专利名称：多层薄页纸制品的制作方法
技术领域：
本发明涉及多层薄页纸制品，包括层与层之间相互连接的薄页纸的至少两个层片。
背景技术：
这种薄页纸制品已为人们所知并广泛地用于生产手帕、餐巾纸或尤其是所谓“厨用卷纸”。这些种类的纸制品通常包括两层或多层薄页纸，其采用的材料选自常规薄页纸或特殊种类的薄页纸，如所谓“通气干燥薄页纸”或“差动密度薄页纸”。后者通过图样纸带和通气干燥技术生产。
尤其是用于厨用卷纸时，含有两层或多层厨用纸巾的薄页纸幅每层都被压花，压花在薄页纸幅中形成类似球形的隆起。现有技术和实际销售的厨用卷纸使用所谓“嵌套压花”或“球-球形压花”。在任一情况下，两层纸幅都以球形隆起互相面对的方式相互连接。在嵌套压花中，两层纸幅各自的球形隆起相互偏置定位，而在球-球形压花中，两层纸幅各自的球形隆起对准并以顶部对顶部的关系相互接触。
对于两层(或多层)薄页纸幅的相互连接，最常用的技术是通过在两层压花薄页纸幅之一的球形隆起上涂敷薄胶水涂层，并使两层纸幅要么以“球-球形”方式通过钢压花辊的辊隙，要么通过所谓“啮合辊”与钢压花辊之一所形成的辊隙(嵌套压花)直接相互接触，来将薄页纸层片层压到一起。
目前多层薄页纸纸巾的一个重要特征，尤其是用于厨用卷纸时，是吸收能力，其基本上由薄页纸的性能来确定。此外，消费者喜欢具有所谓“膨松抓持性”的柔软纸巾，其主要是通过已讨论的对薄页纸幅的压花来获得的。
有关象尿布、卫生巾或紧身短裤衬里的卫生产品的吸收性，数十年来已知道在这些产品的吸收芯中掺入超吸收颗粒。在这一方面，通常的做法是将超吸收颗粒和例如通过气流成网形成吸收芯的纤维素纤维混合置于带上。通过在吸收芯中掺入超吸收颗粒，吸收能力急剧提高。
有关纸巾的吸收能力，已从WO 01 14641 A1中知道，通过在纸幅中混合吸收材料来生产薄页纸制品，如面巾纸、纸巾、卫生纸以及类似制品。对于这种现有技术中所描述的产品，典型的是超吸收材料与纤维造纸材料的液态悬浮液相混合，并且以干燥状态或以所谓“预膨胀状态”来应用。据报告，超吸收材料的这种膨胀对于纤网的形成具有多种有益效果，例如可导致具有更高的堆积体积、渗透性和空隙体积的薄页纸制品。
所使用的超吸收材料的用量可以改变，这取决于所得薄页纸制品所希望的特性。在这种现有技术中公开了超吸收材料的浓度按重量计在约0.1％和约10％之间，其中最优选的范围按重量计为约0.1％至约3％。通过应用超吸收材料，其用量按薄页纸幅的纤维材料的重量计为约1％，可使薄页纸的吸收能力增加约15％。
这种现有技术WO 01 14641 A1公开了各种各样的材料、基重和在薄页纸幅中掺入超吸收体的多种方法。在任意情况下，超吸收材料包含于薄页纸材料中，即超吸收颗粒与薄页纸纤维混杂在一起。依据WO 0114641 A1的包含超吸收材料的薄页纸制品基本采用造纸方法形成，该方法一方面基于薄页纸纤维材料，另一方面基于超吸收材料。
根据前述内容，生产薄页纸幅的基本造纸方法必须适应混杂超吸收材料的需要。这意味着必须沿造纸生产线设置与增加超吸收材料相关的附加结构配置。此外，造纸生产状态必须适应超吸收体附加地存在于薄页纸幅中这一事实，因为例如如同WO 01 14641 A1所申明的那样，超吸收体的干燥性能与薄页纸纤维的干燥性能有很大不同。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供多层薄页纸纸巾，其显示出掺入超吸收材料的有益效果，但避免了所讨论的与在薄页纸幅中掺入超吸收体相联系的缺点。
依据本发明，如权利要求1所述的这种多层薄页纸纸巾包括-层与层之间相互连接的薄页纸的至少两个层片，和-包括超吸收类纤维状颗粒的层，该颗粒位于所述薄页纸幅的两个相邻层片之间的至少一个界面区内，其中所述层的基重大约为确定界面区的所述薄页纸幅的所述两个相邻层片的整体基重的0.5％至50％。
因此，与现有技术相反，超吸收材料没有嵌入薄页纸幅的纤维性纤维质结构中，而是在薄页纸幅的至少两个相邻层片之间构成单独的层。这意味着增加超吸收材料不会对用于薄页纸幅的造纸方法造成任何影响。在超吸收颗粒能被作为与其它组分相混合的颗粒，或作为包括超吸收类纤维状颗粒和非超吸收纤维的单独层的部分被加入两个层片之间后，能照常生产薄页纸幅。这种次序意味着超吸收材料没有与湿造纸浆相接触。因此，在掺入前弄湿超吸收材料不会造成负面影响。虽然所引入的现有技术描述了超吸收材料的所谓“预膨胀”的某些优点，事实上，通过这种预膨胀，可能会对超吸收体的吸收能力产生负面影响。
本发明的另一个特征是超吸收颗粒的类纤维设计。超吸收体的尺寸和形状有助于避免与颗粒流出纸巾制品，即所谓“飞尘”相关的问题。当使用常规超吸收粉末颗粒如超吸收微粒时，在这些微粒飞散进空气中并被人体吸入的情况下，将会有健康风险。此外，吸收颗粒从纸巾中的流出将降低纸巾的吸收性能。这些问题可通过使用类纤维状颗粒来避免，其具有一种在薄页纸纸巾的层片之间的固有“抓持性”。
在薄页纸幅的两个相邻层片之间的界面区内掺入超吸收类纤维状颗粒的另一个和尤其令人意外的优点在于这样的事实当减少超吸收纤维的用量时，这些纤维的具体吸收能力增加。正如将在优选实施方案的描述中要讨论的那样，当减少超吸收纤维的添加含量，按薄页纸层片基重的重量计为7.1％至2.4％时，单独归因于超吸收纤维的具体吸收能力增加，例如从150g/g增加到208g/g。这种影响似乎是当超吸收纤维进一步相互远离时由它们的无限制膨胀所得到的结果。在这种状态下-甚至在装满的状态下-纤维确实在它们的周围产生了空隙，其起到蓄水池的作用，吸收了在它们外面但处于薄页纸幅的两个层片之间的界面内的附加的水。
本发明的优选实施方案涉及超吸收类纤维状颗粒的物理性能，和增强薄页纸幅之间类纤维状颗粒固定而没有明显恶化超吸收体的吸收能力的各种方法。
现在，本发明的优选实施方案将参考附图来描述，其中图1是两个实施方案中的四层片纸巾的局部截面图，图2是另一个优选实施方案中的两层片纸巾的局部截面图，和图3是纸巾生产线的正视图。
具体实施例方式
图1表示包括由已知的造纸方法生产的1.1至1.4四个层片的薄页纸幅2的薄页纸制品。为清楚起见，在图1中省略了构成薄页纸幅2的纤维素纤维。
现在1.1至1.4四个单独的层片通过每次由两个压花点3和4形成的压印固定在一起，压花点与1.1至1.4层片的主平面呈横向相互对准，并从各自薄页纸幅的外层片1.1和1.4向内凹面弯曲。因此内层片1.2和1.3被封闭了。压花点3和4采用这样一种方法来应用通过在压花点3和4的基体区5内的压花作用，薄页纸1.1至1.4被稍微压缩到一起并因此相互“粘接”。例如通过喷射方法，在层片1.1至1.4上涂敷一层薄胶水层(未示出)，这种“粘接”的稳定性得到增强。这种雾化胶水点被分别地应用到层片1.1至1.3的面向相邻层片1.2、1.3和1.4的表面上。
图1所示的基本纸巾结构被称为球-球形压花。生产方法公开于EP0 755 212 B1。
层片1.1至1.4通过压花点3和4并排相互连接。因为两个相邻层片分别确定了界面区6.1、6.2和6.3，所以在每一界面区内，掺入了超吸收类纤维状颗粒8的层7.1、7.2和7.3。如图1的左侧所示，四层片纸巾包括在外界面区6.1和6.3内的层7.1和7.2。层1.2和1.3之间的中心界面区6.2中没有设置这种超吸收纤维8。
这些纤维可商购获得，例如以商品名Camelot从CamelotTechnologies，Ltd.购买。层7.1和7.2中的超吸收纤维8的浓度大约为分别相邻的层片1.1、1.2和1.3、1.4的整体基重的0.5％至10％。层7.1和7.2的基重的优选范围是所述整体基重的1％至3％。以绝对数值来表示，在7.1至7.3的每层中所应用的超吸收类纤维状颗粒8的基重为0.2至5.0g/m2，优选为0.5至2.0g/m2。超吸收纤维8的长度的变化范围为3至30mm，优选为4至10mm。纤维直径的变化范围为5至40μm，优选范围为20至30μm。类纤维状颗粒8的纤维密度在1.0至2.0g/cm3，优选1.3至1.5g/cm3的范围内。
如图1右侧所指示，在层片1.2和1.3之间的中心界面区6.2内也可以单独地设置纤维颗粒8的单一层7.3。该层7.3的规格与层7.1和7.2各自的规格相同。
单独的层片的基重范围通常在14至60g/m2之间。单独的薄页纸幅可由常规薄页纸、通气干燥薄页纸、或由特殊种类的薄页纸，例如所谓“差动密度薄页纸”制成，其采用图样造纸带和通气干燥技术制成。这种差动密度薄页纸的实施例公开于EP 0 741 820 A1。
图2所示的两层片薄页纸纸巾9是采用所谓“嵌套压花技术”来生产的，该技术将与图3联系进行描述。有关纸巾9，所提供的每个层片1.1和1.2也具有压花点3和4。但是，与图1中实施方案相反，这些点3和4相互之间没有对准，而是偏移设置。因此层片1.1的压花点3位于层片1.2的两个压花点4之间。两个层片1.1和1.2通过层压相互连接。这是通过在第一层片1.1的突出压花点3的顶部10上涂敷一层薄胶水涂层来实现的。通过使两个层片1.1和1.2通过层压辊或所谓啮合辊(见图3)的辊隙，两个层片1.1和1.2相互粘附。
如图2所指示，压花点3和4也在两个层片1.1和1.2之间的界面区6.1内形成某种开口隔室11。超吸收类纤维状颗粒8也位于两个层片1.1和1.2之间从而在这个界面区6.1内形成超吸收层。纤维颗粒8的规格与联系图1进行讨论的特征一致。
纸巾9的两个层片1.1和1.2一起具有的基重为例如42g/m2。
现在参考图3，其描述了依据本发明用于生产两层片薄页纸纸巾纸幅的方法和装置。生产过程开始于两个给料辊或所谓“大卷筒”12和13，每个辊上均有基重为大约20g/m2的一层片薄页纸。上、下薄页纸幅14、15由所谓“Spencer Johnson张力辊”16、17导向，其起到矫正器的作用，拉伸纸幅并除去纸幅里的任何褶皱。通过多个传动导辊18，每层纸幅均被传导至组合压花/层压单元，该单元作为整体在图3中以参考数字19指示。上纸幅14进入在第一钢压花辊20和覆盖有弹性橡胶套管的压辊21之间形成的辊隙中。通过穿过这个辊隙，上纸幅14上形成了图2所示的压花点3。穿过该辊隙后，上纸幅14进入在所述钢压花辊20和第二钢压花辊22之间的另一辊隙，之后其按沿钢压花辊20约180°的角度前进。第二钢压花辊22与第二压辊23配合形成用于下薄页纸幅15的压花辊隙。在这个辊隙里，上纸幅15上也形成了图2所示的压花点4。下薄页纸幅15也围绕钢压花辊22前进，进入在两个钢压花辊20和22之间的辊隙中。
现在两个钢压花辊20和22上的压花图样已被设计确定并对准，从而上薄页纸幅14上的压花点3在下薄页纸幅15的压花点4之间嵌入，反之亦然。因此，在图3所示单元上生产的两层片薄页纸纸巾属于“嵌套压花”类型。
现在为稳定地连接上、下薄页纸幅14、15，将胶水涂敷装置24与第二钢压花辊22关联起来。胶水涂敷装置24包括所谓“凹面辊”25，该辊作为计量装置从胶水盘(未示出)中吸收一层薄胶水涂层。凹面辊25上的胶水被涂敷辊26取走，涂敷辊26轻微接触在钢压花辊20上移动的下薄页纸幅15的压花点4的顶部。通过这种胶水涂敷方法，下薄页纸幅15的压花点4的顶部粘附到上薄页纸幅14上，稳定地连接两层纸幅14、15。为了该目的，将所谓“啮合辊”27与下钢压花辊22关联起来，其直接位于两个钢压花辊20和22之间辊隙的下游。啮合辊是覆盖有橡胶的钢辊，其通过控制液压荷载压力与钢压花辊22偏置，因此形成正辊隙，从而层片粘接上、下薄页纸幅14、15，形成单一的两层片纸巾纸幅。
现在关于本发明，压花/层压单元19还设置有超吸收纤维进料器28，其设置在两个钢压花辊20和22之间辊隙的上方。上文详细说明的超吸收纤维从导料槽29通过导料槽缝被递送进在两个上、下薄页纸幅14、15之间的界面区中。纤维通过一个刷子和计量辊装置进行计量，通过重力下落，并通过悬浮流动的均匀空气递送到进料器，其用量为例如1.0g/m2。
根据所描述的进料过程，超吸收纤维是被机械式陷入由压花点3和4确定的隔室，和借助于采用胶水使纸幅14和15层片两者粘接到一起的方法被粘附到纸结构上。
在纸幅14和15之间固定纤维颗粒8的可选的方法是一方面通过胶水涂层，其被喷射到至少一层所述纸幅14和15上，另一方面通过胶水丝，其与超吸收类纤维状颗粒8一起在至少一层所述纸幅14和15上形成网状物。
在本发明的另一个优选实施方案中，超吸收类纤维状颗粒与纸纤维、纤维素纤维或其它非超吸收类型的纤维一起被嵌入层(7)中。在WO01/12902 A1中，Nobles等人描述了具有高厚度低密度的吸收内层片的纸制品。那种内层片包括亲水纤维，如棉纤维或合成纤维。WO01/12902A1没有提到超吸收类纤维状颗粒的优点和使用。在本发明的这个实施方案中，层(7)的基重在3和25gsm之间，优选地在5和1 5gsm之间，最优选地在7和13gsm之间。在这个实施方案中，层(7)具有自己的独特性，即，它被证明可以成为单独的层，这是因为它具有足够的机械内聚力，可作为材料的单独层被处理。它可以用单独的方法预成形并在转换加工阶段(干燥阶段)与其它的层片组装到一起。这个实施方案的层(7)的基重为两个相邻层片基重的0.5％至50％，优选地为10％至35％，最优选地为15％至25％。除了本发明已提及的普通有益效果外，这个特定实施方案显示出与现有技术和现有工业实践相对的具体的附加优点包括超吸收颗粒的层可以与造纸过程或转换加工过程分开进行设计和制造，这对于选择用于成品的所需最终特性(如吸收性、液体保持力、柔软性、弹性…)提供了更大的适应性。在被消费者使用的成品里面，层(7)是超吸收材料芯，超吸收类纤维状颗粒被嵌入(或陷入或胶囊包封到)层中，并且该层本身被夹在其它层片之间。这进一步降低飞尘的负面影响，并预示着(通过使液体储入产品的内层)获得相对干燥的产品表面。超吸收类纤维状颗粒与纸纤维或非超吸收纤维的紧密混合，通过在超吸收颗粒之间产生更多的物理间隔(即空隙空间)，进一步减轻负面影响结构吸收性的凝胶效应。
当考虑本发明的不同实施方案和本发明的权利要求时，层(7)包括超吸收类纤维状颗粒超吸收类纤维状颗粒可以是层(7)的单独组分，或者可以与其它组分例如其它纤维相关联。因此，以层(7)的组合物为特征的术语“包括”应被理解为包括更多的“超吸收类纤维状颗粒的层(7)”的限制性措词，并且包含在“层(7)包括至少一些超吸收类纤维状颗粒”的更广泛的意义中。
本发明的有益效果总结如下-当在某限度内降低添加含量时，超吸收纤维颗粒的具体吸收性提高。作为一个实施例，采用DIN(＝德国工业标准)方法54540，第4部分，“Bestimmung der Wasseraufnahme”(＝“吸水率的测定”)来测量，按2.4％的浓度被添加进多层薄页纸纸巾的层片之间的超吸收纤维的具体吸收能力为208g/g，而当添加含量为薄页纸幅基重的7.1％时，吸收能力仅为150g/g。在测试吸收能力的横向比较模式下，这种影响甚至更为显著。例如，单独纤维的具体吸收率为185g/g(自由膨胀)，归因于超吸收纤维，按1g/m2的浓度被包含于薄页纸层片之间时，具体吸收率增至380g/g。
-吸收性/湿强度比率可被提高到比现有技术高得多的水平。例如，由申请者实际销售的两层片纸巾的吸收率达到约12g/g，湿耐破裂强度达至约350g。通过在这种产品中添加1g/m2或3g/m2的超吸收纤维，吸收率可分别增加到约14和20g/g，对湿耐破裂强度没有负面影响。
-依据本发明的薄页纸纸巾相对于没有超吸收纤维的同样的薄页纸纸巾，在相同的水/含水介质的饱和含量时，感觉更干燥。
-含量低于2g/m2，当包括超吸收纤维的薄页纸纸巾被弄湿时，所谓“凝胶效应”可以忽略不计。
权利要求
1.多层薄页纸制品，所述制品包括-层与层之间相互连接的薄页纸(2)的至少两个层片(1)，和-包括超吸收类纤维状颗粒(8)的层(7)，所述颗粒(8)位于所述薄页纸(2)的两个相邻层片(2)之间的至少一个界面区(6)内，其中所述层(7)的基重大约为一起确定所述界面区(6)的所述薄页纸的所述两个相邻层片(1)的整体基重的0.5％至50％。
2.权利要求1的多层薄页纸制品，其特征在于，所述层(7)的所述基重大约为一起确定所述界面区(6)的所述薄页纸的所述两个相邻层片(1)的整体基重的0.5％至10％。
3.如权利要求1或2所述的多层薄页纸制品，其中包括超吸收类纤维状颗粒(8)的所述层(7)被应用到所述界面区(6)，所述层(7)的基重为0.2至5.0g/m2，优选地基重为0.5至2.0g/m2。
4.如前述任一项权利要求所述的多层薄页纸制品，其中包括超吸收类纤维状颗粒(8)的所述层(7)的基重大约为确定所述界面区(6)的所述薄页纸的所述两个相邻层片(1)的整体基重的1％至3％。
5.如前述任一项权利要求所述的多层薄页纸制品，其中所述超吸收类纤维状颗粒(8)的纤维长度在3至30mm，优选4至10mm的范围内。
6.如前述任一项权利要求所述的多层薄页纸制品，其中所述超吸收类纤维状颗粒(8)的纤维直径在5至50μm，优选20至30μm的范围内。
7.如前述任一项权利要求所述的多层薄页纸制品，其中所述超吸收类纤维状颗粒(8)的纤维密度在1.0至2.0g/cm3，优选1.3至1.5g/cm3的范围内。
8.如前述任一项权利要求所述的多层薄页纸制品，所述制品包括压花薄页纸幅(2)的至少两个层片(1)，其中所述超吸收类纤维状颗粒(8)通过被陷入由所述压花形成的所述界面(6)内的隔室里，至少部分地被固定于所述层(7)中。
9.如前述任一项权利要求所述的多层薄页纸制品，其中所述超吸收类纤维状颗粒(8)由用于使薄页纸(2)的所述两个层片(1)相互连接的胶水涂层固定。
10.如前述任一项权利要求所述的多层薄页纸制品，其中所述超吸收类纤维状颗粒(8)由喷射到所述薄页纸(2)的至少一个所述层片(1)上的胶水涂层固定。
11.如前述任一项权利要求所述的多层薄页纸制品，其中所述超吸收类纤维状颗粒(8)由胶水丝固定，所述胶水丝与所述超吸收类纤维状颗粒一起在薄页纸幅的至少一个所述层片上形成网状物。
12.权利要求1的多层薄页纸制品，其特征在于，所述层(7)还包括纤维质纸纤维并形成单独的层，在所述单独的层中所述超吸收类纤维状颗粒与所述纤维质纸纤维一起被嵌入层(7)中。
13.如前述任一项权利要求所述的多层薄页纸制品，其中包括超吸收类纤维状颗粒(8)的所述层(7)的基重大约为确定所述界面区(6)的所述薄页纸的所述两个相邻层片(1)的整体基重的10％至35％。
14.如前述任一项权利要求所述的多层薄页纸制品，其特征在于，所述层(7)的基重在3和25gsm之间。
全文摘要
包括层与层之间相互连接的薄页纸的至少两个层片的多层薄页纸纸巾。多层薄页纸还包括一层超吸收类纤维状颗粒，该颗粒位于所述薄页纸幅的两个相邻层片之间的至少一个界面区内，其中所述层的基重大约为薄页纸的所述两个相邻层片的整体基重的0.5％至50％。
文档编号A47K10/00GK1612963SQ03801918
公开日2005年5月4日 申请日期2003年1月3日 优先权日2002年1月5日
发明者霍斯特·艾尔弗雷德·莱因海默, 阿尼鲁达·查特吉, 乔基姆·冯·亨伯格 申请人:宝洁公司