CN107529926A - 手动润湿式纸 - Google Patents

Abstract

干燥的成层卷纸被转化成手动润湿的卷纸，其可干燥地使用，或可选地使用本发明的装置手动地润湿。该装置以液体形式被施加到纸上，被加热和冷却，以形成塑性固体，该塑性固体成为纸的一部分。然后，该装置被成形为填充有抗菌清洁剂或其他试剂的容器，并组装在顶纸层与底纸层之间的纸上。该装置在机器运转时在改进的卷到卷卷绕机上制成。该制造方法比将源自外部的批量生产的润湿装置添加到纸中更高效。手动润湿卷纸可用作纸巾或厕纸，用于干式和/或湿式卫生清洁。根据所使用的试剂，该纸可具有其他属性。

Description

手动润湿式纸

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年3月12日提交的序列号为62/132,208的共同未决的美国临时专利申请的权益。

背景技术

干厕纸和干纸巾不能提供足够的卫生清洁，这可能导致健康问题。一个人永远不会用干纸擦拭脏盘子，然后把盘子放回橱柜里；也不会只用干纸巾洗澡。厕所护理是不完整的，除非一个人可以用肥皂和水洗澡，或使用提供水分和洗涤剂的产品。同样地，干纸巾除非被润湿，否则不能清洁干燥的碎屑。

在干厕纸的情况下，制造商和营销商在将其产品推销给消费者时会经历一段艰难的时间，因为厕所护理是充满尴尬和反感的主题。厕所护理的主题不能用传统的广告和宣传方式容易地传达。因此，大多数人认为干纸巾是厕所护理所需的全部。

2001年，干厕纸行业的一家公司引进了一种从未在商业上获得成功的湿擦拭巾(wipe)分配器。最近，该行业已经开始销售过大的湿擦拭巾作为干厕纸的补充。针对润湿材料的专利已经被一些制造商购买；然而，这些专利中没有一个是专门针对用整体润湿装置来增强现有的低成本卷纸制造，其使得消费者具备用一只手来激活用于卷纸产品的潜在润湿的装置的基本能力。

成卷的干厕纸于1891年12月27日获得专利。它已经被广泛接受并使用了六个世代以上。它便宜、容易得到、方便使用、易于处理。用于成卷的干厕纸的分配器是普遍存在的。如今没有什么已知物比干厕纸更好或更便宜地用于吸去水分并除去来自身体的废残余物。然而，单独使用的干纸存在尚未解决的健康和卫生问题。

本质上，人们知道需要肥皂和水来适当地清洁任何东西。成卷的干厕纸一直是用于卫生清洁的不完备产品，因为它会在身体上留下残留和污物。残留可以含有可导致诸如尿路感染等疾病的致病菌。留下的残留污物和残留还可能会引起气味和衣物污染。

厕纸工业意识到上述问题，并已经试图解决上述问题，但是没有实现与本发明类似的商业产品。然而，已经开发了用于厕所湿擦拭巾的市场，优选地与干厕纸结合使用，这表示许多消费者意识到需要水分以便在使用厕所后进行卫生清洁。不幸的是，湿擦拭巾是昂贵的，且需要使用两种不同的产品：在其容器中的湿擦拭巾和干厕纸。一些湿擦拭巾很大，导致过度润湿，且可能存在下水道和化粪池处理的问题。目前可用的湿擦拭巾不适合现有的干厕纸分配器，且通常没有方便的地方来储存它们。

发明内容

与干厕纸一样，成卷的纸巾是大多数家庭中的常见产品。它们在清理溢出物和擦干湿表面方面是极好的。但是它们没有提供清洁污物或干燥的粪便所需的水分，而且它们不具有可以帮助减少有害细菌的抗菌性能。能够在成卷的干纸巾的穿孔的纸张的单层或多层之间散布潜在润湿装置，允许消费者使用干纸巾，或用一只手按压或挤压纸张以产生湿纸巾。纸巾可以用于没有诸如水龙头或液体容器的可获得的水分源的地方；并且通过向该装置添加抗微生物试剂，消费者能够利用本发明可以提供的重要健康特性，例如消毒办公室和工作场所、电脑键盘、电话、灯开关等。因为购买一种能够进行两种不同产品的工作的产品更经济且更方便，所以需要向干燥纸巾提供潜在润湿能力，以允许消费者根据需要使用干纸巾或润湿的纸巾的额外的实用性和便利性。

本发明的一个方案是方便地将成卷厕纸保持在其现有形式中，以非常低的增量成本向相同的卷添加潜在润湿。通过使本发明的制造适应成卷干厕纸的现有的低成本制造，本发明允许消费者以与当前购买厕纸相同的方式购买新产品，并继续使用已经就位的分配器。

在干厕纸的情况下，将所述装置添加到选定的干厕纸的纸张上，使得使用者能够选择干燥地使用每一张厕纸，或通过用一只手的手指挤压装置将所选干燥纸张转换成湿纸张，这导致液体试剂通过毛细作用的非喷射地释放到纸上，用以改进卫生清洁。

在一个实施例中，在该装置中使用抗微生物清洁剂。杀菌剂的重要性是本发明的主要实施例。每年因为诸如诺瓦克病毒和大肠杆菌等细菌的污染而导致的感染引起的疾病和旷工的时间花费了数十亿美元。这些疾病的发生率可以通过在使用厕所后或与患病表面接触后洗澡或淋浴而减少，但是这些选项并不总是实际或可行的。本发明通过提供含有洗涤剂和抗微生物剂的装置来解决这个问题。

这些实施例通过使用大部分以其现有形式的现有卷制品来提供干纸制品的选择性的潜在润湿，并在它们的制造期间将保持液体试剂的一只手可开启装置选择性地添加到卷制品。该修改允许制品以与现在正在制造和销售的干纸卷制品的方式基本相同的方式进行包装、运输、出售、分配、使用和丢弃。

在厕所护理的情况下，潜在润湿纸卷制品比结合使用干纸与湿擦拭巾相比便宜得多。本发明的潜在润湿纸是用一只手激活的，能快速润湿，抗意外断裂、具有防潮包以防止试剂在分配前蒸发，并在每天消耗时保持其潜在润湿性。在不是日常使用的手动润湿纸巾的情况下，提供防止蒸发的保护容器。该装置优选地由既可被厌氧生物降解又可被有氧生物降解的材料制成。

在本发明的一个实施例中，装置被插入选定的成卷厕纸或选定的成卷纸巾的纸张之间。这些纸张都是干燥的，且可以直接使用，直到需要润湿的纸张用以增强清洁，此时保持装置的一张或多张纸张被一只手挤压并变湿。润湿是非喷射的，并包含在大多圆形的分散体中，以使使用者能够快速地进入润湿的薄片。

在另一个实施例中，在制造期间，装置被放置在单层或多层纸卷的顶部上。该实施例将通过毛细作用减少纸张润湿。

根据本申请的一个方案，提供了一种手动润湿式纸产品，包括：顶部纸层；底部纸层；以及润湿装置，设置在顶部纸层与底部纸层之间，润湿装置由底部部分和顶部部分组成，底部部分由固化成固体并形成为具有侧面和凸缘的容器的印刷(印制)液体物质制成；以及顶部部分由固化成固体并形成为具有密封开口狭缝的盖的印刷液体物质制成，其中润湿装置填充有液体试剂。

根据本申请的另一方案，润湿装置具有平行于顶部纸层和底部纸层的两个长度尺寸，其大于垂直于顶部纸层和底部纸层的另一长度尺寸，从而最小化隆起，并允许在给定的卷或包装中具有更多的纸张。此外，润湿装置是柔性的，使得其在缠绕在卷上时适应所生产的纸的变化的直径。

根据本申请的另一方案，密封的开口狭缝用易碎的(脆性的)粘接剂密封，其被构造成由使用者的手提供破裂力。

根据本申请的另一方案，密封狭缝被构造成通过使用使用者的手的两根手指施加压力而打开。

根据本申请的另一方案，打开密封开口狭缝所需的压力通过调节开口狭缝的宽度和长度以及通过改变用于密封开口狭缝的易碎粘接剂的量、类型和施涂来调节。

根据本申请的另一方案，润湿装置被设定尺寸为保持液体试剂的体积，体积为从0.5ml到1ml液体试剂的范围，这是向一张4”×4”的厕纸或10.5”×11”的纸巾提供可用的润湿的足够量。

根据本申请的另一方案，润湿装置在打开以释放液体试剂之后，被构造成变得更平坦，将其位置保持在顶部纸层与底部纸层之间，并保持为一件，从而防止破碎成会玷污、污染或刺激人体组织的部分。

根据本申请的另一方案，润湿装置具有物理尺寸，该物理尺寸被构造成为被润湿的区域提供强度、减少润湿的材料解构和起球，并防止手指刺穿其上所形成的润湿材料。

根据本申请的另一方案，液体试剂被填充到容器中，同时由顶部纸层和底部纸层组成的成层纸形成；在填充时，液体试剂可以是液体形式或冷冻形式。

根据本申请的另一方案，容器由材料制成，材料从以下物质组成的组中选择：聚乙烯醇、聚环氧乙烷和甲基纤维素，由此材料被构造为当在使用后丢弃时与水接触而溶解。

根据本申请的另一方案，手动润湿式纸产品能在干卷厕纸和干卷纸巾分配器中使用，以提供手动润湿式纸卷。

根据本申请的另一方案，提供了一种用于制造手动润湿式纸产品的方法，该方法包括：提供顶层纸的连续幅材；提供底层纸的连续幅材；在顶层纸的连续幅材和底层纸的连续幅材之间间歇地形成润湿装置；以及将顶层纸的连续幅材和底层纸的连续幅材接合在一起。

根据本申请的另一方案，在顶层纸的连续幅材和底层纸的连续幅材之间间歇地形成润湿装置还包括：选择性地将润湿装置的顶部部分的形状中的液体增塑溶胶施加(涂覆)到顶部纸层上；选择性地将润湿装置的底部部分的形状中的液体增塑溶胶施加为粘附到底部纸层的上侧；以及在底部部分填充液体试剂。

根据本申请的另一方案，该方法还包括：将顶部部分和底部部分的粘附的液体增塑溶胶热固化成固体塑料状态，以待进行进一步处理。

根据本申请的另一方案，通过将液体增塑溶胶印刷在顶部纸层上并在使用旋转切缝装置印刷或切割顶部部分时留下空隙，而使狭缝形成在容器的顶部部分中。

根据本申请的另一方案，该方法还包括：在形成狭缝之后，用狭缝上方施加的易碎粘接剂密封狭缝。

根据本申请的另一方案，该方法还包括：在顶部部分上印刷粘接环，粘接环的宽度大致为在底部部分上的凸缘的宽度。

根据本申请的另一方案，该方法还包括：将润湿装置的底部部分形成为浅容器。

根据本申请的另一方案，该方法还包括：将顶部部分和液体试剂填充的底部部分接合在一起，以形成润湿装置。

根据本申请的另一方案，液体试剂在被填充到底部部分之前被冷冻，液体试剂被构造成在室温下熔化。

根据本申请的另一方案，其中，选择性施加液体增塑溶胶的过程是通过旋转筛网印刷来完成的。

根据本申请的另一方案，易碎粘接剂使用旋转凹版印刷施加。

根据本申请的另一方案，粘接环使用旋转凹版印刷而被印刷。

根据本申请的另一方案，其中，底部部分通过使用压印辊和背辊压印而形成浅容器。

附图说明

通过参照附图描述本发明的非限制性示例性实施例，本发明的上述和其他特征和方案将变得更加明显，附图中：

图1A-图1D示出了根据本申请的一个方案的两层之间的液体试剂保持装置。

图2A-图2D示出了根据本申请的多个方案的间隔开的液体试剂保持装置。

图3A-图3B描述了比较示例的效果。

图4A-图4D示出了对破裂进行试验的各种构造。

图5A-图5C示出了在破裂压力下向狭缝施加各种量的粘接剂的效果。

图6A-图6D和图7A-图7B描述了用于试验草案的构造。

图8是用于制造根据实施例的手动润湿式卷纸的示意图。

图9示出了根据实施例的在施胶的纸张上印刷塑料盘的示意图。

图10示出了根据实施例的用于形成双层卷的示意图。

图11A-图11F描述了根据实施例的闪冻装置。

图12示出了根据实施例的用于制造手动润湿装置的连续纸张的方法。

图13示出了用于制造手动润湿装置的另一种方法。

图14A-图14C示出了用于双层手动润湿产品的冷凝制造的方法。

具体实施方式

在所描述的以下实施例中，公开了一种扁平、薄的、柔韧的装置。该装置由附接到成层纸的内部的两个部分组成。底部部分形成为具有侧面和凸缘的容器，顶部部分形成为具有开口狭缝的盖。底部容器填充有活性剂，且将密封粘接剂施加到底部凸缘的顶部或围绕盖的底部的外周，或施加到两者。易碎粘接剂被施加在盖中的开口狭缝的顶部上。底部纸层和顶部纸层与一机器组合在一起，该机器仅将盖的凸缘和外周按压在一起，将试剂防水地密封在容器内。

根据本申请的一个方案的液体试剂保持和分散装置10在图1A-图1D中示出。装置10被构造成利用使用者的手打开来释放液体试剂。如图1A-图1D所示，装置10优选地被用作干的双层纸的一体部分，该干的双层纸包括顶部纸层76和底部纸层77(纸巾、厕纸、擦拭巾等)，或为了可控制地润湿用于使用的干纸。如图所示，该装置包括连接到顶部47的底部容器48。在该实施例中，粘接剂被用于使底部容器48与顶部47接合。

如图1B所示，装置10具有底部容器48，用以保持液体试剂52。容器由塑料制成，其可以在制造期间通过印刷在底部纸层77上而形成。容器的尺寸可以调节；然而，试验表明，容纳约0.5ml液体的2cm宽(图中水平方向的)和2mm深(图中竖直方向的)的尺寸可用于润湿纸张。外周凸缘53使用粘接剂，或者使用一些其他密封方法即加热、湿润或其他方式，将顶部47保持到底部容器48。底部容器49的大体上竖直的侧部分56连同底部容器在外周凸缘53之间的宽度一起限定了装置10的体积。在该实施例中，竖直侧部分56的高度为2mm，但是高度可以在1mm到5mm之间变化，以便为不同应用提供形成不同体积的容器。外周凸缘53具有2mm(在需要容纳0.5ml试剂的情况下为0.5mm到3mm)的宽度。当顶部纸层76和底部纸层77连接在一起时，凸缘为粘接剂施加提供了更大的面积，并为顶部47和底部48之间的密封对准提供了增加的余量，从而减少了试剂52的意外泄漏。

装置10还包括用密封试剂51密封的狭缝部分49。狭缝部分49和密封试剂51被构造成当被使用者的手指按压或被手挤压时，控制液体试剂的释放。该密封狭缝部分49被设计成当在装置上施加足够的力时会失效，使得当需要时液体试剂52可以被释放。在该实施例中，仅使用单个狭缝，但是装置10可被构造成具有多个狭缝。虽然液体试剂52可占据装置的全部的内部体积，但装置10的内部体积的一部分也可包括气体。

在装置中使用的液体试剂可以具有许多不同的性质。具有允许其通过毛细作用漫延到纸上的粘度的试剂是最有用的。此外，本发明的主要目的是在卫生方面清洁，对该试剂而言，抗菌是有用的。液体试剂可以在制造过程中以冷冻状态被插入装置的容器中，以避免任何液体溢到纸上。

装置10上的一个或多个狭缝49可以被调节尺寸以控制液体试剂在纸上的释放。它们用易碎的粘接剂重新密封，这也可以通过调节粘接剂的涂布的厚度、涂布的宽度和粘接剂的类型来控制狭缝的可破裂性。

如图2A-图2D所示，装置10可以被放置在纸张的表面上或被设置在两层纸张15之间。图2A示出了一实施例，其中装置10被间歇地放置在被穿孔16分开的单独的纸张上。为了说明的目的，穿孔纸的卷被示出为部分地展开。在该实施例中，9张干燥纸张(不包含装置10)之后是三个潜在润湿纸张(每个包含装置10)。如图2D所示，装置10放置在三个潜在润湿纸张18上。然而，为了提升卷14的宽度上的平均卷直径，装置10交错跨过连续纸张18上的宽度。这防止在特定位置形成在卷的外表面上的凸出。如图2D所示，第一纸张具有设置在纸张的左侧上的装置10，第二纸张具有设置在纸张中心的装置10，第三纸张具有沿宽度方向设置在纸张的右侧上的装置10。值得注意的是，连续纸张之间的交错可能以其他图案进行。

在如图2B所示的另一实施例中，装置10可间隔地设置在纸张上。即，干燥纸张17之后可以是潜在润湿纸张18。显然，在本实施例中，连续的潜在润湿纸张18被一张干燥纸张17分开。然而，应注意的是，多张干燥纸张17可被设置在连续的潜在润湿纸张18之间。此外，如图2C所示，连续的潜在润湿纸张18中的装置10沿着纸张的宽度交错。

本发明还考虑使用不同尺寸的纸张。如果涂布需要额外的润湿，则较大的纸张可包括一个或多个装置10。在潜在润湿纸张之中的干纸张的分散可根据系统的设计目的的特定涂布来调节。

材料说明

如上所述的装置10包括由薄且柔韧的热塑性材料制成的顶部47和底部48。合适的材料包括但不限于丙烯酸、ABS、尼龙、PVA、PLA、聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚乙烯、聚环氧乙烷、聚丙烯、聚氯乙烯、甲基纤维素、聚四氟乙烯或上述材料的混合物。这些材料可以使用化学成分的固体颗粒加工成膜，加热这些颗粒以将它们转化为熔融物。然后，熔融物可以被挤出成片、管、丝等，熔融物在冷却时返回固体构造，然后被制成适合该装置的材料。

上述材料可被研磨成粉末形式，并与诸如邻苯二甲酸酯的增塑剂或非邻苯二甲酸酯的增塑剂混合，使得它们可以以基本液体形式施涂，并随后被加热到超过其最后的退火点(annealing point)，以将液体材料转变成适合于制造该装置的固体状态。上述热塑性材料可以与溶液状态或粉末状态的着色颜料组合或混合。当塑料处于液体溶液或干燥粉末状态时，可以加入改善材料可生物降解性的物质。这些添加剂包括但不限于在厌氧环境和有氧环境两者中促进生物降解的可氧化生物降解添加剂。

期望的是，材料被优化以限制湿蒸汽转移速率(MVTR)，以延迟活性剂的蒸发。增加材料的厚度提高了MVTR，但是当将装置封装在两层卷制品之间时，材料厚度必须保持最小。MVTR速率抑制剂包括但不限于涂布塑料材料、将高阻隔性塑料混合到中阻隔塑料中、使用包含阻挡层的多层结构、使用包含诸如牺牲剂或纳米黏土的阻挡增强添加剂。在本文所述的实施例中，低密度聚乙烯膜的厚度为12.5μm，但这可以根据应用而变化。

在装置将要与卷纸制品一起使用的情况下，期望在MVTR保护的材料中(诸如金属化的PET或金属化的BoPET或金属化的PP)或在具有可重新密封的盖子的防湿容器中单独地缠绕完成的卷。

装置可以填充诸如乙烯基二羧酸单体聚合物、抗微生物溶液、消毒剂、食品防腐剂、肥皂和洗涤液、药物、化妆品、保湿剂、润肤剂、净化水等所有类型的有用试剂。

在装置被封装在卷纸制品中的优选实施例中，期望的是，该试剂无毒且对人体组织无刺激性。在一个优选的实施例中，期望的是，该试剂同时具有清洁和抗微生物的性质。还期望的是，试剂是粘性的，且自由流动。优选的是小于1cP(厘泊)。小于1cP是相对粘稠的流体，其允许在装置被手动打开之后将液体试剂快速转移到纸上。纸上的充满或吸收可通过增加纸的毛细作用而使得纸更加能吸收而被增强。有一些本领域技术人员已知的增强毛细作用的方法。这些方法包括但不限于优化纸材料的构成及其形成纸张的方式、纸张的化学添加剂，以及通过压印增加纸张的松软度(loft)和纹理来改变纸张的表面。

还有利的是，当该装置用于润湿卷纸制品时，为了增加纸的润湿强度而限制纸的解构和起球，并增加湿纸的破裂强度。

在装置被成层纸封装的另一个优选实施例中，期望将装置间歇地添加到选定的穿孔纸张，使得不包含装置的一些纸张可以与标准干纸相同地干燥地使用，上述使用之处需要干燥度、柔软度、吸收性和纹理以用于吸收水分和/或最初除去污物。

在优选实施例中，包含装置的穿孔纸张被设定尺寸为或被处理以增加其润湿强度。在另一个优选实施例中，装置上的开口狭缝被定位成垂直于卷的长度，以便当纸制品滚动时，减小易碎再密封粘接剂上的应力。

试验

重点集中在使用用于物质的潜在润湿的具有卷制品的装置。成卷的干厕纸目前是潜在润湿装置的最大潜在市场。对于具有潜在润湿的成卷的纸巾的潜力，尽管不如厕纸市场那么大，但是也是巨大的。

潜在润湿的干卷制品的相关事项：

诸如美国专利7,914,891、美国专利8,192,841、WO2000070009和US2007/0071537的现有技术参考文献中描述的微胶囊被描述为球形，但不太适用于潜在润湿卷制品。

术语“微”是误导性的。微指的是小于百万分之一米的物体。这种尺寸的胶囊不能保持有用于润湿的液体量。上述引用的技术没有具体地处理胶囊如何打开。打开被称为触发事件，例如施加的压力、大气压力、温度、湿度、pH或与特定物质的接触。当考虑到干卷制品的潜在润湿时，一只手打开是打开胶囊的唯一切实可行的方法。如前所述的触发事件需要成本高昂且不切实际的工具、设备、机器和装置，以与诸如干厕纸和成卷的干纸巾等商品一起使用。

当被成形为诸如胶囊、小袋或囊泡(vesicle)的小容器时，保持液体的塑料材料在手挤压或按压时趋于拉伸。像橡胶气球一样，塑料材料趋于在压力下变形而不会破裂。(参见图3A)胶囊越小，通过压力用手打开越困难，因为小胶囊凹进或压缩到手指或拇指中而不会破裂。通常破裂小塑料胶囊所需要的极限压力超过了手的实际压力。

进行试验以寻找手动破裂诸如聚乙烯LDPE的塑料材料薄片的方法。如图3B所示，通过将LDPE片拉伸超过2cm直径的瓶顶并试图通过使用手指破裂覆盖开口的材料来进行试验。在所有情况下，代替断裂，塑料材料被拉伸并凹入开口而不是破裂。随着塑料片被制作得更薄，它们的弹性增加，使得手动破裂更加困难。

通过“热刮”减小如美国已公布申请2007/0071537所述的塑料小袋的壁厚在卷制品中使用是不可能的。上述参考专利的小袋被封装在两种材料之间并在“卷”产品的端部处被扭曲。在扭曲时，擦拭件部分地充满清洁溶液，并用于擦拭脏手。这种扭曲方法会损坏卷制品、耗时、需要两只手，因此不适于与卷纸制品一起使用。

在可比较的示例中，试图通过在开口的外周上用针冲出密集的孔来削弱在2cm宽的瓶顶上拉伸的塑料材料(如图4A)，并用手指按压材料。这些孔之后将被密封。试验不成功。

还试验了其他针孔图案(图4B、图4C和图4D)，材料仍然没有在手压下破裂。这些构造包括围绕材料的圆周的针孔(图4A)，一个或多个直径图案的针孔(图4B和图4C)，以及布满材料的外表面的针孔(图4D)。

然而，发现用剃刀完全通过长度近似为开口直径(1.5cm)的75％的塑料材料的顶部47切割狭缝部分49(参见图1D)，并用液体亚甲基二醇重新密封LDPE中的开口狭缝部分49，并使密封剂干燥，聚乙烯中的切口狭缝部分49成为水密的。进行了如图5A、图5B和图5C所示的增加用于覆盖狭缝的亚甲基二醇的量和面积的试验。发现，在每种情况下，密封足以使容器变得水密。增加密封剂的涂布稍微增加了用手破裂密封狭缝所需的压力。打破密封的压力为从6磅(lbs)到8磅。如果狭缝尺寸为x，则密封剂可以在x+0.01mm到x+0.10mm或更高的范围内，以提供所需的打开功能并减少试剂的意外释放或泄漏。因此，材料以及材料与狭缝结合的覆盖区域提供结构，以控制激活装置10来进行干纸制品的润湿所需的力的量。

试验含有液体的卵形凝胶帽(5mm×7.5mm)，以观察其是否在手压下破裂。需要超过50磅的、超过实际手压的限制的极限压力来使胶囊破裂。当发生破裂时，它是有力的、将液体流喷出几厘米远。没有找到由蜡或密实材料制成并保持液体的合适的胶囊用于试验。由硬质非塑性材料制成的小胶囊的外壳将倾向于破裂，并破碎成碎片，这些碎片将使湿纸材料解构或起球(pill)，并玷污(litter)或污染使用者或被清洁的物体。

将液体保持球形的微型或小型胶囊对于保持用于卷制品的润湿试剂来说是不实际的。除了难以用手打开之外，球形不会屈服，从而会改变卷制品的直径，且足以保持有意义的量的用于润湿的液体的球形对于在卷制品中使用来说太大了。

试验表明，0.5ml诸如水(25℃时为0.9cP[cP为厘泊，动态粘度的度量])的润湿试剂将通过在手动破裂3-4秒后形成约5cm直径的润湿点，而提供用于增强清洁的良好润湿。直径为2mm×2cm的容器容纳约0.5ml的液体试剂。在2层厕纸的情况下，使用所述装置的12个潜在润湿纸张将增加小于1英寸的卷的直径。相反，使用保持0.5ml液体的球形容器的12个潜在润湿纸张将引起令人不快的凸出并增加近3英寸的直径。(所称的卷是卷在1.75”直径的纸管上的标准的4”宽×4”直径)。使用多个较小直径的胶囊来防止凸出由于制造成本更高所以是不实际的；用手打开一些胶囊来提供足够的润湿所需的时间量将是过于耗时的。

已经发现，柔性的薄装置连续地顺从改变卷的尺寸并防止过度隆起(bulging)，对于卷制品的潜在润湿是期望的。

可以调节润湿剂的量，但是已经发现，0.5ml在不会过度增加卷直径的情况下还对卷制品提供良好的润湿。当考虑4”平方穿孔的厕纸纸张或11”×10.5”纸巾纸张时，一系列润湿试剂可以为从0.025ml到2ml。增加试剂的量不会有效增加所需润湿的有用性，且可以产生诸如过度润湿、增加湿起球和/或手指穿孔以及需要更大、更重的包装(这可能不适合现有的分配器)的问题。

当装置被封装时，优选的是，该试剂是低粘度的，例如，小于1cP，以允许快速的毛细作用。高粘性流体或润肤剂当与卷制品一起使用时不适合用于潜在湿润。然而，当该装置分开使用时，几乎可以使用任何类型的无刺激性液体，因为不需要毛细作用来扩散。包括该装置的组成材料的厚度也可增加以改善MVTR，而不损害该装置的有用性。

试剂通过毛细作用扩散到纸材料上，并且纸的湿强度可以使用某些纸添加剂连同某些树脂的涂布一起施加并压印而增强。

试验草案

由聚乙烯、LDPE、含有密封的半球室的膜制成的、直径2cm×深度5mm气泡包裹的卷被切割成单独件。参见图6A。在顶部平坦侧上使用剃刀制成1.75cm长的狭缝，且如图6B所示，装置被放气至约2mm深度。然后，顶部中的狭缝通过刷上亚甲基二醇液体的涂层并使其干燥而被密封。参见图6C。

使用装有0.5ml蒸馏水的1ml容量的注射器，泄气的装置填充有0.5ml蒸馏水。然后，将小注射器孔用亚甲基二醇密封并使其干燥。参见图6D。如图7A所示，填充后的装置被放置在两个单层的纸巾之间，并被插入并定位在液压指捏力计的顶部按钮上。接下来，拇指和食指压力被用来使位于两张纸之间的装置破裂。该装置用约6磅的压力容易破裂，在不到4秒的时间内，蒸馏水被释放并扩散以在纸巾的顶部和底部上形成均匀的5cm直径的润湿点(图7B)。

试验结论

由柔性材料制成的小袋、胶囊、容器或囊泡需要屈服并顺从，因此它们可以成为卷制品的一部分。塑料材料，由于其固有的弹性，倾向于在手压下拉伸，而不是破裂。材料越薄，用手破裂越困难，当材料很薄时，材料倾向于更容易拉伸。材料的厚度会影响MVTR及其被成形为装置的容器的能力。实际厚度范围约为1微米-30微米。因此，仅在材料中形成薄点不能用于提供受控破裂，不实用，且实际上降低了塑料材料的破裂可能(薄的部分更容易膨胀)。此外，通过手压破裂的均匀密封的小袋、胶囊、容器或囊泡趋于从破裂点喷出有力的流动，并远离想要被润湿的区域。其还难以控制容器在何压力下破裂。如美国专利20070071537所描述的，削弱接缝或形成弱点可以导致泄漏，并加剧液体内容物以远离想要被润湿的区域的强力流动被排出的趋势，弱点也可能消极地影响MVTR。当被一根或多根手指按压或挤压时，一个或多个重新密封的狭缝被打开，允许通过重力和/或毛细作用从装置快速且不喷射地排空液体试剂。

保持用于充分润湿的足够的液体的球形胶囊对于卷制品是不实际的，因为它们产生不期望的隆起。当受到手压时粉碎成碎片的材料制成的胶囊会产生污染和垃圾，且对于卷制品的潜在润湿是不实际的。增加传统技术中描述的诸如微胶囊的胶囊数量增加了制造成本、意外泄漏的可能性，使得手动打开变得更加困难和耗时；并且增加了来自破裂的小胶囊的碎片将损坏和解构湿润的基底并引起垃圾和污染和/或刺激的可能性。

制造

高速连续制造是保持成本足够低以创造高需求和持续增长的关键组成部分。本发明的制造对于成卷的厕纸和卷纸巾两者均为类似的。本文公开了两种制造方法：(1)第一种方法需要单独制备包含液体试剂的装置10，并在卷纸制品的连续制造过程中引入这些装置；(2)第二种方法需要在制造卷纸制品的同时制造装置。

第一种方法适用于单层纸制品和多层纸制品。第二种更快更经济的方法是为两层纸制品设计的，两层纸制品组成了厕纸和纸巾的大部分。因为厕纸和纸巾是大批量生产的商品，成本竞争力是重要因素。潜在润湿装置被设计用于低成本制造和低材料成本。

厕纸和纸巾通常由高速连续制造机器制成。首先，大卷的单层纸由纸浆制成。纸浆通常由再生纸制成。卷通常为65”宽×60”直径。通过将大卷锯成单独的卷，65”宽的卷可制成16个每个4”宽的厕纸卷。为了制作两层纸卷，两个大的65”宽×60”直径的单层卷以一个在另一个之上的方式被架起到复卷机上，随后它们在此处合层在一起。然后，将成层的纸压印、穿孔成能撕开的纸张，并滚动到卡纸纸管上或无管卷起或折叠。然后，65”宽的卷被切割成多个较小宽度的包装，并被包裹出售。

用于制造潜在润湿装置的一个实施例是与如上所述的如图9、图10、图11A-图11F所示的成卷的两层纸的制造同时被制造的装置。

用于制造潜在润湿装置的另一实施例是用于在65”宽的塑料基底上高速制造多个装置，随后将该塑料基底切割成条，这些条具有一个装置的宽度并缠绕在卷筒上，用于在纸卷制品的连续制造期间插入，如图12和图13所示。卷筒101在图8中示出。该装置被架在卷绕式双层纸卷制造机上的底部纸层102和顶层纸板103之间。单独的润湿装置10从卷筒101被切割并借助从粘接剂喷嘴104分散的粘接剂而粘附到纸辊102的顶侧。装置10使用单独的切割装置105被切割，然后，辅助的空气到达沉积鼓106上，在此处，装置在通过鼓106被旋转之后，随后被粘附到辊102的顶部，以便接触来自纸辊102的纸层。装置沿着纸层102的顶部移动(参见107)。然后，当装置被按压在辊109之间时，利用来自顶辊103的纸层封装。封装之后，双层卷被穿孔辊110穿孔，并缠绕在辊111上。

图12示出了使用65”宽的塑料片制造装置10以形成在先前实施例中使用的卷筒101的实施例。首先，65”宽的塑料片卷501被展开，且塑料片通过开口纵切机506被切开，以形成开口狭缝。然后使用粘接剂施加器507来密封狭缝，随后在干燥室508中干燥。然后塑料片被卷绕以形成成品卷509。该卷509被装载到一个后续过程中，以与形成为凹形(半球、杯形等)的另一塑料片卷连接，并填充有试剂。如图12所示，塑料卷502展开，且真空辊503在片材上抽真空以形成凹形的容器底部。这些容器底部使用喷嘴504填充液体试剂，任何多余的试剂从表面被刮除或扫除505。将来自卷509的上部塑料片被再次加热，然后在接合辊511处接合到底部塑料片，该底部塑料片具有填充有液体试剂的容器。然后，接合的纸张被开缝锯512切割，并卷绕以形成卷筒101。

另一个实施例是使用竖直形式填充和密封机器来制造潜在润湿装置10的分开的单个卷筒(如图13所示)。这种制造方法适用于开发、采样、试运行和包装在容器中的单个装置，使得装置可以分开地用于湿物质。一个扁平管在一个润湿装置的宽度上越过金属心轴703从辊701供给，由此形成为管状。开口狭缝在702处形成，并在704处用易碎粘接剂密封。管在室705中被干燥并在卷取辊706上被卷起。

如图所示，卷取辊706架在竖直形式填充和密封机器的顶上。管在708处跨过其底部宽度被加热密封成水密的，并跨过其顶部宽度而敞开，以从储槽707接收一定量的液体试剂。该试剂被收集在底部密封件的上方。然后管跨过其顶部宽度在试剂上方被密封。重复该过程，已填充的小袋被缠绕到辊101上。

2层制品的同时制造

通过印刷、干燥(拉幅)、切缝和形状成形、填充制冷剂和将顶部和底部部分密封在一起的装置的连续加工成型，提供了高速、低成本制造和低材料成本。此外，它允许根据需要在卷内将装置排序(例如，对于轻度利用，每9张干燥纸张具有一张潜在润湿纸张；对于中度使用，每7张干燥纸张具有一张潜在润湿纸张；或者，对于重度使用，每5张干燥纸张具有一张潜在润湿纸张等)。装置可以被印刷为边对边交错，以便更平坦地卷起。装置可以被制造为保持不同量的试剂，且手动打开力可以被校准以易于手动打开，或根据消费者的需要使纸张完整地用于干洗。包含装置的纸张可以累积以进行额外的清洗，或用作干燥纸张。连续制造的顺序也可根据需要改变。

参照图9，单层纸(厕纸或纸巾)的连续卷从释放辊201的顶部展开。在这种情况下，卷的直径为65英寸宽×60英寸直径。辊201被架起来用于顶部释放的顺时针旋转，纸从左向右行进。纸穿过压印辊203，以在纸上压出图案、设计/标志等，为了额外的松软度、柔软度和吸收性。接下来，单层纸在施胶辊204下方穿过，在这里其借助湿强度树脂被选择性地施胶(例如每10张纸)，以为纸提供额外的湿强度。纸行进通过干燥室(拉幅机)205，以干燥胶料。接下来，纸张通过旋转筛子或凹印辊206在施胶后的纸张上选择性地印刷有塑料盘。

为了形成塑料盘，可以使用液体增塑剂中的粉末状塑料颗粒的悬浮液。该悬浮液在室温下以液体形式流动，所以其可以借助旋转筛网印刷的方式选择性地被施加到移动的单层纸上。当印刷部件(盘)被加热到大约180℃并随后冷却到60℃以下时，会产生固体塑料盘。这样的盘在制造时被印刷在底部单层纸的移动顶侧上。然后，该盘被压力压印以形成浅容器。然后，移动容器可以用液体清洁/消毒剂的冷冻充注来填充。

当底部容器正在形成时，顶盘被印刷在移动的顶部纸层的下侧上，使得打开的空间或狭缝不被印刷在盘上。随后用易碎粘接剂涂覆(印刷)狭缝，以密封顶部狭缝。底盘上的凸缘用密封剂(或借助热或化学方式部分熔化)涂布(印刷)。顶部部分和底部部分被带到一起。与底盘上的凸缘一致的顶盘的外周被按压在一起以密封装置内的冷冻试剂。试剂随后熔化，并待使用。

参照图9，塑料熔体一起流动，形成穿透并粘附在单层纸上的固体盘。塑料盘在干燥室207中干燥，并在卷取辊208上被卷起。因此，塑料盘在单层纸上的表面上一体地形成。此外，为了减少MVTR(湿蒸汽转移速率)，专门的涂层可以被施加在干燥的塑料型盘上，并在卷起在辊208上之前干燥。替代地，特殊材料可被添加到塑料溶液中以阻止蒸发。

接下来，如图10所示，形成双层纸卷。根据图9的过程制造的两个卷被架在顶部和底部以便稍后形成双层纸卷。顶辊308从底部展开，而底辊309从顶部展开。辊308和309的退绕释放点精确同步。

参照顶层：包含放置在施胶的纸张上的塑料盘的单层卷308通过刀辊310被供给，刀辊310切割穿过塑料盘的狭缝。接下来，粘附辊311将粘接剂施加在狭缝上，密封以使其关闭，并使其水密。如果需要，粘接剂也可以在辊311处施加在盘的外周周围，以帮助从顶辊和底辊接合相应的盘。来自辊308的纸继续到图10中的右侧，其中，通过在接合辊312处将顶盘的外周粘附到底盘容器的凸缘，以液体密封方式密封盘，而使顶层318与底层319接合。

现在描述在接合之前准备底层319的过程。来自底辊309的纸通过压印/模制辊313向图中右侧行进，在该压印/成型辊313处，施胶的纸张上方的塑料盘被压印/模制成具有围绕其外周的凸缘的容器。接下来，通过模制/压印形成并骑在底部单张纸层的顶部上的敞开容器在图中向右行进，并经过辊314的下方，此处填充有喷出的冻结半球的试剂。接下来，刮刀片315从容器的凸缘去除任何多余的试剂。敞开的顶部容器继续接合辊312，此处容器的顶部和容器的底部(其形成装置10)以液密方式密封在一起，同时被封装在顶部纸层318与底部纸层319之间。随后，双层纸被穿孔辊316穿孔，并在卷317处卷起。随后将卷317切成16个4”宽的单个卷，并包装。制品可被平铺(plated)而不是卷起。

闪冻装置

参照图11A-图11F详细描述闪冻装置320。一条柔性(凹或凸)杯418被附接并布置成跨过金属网牵引带419的宽度。网牵引带419螺纹地围绕从动辊314和315。牵引带的速度被同步以匹配底部纸层319的行进速度。当这排杯418处于辊315的上止点时，杯418全部填充有从容器(未示出)泵送的液体试剂，其中试剂已经过冷到刚刚高于冰点的温度，进入延伸跨过牵引带419的宽度的填充杆421中。牵引带的宽度匹配下方骑着的纸层319的宽度。

填充后的杯朝向图中的左侧在对角线刮板之下通过，此处任何多余的试剂被移除422。这排杯418继续向左进入闪冻室429，在此处试剂被冷冻成固体。当填充后的这排杯418离开闪冻室429时，刮刀423从杯凸缘除去任何多余的冷冻试剂。这排杯现在在辊314处逆时针旋转，并在圆形防护凸缘324下方通过，以防止冷冻试剂在杯在辊314的底部处倒转180°时脱落。

当这排杯到达辊314的下止点时，内部弹簧加载的排出器凸轮425将杯418从凹形倒置成凸形，将冷冻试剂半球排出到底部容器426中。在单层纸底部的顶部上的敞开容器的到达被连续地校准，以与冷冻试剂排出的时间一致。填充的容器426经过另一个刮刀片427并朝向接合辊312移动(图10)。这排凸形的柔性盘从凸形被重新设置为凹形，用以借助重新设置的凸轮428再次填充试剂。

辊314和315以及排出器特征的结构在图11B-图11F中进一步详细示出。图11B是示出沿着用于接收杯418的辊314和315的宽度形成的孔432的局部视图。辊314的内部部分在图11C中详细示出。辊314包括用于将冷冻试剂排出到底部容器426中的排出器凸轮425(图11E)。在该实施例中的排出器凸轮425是弹簧加载的，并用于通过使杯418接触到凸起形状来推动冷冻试剂进入底部容器426以排出试剂(图11D)。当辊314旋转时，该排出器凸轮425被保持在恒定的位置。

图11F中更详细地示出了辊315。这排杯418在横跨辊的宽度上被间隔开，并基于底层319上的连续装置10之间的间隔而周向地间隔开。

在另一个实施例中，提供了冷凝的制造过程。如图14A-图14C所示，在该方法中，顶部纸层和底部纸层在图14A和图14B中的分开的过程中分别被制备有相应的顶部47和底部容器48。然后，在图14C所示的另一过程中接着进行填充、接合和压印过程。

在图14A中，顶部层从供应辊600供应，供应辊600被退卷，并供给到印刷步骤602，其中具有狭缝的盘被印刷在顶层上。将具有其上印刷有狭缝的盘的顶部纸层供给到冷却和加热室603，其中，印刷的盘和底层在离开室之前被加热和冷却。在离开室之后，顶层在返回辊604上方的路线上行进，该返回辊604将顶层重新导向为朝向室603。然而，在重新进入室603之前，使用辊605将易碎的粘接剂施加在狭缝上方。在施加粘接剂之后，顶层重新进入室603以再次被加热和冷却。在加热/再冷却步骤之后，顶层离开室603并卷绕在卷取卷筒上，以形成顶层卷601，该顶层卷具有上面形成有密封狭缝的盘形顶部。

在图14B中，底层用多个装置10在底部制备，用以最终与图14C中的顶层的顶部配合。首先，供应辊610退卷并供给到印刷步骤611，在印刷步骤中，固体盘被印刷在底层上。具有印刷在其上的固体盘的底层随后进入用于加热和再冷却的加热/再冷却室612。在离开室612之后，一对压印辊613被用于将盘形成到类似于图1B所示的底部48(具有侧壁的容器，该侧壁具有从其延伸的凸缘)。具有形成于其上的多个容器形盘的底层被卷绕在卷取辊614上。

最后，在图14C中，顶层和底层被退卷并接合，使得具有粘接剂密封狭缝的顶盘与相应的底部容器配对，以得到如图1A所示的构造。顶层卷601被退卷并引导到接合辊624以与底层接合。然而，底层首先被引导到用于用液体试剂填充底部容器的填充装置。填充装置包括牵引辊620，牵引辊620包括缠绕在两个辊上的带621。带621包括以预定间隔隔开的多个填充装置622，以匹配底层上的连续的底部容器之间的距离。带621的速度被控制为与从辊614退卷的底层相同的速度。在每个底部容器被填充之后，底层被引导到粘接剂施加器辊623，粘接剂施加器辊623将粘接剂施加到底部容器的凸缘，用于粘合到顶层的顶盘。在施加粘接剂之后，底部容器在接合辊624处被接合到顶盘。在该接合步骤之后，可进一步处理顶层和底层。该进一步处理包括将顶层和底层压印、在邻近装置10的部分处进行选择性的纸张施胶、切割以产生预定宽度的卷，并重绕以产生最终产品。

尽管已经参照本发明的示例性实施例具体示出和描述了本发明，但是应认为，上述描述仅仅是示例性实施例的说明，而并非限制。因此，本发明的范围不是通过本发明的详细描述限定的，而是由所附权利要求限定的，且该范围内的所有差异将被解释为包括在本发明中。

Claims (25)

1.一种手动润湿式纸产品，包括：

顶部纸层；

底部纸层；以及

润湿装置，设置在所述顶部纸层与所述底部纸层之间，所述润湿装置包括：底部部分，由固化成固体并形成为具有侧面和凸缘的容器的印刷液体物质制成；以及顶部部分，由固化成固体并形成为具有被密封的开口狭缝的盖中的印刷液体物质制成，

其中所述润湿装置填充有液体试剂。

2.根据权利要求1所述的手动润湿式纸产品，其中，所述润湿装置具有平行于所述顶部纸层和所述底部纸层的两个长度尺寸，所述两个长度尺寸大于垂直于所述顶部纸层和所述底部纸层的另一长度尺寸，从而最小化隆起，并允许在给定的卷或包装中具有更多的纸张。

3.根据权利要求1所述的手动润湿式纸产品，其中，所述润湿装置是柔性的，使得其在缠绕在卷上时适应所生产的纸的变化的直径。

4.根据权利要求1所述的手动润湿式纸产品，其中，所述被密封的开口狭缝用易碎的粘接剂密封，以被构造成由使用者的手提供破裂力。

5.根据权利要求1所述的手动润湿式纸产品，其中，所述密封狭缝被构造成通过使用使用者的手的两根手指施加压力而打开。

6.根据权利要求1所述的手动润湿式纸产品，其中，打开所述被密封的开口狭缝所需的压力通过调节所述开口狭缝的宽度和长度以及通过改变用于密封所述开口狭缝的易碎粘接剂的量、类型和施涂来调节。

7.根据权利要求1所述的手动润湿式纸产品，其中，所述润湿装置的尺寸被设定为保持液体试剂的体积，所述体积为从0.5ml到1ml液体试剂的范围，这是向一张4”×4”的厕纸或10.5”×11”的纸巾提供可用润湿的足够量。

8.根据权利要求1所述的手动润湿式纸产品，其中，所述润湿装置被构造成在打开以释放所述液体试剂之后，变得更平坦，其位置被保持在所述顶部纸层与所述底部纸层之间，并保留为一件，从而防止破碎成会玷污、污染或刺激人体组织的部分。

9.根据权利要求1所述的手动润湿式纸产品，其中，所述润湿装置具有构造成为被润湿的区域提供强度的物理尺，减少润湿的材料解构和起球，并防止手指刺穿其上所形成的润湿材料。

10.根据权利要求1所述的手动润湿式纸产品，其中，所述液体试剂被填充到所述容器中，同时由所述顶部纸层和所述底部纸层组成的成层的纸正被形成；在填充时，所述液体试剂可以是液体形式或冷冻形式。

11.根据权利要求1所述的手动润湿式纸产品，其中，制成所述容器的材料从以下物质组成的组中选择：聚乙烯醇、聚环氧乙烷和甲基纤维素，由此所述材料被构造为当在使用后丢弃时与水接触而溶解。

12.根据权利要求1所述的手动润湿式纸产品，其中，手动润湿式纸产品能在干卷厕纸和干卷纸巾分配器中使用，以提供手动润湿式纸卷。

13.一种用于制造根据权利要求1所述的手动润湿式纸产品的方法，所述方法包括：

提供顶层纸的连续幅材；

提供底层纸的连续幅材；

在所述顶层纸的连续幅材和所述底层纸的连续幅材之间间歇地形成润湿装置；以及

将所述顶层纸的连续幅材和所述底层纸的连续幅材接合在一起。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，在所述顶层纸的连续幅材和所述底层纸的连续幅材之间间歇地形成润湿装置还包括：

选择性地将呈所述润湿装置的顶部部分的形状的液体增塑溶胶施加到所述顶部纸层上；

选择性地将呈所述润湿装置的底部部分的形状的液体增塑溶胶施加粘附到所述底部纸层的上侧；以及

在所述底部部分中填充所述液体试剂。

15.根据权利要求13所述的方法，还包括：

将所述顶部部分和所述底部部分的粘附的液体增塑溶胶热固化成固体塑料状态，以待进行进一步处理。

16.根据权利要求13所述的方法，其中，通过将所述液体增塑溶胶印刷在所述顶部纸层上并在使用旋转切缝装置印刷或切割所述顶部部分时留下空隙，而使狭缝形成在容器的所述顶部部分中。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括：

在形成所述狭缝之后，用所述狭缝上方施加的易碎粘接剂密封所述狭缝。

18.根据权利要求15所述的方法，还包括：

在所述顶部部分上印刷粘接环，所述粘接环的宽度大致为在所述底部部分上的凸缘的宽度。

19.根据权利要求14所述的方法，还包括：

将所述润湿装置的底部部分形成为浅容器。

20.根据权利要求14所述的方法，还包括：

将所述顶部部分和所述液体试剂填充的底部部分接合在一起，以形成所述润湿装置。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述液体试剂在被填充到所述底部部分之前被冷冻，所述液体试剂被构造成在室温下熔化。

22.根据权利要求14所述的方法，其中，选择性施加液体增塑溶胶的过程是通过旋转筛网印刷来完成的。

23.根据权利要求17所述的方法，其中，所述易碎粘接剂使用旋转凹版印刷施加。

24.根据权利要求18所述的方法，其中，所述粘接环使用旋转凹版印刷而被印刷。

25.根据权利要求19所述的方法，其中，所述底部部分通过使用压印辊和背辊压印而形成为浅容器。