CN109310794B - 吸收性片材的无芯卷及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及吸收性片材产品如餐巾纸、厕纸、毛巾纸等的无芯卷，由螺旋形卷绕的具有第一端和第二端的吸收性材料的连续料幅制成，其中将包含特定聚合物的涂层组合物涂布到所述第二端上。本发明的无芯卷具有优异的抗塌陷性以及优异的柔韧性和弹性。此外，本发明的无芯卷具有优异的水中可崩解性，并且可以在其整个长度上使用。本发明还涉及所述无芯卷的制造方法。

Description

吸收性片材的无芯卷及其制造方法

技术领域

本发明涉及吸收性片材产品如餐巾纸、厕纸、毛巾纸等的无芯卷。在本发明的一个方面，所述无芯卷以压缩形式提供。本发明还涉及所述无芯卷的制造方法。

背景技术

卷状吸收性片材产品在现代社会中得到广泛应用。厕纸(toilet paper)、手巾纸(towels)如家用(厨房)毛巾纸或手巾纸等的卷(roll)是商业的主要物品。

家用吸收性片材产品(例如厕纸)的卷通常由吸收性材料的连续料幅(web)组成，该连续料幅螺旋形卷绕在由硬质材料如纸板或胶合纸(glued paper)制成的预制芯上。所述芯限定了轴向中空通道，该中空通道相对于所述卷位于中心并且从所述卷的一个边缘延伸到另一个边缘。所述轴向中空通道使消费者能够容易地将所述卷安装在卷支架的转轴上。但是，所述芯是昂贵的，需要存储空间和额外的人工处理。此外，所述芯在使用吸收性片材产品后仍然存在，因此增大了污水系统堵塞的风险。

为了解决这些问题，已开发出"无芯"卷和具有水溶性芯的卷。这些产品最重要的性质是它们的抗塌陷性(resistance to collapsing)和它们的柔韧性/弹性。

"塌陷"是指当构成卷的第一内圈(即在卷绕开始时形成轴向中空通道的圈)的吸收性片材产品不能稳定地保持使得轴向中空通道被明确地限定时发生的现象。无芯卷通常伴随着"塌陷"的风险增加。塌陷通常发生在无芯卷的制造过程中当在完成卷绕之后抽出临时芯时或在成品的储存和运输期间。由于塌陷，可能难以将卷安装在卷支架的转轴上。此外，塌陷通常会在消费者中产生降低产品质量的感觉。

"柔韧的"卷提供的优点是它可以以压缩形式提供，这在存储和运输期间需要较少的空间。结果，可显著降低储存和运输成本。通过沿着压缩(椭圆形)形式的较长直径(即垂直于卷的轴线)施加压力，所述卷可以从其压缩(椭圆形)形式返回到未压缩(圆柱形)形式。

然而，当卷从压缩形式返回到未压缩形式时，必须稳定地保持构成第一内卷圈的吸收性片材产品。也就是说，在卷返回到圆柱形时，轴向中空通道必须自身打开，并且被明确地限定。因此，卷必须具有柔韧性和一定水平的弹性，这意味着卷可以在返回到其圆柱形同时以明确限定的方式重新打开轴向中空通道。这需要第一内圈重新且稳定地保持轴向中空通道。结果，从压缩形式返回到未压缩形式的卷和先前未经受压缩的卷之间的外观应该没有明显的差异。

现有技术描述了用于获得可以压缩形式提供的吸收性片材产品的柔性卷的方法。

WO 2009/027874 A1公开了由螺旋形卷绕在柔性芯周围的非织造织薄纸幅(tissue web)构成的卷。柔性芯由合成聚合物的聚合物片构成，其通过连接机制如粘合剂、热粘合等连接到非织造薄纸料幅的内层。柔性芯的特征在于机器方向上的拉伸强度高于非织造薄纸料幅的拉伸强度。结果，所述卷具有用于包装和储存目的的柔韧性。

但是，合成聚合物的聚合物片材必须事先制备、储存和手工处理。此外，在工业制造的框架中，吸收性材料的连续料幅以约10m/s的速度运行。这使得将聚合物片材引入和连接到非织造薄纸料幅的内层在技术上复杂，并且难以以工业制造所需的运行速度下实施。

WO 95/13183 A1公开了一种细长材料(elongated)的卷，其在卷的中心处具有芯。所述芯基本上由许多细长材料的圈构成，它们通过粘合剂如聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、乳胶、淀粉、聚乙烯醇等固定在一起。WO 95/13183 A1还公开了一种压缩形式的此类卷的制造方法。更具体地，WO 95/13183 A1表明在常规卷绕的第一圈上喷涂或涂布粘合剂溶液。在完全卷绕并从卷轴上取下后，卷立即被压缩成椭圆形或卵形截面形式。该文献教导了所述卷可以通过在椭圆的"较短"侧上施加压力从压缩位置打开。

然而，如WO 95/13183 A1中所描述的粘合剂(例如胶乳、淀粉、聚乙烯醇等)制造由胶合细长材料的许多圈构成的硬芯。因此，所得到的芯缺乏柔韧性并显示低弹性。结果，在卷被压缩之后，难以以导致明确限定的轴向中空通道的方式重新打开轴向中空通道。

此外，细长材料的第一内圈(即形成芯的细长材料的圈)通过粘合剂粘合性保持在一起。分离第一内圈所需的剥离力通常大于细长吸收性材料的撕裂强度。因此，难以在不撕开其上施加有粘合剂的细长吸收性材料的情况下分离第一内圈。结果，不可能在其整个长度上使用细长吸收性材料，例如，直到最后的片。

WO2011/126707A2公开了一种用于卷形纸的水性粘合剂，其包含(A)糖类、(B)粘度调节剂和(C)二醇和/或三醇。据说WO2011/126707A2的粘合剂在湿润时具有良好的初始粘合性，并且在干燥时具有良好的剥离能力。然而，由于糖类的存在，其上施加有粘合剂的纸显示出一定的刚性。结果，所述卷形纸类产品缺乏柔韧性，并且在卷被压缩之后，难以以导致明确限定的轴向中空通道的方式重新打开所述轴向中空通道。另外，所述粘合剂含有粘度调节剂(B)作为必要成分，根据该申请的教导，粘度调节剂(B)可选自重均分子量在25,000至400,000范围内的聚乙烯吡咯烷酮聚合物和/或重均分子量在300,000至3,500,000范围内的氧化烯聚合物如聚环氧乙烷(PEO)。具有此类高分子量的PEO既不是特别有弹性，也不是水溶性的。

此外，由于纸材料通常对液体具有良好的吸收性，因此通常很难干燥粘合剂中含有的水，因此最终的卷形产品永远不会完全干燥。结果，施加有粘合剂的纸材料表现出一定粘性，这在消费者中产生不愉快的感觉。

因此，本发明的一个目的是提供一种吸收性片材产品的无芯卷，其结合了优异的抗塌陷性和改进的柔韧性和弹性。

本发明的另一个目的是提供一种吸收性片材产品卷，其能够基本上在其整个长度上使用(即基本上直到最后的片)并防止污水系统阻塞。

根据本发明的一个进一步优选的方面，吸收性片材产品的无芯卷可以以压缩形式提供，其中在卷被压缩之后，可以以产生明确限定的轴向中空通道的方式重新打开轴向中空通道。

本发明的另一个目的是提供此类吸收剂片材产品的无芯卷的制造方法。

发明内容

本发明涉及一种吸收性片材产品如餐巾纸、厕纸、毛巾纸等的无芯卷，由具有第一端和第二端的吸收性材料的连续料幅制成，所述吸收性材料的连续料幅被卷绕以限定相对于无芯卷位于中心的且从所述无芯卷的一个边缘延伸到另一个边缘的轴向中空通道，并且使所述第一端位于所述卷的外侧上和所述第二端位于轴向中空通道；

其中所述吸收性材料的连续料幅包含含有特定聚合物的涂层组合物，包含所述涂层组合物的吸收性材料的连续料幅优选是通过将所述涂层组合物施加至所述第二端来获得的。

本发明还涉及以压缩形成提供的此类无芯卷。

本发明还涉及吸收性片材产品的无芯卷的制造方法，其包括下述步骤：-传输具有第一端和第二端的吸收性材料的连续料幅，所述连续料幅优选由1个薄纸层(tissue paperply)或2至6个、特别是2至5个叠加的薄纸层构成；

-将包含特定聚合物的涂层组合物施加至所述第二端；

-将所述吸收性材料的连续料幅螺旋卷绕以制造吸收性材料料幅的圆材(log)，卷绕所述吸收性材料的连续料幅以限定相对于所述圆材位于中心的且从所述圆材的一个边缘延伸到另一边缘的轴向中空通道，并且使所述第一端位于所述圆材的外侧和所述第二端位于所述轴向中空通道；

-将所述圆材切成多个无芯卷；

-任选地，在垂直于所述轴向中空通道的方向上对所述无芯卷进行压缩，以制造压缩形式的无芯卷。

在本发明的一个方面，所述用于本发明的涂层组合物的聚合物具有：

(i)低于20℃、优选低于15℃、更优选低于10℃、更优选低于5℃、更优选低于0℃、更优选低于-5℃、更优选低于-10℃的玻璃化转变温度；和

(ii)大于20℃、更优选大于25℃、更优选大于30℃，更优选大于35℃、更优选大于40℃、更优选大于45℃的熔点。

在本发明的另一个方面中，吸收性材料的连续料幅的第二端包含含有特定聚合物的涂层组合物，包含所述涂层组合物的第二端优选是通过将包含所述聚合物的涂层组合物施加至第二端来获得的，其中所述聚合物具有：

(i)低于0℃、优选低于-5℃、特别是低于-10℃的玻璃化转变温度；和

(ii)大于35℃、优选大于40℃、特别是大于45℃的熔点，

(iii)任选地具有，在25℃水中至少40g/l的溶解度。

在本发明的另一方面中，吸收性材料的连续料幅包含含有特定聚合物的涂层组合物，包含所述涂层组合物的吸收性材料的连续料幅优选是通过将包含由下式表示的聚合物的涂层组合物施加至第二端来获得的：

其中，在上式中，n表示具有10至5000、优选10至2500、更优选20至1000、更优选30至200、更优选50至150或50至100的平均值的整数。

本发明的吸收性片材产品的无芯卷的特征在于其优异的抗塌陷性，以及其优异的柔韧性和弹性。此外，本发明的无芯卷还表现出优异的水中崩解性，并且可以在其整个长度上使用。

本发明包括下述实施方式("项目")：

1.一种吸收性片材产品的无芯卷，由螺旋形卷绕的具有第一端和第二端的吸收性材料的连续料幅制成，吸收性材料的料幅被卷绕以限定相对于无芯卷位于中心的且从所述无芯卷的一个边缘延伸到另一个边缘的轴向中空通道，并且使所述第一端位于所述卷的外侧上和所述第二端位于轴向中空通道；

其中吸收性材料的连续料幅包含含有聚合物的涂层组合物，其中所述聚合物具有：

(i)低于20℃、优选低于15℃、更优选低于10℃、更优选低于5℃、更优选低于0℃、更优选低于-5℃、更优选低于-10℃的玻璃化转变温度；和

(ii)大于20℃、更优选大于25℃、更优选大于30℃，更优选大于35℃、更优选大于40℃、更优选大于45℃的熔点。

(在该实施方式中，玻璃化转变温度与熔点之差优选是至少10℃、更优选至少15℃、更优选至少20℃、更优选至少35℃、甚至更优选至少50℃)

2.根据项目1的无芯卷，其中吸收性材料的连续料幅的第二端包含所述涂层组合物，和其中所述聚合物具有：

(i)低于0℃、优选低于-5℃、更优选低于-10℃的玻璃化转变温度；和

(ii)大于35℃、优选大于40℃、更优选大于45℃的熔点，和

(iii)任选地具有，至少40g/l的在25℃水中的溶解度。

3.根据项目2所述的无芯卷，其中所述无芯卷是通过将所述涂层组合物施加至吸收性材料的连续料幅的第二端获得的。

4.一种吸收性片材产品的无芯卷，由螺旋形卷绕的具有第一端和第二端的吸收性材料的连续料幅制成，所述吸收性材料的料幅被卷绕以限定相对于所述无芯卷位于中心的且从所述无芯卷的一个边缘延伸到另一个边缘的轴向中空通道，并且使所述第一端位于所述卷的外侧上和所述第二端位于轴向中空通道；

其中所述吸收性材料的连续料幅包含含有聚合物的涂层组合物，其中所述聚合物符合下式：

其中，在上式中，n表示具有10至5000、优选10至2500、更优选20至1000、更优选30至200、更优选50至150或50至100的平均值的整数。

5.根据项目4所述的无芯卷，其中所述吸收性材料的连续料幅的第二端包含所述涂层组合物。

6.根据项目5的无芯卷，其中所述无芯卷是通过将所述涂层组合物施加至所述连续料幅的第二端获得的。

7.项目1、2、3、4、5或6任一项所述的无芯卷，其中所述涂层组合物包含：

(a)至少50wt％、优选至少65wt％、更优选至少80wt％的所述聚合物；

(b)不大于50wt％、优选不大于35wt％、更优选不大于20wt％的其他添加剂如增塑剂、补强剂、香料和染料；

(c)任选存在的不大于10wt％、优选不大于5wt％的量的水；各自基于所述涂层组合物的总重量。

8.项目1、2、3、4、5，6或7任一项所述的无芯卷，其中所述涂层组合物以熔体形式施加或在添加水之后以水溶液形式施加。

9.项目1、2、3、7或8任一项所述的无芯卷，其中所述聚合物是聚醚多元醇，优选选自聚乙二醇、聚丙二醇和它们的混合物的聚醚多元醇，更优选聚乙二醇。

10.项目1、2、3、4、5，6、7、8或9任一项所述的无芯卷，其中所述聚合物具有800至250000、优选1000至50000、更优选1500至15000、更优选1500至10000、更优选2000至7500、例如2500至4000的数均分子量。

11.项目9或10所述的无芯卷，其中所述聚合物是具有800至250000、优选1000至20000、更优选1500至10000、更优选2000至7500、更优选2500至6500、甚至更优选2500至4000的数均分子量的聚乙二醇。

12.项目1至11任一项所述的无芯卷，其中所述涂层组合物不含糖类。

13.项目1至12任一项所述的无芯卷，其中所述轴向中空通道具有周缘(circumference)，所述涂层组合物是周向施加的，并且优选如此施加以使得所得到的涂层覆盖所述第二端的至少10％、优选第二端的至少20％、优选至少50％、甚至更优选至少75％、例如至少95％。

14.项目1至13任一项所述的无芯卷，其中所述涂层组合物沿机器和轴向方向连续地施加，或沿机器和/或轴向方向间歇地施加。

15.项目1至14任一项所述的无芯卷，其中所述第二端由至少一圈、优选至少2圈、更优选至少3圈、例如3至50圈、例如3至30圈或4至40圈，优选3至30圈组成、一圈是围绕所述轴向中空通道螺旋形卷绕的连续料幅的一个环绕。

16.项目1至15任一项所述的无芯卷，其中聚合物的量为0.1至20g/卷、优选0.1至10g/卷、更优选0.1至5g/卷、特别是0.5至2g/卷。

17.项目1至16任一项所述的无芯卷，其中吸收性材料的料幅由1个薄纸层或2至6个、特别是2至5个叠加的薄纸层组成。

18.项目1至17任一项所述的无芯卷，其是压缩形式。

19.项目1至18任一项所述的无芯卷，其是选自包含餐巾纸，毛巾纸如家用毛巾纸、厨房毛巾纸或手巾纸，厕纸，擦拭纸(wipes)，手帕纸(handkerchiefs)和面巾纸(facialtissues)的组的吸收性产品，其中该吸收性产品优选是厕纸。

20.一种制造吸收性片材产品的无芯卷的制造方法，其包括下述步骤：

-传输具有第一端和第二端的吸收性材料的连续料幅，该连续料幅优选由1个薄纸层或2至6个、特别是2至5个叠加的薄纸层构成；

-任选地，基本上横向于机器方向切断吸收性材料的连续料幅，以制造单个但相连的片材；

-将项目1至16任一项中所限定的涂层组合物施加到第二端；

-螺旋形卷绕所述吸收性材料的连续料幅以制造吸收材料料幅的圆材，所述吸收性材料的料幅被卷绕以限定相对于所述圆材位于中心的且从所述圆材的一个边缘延伸到另一边缘的轴向中空通道，并使所述第一端位于所述圆材的外侧上和所述第二端位于所述轴向中空通道；

-将所述圆材切割成许多无芯卷。

21.项目20所述的制造方法，其包括下述另一步骤：

-将无芯卷沿垂直于轴向中空通道的方向进行压缩，以产生压缩形式的无芯卷。

22.项目1至18任一项所述的无芯卷的用途，其用作厕纸、家庭毛巾纸、厨房毛巾纸、擦拭纸、面巾纸、手帕纸或餐巾纸。

在本说明书涉及"优选的"实施方式/特征的情况下，这些"优选的"实施方式/特征的组合也应视为被公开，只要这些"优选的"实施方式/特征的组合在技术上是有意义的。

在下文中，在本发明的本说明书和权利要求中，术语"包含"的使用应理解为公开了作为更受限制的实施方式的术语"由......组成"，只要这在技术上是有意义的。

附图说明

图1-示出根据本发明的无芯卷的透视图的示意图。

图2-示出根据本发明的无芯卷的侧视图的示意图。如图2所示的第二端具有三个圈。

图3-根据本发明的吸收性材料的未卷绕的连续料幅的第二端的示意图。图3中的灰色阴影表示连续施加到第二端上的涂层组合物。

图4a和4b-根据本发明的吸收性材料的未卷绕的连续料幅的第二端的示意图。图4a和4b中的灰色阴影表示分别作为条纹和点间歇地施加到第二端上的涂层组合物。

图1至4给出了关于本发明的无芯卷使用的术语的概况。在图1至4中，下述附图标记表示：

(1)无芯卷

(2)螺旋形卷绕的吸收性材料的连续料幅

(3)轴向中空通道

(4)边缘

(5)第一端

(6)第二端

(7)涂层组合物

(8)打孔线

图5-示出了加工机器(converting machine)(9)的横截面视图的示意图，示出了根据本发明的一个实施方式的无芯卷的制造。图5示出涂层组合物通过喷雾施加到吸收性材料的连续料幅上。

图6-示出了加工机器(9)的横截面视图的示意图，示出了根据本发明的另一个实施方式的无芯卷的制造。图6示出涂层组合物通过辊涂布施加到吸收性材料的连续料幅上。

具体实施方式

1.无芯卷

本发明的吸收性片材产品的无芯卷由螺旋卷绕的具有第一端和第二端的吸收性材料连续料幅制成。

吸收性材料的连续料幅优选由基础薄纸(base tissue paper)制成，该基础薄纸可以通过常规湿压或通风干燥(TAD)制造方法或其他制造方法获得。作为"基础(原始的)薄纸"("薄纸料幅")，我们理解为从薄纸机器获得的单层基础薄纸。所述基础薄纸具有10-60g/m²、优选10-30g/m²范围内的低基重。

如在此使用的术语"层"是指在处理("加工")一个或多个基础薄纸料幅之后获得的最终薄纸产品(例如厕纸)中的薄纸的一层或多层。

基于制造方法的潜在相容性(湿法成形)，在造纸技术中视为"薄纸"制造。薄纸的制造与纸制造的区别在于其极低的基重和显著更高的抗张能量吸收指数。

抗张能量吸收指数是从抗张能量吸收得到的，其中抗张能量吸收与检验前的试验样品体积有关(拉伸载荷之前夹具之间的样品的长度、宽度、厚度)。纸和薄纸一般在弹性模量方面也不同，弹性模量作为材料参数表征这些平面产品的应力-应变特性。

薄纸的高抗张能量吸收指数来自外部或内部起皱(creping)。前者是由于起皱刮刀的作用粘附至干燥圆筒的纸幅的压缩，或者在后一种情况下由于两根线(wires)("织物(fabrics)")之间的速度差异而产生的。这导致仍然潮湿、可塑性变形的纸幅通过压缩和剪切在内部破碎，从而使其在载荷下比未起皱的纸更易拉伸。通过借助于线本身将3D结构赋予薄纸，也可以获得高抗张能量吸收指数。薄纸和薄纸产品的大部分典型功能特性来自高抗张能量吸收指数(参见DIN EN 12625-4和DIN EN 12625-5)。

薄纸的典型性质包括吸收拉伸应力能量的现成能力、它们的悬垂性、良好的织物状柔韧性，通常被称为整体柔软性、高表面柔软性、具有可感知厚度的高比容以及高液体吸收性的性质，以及取决于应用，合适的湿强度和干强度以及产品外表面的有趣视觉外观。这些性质允许使用薄纸，例如，作为清洁布(例如家用毛巾纸)，卫生产品(例如厕纸、手巾纸)和擦拭纸(例如化妆品擦拭纸、面巾纸)。

根据本发明的一个实施方式，吸收性材料的连续料幅优选由1个薄纸层或2至5个叠加的薄纸层组成。

薄纸可以根据"常规方法"由造纸纤维制造，如"干法起皱薄纸"或"湿法起皱薄纸"或"结构化薄纸的工艺"的制造，例如通风干燥(TAD)制造方法，未起皱的通风干燥(UCTAD)薄纸的制造，或替代的制造方法，例如Voith公司的Advanced Tissue Molding System(ATMOS)、或Georgia Pacific公司的Energy Efficient Technologically AdvancedDrying eTAD、或Metso Paper公司的Structured Tissue Technology SST。也可使用作为常规方法的修正版的混合工艺如NTT(New textured Tissue)。

常规的干法起皱制造方法包括下述步骤：

-在大直径加热圆筒(也称为杨克烘缸)上压制并干燥片材形式的湿纸纤维；和

-随后通过相对于所述圆筒施加的金属刮刀，与所述圆筒的旋转方向交叉，将干燥的纸纤维片分离和起皱。

起皱操作在片材中与其前进方向交叉产生起伏。起皱操作增加了片材的厚度，并赋予片材弹性并赋予片材接触性质(柔软触感)。

TAD制造方法包括下述步骤：

-在织物上模制湿纸纤维的片；和

-随后通过穿过它的热空气流至少部分地干燥所述片。

随后，所述干燥的片可以被起皱(creped)。

此外，在薄纸料幅(tissue web)(作为要使用的吸收性材料连续料幅的优选实施方式)的制造中，可使用如PCT/EP2015/059326(申请日：2015年4月29日；标题："Tissuepaper comprising pulp fibers originating from Miscanthus and method formanufacturing the same"，通过引用并入本文)中所述的方法。具体地，参考根据该申请第22至27页的项目3的描述和其中公开的TAD工艺(例如3-D形织物，可渗透干燥筒等)的细节。该段中描述的参数对于ATMOS技术的使用也是有效的。

一旦制造了薄纸，通常采用称为加工操作(converting operation)的独特制造操作来形成薄纸产品(即纸巾、厕纸卷、卫生纸(bathroom tissue)、擦拭纸巾、厨房用纸卷、手帕纸等)。

在吸收性材料连续料幅的另一个实施方式中，所述吸收性材料是"非织造材料"。术语"非织造"在本领域中是非常常见的，并且可以以ISO 9092：2011中描述的方式进一步限定，也是出于本发明的目的。典型的非织造制造技术包括气流成网技术、纺粘技术、干法成网技术和湿法成网长纤维技术。根据该实施方式使用的非织造料幅可以是单层或多层的料幅。

根据该实施方式的一个优选方面，用于本发明的无芯卷的基于吸收性非织造材料的料幅包含纤维素纤维。在这种情况下，基于非织造料幅中存在的所有纤维的总重量，纤维素纤维的含量为至少20wt％、更优选至少50wt％、例如至少80wt％。在这些情况下，剩余纤维是非纤维素纤维如合成纤维。

上述造纸纤维(其也可以称为"纤维素纤维")可以由原生和/或再生的纸浆原料制成。可用于本发明的纤维素纤维通常含有存在于天然存在的含纤维素的细胞中(特别是木质化植物的细胞中)的长链纤维状纤维素部分作为主要结构构建组分。优选地，通过除去或减少木质素和其它可提取物的含量的消化步骤和任选存在的漂白步骤从木质化植物中分离纤维。纤维素纤维也可以来自非木材来源，如一年生植物。

可以使用的合适的纤维素纤维可以是再生型(例如Lyocell)，尽管优选使用其他类型的纸浆。所用的纸浆可以是初级纤维材料("原生纤维")或二次纤维材料(再生纸浆)。纸浆可以来自不含木质素或低木质素的来源，例如棉短绒、西班牙草(esparto grass)(alfa)、甘蔗渣(例如谷物秸秆、稻草、竹子或大麻)、坎普纤维(kemp fibers)、芒草纤维(Miscanthus grass fibers)或亚麻(在说明书和权利要求书中也称为"非木质纤维")。优选地，纸浆由木质纤维素材料如软木(通常来源于针叶树)或硬木(通常来自落叶树)制成。

可以使用"化学纸浆"或"机械纸浆"，其中优选使用化学纸浆。

根据DIN 6730，"化学纸浆"是从植物原料获得的纤维材料，其中大多数非纤维素组分已经通过没有实质机械后处理的化学制浆除去。"机械纸浆"是完全或几乎完全通过机械方式任选在升高的温度下由木材制成的纤维材料的通用术语。机械纸浆可以细分为纯机械纸浆(磨木浆和精制机械纸浆)以及经过化学预处理的机械纸浆，如化学机械纸浆(CMP)或化学-热机械纸浆(CTMP)。

在本发明中，参见图1和2，吸收性材料的连续料幅(2)被螺旋形卷绕，以限定相对于卷(1)位于中间的且从所述卷的一个边缘(4)延伸到另一边缘(4)的轴向中空通道(3)。作为"轴向中空通道"，我们理解为沿着其中心轴线延伸穿过所述卷的管状开口。所述轴向中空通道使最终用户能够将所述卷安装在卷支架的转轴上。当卷安装在卷支架的转轴上时，吸收性材料从第一端(位于卷外侧)分配，同时允许卷围绕其中心轴线自由旋转。所述轴向中空通道具有10mm至70mm、优选20mm至50mm的直径。

在本发明中，轴向中空通道(3)从无芯卷的一个边缘(4)延伸到另一个边缘(4)。本发明的无芯卷具有圆柱形圆周表面和相对的平面端(即边缘)，所述平面端在卷绕过程结束时将圆材卷切成多个卷时形成的。因此，作为"边缘"，我们理解为位于与其中心轴线垂直的卷的一侧上的平面部分。

在本发明中，吸收性材料的连续料幅(2)具有第一端(5)和第二端(6)。所述第一端(5)位于卷的外侧，和所述第二端(6)位于轴向中空通道(3)。因此，吸收性材料的连续料幅在机器方向上由第一端和第二端以及位于这些端之间的中间部分组成。第一端、第二端和中间部分的组合长度限定了形成一个卷的吸收性材料连续料幅的长度。在本发明的无芯卷中，吸收性材料的连续料幅包含本申请中规定的涂层组合物。吸收性材料的连续料幅优选是通过将所述涂层组合物施加至第二端来获得的。这导致其中剩余部分(即第一端和中间部分)优选基本上或完全不含涂层组合物的吸收性材料连续料幅。因此，所得到的吸收性材料连续料幅可以与已知的其中将相同的涂层组合物(例如洗液)施加到整个连续料幅上的吸收性材料连续料幅(例如，洗液厕纸)区分开。

然而，这并不排除将本发明意义上的涂层组合物施加到吸收性材料连续料幅的第二端，同时另外将洗液(其必须不同于所述涂层组合物)施加到整个吸收性材料连续料幅的一侧。

也使用本发明的概念的无芯卷制造的其它实施方式涉及通过将涂层组合物施加到其第二端而获得的吸收性材料连续料幅，其中剩余部分(即第一端和中间部分)的一部分，优选小于剩余部分的总面积的20％、更优选小于10％、更优选小于5％同样携带所述涂层组合物。

在一个实施方式中，所述第二端(6)由至少一圈、优选至少2圈、更优选至少3圈、例如3至50圈、例如3至30圈或4至40圈，优选3至30圈组成。作为"圈"，我们理解为围绕轴向中空通道螺旋形卷绕的连续料幅的一个环绕。图2示出例如所述料幅的第二端(6)处的三个圈。

在一个实施方式中，本发明的无芯卷以压缩形式提供。作为"压缩形式"，我们理解为卷横截面具有椭圆形状的形式。当卷处于压缩形式时，轴向中空通道呈现薄的、通常为椭圆形狭缝的形状，并且不再能够容纳卷支架的转轴。结果，卷需要较小的空间，并且可以降低存储和运输成本。通过沿着椭圆形卷的较长侧(直径)即垂直于卷的轴线施加压力，本发明的无芯卷可以从压缩(椭圆形)形式返回到未压缩(圆柱形)形式。

2.涂层组合物

在本发明中，优选将包含特定聚合物的涂层组合物施加到吸收性材料的连续料幅的第二端。在以下2.1部分更详细地描述所述特定聚合物。因此，该聚合物可以特征在于性质(i)、(ii)和优选地(iii)，或可以通过式(I)来定义。

在一个实施方式中，本发明中可使用的涂层组合物包含：

(a)至少50wt％，优选至少65wt％、更优选至少80wt％、更优选至少85wt％、更优选至少90wt％、更优选至少95wt％的所述聚合物；

(b)不大于50wt％、优选不大于35wt％、更优选不大于20wt％、更优选不大于15wt％、更优选不大于10wt％、更优选不大于5wt％的其他添加剂如增塑剂、补强剂、香料和染料等；

(c)任选存在的不大于10wt％、特别是不大于5wt％的量的水；

各自基于所述涂层组合物的总重量。

在另一个实施方式中，所述涂层组合物由所表明的量的这些成分组成。

在一个优选实施方式中，该涂层组合物由至少95wt％、优选至少98wt％的所述聚合物和任选存在的不大于5wt％、优选不大于2wt％的量的水组成。在一个进一步优选的实施方式中，所述涂层组合物由所述聚合物组成。

该涂料组合物可在加热至等于或高于规定的熔点的温度后，以熔体状态施加到吸收性材料的连续料幅(特别是其"第二端")，例如通过喷涂、辊涂、狭缝模具施加或本领域已知的任何其它合适的施加方法。

在另一个优选实施方式中，所述涂层组合物以水溶液施加。这表示将水添加至所述涂层组合物，并用作所述聚合物和其它添加剂(如果存在)的溶剂。所述涂层组合物的水溶液优选含有至少5wt％、优选至少10wt％、更优选至少30wt％的量的所述聚合物，基于所述水溶液的总重量。

基于所述水溶液的总重量，水优选以大于20wt％的量、更优选大于35wt％的量、更优选大于50wt％的量存在。

该涂层组合物的水溶液可以原样(优选在室温下)施加到吸收性材料的连续料幅(特别是其"第二端")，例如通过喷涂、辊涂或本领域已知的任何其它合适的施加方法。

在施加水溶液之后，可以干燥吸收性材料的连续料幅，例如通过在环境条件下更长时间的储存或本领域已知的其他合适技术。取决于水含量，这种干燥步骤也可以是不必要的，因为吸收性材料的料幅本身将从水溶液中除去水，从而使涂层组合物留在料幅上。

在一个优选实施方式，本发明的涂层组合物不含糖类。术语"糖类"应广泛理解，并包括单糖、二糖、低聚糖(至少3个糖单元)和多糖如淀粉或纤维素，以及基于糖类的聚合物如纤维素醚衍生物如羧甲基纤维素(CMC)和甲基纤维素。

在本发明中，将所述涂层组合物施加到连续料幅的两侧中的至少一个上，即连续纵向料幅的上侧和/或下侧，或施加到形成料幅的基础薄纸层之间。作为"上"侧，我们理解为当料幅螺旋形卷绕时连续料幅的朝向卷外侧的侧面。在一个优选的实施方式中，将所述涂层组合物施加到下侧上，即朝向轴向中空通道的侧面。

所述涂层组合物优选在连续料幅被螺旋形卷绕以产生卷之前施加到其上。作为卷绕的结果，所述涂层组合物相对于轴向中空通道被周向地施加。在本发明中，所述涂层组合物优选以使得相对于第二端的总面积(即，带有所得到的涂层的区域)，至少50％、优选至少75％和特别是至少95％被涂布的方式施加到所述料幅上。

如果将所述涂层沿机器和/或轴向方向间歇地施加到所述料幅的第二端，例如相对于围绕轴向中空通道的料幅的各个环绕，即当从卷的边缘观察时，如果一个或多个环绕未完全涂布，还优选带有所得到的涂层的区域占第二端总面积的至少10％，优选占总面积的至少20％，更优选至少35％，更优选占总涂布面积的至少50％，优选占第二端总面积的至少75％和特别是至少95％。

在本发明中，所述涂层组合物可以施加到连续料幅的第二端上，以提供全部或部分涂层。通过"全部涂层"，我们理解为沿机器和轴向(交叉)方向连续施加的涂层，即所述料幅的第二端不包括任何未涂布的部分(参见例如图3)。

通过"部分涂层"，应理解的是，将所述涂层组合物以使其部分地覆盖所述料幅的表面(即其第二端)的方式施加到连续料幅上。例如，如果涂层沿机器和/或轴向方向间歇地施加到料幅的第二端，则出现部分涂层。所述涂层组合物可施加到所述料幅上，以形成预定的涂层图案。对预定的涂层图案没有特别限制。部分涂层可以形成相连的(例如条纹、线条或波纹)或分开的沉积物(例如点、正方形、圆形或任何其他几何形状)。

在部分涂层的一个实施方式中，沿机器和/或轴向方向间歇地施加所述涂层，例如，

-沿机器方向连续地，但沿轴向(交叉)方向间歇地，例如，以沿机器方向延伸的一个或多个平行条纹的形式(参见例如图4a)。

-沿轴向(交叉)方向连续地，但沿机器方向间歇地，例如，以沿轴向方向延伸的一个或多个平行条纹的形式，即从卷的一个边缘到另一个边缘，

-沿机器和轴向(交叉)方向间歇地，例如以彼此交叉的平行条纹形式。

在部分涂层的一个实施方式中，如图4b所示，以点的形式间歇地施加所述涂层。作为例如喷涂或辊涂的结果，点可以形成规则或不规则的图案。

在一个实施方式中，间歇地施加所述涂层组合物，以使其覆盖至少35％的第二端表面，优选至少50％的第二端表面，更优选至少75％，例如，至少95％的第二端总表面。

2.1聚合物

在本发明中，所述涂层组合物包含特定的聚合物。所述聚合物对实现本发明的技术效果是必不可少的。

在一个实施方式中，用于本发明的聚合物的特征在于，其具有：

(i)低于20℃、优选低于15℃、更优选低于10℃、更优选低于5℃、更优选低于0℃、更优选低于-5℃、更优选低于-10℃的玻璃化转变温度；和

(ii)大于20℃、更优选大于25℃、更优选大于30℃、更优选大于35℃、更优选大于40℃、更优选大于45℃的熔点；

(iii)任选地具有，至少40g/l的在25℃水中的溶解度。

用于本发明的聚合物优选具有(i)低于0℃、优选低于-5℃和更优选低于-10℃的玻璃化转变温度。玻璃化转变温度限定了关于聚合物的机械性能的变化/转变。当温度低于玻璃化转变温度时，聚合物倾向于呈现类似于玻璃的相对硬且脆的状态。然而，当温度高于玻璃化转变温度时，聚合物处于更具弹性的状态，例如橡胶状的状态，其有助于无芯卷的有利机械性能，特别是当无芯卷被压缩时其抗塌陷性和涂层的柔韧性/弹性。

此外，用于本发明的聚合物优选具有(ii)大于35℃、优选大于40℃、更优选大于45℃的熔点。该性质确保所述聚合物在一个实施方式中可作为热熔体施加，并在室温下硬化。

在一个优选实施方式中，用于本发明的聚合物显示出(iii)至少40g/l、优选200g/l、特别是500g/l的在25℃的水中的溶解度。所述聚合物在水中的溶解度确保了本发明的吸收性片材产品(特别是厕纸等)具有良好的可冲刷性和生物降解性。由于聚合物的相当高的溶解度，其在与污水系统中的水接触时溶解，或者至少快速形成分散体。结果，可有效地防止污水系统阻塞。对于通常不通过污水系统处理的无芯卷的其它实施方式如餐巾纸、毛巾纸例如家用毛巾纸、厨房毛巾纸或手巾纸、厕纸、擦拭纸和面巾纸，特征(iii)不是必需的，但是优选的。

选择用于本发明的聚合物以使满足(i)玻璃化转变温度和(ii)熔点的条件，优选还满足(iii)水中的溶解度(iii)条件。

根据本发明的"聚合物"的定义还包括至少两种不同的聚醚多元醇的共混物，特别是聚乙二醇和聚丙二醇的共混物。术语"聚合物"还应包含由至少两种不同的醚二醇组成的共聚物，特别是乙二醇和丙二醇的共聚物。优选此类共混物中的各聚合物满足标准(i)、(ii)和任选地满足(iii)。

如前所述，聚合物的(i)玻璃化转变温度和(ii)熔点一起有助于聚合物在通常使用无芯卷的室温下(通常在20℃至25℃的范围内)的弹性行为。此外，当在本发明的涂层组合物中使用所述聚合物时，该聚合物提供一种卷状吸收性片材产品，其同时具有优异的抗塌陷性、柔韧性和弹性。

因此，以上描述的玻璃化转变温度和熔点应理解为峰值温度，其可通过动态机械分析(DMA)在实施例中规定的条件下测定。

DMA是一种是将振荡(正弦)力施加到材料样品例如聚合物并测量其产生的位移的技术。该测量能够测定材料的应变(刚度)和阻尼，其通常记录为"模量"和"tanδ"。更具体地说，"tanδ"表示材料的损耗模量与储存模量之比。因此，通过测量与施加的力相比的位移的相位滞后，可以测定材料的阻尼性质。当tanδ相对于温度作图时，材料的玻璃化转变温度和熔点可以作为峰被观察到，因为材料在其经历玻璃化转变时和在其熔化时吸收能量。

本发明中使用的聚合物的(i)玻璃化转变温度和(ii)熔点可以通过使用例如可从

获得的动态机械分析仪DMA 8000来测定。

在一个实施方式中，所述聚合物是聚醚多元醇，优选选自聚乙二醇、聚丙二醇和它们的混合物的聚醚多元醇，更优选聚乙二醇。

在一个实施方式中，所述聚合物具有800至250000、优选1000至50000、更优选1500至15000、更优选1500至10000、更优选2000至7500、例如2500至4000的数均分子量。

在一个优选的实施方式中，所述聚合物是具有800至250000、优选1000至20000、更优选1500至10000、更优选2000至7500、更优选2500至6500、甚至更优选2500至4000的数均分子量的聚乙二醇。

本发明中使用的聚合物的数均分子量可通过本领域已知的技术如凝胶渗透色谱法(GPC)来测定。

在另一个实施方式中，本发明中使用的聚合物可由下式(I)表示：

其中，在上式中，n表示具有10至5000、优选10至2500、更优选20至1000、更优选30至200、更优选50至150或50至100的平均值的整数。优选n表示具有10至5000、优选10至2500、更优选20至1000、更优选30至200、更优选50至150或50至100的绝对值的整数。

在本发明中，设定所述涂层组合物中的聚合物的量，以使所述聚合物以0.1至20g/卷、优选0.1至10g/卷、更优选0.1至5g/卷、特别是0.5至2g/卷的量施加到第二端。当施加到第二端的聚合物的量小于0.1g/卷时，可能不能充分形成所需的性质柔韧性和弹性，以及优异的抗塌陷性。相反，当施加到第二端的聚合物的量大于20g/卷时，该卷显示出优异的抗塌陷性，以及柔韧性和弹性，但制造成本可能变高。

2.2添加剂

增塑剂

本发明的涂层组合物可包括增塑剂，例如已知的酯类增塑剂。增塑剂可有助于涂层组合物的成膜性质。选择增塑剂以使其与以上描述的聚合物相容。在一个实施方式中，本发明的涂层组合物不含增塑剂。

可以单独使用一类增塑剂，也可以组合使用两类以上。

从随时间的稳定性的观点，本发明的涂层组合物中的增塑剂含量优选不大于整个固体含量浓度的20wt％、更优选不大于10wt％、还更优选不大于5wt％。

增强剂

本发明的涂层组合物可包括增强剂。

在一个实施方式中，本发明的涂层组合物不含增强化学添加剂，如强度树脂，例如不含以下描述的水溶性阳离子或阴离子聚合物。当所述涂层组合物包括增强剂时，可使用本领域已知的水溶性阳离子聚合物和/或水溶性阴离子聚合物。

其它添加剂

本发明的组合物可酌情包含各种类型的已知添加剂，只要不抑制本发明的效果。实例包括香料、着色剂、表面活性剂、防垢剂和抗菌剂以及无机或有机填料。

可以单独使用它们中的一类，也可以组合使用两类以上。

3.吸收性产品

本发明的无芯卷在卫生或家用吸收性产品领域具有许多应用。特别是，本发明的卷可以是选自包含餐巾纸、毛巾纸如厨房毛巾纸或手巾纸、厕纸、擦拭纸和面巾纸的组的吸收性片材产品。

在本发明中，所述吸收性片材产品由具有第一端和第二端的吸收性材料的连续料幅组成，所述连续料幅由至少一层典型基重为8-60g/m²、优选10-30g/m²的基础薄纸组成。

在一个实施方式中，吸收性材料的连续料幅是由薄纸制成的单层料幅，或由例如2至5个叠加的薄纸层制成的多层料幅。为了获得多层吸收性片材产品，将一层基础薄纸在加工步骤中组合到最终的层数，最终层数取决于最终产品的目标性质可以是例如2至5。所得到的多层料幅的总基重优选不超过120g/m²，更优选低于65g/m²，例如低于55g/m²。

在本发明中，连续料幅的第二端涂有本发明的涂层组合物(即包含如上所述的聚合物的涂层组合物)，并被螺旋形卷绕以获得一卷吸收性片材产品，例如厕纸卷。可以使用本领域已知的技术将所述涂层组合物施加到第二端上。"喷涂"和"辊涂"属于这些众所周知的技术。

在本发明中，将所述涂层组合物施加到连续料幅的两侧中的至少一个上，即连续纵向料幅的上侧和/或下侧，或施加到形成料幅的基础薄纸层之间。

当所述料幅是多层料幅时，例如具有2至5个叠置的薄纸层的料幅，可将所述涂层组合物施加到一个或多个层的一侧或两侧上，例如，所有的层上。在一个实施方式中，将涂层组合物施加到料幅的外层之一上，优选施加到朝向最终吸收性片材产品中的轴向中空通道的外层上(即，作为最接近于轴向中空通道的层的外层)。所述外层可以在一侧或两侧上进行涂布，优选在其下侧，即朝向轴向中空通道的一侧进行涂布。

本发明的吸收性片材产品优选选自餐巾纸、毛巾纸如厨房毛巾纸或手巾纸、厕纸、擦拭纸和面巾纸。作为"厕纸"，我们理解为一种柔软而坚固的基础薄纸，用于在使用厕所后清洁臀部(有时也称为"卫生纸")。

本发明还涉及所述无芯卷用作厕纸、家庭毛巾纸、厨房毛巾纸、擦拭纸、面巾纸或餐巾纸的用途。

根据一个优选实施方式，吸收性片材产品是由2至5个叠加的薄纸层(例如，2至4个薄纸层)构成的厕纸，其中所述涂层组合物被施加到所述连续料幅的至少一个外层上，优选在最靠近轴向中空通道的外层的下侧上。

本发明的无芯卷的尺寸没有限制，在很大程度上取决于目标吸收性片材产品。单个卷例如可具有5cm至50cm、优选8cm至20cm的直径(边缘直径)。所述轴向中空通道可具有10mm至70mm、优选20mm至50mm的直径。所述卷的宽度(即一个边缘与另一个边缘之间的距离)可在60mm至800mm、优选70mm至400mm、例如80mm至150mm的范围内。

形成吸收性片材产品的吸收性材料的连续料幅优选具有机器方向上1m至60m、优选1.5m至50m、例如2m至40m的总长度。任选地，所述料幅可以在机器方向上被部分切断，使得它由连贯的单个但相连的片材组成。单个片材可具有80mm至300mm、例如100mm至250mm、特别是100mm至200mm的长度(机器方向上)。

4.无芯卷和吸收性产品的制造方法

本发明还涉及一种如之前和以下描述的无芯卷的制造方法，所述方法包括下述步骤：

(A)传输具有第一端和第二端的吸收性材料的连续料幅，其任选地由1个薄纸层或2至5个叠加的薄纸层构成；

(B)将涂层组合物施加到所述第二端；

(C)螺旋形卷绕所述吸收性材料的连续料幅以产生吸收材料料幅的圆材，所述吸收性材料的料幅被卷绕以限定相对于所述圆材位于中心的且从所述圆材的一个边缘延伸到另一边缘的轴向中空通道，并使所述第一端位于所述圆材的外侧上和所述第二端位于所述轴向中空通道；

(D)任选地，在基本上横向于机器方向切断所述吸收性材料的连续料幅，以产生单个但相连的片材；

(E)将所述圆材切割成许多无芯卷。

根据本发明的一个实施方式，上述无芯卷的制造方法包括另一步骤：

(F)将无芯卷沿垂直于轴向中空通道的方向进行压缩，以产生压缩形式的无芯卷。

本发明的无芯卷可使用可商购获得的加工机器来制造。适合的加工机器例如可从Paper Converting Machine Company(PCMC),Europe获得。

以下涉及机器模块/单元的工艺描述应理解为适合于制造本发明的卷的机器的示例。使用本领域已知的另一种机器/单元也是可以的。

在本发明中，参见图5和6，所述无芯卷的制造方法包括下述步骤：

(A)传输具有第一端和第二端的吸收性材料的连续料幅(19)。

用于本发明中的吸收性材料的连续料幅(19)由一层或多层具有8至60g/m²、优选10至30g/m²的基重的基础薄纸组成。所述基础薄纸通常作为从薄纸造纸机获得的宽度为1.80m至7m的大母体卷(large parent rolls)(15)和(16)提供。将母体卷(15)和(16)安装在加工机器(9)的解卷单元(10)和(11)上。要使用的母体卷的数量对应于目标吸收性片材产品中的层数。在图5和6中，使用各自提供一层卫生纸(18A)和(18B)的两个母体卷(15)和(16)制造两层的厕纸卷(1)。

将层(18A)和(18B)从解卷单元(10)和(11)进料到压花单元(12)，其中将所述层叠加并组合(结合)，以产生吸收性材料的连续料幅(19)。

压花单元包括雕刻圆筒(20)和配合橡胶圆筒(21)，两者沿相反方向旋转，并且任选地包括胶分配器(未示出)。雕刻圆筒可以雕刻有组合各种压花尖端的微结构图案。雕刻圆筒可以将单级或双级雕刻印入叠加的层中。

胶分配器(如果有的话)通常包括大缸(胶的储存器)、施加器圆筒和浸渍圆筒。施加器圆筒相对于雕刻圆筒邻接叠加的基础薄纸层。浸渍圆筒(未示出)拾取大缸中的粘合剂，并将粘合剂转移至施加器圆筒(未示出)。施加器圆筒被设置为在压花的料幅的突起的远端区域处在雕刻圆筒上施加确定的压力。在所述确定的压力下，粘合剂穿过所述料幅并粘结各层。用于层粘结的粘合剂的量优选为0.1g/m²至5.0g/m²，优选0.2g/m²至1.0g/m²。用于层粘结的适合粘合剂的实例是可从H.B.Fuller,Europe获得的

1004。

以上描述的压花步骤用于组合基础薄纸的层，并且还用于对至少一个层进行压花或微压花，以产生美学效果或改变所得到的连续料幅(19)的厚度、柔软性或易弯性。

(B)将涂层组合物施加到连续料幅的第二端上，以形成全部或部分涂层。通过本领域已知的技术将涂层组合物施加到第二端上。在本发明中，在其他技术之中，可以使用喷涂或辊涂。

通过"喷涂"，我们理解为涂层组合物以细小液滴在气体中的分散体形式(即喷雾)施加到连续料幅上。喷雾通常通过使用具有流体通道的喷嘴(喷枪)形成，所述喷头(喷枪)在受到使液体雾化的机械力时运行。所述液滴可具有1μm至1000μm，例如10μm至400μm的尺寸。

加工机器(9)可配备有一个或多个喷枪(23A)，例如1至8个喷枪，其可以放置在加工线路的任何位置，只要考虑到所需的结果(第二端的涂层)是有意义的。一个或多个喷枪(23A)可以放置在压花单元(12)之前，以使得涂层组合物(22)施加到例如外层上或各层之间。优选地，一个或多个喷枪(23A)放置在切割模块(27)和卷绕模块(28)之间，以使得涂层组合物(22)施加到外层的下侧上(如图5所示)。

喷涂系统包括一个或多个喷枪(23A)、大缸(24)和将涂层组合物(22)从大缸进料到一个或多个喷枪(23A)的管(25)。任选地，喷涂系统配备有加热系统(例如加热套、加热枪等，未示出)，其加热大缸(24)、管(25)和/或一个或多个喷枪(23A)中的涂层组合物，以使得所述组合物在喷雾期间保持液态。特别是，所述加热系统可以在高于所述组合物中使用的聚合物的熔点的温度下加热涂层组合物。

适合于喷涂本发明的涂层组合物的喷枪可例如从Walther Spritz-undLackiersysteme GmbH,Germany获得。

通过"辊涂"，我们理解所述涂层组合物通过施加辊直接施加到第二端上。"辊对辊涂布"和"逆辊涂布"属于可用于本发明的众所周知的技术。参见图6，辊涂系统包括浸渍圆筒和施加器圆筒(23B)、大缸(24)和将涂层组合物(22)从大缸进料到浸渍和施加器圆筒(23B)的管(25)。所述辊涂系统任选地包括如上所述的加热系统(未示出)。只要是有意义的，辊涂系统可以放置在加工线路的任何位置。辊涂系统可以例如以下述方式放置在压花单元上：施加器圆筒(23B)紧靠雕刻圆筒(20)或另一个圆筒(如图6所示)。

可调节一个或多个喷枪(23A)或辊涂布器(23B)以沿机器和轴向方向上施加连续涂层，或沿机器和/或轴向方向上施加间歇涂层(例如条纹、点等)。

(C)螺旋形卷绕连续料幅(19)以产生吸收性材料料幅(34)的圆材。

连续料幅(19)从压花单元(12)送入复卷单元(13)，在复卷单元(13)中，螺旋形卷绕料幅(19)，以产生吸收性材料料幅(34)的圆材。复卷单元(13)包括打孔模块(26)、切割模块(27)、卷绕模块(28)和抽取模块(33)。复卷单元(13)将连续料幅(19)卷绕成多个圆材(34)。

设置卷绕模块(28)卷绕连续料幅(19)，以产生料幅的圆材(34)。卷绕模块(28)可以是周边型(中心卷绕)或表面型(表面卷绕)。卷绕模块包括滚动表面(29)、第一卷绕辊(30)、第二卷绕辊(31)、第三卷绕辊(32)和临时芯供应器(未示出)。通过将连续料幅卷绕到临时芯(36)上形成圆材，该临时芯(36)保持明确限定的轴向中空通道。在新的圆材生产周期开始之前，芯供应器通过滚动表面(29)顺序地提供临时芯(36)。所述临时芯(36)可例如由塑料或纸板制成。在新的生产周期开始时，可以使用"短效胶"(拾取胶)将料幅(19)的第二端拾取到临时芯(36)上。

在卷绕期间，通过旋转与圆材(34)表面接触的第一、第二和第三卷绕辊(30)、(31)和(32)，将圆材(34)保持在适当位置。卷绕辊(30)、(31)和(32)之一可将旋转运动施加至所述圆材(表面卷绕)。

一旦达到所需的圆材直径(对应于基本上限定的料幅长度或单个片材的数量)，就切割连续料幅(19)。将制造的圆材(34)与料幅(19)分离，随后开始新的圆材的制造。

切割单元(27)将设置成根据基本横向于机器方向的规则间隔的切割线切割所述料幅。料幅的切割发生在转换阶段，即当在圆材生产周期结束时完成第一个圆材，以及在新圆材生产周期开始时第二个后续圆材开始卷绕之前。

切割线(未示出)是沿料幅(19)的厚度在轴向方向上形成的线。两个连续的切割线限定形成1个卷的整个料幅长度。取决于目标产品，确定两个连续的切割线之间的距离，即卷长度。通常，根据例如形成料幅的层的数量、各个层的基重等，选择卷长度和卷直径。吸收性片材产品的单个卷在机器方向上可具有1m至60m、优选1.5m至50m、例如2m至40m的总料幅长度。

然后，将制造的圆材(34)提供至抽取模块(33)，抽取模块(33)设置成在完成圆材卷绕之后从圆材(34)抽取临时芯(36)。抽取后可将临时芯(36)回收至芯供应器，。

当用于本发明的方法中的涂层组合物是如上所述的水溶液时，可以在将制造的圆材与吸收性材料料幅分离之后和在抽取临时芯之前对制造的圆材进行干燥。也可以在抽取临时芯之后对制造的圆材进行干燥。

优选将制造的圆材干燥，直到形成圆材的薄纸的含水量不超过圆材总重量的10％，优选圆材总重量的5％。例如，可以通过将圆材在室温(20℃至25℃)和RH(相对湿度)10％至60％下储存12小时来干燥所制造的圆材。

(D)任选地，基本上横向于机器方向切断所述吸收性材料的连续料幅(19)，以产生单个但相连的片材。

在如上所述通过卷绕模块(29)螺旋形卷绕连续料幅(19)之前，所述料幅(19)到达打孔模块(26)，如果有的话，其被设置成给料幅(19)提供基本上横向于机器方向(即轴向方向)的规则间隔的打孔线(8)，以制造单个但相连的片材(如图3、4a和4b所示)。

打孔线(8)是沿料幅(19)的厚度在轴向方向上形成的线，其包括交替的穿孔区段和未穿孔的区段(即，两个穿孔区段被一个未穿孔的区段间隔，反之亦然)。各个未穿孔的区段在连续料幅的两个连续部分之间形成连接区域。各个打孔区段在连续料幅的两个连续部分之间形成一个分离区域。考虑到单个卷的宽度，例如10cm至30cm，所述未穿孔/穿孔区段的长度可以为1mm至15mm，优选为4mm至10mm。只要这是有意义的，另一种打孔线也是可以的。

两条连续的打孔线(8)限定了最终吸收性片材产品中的单个片材长度。取决于目标产品，确定两个连续的打孔线之间的距离，即片材长度。单个片材可具有80mm至300mm、例如100mm至250mm的机器方向上的长度。例如，一片卫生纸可具有80mm至200mm的长度，并且毛巾纸如家用(厨房)毛巾纸或手巾纸可具有80mm至300mm的长度。

(E)将制造的圆材(34)切割成许多无芯卷(1)。

在卷绕之后，将圆材(34)提供给圆材切割单元(14)，其中圆材(34)通过多个圆材锯(35)平行于机器方向被切割成多个单独的卷(1)。多个圆材锯(35)在轴向方向上规则地间隔开，使得圆材(34)被切割成多个单独的卷(1)，所述卷在轴向方向上具有确定的宽度(即从一个边缘到另一个边缘的距离)。单个卷(1)的宽度为60mm至800mm、优选70mm至400mm、例如80mm至150mm。

控制模块(37)通过接口(38)连接到打孔模块(26)、切割模块(27)和喷涂或辊涂系统。控制模块(37)控制打孔模块(26)和切割模块(27)的操作。特别是，控制模块(37)在两个连续的圆材之间的转换阶段触发切割模块(27)以切断所述料幅(19)。此外，控制模块(37)在转换阶段之外控制打孔模块(26)的操作。

另外，控制模块(37)控制喷涂或辊涂系统的操作，即将涂层组合物适当的施加(喷涂或辊涂)到连续料幅(19)的第二端上。可以通过发送例如开始/停止信号至施加(喷涂或辊涂)系统来控制将涂层组合物适当地施加到第二端上，所述信号是根据目标产品的长度和机器参数例如运行速度来确定的。

将不同的辊(17)适当地定位，以便沿着加工机器(9)在不同单元内和不同单元之间控制连续料幅(19)的路径。

(F)任选地，将所述卷沿垂直于轴向中空通道的方向进行压缩，以制造压缩(椭圆形)形式(未示出)的无芯卷。

通过"压缩"，我们理解在垂直于轴向中空通道的方向上在卷上施加压力，以便制造具有椭圆形横截面的卷，其需要较少的存储空间。卷压缩优选在卷绕终止后立即进行。本领域已知的适合装置可用于操作所述压缩。在本发明中，可以使用例如WO 95/13183中描述的两个会聚同步驱动的传送带、气动或液压压板或其他装置。

此后，将各个无芯卷(1)包装并准备运输(未示出)。

实施例

5.实施例

下述试验方法用于评价吸收性材料、聚合物和制造的无芯卷。

5.1.基重

根据EN ISO 12625-6:2005，薄纸和薄纸产品，部分6：基重测定，来测定基重。

5.2.厚度(Caliper)

根据基于EN ISO 12625-3:2014，部分3的修正方法，通过精密千分尺(精度0.001mm)进行测量。用于该目的，测量固定参考板和平行压脚之间产生的距离。压脚的直径为35.7±0.1mm(10.0cm²额定面积)。施加的压力为2.0kPa±0.1kPa。压脚可以2.0±0.2mm/s的速度移动。

可使用的装置是厚度计型号L&W SE050(可从Lorentzen&Wettre,Europe获得)。

待测量的薄纸产品切成20×25cm的片，并在23℃，50％RH(相对湿度)的气氛中调理至少12小时。

对于测量，将一个片放在压力板下面，然后降低压力板。然后在压力稳定后5秒读取所述片的厚度值。然后将厚度测量重复九次，其他样品以相同的方式处理。

将得到的10个值的平均值作为测量的薄纸产品(例如双层厕纸)的一个片的厚度("单片厚度")。

5.3.玻璃化转变温度&熔点

通过装备有Material Pocket和1L杜瓦瓶的动态机械分析器DMA 8000(可从PerkinElmer,Germany获得)进行测量。

将待测量的聚合物添加至分析器的Material Pocket。将Material Pocket安装在分析器的夹具(单悬臂弯曲几何结构)中。然后，从-120℃至75℃，以3℃/min的梯度和1.0Hz的频率进行测量。

然后将记录的聚合物的tanδ响应绘制为温度的函数。在tanδ曲线中观察到聚合物的玻璃化转变温度和熔点作为峰。

5.4.数均分子量

使用装备有PL aquagel-OH MIXED 8μm柱7.5×300mm的PL-GPC 50集成GPC/SEC系统(均可从Agilent Technologies，Europe获得)，通过凝胶渗透色谱法(GPC)进行测量。使用可从Agilent Technologies获得的PEG-10EasiVial校正，对所述GPC系统进行校准。

将待测量的聚合物的样品以2mg/ml的浓度溶于洗脱液(水)中。注入样品(注射体积：100μL)，并使用水作为洗脱液以1.0mL/min的流速运行。将聚合物的停留时间(min)记录为峰。通过将记录的停留时间与标准(校正)聚合物的停留时间进行比较，求出聚合物的数均分子量。

5.5.抗压缩性

通过装备有1kN测压元件(cell)的垂直测力计进行测量。可使用的装置是测力计型号ZwickiLine Z1.0(可从Zwick Roell,Europe获得)。

对于测量，将卷水平放置在压力板之间，并且施加的压力垂直于轴向中空通道的方向。在所述板之间以60mm/min的恒定速度压缩所述卷。测量压缩力，并相对于测压元件的位移进行绘图。将曲线的第一个拐点处记录的压缩力作为卷的抗压缩性。使用其他样品重复所述抗压缩性测量5次。

将得到的5个值的平均值作为测量的卷的抗压缩性。

5.6.剥离力

通过装备有轴和上颌的垂直测力计进行测量。可使用的装置是装备有10N测压元件的测力计型号ZwickiLine Z1.0(可从Zwick Roell,Europe获得)。

对于测量，将无芯薄纸卷的第一内圈插在轴上，并将最外面的纸张插入上颌中。以60mm/min的恒定速度解卷绕所述圈。测量分离形成圈的纸张所需的剥离力，并相对于测压元件的位移进行绘图。在位移间隔内，记录将样品分层所需的最大力和平均力。然后，使用其他样品重复所述剥离力测量5次。

将得到的5个最大力的值的平均值作为第一内圈的剥离力。

5.7.可崩解性

根据NF Q34-20:1998，Sanitary and Domestic Articles-Bathroom Tissue-Determination of Disintegration，测定可崩解性。

5.8.原材料、化学材料和加工机器

吸收性材料

将具有42g/m²的基重和0.41mm的厚度的两层基础薄纸(SCA制造)用作下述实施例中的吸收性材料的连续料幅。

如下，使用常规加工机器，通过将一层基础薄纸组合至最终层数(2)制备两层的基础薄纸(连续料幅)：

第一解卷单元从宽度为0.6m的第一母体卷提供第一层基础薄纸。第二解卷单元从宽度为0.6m的第二母体卷提供第二层基础薄纸。将两个基础薄纸的层进料到压花单元。在压花单元中，使用粘合剂将基础薄纸叠加并组合(结合)，以形成吸收性材料的连续料幅。雕刻圆筒在叠加的吸收性圆材基础料幅中进行双层雕刻。用于层粘结的粘合剂为0.5g/m²的量的

1004。

将所得到的两层的吸收性材料连续料幅进料至复卷单元。

化学材料

以下列出用于下述实施例的化学材料：

·对于涂层组合物：

>来自Sigma-Aldrich的聚乙二醇"PEG3000"，数均分子量为约3000(通过GPC测定)；根据其他分子量的现有数据，推算玻璃化转变温度为约-22℃，熔点为约53℃；

>来自Sigma-Aldrich的聚乙二醇"PEG6000"，数均分子量为约6000(通过GPC测定)，玻璃化转变温度为-22.7℃，和熔点为58.7℃(通过DMA测定)；

>来自Avebe的淀粉Avedex W60；

>来自Ashland的羧甲基纤维素(CMC)

7M1C；

·粘合剂：

>来自H.B.Fuller的

1004(用于层粘结)；

>来自Henkel的Tissue Tak 604(用于卷绕的"短效粘合剂")。

加工机器

常规的薄纸加工机器适合于制造具有两个层的卫生纸。所述机器包括两个解卷单元、压花单元、复卷单元和圆材切割单元。

压花单元包含雕刻圆筒、配合的橡胶圆筒和胶分配器。雕刻圆筒可以雕刻有组合各种压花尖端的微结构图案。胶分配器包含大缸、施加器和浸渍圆筒。

复卷单元包含打孔模块、切割模块、卷绕模块和抽取模块。打孔模块包含打孔器辊和静止的支承辊。切割模块包含切割辊和静止的支承辊。

复卷单元还配备有喷涂系统，该喷涂系统由四个喷管直径为1.5mm且在4巴的雾化空气压力下工作的喷射枪型号WA520(可从Walther Pilot获得)、大缸和将涂层组合物从大缸供给到喷枪的管组成。此外，所述喷雾系统包括将大缸、管和喷枪中的涂层组合物保持在60℃的恒温的加热系统。

将喷枪放置在切割模块和卷绕模块之间，使得涂层组合物被喷射到在圆材开始处的切割线上游的吸收性材料连续料幅的下侧上，从而限定第一料幅端部(即靠近轴向中空通道的圆材/卷的圈)。

所述圆材切割单元包含多个圆材锯。

将不同的辊适当地定位，以便沿着加工机器、在不同单元内和不同单元之间控制吸收性圆材基础料幅的路径。吸收性圆材基础料幅根据机器方向(MD)从解卷单元，向压花单元、向复卷单元和向圆材切割单元行进到加工机器中。

控制模块通过接口连接到打孔模块、切割模块和喷枪。控制模块控制打孔模块和切割模块的操作，以及涂层组合物适当的喷射到第二端。

在整个试验期间以100m/min保持机器速度。

参考例(参考厕纸)

为了获得所需的厕纸无芯卷，如上所述制造双层的吸收性材料连续料幅，从压花单元传输并送入复卷单元。

在复卷单元中，连续料幅首先到达打孔模块，其夹紧所述料幅以提供相对于机器方向(MD)横向取向且相对于交叉方向(CD)规则间隔的打孔线。打孔区段的尺寸为4mm，未穿孔的区段的尺寸为1mm。两个打孔线之间的距离为123mm。

在夹紧之后，吸收性材料料幅到达卷绕模块，其中使用Tissue Tak 604作为"短效粘合剂"将所述料幅拾取到临时芯(外径：38mm)上。然后，将所述料幅卷绕到所述芯上，以形成直径为101mm的圆材(对应于150个打孔的片)。

通过切割模块，将制造的圆材与吸收性材料料幅分离，所述切割模块相对于MD横向切断所述料幅。将制造的圆材在20-22℃、50％的相对湿度下储存12小时的时间。

在储存后，通过抽取模块，从所述圆材抽取所述临时芯。通过多个圆材锯，将制造的圆材平行于MD切割成宽度为350mm的多个单独的卷。

实施例1(具有PEG3000的厕纸)

通过将数均分子量为3000的聚乙二醇(PEG3000)以50重量％的浓度溶解在水中，制备涂层组合物。将得到的涂层组合物供应给喷枪，并在室温下施加。

为了获得所需的厕纸无芯卷，以与上述参考例中描述的相同方式制造无芯卷，除了：在夹紧/切断之后和卷绕料幅之前，通过喷枪将涂层组合物施加(喷射)到距离切割线上游约600mm(即约5片)的长度上。

施加到第二端(长度：600mm)上的PEG3000的量为1.5g/卷(给出的量对应于切割圆材后得到的一个单独卷的600mm上的PEG3000的量)

实施例2(具有PEG6000的厕纸)

通过将数均分子量为6000的聚乙二醇(PEG6000)以33重量％的浓度溶解在水中，制备涂层组合物。将得到的涂层组合物供应给喷枪，并在室温下施加。

使用以上描述的涂层组合物，以与实施例1相同的方式制造无芯卷。

施加到第二端(长度：600mm)上的PEG6000的量为1.1g/卷。

比较例1(具有淀粉的厕纸)

通过将淀粉(Avedex W60)以33重量％的浓度溶解在水中，制备涂层组合物。将得到的涂层组合物供应给喷枪，并在室温下施加。

使用以上描述的涂层组合物，以与实施例1相同的方式制造无芯卷。

施加到第二端(长度：600mm)上的淀粉的量为1.0g/卷。

比较例2(具有羧甲基纤维素的厕纸)

通过将CMC以3重量％的浓度稀释在水中，制备涂层组合物。将得到的涂层组合物供应给喷枪，并在室温下施加。

使用以上描述的涂层组合物，以与实施例1相同的方式制造无芯卷。

施加到第二端(长度：600mm)上的CMC的量为0.1g/卷。

根据在上文中阐明的程序，评价参考例、实施例1和2、比较例1和2中得到的厕纸卷的性质。所述结果示出在下表1中。

表1

这些试验数据表明，使用根据本发明的涂层组合物导致增大的抗压缩性，同时卷的剥离力在可接受的范围内。具有更大抗压缩性的厕纸也不易于塌陷。此外，根据本发明的卷可以解卷到最后的片，而不会撕开和/或损坏片(即，在剥离力测量中不会发生穿孔破裂和/或片损坏)。

与此相反，使用含有淀粉或CMC的涂层组合物提供其中第一内圈的片彼此牢固粘附(胶粘)的卷。结果，不可能在不撕开和/或损坏最后的片的情况下将卷解卷。

Claims (18)

1.一种吸收性片材产品的无芯卷，由螺旋形卷绕的具有第一端和第二端的吸收性材料的连续料幅制成，吸收性材料的料幅被卷绕以限定相对于所述无芯卷位于中心的且从所述无芯卷的一个边缘延伸到另一个边缘的轴向中空通道，并且使所述第一端位于所述卷的外侧上和所述第二端位于轴向中空通道；

其中所述吸收性材料的连续料幅的第二端包含含有聚合物的涂层组合物，其中所述聚合物是选自聚乙二醇、聚丙二醇和它们的混合物的聚醚多元醇，其中所述聚合物具有：

(i)低于20℃的玻璃化转变温度；和

(ii)大于20℃的熔点；和

其中所述涂层组合物不含糖类。

2.根据权利要求1所述的无芯卷，其中所述聚合物具有：

(i)低于0℃的玻璃化转变温度；和

(ii)大于35℃的熔点，和

(iii)任选地具有，在25℃水中至少40g/l的溶解度。

3.根据权利要求1所述的无芯卷，其中所述无芯卷是通过将所述涂层组合物施加至所述吸收性材料的连续料幅的第二端来获得的。

4.权利要求1、2或3所述的无芯卷，其中所述涂层组合物包含：

(a)至少50wt％的所述聚合物；

(b)不大于50wt％的其他添加剂；

(c)任选存在的不大于10wt％的量的水；

各自基于所述涂层组合物的总重量。

5.权利要求1、2或3所述的无芯卷，其中所述涂层组合物以熔体形式施加或在添加水之后以水溶液形式施加。

6.权利要求1所述的无芯卷，其中所述聚合物具有800至250000的数均分子量。

7.权利要求6所述的无芯卷，其中所述聚合物是具有800至250000的数均分子量的聚乙二醇。

8.权利要求1、2或3所述的无芯卷，其中所述聚合物符合下式：

其中，在上式中，n表示具有10至5000的平均值的整数。

9.权利要求1、2或3所述的无芯卷，其中所述轴向中空通道具有周缘，并且所述涂层组合物是周向施加的。

10.权利要求1、2或3所述的无芯卷，其中所述涂层组合物沿机器和轴向方向连续地施加，或沿机器和/或轴向方向间歇地施加。

11.权利要求1、2或3所述的无芯卷，其中所述第二端由至少一圈组成，一圈是围绕所述轴向中空通道所述螺旋形卷绕的连续料幅的一个环绕。

12.权利要求1、2或3所述的无芯卷，其中聚合物的量为0.1至20g/卷。

13.权利要求1、2或3所述的无芯卷，其中所述吸收性材料的料幅由1个薄纸层或2至6个叠加的薄纸层组成。

14.权利要求1、2或3所述的无芯卷，其是压缩形式。

15.权利要求1、2或3所述的无芯卷，其是选自包含餐巾纸，毛巾纸，厕纸，擦拭纸，手帕纸和面巾纸的组的吸收性产品。

16.一种制造吸收性片材产品的无芯卷的制造方法，其包括下述步骤：

-传输具有第一端和第二端的吸收性材料的连续料幅；

-任选地，横向于机器方向切断所述吸收性材料的连续料幅，以制造单个但相连的片；

-将权利要求1至12任一项中所限定的涂层组合物施加到所述第二端；

-螺旋形卷绕所述吸收性材料的连续料幅以制造吸收材料料幅的圆材，所述吸收性材料的料幅被卷绕以限定相对于所述圆材位于中心的且从所述圆材的一个边缘延伸到另一边缘的轴向中空通道，并使所述第一端位于所述圆材的外侧上和所述第二端位于所述轴向中空通道；

-将所述圆材切割成许多无芯卷。

17.权利要求16所述的制造方法，其包括下述另一步骤：

-将无芯卷沿垂直于轴向中空通道的方向进行压缩，以制造压缩形式的无芯卷。

18.权利要求1至14任一项所述的无芯卷的用途，其用作厕纸、家庭毛巾纸、厨房毛巾纸、擦拭纸、面巾纸、手帕纸或餐巾纸。

Images