CN1088010C - 压印的湿法铺敷纤维结构 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了重复的压印图案在湿法铺敷纤维素纤维结构(10)上的用途，以提高所述纤维素结构(10)的清洁性能，所述压印图案至少在一个对角线方向上是不连续的并包括非等距离的断续压印点(14)，清洁性能指数(CPIE)不小于105，其中，所述清洁性能指数(CPIE)用以下公式表示：CPIE＝[(CPVE-CPVR)×100]/CPVR+100。所述清洁性能指数(CPIE)最好为110。在一优选实施例中压印图案具有角度特性。在一更优选的实施例中压印图案为菱形。

Description

压印的湿法铺敷纤维结构
本发明涉及压印图案在湿法铺敷纤维素纤维结构上的用途，以获得良好的清洁性能。本发明特别涉及应用于人体清洁领域的纤维素纤维结构，例如干手纸、纸巾、面纸、化妆或医疗用皮肤护理用品、干擦纸；应用于清洁诸如厨房和浴室等其它表面的纤维素纤维结构；及应用于诸如机械、车辆表面等工业上需清洁的表面。为简化起见，下面的描述将集中在皮肤护理应用中的纸巾、手纸等的纤维素纤维结构上，但根据上述说明必须理解，本发明还有更广泛的应用。
压印的纤维素纤维结构在本领域是公知的并且是日常生活中的主要用品。纤维素纤维结构一般通过叠加薄层来形成。压印通常由以下两种方法的一种来完成，即嵌套(nested)压印和凸对凸(knob-to-knob)压印，其中嵌套压印中辊子的突起在其它辊子的突起之间啮合，而凸对凸压印中在并置且其间形成辊子隙的轴向平行辊子上的突起与相对辊子上的突起对准。US 4,325,773，US 4,487,796，US 3,940,529，US 3,414,459，US 3,547,723，US 3,556,907，US3,708,366，US 3,738,905，US 4,483,729，US 3,867,224描述了在连续的薄层上具有嵌套浮花或凸对凸浮花的压印纤维素纤维结构。此外，US5,294,457和US 5,468,323教授了一种压印纤维素结构和用于形成这种纤维素结构的改进方法及装置。人们已经认识到：为了美观的目的，以及为了增加厚度在薄层件设置间隙和提供缝合的衣物状外观的目的，薄层被压印而使薄层保持面对面的关系，从而为消费者提供一种具有高质量外观并且在使用过程中不会使薄层分开的产品。
然而，上述发明中没有一个研制出采用包括良好的可提高清洁性能的特别图案的湿法铺敷纤维素纤维结构。在本发明中，人们会惊奇地发现在至少一个对角线方向(diagonal directions)上采用带非连续的重复图案会使使用者明显地感觉到在清洁性能上的典型改进而不会牺牲纤维结构在拉伸强度、粘结强度、吸湿性和柔软性方面的基本特性。这种改进的清洁性能的结果是，材料消耗明显改善，以及随之带来顾客高度的满意和信任。事实上，清洁性能可以用清洁性能指数进行度量和表示。对于本发明的包括特别图案的湿法铺敷纤维素纤维结构来说，通常能得到大于105的值。
本发明描述了在湿法铺敷纤维素纤维结构上采用重复的压印图案来改善纤维素纤维结构的清洁性能。压印图案至少在一个对角线方向上是不连续的并且包括非等距离断续的压印点。纤维素希望结构的清洁性能可以用清洁性能指数进行度量和表示，指数不小于105，最好是110。该指数用公式表示。在本发明的优选实施例中，压印图案具有角度特性。在本发明较优选的实施例中，压印图案为菱形。纤维素纤维结构通常包括至少两层。各层包括断续的压印点和基本连续非压印区；一层的各断续压印点朝向相对层的非压印区。
通过下面结合附图所进行的详细描述可以更好地理解本发明。附图中：
图1为本发明的湿法铺敷纤维素纤维结构的局部垂直剖视图；
图2为湿法铺敷纤维素纤维结构上较优选的实施例的平面图。
在此处所用的“压印”一词指的是这样的工艺方法，即将纤维素纤维结构的较小部分垂直于其平面挠曲(deflecting)并将纤维素纤维结构的突出部分压向较硬的表面而永久地破坏纤维与纤维的接合。压印通常导致如此挠曲的“压印点”的永久局部变形。压印点垂直于纤维素纤维结构的平面突出并朝向相对的薄层。此处所用的“断续”指的是不连续的。
纤维素纤维结构
本发明的纤维素纤维结构10是宏观两维的平面结构，但不必是平坦的。纤维素纤维结构在第三维上确具有一定厚度。与实际的头两维相比或与生产在头两维具有较大尺寸的纤维素纤维结构的能力相比，第三维较小。图1示出了本发明的湿法铺敷纤维素纤维结构的局部垂直剖视图。本发明的纤维素纤维结构10至少包括两个薄层，即薄层11和薄层12。薄层11和薄层12中的每一个包括两个不同的区，基本连续的非压印区13和大致向外伸出并最好为与非压印区13垂直的断续压印点14。薄层11，12的各断续压印点14朝向相对薄层11，12的非压印区13。各薄层11，12的非压印区13和压印点14包括近似线性的纤维。
纤维是纤维素纤维结构10的组成元件，具有一个与其它两个较小尺寸(相互垂直，都是径向的并垂直于纤维的纵轴)相比较大的尺寸(沿着纤维的纵轴)，因而是近似线性的。尽管纤维的微观检测可以显示出与纤维的主要尺寸相比较小的两个尺寸，但这两个在纤维的整个轴向长度中不必大致相等或恒定。唯一重要的是纤维可以绕其轴弯曲，可以与其它纤维接合及通过液体载体或空气分布。构成纤维素纤维结构10的纤维可以是合成的，诸如聚烯烃或聚酯；优选的是纤维素的，诸如棉绒纤维、人造丝或蔗渣；更优选的是木浆，诸如软木浆(阔叶树或针叶树)或硬木浆(被子植物或落叶植物)。在本文中，如果纤维结构10含至少重量的50％和至少体积的50％的纤维素纤维(其佘可包括但不限于前面列出的纤维)，则纤维结构10被认为是“纤维素的”。已经发现：包括长度为2.0到大约4.5毫米，直径为25微米到大约50微米的软木纤维和长度为不小于1.0毫米，直径为12微米到大约25微米的硬木纤维的木浆纤维的混合物对于所述的纤维素纤维结构10来说是很适用的。如果选择木浆纤维来形成纤维素纤维结构10，则纤维可以通过任一种制桨工艺生产，包括诸如用硫化物、硫酸盐和碱处理的化学处理方法和诸如石研木的机械处理方法。或者，纤维可以通过化学和机械组合的方法生产或再生。所用纤维的种类、组合和处理对于本发明来说并不是关键的。硬木纤维和软木纤维可以在纤维素纤维结构10的整个厚度上铺敷。
湿法铺敷纤维素纤维结构
根据本发明，纤维素纤维结构10可根据与造纸有关的原理和机械湿法铺敷。在湿法铺敷过程中，纤维首先与化学制剂和水混合而获得称为浆液的均匀分散系，具有0.01％到0.5％纤维重量的很高的稀释度。浆液随后沉积在移动的网屏上，在网屏上过多的水被排干，使纤维随意地在整个的幅面上铺敷，幅面随后按照要求被接合而加工完成。幅面通常以高达300米/分的速度由纺织纤维形成，而对于由木浆纤维形成薄纸则速度高达1500米/分。
压印图案
从图1中可以看出，薄层11的压印点14并不与薄层12的压印点对齐。各薄层11，12的压印点14表示由于在压印过程中发生的纤维压紧而密度较大的断续区。由于基本连续的非压印区13在压印过程中是不压紧的，故基本连续的非压印区13比压印点14的密度小。基本连续非压印区13的密度在开始压印前近似于断续压印点14的密度。
根据本发明，在湿法铺敷的纤维素纤维结构10上采用重复压印图案来改善纤维素纤维结构10的清洁性能，压印图案至少在一个对角线方向上是非连续的并包括非等距离的继续压印点14。由于是“非连续的”，在薄层11，12上的压印点14的等距离间隔中存在间断。本文所用的“重复”一词的意思是图案在薄层11，12中形成得多于一次。纤维素纤维结构10的压印点14与用来制造纤维素纤维结构10的装置的构型对应。本发明的优选实施例的压印图案具有角度特性。本发明更优选的实施例的压印图案为菱形。更优选的实施例在图2中示出。然而，只要图案是非连续的、重复的几何形状，任何形状都是可能的，这些形状包括但不限于：多边形、半圆、椭圆，以及这些形状的组合。
清洁性能指数
如上所述，在纤维素纤维结构10中采用重复的压印图案，以改善纤维素纤维结构10的清洁特性。清洁特性用指数CPIE表示，该指数不小于105并最好为110。表1示出了从测量DNE(带优选压印图案的样品)和标准(带压印但无图案的样品)的样品的实验中测得的结果。在下面的“实验过程描述”部分将描述计算纤维素纤维结构10的清洁性能指数的合适方法。
                                     表1
样品种类 单位重量(g/m2)  清洁压力(g)  去除的污物(g)   片数  清洁性能值   清洁性能指数
  DNE   46.8    800  0.66±0.07     4  0.165±0.017     118
  标准   46.8    800  0.56±0.05     4  0.14±0.013     100
对于所有检测的样品，单位重量都是46.8g/m2，施加的清洁压力(以重量计)都为800g，清洁动作中所用的片数都是4。当这些实验的具体值被选定后，对于其它值的条件是相等的。测量20次并在表1中示出平均值。清洁性能是被清洁污物除以所用片数的函数。为了实验的目的，选择0.8g来表示可去除污物的最大值。因此，对于理想的清洁性能来说，去除的污物是0.8g，消费者使用的片数为1，清洁性能值为0.8。采用DNE和标准样品CPVE和CPVR的计算清洁性能值，可以计算清洁性能指数CPIE。清洁性能指数CPIE用以下公式表示： CPI E = ( CPV E - CPV R ) × 100 + 100 CPV R
其中：
CPIE为所述纤维结构10的清洁性能指数；
CPVE为所述纤维结构10的清洁性能值；CPVR为所述纤维结构10不带压印图案的清洁性能值。
Figure C9719987300072
Figure C9719987300073
在上述CPIE公式中，假定标准样品的清洁性能指数为100。从表1的结果很容易得出，DNE样品的清洁性能指数CPIE远大于100，即不小于105，最好是110。这意味着消费者必然受到纤维素纤维结构10上特别压印图案的正向影响。
实验过程描述
下面概述了计算本发明纤维素纤维结构10的清洁性能指数的计算方法。纤维素纤维结构10为一片手纸。
机械清洁方法
1.1材料
1.1.1 DC-固定箔(参考编号346-0012，Konrad Hornbusch AG，64679Weissbach，Germany)；
1.1.2作为DC-固定箔的垫块(pad)的轻灰板；
1.1.3人造粪便材料(Feclone BFPS 6，1.3％溶液)
1.1.4带盖的玻璃容器(尺寸：75毫米×75毫米)；
1.1.5滑块(木块，尺寸：80毫米×80毫米)；
1.1.6速度控制装置(电机)；
1.1.7重量称。
1.2过程
1.2.1通过下述制造商的说明准备人造粪便材料(很重要的一点是材料必须在室温冷却而不通过如混合器的机械的帮助，)；
1.2.2将滑块的重量调整到对于手纸合适的重量；
1.2.3称量四片手纸的重量并制表；
1.2.4将四片手纸堆叠在滑块的底上并将这一串手纸与速度控制装置相连；
1.2.5将准备好的滑块在侧面水平地放置；
1.2.6将滑块放置在重量称上并施加0.8g人造粪便材料。直接将粪便材料(mass)从滑块擦到放置在DC-固定箔上的标记箱里；
1.2.7将玻璃容器施加到粪便材料并进行圆周移动(5次)以将粪便材料扩散到大约30-40毫米的直径。在进行这一步骤时无需向玻璃容器施加特别的压力；
1.2.8将1000g的重物直接施加到玻璃容器的中部并靠近盖。5秒之后，将玻璃容器和重物一起推到粪便材料上而不施加任何附加的压力。将两个手指放在玻璃容器的背后并用手指将玻璃容器向自己推进(在5秒内扩散)；
1.2.9除去重物和玻璃容器；
1.2.10用玻璃容器锋利的边缘将扩散的粪便材料全推回DC-固定箔上的标记箱，从底部和顶部开始推；
1.2.11取出玻璃容器，并将其放到粪便材料上，在DC-固定箔的边缘对玻璃容器未施加任何附加压力之前直接放置玻璃容器；
1.2.12放置滑块5秒；
1.2.13起动速度控制装置并在粪便材料上以7.8厘米/秒的速度牵引玻璃容器；
1.2.14在经过10厘米的擦抹距离后使机器停止；
1.2.15放置滑块5秒；
1.2.16称量用后手纸的重量并制表。
注：
在每次测量后清洁DC-固定箔。
在放置滑块之前混合人造粪便材料。

Claims (6)

1.一种重复的压印图案在湿法铺敷纤维素纤维结构上的用途，以提高所述纤维素结构的清洁性能，其特征在于，所述压印图案至少在一个对角线方向上是不连续的并包括非等距离的断续压印点，清洁性能指数不小于105，其中，所述清洁性能指数用以下公式表示： CPI E = ( CP V E - CPV R ) × 100 + 100 CPV R
其中：
CPIE为所述纤维结构的清洁性能指数；
CPVE为所述纤维结构的清洁性能值；
CPVR为所述不带压印图案的纤维结构的清洁性能值；且
Figure C9719987300022
Figure C9719987300023
2.如权利要求1所述的用途，其特征在于所述清洁性能指数最好为110。
3.如权利要求1所述的用途，其特征在于所述压印图案具有角度特性。
4.如权利要求3所述的用途，其特征在于压印图案为菱形。
5.如权利要求1所述的用途，其特征在于所述纤维素纤维结构包括至少两个薄层。
6.如权利要求5所述的用途，其特征在于各薄层包括所述断续压印点和基本连续的非压印区，所述一个薄层的各所述断续压印点朝向相对薄层的所述非压印区。
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