способы получения салфеточных изделий

Формула изобретения

1. Способ получения салфеточного изделия, содержащий:

образование салфеточного полотна из водной суспензии волокон;

перемещение салфеточного полотна через первую сквозную воздушную сушилку и вторую сквозную воздушную сушилку, которая, по существу, высушивает салфеточное полотно; и

нанесение добавочной композиции на по меньшей мере одну сторону салфеточного полотна во время процесса, при этом добавочная композиция содержит водную дисперсию, содержащую не волокнистый альфа-олефиновый полимер, при этом альфа-олефиновый полимер содержит альфа-олефиновый интерполимер этилена или пропилена и по меньшей мере одного сомономера, причем каждый сомономер ограничен только соединениями, представленными формулой H₂C=CHR, где R является линейной или разветвленной C₁-C₂₀-алкильной группой, и при этом салфеточное изделие имеет объемность более около 3 см³/г после нанесения добавочной композиции.

2. Способ получения салфеточного изделия, содержащий:

образование салфеточного полотна из водной суспензии волокон;

пропускание салфеточного полотна во влажном состоянии над вакуумным устройством, при этом полотно перемещается между проницаемым структурированным материалом и проницаемым обезвоживающим материалом, где обезвоживающий материал расположен смежно вакуумному устройству;

приложение силы к проницаемому структурированному материалу в то время, как салфеточное полотно проходит над вакуумным устройством, для обезвоживания салфеточного полотна;

перемещение полотна над по меньшей мере одним сушильным устройством для сушки салфеточного полотна; и

нанесение добавочной композиции на по меньшей мере одну сторону салфеточного полотна во время процесса, причем добавочная композиция содержит водную дисперсию, содержащую не волокнистый альфа-олефиновый полимер, при этом альфа-олефиновый полимер содержит альфа-олефиновый интерполимер этилена или пропилена и по меньшей мере одного сомономера, причем каждый сомономер ограничен только соединениями, представленными формулой H₂C=CHR, где R является линейной или разветвленной C₁-C₂₀ -алкильной группой, и при этом салфеточное изделие имеет объемность более около 3 см³/г после нанесения добавочной композиции.

3. Способ получения салфеточного изделия, содержащий:

образование салфеточного полотна из водной суспензии волокон;

перемещение полотна через обезвоживающее устройство для обезвоживания салфеточного полотна;

перемещение салфеточного полотна над по меньшей мере одним сушильным устройством для сушки салфеточного полотна; и

нанесение добавочной композиции на по меньшей мере одну сторону салфеточного полотна во время процесса, при этом добавочная композиция содержит водную дисперсию, содержащую не волокнистый альфа-олефиновый полимер, при этом альфа-олефиновый полимер содержит альфа-олефиновый интерполимер этилена или пропилена и по меньшей мере одного сомономера, причем каждый сомономер ограничен только соединениями, представленными формулой H₂C=CHR, где R является линейной или разветвленной C₁-C₂₀-алкильной группой, и при этом салфеточное изделие имеет объемность более около 3 см³/г после нанесения добавочной композиции.

4. Способ получения салфеточного изделия, содержащий:

образование салфеточного полотна из водной суспензии волокон;

перемещение салфеточного полотна в зажим, образованный между перемещающейся передаточной поверхностью и крепирующим материалом, при этом салфеточное полотно имеет консистенцию от около 30% до около 60%, причем крепирующий материал перемещается с меньшей скоростью, чем переносящий материал так, что салфеточное полотно крепируют с передаточной поверхности на крепирующее полотно;

перемещение салфеточного полотна через сушильное устройство для сушки полотна; и

нанесение добавочной композиции на по меньшей мере одну сторону салфеточного полотна во время процесса, причем добавочная композиция содержит водную дисперсию, содержащую не волокнистый альфа-олефиновый полимер, при этом альфа-олефиновый полимер содержит альфа-олефиновый интерполимер этилена или пропилена и по меньшей мере одного сомономера, причем каждый сомономер ограничен только соединениями, представленными формулой Н₂С=CHR, где R является линейной или разветвленной С₁-С₂₀-алкильной группой, и при этом салфеточное изделие имеет объемность более около 3 см³/г после нанесения добавочной композиции.

5. Способ по п.1, в котором салфеточное полотно перемещают через первую сквозную воздушную сушилку и вторую сквозную воздушную сушилку, которые расположены последовательно, при этом первая и вторая сквозные воздушные сушилки, по существу, сушат салфеточное полотно.

6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором добавочная композиция содержит смесь олефинового полимера и сополимер этилена-карбоновой кислоты, и при этом олефиновый полимер содержит интерполимер этилена и алкена.

7. Способ по п.6, в котором добавочную композицию наносят на салфеточное полотно между первой сквозной воздушной сушилкой и второй сквозной воздушной сушилкой.

8. Способ по п.6, в котором добавочную композицию наносят на салфеточное полотно после второй сквозной воздушной сушилки.

9. Способ по п.2, в котором сушильным устройством является американский сушильный барабан Янки.

10. Способ по п.2, в котором проницаемым обезвоживающим материалом является фетр.

11. Способ по п.2, в котором добавочную композицию наносят на салфеточное полотно после прохождения салфеточного полотна над вакуумным устройством.

12. Способ по п.2, в котором салфеточное полотно перемещают над первым сушильным устройством и вторым сушильным устройством, при этом добавочную композицию наносят между первым сушильным устройством и вторым сушильным устройством.

13. Способ по п.2, в котором салфеточное полотно перемещают над первым сушильным устройством и вторым сушильным устройством, при этом первое сушильное устройство содержит вращающийся сушильный цилиндр, второе сушильное устройство содержит вращающийся сушильный цилиндр, и причем добавочную композицию наносят на по меньшей мере одно из сушильных устройств для переноса салфеточного полотна.

14. Способ по п.13, в котором второе сушильное устройство представляет собой сушильный барабан Янки, и при этом салфеточное полотно крепируют с сушильного барабана Янки.

15. Способ по п.3, в котором полотно перемещают над первым сушильным устройством и затем над вторым сушильным устройством, при этом первое сушильное устройство представляет собой сквозную воздушную сушилку, а второе сушильное устройство представляет собой нагретый сушильный цилиндр, причем салфеточное полотно крепируют с нагретого сушильного цилиндра.

16. Способ по п.3, в котором обезвоживающее устройство содержит первый обезвоживающий фетровый материал, расположенный смежно первой стороне тиснящего конвейера, причем обезвоживающее устройство также включает второй обезвоживающий фетровый материал, расположенный смежно второй и противоположной стороне тиснящего конвейера, прессовальный зажим, образованный первым обезвоживающим фетровым материалом и первой стороной тиснящего конвейера, при этом салфеточное полотно подают в прессовальный зажим.

17. Способ по п.15, в котором добавочную композицию наносят между первым сушильным устройством и вторым сушильным устройством.

18. Способ по п.15, в котором добавочную композицию наносят на первое сушильное устройство, на второе сушильное устройство или на оба сушильных устройства для переноса на салфеточное полотно.

19. Способ по п.15, в котором добавочную композицию наносят между обезвоживающим устройством и первым сушильным устройством.

20. Способ по п.3, в котором обезвоживающее устройство имеет зажим, образованный перемещающейся передаточной поверхностью и крепирующим полотном, при этом крепирующее полотно перемещается с меньшей скоростью, чем передаточная поверхность, и причем салфеточное полотно, кроме обезвоживания, крепируют с передаточной поверхности на крепирующее полотно.

21. Способ по п.4, в котором добавочную композицию наносят на передаточную поверхность, и при этом передаточную поверхность нагревают.

22. Способ по п.21, в котором передаточной поверхностью является поверхность вращающегося цилиндра.

23. Способ по п.4, в котором добавочную композицию наносят на салфеточное полотно при переносе салфеточного полотна на крепирующее полотно и до сушильного устройства.

24. Способ по п.4, в котором добавочную композицию наносят на поверхность нагретого цилиндра, при этом добавочную композицию переносят на салфеточное полотно при крепировании полотна с поверхности цилиндра.

Описание изобретения к патенту

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Разработаны впитывающие салфеточные изделия, такие как салфеточные полотенца, косметические салфетки, туалетная бумага и другие подобные изделия, обладающие определенными важными свойствами. Например, изделия должны иметь хороший объем, быть мягкими на ощупь и должны хорошо поглощать влагу. Изделие также должно иметь хорошую прочность и устойчивость к разрывам, даже во влажном состоянии. К сожалению, очень трудно получить салфеточное изделие высокой прочности, которое также является мягким и хорошо впитывает влагу. Обычно, если предпринимаются попытки улучшить одно свойство изделия, другие характеристики изделия страдают.

Например, мягкость обычно повышается при снижении или уменьшении связывания целлюлозного волокна в салфеточном изделии. Ингибирование или снижение связи волокон, однако, неблагоприятно влияют на прочность салфеточного полотна.

В других вариантах мягкость повышают местным добавлением смягчающего агента на внешнюю поверхность салфеточного полотна. Смягчающий агент может содержать, например, силикон. Силикон может наноситься печатью, окрашиванием или распылением. Хотя силиконы делают салфеточные полотна мягче на ощупь, силиконы могут быть относительно дорогими и могут снижать прочность, измеряемую как прочность на разрыв и/или абсорбированная энергия растяжения. Для улучшения прочности, в прошлом, в салфеточные продукты добавляли разные упрочняющие агенты. Упрочняющие агенты могут быть добавлены для повышения прочности в сухом состоянии или прочности во влажном состоянии салфеточного полотна. Некоторые упрочняющие агенты считаются временными, так как они поддерживают только прочность бумаги во влажном состоянии в течение определенного периода времени. Временные агенты для улучшения прочности во влажном состоянии, например, могут добавлять прочности туалетной бумаге во время применения, при этом не препятствуя разложению туалетной бумаги, выброшенной в унитаз и смытой в канализацию или отстойник.

Связующие агенты также местно наносятся на салфеточные продукты в чистом виде или в сочетании с операцией крепирования. Например, один конкретный процесс, который позволяет очень успешно получать салфеточные полотенца и салфетки, описан в патенте США № 3879257 Gentile, et al., который включен сюда посредством ссылки полностью. У Gentile, et al. описан способ, в котором связующий материал наносят тонким слоем по определенному узору на одну сторону волокнистого полотна. Затем полотно адгезивно прикрепляют к нагретой крепирующей поверхности и крепируют с поверхности. Связующий материал наносят на противоположную сторону полотна, и полотно также крепируют. Способ, описанный у Gentile, et al., дает протирочные изделия, имеющие исключительный объем, исключительную мягкость и хорошо впитывают влагу. Поверхности полотна также обладают хорошей прочностью, устойчивостью к истиранию и промокающими свойствами.

Хотя способ и продукты, описанные у Gentile, et al., предоставляют множество улучшений в области производства салфеточных протирочных изделий, все еще желательны дальнейшие улучшения в различных аспектах салфеточных протирочных изделий. Например, все еще необходимы конкретные упрочняющие агенты, которые могут быть введены в салфеточное полотно, не ухудшая при этом мягкость полотен. Также существует необходимость в упрочняющем агенте, который может быть введен в полотно на любой стадии процесса его производства. Например, существует необходимость в упрочняющем агенте, который может быть добавлен в пульпу перед получением суспензии, водной суспензии волокон, применяемой для формования салфеточного полотна, в формованное салфеточное полотно до сушки, и/или в салфеточное полотно, которое уже высушено.

Более того, в прошлом добавки, наносимые местно на салфеточные полотна, имели тенденцию, в определенных обстоятельствах, создавать проблемы блокирования, то есть тенденцию двух соседних салфеточных полотен к склеиванию. Как таковая, также существует необходимость в добавке или упрочняющем агенте, которую местно наносят на салфеточное полотно без возникновения проблемы блокирования.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В общем, данное изобретение относится к влажным и сухим салфеточным изделиям, обладающим улучшенными свойствами благодаря присутствию добавки. Салфеточное изделие может включать, например, туалетную бумагу, салфетки для лица, салфеточные полотенца, промышленные салфетки и подобные. Салфеточные изделия могут иметь один слой или могут иметь множество слоев. Добавка может быть включена в салфеточное изделие для улучшения прочности изделия без неблагоприятного влияния на мягкость и/или блокирующие свойства изделия. Фактически, мягкость может быть повышена. Добавки также могут повышать прочность, не создавая связанных с этим проблем блокирования. Добавка может содержать, например, водную дисперсию, содержащую термопластичный полимер. В одном варианте, добавку наносят местно на салфеточное полотно, например, во время операции крепирования.

Добавка может содержать не волокнистый олефиновый полимер. Добавка, например, может содержать пленкообразующую композицию, и олефиновый полимер может содержать сополимер этилена и, по меньшей мере, одного сомономера, содержащего алкен, такой как 1-октен. Добавка также может содержать диспергирующий агент, такой как карбоновая кислота. Примеры конкретных диспергирующих агентов включают, например, жирные кислоты, такие как олеиновая кислота или стеариновая кислота.

В одном конкретном варианте, добавка может содержать этиленовый и октеновый сополимер в сочетании с сополимером этилена-акриловой кислоты. Сополимер этилена-акриловой кислоты является не только термопластичным полимером, но также может служить в качестве диспергирующего агента. Этиленовый и октеновый сополимер может присутствовать в сочетании с сополимером этилена-акриловой кислоты в массовом соотношении от около 1:10 до около 10:1, например, от около 2:3 до около 3:2.

Композиция олефинового полимера может иметь кристалличность менее около 50%, например, менее около 20%. Олефиновый полимер также может иметь индекс расплава менее около 1000 г/10 мин, например, менее около 700 г/10 мин. Олефиновый полимер также может иметь относительно маленький размер частиц, например, от около 0,1 микрона до около 5 микронов в водной дисперсии.

В альтернативном варианте, добавка может содержать сополимер этилена-акриловой кислоты. Сополимер этилена-акриловой кислоты может присутствовать в добавке в сочетании с диспергирующим агентом, таким как жирная кислота.

В одном варианте добавка может местно наноситься на одну или обе стороны салфеточного полотна. При нанесении на салфеточное полотно было обнаружено, что добавка образует прерывистую пленку. Например, в зависимости от количества добавки, наносимой на полотно, добавка может образовывать взаимосвязанную пленку. При более низких количествах, добавка может образовывать небольшие пленкообразные островки или отдельные области, покрывающие полотно. В любом случае, добавка может повышать прочность полотна без значительного влияния на способность полотна впитывать жидкости. Например, полученная прерывистая пленка включает отверстия, которые позволяют жидкостям быть абсорбированными в салфеточное полотно.

Также, в качестве преимущества, добавочная композиция практически не проникает в салфеточное полотно при нанесении. Например, добавочная композиция проникает в салфеточное полотно в количестве менее около 30% толщины полотна, например, менее около 20%, например, менее около 10% толщины полотна. Так как она остается преимущественно на поверхности полотна, добавочная композиция не влияет на способность полотна абсорбировать жидкости. Далее, добавочная композиция образует прерывистую пленку на полотне, практически не повышая жесткость полотна и, как описано выше, не создает проблему блокирования.

В одном варианте, добавочная композиция может быть нанесена на салфеточное полотно во время формования полотна. В общем, обработанное салфеточное полотно может быть получено любым обычным способом получения салфеток. Например, в одном конкретном варианте, салфеточное изделие, полученное в соответствии с данным изобретением, может быть образовано способом, который включает стадии первоначального получения салфеточного полотна из водной суспензии волокон. Затем влажное салфеточное полотно переносят через первую сквозную воздушную сушилку и через вторую сквозную воздушную сушилку, которые установлены подряд. Первая и вторая сквозные воздушные сушилки практически высушивают салфеточное полотно. В соответствии с данным изобретением, добавочная композиция может наноситься на салфеточное полотно практически в любой момент процесса. Например, в одном варианте, добавочная композиция может наноситься между первой сквозной воздушной сушилкой и второй сквозной воздушной сушилкой, пока салфеточное полотно имеет консистенцию, по меньшей мере, около 40%, например, от около 40% до около 60%. Альтернативно, добавочная композиция может наноситься на полотно после того, как полотно выходит из второй сквозной воздушной сушилки, когда полотно практически сухое.

В другом варианте, процесс получения бумаги может включать обезвоживающее устройство, которое обезвоживает салфеточное полотно до пропускания салфеточного полотна через одну или более сушилок. В этом варианте, добавочная композиция может быть нанесена на салфеточное полотно после обезвоживающего устройства и/или в одной или более сушилках, или между двумя соседними сушилками.

Обезвоживающее устройство может иметь различные конфигурации. Например, в одном варианте, обезвоживающее устройство может включать вакуумное устройство, такое как камера вакуумирования или вакуумный барабан. Влажное салфеточное полотно, например, может быть пропущено через вакуумное устройство путем пропускания между проницаемым структурированным полотном и проницаемым обезвоживающим полотном, где обезвоживающее полотно расположено рядом с вакуумным устройством. Сила всасывания затем применяется к проницаемому структурированному полотну, в то время как салфеточное полотно проходит через вакуумное устройство для обезвоживания салфеточного полотна.

В другом варианте, для обезвоживания салфеточного полотна, салфеточное полотно пропускают через зажим между рельефным конвейером и первым обезвоживающим фетровым материалом. Обезвоживающий фетровый материал может быть прижат к салфеточному полотну с помощью башмачного пресса, включающего подложку. Второй обезвоживающий фетровый материал может применяться для давления на рельефный конвейер. В этом варианте, при прохождении через прессующий зажим, салфеточное полотно может быть изогнуто, в результате чего рельефный элемент образует формованное полотно.

В еще одном варианте, обезвоживающее устройство может иметь зажим между движущейся передающей поверхностью и крепирующим полотном. В этом варианте, крепирующее полотно может двигаться с меньшей скоростью, чем передающая поверхность. Таким образом, салфеточное полотно крепируется с передающей поверхности при перенесении на крепирующее полотно. Передающая поверхность может содержать, например, вращающийся барабан или цилиндр, который может быть нагрет. При нагревании добавочная композиция может быть нанесена на передающую поверхность для нанесения на салфеточное полотно.

Сушилки, применяемые в описанных выше способах получения бумаги, могут включать нагретые цилиндры, включая американские сушильные барабаны Янки, сквозные воздушные сушилки и подобные. В зависимости от конкретной области применения, как только добавочная композиция нанесена на полотно, полотно может быть нагрето до температуры, равной или превышающей температуру плавления основного полимера в добавочной композиции. Если применяют нагретый цилиндр в качестве сушилки, добавочная композиция может быть нанесена непосредственно на полотно и затем приклеена к поверхности сушилки, или может быть нанесена на полотно посредством нанесения на поверхность сушилки.

В одном конкретном варианте, способ получения бумаги может включать одну или более сквозных воздушных сушилок, после которых расположен нагретый цилиндр. В этом варианте добавочная композиция может быть нанесена после сквозной воздушной сушилки и до нагретого цилиндра и/или может быть нанесена на нагретый цилиндр.

В альтернативном варианте, добавочная композиция может быть нанесена на салфеточное полотно после того, как полотно сформовано и высушено. Например, в этом варианте, добавочная композиция может быть нанесена на салфетку для адгезивного прикрепления салфеточного полотна на крепирующий барабан, и для крепирования салфеточного полотна с поверхности барабана.

В этом варианте, например, добавочная композиция может быть нанесена на одну сторону салфеточного полотна в соответствии с узором. Узор может включать, например, узор из отдельных форм, сетчатый узор или их комбинацию. Для нанесения добавочной композиции на салфеточное полотно, добавочная композиция может быть напечатана на салфеточном полотне в соответствии с узором. Например, в одном варианте, может применяться принтер для глубокой печати.

Добавочная композиция может быть нанесена на одну сторону салфеточного полотна в количестве от около 0,1 вес.% до около 30 вес.%. При нанесении добавочная композиция остается практически полностью на поверхности салфеточного полотна для увеличения прочности, не влияя на впитывающие свойства полотна. Например, при нанесении на салфеточное полотно добавочная композиция может проникать в салфеточное полотно на менее около 10% от толщины салфеточного полотна, например, на менее около 5% от толщины полотна. Добавочная композиция может образовывать прерывистую пленку на поверхности салфеточного полотна для обеспечения прочности, в то же время оставляя необработанные области, через которые жидкость может быстро впитываться полотном.

Если салфеточное полотно адгезивно прикреплено к крепирующему барабану, при желании, крепирующий барабан может быть нагрет. Например, крепирующая поверхность может быть нагрета до температуры от около 80°С до около 200°С, например, от около 100°С до около 150°С. Добавочная композиция может быть нанесена на одну сторону салфеточного полотна, или может быть нанесена на обе стороны в соответствии с одним или разными узорами. При нанесении на обе стороны полотна, обе стороны полотна могут быть крепированы с крепирующего барабана, или может быть крепирована только одна сторона. Салфеточное полотно, обработанное добавочной композицией, может, в одном варианте, быть некрепированным высушенным воздухом полотном до нанесения добавочной композиции. После крепирования с крепирующей поверхности полотно может иметь относительно высокий объем, такой как более около 10 см³/г. Салфеточное изделие может применяться в виде однослойного продукта, или может быть включено в состав многослойного продукта.

Другие признаки и объекты настоящего изобретения более подробно описаны ниже.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Полное описание данного изобретения, включая способ его наилучшего выполнения специалистом в данной области техники, более подробно описан в остальной части описания, включая ссылку на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 - схематическая диаграмма устройства для получения салфеточного полотна, иллюстрирующая получение слоистого салфеточного полотна, имеющего множество слоев в соответствии с данным изобретением;

Фиг.2 и 3 - схематические диаграммы вариантов способов получения некрепированного высушенного воздухом салфеточных полотен для применения в соответствии с данным изобретением;

Фиг.4 - схематическая диаграмма одного варианта способа получения влажного или сухого крепированных салфеточных полотен для применения в соответствии с данным изобретением;

Фиг.5-7 - схематические диаграммы альтернативных способов получения салфеточных полотен, которые могут применяться в соответствии с данным изобретением;

Фиг.8 - схематическая диаграмма одного варианта способа нанесения добавочной композиции на каждую сторону салфеточного полотна и крепирования одной стороны полотна в соответствии с данным изобретением;

Фиг.9 - вид сверху одного варианта узора, который применяют для нанесения добавочных композиций на салфеточные полотна, полученные в соответствии с данным изобретением;

Фиг.10 - другой вариант узора, который применяют для нанесения добавочных композиций на салфеточные полотна, полученные в соответствии с данным изобретением;

Фиг.11 - вид сверху другого альтернативного варианта узора, который применяют для нанесения добавочных композиций на салфеточные полотна в соответствии с данным изобретением;

Фиг.12 - схематическая диаграмма альтернативного варианта способа нанесения добавочной композиции на одну сторону салфеточного полотна, и крепирования одной стороны полотна в соответствии с данным изобретением.

Повторное использование ссылочных позиций в данном описании и чертежах означает одинаковые или аналогичные признаки или элементы данного изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что настоящее описание является описанием только примерных вариантов и не должно рассматриваться как ограничивающее более широкие объекты настоящего изобретения.

В общем, данное описание относится к введению добавочной композиции в салфеточное полотно для улучшения прочности полотна. Прочность полотна может быть увеличена без значительного неблагоприятного влияния на тактильную мягкость полотна. Фактически, мягкость может быть увеличена во время процесса. Добавочная композиция может содержать полиолефиновую дисперсию. Например, полиолефиновая дисперсия может содержать полимерные частицы, имеющие относительно небольшой размер, например, менее около 5 микронов, в водной среде, при нанесении или введении в салфеточное полотно. После высушивания, однако, полимерные частицы обычно становятся незаметными. Например, в одном варианте, добавочная композиция может содержать пленкообразующую композицию, которая образует прерывистую пленку. В некоторых вариантах, полиолефиновая дисперсия также может содержать диспергирующий агент. Как более подробно описано ниже, добавочная композиция может быть введена в салфеточное полотно с применением различных методик и на разных стадия производства салфеточного изделия. Например, в одном варианте, добавочная композиция может быть местно нанесена на салфеточное полотно, пока салфеточное полотно является влажным, или после того, как салфеточное полотно высушено. Например, в одном варианте, добавочная композиция может быть нанесена местно на салфеточное полотно. Например, добавочная композиция может быть нанесена на салфеточное полотно во время операции крепирования. В частности, добавочная композиция очень хорошо подходит для адгезивного прикрепления салфеточного полотна к крепирующей поверхности во время процесса крепирования.

Было обнаружено, что применение добавочной композиции, содержащей полиолефиновую дисперсию, обеспечивает множество преимуществ и выгод, в зависимости от конкретного варианта. Например, было обнаружено, что добавочная композиция улучшает среднюю геометрическую прочность на разрыв и среднюю геометрическую энергию растяжения, абсорбированную обработанными салфеточными полотнами по сравнению с необработанными полотнами. Далее, указанные выше прочностные свойства могут быть улучшены без значительного неблагоприятного воздействия на жесткость салфеточных полотен по отношению к необработанным полотнам, и по отношению к салфеточному полотну, обработанному силиконовой композицией, как обычно делали в прошлом. Таким образом, салфеточные полотна, полученные в соответствии с данным изобретением, могут быть мягкими на ощупь, которая одинакова или эквивалентна салфеточным полотнам, обработанным силиконовой композицией. Салфеточные полотна, полученные в соответствии с данным изобретением, однако, могут иметь значительно улучшенные свойства прочности при том же уровне мягкости.

Улучшение свойств прочности также сравнимо с салфеточными полотнами известного уровня техники, обработанными связующим материалом, таким как сополимер этилена-винилацетата. Проблемы с блокированием листов, однако, которые представляют собой тенденцию к склеиванию соседних листов, значительно снижаются, если салфеточные полотна получают в соответствии с данным изобретением, по сравнению с полотнами, обработанными добавочной композицией на основе сополимера этилена-винилацетата, как это делали раньше.

Указанные выше преимущества и полезные свойства могут быть получены введением добавочной композиции в салфеточное полотно практически в любой момент в процессе производства полотна. Добавочная композиция обычно содержит водную дисперсию, содержащую, по меньшей мере, один термопластичный полимер, воду и, необязательно, по меньшей мере, один диспергирующий агент. Термопластичный полимер, присутствующий в дисперсии, имеет относительно маленький размер частиц. Например, средний объемный размер частиц полимера может быть менее около 5 микронов. Действительный размер частиц может зависеть от различных факторов, включая термопластичный полимер, присутствующий в дисперсии. Таким образом, средний объемный размер частиц может быть от около 0,05 микрона до около 5 микронов, например, менее около 4 микронов, например, менее около 3 микронов, например, менее около 2 микронов, например, менее около 1 микрона. Размеры частиц могут быть измерены на светорассеивающем анализаторе размера частиц Coulter LS230 или другом подходящем оборудовании. При нахождении в водной дисперсии, и при нахождении на салфеточном полотне, термопластичный полимер обычно находится в не волокнистой форме.

Распределение размера частиц полимера в дисперсии может быть менее или равно около 2,0 микронов, например, менее 1,9, 1,7 или 1,5 микрона.

Примеры водных дисперсий, которые могут быть добавлены в добавочную композицию в соответствии с данным изобретением, описаны, например, в публикации заявки на патент США № 2005/0100754, публикации заявки на патент США № 2005/0192365, публикации РСТ № WO 2005/021638 и публикации РСТ № WO 2005/021622, все, которые включены сюда посредством ссылок.

В одном варианте, добавочная композиция может содержать пленкообразующую композицию, способную образовывать пленку на поверхности салфеточного полотна. Например, при местном нанесении на салфеточное полотно, добавочная композиция может образовывать прерывистую пленку. Например, при нанесении в очень маленьких количествах, добавочная композиция может образовывать отдельные пленкообразные области на поверхности полотна. В больших количествах, однако, добавочная композиция может образовывать связанную пленку. Другими словами, добавочная композиция может образовывать связанную полимерную сеть на поверхности салфеточного полотна. Пленка или полимерная сеть, однако, являются прерывистыми в том смысле, что в пленке содержатся различные отверстия. Размер отверстий может варьироваться в зависимости от количества добавочной композиции, нанесенной на полотно, и метода нанесения добавочной композиции. Особенно предпочтительно, чтобы отверстия позволяли жидкости абсорбироваться через прерывистую пленку во внутрь салфеточного полотна. В этом отношении, на капиллярные свойства салфеточного полотна не влияет присутствие добавочной композиции.

Далее, в некоторых вариантах, добавочная композиция остается преимущественно на поверхности салфеточного полотна и не проникает в полотно при нанесении. Таким образом, прерывистая пленка не только позволяет салфеточному полотну абсорбировать жидкости, которые контактируют с поверхностью, но также не оказывает значительного влияния на способность салфеточного полотна абсорбировать относительно большие количества жидкости. Таким образом, добавочная композиция не оказывает значительного влияния на свойства абсорбции жидкости полотном, в то же время, увеличивая прочность полотна при отсутствии неблагоприятного влияния на жесткость полотна.

Термопластичный полимер, содержащийся в добавочной композиции, может варьироваться в зависимости от конкретного применения и желаемого результата. В одном варианте, например, термопластичным полимером является олефиновый полимер. В данном описании олефиновый полимер относится к классу ненасыщенных углеводородов с разомкнутой цепью, имеющих общую формулу C_nH_2n. Олефиновый полимер может быть представлен сополимером, таким как интерполимер. В данном описании практически олефиновый полимер относится к полимеру, который содержит менее около 1% замещений.

В одном конкретном варианте, например, олефиновый полимер может содержать альфа-олефиновый сополимер этилена с, по меньшей мере, одним сомономером, выбранным из группы, включающей C₄ -C₂₀ линейный, разветвленный или циклический диен или соединение этиленвинила, такое как винилацетат, и соединение, представленное формулой H₂C=CHR, где R является C ₁-С₂₀ линейной, разветвленной или циклической алкильной группой или С₆-С₂₀ арильной группой. Примеры сомономеров включают пропилен, 1-бутен, 3-метил-1-бутен, 4-метил-1-пентен, 3-метил-1-пентен, 1-гептен, 1-гексен, 1-октен, 1-децен и 1-додецен. В некоторых вариантах сополимер этилена имеет плотность менее около 0,92 г/см³.

В других вариантах, термопластичный полимер содержит альфа-олефиновый сополимер пропилена с, по меньшей мере, одним сомономером, выбранным из группы, включающей этилен, С₄-С₂₀ линейный, разветвленный или циклический диен и соединение, представленное формулой H₂C=CHR, где R является C₁-C ₂₀ линейной, разветвленной или циклической алкильной группой или С₆-С₂₀ арильной группой. Примеры сомономеров включают этилен, 1-бутен, 3-метил-1-бутен, 4-метил-1-пентен, 3-метил-1-пентен, 1-гептен, 1-гексен, 1-октен, 1-децен и 1-додецен. В некоторых вариантах, сомономер присутствует в количестве от около 5 мас.% до около 25 мас.% от сополимера. В одном варианте применяют сополимер пропилена-этилена.

Другие примеры термопластичных полимеров, которые могут применяться в соответствии с данным изобретением, включают гомополимеры и сополимеры (включая эластомеры) олефина, такого как этилен, пропилен, 1-бутен, 3-метил-1-бутен, 4-метил-1-пентен, 3-метил-1-пентен, 1-гептен, 1-гексен, 1-октен, 1-децен и 1-додецен, и обычно представлены полиэтиленом, полипропиленом, поли-1-бутеном, поли-3-метил-1-бутеном, поли-3-метил-1-пентеном, поли-4-метил-1-пентеном, сополимером этилена-пропилена, сополимером этилена-1-бутена и сополимером пропилена-1-бутена; сополимеры (включая эластомеры) альфа-олефина с конъюгированным или не конъюгированным диеном, которые обычно представлены сополимером этилена-бутадиена и сополимером этилена-этилиденнорборнена; и полиолефины (включая эластомеры), такие как сополимеры двух или более альфа-олефинов с конъюгированным или не конъюгированным диеном, который обычно представлен сополимером этилена-пропилена-бутадиена, сополимером этилена-пропилена-дициклопентадиена, сополимером этилена-пропилена-1,5-гексадиена и сополимером этилена-пропилена-этилиденнорборнена; сополимеры соединения этилена-винила, такие как сополимеры этилена-винилацетата с N-метилол функциональными сомономерами, сополимеры этилена-винилового спирта с N-метилло функциональными сомономерами, сополимер этилена-винилхлорида, сополимеры этилена-акриловой кислоты или этилена-(мет)акриловой кислоты, и сополимер этилена-(мет)акрилата; стирольные сополимеры (включая эластомеры), такие как полистирол, ABS, сополимер акрилонитрила-стирола, сополимер метилстирола-стирола; и стирольные блоксополимеры (включая эластомеры), такие как сополимер стирола-бутадиена и его гидрат, и триблоксополимер стирола-изопрена-стирола; поливиниловые соединения, такие как поливинилхлорид, поливинилиденхлорид, сополимер винилхлорида-винилиденхлорида, полиметилакрилат и полиметилметакрилат; полиамиды, такие как найлон 6, найлон 6,6 и найлон 12; термопластичные сложные полиэфиры, такие как полиэтилентерефталат и полибутилентерефталат; поликарбонат, полифенилен оксид и подобные. Эти полимеры могут применяться отдельно или в сочетаниях двух или более.

В конкретных вариантах применяют полиолефины, такие как полипропилен, полиэтилен и их сополимеры и смеси, а также терполимеры этилена-пропилена-диена. В некоторых вариантах олефиновые полимеры включают гомогенные полимеры, описанные в патенте США № 3645992 Elston; полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), описанный в патенте США № 4076698 Anderson; гетерогенно разветвленный линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП); гетерогенно разветвленный полиэтилен очень низкой плотности (ПЭОНП); гомогенно разветвленные линейные сополимеры этилена/альфа-олефина; гомогенно разветвленные практически линейные полимеры этилена/альфа-олефина, которые могут быть получены, например, способом, описанным в патентах США № 5272236 и 5278272, описание данного способа включено сюда посредством ссылки; и этиленовые полимеры и сополимеры, полученные свободнорадикальной полимеризацией при высоком давлении, такие как полиэтилен низкой плотности (ПЭНП). В еще одном варианте данного изобретения, термопластичный полимер включает сополимер этилена-карбоновой кислоты, такой как сополимеры этилена-акриловой кислоты (ЭАК) и этилена-метакриловой кислоты, такие как доступны под торговыми наименованиями PRIMACOR от The Dow Chemical Company, NUCREL от DuPont, и ESCOR от ExxonMobil, и описаны в патентах США № 4599392, 4988781 и 5384373, каждый из которых включен сюда посредством ссылки в полном объеме, и сополимеры этилена-винилацетата (ЭВА). Полимерные композиции, описанные в патентах США № 6538070, 6566446, 5869575, 6448341, 5677383, 6316549, 6111023 или 5844045, каждый из которых включен сюда посредством ссылки, также подходят для некоторых вариантов. Конечно, могут применяться смеси полимеров. В некоторых вариантах, смеси включают два различных полимера Зиглера-Натта. В других вариантах, смеси могут включать смеси полимера Зиглера-Натта и металлоценового полимера. В других вариантах, применяемый здесь термопластичный полимер является смесью двух различных металлоценовых полимеров.

В одном конкретном варианте, термопластичный полимер содержит альфа-олефиновый сополимер этилена с сомономером, включающим алкен, такой как 1-октен. Сополимер этилена и октена может присутствовать отдельно в добавочной композиции, или в сочетании с другим термопластичным полимером, таким как сополимер этилена-акриловой кислоты. Особенно предпочтительно, сополимер этилена-акриловой кислоты является не только термопластичным полимером, но также служит в качестве диспергирующего агента. Для некоторых вариантов добавочная композиция должна содержать пленкообразующую композицию. Было обнаружено, что сополимер этилена-акриловой кислоты может способствовать образованию пленок, в то время как сополимер этилена и октена снижает жесткость. При нанесении на салфеточное полотно, композиция может образовывать или не образовывать пленку на изделии, в зависимости от того, как наносят композицию и от количества нанесенной композиции. При образовании пленки на салфеточном полотне, пленка может быть непрерывной или прерывистой. Если присутствуют оба, массовое соотношение между сополимером этилена и октена и сополимером этилена-акриловой кислоты может быть от около 1:10 до около 10:1, например, от около 3:2 до около 2:3.

Термопластичный полимер, такой как сополимер этилена и октена, может иметь кристалличность менее около 50%, например, менее около 25%. Полимер может быть получен с применением катализатора с единым центром полимеризации на металле, и может иметь среднюю молекулярную массу от около 15000 до около 5 миллионов, например, от около 20000 до около 1 миллиона. Распределение молекулярной массы полимера может быть от около 1,01 до около 40, например, от около 1,5 до около 20, например, от около 1,8 до около 10.

В зависимости от термопластичного полимера, индекс расплава полимера может варьироваться от около 0,001 г/10 мин до около 1000 г/10 мин, например, от около 0,5 г/10 мин до около 800 г/10 мин. Например, в одном варианте, индекс расплава термопластичного полимера может быть от около 100 г/10 мин до около 700 г/10 мин. Термопластичный полимер может иметь относительно низкую температуру плавления. Например, температура плавления термопластичного полимера может быть менее около 140°С, например, менее 130°С, например, менее 120°С. Например, в одном варианте, температура плавления может быть менее около 90°С. Температура стеклования термопластичного полимера также может быть относительно низкой. Например, температура стеклования может быть менее около 50°С, например, менее около 40°С.

Один или более термопластичные полимеры могут содержаться в добавочной композиции в количестве от около 1 мас.% до около 96 мас.%. Например, термопластичный полимер может присутствовать в водной дисперсии в количестве около 10 мас.% до около 70 мас.%, например, от около 20 до около 50 мас.%.

В дополнение к, по меньшей мере, одному термопластичному полимеру, водная дисперсия также может содержать диспергирующий агент. Диспергирующим агентом является агент, который помогает образованию и/или стабилизации дисперсии. Один или более диспергирующих агентов может быть введен в добавочную композицию.

В общем, может применяться любой подходящий диспергирующий агент. В одном варианте, например, диспергирующий агент содержит, по меньшей мере, одну карбоновую кислоту, соли, по меньшей мере, одной карбоновой кислоты, или сложный эфир карбоновой кислоты, или соль сложного эфира карбоновой кислоты. Примеры карбоновых кислот, применяемых в качестве диспергатора, включают жирные кислоты, такие как монтановая кислота, стеариновая кислота, олеиновая кислота и подобные. В некоторых вариантах, карбоновая кислота, соль карбоновой кислоты или, по меньшей мере, один фрагмент сложного эфира карбоновой кислоты, или, по меньшей мере, фрагмент соли сложного эфира карбоновой кислоты, имеет менее 25 атомов углерода. В других вариантах, карбоновая кислота, соль карбоновой кислоты или, по меньшей мере, один фрагмент сложного эфира карбоновой кислоты, или, по меньшей мере, фрагмент соли сложного эфира карбоновой кислоты имеет от 12 до 25 атомов углерода. В других вариантах, карбоновая кислота, соль карбоновой кислоты или, по меньшей мере, один фрагмент сложного эфира карбоновой кислоты, или, по меньшей мере, фрагмент соли сложного эфира карбоновой кислоты предпочтительно имеет от 15 до 25 атомов карбоновой кислоты. В других вариантах количество атомов углерода составляет от 25 до 60. Некоторые примеры солей содержат катион, выбранный из группы, включающей катион щелочного металла, катион щелочноземельного металла или катион аммония, или алкиламмония.

В других вариантах диспергирующий агент выбирают из группы, включающей полимеры этилена-карбоновой кислоты и их соли, такие как сополимеры этилена-акриловой кислоты или сополимеры этилена-метакриловой кислоты.

В других вариантах диспергирующий агент выбирают из карбоксилатов алкилового эфира, нефтяных сульфонатов, сульфонированного полиоксиэтиленированного спирта, сульфированных или фосфатированных полиоксиэтиленированных спиртов, полимерных диспергирующих агентов на основе этиленоксида/пропиленоксида/этиленоксида, этоксилатов первичного и вторичного спирта, алкилгликозидов и алкилглицеридов.

Если в качестве диспергирующего агента применяют сополимер этилена-акриловой кислоты, сополимер также может служить в качестве термопластичного полимера.

В одном конкретном варианте, водная дисперсия содержит сополимер этилена и октена, сополимер этилена-акриловой кислоты и жирную кислоту, такую как стеариновая кислота или олеиновая кислота. Диспергирующий агент, такой как карбоновая кислота, может присутствовать в водной дисперсии в количестве от около 0,1 до около 10 мас.%.

В дополнение к указанным выше компонентам, водная дисперсия также содержит воду. Вода может быть добавлена в виде деионизированной воды, при желании pH водной дисперсии обычно составляет менее около 12, например, от около 5 до около 11,5, например, от около 7 до около 11. Водная дисперсия может иметь содержание твердых веществ менее около 75%, например, менее около 70%. Например, содержание твердых веществ в водной дисперсии может варьироваться от около 5% до около 60%. В общем, содержание твердых веществ может варьироваться в зависимости от метода, которым добавочную композицию наносят или вводят в салфеточное полотно во время получения, например, при добавлении с водной суспензией волокон может применяться относительно большое содержание твердых веществ. При местном нанесении, например, распылением или печатью, однако, может применяться более низкое содержание твердых веществ для улучшения прохождения через распылитель или принтер.

Хотя для получения водной дисперсии может применяться любой способ, в одном варианте дисперсия может быть получена способом перемешивания расплава. Например, замесочная машина может содержать смеситель Бенбери, одночервячный экструдер или многочервячный экструдер. Перемешивание в расплаве может проводиться в условиях, которые обычно применяют для перемешивания в расплаве одного или более термопластичных полимеров.

В одном конкретном варианте, способ включает перемешивание в расплаве компонентов, которые составляют дисперсию. Машина для перемешивания в расплаве может иметь множество входов для различных компонентов. Например, экструдер может иметь четыре входа, расположенных в ряд. Далее, при желании, дыхательный клапан может быть добавлен в качестве необязательного устройства экструдера.

В некоторых вариантах дисперсию сначала разбавляют так, чтобы она содержала от около 1 до около 3 вес.% воды и затем, после этого, далее разбавляют до содержания воды более около 25 вес.%.

При обработке салфеточных полотен в соответствии с данным изобретением добавочная композиция, содержащая водную полимерную дисперсию, может быть нанесена на салфеточное полотно местно или может быть введена в салфеточное полотно предварительным смешиванием с волокнами, которые применяют для получения полотна. При местном нанесении добавочная композиция может быть нанесена на салфеточное полотно во влажном или сухом состоянии. В одном варианте, добавочная композиция может быть нанесена местно на полотно во время операции крепирования. Например, в одном варианте, добавочная композиция может быть распылена на полотно или на нагретый сушильный барабан для адгезивного прикрепления полотна к сушильному барабану. Полотно может быть крепировано с сушильного барабана. Если добавочную композицию наносят на полотно и затем прикрепляют к сушильному барабану, добавочная композиция может быть однородно нанесена на поверхности полотна или может быть нанесена по конкретному узору.

При местном нанесении на салфеточное полотно, добавочная композиция может быть распылена на полотно, экструдирована на полотно или напечатана на полотно. Если она экструдирована на полотно, может применяться любое подходящее экструзионное устройство, такое как экструдер для щелевого покрытия или экструдер для вспученного покрытия. При печатании на полотно может применяться любое подходящее печатающее устройство. Например, может применяться струйный принтер или принтер для глубокой печати.

В одном варианте, добавочная композиция может быть нагрета до или во время нанесения на салфеточное полотно. Нагревание композиции может снизить вязкость для того, чтобы способствовать нанесению. Например, добавочная композиция может быть нагрета до температуры от около 50°С до около 150°С. Салфеточные изделия, полученные в соответствии с данным изобретением, могут включать однослойные изделия или многослойные салфеточные изделия. Например, в одном варианте, изделие может иметь два слоя, три слоя или даже более.

В общем, любое подходящее салфеточное полотно может быть обработано в соответствии с данным изобретением. Например, в одном варианте, основным листом может быть салфеточное изделие, такое как туалетная бумага, салфетка для лица, салфеточное полотенце, техническая салфетка и подобные. Салфеточные изделия обычно имеют объем, по меньшей мере, 3 см³/г. Салфеточные изделия могут содержать один или более слоев и могут быть получены из любого подходящего типа волокон.

Волокна, подходящие для получения салфеточных полотен, содержат любые натуральные или синтетические целлюлозные волокна, включающие, но не ограниченные ими, не древесные волокна, такие как хлопок, абака, кенаф, сабай, лен, ковыль, солома, джут, багасса, молочайные шелковые волокна и волокна листьев ананаса; и древесные волокна или целлюлоза, такие, как получают из древесины мягких или твердых пород, включая хвойные волокна, такие как крафт-волокна северных и южных мягких пород; лиственные волокна, такие как эвкалипт, клен, береза и осина. Целлюлоза может быть получена с высоким выходом или с низким выходом и может быть измельчена любым известным методом, включая крафт, сульфитный, методы получения целлюлозы с высоким выходом и другие известные методы получения целлюлозы. Также могут применяться волокна, полученные органозольными методами получения целлюлозы, включая волокна и способы, описанные в патенте США № 4793898, выданном 27 декабря 1988 Laamanen et al.; патенте США № 4594130, выданном 10 июня 1986 Chang et al.; и патенте США № 3585104. Полезные волокна также могут быть получены антрахиноновым измельчением, представленным в патенте США № 5595628, выданном 21 января 1997 Gordon et al.

Часть волокон, например, вплоть до 50% или менее на сухой вес, или от около 5% до около 30% на сухой вес, может быть представлена синтетическими волокнами, такими как вискозное волокно, полиолефиновые волокна, полиэфирные волокна, бикомпонентные волокна типа серцевина-оболочка, мультикомпонентные связующие волокна и подобные. Примером полиэтиленового волокна является Fybrel®, доступный от Minifibers, Inc. (Jackson City, TN). Может применяться любой известный метод отбеливания. Типы синтетического целлюлозного волокна включают вискозное волокно во всем его многообразии и другие волокна, полученные из вискозы или химически модифицированной целлюлозы. Могут применяться химически обработанные натуральные целлюлозные волокна, такие как мерсеризованные волокна, химически усиленные или поперечно-сшитые волокна, или сульфонированные волокна. Для получения хороших механических свойств при применении волокон для получения бумаги может быть желательно, чтобы волокна были относительно неповрежденными и в значительной степени неочищенными или только слегка неочищенными. Хотя могут применяться рециклированные волокна, свежие волокна обычно более предпочтительны из-за их механических свойств и отсутствия примесей. Могут применяться мерсеризованные волокна, регенерированные целлюлозные волокна, целлюлоза, полученная микробами, вискозные волокна и другой целлюлозный материал или целлюлозные производные. Подходящие волокна для получения бумаги также могут включать вторичные волокна, свежие волокна или их смеси. В определенных вариантах обладающие высоким объемом и хорошими компрессионными свойствами волокна могут иметь садкость по Канадскому стандарту, по меньшей мере, 200, более предпочтительно, по меньшей мере, 300, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 400, и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 500.

Другие волокна для получения бумаги, которые могут применяться в соответствии с данным изобретением, включают салфеточные отходы или вторичные волокна и волокна высокого выхода. Целлюлозные волокна высокого выхода включают такие волокна для получения бумаги, которые получены методами измельчения, дающими выход около 65% или более, более предпочтительно, около 75% или более, и еще более предпочтительно, от около 75% до около 95%. Выходом является полученное количество обработанных волокон, выраженное как процент от исходной древесной массы. Такие методы измельчения включают химитермомеханическое измельчение с отбеливанием (ВСТМР), химитермомеханическое измельчение (СТМР), термомеханическое измельчение с применением давления/давления (РТМР), термомеханическое измельчение (ТМР), термомеханическое химическое измельчение (ТМСР), сульфитное измельчение с высоким выходом и крафт-измельчение с высоким выходом, все, которые дают волокна с высокими уровнями лигнина. Волокна высокого выхода хорошо известны своей жесткостью в сухом и влажном состоянии по сравнению с обычными химически измельченными волокнами.

В общем, любой способ, позволяющий получить салфеточное полотно, может применяться в соответствии с данным изобретением. Например, способы получения бумаги в соответствии с данным изобретением могут включать крепирование, влажное крепирование, двойное крепирование, гофрирование, влажное прессование, воздушное прессование, сквозную воздушную сушку, сквозную воздушную сушку с крепированием, сквозную воздушную сушку без крепирования, совместное формование, гидроперепутывание, укладку воздухом, а также другие стадии, известные в данной области техники.

Также для изделий в соответствии с данным изобретением подходят листы бумаги, которые уплотнены или тиснены в соответствии с узором, такие как листы бумаги, описанные в следующих патентах США № :4514345, выданном 30 апреля 1985 Johnson et al.; 4528239, выданном 9 июля 1985 Trokhan; 5098522, выданном 24 марта 1992; 5260171, выданном 9 ноября 1993 Smurkoski et al.; 5275700, выданном 4 января 1994 Trokhan; 5328565, выданном 12 июля 1994 Rasch et al.; 5334289, выданном 2 августа 1994 Trokhan et al.; 5431786, выданном 11 июля 1995 Rasch et al.; 5496624, выданном 5 марта 1996 Steltjes, Jr. et al.; 5500277, выданном 19 марта 1996 Trokhan et al.; 5514523, выданном 7 мая 1996 Trokhan et al.; 5554467, выданном 10 сентября 1996 Trokhan et al.; 5566724, выданном 22 октября 1996 Trokhan et al.; 5624790, выданном 29 апреля 1997 Trokhan et al.; и 5628876, выданном 13 мая 1997 Ayers et al., описания которых включены сюда посредством ссылки в том объеме, в котором они не противоречат описанному здесь. Такие тисненные листы бумаги могут иметь сеть уплотненных областей, которые оттиснуты к сушильному барабану с применением полотна для тиснения, и области, которые относительно менее уплотнены (например, «купола» в салфеточном листе), соответствующие выпуклым канавкам на полотне для тиснения, где салфеточный лист, расположенный над выпуклыми канавками, выгибается под действием дифференциального давления воздуха поперек выпуклых канавок с получением подушкообразных областей низкой плотности или куполов в салфеточном листе.

Салфеточное полотно также может быть получено без значительной прочности внутренних связей волокна с волокном. Для этого композиция волокон, применяемая для получения основного полотна, может быть обработана химическим разрыхляющим агентом. Разрыхляющий агент может быть добавлен к суспензии волокон во время процесса измельчения, или может быть добавлен непосредственно в напорный ящик. Подходящие разрыхляющие агенты, которые могут применяться в соответствии с данным изобретением, включают катионные разрыхляющие агенты, такие как соли жирного диалкила четвертичного амина, соли моножирного алкила третичного амина, соли первичного амина, четвертичные соли имидазолина, четвертичные соли силикона и соли ненасыщенного жирного алкиламина. Другие подходящие разрыхляющие агенты описаны в патенте США № 5529665 Kaun, который включен сюда посредством ссылки. В частности, у Kaun описано применение катионных силиконовых композиций в качестве разрыхляющих агентов.

В одном варианте, разрыхляющий агент, применяемый в способе в соответствии с данным изобретением, является органическим хлоридом четвертичного аммония и, в частности, аминовой солью на основе силикона четвертичного хлорида аммония. Например, разрыхляющим агентом может быть PROSOFT® TQ1003, продаваемый Hercules Corporation. Разрыхляющий агент может быть добавлен в суспензию волокон в количестве от около 1 кг на метрическую тонну до около 10 кг на метрическую тонну волокон, присутствующих в суспензии.

В альтернативном варианте, разрыхляющим агентом может быть агент на основе имидазолина. Разрыхляющий агент на основе имидазолина может быть получен, например, от Witco Corporation. Разрыхляющий агент на основе имидазолина может быть добавлен в количестве от 2,0 до около 15 кг на метрическую тонну.

В одном варианте, разрыхляющий агент может быть добавлен в композицию волокна методом, описанным в заявке РСТ, имеющей № международную публикацию WO 99/34057, поданную 17 декабря 1998, или в заявке РСТ, имеющей международную публикацию № WO 00/66835, поданную 28 апреля 2000, обе из которых включены сюда посредством ссылок. В указанных выше публикациях описан способ, в котором химическая добавка, такая как разрыхляющий агент, адсорбируется в целлюлозные волокна для получения бумаги в больших количествах. Способ включает стадии обработки суспензии волокон избытком химической добавки, оставляющей достаточное время выдержки для адсорбции, фильтрации суспензии для удаления не адсорбированной химической добавки и повторного диспергирования фильтрованной пульпы в свежей воде перед получением полотна.

Возможные химические добавки также могут быть добавлены в водную композицию для получения бумаги или в сформованное зарождающееся полотно для придания дополнительных преимуществ изделию и способу, и не противодействуют предполагаемым преимуществам данного изобретения. Следующие материалы включены в качестве примеров дополнительных химикатов, которые могут применяться в полотне вместе с добавочной композицией в соответствии с данным изобретением. Химикаты включены в качестве примеров и не ограничивают объем данного изобретения. Такие химикаты могут быть добавлены в любой момент процесса получения бумаги, включая одновременное добавление с добавочной композицией в процессе получения целлюлозы, где указанную добавку или добавки смешивают непосредственно с добавочной композицией.

Дополнительные типы химикатов, которые могут быть добавлены в салфеточное полотно, включают, но не ограничены ими, усилители абсорбции, обычно в виде катионных, анионных или не ионных поверхностно-активных веществ, смачиватели и пластификаторы, такие как полиэтиленгликоли с низкой молекулярной массой, и полигидрокси соединения, такие как глицерин и пропиленгликоль. Материалы, которые обеспечивают свойства, полезные для здоровья кожи, такие как минеральное масло, экстракт алоэ, витамин Е, силикон, лосьоны, в общем и подобные, также могут быть введены в конечное изделие.

В общем, изделия в соответствии с данным изобретением могут применяться в сочетании с любыми известными материалами и химикатами, которые не противоречат предполагаемому применению. Примеры таких материалов включают, но не ограничены ими, агенты для контроля запаха, такие как абсорбенты запаха, активированные углеродные волокна и частицы, детскую присыпку, пищевую соду, хелатирующие агенты, цеолиты, парфюмерные добавки или другие добавки, скрывающие запах, соединения циклодекстрина, окислители и подобные. Супервпитывающие частицы, синтетические волокна или пленки также могут применяться. Дополнительные опции включают катионные красители, оптические отбеливатели, смачиватели, умягчители и подобные.

Салфеточные полотна, которые могут быть обработаны в соответствии с данным изобретением, могут включать один гомогенный слой волокон, или могут включать слоистую конструкцию. Например, слой салфеточного полотна может включать два или более слоев волокон. Каждый слой может иметь различную композицию волокон. Например, согласно Фиг.1, показан один вариант устройства для получения многослойной слоистой целлюлозной композиции. Как показано, трехслойный напорный ящик 10 обычно включает верхнюю стенку напорного ящика 12 и нижнюю стенку напорного ящика 14. Напорный ящик 10 также включает первую перегородку 16 и вторую перегородку 18, которые разделяют три слоя волокнистого сырья.

Каждый из слоев волокон содержит разбавленную водную суспензию волокон для получения бумаги. Конкретные волокна, содержащиеся в каждом слое, обычно зависят от формируемого изделия и желаемых результатов. Например, композиция волокон каждого слоя может варьироваться в зависимости от того, получают ли туалетную бумагу, салфетки для лица или салфеточные полотенца. В одном варианте, например, средний слой 20 содержит целлюлозные волокна южных хвойных пород древесины, отдельно или в сочетании с другими волокнами, такие как волокна с высоким выходом. Внешние слои 22 и 24, с другой стороны, содержат волокна мягких пород древесины, такие как целлюлоза мягких северных пород.

В альтернативном варианте, средний слой может содержать волокна мягких пород для прочности, а внешние слои могут содержать волокна твердых пород древесины, такие как волокна эвкалипта, для тактильной мягкости.

Бесконечная движущаяся формующая сетка 26, подходящим образом опирающаяся на ролики 28 и 30 и продвигаемая ими, принимает слоистое сырье для получения бумаги из напорного ящика 10. Оставаясь на сетке 26, слоистая суспензия волокон пропускает воду через сетку, как показано стрелками 32. Удаление воды достигается сочетанием силы тяжести, центробежной силы и вакуумного отсасывания, в зависимости от формующей конфигурации. Формование многослойного салфеточного полотна также описано в патенте США № 5129988 Farrinqton, Jr., который включен сюда посредством ссылки. В соответствии с данным изобретением, добавочная композиция, в одном варианте, может быть объединена с водной суспензией волокон, которую подают в напорный ящик 10. Добавочная композиция, например, может быть нанесена только на один слой слоистой композиции волокон или на все слои. При добавлении во время мокрой части процесса или другом объединении с водной суспензией волокон, добавочная композиция вводится в волокнистый слой.

При объединении в мокрой части с водной суспензией волокон, в добавочной композиции также может присутствовать удерживающая добавка. Например, в одном конкретном варианте, удерживающая добавка может содержать хлорид полидиаллил диметиламмония. Добавочная композиция может быть введена в салфеточное полотно в количестве от около 0,01 вес.% до около 30 вес.%, например, от около 0,5 вес.% до около 20 вес.%. Например, в одном варианте, добавочная композиция может присутствовать в количестве вплоть до около 10 вес.%. Указанные выше процентные доли даны по отношению к твердым веществам, которые добавляют в салфеточное полотно.

Плотность салфеточных полотен, полученных в соответствии с данным изобретением, может варьироваться в зависимости от конечного изделия. Например, способ может применяться для получения туалетной бумаги, косметических салфеток, салфеточных полотенец, технических салфеток и подобных. В общем, плотность салфеточных изделий может варьироваться от около 10 г/м² до около 110 г/м², например, от около 20 г/м² до около 90 г/м². Для туалетной бумаги и косметических салфеток, например, плотность может варьироваться от около 10 г/м² до около 40 г/м ². Для салфеточных полотенец, с другой стороны, плотность может варьироваться от около 25 г/м² до около 80 г/м ².

Объем салфеточного полотна также может варьироваться от около 3 см³/г до 20 см³ /г, например, от около 5 см³/г до 15 см³ /г. «Объем» листа рассчитывают как коэффициент толщины сухого салфеточного листа, выраженной в микронах, деленной на сухую плотность, выраженную в граммах на квадратный метр. Полученный объем листа выражают в кубических сантиметрах на грамм. Более конкретно, толщину измеряют как общую толщину пачки из десяти типовых листов и делением общей толщины пачки на десять, где каждый лист в пачке располагают одинаковой стороной вверх. Толщину измеряют в соответствии с методом тестирования TAPPI T411 om-89 "Thickness (caliper) of Paper, Paperboard, and Combined Board" с примечанием 3 для листов в пачке. Микрометр, применяемый для проведения Т411 om-89 представляет собой Emveco 200-А Tissue Caliper Tester от Emveco, Inc., Newberg, Oregon. Микрометр имеет нагрузку 2,00 кило-Паскалей (132 граммов на квадратный дюйм), прижимную ножку 2500 квадратных миллиметров, диаметр прижимной ножки 56,42 миллиметров, время выдержки 3 секунды и понижающую скорость 0,8 миллиметров в секунду.

В многослойных изделиях плотность каждого салфеточного полотна, присутствующего в изделии, также может варьироваться. В общем, общая плотность многослойного продукта обычно такая же, как указана выше, например, от около 20 г/м² до около 110 г/м². Таким образом, плотность каждого слоя может быть от около 10 г/м ² до около 60 г/м², например, от около 20 г/м ² до около 40 г/м².

Как только водная суспензия волокон сформована в салфеточное полотно, салфеточное полотно может быть обработано с применением различных методик и методов. Например, согласно Фиг.2, показан способ получения салфеточных листов сквозной сушкой. (Для простоты, различные натяжные валки, применяемые на схеме для определения нескольких прогонов полотна, показаны, но не пронумерованы. Должно быть понятно, что варианты аппарата и метода, показанных на Фиг.2, могут быть сделаны, не выходя за рамки общего способа). Показана двухсеточная формующая машина, имеющая бумагоделательный напорный ящик 34, такой как многослойный напорный ящик, который впрыскивает или накладывает поток 36 водной суспензии волокон для получения бумаги на формующую сетку 38, расположенную на формующем валу 39. Формующая сетка служит для поддержания и продвижения свежеполученного влажного полотна по ходу процесса, пока полотно частично обезвоживается до консистенции около 10 процентов сухого веса. Дополнительное обезвоживание влажного полотна может быть проведено, например, вакуумным отсасыванием, пока полотно находится на формующей сетке.

Затем влажное полотно переносят с формующей сетки на переносящее полотно 40. В одном варианте, переносящее полотно может двигаться с меньшей скоростью, чем формующая сетка для придания повышенной растянутости полотну. Обычно это называют «быстрый» перенос. Предпочтительно, переносящее полотно может иметь объем пустот, равный или меньше, чем для формующей сетки. Относительная разность скоростей между двумя полотнами может быть от 0-60 процентов, более предпочтительно, от около 15-45 процентов. Перенос обычно проводят с помощью вакуумной направляющей 42 таким образом, что формующая сетка и переносящее полотно одновременно сходятся и расходятся в направляющей кромке вакуумной щели.

Затем полотно переносят с переносящего полотна на продуваемое полотно 44 с помощью вакуумного передаточного валка 46 или вакуумной направляющей, необязательно опять с применением фиксированного бесконтактного переноса, как описано выше. Продуваемое полотно может двигаться с приблизительно такой же скоростью, или с другой скоростью, по отношению к переносящему полотну. При желании, продуваемое полотно может двигаться с меньшей скоростью для дальнейшего растягивания. Перенос может проводиться с помощью вакуума для обеспечивания деформации листа в соответствии с продуваемым полотном, что дает желаемый объем и внешний вид, при желании. Подходящие продуваемые полотна описаны в патенте США № 5429686, выданном Kai F. Chiu et al. и патенте США № 5672248 Wendt, et al. которые включены сюда посредством ссылки.

В одном варианте продуваемое полотно содержит высокие и длинные оттиски. Например, продуваемое полотно может иметь от около 5 до около 300 оттисков на квадратный дюйм, которые возвышаются на, по меньшей мере, около 0,005 дюйма над плоскостью полотна. Во время сушки полотно может быть макроскопически расположено так, чтобы соответствовать поверхности продуваемого полотна, и образовывать трехмерную поверхность. Плоские поверхности, однако, также могут применяться в соответствии с данным изобретением. Сторона полотна, контактирующая с продуваемым полотном, обычно называется «сторона полотна» салфеточного полотна. Сторона полотна салфеточного полотна, как описано выше, может иметь форму, которая соответствует поверхности продуваемого полотна после того, как полотно высушено в сквозной воздушной сушилке. Противоположная сторона салфеточного полотна обычно называется «воздушная сторона». Воздушная сторона полотна обычно глаже, чем сторона полотна при обычном процессе сквозной сушки.

Уровень вакуума, применяемый для переносов полотна, может быть от около 3 до около 15 дюймов ртутного столба (от 75 до около 380 миллиметров ртутного столба), предпочтительно, около 5 дюймов (125 миллиметров) ртутного столба. Вакуумная направляющая (отрицательное давление) может дополняться или заменяться применением положительного давления с противоположной стороны полотна для выдувания полотна на следующее полотно в дополнение к или вместо засасывания его на следующее полотно с применением вакуума. Также вакуумный ролик или ролики могут применяться вместо вакуумной направляющей(их).

При нахождении на продуваемом полотне, полотно наконец высушивается до консистенции около 94% или более с помощью сквозной сушилки 48, и затем переносится на несущее полотно 50. Высушенный основной лист 52 перемещают на катушку 54 с применением несущего полотна 50 и необязательного несущего полотна 56. Необязательный находящийся под давлением сеткоповоротный валик 58 может применяться для того, чтобы способствовать переносу полотна с несущего полотна 50 на полотно 56. Подходящие несущие полотна для этой цели включают Albany International 84М или 94М и Asten 959 или 937, все, которые являются относительно гладкими полотнами, имеющими незаметный узор. Хотя оно не показано, каландрование рулона или последующее автономное каландрование может применяться для улучшения гладкости и мягкости основного полотна.

В одном варианте, салфеточное полотно 52 является текстурированным полотном, которое высушено в трехмерном состоянии так, чтобы водородные связи, соединяющие волокна, были в основном сформированы, пока полотно находится не в плоском состоянии. Например, полотно может быть получено, пока полотно находится на высоко текстурированном продуваемом полотне или другом трехмерном субстрате. Способы получения не крепированных, высушенных сквозным воздухом полотен включают, например, описанный в патенте США № 5672248 Wendt et al.; патенте США № 5656132 Farrinqton. et al.; патенте США № 6120642 Lindsay and Burazin; патенте США № 6096169 Hermans, et al.; патенте США № 6197154 Chen. et al.; и патенте США № 6143135 Hada, et al., все, которые включены сюда посредством ссылки полностью.

Как описано выше, добавочная композиция может быть объединена с водной суспензией волокон, применяемой для получения салфеточного полотна 52. Альтернативно, добавочная композиция может быть местно нанесена на салфеточное полотно после его получения. Например, как показано на Фиг.2, добавочная композиция может быть нанесена на салфеточное полотно до сушилки 48 или после сушилки 48.

Добавочная композиция может быть нанесена на салфеточное полотно с применением различных методов и методик. Например, добавочная композиция может быть нанесена непосредственно на полотно распылением, печатанием или экструдированием композиции на полотно. Альтернативно, добавочная композиция может быть нанесена не непосредственно на салфеточное полотно. Например, в одном варианте, добавочная композиция может быть нанесена на переносящее полотно 40 и/или на несущее полотно 50, и/или несущее полотно 56 для переноса на салфеточное полотно.

Согласно Фиг.3, показана другая схема технологического процесса сушки в соответствии с данным изобретением. Процесс, показанный на Фиг.3, похож на процесс, описанный в патенте США № 6736935, который включен сюда посредством ссылки. Процесс, показанный на Фиг.3, также похож на процесс, показанный на Фиг.2. Таким образом, применяемые общие ссылочные номера обозначают похожие элементы.

В варианте, показанном на Фиг.3, однако, процесс, в отличие от содержания одной сквозной воздушной сушилки, включает две сквозных воздушных сушилки 60 и 62, которые расположены в ряд. Должно быть понятно, что также могут применяться более двух сквозных воздушных сушилок. В варианте, показанном на Фиг.3, первый кожух 64 показан над первой сквозной воздушной сушилкой 60, и второй кожух 66 показан над второй сквозной воздушной сушилкой 62. Как объяснялось выше, горячий воздух применяют для высушивания салфеточного полотна при прохождении над сквозными воздушными сушилками 60 и 62. Например, в одном варианте, горелка может давать горячий воздух, который потом распределяется по поверхности барабана сквозной воздушной сушилки с помощью кожухов 60 и 64. Воздух прогоняется через влажное салфеточное полотно внутрь барабана с применением вентилятора, который служит для циркуляции воздуха обратно в горелку.

В дополнение ко второй сквозной воздушной сушилке 62, способ, показанный на Фиг.3, также включает паровую камеру 68, расположенную напротив вакуумной отсосной камеры 70, предназначенную для дополнительного обезвоживания влажной бумаги при переносе полотна на формующую сетку 38.

При желании, способ, показанный на Фиг.3, также может включать вспомогательную сушку 72. Вспомогательная сушка 72 может применяться для сушки полученного салфеточного полотна до конечного содержания влаги около 5% или менее, например, менее около 4%, например, менее около 3%, например, менее около 2%.

При получении салфеточных полотен способом, показанным на Фиг.3, добавочная композиция в соответствии с данным изобретением может быть нанесена в одном или множестве мест. В одном варианте, например, добавочная композиция может наноситься между первой сквозной воздушной сушилкой 60 и второй сквозной воздушной сушилкой 62, пока полотно находится на полотне сквозной воздушной сушилки 44. В этом варианте, консистенция полотна, выходящего из сквозной воздушной сушилки 60, после того, как оно обработано добавочной композицией, может быть более около 40%, например, более около 45%, например, более около 50%. Например, консистенция полотна между сквозными воздушными сушилками может быть от около 40% до около 80%. Добавочная композиция может наноситься на салфеточное полотно с применением любого из методов и методик, описанных выше. Например, в одном варианте, добавочная композиция может наноситься непосредственно на полотно или, альтернативно, может быть перенесена на полотно через нанесение добавочной композиции на полотно, которое передвигает полотно между сквозными воздушными сушилками.

В другом варианте, добавочная композиция может быть нанесена на салфеточное полотно между второй сквозной воздушной сушилкой 62 и катушкой 54. Например, добавочная композиция может быть нанесена на салфеточное полотно при нахождении полотна на полотне 50, особенно на открытом участке между полотном 44 и полотном 56. Альтернативно, добавочная композиция может быть нанесена на полотно, такое как полотно 56, для переноса на салфеточное полотно перед катушкой 54.

На Фиг.2 показан способ получения некрепированных высушенных сквозным воздухом салфеточных полотен. Должно быть понятно, однако, что добавочная композиция может быть нанесена на салфеточное полотно в других процессах получения бумаги. Например, согласно Фиг.4, показан процесс получения влажных или сухих крепированных салфеточных полотен. В этом варианте, напорный ящик 80 выпускает водную суспензию волокон на формующую сетку 82, которая поддерживается и движется множеством направляющих валков 84. Вакуумная камера 86 расположена под формующей сеткой 82 и адаптирована для удаления воды из композиции волокон для того, чтобы способствовать получению полотна. С формующей сетки 82 полученное полотно 88 переносят на второе полотно 90, которое может быть либо проволочным, либо войлочным. Полотно 90 поддерживается в движении по непрерывной траектории множеством направляющих валков 92. Также включены заборный ролик 94, предназначенный для облегчения переноса полотна 88 с полотна 82 на полотно 90.

С полотна 90 полотно 88, в этом варианте, переносят на поверхность вращающегося нагретого сушильного барабана 96, такого как американский сушильный барабан, с помощью прижимного валка 93.

В соответствии с данным изобретением, добавочная композиция может быть введена в салфеточное полотно 88 объединением с водной суспензией волокон, содержащейся в напорном ящике 80, и/или местным нанесением добавочной композиции во время процесса. В одном конкретном варианте, добавочная композиция в соответствии с данным изобретением может быть нанесена местно на салфеточное полотно 88, пока полотно двигается на полотне 90, или может быть нанесена на поверхность сушильного барабана 96 для переноса на одну сторону салфеточного полотна 88. Таким образом, добавочную композицию применяют для прикрепления салфеточного полотна 88 к сушильному барабану 96. В этом варианте, при прохождении полотна 88 через часть ротационного пути по поверхности сушилки, к полотну применяют тепло, что вызывает испарение большей части влаги, содержащейся в полотне. Полотно 88 затем снимают с сушильного барабана 96 крепирующим шабром 98. В крепированном полотне 88, как только оно сформировано, еще более снижены внутренние связи в полотне и повышена мягкость. Нанесение добавочной композиции на полотно во время крепирования, с другой стороны, может усилить прочность полотна.

Согласно Фиг.5, показан другой вариант системы получения бумаги, который может применяться в соответствии с данным изобретением. Система получения бумаги, показанная на Фиг.5, включает усовершенствованное обезвоживающее устройство, которое обезвоживает полотно до контакта с полотна с сушилкой. Как показано на Фиг.5, способ включает напорный ящик 100, который выпускает водную суспензию волокон между структурированным полотном 104 и формующей сеткой 103. Полотна сходятся на прокатному валу 102, который может быть сплошным валом или прокатным валом с отсасыванием.

После нанесения водной суспензии волокон на структурированное полотно 104 и просушивания получают салфеточное полотно 106. Затем салфеточное полотно загружают в обезвоживающую систему, такую, как описана в публикации в патенте США № 2006/0085998 Herman, которая включена сюда посредством ссылки.

Как показано на Фиг.5, в обезвоживающей системе применяется участок основного давления в форме ленточного пресса 118. Салфеточное полотно 106 переносят структурированным полотном 104 и помещают в вакуумную камеру 105. На Фиг.5, салфеточное полотно 106 переносится структурированным полотном 104 под вакуумной камерой 105. В альтернативном варианте, однако, салфеточное полотно может переноситься структурированным полотном над вакуумной камерой. Вакуумная камера является необязательной, но может применяться для достижения консистенции салфеточного полотна от около 15% до около 25%.

После прохождения вакуумной камеры 105, салфеточное полотно 106 затем загружают между структурированным полотном 104 и обезвоживающим полотном 107. Будучи расположенным между структурированным полотном 104 и обезвоживающим полотном 107, салфеточное полотно 106 протягивается вокруг вакуумного вала 109. Вакуумный вал 109, например, может работать при от около -0,2 до около -0,8 бар. Ленточный пресс 118 может применяться для дальнейшего прессования структурированного полотна 104 со стороны, противоположной полотну, которое находится в контакте с салфеточным полотном 106. Ленточный пресс 118 может содержать, например, круговой конвейер. Ленточный пресс 118 также может помогать протаскивать салфеточное полотно 106 вокруг вакуумного вала 109. При желании, вытяжной колпак для горячего воздуха (не показан) также может быть установлен в комплекте с ленточным прессом 118 и расположен над вакуумным валом 109 для еще большего обезвоживания салфеточного полотна 106.

Как показано на Фиг.5, вакуумный вал 109 может включать, по меньшей мере, одну вакуумную зону, которая применяет к салфеточному полотну 106 силу всасывания. Вакуумная зона может иметь длину окружности от около 200 мм до около 2500 мм или более.

При прохождении салфеточного полотна 106 вокруг вакуумного вала 109, вакуумная камера 112 может применяться для того, чтобы салфеточное полотно оставалось рядом со структурированным полотном 104 и было отделено от обезвоживающего полотна 107. Как показано на Фиг.5, в одном варианте, вакуумные камеры 105 и 112 имеют направление потока воздуха, противоположное потоку воздуха через вакуумный вал 109.

Как только салфеточное полотно 106 покидает вакуумный вал 109, салфеточное полотно может быть высушено до консистенции, по меньшей мере, 25%. Например, консистенция салфеточного полотна, выходящего с вакуумного вала 109, может быть, по меньшей мере, 30%, по меньшей мере, 35%, по меньшей мере, 40%, по меньшей мере, 45%, или даже, по меньшей мере, 50%. В одном варранте, консистенция салфеточного полотна, выходящего с вакуумного вала 109, может быть, по меньшей мере, 55%.

Ленточный пресс 118, показанный на Фиг.5, может играть значительную роль в обезвоживании салфеточного полотна 106. В общем, ленточный пресс 118 может быть сделан из любого подходящего материала, который является пористым. В общем, ленточный пресс должен быть способен замедлять натяжение ленты на, по меньшей мере, около 20 кН/м, например на, по меньшей мере, около 50 кН/м, например на, по меньшей мере, около 80 кН/м. Ленточный пресс может быть, например, прошитой штифтами лентой, полотном со спиральными звеньями, лентой из нержавеющей стали или подобным.

Конкретные примеры материалов, которые могут применяться для получения ленточного пресса 118, обезвоживающего полотна 107 и структурированного полотна 104 описаны в публикации патента США № 2006/0085998 А1, озаглавленной "Advanced De-watering System", которая включена сюда посредством ссылки. Обезвоживающее полотно 107, например, может иметь относительно тонкую конструкцию и может быть, например, иглопробивным прессовальным полотном, сделанным из множества слоев сбитого войлока. Альтернативно, обезвоживающее полотно 107 может быть тканым полотном, наслоенным на слой, устойчивый к повторному увлажнению.

С вакуумного вала 109, салфеточное полотно 106 направляют через вакуумную камеру 112 необязательно в сушилку с повышенным давлением 110. Как показано, салфеточное полотно 106 прокручивают вокруг сушилки с повышенным давлением 110 и затем направляют на нагретую поверхность сушильного цилиндра 119 с применением структурированного полотна 104. Тканое полотно 122 может двигаться поверх структурированного полотна 104 вокруг цилиндра сушилки с повышенным давлением 119. Поверх тканого полотна 122 может быть еще одно металлическое полотно 121, которое контактирует с тканым полотном 122 и охлаждающим кожухом 120. Охлаждающий кожух 120 создает давление на структурированное полотно 104, тканое полотно 122, металлическое полотно 121 и салфеточное полотно 106. Структурированное полотно 104 может быть выбрано и сконфигурировано так, чтобы абсорбировать массу салфеточного полотна так, чтобы области высокой основной массы полотна были защищены от давления, создаваемого охлаждающим кожухом 120. В результате, это прессующее устройство не оказывает значительного влияния на объем полотна, а повышает скорость сушки сушилки с повышенным давлением 110.

Полотна 104, 122 и 124 обеспечивают достаточное давление для того, чтобы удерживать салфеточное полотно 106 напротив горячей поверхности сушильного цилиндра 119, предотвращая пузырение. Пар, который возникает в структурированном полотне 104, который проходит через тканое полотно 122, конденсируется на металлическом полотне 121. Металлическое полотно 121 может быть сделано из материала с высокой теплопроводностью. Металлическое полотно 121, таким образом, имеет температуру значительно ниже температуры пара. Конденсированную воду затем собирают на тканое полотно 122 и далее обезвоживают с применением обезвоживающего аппарата 123.

На выходе из сушилки с повышенным давлением 110, салфеточное полотно 106 пропускают вокруг сеткоповоротного валика 114 и прессуют на сушильном цилиндре 116. Сушильный цилиндр 116 может быть, например, американским сушильным барабаном. Прижимной вал 115 может применяться для прижимания салфеточного полотна к сушильному цилиндру 116. Прижимной вал 115, например, может включать башмачный пресс.

Как только оно прижато к сушильному цилиндру 116, салфеточное полотно 106 проходит по поверхности цилиндра по значительной части окружности цилиндра. При желании, салфеточное полотно может быть крепировано с поверхности сушильного цилиндра 116 и намотано на приемную катушку.

В соответствии с данным изобретением, добавочная композиция может быть нанесена в одном или более местах процесса, иллюстрированного на Фиг.5. Например, в одном варианте, добавочная композиция в соответствии с данным изобретением может быть нанесена на салфеточное полотно 106 между вакуумным валом 109 и сушилкой с повышенным давлением 110. Например, добавочная композиция может быть распылена или напечатана непосредственно на салфеточное полотно. Альтернативно, добавочная композиция может быть нанесена на структурированное полотно 104, которое затем переносит ее на поверхность салфеточного полотна.

Дополнительно, добавочная композиция может быть нанесена на салфеточное полотно 106 в сушилке с повышенным давлением 110. Например, в одном варианте, добавочная композиция может быть распылена или напечатана на сушилку с повышенным давлением для переноса на одну сторону салфеточного полотна 106.

В еще одном варианте, добавочная композиция в соответствии с данным изобретением может быть нанесена на салфеточное полотно 106 на сушильном цилиндре 116. В этом варианте, например, добавочная композиция может быть нанесена на поверхность сушильного цилиндра 116 или нанесена на салфеточное полотно 106 и может применяться для прикрепления салфеточного полотна на сушильный цилиндр.

Еще один способ, который может применяться для получения салфеточных полотен в соответствии с данным изобретением, показан на Фиг.6 и более подробно описан ниже. В способе, показанном на Фиг.6, влажное салфеточное полотно подают в прессующий зажим для обезвоживания полотна перед перенесением полотна на одно или более сушильные устройства.

Более конкретно, водную суспензию волокон для получения бумаги наносят на формующий конвейер, такой как формующая сетка 130 из напорного ящика 132. На формующей сетке 130 получают и частично высушивают салфеточное полотно 134. С формующей сетки 130 салфеточное полотно 134 переносят с помощью вакуумной камеры на другой конвейер 136. Конвейер 136 может включать, например, полотно, которое может применяться для тиснения узора на салфеточное полотно. Тиснящий конвейер 136 включает первую поверхность, контактирующую с полотном 138, имеющую поверхность для тиснения полотна, и области прогибов. Часть волокон для получения бумаги во влажном салфеточном полотне попадают в область прогибов тиснящего конвейера 136 без уплотнения полотна, тем самым образуя не одноплоскостное промежуточное полотно 140.

Салфеточное полотно 140 переносится на тиснящем конвейере 136 с формующей сетки 130 в прессовальный зажим 142. Зажим 142 может иметь длину в направлении обработки, по меньшей мере, около 3,0 дюймов, и иметь противоположные поверхности прессованных выпуклостей и вогнутостей, где поверхность прессованных вогнутостей образуется с помощью прессовального цилиндра 144, и противоположная поверхность прессованных выпуклостей образуется с помощью устройства башмачного пресса 146. Альтернативно, зажим 142 может быть образован между двумя прессовальными цилиндрами.

Салфеточное полотно 140 подают в зажим 142 на тиснящем конвейере 136. Как показано на Фиг.6, первый обезвоживающий слой войлока 148, салфеточное полотно 140 и тиснящий конвейер 136 расположены между вторым обезвоживающим слоем войлока 150 и подкладкой 152 в зажиме 142. Подкладка 152, например, может быть в виде полотна и тканых нитей.

Первый обезвоживающий слой войлока 148 имеет первую поверхность, расположенную лицом к первой поверхности салфеточного полотна 140 в зажиме 142. Поверхность, контактирующая с салфеточным полотном 138 тиснящего конвейера 136, расположена лицом ко второй поверхности салфеточного полотна 140 в зажиме 142. Первый обезвоживающий слой войлока 148 расположен между салфеточным полотном 140 и подкладкой 152 в зажиме 142. Как показано, вторая, или противоположная, поверхность первого обезвоживающего войлока 148 расположена лицом к подкладке 152.

Вода, пропускаемая через салфеточное полотно 140 и получаемая из первого обезвоживающего слоя войлока 148 на первой поверхности, может далее проходить через второй слой обезвоживающего войлока и отверстия, присутствующих в подкладке 152. Отверстия в подкладке 152 обеспечивают резервуар для воды, полученной подкладкой из первого обезвоживающего слоя войлока 148. Как только вода покидает слой войлока и поступает в отверстия в подкладке 152, дополнительная вода может быть получена из салфеточного полотна 140 первым обезвоживающим войлоком 148. Следовательно, добавление подкладки 152 может повысить способность к обезвоживанию полотна прессовального зажима 142 без дополнительного аппарата.

Как показано на Фиг.6, салфеточное полотно 140 прессуют между тиснящим конвейером 136 и первым слоем войлока 148 в прессовальном зажиме 142 для дальнейшего направления части волокон для получения бумаги в прогибы тиснящего конвейера 136 и для уплотнения части салфеточного полотна. Вода, выжатая из салфеточного полотна 140, выходит из первой поверхности салфеточного полотна, как описано выше. Кроме того, вода, выжатая из салфеточного полотна 140, также может выходить из второй и противоположной поверхностей полотна и проходить через отверстия в тиснящем конвейере 136 и задерживаться вторым обезвоживающим слоем войлока 150. Следовательно, салфеточное полотно 140 эффективно обезвоживается путем удаления воды с обоих сторон полотна, тем самым формируя формованное полотно, из которого удалено значительное количество воды.

На выходе из прессовального зажима 142, первый слой войлока 148 может быть отделен от формованного салфеточного полотна 140, и второй слой войлока 150 может быть отделен от тиснящего конвейера 136. Следовательно, после прессования в зажиме 142, вода, содержащаяся в первом слое войлока, изолируется от салфеточного полотна, и вода, содержащаяся во втором слое войлока 150, изолируется от тиснящего конвейера 136. Такое отделение позволяет предотвратить повторное увлажнение салфеточного полотна.

Формованное салфеточное полотно 140 может быть протянуто через прессовальный зажим 142 на тиснящем конвейере 136. Формованное салфеточное полотно может быть предварительно высушено в сквозной воздушной сушилке 154 пропусканием нагретого воздуха через формованное полотно и через тиснящий конвейер 136, что еще больше сушит салфеточное полотно. Альтернативно, сквозная воздушная сушилка 154 может не применяться.

Тиснящая полотно поверхность тиснящего конвейера 136 может быть вдавлена в формованное полотно 140, например, в зажиме, образованном между валом 156 и сушильным барабаном 158. Вал 156 может быть вакуумным прессовальным валом или, альтернативно, может быть сплошным валом или сплошным просверленным валом.

Вдавливание тиснящей полотно поверхности в формованное салфеточное полотно может далее уплотнить части полотна, соприкасающиеся с тиснящей полотно поверхностью. Тисненное полотно 140 затем может быть высушено на сушильном барабане 158 и крепировано с сушильного барабана лезвием шабера 160.

В соответствии с данным изобретением, добавочная композиция может наноситься на салфеточное полотно в одном или более местах процесса, иллюстрированного на Фиг.6. Например, в одном варианте, добавочная композиция может наноситься на салфеточное полотно 140 после прессовального зажима 142 и до сквозной воздушной сушилки 154, или между сквозной воздушной сушилкой 154 и нагретым сушильным барабаном 158. В этом варианте добавочная композиция может наноситься местно на салфеточное полотно печатью или распылением на полотно. Альтернативно, добавочная композиция может наноситься на полотно 136 для переноса на полотно.

В альтернативном варианте, добавочная композиция может наноситься на салфеточное полотно на сушильном барабане или цилиндре 158. В этом варианте, добавочная композиция может быть нанесена на салфеточное полотно до прессования полотна на поверхность сушильного барабана. Альтернативно, добавочная композиция может быть нанесена на поверхность сушильного барабана для последующего перенесения на салфеточное полотно. При применении сушильного барабана или цилиндра, добавочная композиция может быть распылена или напечатана на барабан.

В одном варианте, сквозная воздушная сушилка 154 может быть заменена другим нагретым сушильным барабаном. В этом варианте, добавочная композиция может быть нанесена на салфеточное полотно на промежуточном нагретом сушильном барабане, как описано выше. В еще одном варианте, прессовальный цилиндр 144 может быть заменен нагретым валом, и второй обезвоживающий слой войлока 150 может быть удален из процесса. В этом варианте, добавочная композиция может быть распылена или напечатана на нагретый вал 144 для нанесения на салфеточное полотно.

Согласно Фиг.7, показан еще один способ получения бумаги, который может применяться в соответствии с данным изобретением. Как показано, в этом варианте способ включает проволочную формующую часть 170, войлочную ленту 172, секцию башмачного пресса 174, крепирующее полотно 176 и сушильное устройство или систему 178.

Согласно Фиг.7, показан еще один вариант способа получения салфеточных изделий в соответствии с данным изобретением. В этом варианте способ получения бумаги включает формующую секцию 170, войлочную секцию 172, секцию пресса 174, и крепирующую секцию 176, которая включает сушильное устройство 178, которое может быть, например, сушильным барабаном Янки в комплекте с вытяжным колпаком. Формующая секция 170 может включать пару формующих сеток 180 и 182 на множестве валиков, включая формующий вал 184. Напорный ящик 186 подает водную суспензию волокон в зажим 188 между формующим валом 184 и противоположным валом. Водная суспензия волокон образует салфеточное полотно 190, которое обезвоживают на полотнах с помощью вакуума, например, с применением вакуумной камеры 192.

Салфеточное полотно переносят на войлок для получения бумаги 194, который расположен на множестве валов, и войлок контактирует с башмачным прессом 196. Полотно обычно имеет низкую консистенцию при переносе на войлок. Перенос на войлок может проводиться с применением вакуума, например, вакуумного цилиндра 198 или вакуумной камеры, или башмака. Когда салфеточное полотно достигает цилиндра башмачного пресса, оно может иметь консистенцию от около 10% до около 25%, например, от около 20% до около 25%, когда оно попадает в зажим 200 между цилиндром башмачного пресса 196 и промежуточным валиком 202. Промежуточный валик 202 может быть нагрет, при желании. Вместо цилиндра башмачного пресса, цилиндр 196 может быть обычным цилиндром с всасывающим давлением. Если применяется башмачный пресс, цилиндр 204 может содержать вакуумный цилиндр, применяемый для удаления воды из войлока до входа войлока в зажим башмачного пресса. Вакуумный цилиндр 204 может применяться для того, чтобы обеспечить контакт полотна с войлоком во время изменения направления.

Салфеточное полотно 190 прессуют во влажном состоянии на войлоке в зажиме 200 с помощью прессовального башмака 206. Затем полотно обезвоживают с уплотнением в 200, обычно при повышении консистенции на 15 или более процентов на этой стадии процесса. Конфигурация, показанная в 200, обычно называется башмачный пресс. В соответствии с данным изобретением, цилиндр 202 служит передаточным цилиндром, который продвигает салфеточное полотно 190 с высокой скоростью, такой как от около 1000 ф./мин до около 6000 ф./мин. Салфеточное полотно переносится на крепирующее полотно. Цилиндр 202 имеет гладкую поверхность 208, которая может быть обработана добавочной композицией в соответствии с данным изобретением. Добавочная композиция может быть нанесена на поверхность цилиндра распылением или печатанием. Салфеточное полотно 190 адгезивно прикрепляют к несущей поверхности 208 цилиндра 202, который вращается при относительно высокой круговой скорости, в то время как полотно продолжает двигаться в направлении обработки, показанном стрелкой 210. На цилиндре салфеточное полотно 190 имеет в основном произвольное распределение волокон.

Салфеточное полотно 190 попадает в зажим 200 обычно в консистенции от около 10% до около 25% и обезвоживается, и сушится до консистенции от около 25% до около 70% в течение времени, пока оно переносится на крепирующее полотно 176.

Крепирующее полотно 176 поддерживается множеством валков, включая прессовальный отжимной вал 212. Крепирующий зажим 214 образуется между крепирующим полотном 176 и промежуточным цилиндром 202.

Крепирующее полотно определяет крепирующий зажим на расстоянии, на котором крепирующее полотно 176 адаптируется для контакта с цилиндром 202. В зажиме крепирующее полотно создает значительное давление на салфеточное полотно против промежуточного цилиндра. Может быть добавлен подкладочный или крепирующий валик 216 с мягкой деформируемой поверхностью, который будет увеличивать длину крепирующего зажима и повышать угол крепирования полотна между полотном и листом в точке контакта. Альтернативно, цилиндр башмачного пресса может применяться в качестве валика 216 для повышения эффективности контакта с полотном в крепирующем зажиме 214 с сильным воздействием, где салфеточное полотно 190 переносится на полотно 176 и продвигается в направлении обработки. Применяя различное оборудование в крепирующем зажиме, возможно корректировать угол крепирования полотна или угол отвода из крепирующего зажима. Таким образом, возможно влиять на природу и количество перераспределения волокон, расслаивание/разрушение связей, которое может возникать в крепирующем зажиме 214 при корректировке параметров зажима. В некоторых вариантах может быть желательно реструктурировать межволоконные характеристики в z-направлении; в других случаях, может быть желательно изменить свойства только в плоскости полотна. Параметры крепирующего зажима могут влиять на распределение волокна в полотне во множестве направлений, включая изменения в z-направлении, а также в направлении обработки и/или направлении поперек обработки. В любом случае, перенос с промежуточного цилиндра на крепирующее полотно является сильным воздействием в том, что полотно движется медленнее, чем салфеточное полотно, и возникают значительные изменения скорости. Обычно салфеточное полотно крепируется на полотне где-то от 10% до около 60% и выше (вплоть от около 200% до около 300%) во время переноса и промежуточного цилиндра на полотно. Крепирующий зажим 214 обычно имеет длину крепирующего зажима где-то от около 1/8 дюйма до около 2 дюймов, например, от около ½ дюйма до около 2 дюймов. При крепирующем полотне, имеющем 32 поперечные нити на дюйм, салфеточное полотно 190 насчитывает где-то от около 4 до около 64 уточных нитей в зажиме.

Давление зажима в зажиме 214, то есть нагрузка между подкладочным валом 216 и промежуточным цилиндром 202, обычно составляет от около 20 до около 200 фунтов на квадратный дюйм, например, от около 40 до около 70 фунтов на квадратный дюйм.

После крепирующего полотна, салфеточное полотно продолжает двигаться в направлении обработки, где оно прессуется во влажном состоянии на сушильный барабан или цилиндр 218, такой как американский сушильный барабан, в передаточном зажиме 220. Передаточный зажим 220 возникает при консистенции полотна от около 25% до около 70%. В соответствии с данным изобретением, добавочная композиция может быть нанесена на салфеточное полотно и/или на поверхность цилиндра для адгезивного прикрепления полотна к цилиндру. Например, добавочная композиция может быть распылена или напечатана на поверхность цилиндра 218 и/или может быть распылена или напечатана на поверхность салфеточного полотна. При нанесении на поверхность цилиндра 218, добавочная композиция не только адгезивно прикрепляет полотно к поверхности, но также переносится на поверхность салфеточного полотна при крепировании салфеточного полотна с поверхности цилиндра 218.

Полотно сушат на сушильном цилиндре 218 Янки с применением высокоскоростного воздушного удара в кожухе 224. При вращении цилиндра салфеточное полотно 190 крепируется с цилиндра с применением крепирующего шабера 226 и наматывается на принимающий валик 228. Крепирование бумаги с нагретого барабана или цилиндра может проводиться с применением волнообразного крепирующего шабера.

Если применяется влажное крепирование, ударная воздушная сушилка, сквозная воздушная сушилка или множество пушек может применяться вместо американской сушилки, показанной на Фиг.7.

Как описано выше, добавочная композиция в соответствии с данным изобретением может быть нанесена на салфеточное полотно на Фиг.7 через промежуточный цилиндр 202 и/или сушильный барабан 218. Альтернативно, или в дополнение, добавочная композиция может быть нанесена на салфеточное полотно в любом месте между промежуточным цилиндром 202 и сушильным барабаном 218. Добавочная композиция может быть распылена или напечатана на салфеточное полотно или, альтернативно, может быть нанесена на крепирующее полотно 176 для переноса на салфеточное полотно.

Другие способы получения салфеточных полотен, которые могут быть обработаны в соответствии с данным изобретением, описаны, например, в публикации РСТ № WO 98/55691, публикации в патенте США № 2005/0217814 и патенте США № 6736935, которые включены сюда посредством ссылки.

Кроме нанесения добавочной композиции во время получения салфеточного полотна, добавочная композиция также может применяться в процессах после формирования. Например, в одном варианте, добавочная композиция может применяться во время процесса печати-крепирования. Более конкретно было обнаружено, что при местном нанесении на салфеточное полотно, добавочная композиция очень хорошо подходит для адгезивного прикрепления салфеточного полотна к крепирующей поверхности, например, при операции печати-крепирования.

Например, как только салфеточное полотно получено и высушено, в одном варианте, добавочная композиция может быть нанесена на, по меньшей мере, одну сторону полотна и затем, по меньшей мере, одна сторона полотна может быть крепирована. В общем, добавочная композиция может быть нанесена только на одну сторону полотна, и только одна сторона полотна может быть крепирована, добавочная композиция может быть нанесена на обе стороны полотна, и только одна сторона полотна крепирована, или добавочная композиция может быть нанесена на каждую сторону полотна, и каждая сторона полотна может быть крепирована.

Согласно Фиг.8, показан один вариант системы, которая может применяться для нанесения добавочной композиции на салфеточное полотно и для крепирования одной стороны полотна. Вариант, показанный на Фиг.8, может быть встроенным в линию или отдельным процессом. Как показано, салфеточное полотно 280, полученное способом, показанным в любом из представленных выше вариантов или подобным способом, пропускают через первую станцию нанесения добавочной композиции 282. Станция 282 включает зажим, образованный гладким резиновым прижимным валом 284 и узорным валиком глубокой печати 286. Валик глубокой печати 286 соединен с резервуаром 288, содержащим первую добавочную композицию 290. Валик глубокой печати 286 наносит добавочную композицию 290 на одну сторону полотна 280 по предварительно выбранному узору.

Затем полотно 280 контактирует с нагретым валом 292 после прохождения вала 294. Нагретый вал 292 может быть нагрет до температуры, например, вплоть до около 200°С, и в частности, от около 100°С до около 150°С. В общем, полотно может быть нагрето до температуры, достаточной для высушивания полотна и выпаривания воды.

Должно быть понятно, что вместо нагретого вала 292 может применяться любое нагревательное устройство для высушивания полотна. Например, в альтернативном варианте, полотно может быть расположено на инфракрасном нагревателе для сушки полотна. Кроме применения нагретого вала или инфракрасного нагревателя, другие нагревательные устройства могут включать, например, любые подходящие конвекционные печи или микроволновые печи.

С нагретого вала 292 полотно 280 может быть перенесено тянущими валиками 296 во вторую станцию нанесения добавочной композиции 298. Станция 298 включает промежуточный цилиндр 300, контактирующий с валиком глубокой печати 302, который соединен с резервуаром 304, содержащим вторую добавочную композицию 306. Так же как и на станции 282, вторую добавочную композицию 306 наносят на противоположную сторону полотна 280 по предварительно выбранному узору. После нанесения второй добавочной композиции, полотно 280 приадгезивно прикрепляют к крепирующему валку 308 прижимным валиком 310. Полотно 280 протягивают по поверхности крепирующего барабана 308 на некоторое расстояние и затем удаляют с него с применением крепирующего шабера 312. Крепирующий шабер 312 обеспечивает контролируемое узорное крепирование на второй стороне салфеточного полотна.

После крепирования салфеточное полотно 280, в этом варианте, пропускают через сушильную станцию 314. Сушильная станция 314 может включать любую форму нагревательного устройства, такого как печь, работающая от инфракрасного тепла, микроволновой энергии, горячего воздуха или подобного. Сушильная станция 314 может быть необходима в некоторых случаях для высушивания полотна и/или отверждения добавочной композиции. В зависимости от выбранной добавочной композиции, однако, в других вариантах сушильная станция 314 может быть необязательной.

Количество салфеточного полотна, нагреваемого в сушильной станции 314, может зависеть от конкретных термопластичных полимеров, применяемых в добавочной композиции, количества композиции, наносимой на полотно, и типа применяемого полотна. В некоторых случаях, например, салфеточное полотно может быть нагрето с применением потока газа, такого как воздух, при температуре от около 100°С до около 200°С.

В варианте, показанном на Фиг.8, хотя добавочную композицию наносят на каждую сторону салфеточного полотна, только одна сторона полотна крепируется. Должно быть понятно, однако, что в других вариантах могут быть крепированы обе стороны. Например, нагретый валик 292 может быть заменен крепирующим барабаном, таким как 308, показанный на Фиг.8.

Крепирование салфеточного полотна, как показано на Фиг.8, повышает мягкость полотна, разрывая связи между волокнами в салфеточном полотне. Нанесение добавочной композиции на внешнюю сторону салфеточного полотна, с другой стороны, не только способствует крепированию полотна, но также добавляет прочности в сухом состоянии, прочности во влажном состоянии, растягиваемости и устойчивости к разрывам полотна. Далее, добавочная композиция снижает выделение салфеточной пыли из салфеточного полотна.

В общем, первая добавочная композиция и вторая добавочная композиция, наносимые на салфеточное полотно, как показано на Фиг.8, могут содержать одинаковые ингредиенты или могут содержать разные ингредиенты. Альтернативно, добавочные композиции могут содержать одинаковые ингредиенты в различных количествах.

Добавочную композицию наносят на основное полотно, как описано выше по предварительно выбранному узору. В одном варианте, например, добавочную композицию наносят на полотно по сетчатому узору таким образом, что узор взаимосвязан с образованием сетевидного дизайна на поверхности.

В альтернативном варианте, однако, добавочную композицию наносят на полотно в виде узора, который представляет собой последовательность отдельных форм. Нанесение добавочной композиции в виде отдельных форм, таких как точки, обеспечивает достаточную прочность полотну, не покрывая значительную часть площади поверхности полотна.

В соответствии с данным изобретением, добавочную композицию наносят на каждую сторону салфеточного полотна так, чтобы покрыть от около 15% до около 75% площади поверхности полотна. Более конкретно, в большинстве вариантов, добавочная композиция покрывает от около 20% до около 60% площади поверхности каждой стороны полотна. Общее количество добавочной композиции, наносимой на каждую сторону полотна, может варьироваться от около 1 до около 30 мас.% по отношению к общей массе полотна, например, от около 1 до около 20 мас.%, например, от около 2 до около 10 мас.%.

В указанных выше вариантах, добавочная композиция может проникать в салфеточное полотно после нанесения в количестве вплоть до около 30% от общей толщины полотна, в зависимости от различных факторов. Было обнаружено, однако, что большая часть добавочной композиции в первую очередь остается на поверхности полотна после нанесения на полотно. Например, в некоторых вариантах, добавочная композиция проникает в полотно на менее чем 5%, например, менее чем 3%, например, менее чем 1% от толщины полотна.

Согласно Фиг.9, показан один вариант узора, который может применяться для нанесения добавочной композиции на салфеточное полотно в соответствии с данным изобретением. Как показано, узор, представленный на Фиг.9, представляет собой последовательность отдельных точек 320. В одном варианте, например, точки могут быть расположены так, чтобы включать приблизительно от около 25 до около 35 точек на дюйм в направлении обработки или в направлении поперек обработки, точки могут иметь диаметр, например, от около 0,01 дюйма до около 0,03 дюйма. В одном конкретном варианте, точки могут иметь диаметр около 0,02 дюйма и могут быть представлены в узоре в количестве приблизительно 28 точек на дюйм в направлении обработки или в направлении поперек обработки. В этом варианте, точки могут покрывать от около 20% до около 30% площади поверхности одной стороны салфеточного полотна и, более конкретно, могут покрывать около 25% площади поверхности полотна.

Кроме точек могут применяться любые другие отдельные формы. Например, как показано на Фиг.11, представлен узор, в котором узор состоит из отдельных форм, каждая из которых содержит три удлиненных шестиугольника. В одном варианте, шестиугольники могут быть около 0,02 дюйма длиной и иметь ширину около 0,006 дюйма. Приблизительно от 35 до 40 шестиугольников на дюйм может быть расположено в направлении обработки и в направлении поперек обработки. При применении шестиугольников, как показано на Фиг.11, узор может покрывать от около 40% до около 60% площади поверхности одной стороны полотна, и более конкретно, может покрывать около 50% площади поверхности полотна.

Согласно Фиг.10, представлен другой вариант узора нанесения добавочной композиции на салфеточное полотно. В этом варианте, узором является сетчатая решетка. Более конкретно, сетчатый узор имеет форму ромбов. При применении сетчатый узор может обеспечивать большую прочность полотну по сравнению с узорами, которые состоят из последовательности отдельных форм.

Способ, который может применяться для нанесения добавочной композиции на салфеточное полотно в соответствии с данным изобретением, может варьироваться. Например, различные методы печати могут применяться для печати добавочной композиции на основное полотно, в зависимости от конкретной области применения. Такие методы печати могут включать прямую глубокую печать с применением двух отдельных форм глубокой печати для каждой стороны, офсетную глубокую печать с применением двойной печати (обе стороны печатаются одновременно) или поочередной печати (последовательная печать каждой стороны в один проход). В другом варианте применяют сочетание офсетной и прямой глубокой печати. В еще одном варианте, флексографическая печать с применением двойной или поочередной печати может применяться для нанесения добавочной композиции.

Согласно способу в соответствии с данным изобретением, могут быть получены множественные и различные салфеточные изделия. Например, салфеточные изделия могут быть однослойными салфетками. Изделиями могут быть, например, косметические салфетки, туалетная бумага, салфеточные полотенца, салфеточные платки, технические салфетки и подобные. Как указано выше, основная масса может варьироваться от около 10 г/м² до около 110 г/м².

Салфеточные изделия, полученные указанными выше способами, могут иметь относительно хорошие объемные характеристики. Например, салфеточное полотно может иметь объем более около 8 см³/г, например, более около 10 см ³/г, например, более около 11 см³/г.

В одном варианте, салфеточные полотна, полученные в соответствии с данным изобретением, могут быть включены в многослойные продукты. Например, в одном варианте, салфеточное полотно, полученное в соответствии с данным изобретением, может быть присоединено к одному или более другим салфеточным полотнам с получением вытирающего изделия, имеющего желаемые характеристики. Другими полотнами, наслоенными на салфеточное полотно в соответствии с данным изобретением, могут быть, например, полотно, полученное влажным крепированием, каландрованное полотно, гофрированное полотно, высушенное сквозным воздухом полотно, крепированное высушенное сквозным воздухом полотно, не крепированное высушенное сквозным воздухом полотно, полученное аэродинамическим способом полотно, гидроперепутанное полотно, коформованное полотно и подобные.

В одном варианте, при добавлении салфеточного полотна, полученного в соответствии с данным изобретением, в многослойное изделие может быть желательно наносить добавочную композицию только на одну сторону салфеточного полотна и затем крепировать обработанную сторону полотна. Крепированную сторону полотна затем применяют для получения внешней поверхности многослойного изделия. Необработанную и не крепированную сторону полотна, с другой стороны, присоединяют любыми подходящими средствами к одному или более слоям.

Например, согласно Фиг.12, показан один вариант способа нанесения добавочной композиции только на одну сторону салфеточного полотна в соответствии с данным изобретением. Способ, показанный на Фиг.12, похож на способ, показанный на Фиг.8. В связи с этим, похожие номера применяют для обозначения похожих элементов.

Как показано, полотно 280 подают на станцию нанесения добавочной композиции 298. Станция 298 включает промежуточный цилиндр 300 в контакте с цилиндром глубокой печати 302, который соединен с резервуаром 304, содержащим добавочную композицию 306. На станции 298, добавочную композицию 306 наносят на одну сторону полотна 280 по предварительно выбранному узору.

Как только добавочная композиция нанесена, полотно 280 адгезивно прикрепляют к крепирующему валу 308 прижимным валом 310. Полотно 280 пропускают по поверхности крепирующего барабана 308 на некоторое расстояние и затем удаляют с него с применением крепирующего шабера 312. Крепирующий шабер 312 обеспечивает контролируемое узорное крепирование на обработанной стороне полотна.

С крепирующего барабана 308, салфеточное полотно 280 пропускают через сушильную станцию 314, которая высушивает и/или отверждает добавочную композицию 306. Полотно 280 затем наматывают на вал 316 для применения в многослойных изделиях.

При обработке только одной стороны салфеточного полотна 280 добавочной композицией, в одном варианте, может быть желательно наносить добавочную композицию по узору, который покрывает более около 40% площади поверхности одной стороны полотна. Например, узор может покрывать от около 40% до около 60% площади поверхности одной стороны полотна. В одном конкретном примере, например, добавочная композиция может быть нанесена по узору, показанному на Фиг.11.

В одном конкретном варианте данного изобретения, двухслойное изделие получают из первого салфеточного полотна и второго салфеточного полотна, где оба салфеточных полотна получают способом, показанным на Фиг.12. Например, первое салфеточное полотно, полученное в соответствии с данным изобретением, может быть присоединено ко второму салфеточному полотну, полученному в соответствии с данным изобретением, так, что крепированные стороны полотен образуют внешние поверхности получаемого изделия. Крепированные поверхности обычно мягче и глаже, что позволяет получить двухслойное изделие, обладающее улучшенными общими характеристиками.

Способ, с помощью которого первое салфеточное полотно наслаивают на второе салфеточное полотно, может варьироваться в зависимости от конкретного применения и желаемых характеристик. В некоторых вариантах, альфа-олефиновый сополимер в соответствии с данным изобретением может служить в качестве связывающего слои агента. В других вариантах, связующий агент, такой как клей или связующие волокна, наносят на одно или оба полотна для соединения полотен вместе. Клеем может быть, например, латексный клей, клей на основе крахмала, ацетат, такой как этилен-винилацетатный клей, клей на основе поливинилового спирта и подобные. Однако должно быть понятно, что другие связующие материалы, такие как термопластичные пленки и волокна, также могут применяться для соединения полотен. Связующий материал может быть равномерно распределен по поверхностям полотна для прочного соединения полотен вместе, или может быть нанесен в выбранных точках.

Эти и другие модификации и вариации данного изобретения могут применяться на практике специалистом в данной области техники, не выходя из сущности и объема настоящего изобретения, которые более конкретно представлены в формуле изобретения. Кроме того, должно быть понятно, что аспекты различных вариантов могут быть взаимозаменяемыми как полностью, так и частично. Более того, специалист в данной области техники поймет, что предшествующее описание дано только в качестве примера и не ограничивает изобретение, описанное в формуле изобретения.