образца с рельефным изображением вдоль линейного элемента может иметь минимальную глубину и максимальную глубину. Минимальная глубина может быть от около 0,005 дюйма до около 0,1 дюйма. С другой стороны, максимальная глубина может быть больше минимальной глубины от около 0,005 дюйма до около 0,06 дюйма. Например, в одном варианте осуществления, особенно при салфеточных изделиях с нанесением рельефного изображения, минимальная глубина и максимальная глубина могут падать внутри диапазона от около 0,02 дюйма до около 0,15 дюйма. В одном конкретном варианте осуществления минимальная глубина может быть около 0,02 дюйма, а максимальная глубина может быть около 0,04 дюйма.
В одном варианте осуществления линейный элемент может также включать в себя, дополнительно к глубине, постепенно изменяющуюся ширину. Например, в одном варианте осуществления ширина линейного элемента может также уменьшаться по мере того как постепенно уменьшается глубина линейного элемента.
Как описано выше, изменение глубины линейного элемента внутри основного листа визуально изменяет толщину линии линейного элемента. В одном варианте осуществления может показаться, что толщина линии линейного элемента в заданных местах увеличивается и уменьшается. Например, в одном варианте осуществления глубина линейного элемента может постепенно уменьшаться, а затем постепенно увеличиваться, создавая видимость того, что линейный элемент сужается, а затем расширяется вдоль плоскости основного листа.
3
В общем, по данному изобретению на любой подходящий основной лист может быть нанесено рельефное изображение. Например, в одном варианте осуществления основной лист может содержать салфеточное изделие, включающий в себя мягкую массу из волокон в количестве, по меньшей мере, 30% по весу и имеющий пухлость более 3 см/г. Например, основной лист может содержать бумажное полотенце, гигиеническую салфетку, косметическую салфетку, салфетку для ванны, платок с предварительным увлажнением и тому подобное.
В альтернативном варианте осуществления основной лист может быть изготовлен исключительно из синтетических волокон. Например, основной лист может содержать полотно, выдуваемое из расплава, полотно фильерного производства или другой тип нетканого материала.
Основной лист может быть также изготовлен из одного слоя материала или из множества слоев. На самом деле, в одном варианте осуществления образец для нанесения рельефного изображения может быть использован для скрепления вместе двух или более слоев.
Образец наносимого рельефного изображения, выполненный на основном листе, может также значительно изменяться в зависимости от конкретного применения. Образец наносимого рельефного изображения может содержать любые соответствующие эстетические элементы дизайна или геометрические узоры. Например, в одном варианте осуществления линейный элемент может быть частью декоративной особенности, например листиком, растением, цветком, карикатурой или любого другого соответствующего дизайна.
В одном варианте осуществления для изготовления изделий с рельефным изображением по данному изобретению основной лист может быть подан в зону контакта, образованную между валиком для нанесения рельефного изображения и поддерживающим валиком. Валик для нанесения рельефного изображения может включать в себя приподнятые участки, которые наносят рельефное изображение образца на основной лист. Приподнятые участки могут включать в себя, по меньшей мере, один линейный участок, имеющий постепенно уменьшающийся профиль для нанесения рельефного изображения соответствующего линейного элемента на основной лист.
Например, валик для нанесения рельефного изображения может включать в себя цилиндрическую поверхность, от которой продолжаются приподнятые участки. Цилиндрическая поверхность может иметь постоянный или переменный диаметр. Например, при переменном диаметре цилиндрической поверхности валик для нанесения рельефного изображения может быть выполнен так, что верхняя поверхность каждого приподнятого участка находится на равном расстоянии от оси, образованной валиком для нанесения рельефного изображения.
Другие признаки и объекты данного изобретения обсуждены более подробно ниже.
Полное и достаточное раскрытие данного изобретения, включая лучший способ для специалистов в данной отрасли техники, изложены далее, в частности в следующей детализации, включая обращение к прилагаемым чертежам, на которых:
Краткое описание чертежей
Фиг.1 является диаграммой, представляющей одну из решаемых данным
изобретением проблем;
Фиг.2 является видом в перспективе одного варианта осуществления элемента наносимого рельефного изображения по данному изобретению;
Фиг.3 является видом сбоку другого варианта осуществления элемента наносимого рельефного изображения, выполненного по данному изобретению;
Фиг.4 является видом сбоку еще одного варианта осуществления элемента наносимого рельефного изображения по данному изобретению;
Фиг.5 является видом в перспективе одного варианта осуществления способа нанесения рельефного изображения по данному изобретению;
Фиг.6 является частичным видом сечения одного варианта осуществления валика для нанесения рельефного изображения по данному изобретению;
Фиг.7 является частичным видом сечения другого варианта осуществления валика для нанесения рельефного изображения по данному изобретению;
и Фиг.8А и 8В являются демонстрационными иллюстрациями, поясняющими идеи данного изобретения.
Повторное использование условных обозначений в данной спецификации и чертежах предназначено для представления одних и тех же или аналогичных признаков или элементов данного изобретения.
Подробное описание
Любому специалисту в данной области техники понятно, что данное обсуждение является описанием только примерных вариантов осуществления и не подразумевается как ограничение более широких объектов данного изобретения.
Постоянно изменяющиеся толщины линий обычно используют в художественной визуализации для выражения гибкости, движения, перспективы и тому подобного. Однако в прошлом возникли проблемы в визуальном представлении постоянно изменяющихся толщин линий в листовых изделиях, например салфеточных изделиях с нанесенным рельефным изображением. Например, на фиг.1 в целом под позицией 10 показан элемент наносимого рельефного изображения. По данному варианту осуществления элемент 10 наносимого рельефного изображения представляет собой листик. Как показано, элемент 10 наносимого рельефного изображения включает в себя зоны 12, где для придания листику большей декоративности рисунок включает в себя постепенно изменяющиеся толщины линий.
Однако когда элемент 10 рельефного изображения нанесен на лист материала, постепенно изменяющиеся толщины линий теряются. Например, показанное на фиг.1 конечное рельефное изображение 14 получено из элемента 10 наносимого рельефного изображения. В частности, рельефное изображение 14 является тем, которое действительно видит человеческий глаз, когда элемент 10 используют для нанесения рельефного изображения на лист материала. Как видно, изменения в толщине линий больше незаметны в конечном изделии.
Данный изобретатель установил, что изменения толщины линий не проявляются четко при нанесении рельефного изображения на листовые материалы, потому что изменения по ширине рисунка не воздействуют на линию тени, создаваемую трехмерной топографией линии рельефного изображения. Например, рисунки и образцы, рельефно перенесенные на листовые материалы, лучше всего видны при падающем под малым углом свете, когда свет создает тень в углубленной зоне рельефного изображения. Однако когда углубленные зоны образца наносимого рельефного изображения находятся на постоянной глубине, ширина тени остается постоянной независимо от ширины углубления.
Для обращения к изложенным выше проблемам и создания образцов наносимого рельефного изображения, которое имеет изменения толщины линий, данное изобретение направлено на образцы наносимого рельефного изображения, содержащего один или более линейных элементов, которые имеют постепенно уменьшающуюся глубину, изменяющую теневые характеристики образца, превращающие изменения толщин линий в видимые. Например, соответственно увеличением или уменьшением глубины рельефного изображения в листовых материалах с нанесенным рельефным изображением могут быть показаны большие по величине или затемненные толщины линий. Установлено, что увеличение или уменьшение высоты вертикальной стенки в образце рельефного изображения соответственно изменяет ширину создаваемой им тени. Таким образом, постоянным изменением глубины образца рельефного изображения по линии могут быть получены постепенно изменяющиеся толщины линий. Дополнительно линии рельефного изображения, выполненные таким образом, могут иметь любое заданное изменение по толщине от простого постепенного изменения до комплексной кривой с многочисленными изменениями по толщине, что будет описано более подробно ниже.
Например, на фиг.8А и 8В представлены основные идеи данного изобретения. Как показано на фиг.8А, основной лист 17 включает в себя рельефное изображение 11. Аналогично на фиг.8В на основном листе 17 выполнено рельефное изображение 13. Рельефное изображение 13 имеет большую по сравнению с рельефным изображением 11 глубину. Когда источник света 15 посылает свет на основной лист 17 под углом, то в рельефных изображениях 11 и 13 образуется тень. Как видно, тень в рельефном изображении 13 шире тени, возникшей в рельефном изображении 11. Тень, созданная в рельефных изображениях 11 и 13, видна. Таким образом, более глубокое рельефное изображение 13 будет создавать видимость большей толщины линий по сравнению с рельефным изображением 11, даже если рельефное изображение 13 имеет ту же самую ширину или даже меньше по ширине рельефного изображения 11.
На фиг.2 представлен образец наносимого рельефного изображения, выполненный по данному изобретению. Как видно, на фиг.2 представлен элемент 16 наносимого рельефного изображения в форме листика, аналогичного элементу рельефного изображения, показанного на фиг.1. Как показано, элемент 16 наносимого рельефного изображения включает в себя множество приподнятых линейных участков 18. Линейные участки 18 постепенно уменьшаются по ширине. По данному изобретению дополнительно с постепенным уменьшением по ширине линейные элементы также постепенно уменьшаются по глубине. Уменьшение по глубине дает возможность постепенно изменяющимся толщинам линий быть видимыми, когда элемент 16 рельефного изображения нанесен на листовой материал, как показано на фиг.8А и 8В.
Для иллюстрации на фиг.3 показан приподнятый участок 20, который может быть по изобретению частью образца наносимого рельефного изображения. Например, приподнятый участок 20 предусмотрен для нанесения рельефного изображения на листовой материал. Приподнятый участок 20 может быть частью большего рисунка, предусмотренного для улучшения эстетической привлекательности изделия с рельефным изображением.
Как показано, приподнятый участок 20 имеет постепенно уменьшающийся профиль, который при применении для нанесения рельефного изображения на листовой материал формирует на листовом материале элемент, имеющий постепенно уменьшающуюся глубину. Как показано, приподнятый участок 20 включает в себя максимальную высоту (b), которая постепенно уменьшается до минимальной высоты (а).
Высота приподнятого участка 20 может значительно изменяться в зависимости от различных факторов, включая тип материала, на который наносят рельефное изображение, и желаемого результата. Только в качестве примера в одном варианте осуществления минимальная высота приподнятого участка 20 составляет, по меньшей мере, около 0,005 дюйма. Максимальная высота (b) приподнятого участка 20 может быть, по меньшей мере, на около 0,005 дюйма больше минимальной высоты (а). Например, в одном конкретном варианте осуществления минимальная высота (а) и максимальная высота (b) могут падать, обе, в диапазоне от около 0,005 дюйма до около 0,2 дюйма. Например, минимальная высота может быть от около 0,005 дюйма до около 0,1 дюйма, в то время как максимальная глубина может быть больше минимальной глубины от около 0,005 дюйма до около 0,06 дюйма. В одном варианте осуществления минимальная высота (а) может быть около 0,02 дюйма, в то время как максимальная высота (b) может быть около 0,06 дюйма. В альтернативном варианте осуществления минимальная высота (а) может быть около 0,02 дюйма, в то время как максимальная высота (b) может быть около 0,04 дюйма.
Максимальная высота (b), известная также как гравировочная глубина, приподнятого участка 20 может изменяться, как описано выше, например, в зависимости от образца наносимого рельефного изображения и применения. Большие высоты обычно применяют в ситуациях, требующих очень большого увеличения пухлости. С другой стороны, меньшие высоты применяют в ситуациях, требующих очень плотного конечного изделия с четко видимым рельефным изображением.
Элементы рельефного изображения, например приподнятый участок 20, как показано на фиг.3, обычно включают в себя наклонные боковые стенки 22. Боковые стенки 22, например, обычно образуют угол с основанием 24 от около 20° до около 30°, например около 25°. Более мелкие боковые стенки обычно легче гравировать и содержать в чистоте. С другой стороны, более крутые стенки лучше для четкости рельефного изображения и прикрепления слоя, особенно при применении стали для рельефного изображения.
Элементы нанесения рельефного изображения, например приподнятый участок 20, могут включать в себя нижний радиус кривизны 26 и верхний радиус кривизны 28. Радиусы могут быть одинаковыми или разными и могут колебаться в диапазоне от около 0,001 дюйма до около 0,01 дюйма, например около 0,005 дюйма. Большие радиусы могут быть проще для гравирования и обеспечивают меньшее искажение заданного уровня рельефного изображения, в то время как меньшие радиусы могут быть лучше для четкости рельефного изображения и обеспечивают большую пухлость при заданном уровне рельефного изображения.
Для осуществления приподнятым элементом 20 рельефного изображения, имеющего воспринимаемое изменение толщины линий, внутри листового материала, постепенное уменьшение по высоте приподнятого участка должно происходить на длине, по меньшей мере, около 0,15 дюйма, например от около 0,5 дюйма до около 10 дюймов или более. Например, длина приподнятого участка 20, и, следовательно, длина линейного элемента, формируемого на листовом материале, может быть, в общем, более около 1 дюйма, например более около 2 дюймов, например от около 1 дюйма до около 5 дюймов. В представленном на фиг.3 варианте осуществления длина приподнятого участка 20 является линейной. Однако в других вариантах осуществления длина приподнятого участка 20 может включать в себя изогнутые участки, например, приподнятые участки 18, показанные на фиг.2.
В представленном на фиг.3 варианте осуществления профиль высоты приподнятого участка 20 постепенно и непрерывно уменьшается от максимальной высоты (b) до минимальной высоты (а). Однако в других вариантах осуществления постепенное уменьшение по высоте может осуществляться ступенчато. Например, при описанных выше размерах высота приподнятого участка может постепенно уменьшаться в виде ступеней, которые имеют разницу по высоте не более около 0,005 дюйма.
Как описано выше, приподнятый участок 20 может быть по одному варианту осуществления введен в валик с рельефным изображением, который применяют для нанесения рельефного изображения на листовой материал. Например, валик для нанесения рельефного изображения может включать в себя цилиндрическую поверхность, от которой, как показано на фиг.6 и 7, продолжается приподнятый участок. В одном варианте осуществления цилиндрическая поверхность может иметь постоянный диаметр, как показано, в частности, на фиг.6. В таком варианте осуществления расстояние между верхней поверхностью приподнятого участка 20 и осью валика для нанесения рельефного изображения изменяется с изменением высоты приподнятого участка.
В альтернативном варианте осуществления, показанном на фиг.7, цилиндрическая поверхность валика 48 для нанесения рельефного изображения может иметь изменяющийся диаметр. Например, когда цилиндрическая поверхность имеет изменяющийся диаметр, то валик 48 для нанесения рельефного изображения может быть выполнен так, что верхняя поверхность приподнятого участка 20 всегда находится на одном и том же расстоянии от оси валика, даже когда высота приподнятого участка изменяется. Например, в данном варианте осуществления верхняя поверхность приподнятого участка 20 может иметь постоянный диаметр относительно оси валика.
На фиг.3 профиль высоты приподнятого участка 20 является несколько простым тем, что он постепенно уменьшается от максимальной высоты до минимальной высоты по длине устройства. На фиг.4 показан альтернативный вариант осуществления приподнятого участка 30, выполненный по данному изобретению, который имеет несколько более сложный профиль высоты.
Приподнятый участок 30, показанный на фиг.4, включает в себя минимальную высоту (а) и максимальную высоту (b). Однако в данном варианте осуществления высота приподнятого участка 30 постепенно увеличивается от минимальной высоты (а) до максимальной высоты (b), а затем постепенно уменьшается обратно до минимальной высоты (а). Таким образом, при нанесении рельефного изображения на листовой материал приподнятый участок 30 будет выполнять линейный элемент на листовом материале так, что вслед за уменьшающейся толщиной линии будет создаваться видимость увеличивающейся толщины линии.
По данному изобретению, в общем, рельефное изображение может быть выполнено на любом подходящем листовом материале. Например, в одном варианте осуществления листовой материал, на который наносят рельефное изображение, может содержать салфеточный изделие, например бумажное полотенце, примышленные средства очистки, косметическую салфетку, салфетку для ванн, гигиеническую салфетку, салфетку с предварительным увлажнением и тому подобное.
3
Материалы, выработанные по данному изобретению, могут быть изготовлены различными способами и могут содержать различные волокна разных типов. В общем, материалы будут содержать целлюлозные волокна в количестве, по меньшей мере, около 30% по весу и иметь пухлость, по меньшей мере, 3 см/г. Например, в одном варианте осуществления материал может содержать волокна из мягкой древесины. В дополнение к волокнам из мягкой древесины материал может также содержать волокна из твердой древесины, например эвкалиптовые волокна и/или волокна с высоким выходом мягкой массы. Используемые здесь "волокна с высоким выходом из целлюлозной массы" являются волокнами бумажного производства, получаемыми путем обработки целлюлозной массы, обеспечивающими выход около 65% или более, конкретнее около 75% или более и еще конкретнее от около 75 до около 95%. Выход является конечным количеством выработанного волокна, выраженным в виде % от исходной целлюлозной массы. Такие процессы обработки целлюлозы включают в себя отбеленную целлюлозную массу, обработанную химико-термомеханическим способом (ВСТМР), целлюлозную массу, обработанную химико-термомеханическим способом (СТМР), целлюлозную массу, полученную термомеханически под высоким давлением (РТМР), целлюлозную массу, обработанную термомеханическим способом (ТМР), целлюлозу, обработанную термомеханическим способом (ТМСР), сульфитные целлюлозы с высоким выходом и крафт-целлюлозы, причем все оставляют конечные волокна с высокими уровнями содержания лигнина. Волокна из целлюлозы с высоким выходом хорошо известны за их прочность (как в сухом, так и во влажном состояниях) по сравнению с обычными химически обработанными волокнами. Стенка клеток крафт-целлюлозы и других волокон с невысоким выходом имеет склонность к большей гибкости, потому что лигнин, "строительный раствор" или "клей" на стенке ячейки и ее части в значительной степени удален. Лигнин также не разбухает в воде и является гидрофобным, и противостоит размягчающему воздействию воды на волокно, сохраняя прочность стенки ячейки во влажных волокнах с высоким выходом по сравнению с волокнами небеленой сульфатной целлюлозы. Предпочтительные целлюлозные волокна с высоким выходом могут также характеризоваться сравнительно целыми, неповрежденными волокнами, высокой степенью помола (250 по стандарту степени помола Канады (CSF) или выше, конкретнее 350 CFS или более, и еще конкретнее 400 CFS или более) и низким содержанием мелких фракций (менее 25%, конкретнее менее 20%, еще конкретнее менее 10% по Britt jar test).
В одном варианте осуществления данного изобретения полотно материала содержит волокна из мягкой древесины в комбинации с целлюлозными волокнами с высоким выходом, в частности волокнами ВСТМР, которые могут быть добавлены к материалу полотна с целью увеличения его пухлости и толщины, в то же время снижения стоимости полотна.
Количество целлюлозных волокон с высоким выходом, присутствующих в листе, может изменяться в зависимости от конкретного применения. Например, волокна с высоким выходом могут присутствовать в количестве около 2% сухого вещества по весу или более, в частности около 15% сухого вещества по весу или более, и в частности, от около 5% до 40% сухого вещества по весу, от общего веса присутствующих в полотне волокон.
В одном варианте осуществления полотно материала может быть изготовлено из множества слоев волокнистого материала. Полотно материала может быть изготовлено, например, с использованием многоярусного напорного ящика. Слоистые структуры, производимые любым средством, известным в данной отрасли техники, находятся в объеме притязаний данного изобретения, включая раскрытые в патенте США U.S. Pat. No. 5,494,554, выданном Эдвардсу (Edwards) и др., и в патенте США U.S. Pat. No. 5,129,988, выданном Фаррингтону (Farrington), на которые приведены ссылки.
Слоистые основные полотна могут быть изготовлены с использованием оборудования, известного в данной отрасли техники, например многоярусного напорного ящика. Как прочность, так и мягкость основного полотна может регулироваться, по желанию, посредством слоистых материалов, изготавливаемых с использованием многоярусных напорных ящиков.
Например, в каждом слое могут быть использованы разные волокнистые материалы с целью получения слоя с заданными характеристиками. Например, слои, содержащие волокна из мягкой древесины, имеют более высокую прочность на растяжение, чем слои, содержащие волокна из твердой древесины. С другой стороны, волокна из твердой древесины могут увеличить мягкость полотна. В одном варианте осуществления основное полотно может быть изготовлено с первым и вторым наружными слоями, содержащими главным образом волокна из твердой древесины. При желании, волокна из твердой древесины могут быть смешаны с бумажными отходами в количестве до около 10% по весу и/или волокнами из мягкой древесины в количестве до около 10% по весу. Основное полотно может дополнительно также включать в себя средний слой, расположенный между первым и вторым наружными слоями. Средний слой может содержать главным образом волокна из мягкой древесины. По желанию, с волокнами из мягкой древесины могут быть смешаны другие волокна, например волокна с высоким выходом мягкой массы или синтетические волокна.
При конструировании полотна из многослойного волокнистого материала относительный вес каждого слоя может изменяться в зависимости от конкретного применения. Например, в одном варианте осуществления при конструировании полотна, состоящего из трех слоев, каждый слой может составлять от около 15% до около 40% общего веса полотна, например от около 25% до около 35% веса полотна.
Еще в одном варианте осуществления основное полотно может быть выполнено из двух слоев волокон. Первый слой может содержать целлюлозные волокна с высоким выходом. С другой стороны, второй слой может содержать волокна из мягкой древесины. Данный конкретный вариант осуществления хорошо подходит для создания двухслойных изделий. В частности, слои волокон, содержащие волокна с высоким выходом мягкой массы, могут быть ламинированы со вторым нетканым полотном при образовании многослойного изделия.
Полотно материала по данному изобретению может быть также изготовлено без значительной величины сцепления между волокнами во внутреннем слое. В этом отношении волокнистый материал, применяемый для изготовления основного полотна, может быть испытан с помощью химического реагента нарушения сцепления. Реагент нарушения сцепления может быть добавлен в волокнистую суспензию по время варки целлюлозы или непосредственно в напорный ящик. Соответствующие реагенты нарушения сцепления, которые могут применяться в данном изобретении, включают в себя катионоактивные добавки разрушения сцепления, например, жирные диалкилчетвертичные аминовые соли, моножирные алкилтретичные аминовые соли, первичные аминовые соли, имидазолиновые четвертичные соли, кремниевую червертичную соль и ненасыщенные жирные алкиламиновые соли. Другие подходящие реагенты нарушения сцепления раскрыты в патенте США U.S. Pat. No. 5,529,665, выданном Кауну (Kaun), на который приводится ссылка. В частности, он раскрывает применение катионоактивных кремниевых композиций в качестве нарушающих сцепление добавок.
В одном варианте осуществления добавка разрушения сцепления, используемая в способе по данному изобретению, является органическим четвертичным хлоридом аммония и, в частности, кремнием на основе аминовой соли червертичного хлорида аммония. Например, добавкой разрушения сцепления может быть "PROSOFT TQ1003", продаваемый корпорацией "Hercules". Добавка разрушения сцепления может быть добавлена в волокнистую суспензию в количестве от около 1 кг до около 10 кг на метрическую тонну волокон, присутствующих в суспензии.
В альтернативном варианте осуществления добавкой разрушения сцепления может быть реагент на основе амидазолина. Добавка разрушения сцепления на основе амидазолина может быть получена, например, от "Witko Corp." Middlebury, штат Коннектикут.Добавка разрушения сцепления на основе амидазолина может быть добавлена в количестве от 2,0 до около 15 кг на метрическую тонну.
В одном варианте осуществления реагент нарушения сцепления может быть добавлен к волокнистому материалу в соответствии со способом, раскрытым в публикации заявки РСТ No. WO 99/34057, поданной 17 дек. 1998, или в публикации заявки РСТ No.WO 00/66835, поданной 28 апр. 2000, на которые имеются ссылки. В этих публикациях раскрыт способ, в котором химической добавкой, например реагентом нарушения сцепления при высоких содержаниях адсорбируют целлюлозную волокнистую бумажную массу. Способ включает в себя этапы обработки волокнистой суспензии избыточным количеством химической добавки, обеспечения достаточного времени для реализации адсорбции, фильтрации неадсорбированных химических добавок и повторного диспергирования профильтрованной мягкой массы со свежей водой до образования нетканого полотна.
Способ производства полотна материала может изменяться в зависимости от конкретного применения. В общем, полотно материала может быть изготовлено любым из множества известных в данной отрасли способов производства бумаги. Например, полотно материала может быть изготовлено из водной суспензии древесных волокон или может быть изготовлено на воздухе. Изготовленное из водной суспензии волокон полотно материала может быть влагокрепированным полотном, каландрированным полотном, высушенным на воздухе полотном, крепированным высушенным на воздухе полотном, некрепированным высушенным на воздухе полотном, а также различными комбинациями из вышеперечисленного.
2
2
2
2
Основные веса полотен материала также могут изменяться в зависимости от конечного изделия. В общем, основной вес полотен материала может изменяться от около 10 г/м до около 120 г/м, например от около 20 г/м до около 80 г/м.
3
3
3
3
3
3
Как указано выше, полотна материала, в общем, имеют пухлость более около 3 см/г. Например, полотно материала может иметь пухлость более около 8 см/г, например более около 9 см/г, например, даже более около 10 см/г. Например, пухлость может изменяться от около 8 см/г до около 12 см/г или более.
Основной лист с выполненным по данному изобретению рельефным изображением, может быть однослойным листом или может быть многослойным листом. Например, в одном варианте осуществления одно или более полотен материала могут быть скомбинированы вместе при изготовлении изделия. Каждый лист материала может быть изготовлен по одному и тому же способу или по отличному способу. Слои могут быть с нанесенным заранее рельефным изображением по данному изобретению, до объединения их вместе, хотя слои могут быть объединены вместе, или рельефное изображение может быть нанесено после того как слои были объединены вместе. В одном конкретном варианте осуществления процесс нанесения рельефного изображения может быть применен для скрепления двух или более слоев вместе.
При создании многослойного изделия разные слои могут удерживаться вместе посредством опрессовки, сдавливающих связей, применением адгезива, или применением любой другой соответствующей технологии. При применении адгезива или связующего элемента может быть использован любой подходящий адгезив. Например, для соединения полотен вместе адгезив может быть нанесен на один или оба полотна. Например, адгезивом может быть латексный клей, клей на основе крахмала, ацетат, например, этиленвинилацетатный адгезив, поливиниловоспиртовой адгезив и тому подобное.
В одном варианте осуществления один или оба слоя могут быть обработаны путем распыления адгезивом, когда на них вместе наносят рельефное изображение. В альтернативном варианте осуществления, по меньшей мере, один из слоев может быть с нанесенным рельефным изображением, и адгезив может быть нанесен на участки рельефного изображения, которые выступают от поверхности слоя, с целью прикрепления к противоположному слою. Например, в одном варианте осуществления может быть применен офсетный принтер, в котором первый валик погружен в адгезив. Адгезив передается второму валику и затем третьему валику, пока не будет нанесен на один из слоев. В одном варианте осуществления третий валик может быть выполнен с возможностью контакта с полотном материала, где оно выступает из-за рельефных изображений. Сразу после сцепления адгезива слой затем может быть приклеен к противоположному слою.
Процесс нанесения рельефного изображения по данному изобретению выполняется, в общем, на полотнах материала после их изготовления и просушки. Например, в одном варианте осуществления, после того как полотно материала изготовлено и высушено, изделие можно подвергать процессу преобразования и допустить к процессу нанесения рельефного изображения по данному изобретению.
Только в качестве примера на фиг.5 показан один вариант осуществления процесса нанесения рельефного изображения на листовой материал по данному изобретению. Как показано, листовой материал 40 раскручивают с подающего рулона 42 и направляют через зону контакта 44, где на листовой материал наносят рельефное изображение. После выхода из зоны контакта 44 листовой материал 40 затем наматывают в рулон 46.
Зона 44 контакта образована между образцом или валиком 48 для нанесения рельефного изображения и поддерживающим валиком 50. По данному изобретению валик 48 для нанесения рельефного изображения содержит в себя образец рельефного изображения и может быть выполнен из любого подходящего твердого материала, например стали. Как показано, валик 48 для нанесения рельефного изображения включает в себя множество приподнятых участков 60, которые включают в себя, по меньшей мере, один линейный участок, имеющий постепенно уменьшающуюся высоту. Как описано выше, при придании формы листовому материалу 40 постепенно уменьшающаяся высота создает рельефное изображение, имеющее видимое уменьшение толщины линии.
Поддерживающий валик 50 может иметь твердую или сжимающуюся поверхность. Например, поддерживающий валик 50 может включать в себя стальную поверхность или альтернативно может включать в себя резиновое или эластомерное покрытие 52, показанное на фиг.5. Как описано выше, нанесение рельефного изображения по данному изобретению, в общем, осуществляют по существу на сухие листовые материалы. Например, для многих вариантов применения листовой материал может иметь содержание влаги менее около 6%.
Понятно, что дополнительно к описанным выше салфеточным изделиям рельефное изображение по данному изобретению может быть нанесено на любой подходящий нетканый материал. Другие нетканые материалы, которые могут быть обработаны, включают в себя полотна из расплава (meltspun webs), такие как полотна выдуваемые из расплава (meltblown webs) и полотна фильерного производства (spunbond webs), связанные кардированные полотна (bonded carded webs), гидропереплетенные полотна (hydroentangled webs) и ламинаты из них, например, spunbond/meltblown/spunbond полотна.
Например, при нанесении рельефного изображения на нетканое полотно, содержащее в основном синтетические волокна, процесс нанесения рельефного изображения может быть выполнен при наличии нагрева и/или ультразвуковой энергии с целью оказания содействия в формировании рельефных изображений. В данном варианте осуществления процесс нанесения рельефного изображения может также выполнять связи между многочисленными слоями материала.
Используемый здесь термин полотна, выдуваемые из расплава (meltblown web), относится к полотну, изготовленному из волокон, полученных экструдированием расплавленного термопластичного материала через множество тонких, обычно круглых, фильерных капилляров, причем расплавленные волокна пересекают высокоскоростные потоки газа (например, воздуха), которые ослабляют волокна расплавленного термопластичного материала с целью уменьшения их диаметра, который может стать диаметром микроволокна. После этого такие волокна переносят высокоскоростным газовым потоком и откладывают на поверхности осаждения для образования полотна со случайно расположенными выдуваемыми из расплава (meltblown) волокнами. Такой процесс раскрыт, например, в патенте США U.S. Pat. No.3, 849, 241, выданный Бутину (Butin) и др., который включен здесь в их полном объеме со ссылкой по всем вопросам. Вообще говоря, полотна выдуваемые из расплава могут быть микроволокнами, которые могут быть непрерывными или прерывными, в общем диметром менее 10 мкм и, в общем, выглядящими невзрачно, когда разложены на поверхности осаждения.
Используемый здесь термин полотна фильерного производства (spunbond web) относится к полотну, выполненному из непрерывных волокон по существу небольшого диаметра, которые изготовлены экструдированием расплавленного термопластичного материала через множество тонких, обычно круглых капилляров с диаметром экструдированных волокон, быстро затем уменьшенным, например, как при выводном волочении и/или других широко используемых известных механизмов фильерного способа получения нетканых материалов из расплава. Производство фильерных нетканых полотен описано и проиллюстрировано, например, в патентах США U.S.Pat.: No.4, 340, 563, выданном Аппелю (Appel) и др., No.3, 692, 618, выданном Дорскнеру (Dorschner) и др., No. 3, 802, 817, выданном Мацуки (Matsuki) и др., No. 3, 338, 992, выданном Киннею (Kinney), No. 3,341, 394, выданном Киннею (Kinney), No.3,502, 763, выданном Хартману (Hartman), No. 3, 502. 538, выданном Леви (Levy), No. 3, 542, 615, выданном Добо (Dobo) и др., No.5, 382, 400, выданном Пике (Pike) и др., которые включены здесь в их полном объеме со ссылкой по всем вопросам. Фильерные волокна, в общем, не так невзрачны, когда они разложены на поверхности осаждения. Они могут иногда иметь диаметры менее около 40 мкм и часто между около 5 до около 20 мкм.
Как описано выше, листовой материал может также содержать гидропереплетенный нетканый материал. Процесс гидропереплетения и гидропереплетенные композитные полотна, содержащие различные комбинации разных волокон, известны в данной отрасли техники. Типичный процесс гидропереплетения использует струйные потоки воды высокого давления для запутывания волокон и/или комплексных нитей с образованием высокопереплетенной консолидированной волокнистой структуры, например нетканого материала, гидропереплетенные нетканые материалы с волокнами постоянной длины и непрерывными комплексными нитями раскрыты, например, в патентах США: U.S. Pat. No. 3, 494, 821, выданном Эвансу (Evans), и U.S. Pat. No. 4, 144, 370, выданном Боуолтону (Bouolton), которые включены здесь в их полном объеме со ссылкой по всем вопросам. Гидропереплетенные композитные нетканые материалы из нетканого полотна с непрерывными комплексными нитями и объемным слоем раскрыты, например, в патентах США: U.S. Pat. No. 5, 284, 703, выданном Эверхарту (Everhart) и др., и U.S. Pat. No. 6, 315, 864, выданном Андерсону (Anderson) и др., которые включены здесь в их полном объеме со ссылкой по всем вопросам.
Листовой материал может также содержать коформный материал ("coform material"). Термин коформный материал относится к композитным материалам, содержащим смесь или стабилизированную матрицу из термопластичных волокон и второй нетермопластичный материал. Как пример, коформные материалы могут быть изготовлены способом, в котором, по меньшей мере, одна экструзионная головка для вспененного расплава установлена около желоба, через который к полотну во время его изготовления добавляют другие материалы. Эти другие материалы могут включать в себя, но не ограничивают этим перечнем, волокнистые органические материалы, например древесную и недревесную массу, такую как хлопок, вискоза, макулатура, суспензия бумажной пыли, а также суперабсорбентные частицы, неорганические абсорбентные материалы, обработанные полимерные штапельные волокна и тому подобное. Некоторые примеры таких соответственно подобранных материалов раскрыты в патентах США: U.S. Pat. No. 4, 100, 324, выданном Андерсону (Anderson) и др.; U.S. Pat. No. 5, 284, 703, выданном Эверхарту (Everhart) и др.; и U.S. Pat. No. 5, 350, 624, выданном Джорджеру (Georger) и др.; которые включены в полном объеме со ссылкой по всем вопросам.
В одном варианте осуществления после нанесения на листовой материал рельефного изображения он может быть использован для выполнения платка с предварительным увлажнением. В данном варианте осуществления листовой материал с нанесенным рельефным изображением пропитывают в протирочном растворе. Протирочный раствор может содержать, например, водно-спиртовой раствор. Альтернативно обтирочный раствор может содержать воду в сочетании с различными поверхностно-активными веществами.
Эти и другие модификации и вариации данного изобретения могут применяться специалистами в данной отрасли техники без отступления от существа и объема изобретения, которые, в частности, изложены в прилагаемой формуле изобретения. В дополнение, понятно, что объекты различных вариантов осуществления могут меняться местами как в целом или частично. Кроме того, специалисты в данной отрасли техники понимают, что вышеизложенное описание дано только в качестве примера и его не следует воспринимать в качестве ограничения изобретения, описанного далее в прилагаемой формуле.