Результат интеллектуальной деятельности: ЛИСТ БУМАГИ С ПОДУШЕЧКАМИ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Изобретение касается листа бумаги, образованного, по меньшей мере, из двух слоев целлюлозной ваты, формирующих подушечки.

Область изобретения - бумага, применяющаяся для санитарных целей или домашнего хозяйства. В эту область входят, в частности, изделия из абсорбирующей бумаги, форма, состав и структура которых определяются в соответствии с их применением. Таким образом, в качестве примеров, количество которых не ограничено, можно привести туалетную бумагу, носовые платки, салфетки для снятия макияжа, столовые салфетки, скатерти, хозяйственные салфетки, вата для вытирания, применяемая в промышленности и т.д.

Туалетная бумага, например, представляет собой непрерывную ленту, состоящую из предварительно надрезанных отрезков, обернутую вокруг патрона. Отрезки могут также быть раздельными и быть переплетены. Лист может быть простым, но чаще всего он состоит из двух или нескольких пластов, также называемых слоями, из целлюлозной ваты. В листе слои могут просто накладываться друг на друга, свободно один по отношению к другому, но чаще всего они тисненные и соединены один с другим путем склеивания или механически путем накатки.

Целлюлозная вата - это бумага с малой массой квадратного метра в граммах: от 10 до 40 г/м², образованная в основном или исключительно из бумажных волокон и содержащая, в случае необходимости, одну или несколько добавок для усиления той или иной из ее характеристик. В зависимости от применения можно усилить то или иное из ее свойств таким образом, чтобы она была более мягкой, более абсорбирующей, более прочной или сделать более выраженным текстильный аспект, чтобы она стала привлекательней. Например, внесение смол улучшает сопротивляемость разрыву, когда лист влажный.

Вместе с тем, целлюлозная вата может быть крепированной, т.е. содержать извивы, которые придают ей определенную способность растяжения по продольному направлению бумаги. Крепирование может осуществляться, например, в момент высушивания листа. Лист еще влажным наносится на цилиндр, нагретый до температуры, достаточной, чтобы удалить влагу. Лист снимают при помощи лезвия в форме скребка, помещенного между листом и поверхностью цилиндра. Эта операция, проведенная должным образом, приводит к образованию извивов, расположенных перпендикулярно направлению продвижения листа, называемому продольным направлением. Крепирование листа характеризуется количеством гребней, насчитывающихся в продольном направлении, приведенным к единице длины.

Известен патент США 3673060; он описывает изделие, например столовую салфетку, образованную из двух слоев крепированной целлюлозной ваты, скрепленных между собой клейким веществом. Это клейкое вещество распределено по рисунку, образованному точечными поверхностями, сближенными одна с другой и оставляющими значительные части обоих слоев несоединенными. Только от 4 до 8% поверхности соединено, и оба слоя, имеющие параллельные линии крепирования, натянуты неодинаково. Это расхождение в натяжении получают, растягивая в различной степени оба слоя до тех пор, пока они не окажутся соединенными один с другим вдоль упомянутого рисунка. Такое регулирование натяжения позволяет после того, как клейкое вещество было нанесено, добиться того, что один из слоев сжимается более другого. В результате оба слоя имеют тенденцию отделяться один от другого несвязанными частями, находящимися между зонами, покрытыми клейким веществом.

В указанном патенте предлагается наносить клейкое вещество на слой при помощи надлежащим образом гравированного аппликационного валика. После этого помещают второй слой на первый, затем протягивают оба слоя между двумя каландровыми валиками, один из которых гравирован и совпадает по фазе с аппликационным валиком. В заключение, лист протягивается между двумя стальными гравированными цилиндрами, чтобы салфетка, которая будет получена в результате разрезания, была тисненой вдоль краев. Таким образом, представляется, что применение этого способа ограничивается производством изделия типа салфетки, тисненной по периметру.

Кроме того, рекомендуется, чтобы несвязанная поверхность между двумя связанными прилегающими зонами была порядка 0,65 см². Эта поверхность является относительно малой. В соответствии с приведенным примером, поверхность связывающих точечных зон - порядка 2 мм² с интервалом 4,75 мм². В патенте указано, что лист имитирует, таким образом, внешний вид и текстуру текстильного изделия. Желательно, чтобы по листу были равномерно распределены бугорки.

Французский патент 7035063 описывает процесс производства скатерти из нескольких пластов гибкого материала, из бумаги или пластика, в соответствии с которым клейкий материал наносится вдоль так называемого периферического открытого рисунка, представляющего собой ромбы или квадраты. Оба слоя предварительно тиснены соответственно повторяющемуся рисунку в виде выступов и один из двух слоев подвергается продольному натяжению таким образом, чтобы придать листу после разрезания на салфетки «набитый» вид. Нужно следить за тем, чтобы ромбы были очень широкими, в противном случае, клей, помещенный вдоль непрерывных линий, образует, без сомнения, довольно жесткое изделие. Этот патент, таким образом, применяется для производства изделий типа столовых салфеток или скатертей.

Патент США 3650882 описывает бумагу, состоящую из трех слоев целлюлозной ваты, в которой центральный слой является растяжимым и эластичным, а наружные слои тиснены и менее растяжимы. Слои соединены вдоль зон, разделенных промежутками таким образом, чтобы между ними оставались несвязанные участки. Тогда во влажном состоянии внутренний слой может ослабляться и занимать пространство несоединенных частей. Предполагается, что центральный слой должен быть соединен с внешними слоями таким образом, чтобы он был в состоянии растяжения по отношению к этим последним. При ослаблении натяжения, которому подвергается лист, центральный слой сжимается, а другие слои увеличиваются в объеме в несвязанных частях. Предполагается, что связанные зоны и несвязанные части имеют одинаковую протяженность.

Патент США 4469735 также описывает изделие с несколькими слоями целлюлозной ваты с разными характеристиками растяжения, что способствует образованию карманов и увеличивает объем впитывания во влажном состоянии.

Из FR 2653793 A1 известен лист бумаги, состоящий по меньшей мере из двух слоев крепированной целлюлозной ваты, верхнего слоя и нижнего слоя, вес каждого из которых в пределах 10-40 г/м², причем верхний слой тиснен и снабжен первичными выступами.

Известное изделие обладает недостаточно привлекательным внешним видом.

Из FR 2653793 A1 известен также способ изготовления листа бумаги, состоящей по меньшей мере из двух слоев, заключающийся в том, что разматывают первую ленту целлюлозной ваты с основной бобины и выполняют ее тиснение на валике для тиснения в соответствии с рисунком, содержащим первичные выступы, образующие линии, которые определяют собой замкнутые ячейки, разматывают вторую ленту целлюлозной ваты с основной бобины, накладывают вторую ленту на первую и соединяют обе ленты вершинами первичных выступов, полученную двойную ленту наматывают на патрон, применяя натяжение.

Известный способ не позволяет получить изделие с внешним видом, свойственным текстильному изделию.

Целью настоящего изобретения является создание изделия, образованного как минимум из двух слоев крепированной целлюлозной ваты, имеющего привлекательный для потребителя внешний вид, в частности внешний вид, свойственный текстильному изделию, и которое улучшено по отношению к уровню техники.

Таким образом, предметом изобретения является изделие, состоящее как минимум из двух слоев - верхнего слоя и нижнего слоя крепированной целлюлозной ваты, вес каждого из них в пределах между 10 и 40 г/м², верхний слой изделия тиснен и содержит на поверхности, обращенной к внутреннему слою, первичные выступы, вершинами которых слои соединены. Изделие характеризуется тем, что вышеупомянутые первичные выступы распределены по линиям, т.е. размещены вдоль линий, которые разграничивают между собой ячейки на поверхности размером в пределах между 1 и 20 см², причем верхний слой является, в продольном направлении, более длинным, минимум на 0,6%, предпочтительно от 0,6 до 2%, чем нижний слой, и связан с нижним слоем вершинами упомянутых выступов таким образом, что внутри ячеек образуются подушечки.

Подушечкой, в соответствии с изобретением, названа зона в которой два слоя не соединены между собой, и которая ограничена линиями первичных выступов, формирующих закрытый контур. Подушечка характеризуется тем, что верхний слой представляется отделенным от нижнего слоя и создает эффект выпуклости.

Благодаря изобретению получают изделие, имеющее рельефную поверхность, с подушечками внутри ячеек, обозначенных линиями выступов, и внешний вид которого приближается к внешнему виду текстильных изделий, особенно мольтоновых (т.е. с подкладкой). Наилучшим образом, когда изделие находится в виде рулона, рельефный эффект подушечек виден при разворачивании рулона.

Предпочтительно, ячейки имеют соотношение длины и ширины в пределах между 1 и 5, желательно, в пределах между 1 и 1,5.

В соответствии с другой реализацией изобретения вышеупомянутые линии состоят из первичных выступов, отделенных один от другого расстоянием менее 3 мм, предпочтительно, это расстояние не превышает 1,5 мм. Действительно, в случае превышения этого расстояния подушечки не формируются должным образом. Изгибы имеют тенденцию растягиваться в поперечном направлении. Первичные выступы, образующие контуры подушечек, предпочтительно имеют форму усеченного конуса с основанием в виде окружности или овала. Однако это основание может также иметь многоугольную форму. Оно может также иметь очень вытянутую форму, дающую отпечатки в соответствии со сплошными или прерывистыми линиями.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, выступы имеют форму усеченного конуса, в частности круглого сечения с диаметром в основании в пределах между 1 и 3 мм, предпочтительно между 1 и 1,5 мм, и расстояние между ними вдоль линий очень незначительно. Предпочтительно, чтобы оно было меньше сечения выступа.

Линии могут быть прямыми или волнистыми. В соответствии с особым вариантом осуществления изобретения они образуют решетку, в которой упомянутые ячейки определяются пересечением линий. В частности, ячейки имеют почти форму ромба, а стороны этих ромбов волнистые. Такой пример фрагмента (повторяющегося рисунка) описан в патенте США 5436057.

Согласно другому варианту осуществления изобретения внутри упомянутых ячеек верхний слой тиснен по рисунку, состоящему из вторичных выступов. Они имеют форму усеченного конуса, или же имеют вершину в форме линии. Вершина вторичных выступов свободна, т.е. она не приклеена или не связана другим образом со вторым слоем.

Второй слой тиснен или нет.

Целью настоящего изобретения также является способ, позволяющий получить изделие, содержащее как минимум два слоя крепированной целлюлозной ваты с массой квадратного метра в граммах в пределах между 10 и 40 г/м².

Способ изобретения характеризуется тем, что он содержит как минимум следующие этапы:

- разматывают первую ленту целлюлозной ваты с основной бобины и тиснят ее на валике для тиснения, гравированном в соответствии с рисунком, состоящим как минимум из первичных выступов, образующих линии, которые определяют собой закрытые ячейки,

- разматывают вторую ленту целлюлозной ваты с основной бобины, накладывают вторую ленту на первую, и

- соединяют обе ленты вершинами их первичных выступов так, чтобы в момент соединения слоев, они дифференцировались таким образом, чтобы в состоянии покоя длина слоев различалась более чем на 0,6%, предпочтительно от 0,6 до 2%. Затем полученную ленту наматывают на патрон, применяя натяжение, и разрезают упомянутый рулон на меньшие рулоны.

Обе ленты отличаются одна от другой следующими характеристиками, взятыми в отдельности или в сочетании: скоростью разматывания, натяжением в продольном направлении, уровнем глубины тиснения и эластичностью.

Другие характеристики и преимущества изобретения станут ясными из дальнейшего описания, являющегося не ограничивающим примером способа реализации изобретения со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:

на Фиг.1 изображен вид сверху соответствующего изобретению листа;

на Фиг.2 - вид в разрезе по линии II-II на Фиг.1;

на Фиг.3 - схематическое изображение установки, позволяющей изготовить лист, соответствующий изобретению.

Лист, представленный на фиг.1 и 2, состоит из двух слоев крепированной целлюлозной ваты.

Целлюлозная вата может быть типа той, которую получают способом обычного влажного прессования листа, называющимся в этой области CWP, или же способом, в который входит этап высушивания нагнетанием пересекающей воздушной струи, типа TAD. Вес каждого из слоев - в пределах между 10 и 40 г/м². Для применения в качестве туалетной бумаги выбирают предпочтительно вес в пределах между 15 и 24 г/м². Различают верхний слой (1) и слой, называемый нижним (2). Целлюлозная вата крепирована с извивами, которые, как это уже известно, все направлены перпендикулярно направлению прокручивания машины. Число линий крепирования заключается в пределах между 40 и 80 линий на сантиметр.

Таким образом, слои демонстрируют степень удлинения при разрыве как минимум на 25%. Предпочтительно она не должна быть ниже 20%.

В соответствии с изобретением, верхний слой содержит выступы (3) на поверхности, обращенной к внутреннему слою. Эти выступы образованы путем тиснения и им соответствует впадина на поверхности, обращенной к наружной стороне листа. На поверхности листа они имеют сечение, которое может быть круглым, овальным или многоугольным. Пленка из клея, помещенная между вершинами этих первичных выступов и нижним слоем, делает оба слоя жестко связанными один с другим.

Выступы образуют линии (4). Линию можно определить как непрерывный ряд выступов, идущих подряд через возможно малые промежутки. В представленном способе реализации линии помещены в двух направлениях, почти под 90° одна к другой таким образом, что они перекрещиваются, образуя решетку и правильные ячейки (5).

Соответственно предпочтительному способу изобретения, ячейки (5) имеют форму параллелограмма, желательно ромба. Отношение длины, при ее самом большом размере, к ширине, ее самый большой размер измеряется поперечно первому, не более 5, желательно оно не более 1,5. Стороны параллелограмма прямые или волнистые, как это указано на фиг.1.

На уровне ячеек верхний слой не склеен с нижним. Это значит, что его размер в продольном направлении больше, чем размер нижнего слоя. Анализ показывает, что длина верхнего слоя должна быть как минимум больше, чем длина нижнего слоя, не менее чем на 0,6%, чтобы можно было констатировать образование подушечек на верхнем слое.

Другим необходимым условием является расстояние, разделяющее два смежных выступа в ряду. Действительно, если промежуток превышает определенный предел, подушечки не формируются. Конечно, благодаря разнице длины обоих слоев образуются извивы, но они являются неправильными. Установлено, что подушечки образуются, только если это расстояние между выступами остается меньше 3 мм.

Внутри этих ячеек (5) можно предположить, как это указано на чертежах, наличие вторичного тиснения, образованного из вторичных выступов (6). Эти выступы (6) имеют высоту тиснения ниже, чем у первичных выступов (3). Они не образуют зоны соединения верхнего слоя с нижним слоем.

Способ производства листа в соответствии с изобретением и соответствующий тому способу реализации, который представлен на фиг.3, описан ниже. Разматывают первую непрерывную ленту целлюлозной ваты (7) с основной бобины (8), которая установлена на вращающийся держатель. Эту ленту протягивают через комплекс для тиснения, состоящий из валика (9) с жесткой и гравированной поверхностью и валика (10) с поверхностью из упругого материала такого, как каучук. Рисунок, выгравированный на жестком валике такой, например, как на фиг.1, с первыми рельефными элементами или бугорками на первом уровне гравировки для осуществления первичных выступов и со вторыми рельефными элементами на уровне ниже первого для осуществления вторичных выступов. Гравировка валиков для тиснения с двумя уровнями известна специалистам в данной области.

На ленту после тиснения наносится пленка из клея, которая помещается на рельефные поверхности, т.е. поверхности тисненого рисунка, при помощи валика (11), являющегося аппликатором. Рисунок гравировки жесткого валика соответствует первичным выступам. Он может также состоять из выступов различной величины. В этом случае клеевая пленка помещается исключительно на выступы с наиболее высоким рельефом. Клейким веществом является клей на водной основе, например поливиниловый клей, распространенный в области, к которой относится изобретение.

В соответствии с другим способом осуществления изобретения, соединение слоев получают механическим путем, то есть путем механического давления на вершины первичных выступов, или любым другим известным специалистам способом.

Затем накладывают второй слой на первый при помощи соединительного цилиндра (12). Второй слой (2) подается с основной бобины (13), которую раскручивают с определенной скоростью. Давление, оказываемое соединительным цилиндром, обеспечивает соединение слоев друг с другом. Затем двойной лист, удерживаемый в состоянии натяжения, подается к установке для формирования длинных рулонов - «бревен». «Бревно» - это промежуточный рулон с диаметром уже законченного изделия и шириной, равной ширине рулона на основной бобине. Сформированный длинный рулон - «бревно» подается к пункту распилки, где он разрезается. Затем полученные рулоны направляются к месту упаковки, расфасовки и хранения.

В соответствии с изобретением, натяжение одной из лент целлюлозной ваты по отношению к другой регулируют выше установки, где слои соединяются друг с другом. Речь идет о том, чтобы нижний слой мог сокращаться больше, чем другой, когда натяжения ослабляются. Для этой цели предусмотрен блок натяжения (расположенный выше установки, где слои соединяются друг с другом). Например, при снижении скорости нижнего слоя на 0,6%-2% по отношению к скорости тиснильного каландра сохраняется диапазон упругой деформации и повышается уровень натяжения слоя. Когда позже ослабляют это натяжение, нижний слой пропорционально сокращается, и на поверхности верхнего слоя образуются подушечки, в особенности, когда нижний слой не тиснен, как это показано на фиг.3. Разница натяжения между нижним слоем и верхним слоем в таком случае создается тиснением, которое изменяет физические характеристики верхнего слоя. Нижний слой, сохраняя свою эластичность, будет больше сокращаться.

В соответствии с этим способом были произведены изделия и измерена разность длины между обоими слоями.

Методика измерения заключается в следующем:

- измерить длину 10 отрезов, идущих подряд в рулоне,

- разделить оба слоя, следя за тем, чтобы не разорвать бумагу в точках склеивания и не вытянуть за ее предел упругой деформации, и

- расстелить оба слоя под металлической линейкой и измерить разницу длины в продольном направлении.

Чтобы измерить процентное отношение, касающееся разницы (ER) в длине между слоями, учитывают, что при наматывании внешний слой будет более длинным.

Применяют формулу:

ЕР=(100/L1×{L2-L1×(D1²-Din²)/[D1+D2)×2×N×L]},определение параметров в которой дано ниже:

L1 - это длина 10 отрезов, a D1 - начальный диаметр рулона.

L2 - это измеренная разница в длине между обоими слоями, D2 - диаметр после удаления 10 отрезов.

Din - это диаметр патрона, N - начальное количество листов, a L - единичная длина одного отреза.

Пример 1

Изготовили два изделия из одинаковой целлюлозной ваты, характеристики которой следующие (измерения произведены на 2 слоях):

Вес квадратного метра в граммах 40,3 г/м².

Сопротивление в продольном направлении: 215 N/m. Речь идет о величине силы, которую необходимо применить для разрыва образца, разрезанного в продольном направлении листа, приведенной к одному метру ширины.

Сопротивление в поперечном направлении: 75 N/m, так же, как выше, но образец был разрезан в направлении, перпендикулярном предшествующему.

Степень удлинения при разрыве: 16% (измерено в продольном направлении).

Изделия были выполнены в соответствии с описанным выше способом. Верхний слой был тиснен в соответствии с рисунком, представленным на Фиг.1, причем нижний слой не был тиснен.

Первое изделие произвели, применяя разницу натяжения между обоими слоями, таким образом, что в конечном изделии проявился ярко выраженный эффект образования подушечек. Второе изделие произвели, сократив разницу натяжения между обоими слоями, таким образом, что в конечном изделии не проявился эффект образования подушечек.

Произвели десять измерений каждого из изделий. Средняя измеренная относительная разница следующая:

Первое изделие: 1,12%.

Второе изделие: 0,23%.

Пример 2

Чтобы оценить предыдущий метод анализа и проверить, является ли значимым полученный результат, произвели третье изделие, осуществив тиснение обоих слоев вместе в соответствии с рисунком, представленным на фиг.1. Целлюлозная вата имела следующие характеристики: вес квадратного метра в граммах 40,3 г/м²; сопротивление MD, 215 N/m; сопротивление CD, 75 N/m; степень удлинения при разрыве: 16%.

На изделии было произведено десять измерений. Получили среднюю измеренную относительную разницу 0,15%. Это позволяет прийти к заключению, что различие, полученное при измерении длины двух изделий, одно из которых дает эффект образования подушечек, а другое - нет, имеет значение.