印刷图像和压花图像高度对准的成卷基质产品的制作方法

专利名称：印刷图像和压花图像高度对准的成卷基质产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及印刷图像和压花图像高度对准的成卷基质产品。
背景技术：
对于通过对产品进行压花和印刷来改进片型或纤网型消费品的美观性的期望早已有之。(参见1901年8月13日授予Marinier等人的美国专利680,533。)当然，在接下来的年代里，在这些领域产生了许多的技术进步。然而，由于印刷方法一般是将油墨或其它物质二维施用到片产品纤网的表面上，而压花方法一般是片或纤网的三维变形，在拉伸基质上获得对准的印刷和压花图像仍存在着困难。纤网的三维变形导致纤网长度和宽度的物理尺寸的变化。因此，印刷图像和压花图像按纤网上的不同相对位置被设置到基质上。这导致两种图像对准不良，使生产商生产印刷和压花图形高度对准的产品难度很大。
这个问题被带到加工产品基质连续纤网的生产线上。连续纤网的印刷和压花一般利用旋转式滚筒印刷和压花辊。这些辊通常是在不同公司生产的设备上并具有不同的物理尺寸和传动机构。如果在生产运行期间改变影响基质拉伸特性的厚度、含水量或其它参数，则会产生额外的对准偏差。不正确的方法将使每个过程均对准不良，导致一个图像“蠕变”，远离其相对于另一个图像的预期位置。
即使在进行印刷和压花时利用其上面支撑基质的单一载体/压辊的印刷和压花方法(如欧洲专利申请EP 1 304 215中所述)也未考虑改变基质尺寸来实现高度对准的结果。
申请人已经研制出了印刷和压花图像高度对准的改进的吸收性薄纸巾产品。该项研制允许紧耦合印刷和压花图像的设计具有更大的艺术自由度。
发明概述本发明涉及包括具有第一表面和第二表面的可拉伸材料纤网的成卷基质产品，其包括a)所述可拉伸纤网的至少一部分表面已经具有机械成形的压花图像，b)所述可拉伸纤网的至少一个表面已经具有印刷图像，其中所述印刷图像的至少一部分未处于所述图像的印花区域中，和c)所述压花图像和所述印刷图像之间的所述纵向对准误差限度小于6.0mm。
附图简述虽然本说明书通过特别指出并清楚地要求保护本发明的权利要求书作出结论，但据信由下列优选实施方案的说明并对照附图可更好地理解本发明，图中相同的参考数字代表相同的元件，其中

图1为依照本发明的方法的示意图。
图2为用于纵向对准误差限度测试方法中的测试台的俯视图。
图3a是在纵向对准误差限度测试方法中用于重卷样本圆材的纤网路径构型的侧视图。
图3b是在纵向对准误差限度测试方法中用于测量印刷对压花对准的纤网路径构型的侧视图。
图4是显示压花图像的重复型式和印刷图像的重复型式关系的样本片的示意图。
发明详述本发明涉及包括具有第一表面和第二表面的可拉伸材料纤网的成卷基质产品，其包括可拉伸纤网的至少一个表面已经排列有机械成形的压花图像，可拉伸纤网的至少一个表面已经排列有印刷图像，其中印刷图像的至少一部分未处于图像的压花区域中，并且压花图像和印刷图像之间的纵向对准误差限度小于6.0mm。
本文所用的“成卷基质产品”是指一种用几乎完全连续的生产方法所生产的相对很长的产品。用于本方法连续产品的一个优选实施例为基质，其中所述基质在卷上的长度相对于其宽度很长，并且在生产过程的尽头处被卷起来以便存储或包装。卷具有固定长度，然而通过将纤网拼接在一起可变得基本连续，使加工过程能够运行更长的时间。成卷基质产品的非限制性实施例为塑料包裹物、纸巾和卫生纸。
本文所用“纤网”是指任何薄的、可渗透的或不可渗透的待印刷的基质。纤网的特征在于在纵向上比在横向上长得多并且一般被加工成基质卷。当通过设备进行加工时，纤网具有两个表面第一或顶表面和第二或底表面。
本文所用短语“可拉伸基质”是指当置于拉力下时延展的任何材料，包括但不限于纸张、聚合物或塑料薄膜、布料或织物、纺织材料、无纺材料、层压材料以及它们的组合。通过本文的测试方法一节中所定义的延伸率试验进行测量时，如果一种基质的延伸率测量值a％在纵向上大于8％，则其被认为是可拉伸的。
本文所用短语“薄纸巾基质”是指包括薄纸或纸巾技术的产品，一般而言，包括但不限于常规毡压薄页纸；图样致密薄页纸；以及高堆积体积未压实的薄页纸。薄纸巾产品的非限制性实施例包括纸巾、面巾纸、卫生纸和餐巾纸等等。
本文所用术语“对准”是指印刷图像和压花图像以彼此间的特定关系被排列在基质上的程度。关系可以是印刷图像和压花图像重叠，导致两种图像间协同的视觉作用，或可以是两种图像彼此分离。理想对准或具有零误差的对准发生在印刷图像和压花图像按精准的彼此间特定设计关系排列到基质上之处。
由此可见，术语“对准不良”是指排列的印刷和压花图像的相对位置按彼此间的特定设计关系的程度。对准不良用误差限度测试结果来表示。
术语“纵向”是用来定义在平行于纤网通过印刷/压花机的行进方向上所加工的材料纤网上的尺寸的专用术语。
同样，术语“横向”是指在垂直于通过机器的行进方向的纤网上的尺寸。
可拉伸材料本发明的可拉伸材料为可进行压花和印刷的本领域已知的任何基质，其延展并因此使其更难以将印刷图像和压花图像对准。优选地，可拉伸基质是指纵向延伸率范围为约8％至约35％，更优选地范围为约12％至约30％，甚至更优选地范围为约15％至约25％的任何材料。本发明的可拉伸基质具有第一表面11和第二表面12，其中第二表面是第一表面的反面。
可拉伸基质10可包括以下材料纤维质的、非纤维质的或它们的组合。用于本方法的优选基质包括造纸纤维。造纸纤维可呈本领域已知的任何典型的纸产品形式。可拉伸基质的尤其优选的实施例包括吸收性薄纸巾纸基质。优选的吸收性薄纸巾产品包括单个复层或多个复层产品，并且根据产品的优选特性各个复层可包括一层或多层造纸材料。薄纸巾产品基质的定量的尤其优选的实施方案是介于约10g/m2和130g/m2之间，优选地介于约20g/m2和80g/m2之间，以及最优选地介于约25g/m2和60g/m2之间。薄纸巾基质密度的尤其优选的实施方案是介于约0.04g/cm3和约0.80g/cm3之间，优选地介于0.07g/cm3和约0.6g/cm3之间，以及更优选地介于0.10g/cm3和约0.2g/cm3之间。
薄纸巾产品基质优选的实施方案可包括任何工业已知的薄纸巾产品。这些实施方案可根据如下美国专利进行制造1980年3月4日授予Trokhan的4,191,609、1981年11月17日授予Carstens的4,300,981、1980年3月4日授予Trokhan的4,191,609、1985年4月30日授予Johnson等人的4,514,345、1985年7月9日授予Trokhan的4,528,239、1985年7月16日授予Trokhan的4,529,480、1987年1月20日授予Trokhan的4,637,859、1993年9月14日授予Trokhan等人的5,245,025、1994年1月4日授予Trokhan的5,275,700、1994年7月12日授予Rasch的5,328,565、1994年8月2日授予Trokhan等人的5,334,289、1995年11月15日授予Smurkowski等人的5,364,504、1996年6月18日授予Trokhan等人的5,527,428、1996年9月17日授予Trokhan等人的5,556,509、1997年5月13日授予Ayers等人的5,628,876、1997年5月13日授予Trokhan等人的5,629,052、1997年6月10日授予Ampulski等人的5,637,194、1995年5月2日授予Hermans等人的5,411,636、1995年10月18日以Wendt等人的名义公布的EP 677612。
优选的薄纸巾基质可为通风干燥的或常规干燥的。任选地，其可通过起绉或通过湿微收缩进行缩短。起绉和/或湿微收缩被公开于以下普通转让的美国专利中2000年4月11日授予Neal等人的6,048,938、1999年8月24日授予Neal等人的5,942,085、1999年2月2日授予Vinson等人的5,865,950、1984年4月3日授予Wells等人的4,440,597、1980年5月4日授予Sawdai的4,191,756和1998年3月17日提交的美国专利序列号09/042,936中。
常规压制薄页纸和制备上述纸张的方法是本领域已知的。参见2001年11月30日提交的普通转让的美国专利申请09/997,950。一种优选的薄页纸是图样致密薄页纸，其特征在于具有相对低纤维密度的相对高堆积体积区域以及相对高纤维密度的致密区域的排列。可供选择地，高堆积体积区域表征为垫座区域。可供选择地，致密区域称为关节区域。在高-堆积体积区域内致密区域可以不连续地间隔开或者在高-堆积体积区域内完全或部分相互连接。制备图样致密薄页纸幅优选的方法公开于1967年1月31日授予Sanford和Sisson的美国专利3,301,746，1976年8月10日授予Ayers的美国专利3,974,025，1980年3月4日授予的美国专利4,191,609，及1987年1月20日授予的美国专利4,637,859；1967年1月31日授予Sanford和Sisson的美国专利3,301,746，1974年5月21日授予Salvucci，Jr.等人的美国专利3,821,068，1974年5月21日授予Salvucci，Jr.等人的美国专利3,821,068、1976年8月10日授予Ayers的美国专利3,974,025、1971年3月30日授予Friedberg等人的美国专利3,573,164、1969年10月21日授予Amneus的美国专利3,473,576、1980年12月16日授予Trokhan的美国专利4,239,065和1985年7月9日授予Trokhan的美国专利4,528,239中。
非压制的非图样致密薄页纸结构也被计划在本发明的范围内，并且被描述于1974年5月21日授予Joseph L.Salvucci，Jr.和Peter N.Yiannos的美国专利3,812,000和1980年6月17日授予Henry E.Becker、Albert L.McConnell和Richard Schutte的美国专利4,208,459中。
本发明的软化组合物还可施用于无皱薄页纸。本文所用术语“无皱薄页纸”是指未压干的、最优选通过通气干燥法干燥的薄页纸。所得的通气干燥过的纸幅是图样致密的，以致较高密度区域被分散于高堆积体积区，包含图样致密薄页纸，其中较高密度区域是连续的，而高堆积体积区是离散的。现有技术中已提出了如此制备无皱薄页纸的技术。例如，1995年10月18日公布的授予Wendt等人的欧洲专利申请0 677 612A2，1994年9月28日公布的授予Hyland等人的欧洲专利申请0 617 164 A1，和1997年8月12日公布的授予Farrington等人的美国专利5,656,132。
用于本发明的造纸纤维通常包含来源于木浆的纤维。可使用其它有纤维质的含纤维纸浆的纤维，如棉绒、蔗渣等，并意图将其包含在本发明的范围内。还可将合成纤维，如人造丝、聚乙烯和聚丙烯纤维与天然纤维素纤维组合使用。可使用的一种示例性聚乙烯纤维是购自Hercules公司(Wilmington，DE)的Pulpex。
可适用的木浆包括化学木浆，例如Kraft(牛皮纸)木浆、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，优选化学木浆，因为它们可赋予由其制得的面巾纸片以较好的柔软性触感。也可使用得自落叶树(在下文中也指“硬木”)和针叶树(在下文中也指“软木”)的木浆。还可应用于本发明的是衍生自回收纸的纤维，它可包含任何或全部上述种类，以及其它非纤维物质，例如用于促进初始造纸的填充剂和粘合剂。
可将其它物质加入到含水造纸配料或胚网中，以赋予产品其它所需的特性或改进造纸方法，只要它们可与软化组合物化学性质相容，并且不会显著和不利地影响本发明的柔软性或强度特性。虽然特别地包括下列物质，但是对其的包括并不是包括一切的。只要不妨碍或削弱本发明的优点，其它物质也可包括其中。
当含水的造纸配料递送至造纸过程时，通常向造纸过程中添加阳离子电荷偏置剂，以控制其ζ电势。使用这些物质是因为大多数固体在本质上具有负的表面电荷，包括纤维素纤维和细纤维丝及大部分无机填充剂的表面。传统上使用的一种阳离子电荷偏置剂是明矾。本领域最近进行电荷偏置是通过使用相对低分子量的阳离子合成聚合物，优选地具有分子量不超过约500,000，更优选地不超过约200,000，或甚至约100,000。这种低分子量阳离子合成聚合物的电荷密度相对高些。这些电荷密度的范围为约4至约8当量氮阳离子每千克聚合物。一个示例性物质是Cytec公司(Stamford，CT)的产品Cypro 514。在本发明的实施中，明显可以使用上述物质。
本领域提出，为改进构成、排流、强度和吸水量，可使用高表面积、高阴离子电荷的微粒。参见，例如，1993年6月22日授予Smith的美国专利5,221,435，所公开的内容引入本文以供参考。
如果需要持久的湿强度，则可向造纸配料或初期纸幅中加入阳离子温强度树脂。上述树脂的适宜类型描述于1972年10月24日公布的美国专利3,700,623和1973年11月13日公布的美国专利3,772,076中，这两个专利均授予Keim。
当润湿时，许多纸制品必须具有有限的强度，这是因为需要通过盥洗室进入化粪系统或下水道系统对其进行处理。如果赋予这些制品湿强度，短暂的湿强度(其特征在于一旦处于有水存在的条件下，其初始强度部分或全部衰减)是优选的。如果需要短效的湿强度，则粘合剂物质可选自二醛淀粉或其它具有醛官能度的树脂，如National Starch and ChemicalCompany(Scarborough，ME)出售的Co-Bond 1000、Cytec(Stamford，CT)出售的Parez 750和描述于1991年1月1日公布的授予Bjorkquist的美国专利4,981,557中的树脂，以及其它本领域已知的具有上述衰变性质的这些树脂。
如果需要增强的吸收性，可使用表面活性剂以处理本发明的薄页纸幅。如果使用表面活性剂，其含量以所述薄页纸幅的干纤维重量计，优选为约0.01％至约2.0％。该表面活性剂优选具有的烷基链含有八个或更多个碳原子。示例性阴离子表面活性剂包括直链烷基磺酸盐和烷基苯磺酸盐。示例性的非离子表面活性剂包括烷基葡萄糖苷，其包括烷基葡萄糖苷酯例如Crodesta SL-40，购自Croda，Inc.(New York，NY)；如1977年3月8日公布的授予Langdon等人的美国专利4,011,389中所描述的烷基葡萄糖苷醚；以及烷基聚乙氧基化酯，例如Pegosperse 200ML，购自Glyco Chemicals，Inc.(Greenwich，CT)及IGEPAL RC-520，购自Rhone Poulenc Corporation(Cranbury，NJ)。可供选择地，具有高不饱和度(单和/或多)和/或支链烷基的阳离子软化剂活性成分可明显增强吸收性。
虽然本发明优选的实施方案公开了某些沉积在薄页纸幅表面的软化剂组合物，但本发明还明显包含变化，其中作为造纸过程的一部分，加入了化学软化剂。例如，可通过加入浆料来包含化学软化剂。此外，可使用其形式没有包含在本发明范围内的其它化学软化剂。优选的化学软化剂包含季铵化合物，其包含，但不限于，熟知的二烷基二甲基铵盐(如二牛油基二甲基氯化铵、二牛油基二甲基甲酯硫酸铵、二(氢化牛油)二甲基氯化铵等)。尤其优选的这些软化剂的变体包括之前提到的二烷基二甲基铵盐及季铵酯的单酯或二酯变体，该季铵酯是由脂肪酸与甲基二乙醇胺和/或甲基三乙醇胺反应，随后与甲基氯化物或二甲基硫酸盐季铵化制得的。
另一类造纸添加的化学软化剂包含熟知的有机活性聚二甲基硅氧烷成分，其包含最优选的氨基官能化聚二甲基硅氧烷。
还可将填充剂材料掺入到本发明的薄页纸中。1997年3月18日授予Vinson等人的美国专利5,611,890公开了填充薄页纸制品，其可适用作本发明的基质，其中将该文献引入本文以供参考。
上述任选化学添加剂的列表实际上仅为示例性的，并不意味是对本发明范围的限制。
用于本发明方法中的另一类优选的基质为包含合成纤维的无纺纤网。此类基质的实施例包括但不限于纺织品(例如，纺织和无纺织物等)、其它无纺基质和包含合成或多组分纤维的纸状产品。其它优选基质的代表性的实施例可见于以下专利中1986年12月16日授予Curro等人的美国专利4,629,643、1986年9月2日授予Curro等人的美国专利4,609,518、以Haq的名义提交的欧洲专利申请EP A 112 654、以Trokhan等人的名义于2003年2月6日提交的共同未决的美国专利申请10/360038、以Trokhan等人的名义于2003年2月6日提交的共同未决的美国专利申请10/360021、2002年7月10日以Zink等人的名义提交的共同未决的美国专利申请10/192,372和2000年12月20日以Curro等人的名义提交的共同未决的美国专利申请09/089,356。
压花图像压花图像包括在薄纸巾基质上由薄纸巾产品结构的变形和/或致密所产生的任何可感觉到的图像。图像可包括但不限于几何图形、线描、物体模型、文字、总的背景区等等。
可用任何旋转式压花设备将压花图像置于纸幅的复层之一上。“压花”是指将基质的较小部分在正交于其平面的方向上进行偏离并且将基质的偏离部分在较硬的表面上压紧以永久地改变基质结构的方法。工业上已知的任何压花方法均可用于本发明的方法中。
压花典型地通过两种方法之一，点对点压花或嵌套压花进行。点对点压花由轴向平行的辊构成并并置起来在反转辊的点之间形成一个辊隙，辊隙的宽度小于待压花材料的厚度。嵌套压花由啮合在另一个辊的压花点之间的一个辊的压花点构成。在现有技术中，以下专利对点对点压花和嵌套压花的实施例进行了说明，1968年12月3日授予Wells和普通转让的美国专利3,414,459、1970年12月15日授予Gresham的3,547,723、1971年1月19日授予Nystrand的3,556,907、1973年1月2日授予Donnelly的3,708,366、1973年6月12日授予Thomas的3,738,905、1975年2月18日授予Nystrand的3,867,225和1984年11月20日授予Bauernfeind的4,483,728、1975年2月18日授予Nystrand的3,867,225、1995年11月21日授予McNeil的5,468,323、和2001年8月21日授予McNeil等人的6,277,466B1。
印刷图像印刷图像包括由将印刷材料施用到纤网表面上所产生的薄纸巾基质上的任何可感觉到的图像。尽管印刷材料优选地印刷油墨，其可在纤网表面上产生单色或多色图像，本发明也设想使用功能材料作为印刷材料。此类功能材料可包括但不限于染料、胶水或粘合剂、纤维粘合剂、软化剂等。可将单流体图像或多流体图像施用到基质上。优选地，印刷图像包括一种或多种施用到基质上的油墨。
适于本发明的印刷方法可为工业上已知的任何旋转式印刷方法。这些方法包括但不限于平版印刷、凸版印刷、凹版印刷、网板印刷、凹雕，并且优选苯胺印刷。同样，它们的组合和变型被认为是在本发明的范围之内。一般而言，旋转式印刷方法包括一个印刷单元和一个反压辊。根据本发明，适于将图像施用到吸收性薄纸巾的优选基质上的装置被描述于1993年5月25日授予Leopardi，II的普通转让的美国专利5,213,037、1993年10月26日授予Sonneville等人的5,255,603、和2000年8月1日授予McFarland等人的6,096,412中。
纸上产生的印刷图像可为线描、半色调、彩色套印或这些图像的组合。本文所用的“彩色套印”是指通过分色制版法产生的半色调彩色印刷，从而将由两种或多种透明油墨组成的图像破裂成半色调点，半色调点可被重新组合产生初始图像的完整色域。
本发明设想用于压花图像和印刷图像分开的薄纸巾产品并且不打算覆盖在压花步骤之前通过将印刷材料施用到压花辊的凸面上从而将印刷材料沉积在压花图像的变形和/或致密压花区域上而生产出的产品。因此，印刷图像的至少一部分被置于压花图像的压花区域之外。“一部分”是指印刷图像的任何非零部分。
纵向对准误差限度本发明的成卷基质产品的纵向(MD)误差限度小于约6.0mm，优选地小于约4.5mm，以及更优选地小于约3.0mm。
制造方法压花和印刷的成卷基质产品可如下制造。参见图1，将可拉伸材料纤网10供给一个包括压花操作和印刷操作的工序。纤网被压花上压花图像20以及印刷有印刷图像30。本发明的产品可或是通过先印刷印刷图像然后再压花压花图像，或是通过先压花然后再印刷进行制造。
“压花”是指将基质的较小部分在正交于其平面的方向上进行偏离并且将基质的偏离部分在较硬的表面上压紧以永久地改变基质结构的方法。工业上已知的用于压花材料连续纤网的任何方法均可用于本发明的方法中。通常，此类方法采用具有一个压花辊的旋转式方法。
压花典型地通过两种方法之一，点对点压花或嵌套压花进行。点对点压花由并置的轴向平行的辊21和22构成并在反转辊的点之间形成一个辊隙，辊隙的宽度小于待压花材料的厚度。嵌套压花由啮合在另一个辊22的压花点之间的一个辊21的压花点构成。在现有技术中，以下专利对点对点压花和嵌套压花的实施例进行了说明，1968年12月3日授予Wells和普通转让的美国专利3,414,459、1970年12月15日授予Gresham的3,547,723、1971年1月19日授予Nystrand的3,556,907、1973年1月2日授予Donnelly的3,708,366、1973年6月12日授予Thomas的3,738,905、1975年2月18日授予Nystrand的3,867,225和1984年11月20日授予Bauernfeind的4,483,728、1975年2月18日授予Nystrand的3,867,225、1995年11月21日授予McNeil的5,468,323、和2001年8月21日授予McNeil等人的6,277,466B1。
压花图像20包括任何可感觉到的图像。图像可包括几何图形、线描、物体模型、文字、总的背景区等。
适于本发明的印刷方法可为工业上已知的任何旋转式印刷方法。这些方法包括但不限于平版印刷、凸版印刷、凹版印刷、网板印刷、凹雕，并且优选苯胺印刷。同样，它们的组合和变型被认为是在本发明的范围之内。一般而言，旋转式印刷方法包括一个印刷辊31和一个反压辊32。
印刷图像30可包括能够被印刷到基质10上的任何流体。这些流体包括但不限于粘合剂、染料和印刷油墨。可将单流体图像或多流体图像施用到基质上。优选地，印刷图像包括一种或多种施用到基质上的油墨。根据本发明，适于将图像施用到吸收性薄纸巾的优选基质上的装置被描述于1993年5月25日授予Leopardi，II的普通转让的美国专利5,213,037、1993年10月26日授予Sonneville等人的5,255,603、和2000年8月1日授予McFarland等人的6,096,412中。
纸上产生的印刷图像30可为线描、半色调、彩色套印或这些图像的组合。本文所用的“彩色套印”是指通过分色制版法产生的半色调彩色印刷，从而将由两种或多种透明油墨组成的图像破裂成半色调点，半色调点可被重新组合产生初始图像的完整色域。
控制印刷和压花辊使对准误差达到最小。测量一个压花辊22的角位置并将其转换成数字信号29。工业上用于测量辊的角位置并将该位置转换成数字信号的任何装置24均可被用于本方法中。将辊的角位置转换成数字信号29的一种优选的部件24用图1中从动/压花辊21上所示的部件来表示。该优选部件提供从压花辊的转轴到将机械信号转换成数字信号29的解析器26的机械连接25。可采用任何典型的机械连接25。优选的机械连接25利用一个皮带轮，其将压花辊22的转轴27连接到解析器26上。优选地，解析器26产生一个每次扫描4096个数的信号。这种将角位置转换成数字信号的方法也可被用在印刷辊上。
测量一个印刷辊31的角位置并将其转换成数字信号39。转换角位置的并因此可被用在印刷或压花系统的任一个上的另一种优选方法被显示在图1中的主动/印刷辊31上。这种优选的部件是提供一个接近开关35，其感测在印刷辊31或其转轴36上某处的标记或其它标志37。接近开关35对于每次回转产生一个数字信号39。
将印刷和压花辊22和31手动归零用于印刷/压花对准。选择或是压花辊22或是印刷辊31作为控制程序中的主动辊。未选择的辊因此为从动辊。本发明的方法可用被选定为主动辊的任一个辊进行操作。印刷/压花系统根据目测所生产的产品上的对准通过手动校正压花辊22、印刷辊31中的任一个或者两个的角位置进行“归零”。手动校正可为用手在机器上进行的物理调节，或者其可为从操作面板发送至辊的驱动电机的电子调节。因此，手动归零可或是在机器运行时进行或是在它们停下来时进行。
印刷和压花辊用一个从驱动控制程序进行自动控制以保持对准。从驱动控制程序包括以下步骤1)比较来自压花辊的数字信号29和来自印刷辊的数字信号39，和2)通过从从驱动40发送一个校正信号41至从动电机42校正从动辊22的从动驱动电机42的角位置和角速度。本发明的一种优选的实施方案包括使用驱动集成软件程序，其以每秒扫描4次的频率扫描来自每一个压花和印刷辊的信号29和39。与来自压花辊的每次扫描4096次计数相比，软件程序然后确定两个辊之间的偏移度(即，欠对准)。驱动集成软件然后发送一个校正信号41至选定的从动辊22上的从动电机42以消除辊上偏移并因此使加工过程返回到对准状态。
测试方法定量方法本文所用的“定量”是每单位面积样本的重量，以1bs/3000ft2或g/m2报告。定量如下测定准备一个或多个具有确定面积(m2的样本，然后在最小分辨率为0.01g的顶加载天平上称量据本发明的纤维结构和/或包含这种纤维结构的纸制品的样本。所述天平使用气流罩保护其不受气流和其它干扰的影响。当天平上读数恒定时记录重量。计算平均重量(g)和样本的平均面积(m2)。用平均重量(g)除以样本的平均面积(m2)计算出定量(g/m2)。
密度方法依照本发明的纤维结构和/或包括依照本发明纤维结构的薄页卫生纸制品的密度(本文所用的该术语)为所计算的平均(“表观”)密度。本文所用术语薄页纸密度为用该纸张的定量除以引入本文的经适当单位转换的厚度计算出的平均密度。本文所用术语薄页纸厚度为纸张承受95g/in压缩载荷时的厚度。本文所用术语薄页纸密度为用该纸张的定量除以引入本文的经适当单位转换的厚度计算出的平均密度。本文所用术语薄页纸厚度为纸张承受15.5g/cm.sup.2(95g/in.sup.2)压缩载荷时的厚度。本文所用术语薄页纸密度为用该纸张的定量除以引入本文的经适当单位转换的厚度计算出的平均密度。本文所用术语薄页纸厚度为纸张承受15.5g/cm.sup.2(95g/in.sup.2)压缩载荷时的厚度。本文所用术语薄页纸密度为用该纸张的定量除以引入本文的经适当单位转换的厚度计算出的平均密度。本文所用术语薄页纸厚度为纸张承受15.5g/cm.sup.2(95g/in.sup.2)压缩载荷时的厚度。本文所用术语薄页纸密度为用该纸张的定量除以引入本文的经适当单位转换的厚度计算出的平均密度。本文所用术语薄页纸厚度为纸张承受15.5g/cm.sup.2(95g/in.sup.2)压缩载荷时的厚度。本文所用术语薄页纸密度为用该纸张的定量除以引入本文的经适当单位转换的厚度计算出的平均密度。本文所用术语薄页纸厚度为纸张承受15.5g/cm.sup.2(95g/in.sup.2)压缩载荷时的厚度。那种纤维结构或薄页卫生纸制品的定量除以经适当单位转换的厚度。本文所用的纤维结构和/或薄页卫生纸产品的厚度为纤维结构或包括此类纤维结构的薄页卫生纸产品在承受15.5g/cm2压缩载荷时的厚度。
伸长率(延伸率)在拉伸试验之前，待测试的纸样本应该依照TAPPI Method #T402OM-88进行处理。测试前必须将所有的塑料和纸板包装从纸样本上去除。纸样本应该在48％至52％的相对湿度下和22℃至24℃的温度范围内处理至少2小时。样本制备和拉伸测试的所有方面也应该在恒温和恒湿室的条件下进行。
丢弃任何损坏的产品。接下来，拆下5个具有四个可用单元(也称为片)的纸带并一个接一个叠放起来形成一个片中间的穿孔重合的长叠。确定片1和3用于纵向拉伸测量和片2和4用于横向拉伸测量。接下来，用一个裁纸器(Thwing-Albert Instrument Co.of Philadelphia，Pa的具有安全挡板的JDC-1-10或JDC-1-12)切断穿孔线制作4个分开的叠。确保叠1和3仍被标示用于纵向测试以及叠2和4被标示用于横向测试。
从叠1和3在纵向上裁切两个2.54cm(1英寸)宽的带。从叠2和4在横向上裁切两个2.54cm(1英寸)宽的带。现在有四个2.54cm(1英寸)宽的带用于纵向拉伸测试和四个2.54cm(1英寸)宽的带用于横向拉伸测试。对于这些已完成的产品样本而言，全部八个2.54cm(1英寸)宽的带均为五个可用单元(也称为片)厚。
对于未加工过的叠和/或纸卷样本，从感兴趣的样本区域用一个裁纸器(Thwing-Albert Instrument Co of Philadelphia，Pa.的具有安全挡板的JDC-1-10或JDC-1-12)裁切一个38.1cm(15英寸)×38.1cm(15英寸)的样本，其为8个复层厚。确保一个38.1cm(15英寸)平行于纵向裁切同时另一个平行于横向裁切。确保样本在48％至52％的相对湿度下和在22℃至24℃的温度范围内处理至少2小时。样本制备和拉伸测试的所有方面也应该在恒温和恒湿室的条件下进行。
从这个8个复层厚的预处理过的38.1cm(15英寸)×38.1cm(15英寸)样本裁切四个2.54cm(1英寸)×17.78cm(7英寸)的带，其中长17.78cm(7英寸)的尺寸平行于纵向。注意，这些样本为纵向卷绕或未加工过的叠样本。裁切另外四个2.54cm(1英寸)×17.78cm(7英寸)的带，其中长17.78cm(7英寸)尺寸平行于横向。注意，这些样本为横向卷绕或未加工过的叠样本。确信所有前述裁切均用裁纸器(Thwing-Albert Instrument Co of Philadelphia，Pa.的具有安全挡板的JDC-1-10或JDC-1-12)进行。现在总共有八个样本四个8个复层厚的2.54cm(1英寸)×17.78cm(7英寸)的带，其中17.78cm(7英寸)尺寸平行于纵向以及四个8个复层厚的2.54cm(1英寸)×17.78cm(7英寸)的带，其中17.78cm(7英寸)尺寸平行于横向。
对于实际的拉伸强度测量，使用一个Thwing-Albert Intelect II标准拉伸试验机(Thwing-Albert Instrument Co.)进行。将平面夹具插入到单元中并根据Thwing-Albert Intelect II的操作手册中给出的说明书标定试验机。将仪器十字头速度设定为10.16cm/min(4.00in/min)并将第一和第二标距设定为5.08cm(2.00英寸)。应当将断裂灵敏度设定为20.0克以及将样本宽度设定为2.54cm(1.00英寸)以及将样本厚度设定在0.0635cm(0.025英寸)。
选择一个测力传感器使得使用时待测试样本的预定拉力结果位于量程的25％和75％之间。例如，可采用一个5000克的测力传感器用于具有1250克(5000克的25％)和3750克(5000克的75％)预定拉力范围的样本。也可将拉伸试验机调整到5000克测力传感器的10％量程范围内，使得其可测试具有125克至375克预定拉力的样本。
取一个拉伸带并将其一端放在拉伸试验机的一个夹具中。将纸带的另一端放在另一个夹具中。确保带的长度尺寸平行于拉伸试验机的侧面。也要确保带不伸出到两个夹具的任一侧面。另外，每个夹具的压力必须要与纸样本完全接触。
在将纸测试带插入两个夹具中之后，可监测仪器张力。如果仪器显示5克或更大的值，则样本被拉得太紧。反之，如果在开始测试后过了2至3秒的时间还没有任何值被记录下来，则拉伸带太松。
根据拉伸试验机仪器手册中所述启动拉伸试验机。试验在十字头自动返回到其初始启动位置之后完成。从仪器刻度或数字面板按最佳精度读取并记录以克为单位的拉伸载荷。
如果仪器不自动执行重新设定条件，则进行必要的调整将仪器夹具设定到它们的初始启动位置。将下一个纸带如上所述插入两个夹具中并获得以克为单位的拉力读数。获得所有的纸测试带的拉力读数。应当注意，如果在进行测试时在夹具的边缘中或边缘处带产生滑移或断裂，则读数应该被废弃。
如果希望得到最大伸长率(延伸率)，则在测量拉伸强度的同时确定该值。根据厂商的说明书校准伸长刻度并调节任何所需的控制。
对于具有数字式面板的电子拉伸试验机，在拉伸强度测试完成时读取并记录下在第二数字式面板中所显示的数值。对于某些电子拉伸试验机，这个第二数字式面板的数值为最大伸长率(延伸率)；对于其它的电子拉伸试验机，其为延伸的实际英寸值。
对于每个所测试的拉伸带重复该步骤。
计算最大伸长率(延伸率)-对于在第二数字式面板上显示伸长率的电子拉伸试验机最大伸长率(延伸率)＝(伸长率读数之和)除以(读取的读数数目)。
对于在第二数字式面板仪表上显示实际伸长单位(英寸或厘米)的电子拉伸试验机最大伸长率(延伸率)＝(伸长的英寸或厘米之和)除以((以英寸或厘米为单位的标距)乘以(读取的读数数目))结果为百分比。结果的全部数目在5％以上；在5％以下记录下结果，精确到0.1％。
纵向对准误差限度在对准测量由压花辊和印刷辊产生的连续重复单元过程中，纵向对准误差限度为标准偏差的三倍。
用于测量纵向误差限度的基质样本必须长到足以提供至少10个重复单元。输送和处理这种长度样本最方便的方法是按成品卷(也称为圆材)进行输送和处理。在印刷对压花对准测试之前，应当根据TAPPI Method#T402OM-88处理待测试的基质样本。在测试前必须仔细地从基质样本上去除所有的塑料和纸板包装材料。基质样本应该在48％至52％的相对湿度下和在22℃至24℃的温度范围内处理至少2小时。样本制备和拉伸测试的所有方面也应该在恒温和恒湿室的条件下进行。
以下讨论参见图2、3a、3b和4。在一个大的足以容纳辊装置101的平台100上，包括具有一个悬臂支座105和一个手动曲柄104的辊A 102。辊A 102的长度近似等于待测量纤网500的宽度(横向)并且辊A 102在平台宽度的中心处被锚固在平台100的一端，使得它垂直于平台100的长度延伸。在一个153.40cm(60英寸)长(或更长)的光滑白顶平台200上，锚固一个包括具有一个悬臂支座205和一个手动曲柄204的辊B 202的第二辊装置201。同样，应当将辊B 202在平台宽度的中心处锚固在平台200的一端，使得它垂直于平台200的长度。将具有辊A 102和辊B 202的两个平台100和200端对端放置，使平台之间具有30cm的间隙210。在两个辊102和202之间建立平行关系。
如果样本圆材按印刷侧卷到圆材的外侧接收，则样本需要仔细地重卷以使印刷侧在内。这种重卷必须仔细进行以避免拉伸样本。如果接收的样本印刷侧在内侧，则无需重卷。将成品圆材501滑装到辊A 102上，其中开卷方向为印刷侧504向下对着平台。用文字“尾端”在圆材的外侧标记尾部片。将一个长度近似等于待测量纤网500宽度的空芯固定到辊B 202上。朝辊B 202展卷一个203cm(80英寸)跨度的成品圆材501。对于辊B上的芯，用胶带将圆材的尾部固定到辊B 202上的空芯上。采取纤网500在辊B 202的顶部之上而不是之下的方式，以便所得到的重卷圆材502印刷侧在内侧。
使用辊B 204上的手摇曲柄，重卷整个圆材，所以现在初始芯部片是在圆材的外侧。所得到的重卷圆材502应当在外侧是白色的/未印刷的。轻轻地移置最后的片远离初始的芯，这样基质不会拉长。在初始芯部片上标记“芯部”。
从辊B 202上取下重卷圆材502。将重卷圆材放置在辊A 102上。将空芯放置在辊B 202上。从辊A 102到辊B 202拉一个全跨度的印刷和压花基质样本。对于基质的第一跨度，印刷和压花侧向上，将一个固定重物203放置在辊B 202之前的片上，重物长度近似等于待测纤网的宽度。使近似60.96cm(24英寸)的纤网能够在两个平台之间的间隙210中形成垂帘505。靠近辊A 102放置一个第二固定重物103以防止圆材502松卷。通过放置一个234克的滚筒506(其长度近似等于待测纤网的宽度)在纤网505未支撑的跨度上提供恒定的纤网张力。
在大多数旋转式压花操作和印刷操作中，压花图像20和印刷图像30都将是在纵向上的重复图像，与它们各自的压花滚筒和印刷滚筒的圆周相匹配。由此形成压花的任何重复单元和印刷的任何重复单元。仅对于测量目的而言，假设在印刷和压花图像之间建立了纤网第一长度上的相位对准。就是说，假设在所测定的第一片上的对准是设计者所期望的目标对准。
确定并标记压花图像重复单元520的开端521。确定并标记相同的压花图像在第二重复单元522上的开端。也标记下连续的重复单元号码，开端用“1”。重复这个过程直到整个暴露出的跨度都进行了类似标记。确定并标记印刷图像重复单元530的开端531。确定并标记相同的压花图像在第二重复单元532上的开端。也标记下连续的重复单元号码，开端用“1”。重复这个过程直到整个暴露出的跨度都进行了类似标记。
选择一个刻有1mm刻度(或1/32英寸刻度)的刻度尺207，其长于压花图像和印刷图像重复单元之间的最大纵向跨度。用该刻度尺测量压花单元1的开端521和印刷单元1的开端531之间的纵向距离。读出并记录下测量值，精确到1mm(或1/32英寸)。这被称为“印刷对压花纵向对准偏移”。也记录下相应的重复单元数目。接下来，测量并记录压花单元2的开端522和印刷单元2的开端532之间的纵向距离。重复该过程直到整个暴露出的跨度都进行了类似测量。
将刻度尺207、234g滚筒506和两个固定重物103和203取下并放到一边。在辊B 202的下方抓取纤网500的“芯部”端，这样所得到的重卷圆材507的印刷侧将在内侧。将纤网的“芯部”端粘贴到空芯上。将纤网的第一跨度缠绕到辊B 202上。保持将最后的标记暴露在平台上。将234g滚筒506重新放置到新的未支撑的跨度505上。将两个固定重物103和203重新放置到纤网的每个末端。测量“印刷对压花纵向对准偏移”。在每个随后的跨度上重复该过程和测量。当最初的尾端片被暴露出来时，在单个圆材之内每一个重复的压花单元和印刷单元都将被顺序地测量。
如果连续地测量所生产的成品圆材，则用透明宽胶带将圆材1的尾部片仔细地对准并固定到圆材2的芯部片上。“圆材对圆材拼接”使所得到的纤网能够按连续的纤网跨度进行处理。落在该圆材对圆材拼接范围内的任何重复单元距离测量值被计数成一个单元，然而从偏移变化计算中去除。
计算标准偏差σ＝√(∑(x-xbar)2/n-1)式中σ＝标准偏差x＝个体测量值xbar＝个体测量值整个群体的平均值n＝个体测量值的数目或群体大小因此3σ＝3*√(∑(x-xbar)2/n-1)“纵向对准误差限度”等于该3σ值。
在发明详述中引用的所有文献的相关部分均引入本文以供参考；任何文献的引用并不可理解为是对其作为本发明的现有技术的认可。
尽管已说明和描述了本发明的具体实施方案，但对于本领域的技术人员显而易见的是，在不背离本发明的精神和保护范围的情况下可作出许多其它的变化和修改。因此，有意识地在附加的权利要求书中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。
权利要求
1.一种包括具有第一表面和第二表面的可拉伸材料纤网的成卷基质产品，其中a)所述可拉伸纤网的至少一个表面已经具有机械成形的压花图像，b)所述可拉伸纤网的至少一个表面已经具有印刷图像，其中所述印刷图像的至少一部分未处于所述图像的压花区域中，和c)特征在于所述压花图像和所述印刷图像之间的纵向对准误差限度小于6.0mm。
2.如权利要求1所述的成卷基质产品，其中所述可拉伸材料为包括至少一个造纸纤维复层的薄页纸巾产品基质，每个复层具有第一和第二表面，所述薄纸巾产品基质具有的定量介于约10g/m2和约80g/m2之间，密度介于约0.040g/cm3和约0.800g/cm3之间，并且纵向延伸率值介于约8％和约35％之间。
3.如权利要求2所述的成卷基质产品，其中所述薄纸巾产品为通风干燥的产品。
4.如权利要求2所述的成卷基质产品，其中所述吸收性纸纤网为多密度产品。
5.如权利要求1所述的成卷基质产品，其中所述印刷图像与所述压花图像重叠。
6.如权利要求1所述的成卷基质产品，其中所述纵向对准误差限度小于4.5mm。
7.如权利要求6所述的成卷基质产品，其中所述纵向对准误差限度小于3.0mm。
全文摘要
一种包括具有第一表面和第二表面的可拉伸材料纤网的成卷基质产品，其包括可拉伸纤网的至少一个表面已经具有机械成形的压花图像，可拉伸纤网的至少一个表面已经具有印刷图像，其中印刷图像的至少一部分未处于压花的图像区域中，并且压花图像和印刷图像之间的纵向对准误差限度小于6.0mm。
文档编号B41F13/02GK1802249SQ200480015947
公开日2006年7月12日 申请日期2004年6月23日 优先权日2003年6月23日
发明者K·A·M·马琼格, J·M·沃恩 申请人:宝洁公司