纤维结构和用于制备它们的方法
【专利摘要】本发明提供了纤维结构，并且更具体地涉及具有表面的纤维结构，所述表面包含表面图案，所述表面图案具有多个平行线元件，诸如正弦平行线元件；以及用于制备所述纤维结构的方法。
【专利说明】纤维结构和用于制备它们的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及纤维结构，并且更具体地涉及包括表面的纤维结构，所述表面包含表面图案，所述表面图案具有多个平行线元件，诸如正弦平行线元件；以及用于制备所述纤维结构的方法。
【背景技术】
[0002]纤维结构诸如包括具有表面图案的表面的纤维结构是本领域已知的，所述表面图案具有多个平行线元件。例如，压花的和/或湿纹理化的纤维结构诸如薄页卫生纸产品是本领域已知的，所述薄页卫生纸产品包括具有表面图案的表面，所述表面图案包括平行线元件。例如，图1示出了一种已知的湿纹理化卫生纸的表面图案10，其中平行线元件12沿它们的长度L表现出恒定宽度W。图2A和2B示出了一种已知的湿纹理化面巾纸的表面图案10，其中平行线元件12沿它们的长度L表现出恒定宽度W。图3示出了一种已知的压花卫生纸的表面图案10，其中平行线元件12沿它们的长度L表现出恒定宽度W。
[0003]纤维结构诸如薄页卫生纸产品例如卫生纸、面巾纸、和纸巾的消费者仍然期望改善它们的特性，诸如柔软性、强度和/或清洁感。
[0004]因此，需要一种如下纤维结构的表面图案，所述表面图案提供与已知的纤维结构相比具有改善性能的纤维结构。
【发明内容】
[0005]本发明通过如下方式实现了上述需求:提供具有表面的纤维结构，所述表面具有多个平行线元件，诸如多个正弦平行线元件。
[0006]在本发明的一个实例中，提供了一种纤维结构，其包括表面，所述表面包含表面图案，其中表面图案包括多个平行线元件，其中至少一个平行线元件沿其长度表现出非恒定览度。
[0007]在本发明的另一个实例中，提供了一种纤维结构，其包括第一区和第二区，其中第一区表现出第一⑶应力/应变比降，并且第二区表现出第二⑶应力/应变比降，使得第一和第二 CD应力/应变比降中的较大者与第一和第二 CD应力/应变比降中的较小者之间的差值大于1.1，所述比降是根据本文所述的“拉伸强度和伸长率测试方法”测量的。
[0008]在本发明的另一个实例中，提供了一种纤维结构，其包括第一区和第二区，其中第一区表现出第一⑶应力/应变比降，并且第二区表现出第二⑶应力/应变比降，使得第一和第二 CD应力/应变比降中的较大者与第一和第二 CD应力/应变比降中的较小者的比率大于1.07，所述比降是根据本文所述的“拉伸强度和伸长率测试方法”测量的。
[0009]在本发明的另一个实例中，提供了一种纤维结构，其包括第一区和第二区，其中第一区表现出第一⑶模量，并且第二区表现出第二⑶模量，使得第一和第二⑶模量中的较大者与第一和第二 CD模量中的较小者之间的差值大于150，所述模量是根据本文所述的“拉伸强度测试方法”测量的。[0010]在本发明的另一个实例中，提供了一种纤维结构，其包括第一区和第二区，其中第一区表现出第一⑶模量，并且第二区表现出第二⑶模量，使得第一和第二⑶模量中的较大者与第一和第二 CD模量中的较小者的比率大于1.15，所述模量是根据本文所述的“拉伸强度测试方法”测量的。
[0011]在本发明的另一个实例中，提供了一种包括根据本发明所述纤维结构的薄页卫生纸产品。
[0012]在本发明的另一个实例中，提供了一种用于制备根据本发明所述纤维结构的方法。
[0013]在一个实例中，本发明的纤维结构包含均匀的云样波浪形宏纹理，所述宏纹理转化为对于消费者来讲改善的柔软性和清洁感。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为纤维结构的现有技术表面图案的顶部平面图；
[0015]图2A为纤维结构的另一种现有技术表面图案的顶部平面图；
[0016]图2B为图2A的现有技术表面图案的一部分的放大顶部平面图；
[0017]图3为纤维结构的甚至另一种现有技术的表面图案的顶部平面图；
[0018]图4为根据本发明的纤维结构的表面图案的一个实例的顶部平面图；
[0019]图5为根据本发明的线元件的示意图；
[0020]图6为根据本发明的纤维结构的表面图案的另一个实例的顶部平面图；
[0021]图7为纤维结构的透视图，其包括图6的表面图案的示意图；
[0022]图8为沿线8-8截取的图7的剖面图；
[0023]图9为用于制备根据本发明的纤维结构的方法的一个实例的示意图；
[0024]图10为适用于本发明的方法的模塑构件的一个实例的示意图；
[0025]图11为沿线11-11截取的图10的剖面图；
[0026]图12为“拉伸对伸长率”图，示出了根据本发明的纤维结构和比较纤维结构；并且
[0027]图13为“模量对伸长率”图，示出了根据本发明的纤维结构和比较纤维结构。
【具体实施方式】
[0028]定义
[0029]如本文所用，“纤维结构”是指包括一根或多根长丝和/或纤维的结构。在一个实例中，根据本发明所述的纤维结构是指在结构内有序排列的长丝和/或纤维，以执行功能。本发明的纤维结构的非限制性实例包括纸材、织物(包括织造织物、针织织物、和非织造织物)、和吸收垫(例如用于尿布或女性卫生制品的吸收垫)。
[0030]用于制备纤维结构的方法的非限制性实例包括已知的湿铺造纸方法和气流成网造纸方法。此类方法通常包括以下步骤:制备呈介质中的悬浮液形式的纤维组合物，所述介质为润湿的，更具体地为含水介质、或为干燥的，更具体地为气态的，即用空气作为介质。用于湿铺方法中的含水介质有时称为纤维浆液。然后使用纤维浆液将多根纤维沉积到成形网或带上，使得形成胚纤维结构，之后将纤维干燥和/或结合在一起，从而形成纤维结构。可实施对纤维结构的进一步加工，使得形成成品纤维结构。例如，在典型的造纸方法中，成品纤维结构是在造纸结束时被卷绕在卷轴上的纤维结构，并且可随后被转换为成品，例如薄页卫生纸产品。
[0031]本发明的纤维结构可为均匀的或可为成层的。如果成层，则纤维结构可包含至少两个和/或至少三个和/或至少四个和/或至少五个层。
[0032]在一个实例中，本发明的纤维结构基本上由纤维例如浆料纤维诸如纤维素浆料纤维组成。
[0033]在另一个实例中，本发明的纤维结构包含纤维且不存在长丝。
[0034]在另一个实例中，本发明的纤维结构包含长丝并且不存在纤维。
[0035]在另一个实例中，本发明的纤维结构包含长丝和纤维，诸如共成形纤维结构。
[0036]如本文所用，“共成形纤维结构”是指纤维结构包含至少两种不同材料的混合物，其中所述材料中的至少一种包括长丝，诸如聚丙烯长丝，并且至少另一种材料(不同于第一材料)包括固体添加剂，诸如纤维和/或颗粒。在一个实例中，共成形纤维结构包含固体添加剂，诸如纤维，诸如木浆纤维、和长丝诸如聚丙烯长丝。
[0037]如本文所用，“纤维”和/或“长丝”是指表观长度大大超过其表观宽度的细长颗粒，即长度与直径比率为至少约10。在一个实例中，“纤维”为如上所述表现出小于5.08cm(2in.)的长度的细长颗粒，并且“长丝”为如上所述表现出大于或等于
5.08cm(2in.)的长度的细长颗粒。
[0038]通常认为纤维实际上是不连续的。纤维的非限制性实例包括木浆纤维和合成短纤维如聚酯纤维。
[0039]通常认为长丝实际上是连续的或基本上连续的。长丝相对比纤维长。长丝的非限制性实例包括熔喷和/或纺粘长丝。可纺成长丝的材料的非限制性实例包括天然聚合物如淀粉、淀粉衍生物、纤维素和纤维素衍生物、半纤维素、半纤维素衍生物，和合成聚合物(包括但不限于聚乙烯醇长丝和/或聚乙烯醇衍生物长丝)，和热塑性聚合物长丝如聚酯、尼龙、聚烯烃(如聚丙烯长丝、聚乙烯长丝)，以及可生物降解的或可堆肥的热塑性纤维如聚乳酸长丝、多羟基链烷酸酯长丝和聚己内酯长丝。长丝可为单组分或多组分，如双组分长丝。
[0040]在本发明的一个实例中，“纤维”是指造纸纤维。用于本发明的造纸纤维包括一般称为木浆纤维的纤维素纤维。可适用的木浆包括化学木浆，例如牛皮纸浆(Kraft)、亚硫酸盐木浆和硫酸盐木浆，以及机械木浆，包括例如碎木浆、热力学木浆以及化学改性的热力学木浆。然而，可优选化学木浆，因为它们向由其制得的面巾纸片赋予优异的柔软触感。也可利用得自落叶树(在下文中也被称作“硬木”)和针叶树(在下文中也被称作“软木”)的木浆。硬木纤维和软木纤维可被共混，或者可供选择地以层状沉积，以提供分层的纤维网。为了公开硬木和软木纤维形成层，将美国专利4，300, 981和美国专利3，994，771以引用方式并入本文。还适用于本发明的是衍生自回收纸的纤维，其可包含上述种类中的任何一种或全部、以及其它非纤维材料，如用于促进原有造纸的填料和粘合剂。
[0041]除了所述各种木浆纤维以外，其它纤维素纤维诸如棉绒、人造丝、莱赛尔纤维、毛状体的结构、种子毛发、和蔗渣也可用于本发明。能够纺成纤维的纤维形式的纤维素的其它来源包括草类植物和谷物来源。
[0042]如本文所用，“薄页卫生纸产品”是指一种柔软的、低密度(即〈约0.15g/cm3)的纤维网，其可用作擦拭工具以用于泌尿后和排便后的清洁(卫生纸)、耳鼻喉排出物(面巾纸)、和多功能吸收和清洁用途(吸收巾)。薄页卫生纸产品可围绕芯或无芯卷绕在自身上，以形成薄页卫生纸产品卷。
[0043]在一个实例中，本发明的薄页卫生纸产品包括根据本发明的纤维结构。
[0044]本发明的薄页卫生纸产品和/或纤维结构可表现出大于15g/m2 (9.21bs/3000ft2)至约 120g/m2(73.81bs/3000ft2)和 / 或约 15g/m2(9.21bs/3000ft2)至约 IlOg/τα (67.71bs/3000ft2)和 / 或约 20g/m2(12.31bs/3000ft2)至约 100g/m2(61.51bs/3000ft2)和 / 或约 30(18.51bs/3000ft2)至 90g/m2 (55.41bs/3000ft2)的基重。此外，本发明的薄页卫生纸产品和/或纤维结构可表现出介于约40g/m2 (24.61bs/3000ft2)至约 120g/m2(73.81bs/3000ft2)之间和 / 或约 50g/m2 (30.81bs/3000ft2)至约110g/m2 (67.71bs/3000ft2)之间和 / 或约 55g/m2(33.81bs/3000ft2)至约 105g/τα (64.61bs/3000ft2)之间和 / 或约 60 (36.91bs/3000ft2)至 100g/m2(61.51bs/3000ft2)之间的基重。
[0045]本发明的薄页卫生纸产品可表现出大于约59g/cm(150g/in)和/或约78g/cm(200g/in)至约 394g/cm(1000g/in)和 / 或约 98g/cm(250g/in)至约 335g/cm(850g/in)的总干拉伸强度。此外，本发明的薄页卫生纸产品可表现出大于约196g/cm(500g/in)和/或约 196g/cm(500g/in)至约 394g/cm(lOOOg/in)和 / 或约 216g/cm(550g/in)至约 335g/cm(850g/in)和 / 或约 236g/cm(600g/in)至约 315g/cm(800g/in)的总干拉伸强度。在一个实例中，薄页卫生纸产品表现出小于约394g/cm(1000g/in)和/或小于约335g/cm(850g/in)的总干拉伸强度。
[0046]在另一个实例中，本发明的薄页卫生纸产品可表现出大于约196g/cm(500g/in)和/或大于约236g/cm(600g/in)和/或大于约276g/cm(700g/in)和/或大于约315g/cm(800g/in)和 / 或大于约 354g/cm(900g/in)和 / 或大于约 394g/cm (lOOOg/in)和 / 或约 315g/cm(800g/in)至约 1968g/cm (5000g/in)和 / 或约 354g/cm (900g/in)至约 1181g/cm(3000g/in)和 / 或约 354g/cm (900g/in)至约 984g/cm (2500g/in)和 / 或约 394g/cm(1000g/in)至约 787g/cm(2000g/in)的总干拉伸强度。
[0047]本发明的薄页卫生纸产品可表现出小于约78g/cm(200g/in)和/或小于约59g/cm(150g/in)和/或小于约39g/cm(100g/in)和/或小于约29g/cm(75g/in)的初始总湿拉伸强度。
[0048]本发明的薄页卫生纸产品可表现出大于约118g/cm(300g/in)和/或大于约157g/cm(400g/in)和 / 或大于约 196g/cm(500g/in)和 / 或大于约 236g/cm(600g/in)和 / 或大于约 276g/cm(700g/in)和 / 或大于约 315g/cm(800g/in)和 / 或大于约 354g/cm(900g/in)和 / 或大于约 394g/cm (lOOOg/in)和 / 或约 118g/cm (300g/in)至约 1968g/cm (5000g/in)和 / 或约 157g/cm(400g/in)至约 1181g/cm(3000g/in)和 / 或约 196g/cm(500g/in)至约984g/cm (2500g/in)和 / 或约 196g/cm (500g/in)至约 787g/cm(2000g/in)和 / 或约 196g/cm(500g/in)至约591g/cm(1500g/in)的初始总湿拉伸强度。
[0049]本发明的薄页卫生纸产品可表现出(在95g/in2时测量的)小于约0.60g/cm3和/或小于约0.30g/cm3和/或小于约0.20g/cm3和/或小于约0.10g/cm3和/或小于约0.07g/cm3和/或小于约0.05g/cm3和/或约0.0lg/cm3至约0.20g/cm3和/或约0.02g/cm3至约0.1Og/cm3 的密度。
[0050]本发明的薄页卫生纸产品可为薄页卫生纸产品卷的形式。此类薄页卫生纸产品卷可包括多个连接的但打孔的纤维结构片，所述片可独立于相邻片分配。
[0051]在另一个实例中，薄页卫生纸产品可呈离散片的形式，所述片堆叠在容器诸如盒内并且从其中分配。
[0052]本发明的纤维结构和/或薄页卫生纸产品可包括添加剂，诸如软化剂、暂时性湿强度剂、永久性湿强度剂、整体软化剂、洗剂组合物、硅氧烷、润湿剂、胶乳尤其是表面图案施加胶乳、干强度剂诸如羧甲基纤维素和淀粉、以及适于包含在薄页卫生纸产品中和/或包含在其上的其它类型的添加剂。
[0053]本文所用的“重均分子量”是指用凝胶渗透色谱法，依照存在于Colloids andSurfaces A.Physico Chemical&Engineering Aspects,第 162 卷，2000 年，第 107-121 页中的规程确定的重均分子量。
[0054]如本文所用，“基重”为样本的每单位面积的重量，以lbs/3000ft2或g/m2(gsm)为单位报告，并且根据本文所述的“基重测试方法”来测定。
[0055]如本文所用，“纵向”或“MD”是指平行于通过纤维结构制备机器和/或薄页卫生纸产品制造设备的纤维结构流的方向。
[0056]如本文所用，“横向”或“⑶”是指平行于纤维结构制备机器和/或薄页卫生纸产品制造设备的宽度且垂直于纵向的方向。
[0057]如本文所用，“层片”是指单独的一体纤维结构。
[0058]如本文所用，“层片”是指两个或更多个单独的一体纤维结构，它们被设置成彼此基本上邻接的面对面关系，从而形成多层片纤维结构和/或多层片薄页卫生纸产品。也设想到单独的一体纤维结构能够有效地形成多层片纤维结构，例如，通过将其折叠在自身上来形成。
[0059]关于根据本发明的纤维结构和/或薄页卫生纸产品的“表面图案”在本文中是指存在于纤维结构和/或薄页卫生纸产品的至少一个表面上的图案。表面图案可为纹理化表面图案，使得纤维结构和/或薄页卫生纸产品的表面包括突起和/或凹陷以作为表面图案的一部分。例如，表面图案可包括压花线元件和/或湿纹理化的线元件。表面图案可为非纹理化表面图案，使得纤维结构和/或薄页卫生纸产品的表面不包括突起和/或凹陷以作为表面图案的一部分。例如，表面图案可印刷在纤维结构和/或薄页卫生纸产品的表面上。
[0060]如本文所用，“线元件”是指纤维结构的离散部分，所述部分呈连续线的形状，所述线具有大于1.5:1和/或大于1.75:1和/或大于2:1和/或大于5:1的纵横比。在一个实例中，线压花表现出至少2mm和/或至少4mm和/或至少6mm和/或至少Icm至约30cm和/或至约27cm和/或至约20cm和/或至约15cm和/或至约10.16cm和/或至约8cm和/或至约6cm和/或至约4cm的长度。线元件可具有任何合适的形状，诸如直的、弯曲的、弯折的、卷曲的、曲线的、螺线形的、正弦形的以及它们的混合，其中线元件表现出至少2_和/或至少4mm和/或至少6mm和/或至少Icm至约30cm和/或至约27cm和/或至约20cm和/或至约15cm和/或至约10.16cm和/或至约8cm和/或至约6cm和/或至约4cm的长度。
[0061]不同的线元件可表现出不同的常见显著特性。例如，不同的线元件可表现出不同的密度和/或基重。在一个实例中，本发明的纤维结构包括第一组第一线元件和第二组第二线元件。第一组第一线元件可表现出相同的密度，所述密度低于第二组中的第二线元件的密度。
[0062]在一个实例中，线元件为直的或基本上直的线元件。在另一个实例中，线元件为曲线的线元件，诸如正弦线元件。除非另外指明，本发明的线元件存在于纤维结构的表面上。线元件和/或模塑构件内的线元件成形组件(其在纤维结构内产生线元件)的长度和/或宽度和/或高度是通过本文所述的“线元件/线元件成形组件的尺寸测试方法”测量的。
[0063]在一个实例中，线元件和/或线元件成形组件在纤维结构内为连续的或基本上连续的，例如在一种情况下为一个或多个IlcmXllcm的纤维结构片。
[0064]线元件可在两个或更多个不同的线元件之间沿它们的长度表现出不同的宽度，和/或线元件可表现出不同的长度。不同的线元件可表现出不同的宽度和/或长度。
[0065]在一个实例中，本发明的表面图案包括多个平行线元件。所述多个平行线元件可为一系列平行线元件。在一个实例中，所述多个平行线元件可包括多个平行正弦线元件。
[0066]如本文所用，关于纤维结构和/或薄页卫生纸产品的“压花的”是指已使纤维结构和/或薄页卫生纸产品经受如下工艺，所述工艺通过复制一个或多个压花辊上的设计将平滑表面的纤维结构和/或薄页卫生纸产品转化为装饰性表面，所述辊形成供纤维结构和/或薄页卫生纸产品穿过的辊隙。“压花的”不包括起绉、微起皱、印刷或其它工艺，这些工艺也可向纤维结构和/或薄页卫生纸产品赋予纹理和/或装饰性图案。
[0067]如本文所用，关于两个线元件之间的平均距离的“平均距离”为在两个直接相邻的线元件之间沿它们的相应长度测量的距离的平均值。显然，如果所述线元件之一延伸得比另一个远，则所述测量将终止于较短线元件的端部。
[0068]在一个实例中，本发明的连续线可包括湿纹理，诸如通过湿模塑和/或通风干燥经由织物和/或压印的通风干燥织物来形成。在一个实例中，湿纹理线元件为耐水的。
[0069]关于表面图案或其一部分的“耐水的”是指线元件和/或包括线元件的图案在被水饱和之后保持其结构和/或完整性，并且消费者仍然可见到线元件和/或图案。在一个实例中，线元件和/或图案可为耐水的。
[0070]关于线元件的“离散的”是指线元件具有至少一个不同于线元件的纤维结构的直接相邻区域。在一个实例中，多个平行线元件为离散的和/或由通道与相邻平行线元件分隔开。通道可表现出与平行线元件互补的形状。换句话讲，如果所述多个平行线元件为直线，则隔开平行线元件的通道将是直的。同样，如果所述多个平行线元件为正弦线，则隔开平行线元件的通道将是正弦的。通道可表现出与线元件相同的宽度和/或长度。
[0071]关于线元件的“基本上纵向取向的”是指相对于横向定位成大于45°的角度的线元件的总长度大于相对于横向定位成45°或更小角度的线元件的总长度。
[0072]关于线元件的“基本上横向取向的”是指相对于纵向定位成45°或更大的角度的线元件的总长度大于相对于纵向定位成小于45°的角度的线元件的总长度。
[0073]如本文所用，“湿纹理化”是指纤维结构包括在纤维结构制备过程中赋予纤维结构和/或纤维结构的表面的纹理(例如三维形貌)。在一个实例中，在湿铺纤维结构制备工艺中，可在纤维和/或长丝被收集在收集装置上时向纤维结构赋予湿纹理，所述装置具有三维(3D)表面，所述表面向在其上形成的和/或被转移至织物和/或带诸如通风干燥织物和/或图案化干燥带的纤维结构赋予3D表面，包括如下3D表面，其向在其上形成的纤维结构赋予3D表面。在一个实例中，具有3D表面的收集装置包括图案化物，诸如由以图案化构型被沉积到基础基底诸如织物上的聚合物或树脂形成的图案化物。向湿铺纤维结构所赋予的湿纹理在对纤维结构进行干燥之前和/或在干燥期间形成于纤维结构中。适用于向纤维结构赋予湿纹理的收集装置和/或织物和/或带的非限制性实例包括用于织物起绉和/或带起绉方法的那些织物和/或带，例如公开于美国专利7，820, 008和7，789，995中；如用于不起皱通风干燥方法的粗通风干燥织物、和可光固化的树脂图案化通风干燥带，例如公开于美国专利4，637，859中。出于本发明的目的，用于向纤维结构赋予湿纹理的收集装置将被图案化以导致包括具有多个平行线元件的表面图案的纤维结构，其中平行线元件中的至少一个，两个，三个，或更多个，例如全部均沿平行线元件的长度表现出非恒定宽度。这不同于非湿纹理，所述非湿纹理是在纤维结构被干燥后赋予纤维结构的，例如在纤维结构的水分含量小于15%和/或小于10%和/或小于5%之后。非湿纹理的一个例子包括在纤维结构的转换加工期间由压花辊赋予纤维结构的压花。
[0074]如本文所用，关于本发明的纤维结构和/或薄页卫生纸产品的“非辊轧的”是指纤维结构和/或薄页卫生纸产品为单独的片(例如不由穿孔线连接到相邻的片。然而，两个或更多个单独的片可彼此交织)，其不是回旋地卷绕在芯或其自身周围。例如，非辊轧的产品包括面巾纸。
[0075]纤维结构
[0076]如图4所不，本发明的纤维结构14的一个例子包括表面16,所述表面表现出纵向和横向。表面16具有包括多个平行线元件20的表面图案18。如图4所示，两个或更多个例如多个平行线元件20可形成纤维结构14上的表面图案18的一部分。
[0077]如图4所示，本发明的线元件20沿其长度L表现出非恒定宽度W。在一个实例中，线元件20可表现出第一区域22和第二区域24，所述第一区域表现出第一最小宽度W1，所述第二区域表现出第二最小宽度W2,其不同于第一最小宽度W1O在一个实例中,第一最小宽度W1大于第二最小宽度W2。在另一个实例中，本发明的线元件20表现出第三区域26，其表现出第三最小宽度W3。第三最小宽度W3可相同于或不同于第一和第二最小宽度WpWy在一个实例中，第三最小宽度W3与第二最小宽度W2相同。
[0078]如图5所示，本发明的线元件20可为正弦线元件28。正弦线元件28可表现出第一区域30和第二区域32，所述第一区域表现出第一最小宽度W1，所述第二区域表现出第二最小宽度W2，其不同于第一最小宽度I。在一个实例中，正弦线元件28的第一最小宽度W1大于第二最小宽度W2。在另一个实例中，本发明的正弦线元件28表现出第三区域34，所述第三区域表现出第三最小宽度W3。正弦线元件28的第三最小宽度W3可相同于或不同于第一和第二最小宽度WpW2。在一个实例中，第三最小宽度W3与第二最小宽度W2相同。
[0079]在一个实例中，正弦线元件28的第一区域30包括峰和/或槽。在一个实例中，正弦线元件28的第一区域30在正弦线元件28的整个长度上均表现出相同的宽度。
[0080]除了峰和/或槽以外，正弦线元件28的第二和第三区域32、34还包括过渡区域36，所述过渡区域连接正弦线元件28的峰和相邻的槽。在一个实例中，第二和第三区域32、34在过渡点38交会，所述过渡点表示过渡区域36最小宽度Wm。
[0081]在一个实例中，作为正弦线元件28的峰的第一区域30沿其长度表现出恒定宽度，从第一区域30 (峰)延伸的正弦线元件28的第二区域32表现出沿其长度收窄至过渡点38的宽度，并且从过渡点38延伸至下一个第一区域30 (槽)的第三区域34沿其长度从过渡点38变宽至下一个第一区域30 (槽)。
[0082]不受理论的束缚，据信线元件尤其是沿其长度具有非恒定宽度的正弦线元件产生扭转效应，从而导致其中存在线元件诸如正弦线元件的表面图案的旋转。
[0083]图6示出了本发明的纤维结构14的一个例子包括表现出纵向和横向的表面16。表面16包括具有多个平行线元件20的表面图案18，所述多个平行线元件在该例子中包括多个平行正弦线元件28。所述多个平行正弦线元件28中的至少一个沿其长度表现出非恒定览度。
[0084]平行线元件20中的两个或更多个或全部，并因此平行正弦线元件28中的两个或更多个或全部，均为相同的，使得它们取向成形成一系列由不同平行线元件20诸如平行正弦线元件28构成的相同的区域。这由图6显而易见，该图示出了平行正弦线元件28的峰和槽以及过渡区域形成了如下区，所述区在这种情况下为如图6中的区I和区2所示的横向(⑶)区。在一个实例中，这些区横跨纤维结构14的至少一部分交替存在。换句话讲，横跨纤维结构14的至少一部分，区2定位在两个区I之间，并且区I定位在两个区2之间，并且区2定位在两个区I之间等等。
[0085]如图5和6所示，在一个实例中，正弦线元件28的区I包括第二和第三区域32、34，它们也正巧是过渡区域36，并且表现出可为相同的第二最小宽度W2和第三最小宽度W3。区2包括正弦线元件28的第一区域30，所述第一区域也正巧是正弦线元件28的峰或槽，并且表现出第一最小宽度Wp第一最小宽度W1大于第二最小宽度W2和第三最小宽度w3。
[0086]在一个实例中，区I表现出不同于区2的高度。在一个实例中，区2表现出如根据MikroCAD测量的比区I更大的高度。在另一个实例中，区2表现出如根据MikroCAD测量的比区I更小的高度。在一种纤维结构中，可存在两个或更多个区I和两个或更多个区2。横跨纤维结构14的至少一部分的区I可表现出基本上类似的高度，而区2可表现出与区I高度相比更大和更小的高度。
[0087]除了区I和区2之间的高度差值以外，本发明的纤维结构还可包括如下区诸如区I和区2，它们在它们相应的CD应力(拉伸强度)/应变(伸长率)比降方面表现出差值。例如，区I和区2CD应力/应变比降中的较大者与区I和区2CD应力/应变比降中的较小者之间的差值大于1.1和/或大于1.5和/或大于2和/或大于2.5和/或大于3和/或大于3.5和/或大于4和/或大于4.5，所述比降是根据本文所述的“拉伸强度和伸长率测试方法”测量的。
[0088]在另一个实例中，本发明的纤维结构可包括不同的区诸如区I和区2，它们在它们的相应的CD应力(拉伸强度)/应变(伸长率)比降方面表现出差值，所述差值导致区I和区2CD应力/应变比降中的较大者与区I和区2CD应力/应变比降中的较小者的比率大于1.07和/或大于1.09和/或大于I和/或大于1.2和/或大于1.4和/或大于4和/或大于4.5，所述比降是根据本文所述的“拉伸强度和伸长率测试方法”测量的。
[0089]在本发明的另一个实例中，本发明的纤维结构可包括不同的区诸如区I和区2，它们在它们的相应的CD模量上表现出差值。例如，区I和区2CD模量中的较大者与区I和区2CD模量中的较小者之间的差值大于150g/cm*% (在15g/cm下)和/或大于200g/cm*%(在 15g/cm 下)和 / 或大于 250g/cm*% (在 15g/cm 下)和 / 或大于 300g/cm*% (在 15g/cm 下)和 / 或大于(在 15g/cm 下)和 / 或大于 AOOg/cm*1^ (在 15g/cm 下)
和/或大于420g/cm*% (在15g/cm下)，所述模量是根据本文所述的“拉伸强度和伸长率测试方法”测量的。
[0090]在本发明的另一个实例中，本发明的纤维结构可包括不同的区诸如区I和区2，它们在它们的相应的CD模量上表现出差值，所述差值导致区I和区2CD模量中的较大者与区I和区2CD模量中的较小者的比率大于1.15和/或大于1.17和/或大于1.20和/或大于1.25和/或大于1.30和/或大于1.35，所述模量是根据本文所述的“拉伸强度和伸长率测试方法”测量的。
[0091]虽然关于图5和6讨论的重点在于平行线元件20诸如正弦线元件28，但在如图所示的一个实例中，存在隔开平行线元件20的通道40。通道40和平行线元件20诸如正弦线元件28可为逆反的，使得图6中的通道40将表示平行线元件20并且平行线元件20将表示通道40。
[0092]图7和8示出了根据本发明的纤维结构14的另一个例子。纤维结构14包括表现出纵向和横向的表面16。表面16包括具有多个平行线兀件20的表面图案18,所述多个平行线元件在该例子中包括多个平行正弦线元件28。所述多个平行正弦线元件28中的至少一个沿其长度表现出非恒定宽度。
[0093]在一个实例中，线元件的一个或多个部分(区段)可表现出恒定宽度，只要线元件总体上表现出非恒定宽度即可。
[0094]在另一个实例中， 本发明的一个或多个线元件和/或通道和/或它们的部分(区段或区域)(它们可由于线元件为多个平行线元件而彼此互补)可表现出大于0.01英寸和/或大于0.015英寸和/或大于0.02英寸和/或大于0.025英寸和/或大于0.03英寸和/或大于0.035英寸和/或大于0.04英寸和/或大于0.045英寸和/或大于0.05英寸和/或大于0.075英寸和/或至约I英寸和/或至约0.7英寸和/或至约0.5英寸和/或至约0.25英寸和/或至约0.1英寸的最小宽度。平行线元件中的两个或更多个可由如下最小宽度彼此隔开，所述最小宽度大于0.01英寸和/或大于0.015英寸和/或大于0.02英寸和/或大于0.025英寸和/或大于0.03英寸和/或大于0.035英寸和/或大于0.04英寸和/或大于0.045英寸和/或大于0.05英寸和/或大于0.075英寸和/或至约I英寸和/或至约0.7英寸和/或至约0.5英寸和/或至约0.25英寸和/或至约0.1英寸。
[0095]表面图案可为通过如下方式所赋予的压花图案:使纤维结构穿过压花辊隙，所述压花辊隙包括至少一个被图案化以赋予根据本发明的表面图案和/或耐水图案(即，湿纹理化图案)的图案化压花辊，诸如被图案化以赋予根据本发明的表面图案的图案化通风干燥带、和/或快速转移或织物起绉的或湿压赋予的表面图案或其部分，它们通常在薄页卫生纸产品的制备过程中向薄页卫生纸产品赋予纹理。
[0096]用于制备纤维结构/薄页卫生纸产品的方法
[0097]本发明的纤维结构和/或薄页卫生纸产品可通过本领域已知的任何合适的工艺来制备。所述方法可为使用圆柱形烘干机诸如Yankee (Yankee工艺)的薄页卫生纸产品制备工艺，或其可为如用来制备基本上均匀密度和/或不起皱纤维结构和/或薄页卫生纸产品的无Yankee工艺。作为另外一种选择，纤维结构和/或薄页卫生纸产品可通过气流成网工艺和/或熔喷和/或纺粘工艺以及它们的任何组合来制备，只要由此制备本发明的纤维结构和/或薄页卫生纸产品即可。
[0098]本发明的纤维结构和/或薄页卫生纸产品可使用模塑构件来制备。“模塑构件”为一种如下结构元件，其能够用作包括多个纤维素纤维和多个合成纤维的胚网的载体、以及用以形成或“模塑出”所期望的本发明的薄页卫生纸产品的微观几何形状的成形单元。模塑构件可包括如下任何元件，所述元件具有流体可渗透的区域并且能够向在其上产生的纤维结构赋予微观三维图案，并且非限制地包括单层和多层结构，所述单层和多层结构包括固定板、带、织造织物(包括提花型等织造图案)、条带、和辊。在一个实例中，模塑构件为挠曲构件。模塑构件可包括根据本发明的表面图案，所述表面图案在纤维结构和/或薄页卫生纸产品的制备过程中被赋予纤维结构和/或薄页卫生纸产品。
[0099]“加强元件”在模塑构件的一些实施例中为一种所期望的(但非必要的)元件，其主要用来提供或有利于包括例如树脂材料的模塑构件的完整性、稳定性、和耐久性。加强元件可为流体可渗透的或部分地流体可渗透的，可具有多种实施例和编织图案，并且可包括多种材料，例如多个交织的纱线(包括提花型等织造图案)、毡、塑料、其它合适的合成材料、或它们的任何组合。
[0100]在用于制备本发明的纤维结构和/或薄页卫生纸产品的方法的一个实例中，所述方法包括如下步骤:使胚纤维网与挠曲构件(模塑构件)接触，使得胚纤维网的至少一个部分挠曲出胚纤维网的另一个部分的平面外。如本文所用，短语“平面外”是指纤维结构和/或薄页卫生纸产品包括延伸远离纤维结构和/或薄页卫生纸产品的平面的隆起诸如线元件、或腔体诸如通道。模塑构件可包括通风干燥织物，所述织物的长丝被布置成在本发明的纤维结构和/或薄页卫生纸产品内产生线元件，和/或通风干燥织物或等同物可包括限定挠曲管的树脂框架，所述管道允许纤维结构和/或薄页卫生纸产品的部分挠曲到所述管道中，因此在本发明的纤维结构和/或薄页卫生纸产品内形成线元件。此外，成形网诸如多孔构件可被布置成使得在本发明的纤维结构和/或薄页卫生纸产品内形成线元件，和/或类似于通风干燥织物，多孔构件可包括限定挠曲管的树脂框架，所述管道允许薄页卫生纸产品的部分挠曲到所述管道中从而在本发明的纤维结构和/或薄页卫生纸产品内形成线元件。
[0101]在用于制备本发明的纤维结构和/或薄页卫生纸产品的方法的另一个实例中，所述方法包括以下步骤:
[0102](a)提供包括纤维的纤维配料；
[0103](b)将纤维配料沉积到多孔构件上以形成胚纤维网；
[0104](C)将胚纤维网与包括表面图案的模塑构件相关联，使得表面图案；以及
[0105](d)使所述胚纤维网干燥，使得所述表面图案被赋予所干燥的纤维结构和/或薄页卫生纸产品以产生根据本发明的纤维结构和/或薄页卫生纸产品。
[0106]在用于制备本发明的纤维结构和/或薄页卫生纸产品的方法的另一个实例中，所述方法包括以下步骤:
[0107](a)提供纤维结构；以及
[0108](b)向纤维结构赋予表面图案以产生根据本发明的薄页卫生纸产品。
[0109]在另一个实例中，向纤维结构和/或薄页卫生纸产品赋予表面图案的步骤包括使包括表面图案的模塑构件与纤维结构和/或薄页卫生纸产品接触，使得表面图案被赋予纤维结构和/或薄页卫生纸产品以制备根据本发明的纤维结构和/或薄页卫生纸产品。模塑构件可为包括表面图案的图案化带。
[0110]在另一个实例中，向纤维结构和/或薄页卫生纸产品赋予表面图案的步骤包括使纤维结构和/或薄页卫生纸产品穿过压花辊隙，所述辊隙由至少一个包括表面图案的压花辊形成，使得表面图案被赋予纤维结构和/或薄页卫生纸产品以制备根据本发明的纤维结构和/或薄页卫生纸产品。
[0111]在本发明的另一个实例中，用于制备根据本发明的纤维结构的方法包括以下步骤:
[0112]a.形成胚纤维结构(即，基础纤维网)；
[0113]b.使用模塑构件(即，造纸带)来模塑胚纤维结构，使得形成根据本发明的纤维结构；以及
[0114]c.使纤维结构干燥。
[0115]图9为可用于本发明的操作中的连续纤维结构的制备工艺和机器的一个例子的简化示意图。
[0116]如图9所示，被表示为50的用于制备根据本发明的纤维结构的工艺和设备的一个例子包括向流浆箱52 (其可为任何便利的设计)提供纤维的含水分散体(纤维配料)。从流浆箱52开始将纤维的含水分散体递送至第一多孔构件54 (其通常为长网造纸机金属丝)以产生胚纤维网56。
[0117]第一多孔构件54可由胸辊58和多个回转辊60支撑，图中仅示出了其中的两个。第一多孔构件54可在指向箭头62所示的方向上由驱动装置(未示出)推进。常常与纤维结构制备机器和第一多孔构件54 (但未示出)相关联的任选的辅助单元和/或装置包括成形板、翼型桨、真空箱、张力辊、支撑辊、金属丝清洁喷淋装置等。
[0118]在将纤维的含水分散体沉积到第一多孔构件54上之后，通常通过用本领域的技术人员熟知的技术去除含水分散介质的一部分来形成胚纤维网56。真空箱、成形板、翼型桨等可用于引发脱水。胚纤维网56可与第一多孔构件54 —起围绕回转辊60行进，并且使其与模塑构件诸如挠曲构件64接触，所述挠曲构件也可称作第二多孔构件。尽管与挠曲构件64接触，但胚纤维网56将被挠曲、重新布置、和/或进一步脱水。
[0119]挠曲构件64可呈环形带的形式。在该简化示图中，挠曲构件64围绕并邻近挠曲构件回转辊66和压痕压料辊68经过，并且可在指向箭头70所示的方向上行进。与挠曲构件64相关联(但未示出)的可为本领域的技术人员熟知的可常常用于纤维结构制备机器中的各种支撑辊、其它回转辊、清洁装置、驱动装置等。
[0120]无论挠曲构件64所采用的物理形式如何，其为如刚刚讨论的环形带还是某种其它实施例诸如用于制备手抄纸的固定板或用于其它类型的连续方法的旋转滚筒，均必须具有某些物理特性。例如，挠曲构件可采用多种构型，诸如带、料筒、平板等。
[0121]首先，挠曲构件64可为多孔的。即，其可具有连续的通道，所述通道连接其第一表面72(或“上表面”或“工作表面”；即胚纤维网与其相关联的表面，有时称作“胚纤维网接触表面”)与其第二表面74(或“下表面”；S卩，挠曲构件回转辊与其相关联的表面)。换句话讲，挠曲构件64可按如下方式来构造:当例如通过施加差分流体压力(诸如由真空箱76施加)而从胚纤维网56中去除水时，并且当在挠曲构件64的方向上从胚纤维网56中去除所述水时，所述水能够从所述系统中排出而不必以液体状态或蒸气状态再次接触胚纤维网56。
[0122]第二，挠曲构件64的第一表面72可包括一个或多个脊78，如图10和11中的一个例子所示。脊78可由任何合适的材料制成。例如，可使用树脂来产生脊78。脊78可为连续的、或基本上连续的。在一个实例中，脊78表现出大于约30mm的长度。脊78可被布置成当用于合适的纤维结构制备工艺时产生本发明的纤维结构。脊78可为图案化的。脊78可按任何合适的频率存在于挠曲构件64上以产生本发明的纤维结构。脊78可在挠曲构件64内限定多个挠曲管80。挠曲管80可为离散的、隔离的挠曲管。
[0123]挠曲构件64的挠曲管80可为任何尺寸和形状或构型，只要至少一个在由此产生的纤维结构中产生线性元件即可。挠曲管80可按无规图案或按均匀图案重复。挠曲构件64的部分可包括按无规图案重复的挠曲管80，并且挠曲构件64的其它部分可包括按均匀图案重复的挠曲管80。
[0124]挠曲构件64的脊78可与带、金属丝或其它类型的基底相关联。如图10和11所示，挠曲构件64的脊78与织造带82相关联。织造带82可由本领域的技术人员已知的任何合适的材料例如聚酯制成。
[0125]如图11所示，其为沿图10的线11-11截取的挠曲构件64的一部分的剖面图，挠曲构件64可为多孔的，因为挠曲管80完全延伸穿过挠曲构件64。
[0126]在一个实例中，本发明的挠曲构件可为环形带，所述环形带可通过(除了其它方法之外)从用来制备模板丝网的技术改进的方法来构造。所谓“改进的”，是指使用制备模板丝网的广义的总体技术，但使用的是如下所述的改进形式、精化形式、和修改形式以制备比通常的模板丝网具有显著更大厚度的构件。
[0127]广义地，多孔构件(诸如织造带)充分地涂覆有液体感光聚合物树脂至预选定厚度。将掩膜或结合了预选定脊的图案的负片与液体感光树脂并置；然后将所述树脂暴露于穿过掩膜的具有适当波长的光。这种对光的暴露导致所述树脂在暴露区域中固化。将意料不到的(且未固化的)树脂从所述系统中去除，留下形成脊的固化树脂，所述脊在其内限定多个挠曲管。
[0128]在另一个实例中，挠曲构件可使用多孔构件诸如具有适于在所选的纤维结构制备机器上使用的宽度和长度的织造带来制备。脊和挠曲管在一系列具有便利尺寸的区段中以分批方式即一次一个区段地形成于该织造带上。以下是用于制备挠曲构件的工艺的这种非限制性实例的细节。
[0129]首先，提供平面的成形台面。该成形台面至少与多孔织造元件的宽度一样宽并且具有任何便利的长度。其提供有用于将背衬膜平滑且紧密地固定到其表面上的装置。合适的装置包括用于通过成形台面的表面施加真空的装置，诸如多个密集间隔的孔口和张紧装置。
[0130]将相对薄的柔性聚合物(诸如聚丙烯)背衬膜放置在成形台面上并且固定到其上，如通过施加真空或使用张力来施加。背衬膜用来保护成形台面的表面并提供平滑表面，固化的感光树脂随后将易于从所述平滑表面剥离。该背衬膜将不形成所完成的挠曲构件的一部分。[0131]背衬膜具有吸收活化光的颜色，或背衬膜为至少半透明的因而成形台面的表面吸收活化光。
[0132]将粘合剂薄膜，诸如由Crown Industrial Products C0.(Hebron, 111.)制造的8091 Crown Spray Heavy Duty Adhesive施加到背衬膜的暴露表面；或作为另外一种选择，施加到织造带的扭节。然后将织造带的某个区段放置成与背衬膜接触，其在那里由粘合剂保持固定。织造带在其被附着到背衬膜时处于张力下。
[0133]接着，将织造带涂覆有液体感光树脂。如本文所用，“涂覆的”是指将液体感光树脂施加到织造带，在那里小心地使用并操纵所述树脂以确保织造带中的所有开口(空隙)均填充有树脂并且构成织造带的所有长丝均尽可能完全地用树脂包封。由于织造带的扭节是与背衬膜接触的，因此将不可能用感光树脂完全包封每根长丝的全部。将足够的附加液体感光树脂施加到织造带以形成具有某种预选定厚度的挠曲构件。挠曲构件的总体厚度可为约0.35mm(0.014in.)至约3.0mm(0.150in.),并且脊可与织造带的扭节的平均上表面间隔开约0.1Omm(0.004in.)至约2.54mm(0.1OOin.)。本领域的技术人员所熟知的任何技术均可用来控制液体感光树脂涂层的厚度。例如，具有适当厚度的垫片可设置在被构造的挠曲构件的所述区段的任一侧面上；可在这些垫片之间将过量的液体感光树脂施加到织造带；直边缘停留在垫片上，并且随后可横跨液体感光树脂的表面被拉延从而除去过量的材料并形成均匀厚度的涂层。
[0134]合适的感光树脂可容易地选自商业上可得的许多种树脂。它们通常为聚合物材料，所述聚合物在活化辐射(通常为紫外(UV)光的影响下固化或交联。包含关于液体感光树脂的更多信息的参考文献包括Green等人的“Photocross-linkable Resin Systems, ”J.Macr0.Sc1-Revs.Macr0.Chem, C21 (2),187-273 (1981-82) ；Boyer 的“A Review ofUltraviolet Curing Technology，，，Tappi Paper Synthetics Conf.Proc., Sept.25-27,1978,第 167-172 页；和 Schmidle 的“Ultraviolet Curable Flexible Coatings”，J.0fCoated Fabrics，8，10-20 (1978年7月)。所有前述三个参考文献均以引用方式并入本文。在一个实例中，脊由 Hercules Incorporated (Wilmington, Del.)所制造的 Merigraph 系列的树脂制成。
[0135]一旦将正确量(和厚度)的液体感光树脂涂覆在织造带上，就任选地将覆盖膜施加到树脂的暴露表面。覆盖膜(其必须是对具有活化波长的光透明的)主要用来保护掩膜使其不与树脂直接接触。
[0136]将掩膜(或负片)直接放置在任选的覆盖膜上或放置在树脂的表面上。该掩膜由任何合适的材料形成，所述材料能够用来为液体感光树脂的某些部分屏蔽或遮挡光，同时允许所述光到达树脂的其它部分。当然，为脊预选定的设计或几何形状在允许光透射的区域中再现于该掩膜中，同时为粗孔预选定的几何形状位于不透光的区域中。
[0137]将刚性构件诸如玻璃盖板放置在掩膜的顶上，并且用来帮助将感光液体树脂的上表面保持为平面构型。
[0138]然后以如下方式通过所述覆盖玻璃、掩膜、和覆盖膜使液体感光树脂暴露于所述适当波长的光，所述方式引发暴露区域中的液体感光树脂的固化。重要的是应当指出，当进行所述工序时，通常将处于长丝(其通常对活化光是不透明的)投影中的树脂被固化。固化该特定小质量的树脂有助于使挠曲构件的底侧面成为平面的并且有助于使一个挠曲管与另一个挠曲管隔离。
[0139]在暴露之后，将盖板、掩膜、和覆盖膜从所述系统中除去。将树脂在暴露区域中充分地固化以允许织造带连同树脂一起与背衬膜剥离。
[0140]通过任何便利的方法诸如真空移除和水洗将未固化的树脂从织造带中除去。
[0141 ] 挠曲构件的某个区段现在基本上处于最终形式。取决于感光树脂的性质以及先前提供给它的辐射的性质和量，可按需要使剩余的、至少部分地固化的感光树脂在后固化操作中经受进一步的辐射。
[0142]将背衬膜与成形台面剥离，并且对织造带的另一个区段重复进行该工艺。便利地，将织造带分隔成基本上相等且便利长度的区段，将所述区段沿其长度依次编号。顺序地加工奇数编号的区段以形成挠曲构件的区段，然后顺序地加工偶数编号的区段，直到整个带均具有挠曲构件的所需特性。织造带可始终保持处于张力下。
[0143]在刚刚所述的构造方法中，织造带的扭节实际上形成挠曲构件的底部表面的一部分。织造带可与所述底部表面物理地间隔开。
[0144]上述技术的多重复制可用来构造具有更复杂几何形状的挠曲构件。
[0145]本发明的挠曲构件可根据1987年I月20日授予Trokhan的美国专利4，637，859来制备或部分地制备。
[0146]如图9所示，在将胚纤维网56与挠曲构件64相关联之后，将胚纤维网56内的纤维挠曲到存在于挠曲构件64中的挠曲管中。在该工艺步骤的一个实例中，在将胚纤维网56与挠曲构件64相关联之后，但在将纤维挠曲到挠曲管中之前，基本上没有水通过挠曲管从胚纤维网56中除去。可在将纤维挠曲到挠曲管中期间和/或在其后从胚纤维网56中进一步除去水。可继续从胚纤维网56中除去水，直到与挠曲构件64相关联的胚纤维网56的稠度增加至约25%至约35%。一旦达到胚纤维网56的该稠度，胚纤维网56就被称作中间纤维网84。在形成胚纤维网56的工艺期间，可除去足够的水，诸如通过非压缩工艺从胚纤维网56 (在其变得与挠曲构件64相关联之前)中除去足够的水，使得胚纤维网56的稠度可为约10%至约30%。
[0147]虽然 申请人:拒绝受到任何具体操作理论的束缚，但似乎纤维在胚纤维网中的挠曲和水从胚纤维网中的除去是基本上同时开始的。然而，可预想到如下实施例，其中挠曲和水的除去是顺序操作的。例如，在所施加的差分流体压力的影响下，纤维可被挠曲到挠曲管中，伴随着纤维的重新布置。水的除去可伴随着纤维的连续的重新布置。纤维的挠曲和胚纤维网的挠曲可使得胚纤维网的表面积明显增加。另外，纤维的重新布置可看起来使得存在于纤维之间的空间或毛细管重新布置。
[0148]据信取决于多种因素例如纤维长度，纤维的重新布置可采用两种模式之一。较长纤维的自由端可只是被弯曲在由挠曲管限定的空间中，而相对端被约束在脊区域中。另一方面，较短纤维实际上可从脊区域被传送到挠曲管中(挠曲管中的纤维也将相对于彼此重新布置)。自然地，这两种重新布置模式可能同时发生。
[0149]如所述的那样，在挠曲期间和挠曲之后均发生水的除去；这种水的除去可导致胚纤维网中的纤维移动性降低。这种纤维移动性的降低可趋于在纤维被挠曲并重新布置之后固定和/或凝固它们。当然，在本发明的工艺中的随后的步骤中，对纤维网的干燥用来更牢固地固定和/或凝固纤维。[0150]造纸行业中常规上已知的任何便利的方法均可用来使中间纤维网84干燥。此类合适的干燥工艺的例子包括使中间纤维网84经受常规烘干机和/或通流烘干机和/或Yankee干燥机。
[0151]在干燥工艺的一个实例中，与挠曲构件64相关联的中间纤维网84围绕挠曲构件回转辊66经过，并且在由指向箭头70所示的方向上行进。中间纤维网84可首先穿过任选的预干燥机86。该预干燥机86可为本领域的技术人员熟知的常规通流干燥机(热空气干燥机)。任选地，预干燥机86可为所谓的毛细管脱水设备。在此类设备中，中间纤维网84掠过圆柱体的一扁区，所述圆柱体具有穿过其圆柱形多孔覆盖件的优选毛细管尺寸的孔。任选地，预干燥机86可为毛细管脱水设备和通流干燥机的组合。可控制在预干燥机86中除去的水的量，使得排出预干燥机86的预干燥的纤维网88具有约30%至约98%的稠度。可仍然与挠曲构件64相关联的预干燥的纤维网88可围绕另一个挠曲构件回转辊66经过，并且其行进至压痕压料辊68。当预干燥的纤维网88穿过形成于压痕压料辊68和Yankee干燥机90的表面之间的辊隙时，由挠曲构件64的顶部表面72形成的脊图案被压印到预干燥的纤维网88中以形成线性元件压印的纤维网92。然后可将压印的纤维网92附着到Yankee干燥机90的表面，在那里其能够被干燥到至少约95%的稠度。
[0152]然后可通过用起皱刀94使压印的纤维网92起绉来缩短压印的纤维网92以从Yankee干燥机90的表面除去压印的纤维网92，从而生产根据本发明的起皱的纤维结构96。如本文所用，“缩短”是指减小干燥(具有至少约90%和/或至少约95%的稠度)纤维网的长度，其发生于当以如下方式向干燥纤维网施加能量时，所述方式使纤维网的长度减小并且使纤维网中的纤维重新布置，伴随着纤维间粘结的破裂。能够以若干熟知的方法中的任一种来实现缩短。一种常见的缩短方法是起皱。可使起皱的纤维结构96经受后加工步骤，诸如压延、簇生成操作、和/或压花和/或转换加工。
[0153]除了 Yankee纤维结构制备工艺/方法以外,本发明的纤维结构还可使用无Yankee纤维结构制备工艺/方法来制备。此类工艺通常在进行干燥之前利用转移织物来允许快速转移胚纤维网。通过这种无Yankee纤维结构制备工艺产生的纤维结构通常具有基本上均匀的密度。
[0154]在通风干燥操作期间，本发明的模塑构件/挠曲构件可用来将线性元件压印到纤维结构中。
[0155]然而，此类模塑构件/挠曲构件也可用作成形构件，在所述成形构件上沉积了纤维浆液。，
[0156]在一个实例中，本发明的线性元件可由多个非线性元件诸如压花和/或突起和/或凹陷形成，所述非线性元件由模塑构件形成，所述非线性元件被布置成一行，所述行具有大于约4.5mm和/或大于约6mm和/或大于约IOmm和/或大于约20mm和/或大于约30mm和/或大于约45mm和/或大于约60mm和/或大于约75mm和/或大于约90mm的总体长度。
[0157]除了在纤维结构制备工艺/方法期间将线性元件压印到纤维结构中以外，线性元件还可在对纤维结构进行转换加工操作期间产生于纤维结构中。例如，线性元件可通过将线性元件压花到纤维结构中而被赋予纤维结构。
[0158]胚纤维结构可由各种纤维和/或长丝制成，并且能够以各种方式来构造。例如，胚纤维结构可包含浆料纤维和/或短纤维。另外，胚纤维结构还能够在湿铺工艺中形成并干燥，所述工艺使用常规工艺、常规湿压、通风干燥工艺、织物起皱工艺、带起皱工艺等。
[0159]在一个实例中，胚纤维结构由湿铺成形区段形成，并且借助于真空空气被转移至图案化干燥带(模塑构件)。胚纤维结构呈现图案化带的镜像模塑以提供根据本发明的纤维结构。胚纤维结构的转移和模塑也可通过真空空气、压缩空气、挤压、压花、带夹急拉等来进行。
[0160]本发明的纤维结构可包括纤维和/或长丝。在一个实例中，纤维结构包含浆料纤维，例如，基于浆料纤维的干纤维计，纤维结构可包括按重量计大于50%和/或大于75%和/或大于90%和/或至约100%的浆料纤维。在另一个实例中，纤维结构可包括软木浆料纤维，例如NSK浆料纤维。
[0161]本发明的纤维结构可包括强度剂，例如暂时性湿强度剂，诸如乙醛酸化聚丙烯酰胺，它们可按商品名Hercobond从Ashland Inc.商购获得；和/或永久性湿强度剂，其一个
例子可按商品名Kymenex从Ashland Inc.商购获得；和/或干强度剂，诸如羧甲基纤维
素(“CMC”)和/或淀粉。
[0162]本发明的纤维结构可为单层或多层纤维结构和/或单层或多层片薄页卫生纸产品O
[0163]在本发明的一个实例中，纤维结构包括纤维素浆料纤维。然而，其它天然存在的和/或非天然存在的纤维和/或长丝也可存在于本发明的纤维结构中。
[0164]在本发明的一个实例中，纤维结构包括经干燥的纤维结构。纤维结构可为起皱的或不起皱的。在一个实例中，纤维结构是湿铺纤维结构。
[0165]在本发明的另一个实例中，纤维结构可包括一个或多个压花。
[0166]纤维结构可结合到单层或多层片薄页卫生纸产品中。薄页卫生纸产品可呈卷筒形式，其中将其围绕自身回旋地包裹，具有或不具有芯。在一个实例中，薄页卫生纸产品可呈单独的片形式，诸如不连续的片的叠堆，诸如呈单独的面巾纸的叠堆。
[0167]下表I列出了上文关于根据本发明的纤维结构(本发明A)和比较例纤维结构所
述的各种特性的值。
[0168]
【权利要求】
1.一种纤维结构，包括表面，所述表面包含表面图案，其中所述表面图案包括多个平行线元件，其中至少一个平行线元件沿其长度表现出非恒定宽度。
2.根据权利要求1所述的纤维结构，其中所有的所述多个平行线元件均沿它们的长度表现出非恒定宽度。
3.根据前述权利要求中任一项所述的纤维结构，其中所述平行线元件中的两个或更多个沿它们的长度表现出相同的宽度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的纤维结构，其中所述表面图案包括一系列平行线元件。
5.根据前述权利要求中任一项所述的纤维结构，其中所述平行线元件中的两个或更多个为湿纹理化的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的纤维结构，其中所述平行线元件中的两个或更多个包括线元件压花。
7.根据前述权利要求中任一项所述的纤维结构，其中所述多个平行线元件包括多个平行正弦线元件，优选地其中至少一个平行正弦线元件包括峰，所述峰在宽度上不同于所述正弦线的相邻的过渡部分，更优选地其中所述峰沿所述峰的长度表现出恒定宽度。
8.根据权利要求7所述的纤维结构，其中至少一个平行正弦线元件包括槽，所述槽在宽度上不同于所述正弦线的相邻的过渡部分，优选地其中所述槽沿所述槽的长度表现出恒定览度。
9.根据权利要求7所述的纤维结构，其中至少一个平行正弦线元件在相邻的峰和槽之间包括过渡部分，所述过渡部分沿所述过渡部分的长度表现出非恒定宽度。
10.根据权利要求7所述的纤维结构，其中所述至少一个平行正弦线元件包括峰和槽，所述峰和槽表现出相同的宽度。
11.根据权利要求7所述的纤维结构，其中所述多个平行正弦线元件为相同的，使得它们取向成形成由不同的平行线元件构成的一系列相同的区域。
12.根据前述权利要求中任一项所述的纤维结构，其中所述多个平行线元件被布置成所述表面图案，使得形成第一区，所述第一区包括具有相同宽度的所述平行线元件的一系列第一部分，并且形成第二区，所述第二区包括具有相同宽度的所述平行线元件的一系列第二部分，所述相同宽度不同于所述平行线元件的第一部分的宽度，优选地其中所述多个平行线元件基本上取向在所述纤维结构的纵向上，更优选地其中所述表面图案取向成相对于所述纤维结构的纵向成20°至70°的角度。
13.根据权利要求12所述的纤维结构，其中所述表面图案取向成相对于所述纤维结构的纵向成-10°至10°的角度，优选地其中所述第一区表现出第一⑶应力/应变比降，并且所述第二区表现出第二 CD应力/应变比降，使得所述第一和第二 CD应力/应变比降中的较大者与所述第一和第二 CD应力/应变比降中的较小者之间的差值大于1.1，所述比降是根据本文所述的“拉伸强度和伸长率测试方法”测量的。
14.一种薄页卫生纸产品，包括根据前述权利要求中任一项所述的纤维结构。
【文档编号】D21H27/00GK103975108SQ201280059290
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2012年11月29日 优先权日:2011年12月2日
【发明者】J·A·曼尼富德, D·J·巴凯, A·M·莱姆巴赫 申请人:宝洁公司