CN108291343A - 图案化的非织造材料 - Google Patents

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Abstract

本文中公开了一种含有至少25wt.％的纤维素纸浆的图案化的水刺缠结的非织造片材材料，其中至少一个表面的1％至20％之间的表面积已经被压印以形成通过压印和非压印区域之间的视觉和/或触觉差异可辨别的装饰性或信息性图案。图案化的非织造片材材料能够通过以下步骤制造：形成包括热塑性纤维和纤维素纸浆的纤维幅，水刺缠结该纤维幅以形成非织造片材材料并干燥，并且然后在小于100℃的温度下使该干燥的非织造片材材料经受由在图案化砧辊上的能量发射器，特别是使用超声能量提供的压印作用以形成图案化的非织造片材材料。

Description

图案化的非织造材料
技术领域
本发明涉及一种设置有视觉的非随机图案的非织造片材材料并且涉及一种用于制造这种图案化的非织造片材材料的方法。
背景技术
吸收性非织造材料用于擦拭工业、医疗、办公室和家庭应用中的各种类型的溢出和污垢。它们通常包括用于吸收水和其它亲水性物质以及疏水性物质(油、脂肪)的热塑性聚合物(合成纤维)和纤维素纸浆的组合。这种类型的非织造擦拭物除了具有充足的吸收能力之外，同时还坚固、柔韧和柔软。它们能够通过各种方法制造，包括在聚合物幅上气流成网、湿法成网和泡沫成网含有纸浆的混合物，随后脱水和水刺缠结以将纸浆锚定到聚合物上并最终干燥。这种类型的吸收性非织造材料及其制造方法例如在WO 2005/042819、WO2007/108725、WO 2008/066417以及WO 2009/031951中公开。
对于各种应用，期望在非织造材料上具有可见的图案，例如图形、标识、文本等以便使它们可识别，用于指示它们的预期用途、用于促销目的等。图案能够通过印刷施加；然而，印刷经常导致油墨渗入图案外部的非织造物中，例如当在擦拭物的使用(擦拭)期间擦拭物或类似物与溶剂一起使用时，这显然是不希望的。
WO 95/09261公开了具有几何重复图案的非织造材料，所述图案由材料上的结合和未结合区域形成。结合区域占据材料表面积的3-50％，特别是5-35％。存在每平方厘米8-120个量级的结合区域，例如每平方厘米34个结合区域并且每个未结合区域具有小于0.3cm2的面积。非织造材料是具有外部纺粘热塑性层和内部熔喷纤维层的三层层压件。层压件通过使用加热的压花辊压延而被图案化。这些材料的缺点是图案与热塑性塑料的结合相关，并且作为结果，图案只能很小并且同时必须占据非织造物表面的相对较大的面积。这对于含有纤维素纸浆或类似物的吸收性非织造材料是特别不利的，其中结合降低了吸收能力并且因此避免了热结合。
本发明的目的是提供一种图案化的非织造片材材料，其中该图案化不会带来现有技术的缺点，例如印刷图案的渗色、通过水刺缠结产生的图案的清晰度不足或压花技术的刚度和强度或吸收能力的降低。
发明内容
因此，本发明提供了一种优选地水刺缠结的吸收性非织造材料，该材料在其表面上具有非随机的、清晰且明显可见的装饰性或识别性图案。所述可见的图案不会实质上降低材料的吸收能力并且还确保了其它产品特性的保持，包括柔软度、耐磨性、强度等。材料的两个侧面可以具有不同的组成：下侧面可以具有相对较高的纸浆含量，而其上设置有图案的上侧面可以具有相对较低的纸浆含量，反之亦然。
本发明的目的还在于提供一种用于制造图案化的含有纸浆的非织造物的方法，其包括使非织造物经受避免高温的压印步骤，特别是振动压印步骤。
附图说明
图1示出了用于制造本公开的片材材料的生产线。
图2示出了根据本公开的图案化的非织造物。
具体实施方式
本发明涉及一种如所附权利要求1所定义的图案化的水刺缠结的非织造片材材料。本发明还涉及一种如所附权利要求11所定义的制造图案化的非织造片材材料的方法。
在本文中引用片材材料的侧面时，这意味着片材的有效表面，即片材材料的正面侧和背面侧(也可互换地称为上表面和下表面)。在本文中提及重量比或百分比时，除非另有说明，这些是基于干物质(没有任何水或更多的挥发性物质)。在本文中提及水重或百分比时，这些是基于湿物质。
图案化的水刺缠结的非织造片材材料含有纤维素纤维，优选至少25wt.％，更优选至少40wt.％，甚至更优选至少50wt.％，优选至多80wt.％，最优选在60至75wt.％之间的纤维素纤维。纤维素纤维在下面被进一步定义并且包括纤维素纸浆。
另外，片材材料优选含有热塑性纤维，优选至少10wt.％，更优选至少15wt.％，甚至更优选至少20wt.％，最优选至少25wt.％，至多例如70wt.％，优选至多60wt.％，更优选至多50wt.％，最优选至多40wt.％。热塑性纤维，也被称为(人造或合成)聚合物纤维，能够包括(连续)长丝和(短)人造短纤维或两者都有。基于组合幅的干固体，片材材料(组合幅)可以优选含有6至60wt.％之间，更优选10至45wt.％之间，最优选15至35wt.％之间的合成长丝。可替代地或另外地，基于组合幅的干固体，片材材料可以优选含有3至50wt.％之间，更优选4至30wt.％之间，最优选5至20wt.％之间的合成人造短纤维。在一个优选实施例中，片材材料同时含有热塑性长丝和人造短纤维，例如以9:1至1:1之间，优选5:1至1.5:1之间的重量比。下面进一步定义和阐述了热塑性纤维。
在本图案化的片材材料中，至少一个表面的1％至20％已经被压印并且形成通过视觉和/或触觉手段可辨别的图案，例如通过压印和非压印部分之间的反射、亮度、光滑度等的差异，这些能够由视觉或触摸和感受来感知。这些差异具体地是在高度上的差异。
如本文中所使用的，压印被理解为是指执行导致片材材料的某些压缩的机械力，如下面进一步定义和阐述的。因此，图案不是仅由颜色的差异(例如由印刷、染色或着墨导致的)或者材料组成中的其它差异可辨别的。在一个优选实施例中，图案基本上仅由压印得到。特别地，片材材料的压印部分具有非压印部分的厚度的75％至95％之间的厚度。这样，压印动作导致了5-25％的厚度减少。
图案能够存在于片材材料的任一侧或同时在两侧上。在一个优选实施例中，为了便于参考，图案化(即高度差异)仅存在于一侧上，该侧被称为“正面侧”或“图案侧”。正面侧能够具有与背面侧相同或不同的材料组成。片材材料在其厚度上能够具有很大程度上均匀的组成。可替代地并且优选地，片材材料在其厚度上可以具有逐渐变化的组成，同时两个表面(正面和背面)具有基本上相同的组成(在这种情况下，内部区域具有不同的组成)或不同的组成。在一个特殊实施例中，片材材料是分层的片材，具有不同组成的两个、三个或更多层，其中，然而，特别是作为水刺缠结的结果，在相邻层之间没有清晰的过渡。例如，片材能够是双层片材，其具有在一侧的相对的高纸浆层以及在另一侧的相对的低纸浆层。片材也能够是三层片材，其具有相邻的高纸浆、低纸浆和高纸浆层。进一步的变化例是同样可行的。
在一个具体实施例中，片材材料具有高纸浆(正面侧)表面和相反的低纸浆(背面侧)表面，在其间具有可选的另外层，或者没有这种中间层而形成双层片材。高纸浆表面可以含有至少60wt.％的纸浆纤维并且低纸浆表面可以含有少于50wt.％的纸浆纤维。这样的百分比应用于最外侧的区域中，例如片材厚度的最外侧的5％。可替代地，高纸浆表面可以含有少于30wt.％，优选少于15wt.％的热塑性纤维并且低纸浆表面可以含有至少30wt.％，优选大于50wt.％的热塑性纤维。
取决于预期用途，本片材材料的厚度可以广泛地变化。作为一个示例，片材可以具有100至2000μm之间，特别是250-1500μm，优选400-1000μm，更优选500-800μm的厚度(非压印部分)。厚度能够通过如在所附示例中进一步描述的方法来测量。压印(图案)和非压印部分之间的高度差通常为50-250μm，优选为75-150μm。该高度差能够通过本领域中已知的方法测量，例如通过激光反射测量或通过白光干涉测量。
图案能够具有任何形式或设计。它们能够是纯装饰性的或者它们能够具有信息或识别功能或者两者兼而有之，并且对于使用者或观察者而言是清晰可见的。它们能够包括图形(如线条、圆圈等)以及图片、可读字符(字母、数字)等。作为合适的示例，压印层区域的一部分可以形成可读字符和/或标识。作为一个甚至更具体的示例，压印表面的2％至15％形成可读字符和/或标识，并且压印表面的0.5％至3％形成除可读字符或标识之外的其它图案，特别是诸如直线或曲线的几何图案，该百分比是基于压印表面的总表面积。
出于最大吸收能力的原因，优选片材材料的压印侧(或多个压印侧)的总表面积的至少10％由不间断的至少20cm2、优选至少25cm2的非压印区域构成。更优选地，压印侧的总表面积的至少20％、最优选至少30％由这种不间断的非压印区域构成。这种不间断的非压印区域可以具有任何形式，例如矩形、多面体、圆形，还可以是更多不规则的形式。
图案化的非织造片材可以是任何期望程度的柔软度、强度以及任何尺寸，并且其可以是无色(白色)或有色的，其中颜色可以在压印步骤之前或之后施加。该图案是稳定的并且耐受温度、湿度、UV/vis照射等，并且不会渗色。
本片材材料对亲水和疏水物质都具有优异的吸收性能，其不会因图案而降低。具体地，最终片材材料的吸水能力为每g干燥片材材料至少5g水，优选至少6g/g(以23℃的蒸馏水为参考)。
如以上所描述的用于制造图案化的非织造片材材料的方法优选包括以下步骤：
-形成包括热塑性纤维和纤维素纸浆的纤维幅；
-水刺缠结纤维幅以形成非织造片材材料，
-将非织造片材材料干燥至小于10wt.％，优选小于5wt.％，下至0.1wt.％的水含量；并且其特征在于：
-在小于100℃，优选小于60℃，最优选30至50℃之间的温度下，使干燥的非织造片材材料经受由图案化砧辊上的能量发射器提供的压印作用，以形成图案化的非织造片材材料。
用于压印的能量尤其是基于振动能量而不是直接冲击或热量。因此，重要的是压印作用不包括热塑性纤维的压花或热结合到显著的程度。已发现压花(利用适当加热的辊)会导致较不清晰的图案，并且热结合(其意味着热塑性塑料的熔化)降低了所得片材材料的吸收能力。
一种非常有用的类型的振动(振荡)能量是超声能量。适用于本方法的超声设备在本领域中是公知的。作为示例，超声设备能够例如从HerrmannUltraschall，Karlsbad，DE，或从Branson Ultrasonics，Danbury CT，USA或Dietzenbach，DE采购。在一个优选实施例中，压印动作是使用传送待压印的片材材料的图案化砧辊的旋转动作，如附图1所示。振荡频率优选地处于较高的声学范围中，或者更优选地处于较低的超声范围中，例如在15至100kHz之间，特别是在18至30kHz之间。振荡功率优选在200-4000N的范围内，更优选在500-2500N的范围内。振荡振幅通常将在10-100μm的范围内。
能量发射器(其在超声设备中有时被称为超声发生器)与砧辊之间的距离优选较短并且可以在操作中变化。因此，能量发射器与砧辊的突出部分之间的间隙具有约等于或大于待处理材料的厚度的最大值以及稍小于待处理材料的厚度的最小值(压印阶段)。因此，该间隙优选为至少500μm，更优选为600至2000μm之间，最优选为800至1500μm之间。该间隙优选是可调整的以便允许不同厚度的片材的更换和处理。
现在将参照各实施例和附图更详细地描述本产品和方法。具体地，以下描述了在图案化的水刺缠结的非织造片材材料的形成中待应用的各种方法步骤和材料的进一步细节。
实施例和待使用的材料与方法的详细描述
天然纤维
能够使用许多类型的天然纤维，特别是那些具有吸水能力和倾向于帮助产生连贯片材的天然纤维。在合适的天然纤维中，主要有纤维素纤维，例如种子毛发纤维(例如棉花、亚麻和纸浆)。木浆纤维是特别合适的，并且软木纤维和硬木纤维都是合适的，并且还能够使用再循环纤维。纸浆纤维长度能够从对于软木纤维的约3mm到对于硬木纤维的约1.2mm以及这些长度的混合变化，并且对于再循环纤维甚至更短。
长丝
长丝是在其制造期间与其直径成比例的非常长的、理论上无限长的纤维。它们能够通过熔化和通过细喷嘴挤出热塑性聚合物，随后冷却(优选使用空气流)以及固化成能够被牵引、拉伸或卷曲处理的线来制造。纺粘长丝是以相似的方式制造的，通过使用空气拉伸长丝以提供通常大于10μm，通常为10-100μm的合适的纤维直径。纺粘长丝的制造例如在美国专利4,813,864和5,545,371中描述。能够将用于附加功能的化学品添加到长丝的表面。
作为一组的纺粘和熔喷长丝被称为纺丝成网长丝，意味着它们直接地原位沉积在移动表面上以形成在下游结合的幅。通过聚合物和温度分布的选择来控制“熔体流动指数”是控制挤出和由此长丝形成的关键部分。纺粘长丝通常更坚硬且更均匀。所述长丝是纵向铺设的。
理论上能够使用任何具有充足的连贯特性以允许在熔融状态下切割的热塑性聚合物来制造纺粘纤维。有用的合成聚合物的示例是聚烯烃(例如聚乙烯和聚丙烯)、聚酰胺(例如尼龙-6)，聚酯(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯)和聚交酯。当然也可以使用这些聚合物的共聚物和混合物以及具有热塑性特性的天然聚合物。
人造短纤维
人造短纤维能够由与以上描述的长丝相同的物质并通过相同的方法制造。其它可用的人造短纤维是那些由再生纤维素(例如粘胶纤维和lyocell)制成的。它们能够用纺丝油剂处理并且被卷曲，但是这对于优选用于制造本非织造片材材料的方法类型不是必需的。
通常进行纤维束的切割以得到单个切割长度，其能够通过改变切割轮的各刀具之间的距离而改变。取决于预期的用途，使用2至50mm之间的不同纤维长度。湿法成网水刺缠结的非织造物通常使用12-18mm，或低至9mm或者更小的纤维长度，特别是由湿法成网技术制造的水刺缠结的材料。材料的强度和其其它特性如表面耐磨性随着纤维长度(对于纤维的相同厚度和聚合物)的增加而增强。当连续长丝与人造短纤维和纸浆一起使用时，材料的强度将主要来自于长丝。
更短的人造短纤维能够得到改进的材料，因为它们具有每克纤维更多的纤维端部并且更易于在Z方向(垂直于幅平面)上移动。更多的纤维端部将从幅的表面伸出，从而增强了纺织感。牢固的结合将导致非常好的耐磨性。人造短纤维能够是基于不同聚合物，具有不同的长度和分特并且具有不同的颜色的纤维的混合物。
方法
含有纸浆的片材材料能够由能够通过本领域中已知的各种技术应用的材料形成，所述技术包括湿法成网、气流成网、干法成网或纺丝成网或者其能够完全或部分地由预制片材(例如薄棉纸片材)形成。作为示例，用于制造本公开的图案化的非织造片材材料的方法能够是如图1所描绘的。这种方法包括以下步骤：提供环形的成形织物1，连续长丝2能够作为例如纺粘长丝铺设在成形织物1上，并且过量的空气能够穿过成形织物被抽走以形成幅3的前体；将具有连续长丝的成形织物1推进到湿法成网阶段和所谓的流浆箱4，在此处包括天然纤维和人造短纤维的混合物5的水性浆料或水性泡沫在连续长丝2的前体幅3上湿法成网并且部分地进入连续长丝2的前体幅3，并且多余的水穿过成形织物1排出，形成纤维幅6；将纤维幅6从织物1推进到第二织物7以使纤维混合物经受水刺缠结阶段8，在此处长丝2和纤维通过水射流10的作用紧密混合并结合进入非织造幅9。然后幅被推进到干燥阶段11，在此处非织造幅9被干燥；并且进一步被推进到用于在砧辊20和砧头21之间压印的阶段，将在下面进一步描述，随后用于滚压、切割、包装等(阶段30)。
能够由挤出的热塑性粒料制成的连续长丝2能够直接铺设到成形织物1上，在成形织物1上允许它们形成未结合的幅结构3，其中长丝能够相对自由地彼此移动。这能够通过使喷嘴与成形织物1之间的距离相对较大来实现，使得长丝被允许冷却并且因此在它们落在成形织物上之前具有降低的粘性。可替代地，在长丝铺设到成形织物上之前长丝的冷却能够例如由空气实现。用于冷却、牵引和拉伸长丝的空气穿过成形织物被抽吸，以使长丝跟随空气流进成形织物的网眼中以停留在那里。抽吸空气可能需要良好的真空环境。作为另一种选择，长丝能够通过喷水冷却。
长丝在成形织物上铺设的速度可以高于成形织物的速度，所以当长丝在成形织物上聚集时能够形成不规则的环和弯曲部以形成随机化的前体幅。所形成的长丝前体幅3的基重能够有利地在2至50g/m2之间。
如以上所描述的，天然纤维和人造短纤维的混合物5能够湿法成网到纺丝成网的长丝的前体幅3上并且部分地进入其中以形成纤维幅6。然而，如上所述，这种纤维幅6也能够由本领域中已知的各种其它技术所应用的材料形成。
还应该强调的是，尽管如图1所示的形成图案化的水刺缠结的非织造片材材料的方法主要是参考长丝的使用来描述的，但是形成图案化的片材材料的本公开还可以包括仅由纸浆和不是长丝的热塑性纤维(例如人造短纤维)形成的材料。例如，这种片材材料可以通过将纸浆和人造短纤维的混合物5直接铺设到成形幅1上，除去水，随后对成形幅水刺缠结、干燥和压印而形成。下文中还描述了进一步的替代方案。
在以下更详细地描述了能够在纸浆和人造短纤维的铺设以及在前体幅的形成中使用的一些技术。本方法还将参照图1进一步阐述关于水刺缠结和压印阶段的方法阶段以及可能发生的形成如图2示例的产品的任何进一步处理。
湿法成网
纸浆和人造短纤维(如果使用的话)的混合物5能够以常规方式成浆，不论混合在一起或者先单独成浆然后混合，并且可以添加常规的造纸添加剂，例如湿和/或干强度剂、助留剂、分散剂以在水中制造充分混合的纸浆和人造短纤维的浆料。如图1所示，混合物5能够通过湿法成网流浆箱4泵出到移动的成形织物1上，在该成形织物1上混合物5利用其自由移动的长丝铺设到未结合的前体长丝幅3上。
一些纸浆和人造短纤维将进入长丝之间，但是更大的部分将留在长丝幅的顶部上。通过布置在成形织物下的抽吸箱，多余的水穿过长丝的幅以及向下穿过成形织物被抽吸。
沉积短纤维(纸浆和/或人造短纤维)的一种特别有利的方法是通过泡沫形成，其是湿法成网的变体，其中在表面活性剂的存在下，纤维素纸浆和人造短纤维与水和空气混合，优选0.01至0.1wt.％之间的非离子表面活性剂以便形成含有纸浆的混合物5。泡沫可以含有10至90vol.％之间，优选15至50vol.％之间，最优选20至40vol.％之间的空气(或其它惰性气体)。泡沫被运送到流浆箱4，在流浆箱4处泡沫铺设到长丝幅3的顶部上并且多余的水和空气被抽走。
气流成网和干法成网
代替例如湿法成网，纤维能够通过干法成网(其中纤维被梳理然后直接施加到载体上)或气流成网(其中可以是短纤维的纤维供应到空气流中并且被施加以形成随机定向的幅)施加。
水刺缠结
合成纤维(例如连续长丝)和人造短纤维以及纸浆的纤维幅6被水刺缠结，同时其被织物7支撑并且强烈混合和结合成复合非织造材料9。水刺缠结方法的一种指示性描述在CA专利号841,938中给出。
在水刺缠结阶段8中，不同的纤维类型将通过多个冲击到纤维上的高压水的细射流10的作用而缠结。精细移动的纺丝成网长丝被缠绕并且自身以及与其他纤维缠结在一起，这给予了纤维非常高的强度，其中所有的纤维类型都被紧密混合并成为一体。缠结水穿过成形织物7排出并且如果需要的话能够在净化(未示出)之后再循环。水刺缠结所需的能量供应相对较低，即材料易于缠结。水刺缠结的能量供应能够合适地在50-500kWh/ton的区间中。
水刺缠结的材料的强度将取决于缠结点的数量并且因此取决于纤维的长度，特别是当水刺缠结的材料仅基于人造短纤维和纸浆纤维时。当使用长丝时，强度将主要由长丝确定，并且在缠结中很快达到该强度。因此，缠结能量的大部分将花费在混合长丝和纤维上以达到良好的集成。
如图1所示，该方法能够包括水刺缠结含有前体长丝幅3的纤维幅6，在该长丝幅3上人造短纤维和纸浆纤维的混合物已经被湿法成网或类似处理。在含有纸浆的混合物5(具有或不具有人造短纤维)通过流浆箱4铺设之前，前体长丝幅3可以经受预结合阶段，或者甚至可以作为预结合的幅供应，该预结合的幅能够作为普通幅通过卷起和展开操作处理，即使其还不具有其用作擦拭材料(未示出)的最终强度。5中的纸浆纤维能够相当容易地混合并缠结到并且还粘附在这种长丝幅和/或较长的人造短纤维中。然而，可能存在于5中的聚合物人造短纤维可能更难以缠结并强制向下进入预结合的长丝幅中，并且通常需要使用较长的人造短纤维(例如12-18mm)以获得足够的缠结结合点以在长丝幅中牢固地捕捉聚合物纤维。
在含有纸浆的混合物5的铺设之前，前体长丝幅3可以优选大致上未结合，即在含有纸浆的混合物5(具有或不具有人造短纤维)通过流浆箱4沉积之前不应该发生前体长丝幅3的广泛的结合(例如热结合)。在缠结期间，长丝应该优选相对于彼此相对大程度地自由移动到人造短纤维和纸浆纤维以混合并旋转进入长丝幅。
在该方法的这一点处长丝幅中的各长丝之间的热结合点将充当阻止人造短纤维和纸浆纤维在这些结合点附近入网的阻塞物，因为它们将保持长丝在热结合点附近不可移动。幅的“筛网效应”将得到增强并且将导致更双面化的材料。“无热结合”意味着长丝未暴露于过度的热量和压力下，例如在加热的辊子之间，这些辊子将一些长丝压缩到使它们将会软化和/或熔融在一起以在接触点处变形的程度。一些结合点可能是由在铺设瞬间的残留粘性导致的，特别是对于熔喷纤维而言，但是这些结合点在接触点处将没有变形，并且因此对材料的特性没有显著的负面影响。
因此，如本文中所描述的并且如图1所示的方法可以导致未结合的长丝幅的高柔韧性，以便于聚合物人造短纤维的夹带并因此允许使用较短的纤维。所述纤维能够在2至8mm的范围内，优选3至7mm，但是也能够使用更长的人造短纤维。
缠结阶段8能够包括具有多行喷嘴的几个横向杆，非常高的压力下的非常细的水射流10从所述喷嘴指向纤维幅喷出以提供纤维的缠结。然后水射流压力能够调整成在喷嘴的不同行中具有不同压力的特定压力分布。
可替代地，在水刺缠结之前能够将纤维幅传送到第二缠结织物上。在这种情况下，幅也能够在传送之前通过具有一个或多个带有多行喷嘴的杆的第一水刺缠结工作台水刺缠结以及干燥等。然后水刺缠结的湿幅9被干燥，这能够使用常规的幅干燥设备完成，优选为用于薄绵纸干燥的类型，例如通风干燥或杨克干燥。
材料的结构能够通过进一步的处理(例如微起皱)等来改变。还能够向材料添加不同的添加剂，例如向非织造材料添加湿强度剂、粘合剂化学品、胶乳、剥离剂等。根据本发明的一种复合图案化非织造织物能够被制造为具有20-120g/m2，优选50-80g/m2的总基重。
压印方法
一种用于压印非织造物的方法和装置表示在图1中。湿法成网或泡沫成网的水刺缠结的半成品片材材料9在干燥器11中干燥并且然后在砧辊20上沿着导向辊22输送以制造压印片材材料23。超声砧辊20通过驱动齿轮24启动，该齿轮在该图中顺时针旋转。能量由设置有超声发生器25和振荡增强器26的砧头21施加。
砧辊20具有合适的尺寸以允许连续的片材以例如2-10m/s，优选3-6m/s(180-360m/min)的显著的速度移动。砧辊可以具有例如50-200cm的直径以及1至3m之间的宽度(圆筒的高度)。旋转速度是可控的，并且对于直径为1m的砧辊，旋转速度(单位为弧度每秒)将与通过的片材的速度相同，即旋转辊的切向速度对应于例如25-60转每分钟(rpm)。重要的是确保旋转速度精密地调整到片材材料的传送速度，使得片材材料在与砧辊20接触的同时相对于砧辊20不移动，由此避免了损坏片材材料。
环境条件能够在超声处理期间适当地应用。片材在压印位置处的温度优选小于100℃，更优选小于60℃，最优选在30至50℃之间。超声装置的进一步操作条件能够是如以上所描述的。
进一步方法
在压印之前或之后，材料的结构能够通过进一步处理(例如微起皱等)改变。还能够向材料添加不同的添加剂，例如向非织造材料添加湿强度剂、粘合剂化学品、胶乳、剥离剂等。在压印步骤之后，材料能够被卷绕成母卷。然后能够用已知的方式将材料转变为合适的格式并打包。根据本发明的一种复合图案化的非织造织物能够被制造为具有20-120g/m2，优选40-80g/m2的总基重。
图2示出了本公开的一种图案化的片材27的示例。所描绘的方块28(其中一半具有内部压印图29，另一半为空)具有约70×70mm的单元尺寸。它具有总面积的约85％的相对非压印表面区域和上至40cm2的不间断非压印区域。
示例
测试方法——基重
基重(克重)能够通过遵循用于确定基重的以下标准中阐述的原理的测试方法确定：WSP 130.1.R4(12)(每单位面积的质量的标准测试方法)。从样品片材中冲出100×100mm的试件。试件从整个样品中随机选择并且应该没有折叠、褶皱和任何其它偏离的变形。试件在23℃、50％RH(相对湿度)下调节至少4个小时。在校准的天平上称重一堆10个试件。基重(克重)是称重的重量除以总面积(0.1m2)，并记录为具有标准差的平均值。
测试方法——厚度
本文中描述的片材材料的厚度能够通过遵循根据EDANA，WSP120.6.R4(12)的非织造物厚度的标准测试方法的原理的测试方法确定。根据该标准的装置从瑞典的IM TEKNIKAB可获得，该装置具有从日本的Mitutoyo Corp可获得的测微仪(型号ID U-1025)。待测量的材料的片材被切割成200×200mm的试件并被调节(23℃，50％RH，≥4小时)。在测量期间，片材放置在压脚下方然后被降低。然后在压力值稳定后读取片材的厚度值。该测量由精密测微仪完成，其中测量了由样品产生的固定参考板与平行压脚之间的距离。
压脚的测量区域为5×5cm。在测量期间施加的压力为0.5kPa。在切片试件的不同区域上执行五次测量以将厚度确定为五次测量的平均值。
测试方法——吸水性
能够由每g擦拭物保持的单位为g的水的量如下确定：
五个100×100mm的方形测试样品在80℃下固化30分钟并在23℃，50％RH下调节至少4小时。每个调节过的样品以0.01g的精度称重并放置在样品保持器中，该样品保持器以三个样品角保持样品使得样品以平直的竖直位置悬挂同时自由的角指向下方。悬挂的样品降低到平底碗中的去离子水(23°)中并且被允许在60秒期间浸泡在去离子水中。然后将样品从水中移出并且被允许以其平直竖直方向悬挂在保持器中同时自由悬挂的角指向下方而滴水120秒，然后称重。吸水性(WA)由公式WA＝(Mw-Md)/Md计算，其中Md是浸泡之前(干燥)的重量而Mw是浸泡和滴水之后的重量，并且以g/g表示。记录五个样品的平均吸水值。
测试方法——擦拭能力
能够由擦拭物擦去的流体的量(单位为给定量的百分比)如下确定：
称量直径为190mm、在80℃下固化30分钟并在23℃，50％RH下调节至少4小时的圆形试件，并且然后在一起具有尽量接近3.6g的重量的多个试件放置在彼此顶部对齐的层中形成擦拭样品。擦拭样品平面地放置在塑料泡沫的圆形样品保持器(来自Recticel的Bulpren R60)的圆形塑料擦拭表面的中心，所述表面和样品保持器均具有113mm的直径。将过量的样品材料围绕样品保持器的侧边折叠并附着于其上。水(每3.6g样品10g)在500×1200mm的钢板上散布成具有200mm的长度的一束。样品保持器被附接到机器人上，该机器人被编程为对每个样品和一个施加的水束在钢表面上执行六次直线擦拭，其中承载擦拭样品的保持器的圆形塑料擦拭表面在钢表面上承受200g的压力。机器人和控制单元能够从Thermo CRS获得。对于每次擦拭，机器人用擦拭样品在直线方向上沿着并对齐于水束以80cm/s的速度擦拭钢表面，其中每个直线擦拭动作的长度为400mm，并且在在第一次擦拭之前在擦拭物与水束的一端接触的前方100mm处开始并且擦拭在距离呈现在第一次擦拭之前的水束的另一端100mm处终止。每次擦拭后称重擦拭样品。计算对于每次擦拭动作和样品的吸水量占在板上施加的量(每3.6g样品10g)的百分比。对六个样品中的每一个重复以上过程并计算每次擦拭动作的平均水量。在测试材料具有两个不同侧的情况下，将三个样品放置成相应的侧面向样品保持器以及将三个样品放置成相反的侧面向样品保持器(如下面的示例中的情况)。
示例1
如图1(项目1-11)所示通过以下方法制造了非织造的吸收性片材材料：在运行的传送织物上铺设聚丙烯长丝的幅，并且然后在流浆箱中通过泡沫成形过程在聚合物幅上施加含有88:12的重量比例的木浆和聚酯人造短纤维以及0.01-0.1wt.％的非离子表面活性剂(乙氧基化脂肪醇)的纸浆分散体，引入总量约30vol.％的空气(基于总泡沫体积)的。基于最终产品的干固体，聚丙烯长丝的重量比例为25wt.％。选择这些量以便达到最终产品的基重为80g/m2。然后在40-100bar的增加的压力下，使用多个水射流使组合的纤维幅经受水刺缠结，所述40-100bar的增加的压力在水刺缠结步骤提供约180kWh/t的总能量供应，如在CA 841938，第11-12页中的描述所测量和计算的，并且随后干燥。
然后如图1(项目21-26)中所描绘的，水刺缠结并干燥的片材在超声装置中压印。砧辊具有一个约为表面积的15％的突出部分，形成线条和文字图案。压印的片材具有如图2中所描绘的图案。
参考示例
制造了与示例1相同的非织造物，但是其没有被压印。
结果
根据以上测试方法分析和测试了示例1和参考示例的非织造物。结果呈现在下表中。
表：参考产品(非压印)和压印产品的测试结果
测试结果表明压印的非织造物(示例1)具有至少与非压印的非织造物(参考示例)相同的性能。

Claims (17)

1.一种含有至少25wt.％的纤维素纸浆的图案化的水刺缠结的非织造片材材料，其中至少一个表面的1％至20％之间的表面积已经被压印以形成通过压印和非压印区域之间的视觉和/或触觉差异可辨别的图案。
2.根据权利要求1所述的片材材料，其中所述视觉和/或触觉差异包括压印和非压印部分之间的高度差异。
3.根据权利要求1或2所述的片材材料，其含有40-80wt.％，优选50-75wt.％的纸浆纤维以及15-60wt.％，优选25-50wt.％的热塑性纤维。
4.根据权利要求3所述的片材材料，其中所述热塑性纤维包括热塑性长丝和/或人造短纤维。
5.根据权利要求4所述的片材材料，其含有10至45wt.％之间的热塑性长丝。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的片材材料，其中所述片材材料具有高纸浆表面和相反的低纸浆表面。
7.根据权利要求6所述的片材材料，其中所述高纸浆表面含有至少60wt.％的纸浆纤维并且所述低纸浆表面含有少于50wt.％的纸浆纤维和至少30wt.％的热塑性纤维。
8.根据前述权利要求中任一项所述的片材材料，其中压印层区域的一部分形成可读字符和/或标识。
9.根据前述权利要求中任一项所述的片材材料，其中压印表面的总表面积的至少10％由至少20cm2，优选至少25cm2的不间断的非压印区域构成。
10.根据前述权利要求中任一项所述的片材材料，其具有至少5g/g的吸水能力。
11.一种制造图案化的非织造片材材料的方法，其包括以下步骤：
-形成包括热塑性纤维和纤维素纸浆的纤维幅；
-水刺缠结所述纤维幅以形成非织造片材材料；
-将所述非织造片材材料干燥至水含量小于10wt.％；
其特征在于：
-在小于100℃，优选小于60℃的温度下使所干燥的非织造片材材料经受由图案化砧辊上的能量发射器提供的压印作用以形成图案化的非织造片材材料。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述能量包括振动能量，特别是超声能量。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中所述能量发射器和所述砧辊之间的距离具有600至2000μm之间的可调整的间隙。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的方法，其中所述压印作用是使用图案化砧辊的旋转作用。
15.根据权利要求11-14中任一项所述的方法，其不包括热塑性纤维的压花或热结合。
16.根据权利要求11-15中任一项所述的方法，其中所述纤维幅通过铺设热塑性聚合物幅以及将含有纸浆的悬浮液施加到所述聚合物幅上而形成。
17.根据权利要求11-16中任一项所述的方法，其中所述图案化的非织造片材材料是根据权利要求1-10中任一项所述的片材材料。
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