CN107002360B - 用于卫生纸制备工艺中的起皱和结构化的多层带 - Google Patents

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Abstract

能够用于在卫生纸制备工艺中使纤维素片起皱或结构化的多层带结构。在仍然提供具有卫生纸制备工艺所需的强度、耐久性和柔性的结构的同时，该多层带结构允许在带的顶表面中形成各种形状和尺寸的开口。

Description

用于卫生纸制备工艺中的起皱和结构化的多层带
相关申请的引用
本申请要求于2014年9月25日递交的美国临时申请序列号62/055，367的优先权。通过引用将前述申请的全部内容并入本文。
通过引用的并入
通过引用将本文中提及的所有专利、专利申请、文献、参考、制造商的仪器、说明、产品规格和任意产品的生产指示书并入本文。
技术领域
环形织物和带，特别地，用作卫生纸产品的生产中的带的工业用织物。如“本文”使用的，卫生纸还意味着面巾纸、浴室卫生纸和纸巾(towel)。
背景技术
用于制备诸如卫生纸和纸巾等的卫生纸产品的工艺是熟知的。诸如面巾纸、浴室卫生纸和纸巾等的软的吸收性一次性卫生纸产品在现代工业化社会的当代生活中无处不在。虽然存在用于制造这种产品的数个方法，但是一般而言，这种产品的制造以在卫生纸制备机器的形成部中形成纤维素纤维片开始。通过将纤维浆、也就是纤维素纤维的水分散液置于卫生纸制备机器的形成部中的移动形成织物来形成纤维素纤维片。通过形成织物会有大量的水从浆料中排出，从而将纤维素纤维片留在形成织物的表面。通常使用两种熟知方法中的至少一种方法进行纤维素纤维片的进一步处理和干燥。
将这些方法统称为湿法压制和干燥。在湿法压制中，新形成的纤维素纤维片被转移到压制织物并从形成部前进到包括至少一个压制辊隙的压制部。纤维素纤维片穿过由压制织物支撑或如通常情况那样在两个该压制织物之间的一个或多个压制辊隙。在一个或多个压制辊隙中，纤维素纤维片受到将水从纤维素纤维片中挤出的压缩力。通过压制织物接收水，并且理想地，水不返回到纤维片或卫生纸。
在压制之后，借助于例如压制织物将卫生纸转移到被加热的旋转杨克干燥器筒，由此使卫生纸在筒表面基本上干燥。片内的水分在片位于杨克干燥器筒表面时使片粘接于该表面，并且在卫生纸和纸巾型产品的生产中，典型地，利用起皱刀使片从干燥器表面起皱。能够通过例如在进一步纸制品加工操作(converting operation)之前使起皱的片穿过轧光机并卷绕来进一步处理起皱的片。起皱刀片对卫生纸的如下作用是已知的：使卫生纸内的纤维间结合的一部分因刀在片被驱动进入刀时刀片对片的机械冲击动作而断裂。然而，在干燥来自片的水分期间，会在纤维素纤维之间形成相当强的纤维间结合。这些结合的强度使得：即使在传统的起皱之后，片也会保持可感知到的坚硬感、相当高的密度以及低的蓬松度和吸水性。为了降低由湿法压制方法形成的纤维间结合的强度，能够使用空气穿透干燥(“TAD”)。在TAD工艺中，借助于由真空或抽吸产生气流将新形成的纤维素纤维片转移到TAD织物，这使片偏转并迫使片与TAD织物的形貌至少部分一致。从转移点的下游，承载于TAD织物的片经过并绕着空气穿透干燥器，其中指向片且穿过TAD织物的被加热的空气流将片干燥成期望的程度。最后，从空气穿透干燥器的下游，可以将片转移到用于进一步完成干燥的杨克干燥器的表面。然后，利用刮刀使充分干燥的片从杨克干燥器的表面脱离，这会使片缩短或起皱，由此进一步提高了片的蓬松度。然后，将缩短的片卷到用于随后处理的辊：该随后处理包括包装成适于装运和出售给消费者的形式。
如上所述，存在用于制造蓬松卫生纸产品的多个方法，并且前述说明应当理解为这些方法中的一些方法所共有的一般步骤的概述。此外，存在作为空气穿透干燥工艺的替代的工艺：在无TAD单元和与TAD工艺相关联的高能源成本的情况下，该工艺试图获得“TAD类”卫生纸或纸巾产品性质。
当用于预期目的，对于许多产品而言，特别是当纤维素纤维产品是面巾纸或厕所卫生纸或纸巾时，蓬松度、吸收性、强度、柔软度和美观的性质的是重要的。为了利用卫生纸制备机器生产具有这些特性的卫生纸产品，将使用通常被构造成片接触面呈现形貌变化的织造布。这些形貌变化通常以织物的表面中的织造纱线束之间的平面差来测量。例如，典型地，平面差以隆起纬纱或经纱束之间的高度差，或者以织物表面的平面中的加工方向(MD)隆起和与加工方向交叉的方向(CD)隆起之间的高度差来测量。
在如上所述的一些卫生纸制备工艺中，首先使用一个或多个形成织物在形成部中从含纤维素配料形成含水初生片。将所形成的和部分脱水的片转移到包括一个或多个压制辊隙和一个或多个压制织物的压制部，在辊隙中通过施加压缩力使片进一步脱水。在一些卫生纸制备机器中，在该压制脱水阶段之后，对片赋予形状或三维纹理，由此将片称为结构化片。对片赋予形状的一种方式涉及在片仍为半固体可成型状态时使用起皱操作。起皱操作使用诸如带或结构化织物等的起皱结构，并且起皱操作发生在起皱辊隙的压力下，迫使片进入辊隙的起皱结构的开口中。在起皱操作之后，还可以使用真空来将片进一步抽入起皱结构的开口中。在完成一次或多次成形操作之后，使用例如杨克干燥器等的熟知设备将片干燥成基本上去除任意期望的残留水。
存在在现在技术中已知的结构化织物和带的不同构造。能够在通过引用将全部内容并入本文的美国专利No.7,815,768和美国专利No.8,454,800中看到能够用于在卫生纸制备工艺中进行起皱的带和结构化织物的具体示例。
结构化织物或带具有对在起皱操作中的使用有利的多种性质。特别地，由诸如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等的聚合物材料制成的织造结构化织物结实、在尺寸上稳定，并且因织造图案和构成织造结构的纱线之间的空间而具有三维纹理。因此，织物能够提供结实且柔的起皱结构，该起皱结构能够在使用于卫生纸制备机器期间承受应力和力。结构化织物中的在成形期间供片被抽入的开口能够形成为织造纱线之间的空间。更具体地，由于具体期望图案中的织造纱线在加工方向(MD)和与加工方向交叉的方向(CD)上均存在“隆起(knuckle)”或交叉(crossover)，所以开口能够以三维的方式形成。如此，能够为结构化织物构造的开口存在固有的受限种类。此外，作为由纱线构成的织造结构的织物的特有性质有效地限制了所能够形成的开口的最大尺寸和可能形状。因而，虽然就强度、耐久性和柔性而言，织造结构化织物在结构上很好地适用于卫生纸制备工艺中的起皱，但是当使用织造结构化织物时在能够实现的卫生纸制备片的成形类型方面存在限制。结果，对同时实现较高厚度和较高柔软度的如下卫生纸或纸巾产品存在限制：该卫生纸或纸巾产品使用用于起皱操作的织造布制得。
作为织造结构化织物的替代，能够将挤出的聚合物带结构用作起皱操作中的片成形面。能够例如通过激光钻孔、机械冲孔、压印、模制或适于该目的的任意其它手段在这些挤出的聚合物结构中形成不同尺寸和不同形状的开口(或孔或空隙)。
然而，在形成开口时从挤出的聚合物带结构去除材料具有降低带的强度、抗MD拉伸和蠕变性两者以及耐久性的影响。因而，虽然带仍然可用于卫生纸制备起皱工艺，但是在可以形成在挤出的聚合物带中的开口的尺寸和/或密度方面存在实际限制。
起皱带或织物的一个要求是被构造成基本上防止卫生纸或纸巾产品的片中的纤维素纤维穿过起皱辊隙中的起皱带的开口。结果，诸如厚度、强度和外观等的片性质将不是最优的。
发明内容
根据各个实施方式，所说明的是用于在卫生纸制备工艺中使片起皱和结构化的多层带。带还可以使用在诸如“空气穿透干燥”(TAD(Through Air Drying))、“节能技术先进干燥”(“eTAD(Energy Efficient Technologically Advanced Drying)”)、先进卫生纸成型系统(“ATMOS(Advanced Tissue Molding Systems)”)和新卫生纸技术(“NTT(NewTissue Technology)”)等的其它卫生纸制备工艺。
带包括由挤出的聚合物材料形成的第一层，第一层提供带的供被部分脱水的初生卫生纸片布置的第一表面。第一层具有贯穿其延伸的多个开口，多个开口在第一表面或片接触面具有至少大约0.1mm2的平均截面积。带还包括附接于第一层的第二层，第二层形成带的第二表面。第二层具有贯穿其延伸的多个开口，第二层的多个开口在第一层与第二层之间的交界附近的截面积小于第一层的多个开口在第一层与第二层之间的交界附近的截面积。
另外，在可选的实施方式中，在两个层之间的交界处第一层中的开口的直径能够等于或小于第二层的开口的直径。
根据另一实施方式，说明的是用于经由TAD、eTAD、ATMOS或NTT工艺使卫生纸片结构化、或者用于在卫生纸制备起皱工艺中使片起皱和结构化的多层带。带包括由挤出的聚合物材料形成的第一层，第一层提供带的第一表面。第一层具有贯穿其延伸的多个开口，多个开口具有至少大约0.5mm3的容积。第二层在交界处附接于第一层，第二层提供带的第二表面，并且第二层由具有至少大约200CFM的渗透性的织造布形成。
根据再一实施方式，多层带被提供用于在卫生纸制备工艺中使片起皱和/或结构化。带包括由挤出的聚合物材料形成的第一层，第一层提供带的第一表面。第一层具有贯穿其延伸的多个开口，其中第一表面：(i)提供大约10％至大约65％的接触面积；和(ii)具有大约10/cm2至大约80/cm2的开口密度。第二层附接于第一层，第二层形成带的第二表面，并且第二层具有贯穿其延伸的多个开口。第二层的多个开口在第一层与第二层之间的交界附近的截面积小于第一层的表面处的多个开口在第一层与第二层之间的交界附近的截面积。
附图说明
图1是具有起皱带的卫生纸或纸巾制备机器构造的示意图。
图2是图示图1所示的卫生纸制备机器的湿压转移和带起皱部的示意图。
图3是可选的具有两个TAD单元的卫生纸制备机器构造的示意图。
图4A是根据一个实施方式的多层起皱带的一部分的截面图。
图4B是图4A所示的部分的俯视图。
图5A图示了根据一实施方式的挤出顶层中的多个开口的平面图。
图5B图示了根据一实施方式的挤出顶层中的多个开口的平面图。
图6图示了图5A和图5B所绘的其中一个开口的截面图。
具体实施方式
这里说明的是能够在卫生纸制备工艺中使用的带的实施方式。特别地，利用具有多层构造的带，带能够用于在TAD、eTAD、ATMOS或NTT工艺或带起皱工艺中对卫生纸或纸巾片赋予纹理或结构。
如本文使用的术语“卫生纸或纸巾”包含以纤维素作为主要成分的任意卫生纸或纸巾产品。这包括例如作为纸毛巾、厕纸、面巾纸等的市售的产品。用于生产这些产品的配料能够包括原浆或再循环(二次)纤维素纤维、或者包括纤维素纤维的纤维混合物。木纤维包括例如从落叶类和针叶类树获得的木纤维，包括诸如北方和南方软木牛皮纤维等的软木纤维以及诸如桉树、枫树、桦树、白杨树等的硬木纤维，等等。“配料”等术语是指用于制备卫生纸产品的包括纤维素纤维以及任选的湿强树脂、剥离剂等的水性组合物。
如本文使用的，将卫生纸制备工艺中的形成、脱水、纹理化(结构化)、起皱和干燥成最终产品的初始纤维和液体的混合物称为“片”和/或“初生片(nascent web)”。
术语“加工方向”(MD)和“与加工方向交叉的方向”(CD)根据其在本领域中所熟知的含义而被使用。也就是，带或起皱结构的MD是指在卫生纸制备工艺中带或起皱结构移动的方向，而CD是指垂直于带或起皱结构的MD的方向。类似地，当提及卫生纸产品时，卫生纸产品的MD是指产品的在卫生纸制备工艺中产品移动的方向，CD是指卫生纸产品的垂直于产品的MD的方向。
如本文提及的“开口”包括如下开口、孔或空隙：能够具有不同尺寸和不同形状，并且能够例如通过激光钻孔、机械冲孔、压印、模制或适于该目的的任何其它手段形成在带的挤出的聚合物结构中的开口、孔或空隙。
卫生纸制备机器
为了获得具有期望性质的卫生纸产品，利用本文中的带实施方式且制备卫生纸产品的工艺可以包含：对具有随机分布纤维的卫生纸制备配方进行简洁脱水以便形成半固体片(web)，然后带使片起皱以便使纤维再分布和使片成形(纹理化)。能够在具有不同构造的卫生纸制备机器进行工艺的这些步骤。以下是该卫生纸制备机器的两个非限制性示例。
图1示出了卫生纸制备机器200的第一示例。机器200是三织物环式机器(three-fabric loop machine)，其包括进行起皱操作的压制部100。压制部100的上游是形成部202，在机器200的情况下，在现有技术中将形成部202称为新月形形成器(CrescentFormer)。形成部202包括流浆箱(headbox)204，流浆箱204将配料置于由辊208和210支撑的形成织物206，由此首先形成卫生纸片。形成部202还包括支撑压制织物102的形成辊212，使得片116还直接形成于压制织物102。压制织物走纱(press fabric run)214延伸到靴压部216，其中潮湿的片置于背辊108，在向背辊108转移片116的同时对片116进行湿压。
代替新月形形成部202，作为卫生纸制备机器200的构造的替代的示例包括二织物式形成部。在该构造中，在二织物式形成部的下游，该卫生纸制备机器的其它部件可以以与卫生纸制备机器200相同的方式被构造和配置。具有二织物式形成部的卫生纸制备机器的示例可以参见美国专利申请公开No.2010/0186913。能够在卫生纸制备机器中使用的形成部的另外的可选示例包括C形卷绕双织物式形成器、S形卷绕双织物式形成器或抽吸胸辊形成器。本领域技术人员将会想到如何将这些或甚至其它可选形成部结合到卫生纸制备机器中。
在带起皱辊隙120中将片116转移到起皱带112，然后如将在以下更详细说明的，通过真空箱114抽真空。在该起皱操作之后，在另一压制辊隙216中将片116置于杨克干燥器(Yankee dryer)218，而可以对杨克表面(Yankee surface)喷涂起皱粘接剂。向杨克干燥器218的转移可以在例如大约每英寸长度250磅(PLI)至大约350PLI(大约43.8kN/米至大约61.3kN/米)的压力下、在片116与杨克表面之间的压制接触面积为大约4％至大约40％下发生。辊隙216处的转移可以在例如从大约25％至大约70％的片粘稠度(web consistency)下发生。注意，如本文使用的，“粘稠度”是指例如基于绝对干度计算的初生片中的固体的百分数。在一些粘稠度下，有时难以使片116足够牢固地粘接于杨克干燥器218的表面，使得片会从起皱带112彻底脱离。为了提高片116与杨克干燥器218的表面之间的粘接性，可以对杨克干燥器218的表面涂布粘接剂。粘接剂能够允许系统的高速运转，允许高喷射速度冲击空气干燥，并且还允许片116随后从杨克干燥器218剥离。该粘接剂的示例是聚(乙烯醇)/聚酰胺粘接剂组合物。然而，本领域技术人员将会想到各种各样的可选粘接剂，并且进一步地，将会想到可以用于利于片116向杨克干燥器218转移的粘接剂的量。
通过绕着杨克干燥器218的杨克罩中的高喷射速度冲击空气，作为受热筒的杨克干燥器218对片116进行干燥。随着杨克干燥器218的旋转，片116在位置220处从干燥器218剥离。然后，随后可以将片116卷绕于卷取卷轴(未示出)。在稳定状态下卷轴的运转可以比杨克干燥器218快，以便对片116进一步赋予皱纹。任选地，可以使用起皱刮刀222对片116进行传统上的干法起皱。无论如何，刮浆刀可以被安装成间歇接合，并且可以用于控制材料在杨克表面的积累。
图2示出了发生起皱的压制部100的细节。压制部100包括压制织物102、抽吸辊104、压制靴106和背辊108。压制靴实质上安装在筒内，所述筒具有安装在其外周的带，因此看起来像图1中的辊106。背辊108可以任选地例如通过蒸汽而被加热。压制部100还包括起皱辊110、起皱带112和真空箱114。起皱带112可以被构造为如下所述的多层带。
在起皱辊隙120中，将片116转移到起皱带112的上侧。起皱辊隙120限定在背辊108与起皱带112之间，通过起皱辊110使起皱带112压靠背辊108。在起皱辊隙120处的该转移中，使片116的纤维素纤维重新定位和取向。在将片116转移到带112之后，可以使用真空箱114对片116施加抽吸，以便至少局部地抽出微小褶皱。所施加的抽吸还可以有助于将片116抽入起皱带112的开口中，由此对片116进一步成形。以下说明片116的该成形的进一步细节。
起皱辊隙120总体上扩展带起皱辊隙距离或者任意部位的宽度、从例如大约1/8英寸至大约2英寸(大约3.18mm至大约50.8mm)，更具体地，为大约0.5英寸至大约2英寸(大约12.7mm至大约50.8mm)。(即使“宽度”是通用术语，辊隙的距离也是在MD上测量的)。起皱辊隙120中的辊隙压力由起皱辊110与背辊108之间的加载产生。起皱压力通常从大约20PLI至大约100PLI(大约3.5kN/米至大约17.5kN/米)，更具体地，为大约40PLI至大约70PLI(大约7kN/米至大约12.25kN/米)。虽然起皱辊隙中的最小压力可以为10PLI(1.75kN/米)或20PLI(3.5kN/米)，但是本领域技术人员将理解，在商用机器中，最大压力可以尽可能地高，仅受所采用的特定机械的限制。因此可以使用超过100PLI(17.5kN/米)、500PLI(87.5kN/米)或1000PLI(175kN/米)或更大的压力。
在一些实施方式中，可以期望调整片116的纤维间特性，而在其它情况下，可以期望仅影响片116的平面中的性质。起皱辊隙参数能够影响片116中的纤维在各个方向上的分布，包括诱发Z方向上的改变(即，片116的蓬松度(bulk))以及MD和CD上的改变。在任意情况下，从起皱带112的转移处于高冲击下，其中起皱带112比片116行进离开背辊108慢地行进，从而发生明显的速度改变。在这方面，通常将起皱的程度称为起皱比，该比是如下地计算的：
起皱比(％)＝(S1/S2-1)/100
其中，S1是背辊108的速度，S2是起皱带112的速度。典型地，片116以大约5％至大约60％的比起皱。事实上，能够采用接近或甚至超过100％的高程度的皱纹。
图3描绘了卫生纸制备机器300的第二示例，其能够用作上述卫生纸制备机器200的替代。机器300被构造用于空气穿透干燥(TAD)，其中通过使高温空气移动穿透片116来将水基本上从片116去除。如图3所示，首先通过流浆箱302在机器300中供给配料。随着形成织物304和转移织物306经过形成辊308与胸辊310之间，将配料定向成喷流进入形成在形成织物304与转移织物306之间的辊隙。形成织物304和转移织物306以连续的环的形式移动，并且在经过形成辊308与胸辊310之后分开。与形成织物304分离之后，转移织物306和片116经过脱水区域312，在脱水区域312中，抽吸箱314从片116和转移织物306中去除水分，由此将片116的粘稠度从例如大约10％提高到大约25％。然后，将片116转移到能够为本文说明的多层带的空气穿透干燥面316。在一些实施方式中，如由转移区域320中的真空辅助箱318表示的，施加真空以辅助片116向带316的转移。
接下来，承载着片116的带316绕着空气穿透干燥器322和324而经过，由此将片116的粘稠度提高到例如大约60％至90％。在经过干燥器322和324之后，片116或多或少被永久地赋予了最终的形状或纹理。然后，在使片116的性质不明显劣化的情况下将片116转移到杨克干燥器326。如上所述，与卫生纸制备机器200一样，能够在刚要与传递着的片接触之前对杨克干燥器326喷粘接剂以利于转移。在片116到达大约96％以上的粘稠度之后，如可能需要的，使用另一起皱刀片将片116从杨克干燥器326移除；然后，通过卷轴328卷曲片116。能够相对于杨克干燥器326的速度控制卷轴速度，以调整随着片116从杨克干燥器326移除而进一步对片116施加的皱纹。
应当再次注意，图1和图3所绘的卫生纸制备机器仅是能够利用本文说明的带实施方式的可能构造的示例。其它示例包括前述美国专利申请公开No.2010/0186913中说明的卫生纸制备机器。
多层起皱带
本文说明的是能够用于诸如上述卫生纸制备机器等的卫生纸制备机器中的起皱或干燥操作的多层带的实施方式。如将从本文的公开内容明显的，多层带的结构提供特别适用于起皱操作的许多有利特性。然而，应当注意，由于本文是在结构上对带进行说明，所以带结构可以用于除了起皱操作以外的诸如TAD、NTT、ATMOS或对卫生纸片提供形状或纹理的任意成型工艺的应用。
起皱带具有多种多样的性质，以便在诸如上述卫生纸制备机器等的卫生纸制备机器中令人满意地执行。一方面，起皱带在操作期间承受来自固定元件的对起皱带施加的应力、所施加的拉伸、压缩和潜在的磨损。如此，起皱带是强的，即包括高的弹性模量(为了形稳性)，尤其是在MD上。另一方面，起皱带还是柔性且耐久的，以便长期以高速平滑(平坦)地行进。如果使起皱带过脆，则其在操作期间易于发生龟裂或其它破裂。强且柔的组合限制了能够用于形成起皱带的潜在材料。也就是，起皱带结构具有实现了强度、MD和CD两者上的稳定性、耐久性和柔性的组合的能力。
除了强和柔两者以外，起皱带应当理想地允许在带的卫生纸接触层中形成各种开口尺寸和形状。起皱带中的开口形成如下所述的最终的卫生纸结构中的厚度产生拱顶(caliper producing dome)。起皱带中的开口还能够用于在正在起皱的片、进而在所形成的卫生纸产品中赋予具体的形状、纹理和图案。能够使用不同的尺寸、密度、分布和深度的带的顶层的开口生产具有不同可视图案、蓬松度和其它物理性质的卫生纸产品。如此，用于形成起皱带面层的潜在材料或材料的组合包括在多层带的用于在起皱操作期间支撑片和使片纹理化的面层材料中以期望的形状、密度和图案形成各种开口的能力。
能够将挤出的聚合物材料形成为具有各种开口的起皱带，因此，挤出的聚合物材料是用于形成起皱带的可能的材料。特别地，通过不同的技术，包括例如激光钻孔或切削、压印和/或机械冲孔，能够在挤出的聚合物带结构中形成精确成形的开口。
如本文说明的起皱带的实施方式通过对整个多层带结构的不同层中的带提供不同的性质来提供多层起皱带的期望方面。在实施方式中，多层带包括由挤出的聚合物材料制成的顶层，该聚合物材料允许在层中形成具有各种形状、尺寸、图案和密度的开口。多层带的底层由对带提供强度、形稳性和耐久性的结构形成。因为如果需要的话多层带的顶层对带的强度、稳定性和耐久性无需贡献很多，所以通过在底层中提供这些特性，挤出的聚合物顶层能够设置有比可以设置在仅包括挤出的聚合物单层的带中的开口大的开口。
根据实施方式，多层起皱带至少包括两个层。如本文使用的，“层”是带结构的连续有区别的部分，该部分与带结构中的另一连续有区别的层在物理上是分离的。如下所述，多层带中的两个层的示例为挤出的聚合物层利用粘接剂与织造布(woven fabric)粘合。尤其地，如本文定义的，层可以包括基本上埋设有另一结构的结构。例如，美国专利No.7,118,647说明了如下造纸带结构：在该造纸带结构中，由光敏树脂制成的层具有埋设在树脂中的增强元件。具有增强元件的该光敏树脂是层。然而，同时由于具有增强元件的光敏树脂不是带结构的彼此在物理上有区别或分离的两个连续有区别的部分，所以具有增强元件的光敏树脂不构成如本文使用的“多层”结构。
接下来说明根据实施方式的多层带的顶层和底层的细节。在本文中，多层起皱带的“顶”侧或“片接触”侧是指带的布置有片的那侧。因此，“顶层”是多层带的形成如下表面的部分：在起皱操作中纤维素片成形于该表面。如本文使用的，起皱带的“底”侧或“机器”侧是指带的相反侧、即面对且接触诸如起皱辊和真空箱等的处理设备的那侧。因此，“底层”提供底侧表面。
顶层
根据实施方式的多层带的挤出的聚合物顶层的一个功能是提供能够供开口形成的结构，开口从层的一侧到另一侧地贯穿层，并且在卫生纸制备工艺中的步骤期间开口对片赋予拱顶形状。在实施方式中，顶层可以无需对多层起皱带自身赋予任何强度、稳定性、抗拉伸或蠕变性或者耐久性，这是因为能够通过如下所述的底层主要提供这些性质。此外，顶层中的开口可以不被构造成防止在卫生纸制备工艺中来自片的纤维素纤维被实质上拉动完全穿过顶层，这是因为该“防止”还能够通过如下所述的底层实现。
在实施方式中，多层带的顶层由挤出柔性热塑性材料制成。在这方面，对能够用于形成顶层的热塑性材料的类型无特别的限制，只要该材料通常具有诸如可压缩性、抗挠曲疲劳性和抗裂性等性质，并且具有在需要时能够使片在其表面暂时地粘接和移除。如从本文的公开内容对本领域技术人员显而易见的，存在能够使用的且将提供与本文具体讨论的热塑性材料基本上相似性质的多种可能的柔性热塑性材料。还应当注意，如本文使用的术语“热塑性材料”意在包括热塑性弹性体，例如“橡胶类”材料。应当进一步注意，热塑性材料可以含有纤维(即，短切聚酯纤维)形式的热塑性材料或作为挤出的层的添加剂以增强某些期望的性质的、诸如在复合材料中发现的非热塑性材料。
热塑性顶层能够通过例如模制或挤出的任意适当的技术制成。例如，热塑性顶层(或任意附加层)能够由以螺旋的方式并排地抵接且接合在一起的多个部分制成。这种从材料的挤出条形成该层的技术能够为如Rexfelt等人的美国专利No.5,360,656所教导的技术，通过引用将该美国专利的全部内容并入本文。另外，挤出的层能够如美国专利No.6,723,208 B1所教导的那样由并排地抵接且接合的挤出条制成，通过引用将该美国专利的全部内容并入本文。或者，关于这点，层能够通过如美国专利No.8,764,943所教导的方法由挤出条形成。
抵接边缘可以切削成一定角度或以诸如Hansen的美国专利No.6,630,223所示的其它方式形成，通过引用将该美国专利的公开内容并入本文。
形成该层的其它技术在现有技术中是已知的。能够通过本领域技术人员已知的技术将挤出材料的各个无端环形成并缝合成具有在CD或斜定向的接缝(diagonal orientedseam)的适当长度的无端环。然后，使这些无端环并排地抵接配置，环的数量由环的CD宽度和最终的带所需要的总CD宽度决定。使用现有技术中已知的、例如如以上参考的美国专利No.6,630,223所教导的技术，能够使抵接边缘建立且彼此接合。
在具体的实施方式中，用于形成多层带的顶层的材料是聚氨酯。通常，热塑性聚氨酯是通过(1)具有短链二醇(即，增链剂)的二异氰酸酯与(2)具有长链双官能二醇(即，多元醇)的二异氰酸酯反应而制得的。能够通过改变反应化合物的结构和/或分子量生产实际上无限数量的可能组合允许聚氨酯化学式极大的不同。因此，聚氨酯是能够具有非常宽泛范围的性质的热塑性材料。当考虑使用聚氨酯作为根据实施方式的多层起皱带中的挤出顶层时，能够调整聚氨酯的硬度，以达成诸如耐磨性、抗裂性和全厚度可压缩性等的性质的妥协。
作为聚氨酯的替代，可以用于形成本发明的其它实施方式中的顶层的具体聚酯热塑性材料的示例是由特拉华州的威名顿市的杜邦公司在名称
Figure GDA0003749209960000151
下售卖的聚酯热塑性材料。
Figure GDA0003749209960000152
是具有对形成本文说明的多层起皱带的顶层有利的抗裂性、可压缩性和拉伸性的聚酯热塑性弹性体。
当考虑在挤出热塑性材料中形成不同尺寸、形状、密度和构造的开口的能力时，诸如上述聚氨酯和聚酯等的热塑性塑料是用于形成本发明多层带的顶层的有利材料。可以使用各种技术形成挤出热塑性顶层中的开口。这些技术的示例包括激光雕刻、钻孔，或者利用或不利用压印的切削或机械冲孔。如本领域技术人员将理解的，这些技术能够用于以各种图案、尺寸和密度形成大且尺寸一致的开口。事实上，能够使用这些技术在热塑性顶层中形成大多数任何类型(大小、形状、侧壁角度等)的开口。
当考虑能够形成在挤出顶层中的开口的不同构造时，将理解开口或甚至图案、密度无需遍及整个表面地相同。也就是，形成在挤出顶层中的一些开口能够具有与形成在挤出顶层中的其它开口不同的构造。事实上，可以在挤出顶层中设置不同的开口，以便在卫生纸制备工艺中对片提供不同的纹理。例如，挤出顶层中的一些开口可以具有用于在起皱操作期间在卫生纸片中形成拱顶结构的尺寸和形状。同时，顶层中的其它开口可以具有更大的尺寸和不同的形状，以便在卫生纸片中设置与利用压印操作获得的图案相同的图案，而在片蓬松度和其它期望的卫生纸性质方面无后续损失。
当考虑用于在带起皱操作中在卫生纸片中形成拱顶结构的开口的尺寸时，多层带的实施方式的挤出顶层允许比诸如织造结构化织物和挤出的聚合物单带结构等的可选结构更大尺寸开口。开口的尺寸可以根据由顶层提供的多层带的表面的平面中的开口的截面积量化。在一些实施方式中，多层带的挤出顶层中的开口在片接触(顶)表面具有至少大约0.1mm2至至少大约1.0mm2的平均截面积。更具体地，开口具有从大约0.5mm2至大约15mm2的平均截面积，或者再更具体地，具有大约1.5mm2至大约8.0mm2的平均截面积，或者甚至更具体地，具有大约2.1mm2至大约7.1mm2的平均截面积。
在挤出的聚合物单带中，例如，这些尺寸的开口需要去除形成聚合物单带的材料的体积，使得带不大可能足以承受带起皱工艺的严格和应力。还如本领域技术人员容易理解的，由于织物的纱线无法被织造(间隔或尺寸化)成提供这些尺寸的等同物而还仍然提供能够在带起皱或其它卫生纸结构化工艺中起作用的足够的结构一体化，所以用作起皱带的织造布不大可能提供这些尺寸开口的等同物。
还可以使挤出的层中的开口的尺寸在容积方面量化。在本文中，开口的容积是指开口贯穿带表面层的厚度所占据的空间。在实施方式中，多层带的挤出的聚合物顶层中的开口可以具有至少大约0.05mm3的容积。更具体地，开口的容积可以在从大约0.05mm3至大约2.5mm3的范围，或者更具体地，开口的容积在从大约0.05mm3至大约11mm3的范围。在另外的实施方式中，开口能够为至少0.25mm3，并且从至少0.25mm3增大。
多层带的其它独特特征包括由带的顶表面提供的百分比接触面积。顶表面的百分比接触面积是指带的表面的不开口的百分比。百分比接触层与如下事实相关：在本发明的多层带中能够形成比在织造结构化织物或挤出的聚合物单带中形成的开口大的开口。也就是，实际上，开口减小了带的顶表面的接触面积，并且由于多层带能够具有较大的开口，所以百分比接触面积减小。在一些实施方式中，多层带的挤出顶表面提供从大约10％至大约65％的接触面积。在更具体的实施方式中，顶表面提供从大约15％至大约50％的接触面积，并且在还更具体的实施方式中，顶表面提供从大约20％至大约33％的接触面积。如上所述，在该层中能够存在具有与其余结构不同的开口密度的区域。
开口密度是由多层带的挤出顶层提供的顶表面中的开口的相对尺寸和数量的又一量度。这里，挤出顶表面的开口密度是指每单位面积的开口的数量，例如每cm2的开口的数量。在某些实施方式中，由顶层提供的顶表面具有从大约10/cm2至大约80/cm2的开口密度。在更具体的实施方式中，由顶层提供的顶表面具有从大约20/cm2至大约60/cm2的开口密度，并且在还更具体的实施方式中，顶表面具有从大约25/cm2至大约35/cm2的开口密度。如上所述，在该层中能够存在具有与其余结构不同的开口密度的区域。如本文说明的，多层带的挤出顶层中的开口在起皱操作期间在片中形成拱顶结构。多层带的实施方式能够提供比能够形成在挤出的单带中的开口密度高的开口密度，并且能够提供比利用织造布等同获得的开口密度高的开口密度。因此，多层带能够用于在起皱操作期间在片中形成比由挤出的聚合物单带或织造结构化织物自身多的拱顶结构，因此，多层带能够使用在生产如下卫生纸产品的卫生纸制备工艺中：该卫生纸产品具有比织造结构化织物或挤出的单带大的数量的拱顶结构，因此对卫生纸产品赋予了诸如柔软度和吸收性等的期望特性。
多层带的对起皱工艺起作用的挤出顶层形成的起皱表面的另一方面是顶表面的硬度。在不受原理约束的情况下，相信起皱结构(带或织物)越软，将在起皱辊隙的内部提供越好的压力均匀性，用于提供较均匀的卫生纸产品。
当考虑用于挤出多层带的实施方式的顶层的材料时，如上所述，聚氨酯是非常适合的材料。聚氨酯是用于形成起皱带的相对柔软的材料，尤其是与可以用于形成挤出的聚合物单起皱带的材料相比时。
作为聚氨酯的替代，可以采用由特拉华州的威名顿市的杜邦公司在名称
Figure GDA0003749209960000181
下售卖的热塑性聚酯作为用于挤出顶层的材料。
Figure GDA0003749209960000182
是具有对形成本文说明的多层起皱带的挤出顶层有利的可压缩性、抗裂性和拉伸性的聚酯热塑性弹性体。
因此，在实施方式中，能够使用挤出的热塑性弹性体材料形成顶层。热塑性弹性体(TPE)能够选自例如聚酯TPE、尼龙系TPE和热塑性聚氨酯(TPU)弹性体。能够用于制备带的实施方式的TPE和TPU在挤出之后分别具有在从大约6OA至大约95A范围的肖氏硬度等级和从大约30D至大约85D范围的肖氏硬度等级。醚级和酯级的TPU两者可以用于制备带。基于最终的多层带性质所要求的目标应用，还能够利用各种级的聚酯系或尼龙系TPE或者TPU弹性体的混合物制备这些带。还能够使用热稳定剂对TPE和TPU弹性体进行改性，以控制和增强带的耐热性。聚酯系TPE的示例包括在如下名称下售卖的热塑性塑料：
Figure GDA0003749209960000183
(DuPont)、
Figure GDA0003749209960000184
(DSM)、
Figure GDA0003749209960000185
(Ticona)、
Figure GDA0003749209960000186
(Enichem)。尼龙系TPE的示例包括：
Figure GDA0003749209960000188
(Arkema)、
Figure GDA0003749209960000187
(Creanova)、
Figure GDA0003749209960000189
(EMS-Chemie)。TPU弹性体的示例包括
Figure GDA00037492099600001810
(Lubrizol)、
Figure GDA00037492099600001811
(BASF)、
Figure GDA00037492099600001812
(Bayer)和
Figure GDA00037492099600001813
(DOW)。
能够通过在顶片接触面涂布涂层来改变挤出的顶层的顶表面的性质。在这方面，能够向顶层添加涂层，例如以提高或降低顶表面的片脱离性。可选或另外地，能够向挤出的层的顶表面永久地添加涂层，以例如改善顶表面的耐磨性。这能够在将开口放在顶层中之前或之后进行涂布。该涂层的示例包括疏水组合物和亲水组合物两者，取决于待使用多层带的具体卫生纸制备工艺。
底层
多层起皱带的底层用于对带提供强度、抗MD拉伸和蠕变性、CD稳定性以及耐久性。
与顶层一样，底层也包括贯穿该层的厚度的多个开口。底层中的至少一个开口可以对准挤出的顶层中的至少一个开口，因而将开口设置成贯穿多层带的厚度，即贯穿顶层和底层。然而，底层中的开口小于顶层中的开口。也就是，底层中的开口在挤出的顶层与底层之间的交界附近的截面积小于顶层的多个开口在顶层与底层之间的交界附近的截面积。因此，底层中的开口能够防止当带/片暴露于真空时纤维素纤维被从卫生纸片完全地拉动穿过多层带结构。如以上总体讨论的，被从片拉动穿过带的纤维素纤维如下地对卫生纸制备工艺不利：随着时间在卫生纸机器中积累纤维、例如在真空箱的外缘累积纤维。纤维的积累使机器停产时间成为必须，以便清洁出积累的纤维。纤维的损失还对保持诸如吸收性和外观等的良好的卫生纸片性质不利。因此，能够将底层中的开口构造成基本上防止纤维素纤维被拉动一直穿过带。然而，因为底层不提供起皱面，因而不用于在起皱操作期间使片成形，在底层中构造开口以防止纤维被拉动穿过基本上不会影响带的起皱操作。
在多层带的实施方式中，织造布被设置为多层起皱带的底层。如以上讨论的，织造结构化织物具有用于承受例如带起皱操作的应力和要求的强度和耐久性。如此，已经使用织造结构化织物自身作为起皱或其它卫生纸结构化工艺中的织物。然而，还可以使用各种构造的其它织造布，只要它们具有所需性质即可。因此，织造布能够对根据实施方式的多层起皱带提供强度、稳定性、耐久性和其它性质。
在多层起皱带的具体实施方式中，被提供用于底层的织造布可以具有与使用自身作为起皱结构的织造结构化织物相似的特性。该织物具有织造结构，实际上，该织造结构具有形成在构成织物结构的纱线之间的多个“开口”。在这方面，可以将织造布中的开口的结果量化成透气性；也就是，穿透织物的气流的量度。与挤出的顶层中的开口一样，织物的渗透性允许空气被抽动而穿透带。如上所述，该气流能够被卫生纸制备机器中的真空箱抽动而穿透带。织造布层的另一方面是防止来自片的纤维素纤维在真空箱处被完全地拉动穿过多层带的能力。
根据本领域中熟知的设备和试验测量织物的渗透性，诸如根据马里兰州的黑格斯敦市的弗雷泽精密仪器公司的
Figure GDA0003749209960000202
差压透气性测量仪等。在多层带的实施方式中，织物底层的渗透性为至少大约200CFM。在更具体的实施方式中，织物底层的渗透性为从大约200CFM至大约1200CFM，并且在甚至更具体的实施方式中，织物底层的渗透性在大约300CFM至大约900CFM之间。在另外的实施方式中，织物底层的渗透性为从大约400CFM至大约600CFM。
此外，理解的是，本文中的多层带的所有实施方式对空气和水两者是可渗透的。
表1示出了能够用于形成多层起皱带中的底层的织造布的具体示例。表1中确定的所有织物均由新罕布什尔州的罗契斯特市的Albany国际公司制造。
表1
Figure GDA0003749209960000201
多层结构
根据实施方式的多层带通过使上述挤出的聚合物顶层和织造布底层连接或层叠而形成。如从本文的公开内容将理解的，能够使用各种不同的技术来实现层之间的连接，以下将更完整地说明其中的一些技术。
图4A是根据实施方式的未按比例画出的多层起皱带400的一部分的截面图。带400包括挤出的聚合物顶层402和织造布底层404。顶层402提供带400的在卫生纸制备工艺的起皱操作期间使片起皱和/或结构化的顶表面408。如上所述，顶层402中形成有开口406。注意，开口406从顶表面408贯穿顶层402的厚度延伸到面对织物底层404的表面。由于织造布底层404是具有一定透气性的结构，所以能够对带400的织造布底层404侧施加真空，因而将气流抽动穿透开口406和织造布404。在使用带400的起皱操作期间，将来自片的纤维素纤维被抽入顶层402的开口406中，其结果是将在片中形成拱顶结构。
图4B是带400的在图4A所示的具有开口406的部分向下看的俯视图。如从图4A和图4B明显的，虽然织造布404允许真空(和空气)抽动穿透带400，但是织造布404还有效地“封闭”顶层中的开口406。也就是，实际上织造布第二层404设置多个开口，该多个开口在挤出的聚合物顶层402与织造布第二层404之间的交界附近具有较小的截面面积。因此，织造布404能够基本上防止来自片的纤维素纤维完全贯穿带400。如上所述，织造布404还对带400赋予强度、耐久性和稳定性。
带400的挤出的聚合物层中的开口406是这样的：开口406的壁正交于带400的表面地延伸。然而，在其它实施方式中，开口406的壁相对于带的表面可以以不同的角度设置。当通过诸如激光钻孔、切削或机械冲孔和/或压印等的技术形成开口406时，能够选择和制备开口406的角度。在具体的示例中，侧壁具有从大约60°至大约90°的角度，更具体地，具有从大约75°至大约85°的角度。然而，在可选的构造中，侧壁角度可以大于大约90°。注意，如图4A中的角度α表示地测量本文提及的侧壁角度。
图5A和图5B图示了生产在根据另一示例性实施方式的至少一个挤出的顶层604中的多个开口102的平面图。美国专利No.8,454,800说明了如下所述的开口的建立，通过引用将该美国专利的全部并入本文。根据一个方面，图5A从面对激光源(未示出)的顶表面606的视角示出了多个开口602，由此激光源可用于在挤出的层604中建立开口。各开口606均可以具有锥形形状，其中各开口602的内表面608均从位于带的至少一个挤出的层604的顶表面606的开口610向内渐缩贯穿到位于底表面614的开口612(图5B)。将开口610的x坐标方向上的直径绘出为Δx1，将开口610的y坐标方向上的直径绘出为Δy1。参照图5B，类似地，将开口612的x坐标方向上的直径绘出为Δx2，将开口612的y坐标方向上的直径绘出为Δy2。如从图5A和图5B显而易见的，位于带604的顶侧606的开口610的x方向上的直径Δx1大于位于带的至少一个挤出的层604的底侧614的开口612的x方向上的直径Δx2。另外，位于织物604的顶侧606的开口610的y方向上的直径Δy1大于位于带604的底侧614的开口612的y方向上的直径Δy2。
图6图示了图5A和图5B所绘的开口602中的一个开口602的截面图。如前所述，各开口602均可以具有锥形形状，其中各开口602的内表面608均从位于带的至少一个挤出的层604的顶表面606的开口610向内渐缩贯穿到位于底表面614的开口612。各开口602的锥形形状均可以作为产生自诸如CO2或其它激光装置等光源的入射光学辐射702的结果而被建立。通过向例如如本文说明的挤出的单片材料施加适当特性(例如，输出功率、焦距、脉冲宽度等)的激光辐射702，作为激光辐射穿透带604的表面606、614的结果可以建立开口602。相反地，锥形形状的开口可是这样的：较小的直径在片接触面，较大的直径在相反面。美国专利No.8,454,800说明了使用激光装置建立开口，通过引用将该美国专利的全部并入本文。
如图6所示，根据一个方面，激光辐射202基于冲击在带的至少一个挤出的层604的顶表面706建立第一均匀隆起的连续边缘或凸条704，在底表面614建立第二均匀隆起的连续边缘或凸条706。还可以将这些隆起边缘704、706称为隆起沿或唇。通过704A绘出了隆起边缘704的俯视平面图。类似地，通过706A绘出了隆起边缘706的仰视平面图。在两绘出的704A和706A中，虚线705A和706B是对隆起沿或唇的图示的图形表示。因此，虚线705A和705B不意在表示条纹。各隆起边缘704、706的从层的表面测量的高度可以在5μm-10μm的范围。将高度作为带的表面与隆起边缘的顶部之间的高度差来计算。例如，将隆起边缘704的高度作为表面606与隆起边缘604的顶部708之间的高度差来测量。在其它优点中，诸如704和706等的隆起边缘为各开口提供局部机械增强，这进而有助于对起皱带中的所给出的挤出的穿透层的变形的总体抵抗。另外，开口越深，会在所生产的卫生纸中产生越大的拱顶，并且还会产生例如越高的片蓬松度和越低的密度。注意，在所有情况下，Δx1/Δx2可以为1.1或更高且Δy1/Δy2可以为1.1或更高。可选地，在一些或所有情况下，Δx1/Δx2可以等于1且Δy1/Δy2可以等于1，由此形成筒状的开口。
虽然可以使用激光装置实现在织物中建立具有隆起边缘的开口，但是能够想到，还可以采用能够建立该效果的其它装置。可以使用机械冲孔或先压印后冲孔。例如，可以使挤出的聚合物层压印有所需图案的表面中的凸起和对应的凹陷的图案。然后，例如可以对各凸起进行机械冲孔或激光钻孔。此外，无论用于制备开口的技术为何，均可以使隆起沿位于所有开口或仅位于所选择或期望的开口。
当用作多层带的挤出的顶层时，因为位于与织造布相邻的相反面的隆起沿可能会妨碍两个层在一起的良好粘合，所以可以期望仅在位于片接触面的开口周围具有隆起沿。
根据实施方式的多层带的层可以以能够提供层之间的耐久连接的任意方式接合在一起，以允许在卫生纸制备工艺中使用多层带。在一些实施方式中，通过诸如使用粘接剂等的化学手段使层接合在一起。在再另一些实施方式中，可以使用或不使用激光吸收添加剂通过诸如热熔接、超声波熔接和激光熔合等的技术使多层带的层接合。本领域技术人员将理解可以使用使本文说明的层接合以形成多层带的数个层叠技术。
虽然图4A、图4B、图5A和图5B以及图6中绘出的多层带实施方式包括或是指两个有区别的层，但是在其它实施方式中，可以在图中示出的顶层与底层之间设置附加层。例如，附加层可以位于上述顶层与底层之间，以便提供防止纤维素纤维被拉动一直穿过带结构的另一半透屏障。在其它实施方式中，可以将用于使顶层与底层连接在一起所采用的部件构成为另一层。例如，双面粘接带层可以是设置在顶层与底层之间的第三层。
可以为特定的卫生纸制备机器和待使用多层带的工艺调整根据实施方式的多层带的总厚度。在一些实施方式中，带的总厚度为从大约0.5cm至大约2.0cm。在包括织造布底层的实施方式中，挤出的聚合物顶层能够提供多层带的总厚度的大部分。
在包括织造布底层的实施方式中，织造基布能够具有很多不同形式。例如，可以是织造的环形，或者可以是平坦织造件并随后成为具有织造接缝的环形形式。可选地，可以通过作为变型的环形织造(modified endless weaving)而熟知的工艺来生产，其中使用基布的加工方向(MD)纱线在基布的宽度方向边缘设置接缝环(seaming loop)。在该工艺中，MD纱线在织物的宽度方向边缘之间连续地来回织造，在各边缘处折返并形成接缝环。在安装到如本文说明的卫生纸制备机器期间将以这种方式生产的基布放置成环形形式，为此将该基布称为可机上缝合织物(on-machine-seamable fabric)。为了将该织物放置成环形形式，使两个宽度方向边缘靠在一起，使位于两个边缘处的接缝环彼此交错，并且用缝合销或针穿过由交错的接缝环形成的通道。
如上所述，在实施方式中，挤出的聚合物顶层(和任意附加层)能够由多个部分制成，该多个部分以并排的方式抵接且接合在一起—螺旋卷绕的或一串连续的环—并且使用不同的技术使抵接边缘接合。
除了其它以外，挤出的顶层能够由上述挤出的聚合物材料中的任一挤出的聚合物材料制成。用于这些条和无端环的挤出的聚合物材料能够通过如下挤出辊制品生产：该挤出辊制品的给定宽度在从25mm-1800mm的范围，厚度(厚)在0.10mm至3.0mm的范围。对于平行的无端环，在用于最终带的适当环长度处解缠轧制片，并且建立用于建立CD接缝的对接接头或搭接接头。然后，将环并排放置使得两个环的相邻边缘抵接。在使边缘并排放置之前完成任一边缘的准备(刮削等)。可以在挤出材料时生产几何形状的边缘(斜面、镜像等)。然后，使用本文已经说明过的技术使边缘接合。所需的环的数量由材料辊的宽度和最终带的宽度决定。
如上讨论的，多层带结构的优点是能够通过多层中的一层对带提供强度、抗拉伸性、形稳性和耐久性，而其它层可以不对这些参数作出显著的贡献。将如本文说明的实施方式的多层带材料的耐久性与其它潜在带制备材料的耐久性相比。在该试验中，使带材料的耐久性在材料的撕裂强度方面量化。如本领域技术人员将理解的，良好的拉伸强度和良好的弹性两者的组合致使材料具有高的撕裂强度。测试上述顶层带材料和底层带材料的七个候选挤出的样品的撕裂强度。还测试用于起皱操作的结构化织物的撕裂强度。对于这些试验，程序部分地基于ISO 34-1(硫化或热塑性橡胶的撕裂强度-部分1：裤型、角型和新月型)而得以发展。使用马萨诸塞州的诺伍德市的Instron公司的
Figure GDA0003749209960000251
5966双柱台式万能试验系统、马萨诸塞州的诺伍德市的Instron公司的BlueHill 3软件。以磅记录平均载荷、以2英寸/分钟(这与使用4英寸/分钟速率的ISO 34-1不同)撕裂拉伸1英寸进行所有撕裂试验。
表2中示出了样品及其各自的MD和CD撕裂强度的细节。注意，标明“空白”的样品表示不设置开口的样品，而标明“原型”意味着样品还未被制备成环形带结构，而是仅为试验片中的带材料。
表2
Figure GDA0003749209960000261
如从表2所示的结果能够看出的，织造布和挤出的
Figure GDA0003749209960000262
材料具有比挤出的PET聚合物材料更大的撕裂强度。如上所述，在使用用于形成多层带的一个层的织造布或挤出的
Figure GDA0003749209960000263
材料层的实施方式中，多层带结构的整体撕裂强度将至少与任意层一样强。因此，无论用于形成其它层的材料为何，包括织造布层或挤出的
Figure GDA0003749209960000264
层的多层带将均被赋予良好的撕裂强度。
如上所述，实施方式能够包括挤出的聚氨酯顶层和织造布底层。如下所述，评价该组合的MD撕裂强度，并且还与使用在起皱操作中的织造结构化织物的MD撕裂强度进行比较。使用与上述试验相同的测试程序。在该试验中，样品1是如下双层带结构：具有1.2mm开口的挤出的聚氨酯的0.5mm厚顶层。底层是由Albany国际公司制得的织造J5076布，其细节能够在以上找到。样品2是如下双层带结构：具有1.2mm开口的挤出的聚氨酯的1.0mm厚顶层，并且以J5076织物作为底层。作为样品3，还评价J5076织物自身的撕裂强度。表3中示出了这些试验的结果。
表3
Figure GDA0003749209960000265
Figure GDA0003749209960000271
如从表3中的结果能够看出的，具有挤出的聚氨酯顶层和织造布底层的多层带结构具有优异的撕裂强度。当单独考虑织造布的撕裂强度时，能够看出，织造布产生带结构的撕裂强度的大部分。挤出的聚氨酯层在比例上对多层带结构提供较少的撕裂强度。即便如此，虽然挤出的聚氨酯层自身可能不具有足够的强度、抗拉伸性以及撕裂强度方面的耐久性，如由表3中的结果所示的，当多层结构使用挤出的聚氨酯层和织造布层时，能够形成足够耐久的带结构。
产业上的可利用性
本文说明的机器、装置、带、织物、工艺、材料和产品能够用于诸如面巾纸或厕所卫生纸和纸巾等的商用产品的生产。
尽管本文已经详细说明了本发明的实施方式和本发明的变型，但是应当理解，本发明不限于这些明确的实施方式和变型，并且在不超出本发明的如由所附权利要求书限定的主旨和范围的情况下，本领域技术人员可以作出其它变型和改变。

Claims (35)

1.一种渗透性的带，其用于在卫生纸制备工艺中使片起皱或结构化，所述带包括：
第一层，其由挤出的聚合物材料形成，所述第一层提供所述带的供初生卫生纸片布置的第一外表面，所述第一层具有贯穿所述第一层延伸的多个开口，所述多个开口在所述第一外表面的平面具有至少0.1mm2的平均截面积；以及
第二层，其与所述第一层分离并区别于所述第一层，所述第二层在交界处附接于所述第一层，并且所述交界封闭贯穿所述第一层延伸的所述多个开口，所述第二层形成所述带的第二外表面，所述第二层具有贯穿所述第二层延伸的多个开口，
所述第一层中的所述多个开口从所述带的第一外表面贯穿所述第一层延伸到所述第一层与所述第二层之间的所述交界，所述交界是所述第二层的顶表面，以及
所述第二层的所述多个开口在与所述第一层与所述第二层之间的交界相邻的位置的截面积小于所述第一层的所述多个开口在与所述第一层与所述第二层之间的交界相邻的位置的截面积。
2.根据权利要求1所述的带，其特征在于，所述第一层包括热塑性弹性体，所述第二层是织造布。
3.根据权利要求1所述的带，其特征在于，贯穿所述第一层的所述多个开口在所述第一外表面的平面中具有从0.1mm2至11.0mm2的平均截面积。
4.根据权利要求2所述的带，其特征在于，所述第一层中的所述多个开口在所述第一外表面的平面中具有从1.5mm2至8.0mm2的平均截面积。
5.根据权利要求1所述的带，其特征在于，所述第一层是挤出的单层，所述挤出的单层包括由选自如下的热塑性弹性体形成的热塑性弹性体：聚酯系热塑性弹性体、即聚酯系TPE，尼龙系TPE和热塑性聚氨酯弹性体、即TPU弹性体。
6.根据权利要求2所述的带，其特征在于，所述织造布具有200CFM至1200CFM的渗透性。
7.根据权利要求5所述的带，其特征在于，所述热塑性弹性体包括聚酯系TPE。
8.根据权利要求7所述的带，其特征在于，所述聚酯系TPE包括选自如下组的聚酯系TPE：
Figure FDA0003749209950000021
和
Figure FDA0003749209950000023
9.根据权利要求5所述的带，其特征在于，所述尼龙系TPE包括选自如下组的尼龙系TPE：
Figure FDA0003749209950000022
10.根据权利要求5所述的带，其特征在于，所述TPU弹性体包括选自包括
Figure FDA0003749209950000024
和
Figure FDA0003749209950000025
的组的TPU弹性体。
11.根据权利要求1所述的带，其特征在于，所述第二层的所述开口具有100微米至700微米的直径。
12.根据权利要求1所述的带，其特征在于，所述第一层通过使用粘接剂、热熔、超声波熔接或激光熔接而附接于所述第二层。
13.根据权利要求2所述的带，其特征在于，所述第一层是挤出的单层，所述挤出的单层包括由选自如下的热塑性弹性体形成的热塑性弹性体：聚酯系热塑性弹性体、即聚酯系TPE，尼龙系TPE和热塑性聚氨酯弹性体、即TPU弹性体。
14.根据权利要求2所述的带，其特征在于，所述第二层的所述开口具有100微米至700微米的直径。
15.一种渗透性的带，其用于在卫生纸制备工艺中使片起皱或结构化，所述带包括：
第一层，其由挤出的聚合物材料形成，所述第一层提供所述带的第一外表面，所述第一层具有贯穿所述第一层延伸的多个开口，所述多个开口具有至少0.05mm3的容积；以及
第二层，其与所述第一层分离并区别于所述第一层，所述第二层在交界处附接于所述第一层，并且所述交界封闭贯穿所述第一层延伸的所述多个开口，所述第二层提供所述带的第二外表面，所述第二层由具有至少200CFM的渗透性的织造布形成，
所述第一层中的所述多个开口从所述带的第一外表面贯穿所述第一层延伸到所述第一层与所述第二层之间的所述交界，所述交界是所述第二层的顶表面，以及
所述第二层的多个开口在与所述第一层与所述第二层之间的交界相邻的位置的截面积小于所述第一层的所述多个开口在与所述第一层与所述第二层之间的交界相邻的位置的截面积。
16.根据权利要求15所述的带，其特征在于，所述织造布具有200CFM至1200CFM的渗透性。
17.根据权利要求15所述的带，其特征在于，所述织造布具有300CFM至900CFM的渗透性。
18.根据权利要求15所述的带，其特征在于，所述第一层中的所述多个开口具有0.05mm3至11mm3的容积。
19.根据权利要求15所述的带，其特征在于，所述第一层中的所述多个开口具有至少0.25mm3的容积。
20.根据权利要求15所述的带，其特征在于，所述挤出的聚合物材料包括热塑性弹性体，所述热塑性弹性体包括聚酯系TPE。
21.根据权利要求20所述的带，其特征在于，所述聚酯系TPE包括选自如下组的聚酯系TPE：
Figure FDA0003749209950000031
和
Figure FDA0003749209950000032
22.根据权利要求15所述的带，其特征在于，所述挤出的聚合物材料包括热塑性弹性体，所述热塑性弹性体包括TPU弹性体。
23.根据权利要求22所述的带，其特征在于，所述TPU弹性体包括选自包括
Figure FDA0003749209950000041
和
Figure FDA0003749209950000042
的组的TPU弹性体。
24.根据权利要求15所述的带，其特征在于，所述挤出的聚合物材料包括热塑性弹性体，所述热塑性弹性体包括尼龙系TPE。
25.根据权利要求24所述的带，其特征在于，所述尼龙系TPE包括选自如下组的尼龙系TPE：
Figure FDA0003749209950000043
26.根据权利要求15所述的带，其特征在于，所述第一层通过使用粘接剂、热熔、超声波熔接或激光熔接而附接于所述第二层。
27.一种渗透性的带，其用于在卫生纸制备工艺中使片起皱或结构化，所述带包括：
第一层，其由挤出的聚合物材料形成，所述第一层提供所述带的第一外表面，所述第一层具有贯穿所述第一层延伸的多个开口，其中所述第一外表面：(i)提供10％至65％的接触面积；和(ii)具有10/cm2至80/cm2的开口密度；以及
第二层，其与所述第一层分离并区别于所述第一层，所述第二层在交界处附接于所述第一层，并且所述交界封闭贯穿所述第一层延伸的所述多个开口，所述第二层形成所述带的第二外表面，所述第二层具有贯穿所述第二层延伸的多个开口，
所述第一层中的所述多个开口从所述带的第一外表面贯穿所述第一层延伸到所述第一层与所述第二层之间的所述交界，所述交界是所述第二层的顶表面，以及
所述第二层的所述多个开口在与所述第一层与所述第二层之间的交界相邻的位置的截面积小于所述第一层的所述多个开口在与所述第一层与所述第二层之间的交界相邻的位置的截面积。
28.根据权利要求27所述的带，其特征在于，所述第一外表面：(i)提供15％至50％的接触面积；和(ii)具有20/cm2至60/cm2的开口密度。
29.根据权利要求28所述的带，其特征在于，所述第一外表面：(i)提供20％至40％的接触面积；和(ii)具有25/cm2至35/cm2的开口密度。
30.根据权利要求27所述的带，其特征在于，所述第一层是挤出的聚合物层，所述第二层是织造布。
31.根据权利要求27所述的带，其特征在于，所述第一层是挤出的单层，所述挤出的单层包括由选自如下的热塑性弹性体形成的热塑性弹性体：聚酯系热塑性弹性体、即聚酯系TPE，尼龙系TPE和热塑性聚氨酯弹性体、即TPU弹性体。
32.根据权利要求31所述的带，其特征在于，所述聚酯系TPE包括选自如下组的聚酯系TPE：
Figure FDA0003749209950000051
和
Figure FDA0003749209950000052
33.根据权利要求31所述的带，其特征在于，所述尼龙系TPE包括选自如下组的尼龙系TPE：
Figure FDA0003749209950000053
34.根据权利要求31所述的带，其特征在于，所述TPU弹性体包括选自包括
Figure FDA0003749209950000054
和
Figure FDA0003749209950000055
的组的TPU弹性体。
35.根据权利要求27所述的带，其特征在于，所述第一层通过使用粘接剂、热熔、超声波熔接或激光熔接而附接于所述第二层。
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