CN111133147A - 吸收性片材的无芯卷及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种吸收性片材产品的无芯卷，例如餐巾、厕纸、毛巾等，其由具有第一端和第二端的螺旋缠绕的吸收性材料的连续幅制成，其中包含特定聚合物和粘结剂的涂料组合物被涂覆于第二端上，聚合物和粘结剂的重量比为至少92:8。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在水中的崩解性，并且可以在其整个长度上用尽。本发明还涉及无芯卷的制造方法。

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的无芯卷，例如餐巾、厕纸、毛巾等。在本发明的一个方面，无芯卷以压缩形式提供。本发明还涉及无芯卷的制造方法。
背景技术
成卷形式的吸收性片材产品在现代社会中得到了广泛的应用。厕纸卷，毛巾卷(例如家用(厨房)毛巾或擦手巾等)是主要的商业物品。
家用吸收性片材产品卷(例如厕纸)通常由吸收性材料的连续幅构成，该幅被螺旋缠绕在由硬质材料例如纸板或胶合纸制成的预制芯上。芯限定轴向中空通道，该轴向中空通道相对于卷居中定位并且从卷的一个边缘延伸到另一边缘。轴向中空通道使消费者能够轻松地将卷安装在卷保持器的芯轴上。但是，芯很昂贵，需要存储空间和额外的手动处理。此外，在使用吸收性片材产品之后，芯保留下来，从而增加了堵塞污水系统的风险。
为了解决这些问题，已经开发了“无芯”卷和具有水溶性芯的卷。这些产品的重要性能包括抗塌陷性和柔韧性/弹性。
如本文所用，“塌陷”是指当构成卷的第一内部匝(即，在缠绕开始时形成轴向中空通道的匝)的吸收性片材产品不能被稳定地维持以清楚地限定轴向中空通道时发生的现象。无芯卷通常与“塌陷”风险增加相关。通常在无芯卷的制造过程中，完成缠绕之后取出临时芯时，或在成品的存储和运输过程中，发生塌陷。由于塌陷，可能难以将卷安装在卷保持器的芯轴上。此外，塌陷通常使消费者感到产品质量下降。
“柔性”卷的优势在于可以以压缩形式提供，在存储和运输期间需要的空间较小。结果，可以大大降低存储和运输成本。通过沿着压缩的(椭圆形)形式的长轴，即垂直于卷的轴线施加压力，可以使卷从其压缩的(椭圆形)形式返回到未压缩的(圆柱形)形式。
然而，当卷从压缩形式返回到非压缩形式时，必须稳定地维持构成卷的第一内部卷匝的吸收性片材产品。即，轴向中空通道必须自身打开，并且当卷返回圆柱形时必须清楚地被限定。因此，该卷必须具有相当大的柔韧性和一定程度的弹性，这意味着该卷可以返回到其圆柱形状，同时以明确限定的方式重新打开轴向中空通道。这就要求第一内部匝重新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历压缩的卷之间在外观上应该没有明显的视觉差异。
现有技术描述了用于能以压缩形式提供且据说为柔性的吸收性片材产品的卷的方法。
WO 2009/027874A1公开了一种卷，该卷包括螺旋缠绕在柔性芯上的非织造棉纸幅。柔性芯包括合成聚合物的聚合物片材，该片材通过诸如粘合剂、热结合等的附着机制附着到非织造棉纸幅的内层。柔性芯的特征在于，其在机器方向上的拉伸强度高于非织造棉纸幅的拉伸强度。结果，该卷显示出用于包装和存储目的的灵活性。
但是，合成聚合物的聚合物片材是事先准备、存储和手动处理的。此外，在工业制造的框架中，吸收性材料的连续幅以约10m/s的速度行进。这使得聚合物片材在非织造棉纸幅的内层上的结合和附接在技术上是复杂的并且难以在工业制造所需的运行速度下实现。
WO 95/13183A1公开了一种细长材料的卷，在卷的中心具有芯。芯基本上包括许多匝的细长材料，这些材料通过诸如乳胶、淀粉等的粘结剂固定在一起。在WO 95/13183A1中还公开了一种用于制造呈压缩形式的这种卷的方法。更具体地，WO 95/13183A1指出在常规缠绕的第一匝上喷涂或涂覆粘结剂溶液。在完成缠绕并从缠绕轴上取下后，卷立即被压缩成椭圆形或卵形截面形式。该文件指出，可以从通过在椭圆的“较短”侧上施加压力来从压缩位置打开卷。
然而，如WO 95/13183A1中所述的粘结剂产生了刚性芯，该刚性芯包括许多匝的胶合细长材料。因此，所得的芯缺乏柔韧性。结果，在卷被压缩之后，难以以导致轮廓分明的轴向中空通道的方式重新打开轴向中空通道。
而且，细长材料的第一内部匝(即，形成芯的细长材料的匝)通过粘结剂粘结地保持在一起。分离第一内部匝所需的分层力通常大于细长吸收性材料的撕裂强度。因此，难以在不撕开施加有粘结剂的细长吸收性材料的情况下分离第一内部匝。结果是，不可能在其整个长度上使用细长的吸收性材料，例如直到最后一张片材。
WO 2011/126707A2公开了一种用于卷状纸的水性粘合剂，其包含(A)糖类，(B)粘度调节剂和(C)乙二醇和/或三醇。据称WO 2011/126707A2的粘合剂在湿润时表现出良好的初始粘合性，而在干燥时表现出良好的剥离能力。但是，其上施加有粘合剂的纸因糖类的出现表现出一定的刚度。结果，卷状纸制品缺乏柔韧性，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轴向中空通道。
此外，由于纸材料通常对液体具有良好的吸收性，因此通常非常难以干燥粘合剂中所含的水，因此成品卷状产品可能永远不会完全干燥。结果，施加有粘合剂的纸材料显示出一些粘性，这在消费者中产生不愉快的感觉。
期望提供一种吸收性片材产品的无芯卷，其组合了优异的抗塌陷性和改进的柔韧性和弹性。
还希望提供一卷吸收性片材产品卷，该产品卷基本上可以在其整个长度上使用(即基本上直到最后一张片材)，并且可以防止污水系统堵塞。
还期望提供能以压缩形式提供的吸收性片材产品的无芯卷，其中，在卷被压缩之后，轴向中空通道可以以导致明确限定的轴向中空通道的方式重新打开。
本发明的另一个目的在于提供一种制造这种吸收性片材产品的无芯卷的方法。
发明内容
本发明涉及一种由具有第一端和第二端的吸收性材料的连续幅制成的吸收性片材产品如餐巾、厕纸、毛巾等的无芯卷，该吸收性材料的连续幅被缠绕以限定相对于无芯卷居中定位并从无芯卷的一个边缘延伸到另一边缘的轴向中空通道，并使得第一端位于卷的外侧上，第二端位于轴向中空通道处；
其中所述吸收性材料的连续幅的第二端包括包含特定聚合物和粘结剂的涂料组合物，聚合物与粘结剂的重量百分比为至少92：8。
本发明还涉及以压缩形式设置的这种无芯卷。
本发明还涉及一种用于制造吸收性片材产品的无芯卷的方法，该方法包括以下步骤：
·输送具有第一端和第二端的吸收性材料的连续幅，其优选地由1个棉纸层或2至6个，特别是2至5个重叠的棉纸层构成；
·将包含特定聚合物和粘结剂的涂料组合物施加于第二端；
·将吸收性材料的连续幅螺旋地缠绕成产生吸收性材料的连续幅的原卷，该吸收性材料的连续幅被缠绕以限定相对于所述原卷居中定位并从原卷的一个边缘延伸至另一边缘的轴向中空通道，并使得第一端位于原卷的外侧上，第二端位于轴向中空通道处。
·将原卷切成多个无芯卷；
·可选地使无芯卷在垂直于轴向中空通道的方向上受压，以产生压缩形式的无芯卷。
在本发明的一方面，用于本发明涂料组合物中的聚合物具有：
(i)低于20℃的玻璃化转变温度，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℃，以及更优选低于-10℃；
(ii)熔点大于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℃；
(iii)可选地在25℃下的水中的溶解度为至少40g/l；
所述粘结剂选自聚乙烯吡咯烷酮，聚乙酸乙烯酯，聚(乙烯吡咯烷酮-共-乙酸乙烯酯)及其组合。
本发明的吸收性片材产品的无芯卷的特征在于优异的抗塌陷性及其优异的柔韧性和弹性。此外，本发明的无芯卷也表现出优异的在水中崩解性并且可以在其整个长度上用尽。
本发明包括以下实施例(“项目”)：
1.由螺旋缠绕的具有第一端和第二端的吸收性材料连续幅制成的吸收性片材产品的无芯卷，该吸收性材料幅被缠绕成限定轴向中空通道，该轴向中空通道相对于无芯卷居中定位并从无芯卷的一个边缘延伸至另一边缘，并且第一端位于卷的外侧上，第二端位于轴向中空通道处。
其中吸收性材料的连续幅包括涂料组合物，该涂料组合物包括：
(a)聚合物，其具有：
(i)低于20℃的玻璃化转变温度，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℃；
(ii)大于20℃的熔点，更优选大于25℃，更优选大于30℃，更优选大于35℃，更优选大于40℃，并且更优选大于45℃；
(iii)可选地在25℃的水中的溶解度至少为40g/l；和
(b)粘结剂，其选自聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，聚乙酸乙烯酯(PVAc)，聚(乙烯吡咯烷酮-共-乙酸乙烯酯)(PVP-PVAc)及其组合；
其中聚合物与粘结剂的重量比为至少92:8，优选至少96:4。
2.根据第1项所述的无芯卷，其中所述吸收性材料的连续幅的第二端包括涂料组合物。
3.根据第1项所述的无芯卷，其中，所述无芯卷是通过将所述涂料组合物施加到所述吸收性材料的连续幅的第二端而获得的。
4.根据第1、2或3项中任一项所述的无芯卷，其中，所述涂料组合物包括：
(α)至少50％重量，优选至少65％重量，更优选至少80％重量的聚合物和粘结剂；
(β)不大于50％重量，优选不大于35％重量，更优选不大于20％重量的其他添加剂，例如增强剂、香料和染料；
(γ)任选地水的量不大于10％重量，优选地水的量不大于5％重量。
每种基于涂料组合物的总重量。
5.根据第1、2、3或4项中任一项所述的无芯卷，其中，所述涂料组合物以熔融形式被施加或者在添加水之后以水溶液的形式被施加。
6.根据第1、2、3、4或5项中任一项所述的无芯卷，其中，所述聚合物是聚醚多元醇，优选为选自聚乙二醇，聚丙二醇及其混合物的聚醚多元醇，更优选为聚乙二醇。
7.根据第1、2、3、4、5或6项中任一项所述的无芯卷，其中所述聚合物的数均分子量为800至250,000，优选为1,000至50,000，更优选为1,500至15,000，更优选为1,500至10,000，更优选为2,000至7,500，例如2500至4,000。
8.根据第6或7项所述的无芯卷，其中所述聚合物是聚乙二醇，其数均分子量为800至250,000，优选为1,000至20,000，更优选为1,500至10,000，更优选为2,000至7,500，更优选为2,500至6,500，甚至更优选为2,500至4,000。
9.根据第1、2、3、4、5、6、7或8项中任一项所述的无芯卷，其中，所述粘结剂是具有10至100，优选10至60，更优选12至30的K值的聚乙烯吡咯烷酮，具有15至50，优选为20至40，更优选为20至35的K值的聚(乙烯吡咯烷酮-共-乙酸乙烯酯)，或其组合。
10.根据第1、2、3、4、5、6、7、8或9项中任一项所述的无芯卷，其中，所述涂料组合物不含糖类。
11.根据第1、2、3、4、5、6、7、8、9或10项中任一项所述的无芯卷，其中，所述轴向中空通道具有圆周，并且所述涂料组合物被周向施加，并且优选地被施加成使得所形成的涂层覆盖所述第二端的至少10％，优选地第二端的至少20％，更优选至少50％，甚至更优选至少75％，例如至少95％。
12.根据第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11项中任一项所述的无芯卷，其中，所述涂料组合物在机器方向和轴向连续地施加或者在机器方向和/或轴向间歇地被施加。
13.根据第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12项中任一项所述的无芯卷，其中，所述第二端由至少一匝，优选地至少两匝，优选地至少三匝，例如3至50匝，例如3至30匝，或4到40匝，优选地3到30匝组成，一匝是围绕轴向中空通道螺旋缠绕的连续幅的一周。
14.根据第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12或13项中任一项所述的无芯卷，其中，所述聚合物和粘结剂的总量为0.1至20g/卷，优选0.2至10g/卷，更优选0.3至5g/卷，特别是0.4至2g/卷。
15.根据第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14项中任一项所述的无芯卷，其中，所述吸收性材料幅由1个棉纸层或2至6个，特别是2至5个重叠的棉纸层构成。
16.根据第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15项中任一项所述的无芯卷，其处于压缩形式。
17.根据第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15或16项中任一项所述的无芯卷，它是一种吸收性产品，选自由餐巾、毛巾(例如家用毛巾，厨房巾或手巾)、厕纸、擦巾、手帕巾和面巾纸构成的组，其中该吸收性产品优选是厕纸。
18.一种用于制造吸收性片材产品的无芯卷的制造方法，包括：
·输送具有第一端和第二端的吸收性材料的连续幅，其优选地由1个棉纸层或2至6个，特别是2至5个重叠的棉纸层构成；
·任选地将吸收性材料的连续幅基本上横向于机器方向切断以产生单个但连贯的片材；
·将第1至14项中任一项定义的涂料组合物施加到第二端；
·螺旋形地缠绕吸收性材料的连续幅，以产生吸收性材料幅的原卷，该吸收性材料幅被缠绕以限定相对于原卷居中定位且从原卷的一个边缘延伸到另一边缘的轴向中空通道，并使得第一端位于原卷的外侧上，第二端位于轴向中空通道处，以及；
·将原卷切成多个无芯卷。
19.根据第18项所述的制造方法，还包括
·使无芯卷在垂直于轴向中空通道的方向上受到压缩，以产生压缩形式的无芯卷。
20.根据第1至16项中任一项所述的无芯卷的用途，作为厕纸、家用毛巾、厨房巾、手巾、擦巾、面巾纸、手帕巾或餐巾。
在另一个实施例(1A)中，本发明涉及一种吸收性片材产品的无芯卷，该吸收性片材产品由具有第一端和第二端的螺旋卷绕的吸收性材料的连续幅制成，该吸收性材料幅被卷绕以限定轴向中空通道，所述轴向中空通道相对于无芯卷居中定位并从无芯卷的一个边缘延伸到另一边缘，并使得第一端位于卷的外侧上，第二端位于轴向空心通道处；
其中吸收性材料的连续幅包括涂料组合物，该涂料组合物包括：
(a)聚醚多元醇，优选选自聚乙二醇，聚丙二醇及其混合物的聚醚多元醇，更优选聚乙二醇，和
(b)粘结剂，选自聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，聚乙酸乙烯酯(PVAc)，聚(乙烯吡咯烷酮-共-乙酸乙烯酯)(PVP-PVAc)及其组合；
其中聚醚多元醇与粘结剂的重量比为至少92:8，优选至少96:4。
根据第2至20项的上述实施例以及本发明的以下描述及其优选实施例也适用于实施例(1A)。
在本说明书涉及“优选的”实施例/特征的情况下，只要这些“优选”实施例/特征的组合在技术上是有意义的，则这些“优选”实施例/特征组合也应被视为公开。
上文和下文中，在本说明书和权利要求书中，术语“包括”的使用应理解为在更严格的实施例中也公开了术语“由……组成”，只要这在技术上是有意义的。
附图说明
图1是示出根据本发明的无芯卷的透视图的示意图。
图2是示出根据本发明的无芯卷的侧视图的示意图。如图2所示，第二端具有三匝。
图3是根据本发明的未缠绕的吸收性材料的连续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的涂料组合物。
图4a和4b是根据本发明的未缠绕的吸收性材料的连续幅的第二端的示意图。图4a和4b中的灰色阴影表示分别以条纹和点的形式间歇地施加在第二端上的涂料组合物。
图1至4给出了关于本发明的无芯卷所使用的术语的调查。在图1至4中，以下参考数字表示：
(1)无芯卷
(2)螺旋缠绕的吸收性材料的连续幅
(3)轴向中空通道
(4)边缘
(5)第一端
(6)第二端
(7)涂料组合物
(8)穿孔线
图5是示出了转换机(9)的横截面的示意图，示出了根据本发明一个实施例的无芯卷的制造。图5示出了通过受控纤维化将涂料组合物施加到吸收性材料的连续幅上。
图6是示出了转换机(9)的横截面的示意图，示出了根据本发明另一实施例的无芯卷的制造。图6示出了通过辊涂将涂料组合物施加到吸收性材料的连续幅上。
图7a、7b和7c是适合于测量本发明的棉纸卷(44)的片间粘附力(分层力)的装置(测力仪)(39)和轴组件(40)-(43)的示意图。图7a-7c中的尺寸以毫米为单位。
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缠绕的具有第一端和第二端的吸收性材料的连续幅制成。
吸收性材料的连续幅优选地由基础棉纸制成，该棉纸可以通过常规的湿压或空气穿透干燥(TAD)制造方法或其他制造方法获得。作为“基础(原始)棉纸”(“棉纸幅”)，我们理解为从棉纸机获得的单层基础棉纸。棉纸具有低的基重，在8至60g/m2，优选10至30g/m2的范围内。
如本文所用，术语“层”是指在加工(“转换”)一个或多个基础棉纸幅后获得最终的棉纸产品(例如厕纸)中的一层或多层棉纸。
根据制造流程(湿成型)的下层兼容性，“棉纸”制造被包括在造纸技术中。制造棉纸与纸张制造的区别在于其极低的基重和更高的拉伸能量吸收指数。
拉伸能量吸收指数是从拉伸能量吸收得出的，其中拉伸能量吸收与检查前测试样品的体积(拉伸载荷之前，夹具之间的样品的长度、宽度、厚度)有关。纸张和棉纸在弹性模量方面也大体不同，弹性模量将这些平面产品的应力-应变特性表征为材料参数。
棉纸的高拉伸能量吸收指数是由外部或内部起皱产生的。前者是由于皱纹刮刀的作用而对附着在干燥滚筒上的纸幅进行压缩而产生的，或者在后者的情况下是由于两根线(“织物”)之间的速度差而产生的。这导致仍然湿润、可塑性变形的纸幅会在压缩和剪切作用下内部破碎，从而使其在负载下比未起皱的纸更具拉伸性。还可以通过借助线自身将3D结构赋予棉纸，从而获得高拉伸能量吸收指数。棉纸和棉纸产品通常具有的大多数功能特性都来自于高拉伸能量吸收指数(请参阅DIN EN 12625-4和DIN EN12625-5)。
棉纸的典型特性包括：具有吸收拉伸应力能量的能力，其悬垂性，良好的类似纺织品的柔韧性，通常被称为膨松性的特性，高表面柔软性，高比容，可感知厚度，以及高的液体吸收能力，以及根据应用情况，合适的湿强度和干强度以及产品外表面的有趣外观。这些特性使得棉纸可以用作清洁布(例如家用毛巾)、卫生产品(例如厕纸、手巾)和擦巾(例如化妆棉，面巾纸)。
根据本发明的一个实施方案，吸收性材料的连续幅优选地由1个棉纸层或2至5个重叠的棉纸层组成。
棉纸可以由造纸纤维按照如在“干绉棉纸”或“湿绉棉纸”的制造中的“常规方法”制造，或由“结构化棉纸的方法”例如空气穿透干燥(TAD)制造方法、无褶皱的空气穿透干燥(UCTAD)棉纸制造，或由其他制造方法例如Voith公司的高级棉纸成型系统(ATMOS)，或Georgia Pacific公司的节能技术高级干燥eTAD，或Metso Paper公司的结构棉纸技术SST来制造。也可以使用NTT(新纹理棉纸)这样的混合工艺制造，它是常规工艺的改进。
常规的干绉制造方法包括：
-在大直径的加热滚筒(也称为扬克式干燥机)上按压或干燥湿纸纤维作为片材；和
-随后通过抵靠所述辊筒施加的金属刀片跨过其旋转方向将干燥的纸纤维片分离和起皱。
起皱操作会在片材中跨过其行进方向产生起伏。起皱操作会增加片材的厚度，并赋予其弹性，并使片材具有手感(柔软的触感)。
TAD制造方法包括：
-在织物上模制湿纸纤维片材；和
-随后通过穿过片材的热空气流至少部分地干燥片材。
随后，可以使干燥的片材起皱。
此外，在棉纸幅的制造中(作为要使用的吸收性材料的连续幅的优选实施方案)，可以使用如WO 2016/173641A1(标题：“包含源自芒草的纸浆纤维的棉纸及其制造方法”，通过引用并入本文)中所述的方法。具体地，参考根据本申请的第22至27页上的项目3的描述以及其中公开的TAD方法的细节(例如3-D成型织物，渗透性干燥滚筒等)。在此段落中描述的参数对于ATMOS技术的使用也有效。
一旦棉纸被制造出来，通常采用称为转换操作的独特制造操作来形成棉纸产品(即纸巾、厕纸卷、浴室纸巾、擦巾、厨房棉纸卷、手帕等)。
在吸收性材料的连续幅的另一实施方式中，吸收性材料是“非织造材料”。术语“非织造材料”在本领域是常见的，并且也可以也出于本发明的目的以ISO 9092:2011中描述的方式进一步定义。典型的非织造布制造技术包括气流成网技术、纺丝成网技术、干法成网技术和湿法成网长纤维技术。根据该实施方案使用的非织造幅可以是单层或多层幅。
根据该实施方案的一个优选方面，在本发明的无芯卷中使用的基于吸收性非织造材料的幅包括纤维素纤维。在这种情况下，纤维素纤维的含量(基于存在于非织造幅中的所有纤维的总重量)为至少20％重量，更优选至少50％重量，例如至少80％重量。在这些情况下，其余的纤维是非纤维素纤维，例如合成纤维。
前述的造纸纤维(也可以称为“纤维素纤维”)可以由原始和/或回收的纸浆原料制造。可用于本发明的纤维素纤维通常包含长链纤维状纤维素部分作为主要的结构构建组分，其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。优选地，通过消化步骤去除或减少木质素和其他可萃取物的含量以及可选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，例如一年生植物。
可以使用的合适的纤维素纤维可以是再生类型的(例如Lyocell)，尽管优选使用其他类型的纸浆。所采用的纸浆可以是初级纤维材料(“原生纤维”)或次级纤维材料(再生纸浆)。纸浆可以来自无木质素或木质素含量低的来源，例如棉短绒，针草(苜蓿草)，甘蔗渣(例如谷物秸秆、稻草、竹子或大麻)，坎普纤维，芒草草纤维或亚麻(说明书和权利要求书中也称“非木材纤维”)。优选地，纸浆是由木质纤维素材料制成的，例如软木(通常来自针叶树)或硬木(通常来自落叶树)。
可以使用“化学纸浆”或“机械纸浆”，而使用化学纸浆是优选的。
根据DIN 6730，本文所用的“化学纸浆”是从植物原料中获得的纤维材料，其中大部分非纤维素组分已通过化学制浆而去除，而没有进行实质性的机械后处理。本文所用的“机械纸浆”是指全部或几乎全部通过机械手段，可选地在升高的温度下，由木材制成的纤维材料的总称。机械纸浆可分为纯机械纸浆(磨木纸浆和精制机械纸浆)以及经过化学预处理的机械纸浆，例如化学机械纸浆(CMP)或化学热机械纸浆(CTMP)。
参照图1和2，吸收性材料的连续幅(2)被螺旋缠绕，以限定轴向中空通道(3)，该轴向中空通道相对于卷(1)居中定位，并且从卷的一个边缘(4)延伸到另一边缘(4)。如本文所用，“轴向中空通道”是指沿着卷的中心轴线延伸穿过卷的管状开口。轴向中空通道使最终用户可以将卷安装在卷保持器的芯轴上。将卷安装在卷保持器的芯轴上时，从第一端(位于卷的外部)分配吸收性材料，同时允许卷绕其中心轴线自由旋转。轴向中空通道的直径为10mm至70mm，优选20mm至50mm。
在本发明中，轴向中空通道(3)从无芯卷的一个边缘(4)延伸到另一边缘(4)。本发明的无芯卷具有圆筒形的圆周表面和相反的平坦端部(即边缘)，平坦端部(即边缘)在缠绕过程结束时将原卷卷切割成多个卷时形成。如本文所用，“边缘”是指位于卷的一侧的平坦部分，垂直于其中心轴线。
在本发明中，吸收性材料的连续幅(2)具有第一端(5)和第二端(6)。第一端(5)位于卷的外侧，第二端(6)位于轴向中空通道(3)处。因此，吸收性材料的连续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总长度限定了形成一个卷的吸收性材料的连续幅的长度。在本发明的无芯卷中，吸收性材料幅的连续幅包括本申请中指定的涂料组合物。吸收性材料幅的连续幅通过将涂料组合物施加到第二端而获得。这导致了这样的吸收性材料幅的连续幅：其中其余部分(即第一端和中间部分)优选基本上或完全没有涂料组合物。所得的吸收性材料的连续幅因此可以与已知的吸收性材料的连续幅区分开，例如，带洗剂厕纸，其中将相同的涂料组合物(例如洗剂)施加在整个连续幅上。
但是，这并不排除涂料组合物可施加于吸收性材料的连续幅的第二端，同时另外地将洗剂(其必然不同于涂料组合物)施于吸收性材料的整个连续幅的一侧。
无芯卷的另外的实施方案涉及一种吸收性材料的连续幅，该吸收性材料的连续幅是通过将涂料组合物施加到其第二端而获得的，其中剩余部分(即第一端和中间部分)的一部分，优选地少于剩余部分的总面积的20％，更优选小于10％，更优选小于5％，还带有涂料组合物。
在一实施例中，第二端(6)包括至少一匝，优选地至少两匝，更优选地至少三匝，例如三至五十匝，例如三至三十匝或四至四十匝，优选地三至三十匝。如本文所用，“匝”是指围绕轴向中空通道旋转螺旋缠绕的连续幅的一圈。图2示出了例如幅的第二端(6)处的三匝。
在一个实施例中，以压缩形式提供了本发明的无芯卷。如本文所用，“压缩形式”是指卷横截面具有卵形的形式。当卷处于压缩状态时，轴向中空通道采用的是细薄的形状，通常为卵形狭缝，且不再能够容纳卷保持器的芯轴。结果，该卷需要较少的空间，并且可以减少存储和运输成本。通过沿着卵形卷的较长侧(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形式(卵形)返回到未压缩形式(圆柱形)。
2.涂料组合物
在本发明中，将包聚合物和粘结剂的涂料组合物施加到吸收性材料连续幅的第二端。聚合物和粘结剂在下面的第2.1和2.2节中有更详细的描述。
所述聚合物的特征在于性质(i)、(ii)和优选(iii)，并且所述粘结剂可以选自聚乙烯吡咯烷酮，聚乙酸乙烯酯，聚(乙烯吡咯烷酮/乙酸乙烯酯共聚物)及其组合。本发明中的涂料组合物中的聚合物和粘结剂的重量百分比为至少92:8，优选至少96:4。
在一个实施方案中，可用于本发明的涂料组合物包括：
(α)至少50％重量，优选至少65％重量，更优选至少80％重量，更优选至少85％重量，更优选至少90％重量，更优选至少95％重量的所述聚合物和粘结剂；
(β)不大于50％重量，优选不大于35％重量，优选不大于20％重量，更优选不大于15％重量，更优选不大于10％重量，更优选不大于5％重量的其他添加剂，例如增强剂、香料、染料等；
(γ)可选地，水的量不大于10％重量，特别是不大于5％重量。
每种均基于涂料组合物的总重量。
在另一个实施方案中，涂料组合物由规定量的这些成分组成。
在一个优选的实施方案中，该涂料组合物由至少95％重量，优选至少98％重量的聚合物和粘结剂以及任选的不超过5％重量，优选不超过2重量％的水组成。在另一个优选的实施方案中，涂料组合物由聚合物和粘结剂组成。
该涂料组合物可以在加热到规定熔点或高于规定熔点的温度后以熔融状态施涂到吸收性材料的连续幅的第二端上，例如通过受控纤维化、喷涂、辊涂、缝模涂布或本领域已知的任何其他合适的涂布方法。
在另一个优选的实施方案中，涂料组合物作为水溶液施用。这意味着将水添加到涂料组合物中，并用作聚合物和其他添加剂(如果存在)的溶剂。涂料组合物的水溶液优选包含的聚合物和粘结剂的总量为基于水溶液总重量的至少5％重量，优选至少10％重量，更优选至少30％重量。可以存在其他添加剂，例如增强剂、香料、染料等。在这种情况下，也可以采用上面结合组分(β)解释的优选含量(但指水溶液的总干含量)。
水的存在量优选大于20重量％，更优选大于35重量％，更优选大于50重量％，基于水溶液的总重量。
该涂料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幅的第二端，例如，通过受控纤维化、喷涂、辊涂或本领域已知的任何其他合适的施加方法。
在施加水溶液之后，可以干燥吸收性材料的连续幅，例如通过在环境条件下更长的储存时间或本领域已知的其他合适的技术来干燥。取决于水含量，这种干燥步骤也可能是不必要的，因为吸收性材料幅本身会从水溶液中除去水，从而将涂料组合物留在幅上。
在一个优选的实施方案中，涂料组合物不含糖类。如本文所述，术语“糖类”应被广义地理解，并且包括单糖、二糖、寡糖(至少3个糖单元)和多糖如淀粉，以及基于糖的聚合物，例如羧甲基纤维素(CMC)和甲基纤维素。
在本发明中，将涂料组合物施加到连续幅的两侧的至少一侧上，即连续纵向幅的上侧和/或下侧，或者位于形成幅的各基础棉纸层之间。如本文所述，“上”侧是指连续幅的当幅被螺旋缠绕时朝向卷的外部定向的那侧。在一个优选的实施方案中，将涂料组合物施加在下侧上，即朝向轴向中空通道定向的那侧。
涂料组合物优选在连续幅螺旋缠绕以制造卷之前被施加到其上。缠绕的结果是，涂料组合物相对于轴向中空通道沿周向施加。在本发明中，优选将涂料组合物施加到幅上以使得相对于第二端的总面积(即承载所得涂层的面积)，至少50％，优选至少75％，和特别是至少95％被涂覆。
如果将涂层在机器方向和/或轴向方向上间歇地施加到幅的第二端，例如相对于幅的围绕轴向中空通道的各个周，即，从卷的边缘看，如果一周或多周没有完全涂覆时，也优选承载所得涂层的区域占第二端总面积的至少10％，优选总面积的至少20％，更优选至少35％，更优选总涂覆面积的至少50％，优选占第二端总面积的至少75％，特别是至少95％。
在本发明中，可以将涂料组合物施加到连续幅的第二端上以提供完全或部分涂覆。如本文所用，“完全涂覆”是指在机器方向和轴向(横向)上连续施加涂料，即幅的第二端不包括任何未涂覆的部分(参见例如图3)。
如本文所用，“部分涂覆”是指将涂料组合物施加到连续幅上，使得其部分覆盖幅的表面(即其第二端)。例如，如果在机器方向和/或轴向上间歇地将涂料施加到幅的第二端，则会发生部分涂覆。可以将涂料组合物施加到幅上，以形成预定的涂覆图案。对预定的涂覆图案没有特别限制。部分涂覆可以形成连贯的(例如，条纹、线或波浪)或单独的沉积物(例如，点、正方形、圆形或任何其他几何形状)。
在部分涂覆的一个实施方案中，该涂层在机器方向和/或轴向上间歇地施加，例如
·在机器方向上连续，但在轴向(横向)上间歇地施加，例如以机器方向上延伸的一个或多个平行条纹的形式(例如参见图4a)。
·在轴向(横向)上连续，但在机器方向上间歇地施加，例如以在轴向上(即从卷的一个边缘到另一边缘)延伸的一个或多个平行条纹的形式，
·沿机器方向和轴向(横向)间歇地施加，例如以彼此交叉的平行条纹的形式。
在部分涂覆的一个实施方案中，如图4b所示，以点的形式间歇地施加涂层。这些点可以形成规则或不规则的图案，作为例如喷涂或辊涂的结果。
在一个实施方案中，间歇地施加涂料组合物，使得其覆盖第二端表面的至少35％，优选第二端表面的至少50％，更优选第二端总表面的至少75％，例如至少95％。
2.1聚合物
涂料组合物包括特定聚合物以实现所需的技术效果。
在一实施方案中，本发明中使用的聚合物的特征在于其具有：
(i)低于20℃的玻璃化转变温度，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℃；和
(ii)高于20℃的熔点，更优选高于25℃，更优选高于30℃，更优选高于35℃，更优选高于40℃，以及更优选高于45℃；
(iii)可选地，在25℃水中的溶解度为至少40g/l；
用于本发明的聚合物优选具有(i)玻璃化转变温度，其低于0℃，优选低于-5℃，并且更优选低于-10℃。玻璃化转变温度定义了相对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，聚合物倾向于采取类似于玻璃的相对硬而脆的状态。然而，当温度高于玻璃化转变温度时，聚合物处于更弹性的(例如橡胶状的)状态，这有助于无芯卷的良好机械性能，特别是无芯卷受压时的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℃，并且更优选大于45℃的熔点。这一特性确保在一个实施方案中，该聚合物可以热熔形式施用并在室温下固化
本发明中使用的聚合物在一个优选的实施方案中显示出在25℃水中的溶解度为至少40g/l，优选200g/l，特别是500g/l。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)具有良好的可冲性和生物降解性。由于聚合物的溶解度很高，它在与污水系统中的水接触时会溶解，或者至少迅速形成分散。其结果是，可以有效地防止污水系统堵塞。对于通常不经由污水处理系统处置的无芯卷的其他实施例，例如餐巾、毛巾比如家用毛巾、厨房巾或手巾、厕纸、擦巾和面巾纸，特征(iii)并不是重要的但仍然是优选的。
用于本发明的聚合物被选择成使得满足上述(i)玻璃化转变温度和(ii)熔点，并且优选还满足(iii)在水中的溶解度的条件。
如本文所用，“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，尤其是聚乙二醇和聚丙二醇的共混物。术语“聚合物”还应包括由至少两种不同的醚二醇组成的共聚物，尤其是乙二醇和丙二醇的共聚物。优选地，这样的共混物中的每种聚合物都满足标准(i)，(ii)和任选地(iii)。
如前所述，在正常使用无芯卷的情况下(通常在20至25℃的范围内)，室温下聚合物的(i)玻璃化转变温度和(ii)熔点共同影响了聚合物的弹性性能。此外，当将其用于本发明的涂料组合物中时，该聚合物提供了一种成卷的吸收性片材产品，其组合了优异的抗塌陷性，柔韧性和弹性。
因此，上述玻璃化转变温度和熔点应理解为峰值温度，如可以在实施例中规定的条件下通过Dynamic Mechanical Analysis(动态力学分析)(DMA)确定的。
DMA是一种包括对材料样品(例如聚合物)施加振荡(正弦)力并测量其产生的位移的技术。该测量使得能够确定材料的应变(刚度)和阻尼，这通常被报告为“模量”和“tanδ”。更具体地，“tanδ”表示材料的损耗模量与储能模量之比。因此，通过测量与施加力相比的位移的相位滞后，可以确定材料的阻尼特性。当将tanδ与温度作图时，可以观察到材料的玻璃化转变温度和熔点为峰值，因为该材料在通过玻璃化转变和熔化时会吸收能量。
本发明中使用的聚合物的(i)玻璃化转变温度和(ii)熔点可以通过例如使用可从
Figure BDA0002422924970000172
获得的动态机械分析仪DMA 8000来确定。
在一个实施方案中，该聚合物是聚醚多元醇，优选选自聚乙二醇，聚丙二醇及其混合物的聚醚多元醇，更优选聚乙二醇。
在一个实施方案中，该聚合物的数均分子量为800至250000，优选为1000至50000，更优选为1500至15000，更优选为1500至10000，更优选为2000至7500，例如2500至4000。
在一个优选的实施方案中，聚合物是数均分子量为800至250000，优选为1000至20000，更优选为1500至10000，更优选为2000至7500，更优选为2500至6500，甚至更优选2500至4000的聚乙二醇。
本发明中使用的聚合物的数均分子量可以通过本领域已知的技术，例如凝胶渗透色谱法(GPC)来确定。
在另一个实施方案中，用于本发明的聚合物由下式(I)表示：
Figure BDA0002422924970000171
其中，在上式中，m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50的平均值的整数。优选地，m表示具有10至5000，优选地10至2500，更优选地20至1000，更优选地30至200，更优选地50至150或50至100的绝对值的整数。
在本发明中，涂料组合物中的聚合物和粘结剂的量被设定成使得将聚合物和粘结剂以0.1至20g/卷，优选0.2至10g/卷，更优选0.3至5g/卷，特别是0.4至2g/卷的总量施加于第二端。当施加到第二端的聚合物和粘结剂的总量小于0.1g/卷时，所需的柔韧性和弹性以及抗塌陷性可能无法充分发挥。相反，当施加到第二端的聚合物和粘结剂的量大于20g/卷时，该卷将显示出优异的抗塌陷性以及柔韧性和弹性，但制造成本可能会变高。
2.2结合剂
在本发明中，涂料组合物还包含粘结剂。粘结剂以特定的重量比与上述聚合物组合使用，使得粘结剂有助于优异的抗塌陷性和第一内匝的片间粘合性。
在一个实施方案中，粘结剂选自聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，聚乙酸乙烯酯(PVAc)，聚(乙烯吡咯烷酮-共-乙酸乙烯酯)(PVP-PVAc)及其组合。在另一个实施方案中，结合剂选自PVP，PVP-PVAc或其组合。
PVP(也称为聚维酮或聚乙烯吡咯酮)是指通过N-乙烯基吡咯烷酮单体的自由基聚合获得的聚合物。PVAc是指通过N-乙酸乙烯酯单体的自由基聚合获得的聚合物。PVP-PVAc(也称为共聚维酮)是指通过N-乙烯基吡咯烷酮和N-乙酸乙烯酯单体的自由基共聚获得的聚合物。
用于本发明的涂料组合物中的PVP优选具有10至100，优选为10至60，更优选为12至30的K值。用于本发明的涂料组合物中的PVP-PVAc优选具有15至50，优选20至40，更优选20至35的K值。
K值(也称为“Fikentscher的K值”)定义了取决于其平均分子量的可溶性聚合物/粘结剂(例如PVP，PVP-PVAc)的水溶液的粘度。如示例中所示，可以通过Fikentscher方程从水中的相对(运动)粘度计算出K值。例如粘结剂在水中的相对粘度可以通过毛细管粘度测定法来确定，即通过测量水的流动时间和具有预定浓度的粘结剂的水溶液的流动时间，以及通过计算样品(粘结剂)流动时间和水的流动时间之间的商来确定。粘结剂的相对粘度可以通过例如使用可从SI Analytics(Xylem Inc.)购买的Ubbelohde粘度计来确定。
粘结剂的粘均分子量可以如实施例中所述由K值计算。
在另一个实施方案中，本发明中使用的粘结剂由下式(II)表示：
Figure BDA0002422924970000191
其中n表示具有10至2000，优选10至1000，更优选20至500，更优选30至200或30至150的平均值的整数；
和/或由下式(III)表示：
Figure BDA0002422924970000192
其中o表示具有20至2500，优选20至1500，更优选25至500，更优选30至200或30至150的平均值的整数；
和/或由下式(IV)表示：
Figure BDA0002422924970000193
其中，p表示平均值为100-1000，优选为150-600，更优选为250-450的整数，q表示平均值为50-500，优选为80-400，更优选为150-300的整数。在式(IV)中，乙烯基吡咯烷酮单元与乙酸乙烯酯单元的比率(即比率p：q)优选为1-99：99-1，优选为10-90：90-10，优选为20-80：80-20，更优选为30-70：30-70，更优选为35-65：65-35。公式(IV)的合适粘结剂是可从BASF获得的
Figure BDA0002422924970000194
VA 64。
在本发明的涂料组合物中，聚合物与粘结剂的重量比为至少92：8，优选至少93：7，更优选至少94：6，更优选至少95：5，更优选至少96：4，更优选至少97：3，更优选至少98：2，并且优选不大于99.9：0.1，优选不大于99.5：0.5，更优选不大于99：1。当聚合物与粘结剂的重量比小于92：8时，分离第一内圈所需的分层力可能会变得过高。
2.3添加剂
增塑剂
本发明的涂料组合物可以包含增塑剂，例如已知的酯型增塑剂。增塑剂可有助于涂料组合物的成膜性能。它被选择成与上述聚合物相兼容。在一实施例中，发明的涂料组合物不含增塑剂。
增塑剂可以单独使用一种，也可以组合使用两种以上。
从经时稳定性的角度出发，本发明涂料组合物中增塑剂的含量优选不大于总固体含量浓度的20％重量，更优选不大于10％重量，还更优选不大于5％重量。
增强剂
本发明的涂料组合物可以包括增强剂。
在一个实施方案中，本发明的涂料组合物不含增强化学添加剂，例如强度树脂，例如不含如下所述的水溶性阳离子或阴离子聚合物。当涂料组合物包含增强剂时，可以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。
其他添加剂
所述组合物可以适当地包含各种类型的已知添加剂，只要不抑制组合物的所需效果即可。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。
可以单独使用其一种，或者可以组合使用两种以上。
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中具有许多应用。特别地，本发明的卷可以是选自以下的吸收性片材产品：餐巾、毛巾(例如厨房毛巾或擦手巾)、厕纸、擦巾和面巾纸。
在本发明中，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幅制成，其由至少一层基础棉纸构成，其典型基重为8至60g/m2，优选10至30g/m2。
在一个实施方案中，吸收性材料的连续幅是由棉纸制成的单层幅或例如由2至5个重叠的绵纸层制成的多层幅。为了获得多层吸收性片材产品，将一层基础棉纸在转换步骤中合并为最终层数，该最终层数可以是例如2到5，取决于最终产品的目标特性。所得多层幅的总基重优选低于120g/m2，并且更优选低于100g/m2，例如低于90g/m2。
在本发明中，连续幅的第二端用本发明的涂料组合物涂覆(即，如上所述的包含聚合物的涂料组合物)，并螺旋缠绕以形成一卷吸收性片材产品，例如厕纸卷。涂料组合物可以通过使用本领域已知的技术施加于第二端。“喷涂”和“辊涂”属于这些众所周知的技术。
在本发明中，将涂料组合物施加到连续幅的两侧的至少一侧上，即，连续纵向幅的上侧和/或下侧，或在形成幅的基础棉纸层之间。
当幅是多层幅时，例如具有2至5个叠置的棉纸层的幅时，可以将涂料组合物施加到一层或多层的一侧或两侧上，例如到所有层上。在一实施方案中，在幅的外层之一上，优选在最终的吸收性片材产品中朝向轴向中空通道定向的外层上(即作为最靠近轴向中空通道者的外层)施加涂料组合物。所述外层可以在一侧或两侧上涂覆，优选在其下侧，即朝向轴向中空通道定向的一侧上涂覆。
本发明的吸收性片材产品优选选自餐巾，诸如厨房巾或手巾的毛巾，厕纸，擦巾和面巾纸。如本文所用，“厕纸”是指柔软而结实的基础棉纸，用于在上厕所后清洁后部(有时也称为“浴室纸”)。
本发明还涉及无芯纸卷的用途，作为厕纸、家用毛巾、厨房巾、擦巾、面巾或餐巾纸。
根据一个优选的实施方案，吸收性片材产品是由2至5个叠置的棉纸层构成的厕纸，例如2至4个棉纸层，其中将涂料组合物施加到连续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不受限制，并且在很大程度上取决于目标吸收性片材产品。单个卷可以具有例如5cm至50cm，优选地为8cm至20cm的直径(边缘直径)。轴向中空通道的直径可为10mm至70mm，优选20mm至50mm。卷的宽度(即，一个边缘到另一边缘之间的距离)可以在60mm至800mm的范围内，优选地在70mm至400mm的范围内，例如80mm至150mm。
形成吸收性片材产品的吸收性材料的连续幅在机器方向上的总长度优选为1m至60m，优选为1.5m至50m，例如2m至40m。可选地，幅可以在机器方向方向上被部分地切断，使得其由相继的独立但连贯的片材组成。单个片材的长度(在机器方向上)可以为80mm至300mm，例如100mm至250mm，尤其是100mm至200mm。
4.无芯卷和吸收性产品的制造方法
本发明还涉及一种用于制造如前和以下所述的无芯卷的方法，该方法包括：
(A)输送具有第一端和第二端的吸收性材料的连续幅，该连续幅任选地由一个棉纸层或2至5个重叠的棉纸层构成；
(B)施加涂料组合物至第二端；
(C)螺旋缠绕吸收性材料的连续幅，以产生吸收性材料幅的原卷，该吸收性材料幅被缠绕成限定轴向中空通道，该轴向中空通道相对于原卷居中定位并从原卷的一个边缘延伸到另一个边缘，使得第一端位于原卷的外侧上，第二端位于轴向中空通道处；
(D)任选地将吸收性材料的连续幅基本横向于机器方向切断以产生单个但连贯的片材；
(E)将原卷切成多个无芯卷。
根据本发明的一个实施例，上述的无芯卷的制造方法还包括：
(F)在垂直于轴向中空通道的方向上对无芯卷进行压缩以产生压缩形式的无芯卷。
本发明的无芯卷可以通过使用市售的转换机来制造。可以从例如欧洲的PaperConverting Machine公司(PCMC)获得合适的转换机。
下文中关于机器模块/单元的过程的描述应被理解为是适于制造本发明的卷的机器的例示。也可以使用本领域已知的其他种类的机器/单元。
在本发明中，参照图5和图6，无芯卷的制造方法包括以下步骤：
(A)输送具有第一端和第二端的吸收性材料的连续幅(19)。
用于本发明的吸收性材料的连续幅(19)由一层或多层基重为8至60g/m2，优选为10至30g/m2的基础棉纸构成。基础棉纸通常由从棉纸机获得的，宽度为1.8m至7m的大的母卷(15)和(16)提供。母卷(15)和(16)安装在转换机(9)的退绕单元(10)和(11)上。所使用的母卷数对应于目标吸收性片材产品中的层数。在图5和图6中，采用两个分别提供一层浴室棉纸(18A)和(18B)的母卷(15)和(16)来制造两层厕纸卷(1)。
将层(18A)和(18B)从退绕单元(10)和(11)送入压花单元(12)，在其中将各层叠置并组合(联合)以产生吸收性材料的连续幅(19)。
压花单元包括均沿相反方向旋转的雕刻滚筒(20)和配套的橡胶滚筒(21)，和可选的胶分配器(未显示)。雕刻滚筒可以雕刻有结合各种压花尖端的微结构图案。雕刻滚筒可以对叠层进行单级或双级雕刻。
胶分配器(如果有的话)通常包括一个桶(胶的储存器)、施加滚筒和浸渍滚筒。施加滚筒将叠置的基础棉纸层抵靠在雕刻滚筒上。浸渍滚筒(未显示)拾取桶中的粘合剂并将粘合剂转移到施加滚筒(未显示)。施加滚筒布置成在雕刻滚筒上压花幅的突起的远侧区域处施加确定的压力。在所述确定的压力下，粘合剂穿过幅并结合各层。用于层结合的粘合剂的量优选为0.1g/m2至5.0g/m2，优选为0.2g/m2至1.0g/m2。适用于层结合的粘合剂的例子是欧洲的H.B.Fuller提供的
Figure BDA0002422924970000231
1004。
上述压花步骤用于结合基础棉纸的各层，并且还用于至少一层的压花或微压花以产生美学效果或改变所得连续幅(19)的厚度、软度或韧度。
(B)在连续幅的第二端上施加涂料组合物以形成全部或部分涂覆。涂料组合物通过本领域已知的技术被施加到第二端上。在本发明中，除其他技术外，可以使用受控纤维化、喷涂或辊涂。
如本文所用，“受控纤维化”指的是涂料组合物以具有受控或随机图案(例如因旋流效应)的线股(细丝)的形式被施加到连续幅上。具有受控和随机图案的线股通常通过使用组合有多个空气射流的喷雾施加器来形成，所述多个空气射流使离开喷嘴的涂料组合物纤维化。
转换机(9)可以配备一个或多个喷雾施加器(23A)，例如1至8个喷雾施加器，可以根据需要的结果(涂覆第二端)将其放置在转换线的任何位置，只要有意义。可以将喷雾施加器(23A)放置在压花单元(12)之前，以便例如将涂料组合物(22)施加到外层上或各层之间。优选地，将喷雾施加器(23A)放置在切割模块(27)和缠绕模块(28)之间，使得涂料组合物(22)被施加到外层的下侧(如图5所示)。
纤维化系统包括一个或多个喷雾施加器(23A)、桶(24)和将涂料组合物(22)从桶进料到喷雾施加器(23A)的管道(25)。任选地，涂覆系统装备有加热系统(例如加热套、热风枪等，未示出)，其加热桶(24)中的涂料组合物、管道(25)和/或施加器(23A)，以使组合物在纤维化/喷涂过程中保持在液体状态。特别地，加热系统可以将涂料组合物加热到组合物中所用聚合物的熔点之上。
适用于施加本发明的涂料组合物的喷雾施加器可例如购自德国ITW
Figure BDA0002422924970000241
GmbH。
如本文所用，“喷涂”是指将涂料组合物以细小液滴在气体中的分散体(即喷雾)的形式施涂到连续幅上。通常通过使用具有流体通道的喷嘴(喷枪)来形成喷雾，该流体通道受到使液体雾化的机械力作用。液滴的尺寸可以为1μm至1000μm，例如10μm至400μm。适于喷涂本发明的涂料组合物的喷枪可从德国的Walther Spritz-und Lackiersysteme GmbH获得。
如本文所用，“辊涂”是指通过涂覆辊将涂料组合物直接施加到第二端上。“辊到辊涂覆”和“反向辊涂覆”属于可以在本发明中使用的公知技术。参照图6，辊涂系统包括浸渍滚筒和施加滚筒(23B)、桶(24)和将涂料组合物(22)从桶供给到浸渍滚筒和施加滚筒(23B)的管道(25)。辊涂系统可选地包括如上所述的加热系统(未示出)。辊涂系统可以放置在转换线的任何位置，只要这有意义。辊涂系统可以例如以施加滚筒(23B)抵靠在雕刻滚筒(20)或另一个滚筒上的方式放置在压花单元上(如图6所示)。
可以调节喷雾施加器(23A)或辊涂机(23B)，以在机器方向和轴向上施加连续涂层，或在机器方向和/或轴向上施加间歇的涂层(例如，条纹、点等)。
(C)螺旋缠绕连续幅(19)，以产生吸收性材料幅的原卷(34)。
连续幅(19)从压花单元(12)进给到重绕单元(13)，在其中幅(19)被螺旋地缠绕，以产生吸收性材料幅的原卷(34)。重绕单元(13)包括穿孔模块(26)、切割模块(27)、缠绕模块(28)和抽取模块(33)。重绕单元(13)将连续幅(19)缠绕成多个原卷(34)。
缠绕模块(28)设置成将连续幅(19)缠绕成产生幅的原卷(34)。缠绕模块(28)可以是外围类型(中心缠绕)或表面类型(表面缠绕)。缠绕模块包括滚动表面(29)、第一缠绕辊(30)、第二缠绕辊(31)、第三缠绕辊(32)和临时芯供应器(未示出)。原卷由将连续幅缠绕到临时芯(36)上形成，该临时芯保持良好限定的轴向中空通道。在开始新的原卷制造周期之前，临时芯(36)由芯供应器经过滚动表面(29)依次提供。临时芯(36)可以由例如塑料或纸板制成。可以使用“短效胶”(拾取胶)在新的制造周期开始时，将幅(19)的第二端拾取到临时芯(36)上。
在缠绕过程中，通过第一、第二和第三缠绕辊(30)、(31)和(32)与原卷(34)表面接触地旋转，原卷(34)被保持就位。缠绕辊(30)、(31)和(32)之一可以对原卷施加旋转运动(表面缠绕)。
一旦达到期望的原卷直径(对应于基本限定的幅长度或独立片材数量)，就切割连续幅(19)。将制造的原卷(34)与幅(19)分离，随后开始制造新的原卷。
切割单元(27)布置成基本横向于机器方向根据规则间隔的切割线来切割幅材。幅的切割发生在过渡阶段，即，在原卷制造周期结束时完成第一原卷时，以及在新的原卷制造周期开始时缠绕第二根随后的原卷之前。
切割线(未示出)是在幅(19)的厚度上形成的沿轴向的线。两条相继的切割线定义了形成一卷的总幅长度。根据目标产品确定两条相继切割线之间的间距，即卷的长度。通常，卷长度和卷直径的选择取决于例如形成幅的层数、每层的基重等。吸收性片材产品的独立卷可具有在机器方向上的1m至60m，优选1.5m至50m，例如2m至40m的总幅长度。
然后将生成的原卷(34)提供给提取模块(33)，其布置成在原卷的缠绕完成之后从原卷(34)提取临时芯(36)。临时芯(36)在提取后可以回收给芯供应器。
当用于本发明方法的涂料组合物是如上所述的水溶液时，在将所制造的原卷与吸收性材料幅分离之后并且在提取临时芯之前，可以对所制造的原卷进行干燥。所制造的原卷也可以在提取临时芯之后进行干燥。
所制造的原卷优选被干燥直到形成原卷的棉纸包含的水量不超过原卷总重量的10％，优选不超过原卷总重量的5％。例如，可以通过将原卷在室温(20℃至25℃)和RH(相对湿度)为10％至60％的条件下存储12小时来干燥原卷。
(D)任选地将吸收性材料的连续幅(19)基本上横向于机器方向切断以产生单个但连贯的片材。
如上所述，在连续幅(19)被缠绕模块(29)螺旋缠绕之前，幅(19)到达穿孔模块(26)(如有)，该穿孔模块(26)设置成使幅(19)具有基本上横向于机器方向(即在轴向上)的有规律地间隔开的穿孔线(8)，以产生单个但连贯的片材(如图3、4a和4b所示)。
穿孔线(8)是在幅(19)的厚度上形成的沿轴向的线，包括交替的穿孔段和未穿孔段(即，两个穿孔段被一个未穿孔段分开，反之亦然)。每个未穿孔段形成连续幅的两个相继部分之间的附接区域。每个穿孔段在连续幅的两个相继部分之间形成脱联区域。考虑到独立卷的宽度，例如在10cm至30cm之间，所述未穿孔/穿孔段的长度可以为1mm至15mm，优选为4mm至10mm。只要有意义，其他种类的穿孔线也是可能的。
两条相继的穿孔线(8)定义了成品吸收性片材产品中的独立片材长度。相继两个穿孔线之间的间隔，即片材长度根据目标产品而确定。单个片材在机器方向上的长度可以是80mm至300mm，例如100mm至250mm。例如，一张浴室棉纸的长度可以为80mm至200mm，毛巾(例如家用(厨房)毛巾或擦手纸)的长度可以为80毫米至300毫米。
(E)将制造的原卷(34)切割成多个无芯卷(1)。
缠绕后，将原卷(34)提供给原卷切割单元(14)，其中原卷(34)用多根原卷锯(35)平行于机器方向切成多个独立卷(1)。多个原卷锯(35)在轴向上规则地间隔开，使得原卷(34)被切割成在轴向方向上具有确定的宽度(即，从一个边缘到另一边缘的距离)的多个单个的卷(1)。单个卷(1)的宽度为60mm至800mm，优选为70mm至400mm，例如80mm至150mm。
控制模块(37)通过接口(38)联接到穿孔模块(26)、切割模块(27)以及喷涂或辊涂系统。控制模块(37)控制穿孔模块(26)和切割模块(27)的操作。特别是，控制模块(37)启动切割模块(27)以在两个相继的原卷之间的过渡阶段处切断幅(19)。此外，控制模块(37)控制穿孔模块(26)在过渡阶段之外的操作。
另外，控制模块(37)控制喷涂或辊涂系统的操作，即将涂料组合物适当地施加(喷涂或辊涂)到连续幅(19)的第二端上。涂料组合物在第二端上的适当施加可以例如通过向施加(喷涂或辊涂)系统发出启动/停止信号来控制，其基于目标产品的长度和机器参数(例如运行速度)而确定。
适当地放置各种辊(17)，以控制连续幅(19)沿着转换机(9)在不同的单元内和之间的路径。
(F)可选地，在垂直于轴向中空通道的方向上对卷进行压缩以产生压缩(卵形)形式的无芯卷(未示出)。
如本文所用，“压缩”是指沿垂直于轴向中空通道的方向在卷上施加压力以产生具有卵形横截面的卷，这需要较小的存储空间。卷压缩优选在缠绕结束后立即进行。可以使用本领域中已知的合适的设备来进行压缩。在本发明中，可以使用例如WO 95/13183中描述的两个会聚的同步驱动的传送带、气动或液压压板或其他装置。
之后，将各个无芯卷(1)包装并准备运输(未示出)
5.例子
以下测试方法用于评估吸收性材料、聚合物、粘结剂和制造的无芯卷。
5.1.基重
根据EN ISO 12625-6:2005，棉纸和棉纸产品，第6部分：克重的测定来确定基重。
5.2.厚度
根据EN ISO 12625-3:2014第3部分的修改方法，通过精密千分尺(精度为0.001mm)进行测量。为此目的，测量在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±0.1毫米(10.0cm2标称面积)。施加的压力为2.0kPa±0.1kPa。压脚可以以2.0±0.2mm/s的速度移动。
可用的设备是L&W SE050型测厚仪(可从欧洲的Lorentzen&Wettre获得)。
将要测量的棉纸产品切成20×25cm的小块，并在23℃，50％RH(相对湿度)的环境中调节至少12小时。
为了进行测量，将一个片材放在压板下面，然后放下压板。然后在压力稳定5秒钟后读取片材的厚度值。然后重复将以相同方式处理的其他样品厚度测量九次。
将获得的10个值的平均值作为测量的一个片材(“一个片材卡尺”)棉纸产品(例如，两层的厕纸)的厚度。
5.3.玻璃化转变温度和熔点
通过配备有材料袋(可从德国PerkinElmer购买)和1升杜瓦瓶的DynamicMechanical Analyzer DMA 8000进行测量。
将要测量的聚合物添加到分析仪的“材料袋”中。材料袋安装在分析仪的夹具(单悬臂弯曲几何形状)中。然后以-3℃/min的梯度和1.0Hz的频率从-120℃到75℃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。聚合物的玻璃化转变温度和熔点在tanδ曲线中作为峰值被观察到。
5.4.数均分子量
通过凝胶渗透色谱(GPC)，使用配备有7.5×300mm PL aquagel-OH MIXED 8μm色谱柱的PL-GPC 50集成GPC/SEC系统(均可从欧洲，Agilent Technologies获得)进行测量。GPC系统使用PEG-10EasiVial calibration套件(可从Agilent Technologies获得)进行校准。
将待测量的聚合物样品以2mg/mL的浓度溶解在洗脱剂(水)中。样品被注射(注射体积：100μL)并且以1.0mL/min的流速和50℃的温度运行。聚合物的保留时间(min)记录为峰值。通过将记录的保留时间与标准(校准)聚合物的保留时间进行比较，可以确定聚合物的数均分子量
Figure BDA0002422924970000281
5.5.K值
可以使用配备有内径为0.63mm的毛细管的Ubbelodhe毛细管粘度计(均可从SIAnalytics，Europe获得)，通过粘度测定法如下进行测量。
制备粘结剂在水中的5％样品溶液(w/v)，并转移到Ubbelodhe毛细管粘度计中。将该粘度计在(25±0.1)℃的温度下在恒温浴中悬浮30分钟。测量流动时间(样品溶液在两个校准标记之间流动所需的时间)。重复测量五次，并将获得的五个值的平均值作为样品溶液的流动时间。用水样品(无粘结剂)重复进行相同的测量。从测量的流动时间中减去Hagenbach-Couette校正(由SI Analytics提供)。
粘结剂样品的相对(运动)粘度z可以计算如下：
Figure BDA0002422924970000291
使用以下方程从相对粘度计算粘结剂的K-值：
Figure BDA0002422924970000292
其中z是在浓度c下粘结剂的相对粘度，c是粘结剂在样品溶液中的浓度，单位为％(w/v)。
5.6.粘均分子量
粘结剂的粘均分子量
Figure BDA0002422924970000293
可以使用以下公式从K-值计算：
Figure BDA0002422924970000294
5.7.抗压缩性
该测量是通过装有2.5kN测力单元的立式测力仪进行的。一种可以使用的装置为ZwickiLine Z1.0型测力仪(可从欧洲的Zwick Roell购买)。
为了进行测量，将卷竖直地放置在压板之间(在平坦边缘上)，并且沿平行于中空通道的轴线的方向施加压力。在板之间以60mm/min的恒定速度压缩卷。测量压缩力并相对于于测力单元的位移作图。在曲线的第一弯曲处记录的压缩力作为卷的抗压性。用另外的样品重复4次卷的抗压缩性测量。
将获得的五个值的平均值作为测得的卷的抗压性。
5.8.分层力
如图7a、7b和7c所示，通过竖直测力仪(39)(ZwickiLine Z1.0)进行测量，该测力仪配备有轴组件(40)-(43)、钳口(45)和50N测力单元(未显示)。
为了进行测量，将要测量的无芯卷的第一内部匝(44)插入到轴组件的上轴(41)上，将最外面的纸片材展开并如图7a所示放置在轴组件上，并将最外层纸片材插入到钳口(45)中。将匝以300mm/min的恒定速度解绕。测量将形成匝的纸片材分离所需的分层力，并将其作为测力单元位移的函数绘图。在位移间隔内记录使样品分层所需的最大力和平均力。然后对其他样品重复进行四次分层力测量。
将获得的最大力的五个值的平均值作为第一个内部匝的分层力。
5.9.崩解性
根据NF Q34-20:1998卫生和家庭用品-浴室棉纸-崩解测定来确定崩解性。
5.10.起始原料、化学物质和转换机
吸收性材料
将基重为42g/m2，厚度为0.41mm的三层基础棉纸(混合TAD-Conv.)(由SCA制造)用作以下示例中的吸收性材料的连续幅。
两层基础棉纸(连续幅)是通过将一层基础棉纸结合为最终的层数(2)用常规的转换机以如下方法制备：
第一退绕单元从宽度为0.6m的第一母卷提供第一层基础棉纸。第二退绕单元从宽度为0.6m的第二母卷提供第二层基础棉纸。两层基础棉纸均被进给到压花单元。在压花单元中使用粘合剂将各层基础棉纸叠置并组合(联合)以形成吸收性材料的连续幅。雕刻滚筒在叠置的吸收性原卷基础幅上进行双级雕刻。用于层结合的粘合剂为
Figure BDA0002422924970000301
1004，用量0.5g/m2。
将所得的两层吸收性材料连续幅送入重绕单元。
化学药品
以下示例中使用的化学药品如下：
·对于涂料组合物：
>来自Sigma-Aldrich的聚乙二醇“PEG3000”，其数均分子量为约3000(由GPC测定)；根据其它分子量的现有数据，估计玻璃化转变温度约为-22℃，熔点约为53℃。
>聚乙烯吡咯烷酮“聚维酮”(来自BASF的
Figure BDA0002422924970000302
)，K值约为17，并且粘均分子量约为9300(通过粘度测定法测定)；
＞聚(乙烯吡咯烷酮-共-乙酸乙烯酯)“共聚维酮”(来自BASF的
Figure BDA0002422924970000311
VA64)，K值为约28，并且粘均分子量为约35000(通过粘度测定法测定)；
·胶粘剂：
>来自H.B.Fuller的
Figure BDA0002422924970000312
(用于层结合)；
>来自汉高的棉纸Tak 604(用于缠绕的“短效胶”)。
转换机
传统的棉纸转换机适于制造具有两层的厕纸。该机器包括两个退绕单元、一个压花单元、一个重绕单元和一个原卷切割单元。
压花单元包括雕刻滚筒、匹配的橡胶滚筒和胶分配器。雕刻滚筒上刻有结合各种压花尖端的微结构图案。胶分配器包括一个桶、一个施加器和一个浸渍滚筒。
重绕单元包括穿孔模块、切割模块、缠绕模块、和提取模块。穿孔模块包括穿孔辊和固定的砧辊。切割模块包括切割辊和固定的砧辊。
重绕单元还配备有纤维化系统，由2块10LPT/UFDTM纤维化喷雾施加器(可从ITW
Figure BDA0002422924970000313
GmbH获得)(每个喷雾施加器具有直径为0.2mm的喷嘴且在3.0bar的雾化空气压力下工作)、一个桶和从桶中将涂料组合物供入喷雾施加器的管道构成。喷涂系统还包括加热系统，其将桶、管道、和喷雾施加器中的涂料组合物保持在70℃的恒定温度下。
将喷雾施加器放置在切割模块和缠绕模块之间使得涂料组合物在原卷的开始处在切割线上游的吸收性材料的连续幅的下侧上施加/喷涂，从而限定了第一幅端部(即接近轴向中空通道的原卷/卷的匝)。
原卷切割单元包括多个原卷锯。
适当地放置各种辊，以控制吸收性原卷基础幅沿着转换机在各单元内部和之间的路径。吸收性原卷基础幅根据机器方向(MD)从退绕单元向压花单元，向重绕单元和向原卷切割单元行进入转换机。
控制模块通过接口耦合到穿孔模块、切割模块和喷雾施加器。控制模块控制穿孔模块和切割模块的操作，以及将涂料组合物到第二端上的适当喷涂。
在整个试验过程中，机器速度保持在100m/min。
参考例(参考厕纸)
为了获得所需的厕纸无芯卷，如上所述生产了两层吸收性材料连续幅，其从压花单元输送并送入重绕单元。
在重绕单元中，连续幅首先到达穿孔模块，该穿孔模块夹捏幅以提供相对于纵向(MD)横向定向且相对于横向(CD)规则间隔的穿孔线。穿孔段的尺寸为4mm，未穿孔段的尺寸为1mm。两条穿孔线之间的距离为123mm。
夹捏后，吸收性材料幅到达卷绕模块，在其中使用Tissue Tak 604作为“短效粘合剂”将幅拾取到临时芯(外径：38mm)上。然后将幅缠绕到芯上以形成直径为102mm的原卷(对应于150个穿孔片材)。
通过切割模块将产生的原卷与吸收性材料幅材分开，切割模块相对于MD横向地切断幅。将生产的原卷在20-22℃(相对湿度50％)下存储12小时。
存储后，通过提取模块从原卷中取出临时芯。用多个原卷锯平行于MD将原卷切割成宽度为97mm的多个单独的卷。
实施例1(厕纸，其中PEG3000/聚维酮的比例为95:5)
通过将数均分子量为3000的聚乙二醇(PEG3000)和K值为17的聚乙烯吡咯烷酮(聚维酮)(PEG3000与聚维酮的重量比＝95:5)按重量计79％的浓度混合在水中，制备涂料组合物。将获得的涂料组合物进料到喷雾施加器中并在70℃下施涂。
为了获得所需的厕纸无芯卷，以与以上参考例中所述相同的方式生产无芯卷，除了在夹捏/切断之后和缠绕幅之前通过喷涂施加器以纤维化形式将涂料组合物施加到在切割线上游长度约600毫米(即约5张片材)之外。
施加到第二端(长度：600毫米)的PEG3000/聚维酮的量约为0.5g/卷(施加到一个单独卷上的PEG3000/聚维酮的固体含量，即切割原卷后)。
实施例2(厕纸，其中PEG3000/聚维酮的比率为99:1)
通过将PEG3000和聚维酮(PEG3000与聚维酮的重量比＝99:1)在水中以76重量％的浓度混合来制备涂料组合物。将获得的涂料组合物进料到喷雾施加器中并在70℃下施涂。
使用上述涂料组合物，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PEG3000/聚维酮的量为约0.4g/卷(施加到一个单独的卷上的PEG3000/聚维酮的固体含量)。
实施例3(厕纸，其中PEG3000/共聚维酮的比例为95:5)
通过在水中以一定浓度将PEG3000和K值为28的聚(乙烯吡咯烷酮-共-乙酸乙烯酯)(共聚维酮)(PEG3000与共聚维酮的重量比＝95:5)以79重量％的浓度混合来制备涂料组合物。将获得的涂料组合物进料到喷雾施加器中并在70℃下施涂。
使用上述涂料组合物，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PEG3000/共聚维酮的量为约0.4g/卷(施加到单个卷上的PEG3000/共聚维酮的固体含量)。
实施例4(厕纸，其中PEG3000/共聚维酮的比例为99:1)
通过在水中以一定浓度将PEG3000和共聚维酮(PEG3000与共聚维酮的重量比＝99:1)以76％重量的浓度混合来制备涂料组合物。将获得的涂料组合物进料到喷雾施加器中并在70℃下施涂。
使用上述涂料组合物，以与实施例1相同的方式制造无芯卷。
施加于第二端(长度：600mm)的PEG3000/共聚维酮的量约为1.0g/卷(施加于单个卷的PEG3000/共聚维酮的固含量)。
比较例1(厕纸，其中PEG3000/聚维酮的比例为90:10)
通过在70℃的温度下熔融PEG3000和共聚维酮(PEG3000与共聚维酮的重量比＝90:10)来制备涂料组合物。将获得的涂料组合物进料到喷雾施加器中，并在70℃的温度下施涂。
使用上述涂料组合物，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PEG3000/聚维酮的量为约0.7g/卷(施加到一个单独的卷上的PEG3000/聚维酮的固体含量)。
比较例2(具有PEG3000的厕纸)
通过将PEG3000以75重量％的浓度溶解/混合在水中来制备涂料组合物。将获得的涂料组合物进料到喷雾施加器中并在70℃下施涂。
使用上述涂料组合物，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PEG3000的量为约1.3g/卷(施加到一个单独的卷上的PEG3000的固体含量)。
在参考例，实施例1、2、3和4以及比较例1和2中获得的厕纸卷的性能根据上述过程进行评价。结果显示在下表1中。
表1
Figure BDA0002422924970000341
这些测试数据表明，根据本发明的涂料组合物的使用导致增加的抗压缩性，同时卷的分层力在可接受的范围内。具有更大抗压缩性的厕纸也不会易于塌陷。此外，这些测试数据表明，粘结剂的使用允许在保持良好的抗压缩性的同时调节分层力。这可以通过相当低的聚合物和粘结剂总量来实现。可以将根据本发明的卷解开到最后一片，而不会撕裂和/或损坏片材(即，在分层力测量中不发生穿孔断裂和/或片材损坏)。
相反，使用包含大量粘结剂(聚合物与粘结剂的重量比小于92：8)的涂料组合物提供了一种卷，其中第一内部匝的片材彼此牢固地粘合(胶合)。结果，不可能在不撕开和/或损坏最后一个片材的情况下展开卷。

Claims (20)

1.由具有第一端和第二端且螺旋缠绕的吸收性材料的连续幅制成的吸收性片材产品的无芯卷，吸收性材料幅被缠绕成限定出相对于无芯卷居中定位并从无芯卷的一个边缘延伸至另一边缘的轴向中空通道，并且使得第一端位于卷的外侧上，而第二端位于轴向中空通道处。
其中吸收性材料的连续幅包括涂料组合物，该涂料组合物包括：
(a)聚合物，其具有：
(i)低于20℃的玻璃化转变温度，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℃；
(ii)大于20℃的熔点，更优选大于25℃，更优选大于30℃，
更优选大于35℃，更优选大于40℃，并且更优选大于45℃；
(iii)可选地在25℃的水中的溶解度为至少40g/l；和
(b)粘结剂，其选自聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙酸乙烯酯(PVAc)，聚(乙烯吡咯烷酮-共-乙酸乙烯酯)(PVP-PVAc)及其组合；
其中聚合物与粘结剂的重量比为至少92:8，优选至少96:4。
2.根据权利要求1所述的无芯卷，其中所述吸收性材料的连续幅的第二端包括涂料组合物。
3.根据权利要求2所述的无芯卷，其中，所述无芯卷是通过将所述涂料组合物施加到所述吸收性材料的连续幅的第二端而获得的。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的无芯卷，其中，所述涂料组合物包括：
(α)至少50％重量，优选至少65％重量，更优选至少80％重量的聚合物和粘结剂；
(β)不大于50％重量，优选不大于35％重量，更优选不大于20％重量的其他添加剂，例如增强剂、香料和染料；
(γ)任选地水的量不大于10％重量，优选地水的量不大于5％重量；
每种基于涂料组合物的总重量。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的无芯卷，其中，所述涂料组合物以熔融形式被施加或者在添加水之后以水溶液的形式被施加。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的无芯卷，其中，所述聚合物是聚醚多元醇，优选为选自聚乙二醇、聚丙二醇及其混合物的聚醚多元醇，更优选为聚乙二醇。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的无芯卷，其中所述聚合物的数均分子量为800至250,000，优选为1,000至50,000，更优选为1,500至15,000，更优选为1,500至10,000，更优选为2,000至7,500，例如2,500至4,000。
8.根据权利要求6或7所述的无芯卷，其中所述聚合物是聚乙二醇，其数均分子量为800至250,000，优选为1,000至20,000，更优选为1,500至10,000，更优选为2,000至7,500，更优选为2,500至6,500，甚至更优选为2,500至4,000。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的无芯卷，其中，所述粘结剂是具有10至100，优选10至60，更优选12至30的K-值的聚乙烯吡咯烷酮，具有15至50，优选为20至40，更优选为20至35的K-值的聚(乙烯吡咯烷酮-共-乙酸乙烯酯)，或其组合。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的无芯卷，其中，所述涂料组合物不含糖类。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的无芯卷，其中，所述轴向中空通道具有圆周，并且所述涂料组合物被周向施加，并且优选地被施加成使得所形成的涂层覆盖所述第二端的至少10％，优选地第二端的至少20％，更优选至少50％，直至更优选至少75％，例如至少95％。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的无芯卷，其中，所述涂料组合物在机器方向和轴向上连续地施加或者在机器方向和/或轴向上间歇地被施加。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的无芯卷，其中，所述第二端由至少一匝，优选地至少两匝，优选地至少三匝，例如3至50匝，例如3至30匝，或4到40匝，优选地3到30匝组成，一匝是围绕轴向中空通道螺旋缠绕的连续幅的一周。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的无芯卷，其中，所述聚合物和粘结剂的总量为0.1至20g/卷，优选0.2至10g/卷，更优选0.3至5g/卷，特别是0.4至2g/卷。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的无芯卷，其中，所述吸收性材料幅由1个棉纸层或2至6个，特别是2至5个重叠的棉纸层构成。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的无芯卷，其处于压缩形式。
17.根据权利要求1-16中任一项所述的无芯卷，它是一种吸收性产品，选自包括餐巾，毛巾例如家用毛巾、厨房巾或手巾，厕纸，擦巾，手帕巾和面巾纸的组，其中该吸收性产品优选是厕纸。
18.一种用于制造吸收性片材产品的无芯卷的制造方法，包括以下步骤：
·输送具有第一端和第二端的吸收性材料的连续幅，其优选地由1个棉纸层或2至6个，特别是2至5个重叠的棉纸层构成；
·可选地将吸收性材料的连续幅实质上横向于机器方向切断以产生单个但连贯的片材；
·将根据权利要求1至14中任一项限定的涂料组合物施加到第二端；
·螺旋地缠绕吸收性材料的连续幅，以产生吸收性材料幅的原卷，该吸收性材料幅被缠绕成限定相对于原卷居中定位且从原卷的一个边缘延伸到另一边缘的轴向中空通道，并使得第一端位于原卷的外侧上，而第二端位于轴向中空通道处。
·将原卷切成多个无芯卷。
19.根据权利要求18所述的制造方法，还包括以下步骤：
·使无芯卷在垂直于轴向中空通道的方向上受到压缩，以产生压缩形式的无芯卷。
20.根据权利要求1-16中任一项所述的无芯卷的用途，作为厕纸、家用毛巾、厨房巾、擦巾、面巾纸、手帕巾或餐巾。
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