CN111148876B - 吸收性片材的无芯卷及制造所述无芯卷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及吸收性片材产品(例如餐巾、卫生纸、毛巾等)的无芯卷，其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材制成，其中包含特定聚合物的涂覆组合物被施加到连续幅材上。本发明的无芯卷具有出色的抗塌陷性以及出色的柔性、弹性和回弹性。此外，本发明的无芯卷在水中具有出色的崩解性并且可以在其整个长度上用尽。本发明还涉及用于无芯卷的制造的方法。

Description

吸收性片材的无芯卷及制造所述无芯卷的方法
技术领域
本发明涉及吸收性片材产品(例如餐巾、厕纸、毛巾等)的无芯卷。在本发明的一个方面中，无芯卷以压缩形式提供。本发明还涉及用于无芯卷的制造的方法。
背景技术
成卷形式的吸收性片材产品在现代社会中找到了广泛的使用。厕纸、例如家用(厨房)毛巾或手巾的毛巾等的卷是主要的商业品目。
用于家庭用途的吸收性片材产品(例如厕纸)的卷典型地由吸收性片材的连续幅材组成，该吸收性片材的连续幅材围绕由硬质材料(诸如纸板或胶合纸)制成的预制芯螺旋地卷绕。芯限定轴向中空通道，该轴向中空通道相对于卷居中地定位并且从卷的一个边缘延伸至另一个边缘。轴向中空通道使消费者能够容易地将卷安装在卷保持器的心轴上。然而，芯昂贵、要求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，从而增加堵塞污水系统的风险。
为了解决这些忧虑，已经开发了“无芯”卷和具有水溶性芯的卷。这些产品最重要的特性之中有其抗塌陷性以及其柔性/弹性。
如本文中使用的，“塌陷”是指当不能稳定地维持构成卷的第一内匝(即，在卷绕开始时形成轴向中空通道的匝)的吸收性片材产品使得轴向中空通道被清楚限定时发生的现象。无芯卷总体上与增加的“塌陷”的风险相关联。典型地在无芯卷的制造过程中当在完成卷绕之后或在成品产品的存储和运输期间提取临时芯时发生塌陷。作为塌陷的后果，可能变得难以将卷安装在卷保持器的心轴上。此外，塌陷总体上在消费者中产生降低的质量的感觉。
“柔性”卷提供其可以以压缩形式被提供的益处，这在存储和运输期间要求较少的空间。作为结果，可以显著降低存储和运输成本。可以通过在垂直于轴向中空通道的方向上施加并维持压力来压缩卷以产生具有卵形横截面的卷。卷可以通过例如围绕卷(多个卷)紧密地缠绕包装材料而在存储和运输期间维持处于压缩形式。
卷还必须展现一定水平的“弹性”，使得其可以在重新打开轴向中空通道时以清楚限定的方式大致上通过卷本身从压缩(卵形)形式返回到未压缩(圆柱形)形式(例如当包装被打开时)。也就是说，当卷返回圆柱形式时轴向中空通道必须通过其本身打开并被清楚限定。这要求第一内匝重新并且稳定地维持轴向中空通道。作为结果，在从压缩形式返回到未压缩形式的卷与没有经受压缩的卷之间应该没有外观中的实质性的可见差异。
此外，在存储和运输期间卷可能经受变形力，例如施加在重卷绕和/或切割单元中的径向力、在包装期间和/或当经包装的卷产品被堆叠在托盘上以供存储/装运等时发生的轴向力。作为变形力的后果，吸收性材料的连续幅材可能不可逆地变形，并且卷可能失去其圆柱形状，从而造成消费者中降低的质量的感觉。因此，卷必须将一定水平的轴向和径向刚度(有时也称为“刚性”)与出色的回弹性相结合，意味着卷可以在不再施加变形力时恢复其原始大小和形状。这要求构成卷的吸收性材料的连续幅材展现出合适的内部抗变形性。因此，无论卷是否已经受外部变形力和/或压缩，其都应维持其大小和形状。
现有技术描述了用于实现吸收性片材产品的卷的方法，该卷据说是柔性的并且可以以压缩形式提供。
WO 2009/027874A1公开了一种卷，其包括围绕柔性芯螺旋地卷绕的非织造薄棉纸幅材。柔性芯包括合成聚合物的聚合片材，该聚合片材借助于诸如粘合剂、热结合等的附接机制被附接到非织造薄棉纸幅材的内层。柔性芯的特征在于在机器方向上比非织造薄棉纸幅材高的拉伸强度。作为结果，该卷展现出用于包装和存储目的的柔性。
然而，合成聚合物的聚合片材被预先制备、存储并手动地处理。此外，在工业制造的框架中，吸收性材料的连续幅材以大约10m/s的速度运行。这致使聚合物片材到非织造薄棉纸幅材的内层的结合和附接在技术上复杂并且难以在工业制造所要求的运行速度下实施。
此外，形成卷的非织造薄棉纸幅材缺乏弹性。作为后果，当卷从压缩形式返回到未压缩形式和/或经受外部机械约束时，围绕柔性芯螺旋地卷绕的非织造薄棉纸幅材没有恢复其原始位置并且卷保持卵形，即其展现出低回弹性。这促使消费者中降低的质量的感觉。
WO 95/13183A1公开了一种细长材料的卷，其在卷的中央处具有芯。芯基本上包括许多匝的细长材料，这些细长材料借助于结合剂(诸如聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、乳胶、淀粉、聚乙烯醇等)固定在一起。WO95/13183A1还公开了一种生产呈压缩形式的这种卷的方法。更特别地，WO95/13183A1表明在常规卷绕的第一匝上喷涂或涂覆结合剂溶液。在完成卷绕并从卷绕轴移除之后，卷立即被压缩成椭圆或卵形截面形式。该文件教导卷可以通过在椭圆的“较短”侧上施加压力而从压缩形式打开。
然而，如WO 95/13183A1中描述的结合剂(例如胶乳、淀粉、聚乙烯醇等)产生刚性芯，该刚性芯包括许多匝的胶合的细长材料。因此，所得的芯缺乏柔性并且显示出低弹性。作为结果，在卷已被压缩之后，难以以导致清楚限定的轴向中空通道的方式重新打开轴向中空通道。此外，细长材料的第一内匝(即细长材料的形成芯的匝)通过结合剂被黏性地维持在一起。分离第一内匝所需的分层力大体上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结合剂的细长材料的情况下分离第一内匝。结果，不可能在细长的吸收性材料的整个长度上(即直至最后片材)使用该细长的吸收性材料。
此外，细长材料缺乏足够的弹性。作为后果，当卷从压缩形式返回到未压缩形式和/或经受外部机械约束时，形成卷的细长材料大致上没有恢复其原始位置，并且螺旋卷绕的细长材料大致上没有恢复其原始位置并且卷保持卵形，即其展现出低回弹性。这促使消费者中降低的质量的感觉。
因此，期望提供一种吸收性片材产品的无芯卷，该无芯卷将优异的回弹性(并且从而还有适当的柔性和弹性)、良好的刚性和良好的抗塌陷性与合适的分层力相组合。
还期望提供一种吸收性片材产品的无芯卷，该无芯卷可以基本上在其整个长度之上(即基本上直至最后片材)被使用，并防止污水系统堵塞(崩解时间)。
还期望提供一种吸收性片材产品的无芯卷，该无芯卷可以以压缩形式提供，其中，在卷已被压缩之后，其可以大致上恢复其原始形状和大小，并且轴向中空通道可以大致上以导致良好限定的轴向中空通道的方式重新打开。
还期望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(根据“项目1”)吸收性片材产品(例如餐巾、厕纸、毛巾等)的无芯卷，其由具有第一端和第二端的吸收性材料的连续幅材制成，该吸收性材料的连续幅材被螺旋地卷绕以限定轴向中空通道，该轴向中空通道相对于无芯卷居中地定位并从无芯卷的一个边缘延伸至另一个边缘，并且使得第一端位于卷的外侧上且第二端位于轴向中空通道处；
其中螺旋卷绕的吸收性材料的连续幅材具有从50至140mg/cm3、优选地60至130mg/cm3、更优选地70至120mg/cm3的密度；
其中位于吸收性材料的连续幅材第二端处的至少最后匝包括涂覆组合物，该涂覆组合物包括包含氧和/或氮原子的(优选地非离子)聚合物，一匝是螺旋卷绕的连续幅材围绕轴向中空通道的一个周转；以及
其中至少其中吸收性材料的连续幅材在机器方向上的整个长度的至少20％、优选地至少25％、更优选地至少30％、更优选地至少35％、更优选地至少40％、更优选地至少50％、更优选地至少70％包括涂覆组合物，该涂覆组合物包括包含氧和/或氮原子的非离子聚合物。
本发明还涉及以压缩形式提供的这种无芯卷。
在本发明的一个方面，被施加到第二端的涂覆组合物是与被施加在吸收性材料的连续幅材的整个长度之上的相同的涂覆组合物。
在本发明的一个进一步的方面，涂覆组合物被施加到吸收性材料的连续幅材，使得连续幅材的经涂覆的部分和连续幅材的与该经涂覆的部分接触的部分之间的最大片材间粘合力为从0.3至1.7N。
在本发明的一个进一步的方面，非离子聚合物是非离子纤维素醚，例如烷基纤维素醚、羟烷基纤维素醚或其组合，或者聚醚多元醇，例如聚乙二醇、聚丙二醇或其组合。
本发明包括以下实施例(“项目”)：
2.根据项目1所述的无芯卷，其中所述涂覆组合物被施加到所述吸收性材料的连续幅材的仅一侧，优选地被施加到朝向所述轴向中空通道定向的一侧。
3.根据项目1或2所述的无芯卷，其中包括在被施加到位于所述第二端处的最后匝的所述涂覆组合物中的包含氧和/或氮原子的聚合物是非离子聚合物，并且优选地，所述涂覆组合物是与施加在所述吸收性材料的连续幅材的整个长度的至少20％之上的相同的涂覆组合物。
4.根据项目1至3中任一项所述的无芯卷，其中所述吸收性材料的连续幅材的经涂覆的部分和所述连续幅材的与所述经涂覆的部分接触的部分之间的最大片材间粘合力为从0.3至1.7N。
5.根据项目1至4中任一项所述的无芯卷，其中施加到所述吸收性材料的连续幅材的涂覆组合物具有-1000至+100μeq/g、优选地-500至+50μeq/g、更优选地-50至0μeq/g的离子需求。
6.根据项目1至5中任一项所述的无芯卷，其中所述非离子聚合物包括包含一个或更多氧原子和/或一个或更多氮原子的至少一个重复单元。
7.根据项目6所述的无芯卷，其中所述非离子聚合物包括包含一个或更多醚氧原子和/或一个或更多羟基的至少一个重复单元。
8.根据项目6或7所述的无芯卷，其中构成所述非离子聚合物的所有重复单元的平均至少50％、优选地至少80％包含一个或更多氧原子和/或一个或更多氮原子，优选地包含一个或更多醚氧原子和/或一个或更多羟基。
9.根据项目1至8中任一项所述的无芯卷，其中所述非离子聚合物是非离子纤维素醚。
10.根据项目9所述的无芯卷，其中所述非离子纤维素醚具有1000至1000000、优选地2000至500000、更优选地3000至200000、更优选地5000至100000的数均分子量。
11.根据项目9或10所述的无芯卷，其中所述非离子纤维素醚是烷基纤维素醚，例如甲基纤维素或乙基纤维素；羟烷基纤维素醚，例如羟乙基纤维素或羟丙基纤维素；或其组合。
12.根据项目1至8中任一项所述的无芯卷，其中所述非离子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，并且其中优选地所述吸收性材料的连续幅材在机器方向上的整个长度的至少40％、更优选地至少50％、更优选地至少70％包括包含聚醚多元醇的涂覆组合物。
13.根据项目12所述的无芯卷，其中所述非离子聚合物具有800至250000、优选地1000至50000、更优选地1500至15000、更优选地1500至10000、更优选地2000至7500、例如2500至4000的数均分子量。
14.根据项目1至13中任一项所述的无芯卷，其中所述涂覆组合物包括：
(a)至少50重量％、优选地至少65重量％、更优选地至少80重量％的非离子聚合物；
(b)不多于50重量％、优选地不多于35重量％、更优选地不多于20重量％的进一步的添加剂，例如增塑剂、增强剂、香料和染料；
每个都基于所述涂覆组合物的总固体含量。
15.根据项目1至14中任一项所述的无芯卷，其中所述涂覆组合物以熔融形式或在添加水之后作为水溶液被施加，其中所述水溶液优选地含有基于所述涂覆组合物的总重量的至少0.1重量％、更优选地至少0.5重量％的量的非离子聚合物。
16.根据项目1至15中任一项所述的无芯卷，其中位于所述吸收性材料的连续幅材的第二端处的至少最后两匝、优选地至少最后三匝、优选地至少最后五匝、更优选地至少最后十匝包括所述涂覆组合物。
17.根据项目1至16中任一项所述的无芯卷，其中所述涂覆组合物被施加为使得相对于所述连续幅材的包括所述涂覆组合物的长度部分或多个长度部分，被所述涂覆组合物覆盖的面积为所述长度部分的总面积的至少50％、更优选地至少60％、更优选地至少70％、更优选地至少80％、更优选地至少90％。
18.根据项目1至17中的任一项所述的无芯卷，其中如果所述涂覆组合物已在机器方向上被连续地施加，则所得的经涂覆的部分在所述第二端处开始并且包括所述第二端的至少最后匝。
19.根据项目1至17中任一项所述的无芯卷，其中如果所述涂覆组合物已在机器方向上被间断地施加，由此提供两个或更多经涂覆的部分，则(i)一个经涂覆的部分包括所述第二端的至少最后匝，以及(ii)施加到所述连续幅材的包括第二端的一半的非离子聚合物的量优选地等于或大于施加到所述连续幅材的包括第一端的一半的非离子聚合物的量。
20.根据项目1至16中任一项所述的无芯卷，其中所述非离子聚合物的总量为从0.001至40g/卷、优选地0.005至10g/卷、更优选地0.005至5g/卷，特别是0.01至2g/卷。
21.根据项目1至20中任一项所述的无芯卷，其中所述吸收性材料的幅材由1个薄棉纸层或2至6个、特别是2至5个叠置的薄棉纸层构成。
22.吸收性片材产品的无芯卷，其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材制成，所述吸收性材料的幅材被卷绕以限定轴向中空通道，所述轴向中空通道相对于所述无芯卷居中地定位并且从所述无芯卷的一个边缘延伸至另一个边缘，并且使得所述第一端位于所述卷的外侧上且所述第二端位于所述轴向中空通道处；
其中所述无芯卷具有至少75％、优选地至少80％、更优选地至少85％、甚至更优选地至少90％的在30秒时的回弹性，在30秒时的回弹性如说明书中所指示的确定。
23.根据项目22所述的无芯卷，其中所述卷具有50至500mm、优选地80至200mm、更优选地100至155mm的直径。
24.根据项目22或23所述的无芯卷，其如在项目1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或21中的一个或更多中限定。
25.根据项目1至24中任一项所述的无芯卷，其处于压缩形式。
26.根据项目1至25中任一项所述的无芯卷，其是选自由以下组成的组的吸收性产品：餐巾；毛巾，例如家用毛巾、厨房巾或手巾；厕纸；擦拭物；手帕；以及面部薄绵纸，其中该吸收性产品优选为厕纸。
27.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材，所述吸收性材料的连续幅材优选地由1个薄棉纸层或2至6个、特别是2至5个叠置的薄棉纸层构成；
·可选地大致上横向于机器方向切断所述吸收性材料的连续幅材以产生单个但连贯的片材；
·将如项目1-20中任一项中限定的涂覆组合物施加到所述连续幅材；
·螺旋地卷绕所述吸收性材料的连续幅材以产生吸收性材料的幅材的原材，所述吸收性材料的幅材被卷绕以限定轴向中空通道，所述轴向中空通道相对于所述原材居中地定位并且从所述原材的一个边缘延伸至另一个边缘，并且使得所述第一端位于所述原材的外侧上且所述第二端位于所述轴向中空通道处；以及
·将所述原材切割成多个无芯卷。
28.根据项目27所述的制造方法，进一步包括：
·使所述无芯卷在垂直于所述轴向中空通道的方向上经受压缩以产生处于压缩形式的无芯卷。
29.根据项目27或28所述的制造方法，其中通过该方法获得的无芯卷如在项目1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23或24中的一个或更多中限定。
30.项目1至26中任一项所述的无芯卷作为厕纸、家用毛巾、手巾、厨房巾、擦拭物、面部薄绵纸、手帕或餐巾的用途。
附图说明
图1——示出根据本发明的一个实施例的无芯卷的透视图的示意图。
图2——示出根据本发明的一个实施例的无芯卷的侧向视图的示意图。图2中所示的第二端具有三匝。
图3——示出根据本发明的一个实施例的退卷绕的吸收性材料的连续幅材的示意图。图3中的灰色阴影表示涂覆组合物，该涂覆组合物被施加到位于第二端处的最后匝(多匝)，并且被连续地施加到吸收性材料的连续幅材。吸收性材料的连续幅材的组合的经涂覆的部分(即位于第二端处的经涂覆的最后匝(多匝)以及连续涂覆的幅材)约为幅材在机器方向(MD)上的整个长度的50％。
图4——示出根据本发明的一个实施例的退卷绕的吸收性材料的连续幅材的示意图。图4中的灰色阴影表示涂覆组合物，该涂覆组合物被施加到位于第二端处的大约3匝，并且被间断地施加到吸收性材料的连续幅材。吸收性材料的连续幅材的组合的经涂覆的部分(即位于第二端处的经涂覆的最后匝以及间断地涂覆的幅材)约为幅材在MD中的整个长度的50％。
图5——根据本发明的一个实施例的位于退卷绕的吸收性材料的连续幅材的第二端处的最后匝的示意图。图5中的灰色阴影表示连续施加到最后匝上的涂覆组合物。
图6——根据本发明的一个实施例的经涂覆的区域(退卷绕的吸收性材料的连续幅材的长度部分)的示意图。图6中的灰色阴影表示间断地施加为点的涂覆组合物。
图1至图6给出关于本发明的无芯卷所使用的术语的概述。在图1至图6中，以下附图标记表示：
(1)无芯卷
(2)螺旋卷绕的吸收性材料的连续幅材
(3)轴向中空通道
(4)边缘
(5)第一端
(6)第二端
(7)涂覆组合物
(8)穿孔线
图7——示出根据本发明的一个实施例的阐述无芯卷的制造的转换机器(9)的横截面图的示意图。图7示出涂覆组合物通过喷涂到吸收性材料的连续幅材上的施加。
图8——示出根据本发明的另一个实施例的阐述无芯卷的制造的转换机器(9)的横截面图的示意图。图8示出涂覆组合物通过辊涂到吸收性材料的连续幅材上的施加。
图9a、图9b和图9c——根据本发明的适用于测量薄棉纸卷(44)的片材间粘合力(分层力)的设备(测力机)(39)和轴组件(40)-(43)的示意图。图9a-9c中的尺寸以mm给出。
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具有第一端和第二端的螺旋卷绕的吸收性材料的连续幅材制成。
吸收性材料的连续幅材优选地由基础薄棉纸制成，该基础薄棉纸可以通过常规的湿压或通气干燥(TAD)制造方法或其它制造方法获得。如本文中使用的，“基础(生)薄棉纸”(“薄棉纸幅材”)意味着从薄棉纸机器获得的一层基础薄棉纸。基础薄棉纸具有8至60g/m2、优选地10至30g/m2的范围内的低基重。
如本文中使用的，术语“层”是指在处理(“转化”)一个或更多基础薄棉纸幅材之后获得的最终薄棉纸产品(例如厕纸)中的薄棉纸的一个或更多层。
基于生产方法(湿法成型)的潜在兼容性，“薄棉纸”生产被计入造纸技术之中。薄棉纸的生产与纸生产的区别在于其极低的基重和其高得多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之前的测试样品体积(拉伸载荷之前夹具之间的样品的长度、宽度、厚度)有关。纸和薄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。
薄绵纸的高拉伸能量吸收指数由外或内起皱得到。前者是作为起皱刮刀的作用的结果由粘附到干燥筒的纸幅材的压缩而产生的，或者在后者的情况下是作为两根线材(“织物”)之间速度的差异的结果。这造成仍然潮湿、塑性地可变形的纸幅材通过压缩和剪切在内部断裂，由此使其在负载下比未起皱的纸更加可拉伸。高拉伸能量吸收指数还可以通过借助线材自身将3D结构赋予薄绵纸来实现。典型的薄棉纸和薄棉纸产品的大多数功能特性由高拉伸能量吸收指数得到(参见DIN EN 12625-4和DIN EN12625-5)。
薄棉纸的典型特性包括吸收拉伸应力能量的就绪能力、它们的悬垂性(drapability)、良好的类似纺织品的柔性；经常被称为块体柔软性(bulk softness)、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特性，以及取决于应用，合适的湿强度和干强度以及外部产品表面的令人感兴趣的视觉外观。这些特性允许薄棉纸被用作例如清洁布(例如家用毛巾)、卫生产品(例如厕纸、手巾)和擦拭物(例如化妆用擦拭物、面部薄绵纸)。
根据本发明的一个实施例，吸收性材料的连续幅材优选地由1个薄棉纸层或2至5个叠置的薄棉纸层构成。
薄棉纸可以根据以下方法由造纸纤维生产：如“干起皱薄棉纸”或“湿起皱薄棉纸”或“针对结构化薄绵纸的方法”的制造中的“常规方法”，例如通过空气干燥(TAD)制造方法、非起皱的通过空气干燥的(UCTAD)薄棉纸的制造，或者替代制造方法，例如Voith公司的先进薄绵纸成型系统(ATMOS)，或者Georgia Pacific公司的能量高效技术先进的干燥eTAD，或者Metso Paper公司的结构化薄绵纸技术SST。也可以使用类似NTT(新纹理薄绵纸)的混合方法，其是常规方法的改造。
常规干起皱制造方法包括：
-在大直径、经加热的筒(也称为扬克式干燥机)上将湿纸纤维按压并干燥为片材；以及
-随后借助于抵靠所述筒施加的金属刀片跨越筒旋转的方向使经干燥的纸纤维的片材脱离和起皱。
起皱操作在片材中跨越其行进的方向产生起伏(undulation)。起皱操作增加片材的厚度，并赋予片材弹性，以及给予片材触摸(柔软的触摸)特性。
TAD制造方法包括：
-在织物上模制湿纸纤维的片材；以及
-随后借助于流过片材的热气流至少部分地干燥片材。
随后，可以使经干燥的片材起皱。
此外，在薄棉纸幅材(作为要使用的吸收性材料的连续幅材的优选实施例)的制造中，可以使用如PCT/EP2015/059326(申请日期：29.04.2015；标题：“Tissue papercomprising pulp fibers originating from Miscanthus and method formanufacturing the same”，通过引用并入本文)中描述的方法。特别地，参考根据该申请的第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成形织物、可渗透的干燥筒等)。在该段落中描述的参数对于ATMOS技术的使用也有效。
一旦薄棉纸已被制造，典型地采用所谓转化操作的不同制造操作来形成薄棉纸产品(即纸巾、厕所薄棉纸卷、浴室薄棉纸、擦拭薄棉纸，厨房薄棉纸卷、手帕等)。
在吸收性材料的连续幅材的一个进一步的实施例中，吸收性材料是“非织造材料”。术语“非织造”在本领域中是非常普遍的，并且同样出于本发明的目的可以以ISO9092：2011中描述的方式被进一步定义。典型的非织造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。根据该实施例使用的非织造幅材可以是单层或多层幅材。
根据该实施例的一个优选方面，在本发明的无芯卷中使用的基于非织造的吸收性幅材包括纤维素纤维。在这种情况下，基于存在于非织造幅材中的所有纤维的总重量，纤维素纤维的含量为至少20重量％，更优选地至少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(其也可以被称为“纤维素纤维”)可以由原始和/或回收的纸浆原材料生产。可以在本发明中使用的纤维素纤维典型地包含作为主要结构构建组分的存在于天然出现的含纤维素的细胞(具体地是木质化植物的那些细胞)中的长链纤维性纤维素部分。优选地，纤维从木质化植物通过消化步骤除去或减少木质素和其它可提取物的含量以及可选的漂白步骤而被分离。纤维素纤维也可以源自非木材来源，例如一年生植物。
可以使用的合适的纤维素纤维可以属于再生类型的(例如Lyocell)，尽管使用其它类型的纸浆是优选的。所采用的纸浆可以是初级纤维性材料(“原始纤维”)或次级纤维性材料(回收纸浆)。纸浆可以源自不含木质素或低木质素的来源，诸如棉短绒、西班牙(阿尔法)草、蔗渣(例如谷物秸秆、稻草、竹子或麻)、肯普纤维，芒属草纤维或亚麻(在说明书和权利要求书中也称为“非木材纤维”。优选地，纸浆由诸如软木(其典型地源自针叶树)或硬木(典型地来自落叶树)的木质纤维素材料生产。
有可能使用“化学纸浆”或“机械纸浆”，其中化学纸浆的使用是优选的。
根据DIN 6730，本文中使用的“化学纸浆”是从植物原材料获得的纤维性材料，植物原材料中的大部分非纤维素组分在没有实质性的机械后处理的情况下已通过化学制浆而去除。如本文中使用的，“机械纸浆”是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性材料的总称。机械纸浆可以被再分为纯机械纸浆(磨木纸浆和精制机械纸浆)，以及经受化学预处理的机械纸浆，诸如化学机械纸浆(CMP)或化学热机械纸浆(CTMP)。
在本发明中，参考图1和图2，吸收性材料的连续幅材(2)被螺旋地卷绕以限定轴向中空通道(3)，该轴向中空通道(3)相对于卷(1)居中地定位并且从卷的一个边缘(4)延伸至另一个边缘(4)。如本文中使用的，“轴向中空通道”意味着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能够将卷安装在卷保持器的心轴上。当卷被安装在卷保持器的心轴上时，吸收性材料从第一端(位于卷的外侧处)被分配，同时允许卷围绕其中心轴线自由旋转。轴向中空通道具有从10mm至70mm、优选地从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)延伸至另一个边缘(4)。本发明的无芯卷具有圆筒形的圆周表面以及相反的平坦端(即边缘)，该相反的平坦端(即边缘)当在卷绕过程结束时将原材(log)卷切割成多个卷时形成。如本文中使用的，“边缘”意味着位于卷的一侧上的垂直于其中心轴线的平坦部。
在本发明中，吸收性材料的连续幅材(2)具有第一端(5)和第二端(6)。第一端(5)位于卷的外侧处并且第二端(6)位于轴向中空通道(3)处。因此，吸收性材料的连续幅材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组成。第一端、第二端和中间部的组合长度限定形成一个卷的吸收性材料的连续幅材的整个长度。在本发明的无芯卷中，吸收性材料的连续幅材包括在本申请中指定的涂覆组合物。
螺旋卷绕的吸收性材料的连续幅材具有从50至140mg/cm3、优选地55至135mg/cm3、更优选地60至130mg/cm3、更优选地65至125mg/cm3、更优选地70至120mg/cm3、更优选地80至110mg/cm3(例如80至100mg/cm3)的(体积质量)密度。期望的密度可以例如通过在卷绕过程期间调节吸收性材料的连续幅材的块体(cm3/g)和/或连续幅材的卷绕力(应变)来实现。如也由本示例所示出的，越大的卷绕力具有在相同直径的卷中可以容纳越多数量的片材的效果。当构成卷的吸收性材料的连续幅材被紧密地卷绕(例如由于在卷绕过程中施加的较高的应变)和/或显示出相当低的块体值(bulk values)时，所生产的卷展现出高密度，即每单位体积高质量的吸收性材料。如果所生产的卷的密度超过140mg/cm3，则回弹性特性可能无法完全发挥。此外，在较高的密度值下，无芯卷可能变得相对坚硬并且不能再被压缩到期望的程度，例如用于存储目的。
相反，当构成卷的吸收性材料的连续幅材被相对松弛地卷绕(例如由于在卷绕过程中施加的较低的应变)和/或显示出相当高的块体值时，所生产的卷展现出低密度，即每单位体积低质量的吸收性材料。然而，当连续幅材以对于工业制造充足的速度(例如10m/s)运行时，由于重卷绕单元堵塞的增加的风险，小于50mg/cm3的密度是不期望的。
根据本发明，涂覆组合物被施加到连续幅材，使得位于幅材的第二端(6)处的至少最后匝包括该涂覆组合物。作为“匝”，我们理解为围绕轴向中空通道(3)螺旋地卷绕的连续幅材的一个周转(circumvolution)。图2示出例如位于幅材的第二端(6)处的最后三匝。优选地，涂覆组合物被施加到幅材，使得位于第二端处的至少最后两匝、更优选地至少最后三匝、更优选地至少最后四匝、更优选地至少最后五匝、更优选地至少最后十匝包括涂覆组合物。
根据本发明，涂覆组合物被连续地或间断地施加到吸收性材料的连续幅材。此外，吸收性材料的连续幅材使得连续幅材在机器方向上的整个长度的至少20％包括涂覆组合物。
如本文中使用的，在机器方向上的幅材长度比例(“整个幅材长度的至少20％”)是指连续幅材的在机器方向上被包含氧和/或氮原子的非离子聚合物(“第一聚合物”)涂覆的部分的总长度相对于连续幅材在机器方向上的整个(总)长度。该幅材长度比例可能包括位于第二个端处的最后匝(多匝)。至于包括第一聚合物的涂覆组合物关于连续幅材的整个长度的分布没有特别限制，只要连续幅材在机器方向上的整个长度的至少20％包括该涂覆组合物。可选地，相同的涂覆组合物被施加到位于第二端处的最后匝(多匝)以及被施加到连续幅材。
在一个实施例中，涂覆组合物(多个涂覆组合物)被施加到连续幅材使得幅材在机器方向上的整个长度的优选地至少25％、至少30％、至少35％、至少40％、至少50％、更优选地至少70％、更优选地至少80％、例如至少90％包括包含第一聚合物的涂覆组合物。在本发明的一个优选实施例中，涂覆组合物被施加在连续幅材在机器方向上的整个长度之上，即涂覆组合物在机器方向上从位于卷的外侧处的第一端(5)被连续地施加到位于轴向中空通道(3)处的第二端(6)。
为了避免疑问，我们希望注意到这些百分比值仅适用于包括包含氧和/或氮原子的非离子聚合物(也称为“第一聚合物”)的涂覆组合物。在连续幅材的第二端处至少最后匝包括具有包含氧和/或氮原子的离子聚合物(也称为“第二聚合物”)的不同涂覆的事件中，连续幅材的携带具有第二聚合物的涂覆的部分不被考虑为用于确定上述百分比值。
参考图3的实施例，吸收性材料的连续幅材具有第一端(5)和第二端(6)，其中位于第二端(即位于轴向中空通道处的幅材端)处的最后匝包括涂覆组合物，并且连续幅材包括在机器方向上连续施加的涂覆组合物。如果使用包括“第一聚合物”的相同涂覆组合物，则包括位于第二端处的最后匝(多匝)的连续涂覆的部分限定基于连续幅材的整个长度(即限定形成一个独立卷的吸收性材料的连续幅材的整个长度的第一端、第二端以及中间部的组合长度)的经涂覆的长度部分(以％为单位)。
参考图4的实施例，吸收性材料的连续幅材具有第一端(5)和第二端(6)，其中位于第二端(即位于轴向中空通道处的幅材端)处的最后匝包括涂覆组合物，并且连续幅材包括在机器方向上间断地施加的涂覆组合物。如果使用包括“第一聚合物”的相同涂覆组合物，则位于第二端处的经涂覆的最后匝(多匝)与间断地涂覆的部分的总长度限定基于连续幅材的整个长度的经涂覆的长度部分(以％为单位)。
在一个优选实施例中，被施加到位于第二端处的最后匝(多匝)的包括在涂覆组合物中的包含氧和/或氮原子的聚合物(“第二聚合物”)是非离子聚合物，并且优选地，所述涂覆组合物是与施加在吸收性材料的连续幅材的整个长度的至少20％之上的相同的组合物。
在本发明的一个进一步的实施例中，涂覆组合物被施加到吸收性材料的连续幅材，使得连续幅材的经涂覆的部分与连续幅材的与该经涂覆的部分接触的部分之间的最大片材间粘合力(分层力)为从0.3至1.7N、优选地0.4至1.5N，例如0.5至1.2N。可以如实验部分中所指示的来确定片材间粘合力。
在一个实施例中，本发明涉及一种吸收性片材产品的无芯卷，该无芯卷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材制成，吸收性材料的幅材被卷绕以限定轴向中空通道，该轴向中空通道相对于无芯卷居中地定位并且从无芯卷的一个边缘延伸至另一个边缘，并且使得第一端位于卷的外侧上且第二端位于轴向中空通道处。
其中无芯卷具有至少75％、优选地至少80％、更优选地至少85％、甚至更优选地至少90％的在30秒时的回弹性，在30秒时的回弹性如在实验部分中所指示的被确定。
对于发明人的最佳知识，之前尚未生产或描述过具有这种优异回弹性特性的无芯卷。发明人已惊奇地发现，可以通过将适当选择的涂覆组合物/聚合物施加到吸收性幅材的整个长度的一定百分比并且通过使用经涂覆的幅材来制备具有适当选择的密度的卷而提供这种产品，如在说明书和所附权利要求书中进一步详细描述的。这些无芯卷的一个优点在于，在已被压缩和/或经受变形力之后卷的改进的视觉外观。回弹性值越大，则在已经释放变形/压缩力之后轴向中空通道将重新打开地越远。具有所要求保护的回弹性值的无芯卷将在压缩前后对消费者具有大致上相同的外观，并且不会产生低质量产品的感觉。
在一个实施例中，本发明的无芯卷以压缩形式提供。如本文中使用的，“压缩形式”意味着卷横截面具有卵形的形式。当卷处于压缩形式时，轴向中空通道采取狭窄的卵形(在完全压缩的情况下为狭窄的卵形狭缝的形状)，并且可能不再能够接收卷保持器的心轴。作为结果，卷要求较少的空间并且可以减少存储和运输成本。由于优异的回弹性值，即使没有沿着卵形卷的较长侧(直径)(即垂直于卷的轴线)施加压力，本发明的无芯卷也能够自动地从压缩形式(卵形)返回到大致上未压缩的形式(圆柱形或仅略微卵形)。
2.用于无芯卷的涂覆组合物
在本发明中，包括包含氧和/或氮原子的(优选地非离子)聚合物的涂覆组合物被施加到位于连续幅材的第二端处的至少最后匝，并且包括包含氧和/或氮原子的非离子聚合物的涂覆组合物被施加到连续幅材在机器方向上的整个长度的至少20％。
因此，在本发明中，在施加到连续幅材的整个长度的至少20％的包含氧和/或氮原子的非离子聚合物(也称为“第一聚合物”)与被施加到位于第二端处的至少最后匝的包含氧和/或氮原子的聚合物(也称为“第二聚合物”)之间做出区分，该第二聚合物可以是离子的，但是优选地是非离子的，并且更优选地是与用作第一聚合物的相同聚合物。
在下面的2.1和2.2节中更详细地描述了本发明中可使用的聚合物。
如果第一和第二聚合物相同，则还优选位于第二端处的至少最后匝包括与在连续幅材的整个长度的至少20％之上施加的相同的涂覆组合物。对于本发明的该优选实施例，适用以下内容。
本发明中可使用的涂覆组合物优选地包括：
(a)至少50重量％的所述非离子聚合物，优选地至少65重量％，更优选地至少80重量％，更优选地至少85重量％，更优选地至少90重量％，更优选地至少95重量％；
(b)不多于50重量％、优选地不多于35重量％、优选地不多于20重量％、更优选地不多于15重量％、更优选地不多于10重量％、更优选地不多于5重量％的进一步添加剂，例如增塑剂、增强剂、香料、染料等；
每个都基于涂覆组合物的总固体含量。
在一个进一步的实施例中，涂覆组合物由所陈述的量的这些成分组成。
在一个实施例中，涂覆组合物由非离子聚合物组成，非离子聚合物优选地具有如由动态机械分析仪(DMA，具有单悬臂弯曲几何形状的材料袋)基于tanδ响应确定的大于20℃、更优选地大于30℃、更优选地大于40℃的熔点，测量从-120℃至75℃、以每分钟3℃的梯度和1.0Hz的频率进行。这种非离子聚合物的一个示例是下面更详细描述的聚醚多元醇。
在被加热至等于或高于指定熔点的温度之后，可以将涂覆组合物以熔融状态施加到吸收性材料的连续幅材(具体地是其“第二端”)，例如通过喷涂、受控纤维化、辊涂、缝模施加(slot-die application)或本领域中已知的任何其它合适的施加方法。
在一个实施例中，涂覆组合物可以作为水溶液被施加。这意味着水被添加到涂覆组合物并用作非离子聚合物和进一步的添加剂(如果存在)的溶剂。基于水溶液的总重量，涂覆组合物的水溶液优选地包含以总量计至少0.1重量％、优选地至少0.5重量％、更优选地至少1重量％的非离子聚合物。也可以存在进一步的添加剂，例如增塑剂、增强剂、香料、染料等。在这种情况下，也可以采用以上解释的其优选含量与组分(b)相结合(但指的是水溶液的总干含量)。
基于水溶液的总重量，水优选地以大于50重量％的量并且更优选地以大于65重量％的量、更优选地以大于80重量％的量存在。
该涂覆组合物的水溶液可以以其原样、优选地在室温下被施加到吸收性材料的连续幅材，例如通过喷涂、受控纤维化、辊涂或本领域中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幅材，例如通过在环境条件下更久的存储或本领域中已知的其它合适的技术。取决于水含量，这种干燥步骤也可能是不必要的，因为吸收性材料的幅材本身将水从水溶液中去除，由此在幅材上留下涂覆组合物。
在一个实施例中，涂覆组合物作为水溶液被施加到位于第二端处的最后匝(多匝)和/或施加到连续幅材，并且具有-1000至+100μeq/g、优选地-500至+50μeq/g、更优选地-50至0μeq/g的离子需求。如本文中使用的，表述“离子需求”是指水溶液中存在的所有溶解和未溶解的物质的总表面电荷。离子需求可以通过本领域中已知的技术(例如聚电解质滴定)来测量。一种用于测量离子需求的合适设备是从德国的BTG Mütek GmbH可获得的粒子电荷检测器PCD 03。
在本发明中，涂覆组合物被施加到连续幅材的两侧中的至少一个(即连续纵向幅材的上侧和/或下侧)上。如本文中使用的，“上”侧意味着连续幅材的当幅材被螺旋地卷绕时朝向卷的外侧定向的侧。在一个优选实施例中，涂覆组合物被施加到“下侧”上，即朝向轴向中空通道定向的侧。然而，如果仅位于第二端处的相当低数量的匝(例如一或二)(例如至多三匝)包括包含氧和/或氮原子的(优选地非离子)聚合物，则可能有利的是将涂覆组合物施加到“上侧”以便确保各个匝的上侧充分粘附至下一匝的下侧。
涂覆组合物优选地在连续幅材被螺旋地卷绕以产生卷之前被施加到连续幅材上。作为卷绕的结果，涂覆组合物相对于轴向中空通道被周向地施加。在本发明中，涂覆组合物优选地被施加到幅材上，使得相对于幅材的总长度(即，携带所得涂覆的长度部分或多个长度部分)，至少20％、优选地至少25％、优选地至少30％、优选地至少35％、优选地至少40％、优选地至少50％、更优选地至少70％，并且特别地至少80％被涂覆。
在本发明中，涂覆组合物优选地被施加，使得相对于连续幅材的包括涂覆组合物的长度部分(多个长度部分)，被涂覆组合物涂覆的面积(其是完全涂覆或部分涂覆)覆盖所述长度部分(多个长度部分)的总面积的至少50％、更优选地至少60％、更优选地至少70％、更优选地至少80％、更优选地至少90％。
涂覆组合物可以被施加到连续幅材上以提供完全或部分涂覆。
如本文中使用的，“完全涂覆”意味着在机器和轴向(横向)方向上连续地施加的涂覆。该完全涂覆可以包括幅材的第二端(参见例如图5)。
根据本发明的一个实施例，优选地施加涂覆组合物以便在幅材的经涂覆的长度部分上提供完全涂覆。这意味着，相对于连续幅材的包括涂覆组合物的长度部分，被涂覆组合物涂覆的面积为100％。
此外，优选的是，这样的完全涂覆包括连续幅材的第二端的最后匝(多匝)。换句话说，如果使用相同的涂覆组合物来涂覆第二端处的最后匝(多匝)以及连续幅材的所期望的长度部分(例如20％或40％)，则其余部分(80％或60％)保留未被涂覆。此外，如果涂覆组合物在机器方向上被连续地施加，则优选的是，所得的经涂覆的长度部分始于第二端处并且包括第二端的至少最后匝。
例如如果涂覆在机器和/或轴向方向上被间断地施加到幅材，则发生部分涂覆。涂覆组合物可以被施加到幅材上以形成预定的涂覆图案。优选地，所施加的涂覆组合物的图案对称并且关于平行于机器方向延伸的对称轴线(其将吸收性幅材划分为两个相等的假设的半部)居中地布置。对预定的涂覆图案没有具体限制。部分涂覆可以形成连贯的(例如条纹、线或波浪)或分离的沉积物(例如点、正方形、圆形或任何其它几何形状)。
在一个实施例中，涂覆组合物在机器方向上被连续地施加，但是在轴向方向上被间断地施加，即，其不覆盖整个(轴向)横截面。这例如可以通过在整个连续幅材的所期望的长度之上施加涂覆组合物的宽条纹(“带”)来实现。该涂覆组合物的宽条纹优选地对称并且关于平行于机器方向延伸的对称轴线居中地布置。如已经提到的，被该涂覆组合物的宽条纹涂覆的面积优选地覆盖经涂覆的长度部分(多个长度部分)的总面积的至少50％、更优选地至少60％、更优选地至少70％、更优选地至少80％、更优选地至少90％。
在部分涂覆的一个进一步的实施例中，涂覆在轴向(横向)方向上被连续地施加，但在机器方向上被间断地施加，例如以在轴向方向上(即从卷的一个边缘到另一个边缘)延伸的平行条纹的形式，或者以若干经涂覆的区域与未涂覆的区域交替的形式，例如如图4中所示。为了确定该实施例是否满足本发明的要求，需要计算经涂覆的区域的总长度比例。例如，如果连续幅材的总长度为20m，并且总共已经涂覆(利用包括包含氧和/或氮原子的非离子聚合物(即第一聚合物)的涂覆组合物)4个部分，每个部分具有2m的长度，则连续幅材的整个长度的总共40％包括涂覆组合物。
如果涂覆组合物已在机器方向上被间断地施加，由此提供两个或更多经涂敷的部分，则优选的是(i)一个经涂敷的部分包括第二端处的至少最后匝。此外，关于涂覆组合物在连续幅材的长度之上的分布，优选的是(ii)被施加到连续幅材的包括第二端的一半的非离子聚合物的总量等于或大于被施加到连续幅材的包括第一端的一半的非离子聚合物的总量。在后一种情况(“大于”)下，差异可以例如为至少10％、至少20％或至少50％。根据本发明的一个方面，条件(ii)特别适用于其中连续幅材的不是基本上全部长度而是仅其一部分(例如20％至80％)包括涂覆组合物的那些实施例。
在部分涂敷的一个进一步的实施例中，涂覆在机器和轴向(横向)方向上被间断地施加，例如以彼此交叉的平行条纹的形式。可替代地，如图6所示，涂覆以点的形式被间断地施加。作为例如喷涂、纤维化或辊涂的结果，点可以形成规则或不规则的图案。还对于该实施例，优选的是，由部分涂覆所涂覆的面积覆盖经涂覆的长度部分(多个长度部分)的总面积的至少50％，更优选地至少60％，更优选地至少70％，更优选地至少80％，更优选地至少90％。例如，图6示出部分涂敷，其基本上覆盖连续幅材的包括涂覆组合物的长度部分的100％。
施加到连续幅材的整个长度的至少20％的非离子聚合物(“第一聚合物”)的一个功能是为连续幅材提供回弹性。同时，如果被施加到第二端的至少最后匝，则第一聚合物还有效于将一匝的吸收性幅材粘附到相邻匝(多匝)的幅材。这确保无芯卷的第二端稳定，并防止最后匝(多匝)剥离和塌陷。
由于该功能不必须要求使用非离子聚合物，因此以下方式在本发明的范围内：位于连续幅材的第二端处的至少最后匝包括涂覆组合物，该涂覆组合物包括包含氧和/或氮原子的离子(阴离子或阳离)或非离子聚合物(“第二聚合物”)。
2.1包含氧和/或氮原子的聚合物(“第二聚合物”)
“第二聚合物”可以选自离子(阴离子或阳离子)聚合物以及非离子聚合物。
A)在一个实施例中，施加到位于第二端处的至少最后匝的涂覆组合物包括包含氧和/或氮原子的离子聚合物。该离子聚合物可以选自具有适合于纸幅材的层压的低粘度的已知粘合剂聚合物。粘合剂聚合物可以是合成的或天然来源的。合适的实施例包括基于多糖的离子聚合物，例如具有羧基官能团的多糖衍生物(例如纤维素衍生物)，诸如羧甲基纤维素(CMC)或阿拉伯树胶。作为商业可获得的包括离子聚合物的涂覆组合物，可以优选地使用水基粘合剂。这些也可以包括其它添加剂。
对于实施例(A)，从位于第二端处的最后匝开始计数并且包括该最后匝，优选地涂覆组合物被施加到少于五匝，更优选地少于三匝。此外，优选地每个卷的涂覆组合物的总量(固体含量)少于0.05g，优选地少于0.03g。
(B)如果非离子聚合物被用于涂覆位于第二端处的至少最后匝，则该非离子聚合物优选地是与用于涂覆连续幅材的整个长度的至少20％的相同的非离子聚合物。换句话说，在该优选实施例中，第二聚合物和第一聚合物相同，并且优选地，被施加到连续幅材的整个长度的至少20％的涂覆组合物与用于涂覆位于第二端处的至少最后匝的涂覆组合物相同。
2.2包含氧和/或氮原子的非离子聚合物(“第一聚合物”)
在本发明中，包括包含氧和/或氮原子的(优选地非离子)聚合物的涂覆组合物被施加到位于吸收性材料的连续幅材的第二端处的至少最后匝，并且包括包含氧和/或氮原子的非离子聚合物的涂覆组合物被施加到连续幅材在机器方向上的整个长度的至少20％。如果用于具有合适密度的无芯卷中，则包括非离子聚合物(“第一聚合物”)的涂覆组合物到吸收性幅材的整个长度的至少20％的施加导致优异的回弹性(并且从而还有适当的柔性和弹性)，但是也有足够的刚度(并且从而还有抗塌陷性)以及合适的分层力。如果第一聚合物也被用于涂覆位于连续幅材第二端处的至少最后匝，则可以进一步增强这些效果。根据本发明，要使用的优选聚合物可以被描述如下。
聚合物可以被分为两类，即离子聚合物和非离子聚合物。离子类型的聚合物包含带电荷的取代基，而非离子类型的聚合物则携带电中性的取代基。本发明中使用的聚合物优选地属于非离子类型。
本文中使用的非离子聚合物包含氧和/或氮原子。不受任何理论的约束，据信本文中使用的非离子聚合物促进充足的静电相互作用，特别是分子间氢键的形成，例如非离子聚合物与吸收性材料(例如纤维素纤维)之间的氢键以及非离子聚合物的各独立分子之间的氢键，以及分子内氢键，例如发生在一个聚合物分子的不同部分内的氧和/或氮原子与氢原子之间的静电相互作用。此外，据信前述相互作用产生充足的刚度和回弹性特性，而在同时提供合适程度的片材间粘合力(足以促进可逆片材间粘合力的静电相互作用的程度)。
在一个实施例中，本文中使用的非离子聚合物包含至少一个重复单元，该至少一个重复单元包含一个或更多氧原子和/或一个或更多氮原子，例如1至5个氧原子和/或1至5个氮原子，特别是1至3个氧原子和/或1至3个氮原子，例如1至3个氧原子。根据对该术语的通常理解，“重复单元”(有时也称为“重复的单元”或“单体单元”)具体是指聚合物的一个或更多部分(单元)，除了端基处的可能的结构修改之外，该一个或更多部分(单元)的重复通过沿着链接连地将重复单元链接在一起而产生完整的聚合物链。
在一个进一步的实施例中，非离子聚合物包含至少一个包含一个或更多醚氧原子和/或一个或更多羟基的重复单元。
在一个优选实施例中，构成非离子聚合物(以及从而除端基外的完整聚合物链)的所有重复单元的平均至少50％、优选地至少80％包含一个或更多氧原子和/或一个或更多氮原子，优选地一个或更多醚氧原子和/或一个或更多羟基和/或一个或更多氨基，更优选地一个或更多醚基和/或一个或更多羟基。
在一个实施例中，非离子聚合物在25℃下展现出至少40g/l、优选地200g/l、特别地500g/l的在水中的溶解度。非离子聚合物在水中的溶解度确保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。由于非离子聚合物的相当高的溶解度，其在污水系统中与水接触时溶解，或者至少快速地形成分散体。作为结果，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它实施例，诸如餐巾、毛巾(例如家用毛巾)、厨房巾或手巾、厕纸、擦拭物和面部薄棉纸，该特征不是要求的，但是是优选的。
可生物降解的非离子聚合物的使用也是优选的。
在本发明中，涂覆组合物中的非离子聚合物的量被设定为使得从0.001至40g/卷、优选地0.005至10g/卷、更优选地0.005至5g/卷、更优选地0.01至2g/卷、更优选地0.1至1.5g/卷的总量被施加到幅材。如本文中使用的，非离子聚合物的量应被理解为施加到连续幅材的非离子聚合物(“第一聚合物”)的总量。当被施加到连续幅材的非离子聚合物的量少于0.001g/卷时，就刚度和抗塌陷性而言所期望的特性可能没有完全发展。相反，当被施加到连续幅材的非离子聚合物的量大于40g/卷时，卷展现出高的刚度和抗塌陷性，但是制造成本可能变高。
在一个进一步的优选实施例中，本文中使用的非离子聚合物是非离子纤维素醚，其可以被描述如下。
纤维素醚是衍生自纤维素的聚合物，其通过(全部或部分地)取代纤维素的羟基而形成。在取代过程中使用一种醚化剂(烷基化剂)得到一种简单的纤维素醚，而使用不同种类的试剂导致混合的纤维素醚(混合醚)。取代的程度被描述为取代度(DS)，其被定义为每个葡糖酐单元取代的羟基的平均数。DS可以在>0与3之间变化。如果使用醚化(烷基化)剂，例如环氧烷醚化剂，则可以生成新的羟基，并且可以进一步反应以给出低聚链。在这种情况下，取代的程度被描述为摩尔取代度(MS)，其被定义为每摩尔葡糖酐单元结合的醚化剂的平均摩尔数。
(离子或非离子)纤维素醚的取代度(DS)和摩尔取代度(MS)可以通过本领域中已知的技术来确定，例如通过13C NMR或通过如由Hodges等人在Anal.Chem.,1979,51(13),2172-2176中描述的Zeisel气相色谱法(Zeisel-GC)确定。
纤维素醚分为两类，即离子纤维素醚和非离子纤维素醚。离子类型的纤维素醚(例如羧甲基纤维素(CMC))包含带电荷的取代基，而非离子类型的纤维素醚(例如甲基纤维素、羟丙基纤维素等)携带电中性取代基。待在本发明中使用的纤维素醚属于非离子类型。
不受任何理论的约束，据信非离子纤维素醚在涂覆组合物与细长的吸收性材料(连续幅材)之间提供微调的粘合程度。作为结果，有可能实现优秀的刚度和抗塌陷性以及足够的柔性和弹性。此外，可以将分层力维持在可接受的范围内，并且因此有可能在细长的吸收性材料的整个长度上(即直至最后片材)使用细长的吸收性材料。
根据本发明，术语“非离子纤维素醚”应被广义地理解，并且包括所有类型的纤维素醚——例如烷基纤维素醚、羟烷基纤维素醚、烷基羟基烷基纤维素醚及其混合醚——只要它们是非离子的。
在一个实施例中，非离子纤维素醚具有1000至2000000(例如1000至1000000)、优选地2000至800000(例如2000至500000)、更优选地3000至200000、更优选地5000至100000的数均分子量。本发明中使用的非离子纤维素醚的数均分子量可以通过本领域中已知的技术来确定，例如凝胶渗透色谱法(GPC)。
在一个进一步的实施例中，非离子纤维素醚具有5000至2000000、优选地10000至1500000、更优选地30000至1000000的粘均分子量。本发明中使用的非离子纤维素醚的粘均分子量可以通过本领域中已知的技术来确定，例如粘度测定法。
在一个进一步的实施例中，非离子纤维素醚是烷基纤维素醚，例如甲基纤维素或乙基纤维素。作为“烷基纤维素醚”，我们理解一种(非离子)纤维素醚，其中纤维素的羟基中的一些(一个独立的葡糖酐单元中的至少一个羟基)被烷基取代，即具有从1至20个碳原子、优选地从1至12个碳原子、更优选地从1至6个碳原子的直链或支链烷基，特别是甲基、乙基或丙基。此外，根据本发明的表述“烷基纤维素醚”旨在涵盖烷基纤维素醚，例如甲基纤维素或乙基纤维素，以及它们的混合醚，例如羟烷基甲基纤维素，例如羟乙基甲基纤维素。
在一个优选实施例中，非离子纤维素醚是选自甲基纤维素(MC)、MC的混合醚(诸如羟乙基甲基纤维素(HEMC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)和羟丁基甲基纤维素(HBMC))、乙基纤维素(EC)、EC的混合醚(诸如羟乙基乙基纤维素(HEEC)、羟丙基乙基纤维素(HPEC)和羟丁基乙基纤维素(HBEC))的烷基纤维素醚。优选地，烷基纤维素醚是MC、EC或HPMC，更优选为MC或EC。
如本文中优选使用的MC可以具有1.4至2.4、优选地1.6至2.0的DS。如本文中优选使用的HEMC可移具有1.3至2.2的(甲基)DS和0.06至0.5的(羟烷基)MS。如本文中优选使用的HPMC可以具有1.1至2.0的DS和0.1至1.0的MS。如本文中优选使用的HBMC典型地具有大于1.9且不多于2.4的DS以及大于0.04且不多于0.6的MS。如本文中优选使用的EC可以具有1.0至2.5的(乙基)DS，优选地1.1至1.5的DS。
在另一个优选实施例中，非离子纤维素醚是羟烷基纤维素醚，诸如羟乙基纤维素或羟丙基纤维素。如本文中使用的，“羟烷基纤维素醚”意味着(非离子)纤维素醚，其中纤维素的羟基中的一些被羟烷基取代，例如具有从1至20个碳原子、优选地从1至12个碳原子、更优选地从1至6个碳原子的直链或支链羟烷基，诸如(2-)羟丙基或羟乙基。
在一个优选实施例中，非离子纤维素醚是选自羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)和羟丁基纤维素(HBC)的羟烷基纤维素醚。优选地，羟烷基纤维素醚为HEC或HPC，更优选为HPC。如本文中使用的，HEC可以具有0.1至3.6、优选地1.5至3.5的MS。如本文中使用的，HPC可以具有1.0至3.8、优选地2.0至3.6的MS。
根据本发明的“非离子纤维素醚”的定义还包括至少两种(例如2、3、或4种)不同的非离子纤维素醚的共混物(组合)，尤其是烷基纤维素醚和羟烷基纤维素醚的共混物，诸如MC和HPC的共混物。
在一个进一步的实施例中，涂覆组合物包括一个或更多“非离子纤维素醚”作为唯一的非离子聚合物(多个非离子聚合物)，并且特别是不含聚醚多元醇和/或不含除了非离子纤维素醚之外的其它糖类。
在另一个优选实施例中，本文中使用的非离子聚合物是聚醚多元醇，优选为选自聚乙二醇、聚丙二醇的聚醚多元醇及其混合物，更优选为聚乙二醇。
在一个实施例中，该聚合物具有800至250000、优选地1000至50000、更优选地1500至15000、更优选地1500至10000、更优选地2000至7500(例如2500至4000)的数均分子量。
在一个优选实施例中，聚合物是具有800至250000、优选地1000至20000、更优选地1500至10000、更优选地2000至7500、更优选地2500至6500，甚至更优选地2500至4000的数均分子量。
本发明中使用的聚合物的数均分子量可以通过本领域中已知的技术来确定，例如凝胶渗透色谱法(GPC)。
在另一个实施例中，本发明中使用的聚合物由下式(I)表示：
Figure GDA0003691239460000251
其中，在上式中，n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的平均值的整数。优选地，n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。
2.3添加剂
增塑剂
本发明的涂覆组合物可以包含增塑剂，例如已知的酯型增塑剂。增塑剂可以有助于涂覆组合物的膜形成特性。增塑剂被选择为与上述聚合物相容。在一个实施例中，本发明的涂覆组合物不含增塑剂。
可以使用一种类型的增塑剂自身，或者可以组合使用两种或更多类型的增塑剂。
从随时间的稳定性的观点来看，本发明的涂覆组合物中增塑剂的含量优选地不大于总固体含量浓度的20重量％，更优选地不大于10重量％，还更优选地不大于5重量％。
增强剂
本发明的涂覆组合物可以包含增强剂。
在一个实施例中，本发明的涂覆组合物不含增强化学添加剂，诸如强度树脂，例如不含以下描述的水溶性阳离子或阴离子聚合物。当涂覆组合物包含增强剂时，可以使用本领域中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
只要不抑制本发明的效果，本发明的组合物可以在适当时包含各种已知类型的添加剂。示例包括香料、着色剂、表面活性剂、防垢剂和抗菌剂以及无机或有机填料。
可以使用一种类型的其它添加剂自身，或者可以组合使用两种或更多类型的其它添加剂。
3.用于无芯卷的吸收性产品
本发明的无芯卷在卫生或家用吸收性产品的领域中具有许多应用。具体地，本发明的卷可以是选自包括餐巾、毛巾(例如厨房巾或手巾)、厕纸、擦拭物和面部薄绵纸的组中的吸收性片材产品。
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材制成，该吸收性材料的连续幅材由具有典型的从8至60g/m2、优选地10至30g/m2的基重的至少一层基础薄绵纸组成。
在一个实施例中，吸收性材料的连续幅材是由薄棉纸制成的单层幅材或由例如2至5个叠置的薄绵纸层制成的多层幅材。为了实现多层吸收性片材产品，在转化步骤中各一层基础薄棉纸被组合成最终的层数，该最终层数可以例如为从2至5，取决于最终产品的目标特性。所得多层幅材的总基重优选地不超过120g/m2，并且更优选地低于65g/m2，例如低于55g/m2。
在本发明中，连续幅材的第二端涂覆有本发明的涂覆组合物(即包括如上所述的聚合物的涂覆组合物)并被螺旋地卷绕以实现吸收性片材产品的卷，例如厕纸卷。可以通过使用本领域中已知的技术将涂覆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，涂覆组合物被施加到连续幅材的两侧中的至少一个上，即连续纵向幅材的上侧和/或下侧，或被施加在形成幅材的基础薄棉纸层之间。
当幅材是多层幅材时，例如具有2至5个叠置的薄棉纸层的多层幅材，涂覆组合物可以被施加到一层或更多层(例如被施加到所有层)的一侧或两侧上。在一个实施例中，涂覆组合物被施加到幅材的外层中的一个上，优选地被施加到朝向成品吸收性片材产品中的轴向中空通道定向的外层(即最靠近轴向中空通道的外层)上。外层可以在一侧或两侧上、优选地在其下侧(即朝向轴向中空通道定向的一侧)上被涂覆。
本发明的吸收性片材产品优选地选自餐巾、诸如厨房巾或手巾的毛巾、厕纸、擦拭物和面部薄绵纸。作为“厕纸”，我们理解柔软且结实的基础薄棉纸，其被用于在使用厕所后清洁后部(有时也称为“浴室薄棉纸”)。
本发明还涉及无芯卷作为厕纸、家用毛巾、厨房巾、擦拭物、面巾或餐巾的用途。
根据一个优选实施例，吸收性片材产品是由2至5个叠置的薄棉纸层(例如2至4个薄棉纸层)组成的厕纸，其中涂覆组合物被施加到连续幅材的至少一个外层上，优选地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。一个独立的卷可以例如具有从5cm至50cm、优选地从8cm至20cm(例如100mm至155mm)的直径(边缘直径)。轴向中空通道可以具有从10mm至70mm、优选地从20mm至50mm的直径。卷的宽度(即一个边缘到另一边缘之间的距离)可以在从60mm至800mm、优选地从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幅材优选地具有在机器方向上的从1m至60m、优选地从1.5m至50m(例如2m至40m)的总长度。可选地，幅材可以在机器方向上被部分地切断，使得其由接连的单个但连贯的片材组成。单个片材可以具有从80mm至300mm(例如约100mm至250mm，尤其是从100mm至200mm)的(在机器方向上)的长度。
(本发明的)一个进一步和优选实施例可以被描述如下：
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的吸收性片材产品的无芯卷，吸收性材料的幅材被卷绕以限定轴向中空通道，该轴向中空通道相对于无芯卷居中地定位并且从无芯卷的一个边缘延伸至另一个边缘，并且使得第一端位于卷的外侧上且第二端位于轴向中空通道处；
其中螺旋卷绕的吸收性材料的连续幅材具有从60至130mg/cm3、优选地70至120mg/cm3的密度；
其中位于吸收性材料的连续幅材的第二端处的至少最后两匝、优选地至少最后三匝、更优选地至少最后五匝包括涂覆组合物，该涂覆组合物包含非离子纤维素醚(如非离子聚合物)，优选为烷基纤维素醚(诸如甲基纤维素或乙基纤维素)、羟烷基纤维素醚(诸如羟乙基纤维素或羟丙基纤维素)或它们的组合；以及
其中吸收性材料的连续幅材在机器方向上的整个长度的至少40％(例如40％至90％或50％至80％)包括包含所述非离子聚合物的所述涂覆组合物；其中：
a.吸收性材料的连续幅材的经涂覆的部分和连续幅材的与该经涂覆的部分接触的部分之间的最大片材间粘合力优选为0.4至1.5N，例如0.5至1.2N，和/或
b.其中涂覆组合物优选地被施加为使得相对于连续幅材的包括涂覆组合物的长度部分或多个长度部分，被涂覆组合物覆盖的面积优选地覆盖所述长度部分(多个长度部分)的总面积的至少50％、更优选地至少60％、更优选地至少70％、更优选地至少80％、更优选地至少90％，和/或，
c.如果涂覆组合物已在机器方向上被连续地施加，则所得的经涂覆的部分优选地在第二端开始并且包括第二端的至少最后匝，并且如果涂覆组合物已在机器方向上被间断地施加由此提供两个或更多经涂覆的部分，则(i)一个经涂敷的部分包括第二端的至少最后匝，以及(ii)施加到连续幅材的包括第二端的一半的非离子聚合物的量优选地等于或大于施加到连续幅材的包括第一端的一半的非离子聚合物的量；和/或，
d.非离子聚合物的量为从0.01至2g/卷，优选地0.1至1.5g/卷；和/或；
e.优选地具有从8cm至20cm(例如100mm至155mm)的直径(边缘直径)；和/或
f.涂覆组合物不含聚醚多元醇和/或不含除了非离子纤维素醚之外的其它糖类。
在一个进一步的实施例中，无芯卷包括特征(a.)至(f.)中的所有。应当注意的是，其中本说明书教导以上特征组合中的特征可以被更宽或更窄的范围或者更宽或更窄的术语/定义代替，这导致本发明的进一步的实施例。
4.用于无芯卷和吸收性产品的制造的方法
本发明还涉及一种用于如前面和以下描述的无芯卷的制造的方法，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材，该连续幅材可选地由一个薄棉纸层或2至5个叠置的薄棉纸层构成；
(B)将包括包含氧和/或氮原子的(优选地非离子)聚合物的涂覆组合物施加到位于连续幅材的第二端处的至少最后匝，以及将包括包含氧和/或氮原子的非离子聚合物的涂覆组合物施加到连续幅材在机器方向上的整个长度至少20％；其中被施加到最后匝(多匝)的涂覆组合物优选地是与被施加在整个幅材长度的至少20％之上的相同的涂覆组合物；
(C)螺旋地卷绕吸收性材料的连续幅材以产生吸收性材料的幅材的原材，该吸收性材料的幅材被卷绕以限定轴向中空通道，该轴向中空通道相对于原材居中地定位并且从原材的一个边缘延伸至另一个边缘，并且使得第一端位于原材的外侧上且第二端位于轴向中空通道处；
(D)可选地将吸收性材料的连续幅材大致上横向于机器方向切断以产生单个但连贯的片材；
(E)将原材切割成多个无芯卷。
根据本发明的一个实施例，前述用于无芯卷的制造的方法进一步包括：
(F)使无芯卷在垂直于轴向中空通道的方向上经受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商业可获得的转换机器来制造。一种合适的转换机器是例如从欧洲的Paper Converting Machine公司(PCMC)可获得的。
以下参考机器模块/单元的方法的描述应被理解为是适用于制造本发明的卷的机器的说明。使用本领域中已知的其它种类的机器/单元也是可能的。
在本发明中，参考图5和图6，用于无芯卷的制造的方法包括以下步骤：
(A)输送具有第一端和第二端的吸收性材料的连续幅材(19)。
待在本发明中使用的吸收性材料的连续幅材(19)由具有从8至60g/m2、优选地从10至30g/m2的基重的一层或更多层基础薄棉纸构成。基础薄棉纸典型地被提供为如从薄棉纸机器获得的具有从1.8m至7m的宽度的大的母卷(15)和(16)。母卷(15)和(16)被安装在转换机器(9)的退卷绕单元(10)和(11)上。要使用的母卷的数量对应于目标吸收性片材产品中的层数。在图5和图6中，采用两个各自提供一层浴室薄棉纸(18A)和(18B)的母卷(15)和(16)来生产两层厕纸卷(1)。
层(18A)和(18B)从退卷绕单元(10)和(11)被馈送至压花单元(12)，在压花单元(12)中这些层被叠置并组合(联合)以便产生吸收性材料的连续幅材(19)。
压花单元包括雕刻筒(20)和配合的橡胶筒(21)，二者在相反方向上旋转，以及可选地胶水分配器(未示出)。雕刻筒可以雕刻有组合各种压花尖端的微结构图案。雕刻筒可以向叠置的层中执行简单的或两级雕刻。
胶水分配器(如果有的话)典型地包括桶(vat)(用于胶水的储存器)、施加器筒以及浸渍筒(dipping cylinder)。施加器筒使叠置的基础薄棉纸层抵靠雕刻筒邻接。浸渍筒(未示出)拾取桶中的粘合剂并将粘合剂转移到施加器筒(未示出示)。施加器筒被布置成在经压花的幅材的突起的远端区域处的雕刻筒上施加确定的压力。在所述确定的压力下，粘合剂穿过幅材并结合各层。用于层结合的粘合剂的量优选为从0.1g/m2至5.0g/m2，优选为从0.2g/m2至1.0g/m2。用于层结合的合适的粘合剂的一个示例是从欧洲的H.B.Fuller可获得的
Figure GDA0003691239460000301
1004。
上述压花步骤用于组合基础薄棉纸的各层，并且还用于压花或微压花各层中的至少一个以便生成所得连续幅材(19)的美学效果或修改其厚度、柔软性或柔韧性。
(B)将涂覆组合物施加到位于连续幅材第二端处的至少最后匝，以及在连续幅材的整个长度的至少20％之上施加涂覆组合物，其中优选地被施加到最后匝(多匝)的涂覆组合物是与在整个幅材长度的至少20％之上施加的相同的涂覆组合物，以形成全部或部分涂敷。涂覆组合物(多个涂覆组合物)通过本领域中已知的技术被施加到连续幅材(包括最后匝(多匝))上。在本发明中，除其它技术外，有可能使用喷涂、受控纤维化或辊涂。
如本文中使用的，“喷涂”意味着涂覆组合物(多个涂覆组合物)以细小液滴在气体中的分散体(即喷雾)的形式被施加到连续幅材上。喷雾典型地通过使用具有流体通道的喷嘴(喷枪)形成，该流体通道受到使液体雾化的机械力作用。液滴可以具有从1μm至1000μm(例如10μm至400μm)的大小。
转换机器(9)可以配备有一个或更多喷枪(23A)，例如1至8个喷枪，喷枪可以被放置在转换线的任何位置处，只要其就期望的结果(第二端的涂覆)而言是有意义的。喷枪(多个喷枪)(23A)可以被放置在压花单元(12)之前，使得涂覆组合物(22)被施加到例如外层上或各层之间。优选地，喷枪(多个喷枪)(23A)被放置在切割模块(27)与卷绕模块(28)之间，使得涂覆组合物(多个涂覆组合物)(22)被施加到外层的下侧上(如图7中所示)。
喷涂系统包括一个或更多喷枪(23A)、桶(24)以及将涂覆组合物(22)从桶馈送到喷枪(多个喷枪)(23A)的管(25)。可选地，喷涂系统配备有加热系统(例如加热套、热枪等，未示出)，该加热系统加热桶(24)、管(25)和/或喷枪(多个喷枪)(23A)中的涂覆组合物，使得组合物在喷涂过程中维持处于液态。特别地，加热系统可以在高于组合物中使用的聚合物的熔点的温度下加热涂覆组合物。
适用于喷涂本发明的涂覆组合物(多个涂覆组合物)的喷枪例如从德国的WaltherSpritz和Lackiersysteme GmbH可获得。
如本文中使用的，“受控纤维化”意味着涂覆组合物(多个涂覆组合物)以具有受控或随机图案(例如由于涡流效应)的股线(strand)(细丝)的形式被施加到连续幅材上。具有受控或随机图案的股线典型地通过使用喷涂施加器形成，该喷涂施加器与使离开喷嘴的涂覆组合物的流纤维化的多个空气射流协作。适用于施加本发明的涂覆组合物的喷涂施加器(多个喷涂施加器)例如从德国的ITW
Figure GDA0003691239460000311
GmbH可获得。
如本文中使用的，“辊涂”意味着涂覆组合物(多个涂覆组合物)借助于施加器辊被直接施加到连续幅材上。“辊到辊涂覆”和“逆辊涂覆”属于可以在本发明中使用的公知技术。参考图8，辊涂系统包括浸渍筒和施加器筒(23B)、桶(24)以及将涂覆组合物(22)从桶馈送到浸渍和施加器筒(23B)的管(25)。辊涂系统可选地包括如上所述的加热系统(未示出)。辊涂系统可以被放置在转换线的任何位置处，只要这是有意义的。辊涂系统可以例如以施加器筒(23B)抵靠雕刻筒(20)或另一个筒(如图8所示)邻接的方式被放置在压花单元上。
喷枪(多个喷枪)(23A)或辊涂机(23B)可以被调节以在机器方向和轴向方向上施加连续的涂覆，或在机器方向和/或轴向方向上施加间断的涂覆(例如条纹、点等)。
在本发明的一些方面中，可以通过使用不同的技术(如果使用不同的涂覆组合物)来施加被施加到位于连续幅材的第二端处的至少最后匝的涂覆组合物以及被施加到整个幅材长度的至少20％的涂覆组合物。例如，被施加到最后匝(多匝)的涂覆组合物可以通过辊涂施加，而施加在整个幅材长度的至少20％之上的涂覆组合物可以通过喷涂施加。
(C)螺旋地卷绕连续幅材(19)以产生吸收性材料的幅材的原材(34)。
连续幅材(19)从压花单元(12)被馈送到重卷绕单元(13)，在重卷绕单元(13)中，幅材(19)被螺旋地卷绕以产生吸收性材料的幅材的原材(34)。重卷绕单元(13)包括穿孔模块(26)、切割模块(27)、卷绕模块(28)和提取模块(33)。重卷绕单元(13)将连续幅材(19)卷绕成多个原材(34)。
卷绕模块(28)被布置成卷绕连续幅材(19)以产生幅材的原材(34)。卷绕模块(28)可以属于外周类型(中心卷绕)或表面类型(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)以及临时芯供应器(未示出)。通过将连续幅材卷绕到保持良好限定的轴向中空通道的临时芯(36)上形成原材。在开始新的原材生产周期之前，临时芯(36)由芯供应器通过滚动表面(29)依次提供。临时芯(36)可以由例如塑料或纸板制成。在新的生产周期开始时，可以使用“短效胶(fugitive glue)”(拾取胶)将幅材(19)的第二端拾取到临时芯(36)上。
在卷绕过程中，原材(34)通过第一、第二和第三卷绕辊(30)、(31)和(32)维持就位并且与原材(34)表面接触地旋转。卷绕辊(30)、(31)和(32)中的一个可以向原材施加旋转运动(表面卷绕)。
一旦达到期望的原材直径(对应于大致上限定的幅材长度或独立片材的数量)，连续幅材(19)就被切割。所生产的原材(34)与幅材(19)分离并且随后开始生产新的原材。
切割单元(27)被布置成根据大致上横向于机器方向的规则间隔的切割线切割幅材。幅材的切割发生在过渡阶段，即当在原材生产周期结束时完成第一个原材时，以及在新的原材生产周期开始时第二个随后的原材开始被卷绕之前。
切割线(未示出)是在轴向方向上在幅材(19)的厚度中制成的线。两条接连的切割线限定形成一个卷的总幅材长度。取决于目标产品确定两条接连的切割线之间的间距，即卷长度。典型地，卷长度和卷直径取决于例如形成幅材的层的数量、各独立层的基重等选择。吸收性片材产品的独立卷可以具有在机器方向上的从1m至60m、优选地从1.5m至50m(例如2m至40m)的总幅材长度。
然后所产生的原材(34)被提供给提取模块(33)，提取模块(33)被布置成在完成原材的卷绕之后从原材(34)提取临时芯(36)。临时芯(36)可以在提取之后被芯供应器回收。
当本发明的方法中使用的涂覆组合物是如上文描述的水溶液时，可以使产生的原材经受干燥。随后，在临时芯的提取之前，所产生的原材与吸收性材料的幅材分离。所产生的原材也可以在临时芯的提取之后经受干燥。
优选地干燥所产生的原材直到形成原材的薄棉纸包含不超过原材总重量的10％、优选地不超过原材的总重量的5％的水的量。例如，所产生的原材可以通过将原材在室温(20℃至25℃)和10％至60％的RH(相对湿度)下存储12小时的时间段而被干燥。
(D)可选地将吸收性材料的连续幅材(19)大致上横向于机器方向切断以产生单个但连贯的片材。
在连续幅材(19)被卷绕模块(29)如上所述螺旋地卷绕之前，幅材(19)到达穿孔模块(26)(如果有的话)，该穿孔模块(26)被布置成为幅材(19)提供大致上横向于机器方向(即在轴向方向上)规则间隔开的穿孔线(8)，以便产生单个但连贯的片材(如图3、图4中所示)。
穿孔线(8)是在轴向方向上在幅材(19)的厚度中制成的线，并且包括交替的穿孔区段和未穿孔区段(即两个穿孔区段被一个未穿孔区段隔开，反之亦然)。每个未穿孔区段在连续幅材的两个接连部分之间形成附接区域。每个穿孔区段在连续幅材的两个接连部分之间形成分离区域。考虑到独立卷的宽度，例如在10cm与30cm之间，所述未穿孔/穿孔区段的长度可以为从1mm至15mm，优选为从4mm至10mm。其它种类的穿孔线也是可能的，只要这是有意义的。
两条接连的穿孔线(8)限定成品吸收性片材产品中的独立片材长度。取决于目标产品确定两条接连的穿孔线之间的间隔，即片材长度。单个片材可以具有在机器方向上的从80mm至300mm(例如100mm至250mm)的长度。例如，一片浴室薄棉纸可以具有从80mm至200mm的长度，并且诸如家庭(厨房)毛巾或手巾的毛巾可以具有从80mm至300mm的长度。
(E)将所产生的原材(34)切割成多个无芯卷(1)。
在卷绕之后，原材(34)被提供给原材切割单元(14)，其该处，原材(34)通过多个原材锯(35)平行于机器方向被切割成多个独立卷(1)。多个原材锯(35)在轴向方向上规则地间隔开，使得原材(34)被切割成具有在轴向方向上的确定的宽度(即，从一个边缘到另一个边缘的距离)的多个独立卷(1)。独立卷(1)的宽度为从60mm至800mm，优选为从70mm至400mm，例如80mm至150mm。
控制模块(37)借助于接口(38)被联接至卷绕模块(28)、联接至穿孔模块(26)、联接至切割模块(27)以及联接至喷涂、纤维化或辊涂系统。控制模块(37)控制卷绕模块(28)、穿孔模块(26)和切割模块(27)的操作。具体地，控制模块(37)控制在卷绕过程期间施加到连续幅材的力(从而允许实现期望的卷密度)，激活切割模块(27)以在过渡阶段在两个接连的原材之间切断幅材(19)，以及控制穿孔模块(26)在过渡阶段之外的操作。
另外，控制模块(37)控制喷涂、纤维化或辊涂系统的操作，即涂覆组合物到连续幅材(19)的第二端上的适当施加(喷涂、纤维化或辊涂)。涂覆组合物到第二端上的适当施加可以通过将例如开始/停止信号发送到施加系统而被控制，开始/停止信号基于目标产品的长度和机器参数(例如运行速度)来确定。
各种辊(17)被适当地定位以便控制连续幅材(19)沿着转换机器(9)在各种单元之内和之间的路径。
(F)可选地，使卷在垂直于轴向中空通道的方向上经受压缩以产生处于压缩(卵形)形式的无芯卷(未示出)。
如本文中使用的，“压缩”意味着压力在垂直于轴向中空通道的方向上被施加在卷上以产生具有卵形横截面的卷，这要求较小的存储空间。卷压缩优选地在卷绕已终止之后立即发生。可以使用本领域中已知的适当装置来操作压缩。在本发明中，有可能使用例如WO95/13183中描述的两个会聚的同步驱动的传送带、气动或液动压板或其它装置。
之后，各独立无芯卷(1)被包装并准备运输(未示出)。
5.示例
以下测试方法用于评估吸收性材料、聚合物和所产生的无芯卷。
5.1基重
基重根据以下内容确定：EN ISO 12625-6：2005，薄棉纸和薄棉纸产品，第6部分：克重的确定。
5.2.纸厚(caliper)
根据基于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，测量固定参考板与平行压脚之间产生的距离。压脚的直径为35.7±0.1mm(10.0cm2标称面积)。所施加的压力为2.0kPa±0.1kPa。压脚以2.0±0.2mm/s的速度可移动。
一种可使用的设备是类型为L&W SE050的厚度计(从欧洲的Lorentzen&Wettre可获得)。
要测量的薄棉纸产品被切割成20×25cm的片，并在23℃、50％RH(相对湿度)的氛围中被调理至少12小时。
为了进行测量，一个片材被放置在压板下面，然后压板下降。然后在压力已稳定后5秒钟读取片材的厚度值。然后将厚度测量重复九次，以相同方式处理进一步的样品。
所获得的10个值的平均值被取为所测量的薄棉纸产品(例如三层厕纸)的一个片材厚度(“一个片材纸厚”)的厚度。
5.3.数均分子量
通过凝胶渗透色谱法(GPC)使用配备有7.5×300mm的PL aquagel-OH MIXED 8μm色谱柱的PL-GPC 50集成GPC/SEC系统(均从欧洲的Agilent Technologies可获得)进行测量。使用从Agilent Technologies可获得的支链淀粉多糖校正试剂盒(针对甲基纤维素)或取决于要测量的聚合物利用合适的校正试剂盒(诸如羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和羟丙基甲基纤维素校正试剂盒)对GPC系统进行校正，所有这些校正试剂盒都从美国聚合物标准公司可获得，或者利用从Agilent Technologies可获得的PEG-10EasiVial试剂盒。
待测量的聚合物样品以2mg/mL的浓度溶于水中。样品被注射(注射体积：100μL)，并使用0.05M NaH2PO4、0.25M NaCl pH7(对于纤维素醚)或水(对于聚醚多元醇)作为洗脱剂，以1.0mL/min的流速和50℃的温度运行。聚合物的保留时间(min)被记录为峰。聚合物的数均分子量通过将所记录的保留时间与标准(校正)聚合物的保留时间进行比较来确定。
5.4.粘均分子量
可以使用配备有具有0.63mm的内径的卡尺的Ubbelodhe毛细管粘度计(均从欧洲的SI Analytics可获得)通过粘度测定法如下进行测量。
制备聚合物在水中的样品溶液(浓度C1＝10.0g/l)并被转移到Ubbelodhe毛细管粘度计。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(样品溶液在两个校正的标记之间流动所需的时间)。重复测量五次，并将所获得的五个值的平均值取为样品溶液的流动时间。用水样品(无纤维素醚)复制相同的测量。从所测量的流动时间减去Hagenbach-Couette校正(如由SI Analytics提供的)。
纤维素醚样品的相对粘度z1可以计算如下：
Figure GDA0003691239460000361
使用浓度为C2＝5.0g/l、C3＝3.33g/l和C4＝2.5g/l的进一步的样品溶液重复进行测量。获得相对粘度z2、z3和z4。
固有粘度η可以通过以下方式以图形方式确定：绘制相对粘度(y轴)相对于样品浓度(x轴)的图，并将理论直线向后外推至零浓度(该线在固有粘度的高度处与y轴相截)。
纤维素醚的粘均分子量
Figure GDA0003691239460000362
可以使用Mark-Houwink-Sakurada方程(1)计算，并且纤维素醚的常数K和α如以下内容指示：Brandrup,J.,Immergut，E.H.,Grulke,E.A.,Polymer Handbook第四版，John Wiley&Sons，纽约，1999(羟乙基纤维素：K＝9.53.10-3ml/g，α＝0.87)。
Figure GDA0003691239460000371
5.5密度
卷密度的测量如下进行：取得待测量的卷的尺寸，包括外径D、轴向中空通道的直径d以及宽度h。确定卷的重量M。卷的密度δ使用以下公式计算：
Figure GDA0003691239460000372
5.6轴向刚度
通过配备有2.5kN单元的竖直测力机进行测量。一种可使用的设备是ZwickiLineZ1.0型测力机(从欧洲的Zwick Roell可获得)。
卷被竖直地放置在压板之间(以两个平坦边缘中的一个)，并且压力在平行于中空通道的轴线的方向上被施加。卷在板之间以60mm/min的恒定速度被压缩。测量压缩力并将其相对于单元的位移绘制(y轴：压缩力；x轴：单元位移)。压缩力与单元位移之间的相关性通过在图的弹性域中的线性回归来确定。线性回归线的坡度被取为卷的轴向刚度。
对进一步的样品(来自同一生产批次的厕纸卷)重复进行四次测量，并将所获得的五个值的平均值取为卷的轴向刚度Kax。
5.7径向刚度
通过配备有200N单元的竖直测力机(Zwickiline Z1.0)进行测量。
卷被水平地放置在压板之间(以圆化边缘)，并且压力在垂直于中空通道的轴线的方向上被施加。卷在板之间以60mm/min的恒定速度被压缩。测量压缩力并将其相对于单元的位移绘制(y轴：压缩力；x轴：单元位移)。压缩力与单元位移之间的相关性通过在弹性域中的线性回归来确定。线性回归线的坡度被取为卷的径向刚度。
对进一步的样品(来自同一生产批次的厕纸卷)重复进行四次测量，并将所获得的五个值的平均值取为卷的径向刚度Krad。
5.8回弹性
通过配备有2.5KN单元的竖直测力机(Zwickiline Z1.0)进行测量。通过标准秒表计时器获取时间。
卷被水平地放置在压板(尺寸：190×190×15mm)之间，并且上板被降低直到所检测到的力为(0±0.1)N。测量两个压板之间的距离(对应于卷的外径)并将其取为卷的初始高度H(i)。
施加压力，并且同时启动计时器(t＝0秒)。卷在压板之间以400mm/min的恒定速度被压缩，直到达到10N的最大力。在已达到10N的最大力之后，测量两个压板之间的距离(即卷的高度)，并将其取为H(10N)。释放压力，使得压板可以以800mm/min的速度返回其初始位置。
在30秒的时间处，测量卷的高度H(30s)。
卷的回弹性R使用以下公式计算：
Figure GDA0003691239460000381
对进一步的卷样品，回弹性测量被重复四次，并且将所获得的五个值的平均值取为所测量的卷的回弹性。
5.9片材间粘合力(分层力)
如图9a、图9b和图9c中描绘的，通过配备有轴组件(40)-(43)、钳(jaw)(45)和50N单元(未示出)的竖直测力机(39)(ZwickiLine Z1.0)进行测量。
为了进行测量，待测量的无芯卷(44)的第一个内匝被插在轴组件的上轴(41)上，最外面的纸片材被退卷绕并被放置在轴组件上，如图9a所示，并且将最外面的纸片材插入钳(45)中。各匝以300mm/min的恒定速度被退卷绕。测量分离形成匝的纸片材所需的分层力并将其绘制为单元位移的函数。在位移区间内记录使样品分层所要求的最大力和平均力。然后对进一步的样品重复进行四次分层力测量。
所获得的最大力的5个值的平均值被取为经涂覆的连续幅材的分层力。
5.10电荷需求
可以如下使用从德国的BTG Mütek GmbH可获得的颗粒电荷检测器PCD 03pH通过聚电解质滴定来进行测量。
制备聚合物在水中的样品溶液(例如0.1重量％)，并被转移到颗粒电荷检测器。监测样品溶液的流动电流(streaming current)，并添加滴定剂(polyDADMAC 0.001N)直到达到零电荷(即所测量的流动电流＝0mV)的点。可以使用以下公式计算比电荷量q(以[eq/g]为单位的离子需求)：
Figure GDA0003691239460000391
其中，V[L]表示所消耗的滴定剂(polyDADMAC)的体积，c[eq./L]表示滴定剂的浓度，并且m[g]表示样品溶液中聚合物的量。
5.11崩解性
崩解性可以根据NF Q34-20：1998，卫生和家庭用品——浴室薄棉纸——崩解的确定来确定。
5.12塌陷
可以通过配备有1kN单元的竖直测力机(ZwickiLine Z1.0)进行测试。
卷被水平地放置(以圆化边缘)在压板之间。卷在压板之间以400mm/min的恒定速度被压缩，直到达到卵形横截面，即轴向通道不可见。卷维持处于压缩形式约10秒的时间，并且释放压力，使得压板可以以800mm/min的速度返回其初始位置。压缩循环被重复4次。
对进一步的样品(来自同一生产批次的厕纸卷)重复进行四次测试。通过视觉检查形成重新打开的轴向中空通道的第一内匝来评估卷样品的塌陷。
在下文中，塌陷＝“是”意味着在5个所测试的卷样品中的至少一个中可以观察到在重新打开的轴向中空通道处的第一内匝的剥离(peeling)。塌陷＝“否”表明在所有5个所测试的卷样品中可以观察到没有第一内匝的剥离，即，重新打开的轴向中空通道被很好地限定并且卷可以被容易地安装在卷保持器的心轴上。
5.13起始材料、化学品和转化机器
吸收性材料
在参考示例1至3、实施例1至7和比较示例1至4中，将具有55.6g/m2的基重和0.62mm的纸厚的三层基础薄棉纸(常规)(由SCA制造)用作吸收性材料的连续幅材。
三层基础薄棉纸(连续幅材)如下利用常规转换机器通过将一层基础薄棉纸组合到最终层数(3)而制备：
第一退卷绕单元提供有来自具有0.6m的宽度的第一母卷的第一层基础薄棉纸。第二退卷绕单元提供有来自具有0.6m的宽度的第二母卷的第二层基础薄棉纸。第三退卷绕单元提供有来自具有0.6m的宽度的第三母卷的第三层基础薄棉纸。基础薄绵纸的各层被馈送至压花单元。基础薄棉纸被叠置并在压花单元中使用粘合剂被组合(联合)以便形成吸收性材料的连续幅材。雕刻筒向叠置的吸收性原材基础幅材中执行双级雕刻。用于层结合的粘合剂是0.5g/m2的量的
Figure GDA0003691239460000401
1004。
所得的三层吸收性材料的连续幅材被馈送到重卷绕单元。
化学品
以下示例中使用的化学品列举如下：
·对于涂覆组合物：
>来自Sigma-Aldrich的羟丙基甲基纤维素，其具有约9％的羟丙氧基含量以及约15cP的粘度(25℃下2％水溶液)。
·粘合剂：
>来自H.B.Fuller的
Figure GDA0003691239460000402
1004(用于层结合)；
>来自Henkel的薄绵纸Tak 604(用于卷绕的“短效胶”)。
转换机器
常规的薄棉纸转换机器适于制造具有三层的厕纸。该机器涉及两个退卷绕单元、压花单元、重卷绕单元和原材切割单元。
压花单元包括雕刻筒、配合的橡胶筒和胶水分配器。雕刻筒雕刻有组合各种压花尖端的微结构图案。胶水分配器包括桶、施加器和浸渍筒。
重卷绕单元包括穿孔模块、切割模块、卷绕模块和提取模块。穿孔模块包括穿孔辊和静止的砧辊。切割模块包括切割辊和静止的砧辊。
重卷绕单元此外配备有喷涂系统，该喷涂系统由具有1.5mm的喷嘴直径并且在1.5、2.0或2.5巴的压力下工作的四个WA520型喷枪(从WaltherPilot可获得)、桶以及将涂覆组合物从桶馈送到喷枪的管组成。
喷枪被放置在切割模块与卷绕模块之间，使得涂覆组合物被喷涂在原材的起点处切割线上游的吸收性材料的连续幅材的下侧上，从而限定第一幅材端(即原材/卷的靠近轴向中空通道的匝)。
原材切割单元包括多个原材锯。
适当地放置各种辊以便控制吸收性原材基础幅材沿着转换机器在各种单元之内和之间的路径。吸收性原材基础幅材根据机器方向(MD)从退卷绕单元朝向压花单元、朝向重卷绕单元以及朝向原材切割单元行进到转换机器中。
控制模块借助于接口被联接到重卷绕模块、穿孔模块、切割模块和喷枪。控制模块控制穿孔模块、切割模块的操作和涂覆组合物到第二端上的适当喷涂，以及在重卷绕单元中施加到吸收性材料的连续幅材的卷绕力。
贯穿试验，机器速度保持在100m/min。
参考示例1(具有密度93mg/cm3的参考厕纸)
为了获得所期望的厕纸的无芯卷，如上所述生产三层吸收性材料的连续幅材(基重：55.6g/m2，纸厚：0.62mm)，其从压花单元被输送并馈送到重卷绕单元。
在重卷绕单元中，连续幅材幅首先到达穿孔模块，该穿孔模块夹持(pinch)幅材以提供相对于机器方向(MD)横向定向并且相对于横向方向(CD)规则地间隔开的穿孔线。穿孔区段的大小为4mm，并且未穿孔区段的大小为1mm。两条穿孔线之间的距离为125mm。
在夹持之后，吸收性材料的幅材到达卷绕模块，在卷绕模块中使用Tissue Tak604作为“短效粘合剂”将幅材拾取到临时芯(外径：38mm)上。然后连续幅材(连续幅材的大约总长度：17500mm；对应于140个穿孔的片材)被卷绕到芯上以形成具有120mm的直径的原材。
通过切割模块将所产生的原材与吸收性材料的幅材分离，切割模块相对于MD横向地切断幅材。所产生的原材在20-22℃(相对湿度50％)下被存储12小时的时间段。
存储后，临时芯通过提取模块从原材被提取。通过多个原材锯将所产生的原材平行于MD切割成具有99mm的宽度的多个独立卷。
卷的密度为93mg/cm3。
参考示例2(具有密度119mg/cm3的参考厕纸)
以与上述参考示例1中描述的相同的方式生产无芯卷，除了将具有大约22500mm的总长度(对应于180个穿孔片材)的三层吸收性材料的连续幅材卷绕到芯上以形成具有120mm的直径的原材。
存储后，临时芯通过提取模块从原材被提取，并且通过多个原材锯将原材平行于MD切割成具有99mm的宽度的多个独立卷。
卷的密度为119mg/cm3。
参考示例3(具有密度149mg/cm3的参考厕纸)
以与上述参考示例1中描述的相同的方式生产无芯卷，除了将具有大约28125mm的总长度(对应于225个穿孔片材)的三层吸收性材料的连续幅材卷绕到芯上以形成具有120mm的直径的原材。
存储后，临时芯通过提取模块从原材被提取，并且通过多个原材锯将原材平行于MD切割成具有99mm的宽度的多个独立卷。
卷的密度为149mg/cm3。
示例1(具有HPMC和密度93mg/cm3的厕纸)
通过将羟丙基甲基纤维素(HPMC)以3.7重量％的浓度溶解在水中制备涂覆组合物。所获得的涂覆组合物被馈送到喷枪并在室温(22℃)下被施加。
为了获得所期望的厕纸的无芯卷，以与以上参考示例1中描述的相同的方式生产无芯卷，除了在夹持/切断幅材之后并且在卷绕幅材之前借助于喷枪(压力：2.5巴)将涂覆组合物施加(喷涂)到切割线上游大约3500mm(即大约整个幅材长度的20％)的长度。
施加到连续幅材上的HPMC的量为0.148g/卷(被施加到一个独立卷、即在切割原材之后的HPMC的固体含量)。
卷的密度为93mg/cm3。
示例2、3、4和5(具有HPMC和密度93mg/cm3的厕纸)
以与以上示例1中描述的相同的方式生产进一步的厕纸的无芯纸卷，除了示例2、3、4和5中施加到连续幅材上的施加长度、施加压力和干燥聚合物的量为如下面的表1所指示的。
在示例2、3、4和5中产生的卷的密度为93mg/cm3。
示例6和7(具有HPMC和密度119mg/cm3的厕纸)
以与上述参考示例2中描述的相同的方式生产厕纸的无芯卷，除了在夹持/切断之后并且在卷绕幅材之前，在以上示例1中使用的涂覆组合物(HPMC在水中的3.7重量％)借助于喷枪被施加(喷涂)到连续幅材上。
示例6和7中被施加到连续幅材上的施加长度、施加压力和干燥聚合物的量为如以下的表1所指示的。所产生的卷的密度为119mg/cm3。
比较示例1和2(具有HPMC以及密度93mg/cm3和119mg/cm3的厕纸)
以与上述参考示例1或2中描述的相同的方式生产厕纸的无芯卷，除了在夹持/切断之后并且在卷绕幅材之前，在以上示例1中使用的涂覆组合物(HPMC在水中的3.7重量％)借助于喷枪被施加(喷涂)到连续幅材上。
施加到比较示例1和2中的连续幅材上的施加长度(比较示例1：1750mm/10％幅材长度；比较示例2：3500mm/16％幅材长度)、施加压力以及干聚合物的量为如以下表1中所指示的。
所生产的卷的密度分别为93mg/cm3和119mg/cm3。
比较示例3和4(具有HPMC和密度149mg/m3的厕纸)
以与上述参考示例3中描述的相同的方式生产厕纸的无芯卷，除了在夹持/切断之后并且在卷绕幅材之前，在以上示例1中使用的涂覆组合物(HPMC在水中的3.7重量％)借助于喷枪被施加(喷涂)到连续幅材上。
施加到比较示例1和2中的连续幅材上的施加长度、施加压力以及干聚合物的量为如以下表1中所指示的。所生产的卷的密度为149mg/cm3。
所生产的厕纸卷的特性根据本文之前描述的程序进行评估。结果在以下的表1中示出。
表1
Figure GDA0003691239460000441
这些测试数据表明，根据本发明，将特定的涂覆组合物施加到连续幅材的第二端以及至少连续幅材整体长度的20％，如果与无芯卷的合适密度相组合，则导致显著的回弹性值和若干其它优点。所得的无芯卷的内匝示出非常好的抗塌陷性。同时，卷的片材间粘合力(分层力)维持在可接受的范围内。此外，有可能容易地压缩无芯卷，如果卷的密度远高于140mg/cm3则这是困难的。该可压缩性与卷的回弹相相组合导致优异的产品，该产品可以以压缩状态被存储，但是如果压缩力被释放，则在很大程度上再次恢复原始形状和外观。
此外，发现根据前述测试，在本发明的示例中生产的相应经涂覆的连续幅材材料是可崩解的。
此外，根据本发明的卷可以退卷直至最后片材，而不会撕开和/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)。

Claims (75)

1.吸收性片材产品的无芯卷，其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材制成，所述吸收性材料的幅材被卷绕以限定轴向中空通道，所述轴向中空通道相对于所述无芯卷居中地定位并且从所述无芯卷的一个边缘延伸至另一个边缘，并且使得所述第一端位于所述卷的外侧上且所述第二端位于所述轴向中空通道处；
其中所述螺旋卷绕的吸收性材料的连续幅材具有从50至140mg/cm3的密度；
其中位于所述吸收性材料的连续幅材的第二端处的至少最后匝包括涂覆组合物，所述涂覆组合物包括包含氧和/或氮原子的聚合物，一匝是螺旋卷绕的连续幅材围绕所述轴向中空通道的一个周转；以及
其中所述吸收性材料的连续幅材在机器方向上的整个长度的至少20％包括涂覆组合物，所述涂覆组合物包括包含氧和/或氮原子的非离子聚合物。
2.根据权利要求1所述的无芯卷，其中所述螺旋卷绕的吸收性材料的连续幅材具有从60至130mg/cm3的密度。
3.根据权利要求2所述的无芯卷，其中所述螺旋卷绕的吸收性材料的连续幅材具有从70至120mg/cm3的密度。
4.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材在机器方向上的整个长度的至少25％包括所述涂覆组合物。
5.根据权利要求4所述的无芯卷，其中所述吸收性材料的连续幅材在机器方向上的整个长度的至少30％包括所述涂覆组合物。
6.根据权利要求5所述的无芯卷，其中所述吸收性材料的连续幅材在机器方向上的整个长度的至少35％包括所述涂覆组合物。
7.根据权利要求6所述的无芯卷，其中所述吸收性材料的连续幅材在机器方向上的整个长度的至少40％包括所述涂覆组合物。
8.根据权利要求7所述的无芯卷，其中所述吸收性材料的连续幅材在机器方向上的整个长度的至少50％包括所述涂覆组合物。
9.根据权利要求8所述的无芯卷，其中所述吸收性材料的连续幅材在机器方向上的整个长度的至少70％包括所述涂覆组合物。
10.根据权利要求1所述的无芯卷，其中所述涂覆组合物被施加到所述吸收性材料的连续幅材的仅一侧。
11.根据权利要求10所述的无芯卷，其中所述涂覆组合物被施加到所述吸收性材料的连续幅材的朝向所述轴向中空通道定向的一侧。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的无芯卷，其中包括在被施加到位于所述第二端处的最后匝的所述涂覆组合物中的包含氧和/或氮原子的聚合物是非离子聚合物。
13.根据权利要求12所述的无芯卷，其中所述涂覆组合物是与施加在所述吸收性材料的连续幅材的整个长度的至少20％之上的相同的涂覆组合物。
14.根据权利要求1至11中任一项所述的无芯卷，其中所述吸收性材料的连续幅材的经涂覆的部分和所述连续幅材的与所述经涂覆的部分接触的部分之间的最大片材间粘合力为从0.3至1.7N。
15.根据权利要求1至11中任一项所述的无芯卷，其中施加到所述吸收性材料的连续幅材的涂覆组合物具有-1000至+100μeq/g的离子需求。
16.根据权利要求15所述的无芯卷，其中施加到所述吸收性材料的连续幅材的涂覆组合物具有-500至+50μeq/g的离子需求。
17.根据权利要求16所述的无芯卷，其中施加到所述吸收性材料的连续幅材的涂覆组合物具有-50至0μeq/g的离子需求。
18.根据权利要求1至11中任一项所述的无芯卷，其中所述非离子聚合物包括包含一个或更多氧原子和/或一个或更多氮原子的至少一个重复单元。
19.根据权利要求18所述的无芯卷，其中所述非离子聚合物包括包含一个或更多醚氧原子和/或一个或更多羟基的至少一个重复单元。
20.根据权利要求18所述的无芯卷，其中构成所述非离子聚合物的所有重复单元的平均至少50％包含一个或更多氧原子和/或一个或更多氮原子。
21.根据权利要求20所述的无芯卷，其中构成所述非离子聚合物的所有重复单元的平均至少50％包含一个或更多醚氧原子和/或一个或更多羟基。
22.根据权利要求20所述的无芯卷，其中构成所述非离子聚合物的所有重复单元的平均至少80％包含一个或更多氧原子和/或一个或更多氮原子。
23.根据权利要求20所述的无芯卷，其中构成所述非离子聚合物的所有重复单元的平均至少80％包含一个或更多醚氧原子和/或一个或更多羟基。
24.根据权利要求1至11中任一项所述的无芯卷，其中所述非离子聚合物是非离子纤维素醚。
25.根据权利要求24所述的无芯卷，其中所述非离子纤维素醚具有1000至1000000的数均分子量。
26.根据权利要求25所述的无芯卷，其中所述非离子纤维素醚具有2000至500000的数均分子量。
27.根据权利要求26所述的无芯卷，其中所述非离子纤维素醚具有3000至200000的数均分子量。
28.根据权利要求27所述的无芯卷，其中所述非离子纤维素醚具有5000至100000的数均分子量。
29.根据权利要求24所述的无芯卷，其中所述非离子纤维素醚是烷基纤维素醚；羟烷基纤维素醚；或其组合。
30.根据权利要求29所述的无芯卷，其中所述烷基纤维素醚是甲基纤维素或乙基纤维素。
31.根据权利要求29所述的无芯卷，其中所述羟烷基纤维素醚是羟乙基纤维素或羟丙基纤维素。
32.根据权利要求1至11中任一项所述的无芯卷，其中所述非离子聚合物是聚醚多元醇，并且其中所述吸收性材料的连续幅材在机器方向上的整个长度的至少40％包括包含聚醚多元醇的涂覆组合物。
33.根据权利要求32所述的无芯卷，其中所述非离子聚合物为选自聚乙二醇、聚丙二醇及其混合物的聚醚多元醇。
34.根据权利要求32所述的无芯卷，其中所述非离子聚合物是聚乙二醇。
35.根据权利要求32所述的无芯卷，其中所述吸收性材料的连续幅材在机器方向上的整个长度的至少50％包括包含聚醚多元醇的涂覆组合物。
36.根据权利要求35所述的无芯卷，其中所述吸收性材料的连续幅材在机器方向上的整个长度的至少70％包括包含聚醚多元醇的涂覆组合物。
37.根据权利要求32所述的无芯卷，其中所述非离子聚合物具有800至250000的数均分子量。
38.根据权利要求37所述的无芯卷，其中所述非离子聚合物具有1000至50000的数均分子量。
39.根据权利要求38所述的无芯卷，其中所述非离子聚合物具有1500至15000的数均分子量。
40.根据权利要求39所述的无芯卷，其中所述非离子聚合物具有1500至10000的数均分子量。
41.根据权利要求40所述的无芯卷，其中所述非离子聚合物具有2000至7500的数均分子量。
42.根据权利要求41所述的无芯卷，其中所述非离子聚合物具有2500至4000的数均分子量。
43.根据权利要求1至11中任一项所述的无芯卷，其中所述涂覆组合物包括：
(a)至少50重量％的非离子聚合物；
(b)不多于50重量％的进一步的添加剂；
每个都基于所述涂覆组合物的总固体含量。
44.根据权利要求43所述的无芯卷，其中所述涂覆组合物包括：
(a)至少65重量％的非离子聚合物；
(b)不多于35重量％的进一步的添加剂。
45.根据权利要求44所述的无芯卷，其中所述涂覆组合物包括：
(a)至少80重量％的非离子聚合物；
(b)不多于20重量％的进一步的添加剂。
46.根据权利要求43所述的无芯卷，其中所述进一步的添加剂是增塑剂、增强剂、香料和染料。
47.根据权利要求1至11中任一项所述的无芯卷，其中所述涂覆组合物以熔融形式或在添加水之后作为水溶液被施加，其中所述水溶液含有基于所述涂覆组合物的总重量的至少0.1重量％的量的非离子聚合物。
48.根据权利要求47所述的无芯卷，其中所述水溶液含有基于所述涂覆组合物的总重量的至少0.5重量％的量的非离子聚合物。
49.根据权利要求1至11中任一项所述的无芯卷，其中位于所述吸收性材料的连续幅材的第二端处的至少最后两匝包括所述涂覆组合物。
50.根据权利要求49所述的无芯卷，其中位于所述吸收性材料的连续幅材的第二端处的至少最后三匝包括所述涂覆组合物。
51.根据权利要求50所述的无芯卷，其中位于所述吸收性材料的连续幅材的第二端处的至少最后五匝包括所述涂覆组合物。
52.根据权利要求51所述的无芯卷，其中位于所述吸收性材料的连续幅材的第二端处的至少最后十匝包括所述涂覆组合物。
53.根据权利要求1至11中任一项所述的无芯卷，其中所述涂覆组合物被施加为使得相对于所述连续幅材的包括所述涂覆组合物的长度部分或多个长度部分，被所述涂覆组合物覆盖的面积为所述长度部分的总面积的至少50％。
54.根据权利要求53所述的无芯卷，其中被所述涂覆组合物覆盖的面积为所述长度部分的总面积的至少60％。
55.根据权利要求54所述的无芯卷，其中被所述涂覆组合物覆盖的面积为所述长度部分的总面积的至少70％。
56.根据权利要求55所述的无芯卷，其中被所述涂覆组合物覆盖的面积为所述长度部分的总面积的至少80％。
57.根据权利要求56所述的无芯卷，其中被所述涂覆组合物覆盖的面积为所述长度部分的总面积的至少90％。
58.根据权利要求1至11中的任一项所述的无芯卷，其中如果所述涂覆组合物已在机器方向上被连续地施加，则所得的经涂覆的部分在所述第二端处开始并且包括所述第二端的至少最后匝。
59.根据权利要求1至11中任一项所述的无芯卷，其中如果所述涂覆组合物已在机器方向上被间断地施加，由此提供两个或更多经涂覆的部分，则(i)一个经涂覆的部分包括所述第二端的至少最后匝，以及(ii)施加到所述连续幅材的包括第二端的一半的非离子聚合物的量等于或大于施加到所述连续幅材的包括第一端的一半的非离子聚合物的量。
60.根据权利要求1至11中任一项所述的无芯卷，其中所述非离子聚合物的总量为从0.001至40g/卷。
61.根据权利要求60所述的无芯卷，其中所述非离子聚合物的总量为从0.005至10g/卷。
62.根据权利要求61所述的无芯卷，其中所述非离子聚合物的总量为从0.005至5g/卷。
63.根据权利要求62所述的无芯卷，其中所述非离子聚合物的总量为从0.01至2g/卷。
64.根据权利要求1至11中任一项所述的无芯卷，其中所述吸收性材料的幅材由1个薄棉纸层或2至6个叠置的薄棉纸层构成。
65.根据权利要求1至11中任一项所述的无芯卷，其中所述吸收性材料的幅材由2至5个叠置的薄棉纸层构成。
66.根据权利要求1至11中任一项所述的无芯卷，其处于压缩形式。
67.根据权利要求1至11中任一项所述的无芯卷，其是选自由以下组成的组的吸收性产品：餐巾；毛巾；厕纸；擦拭物；手帕；以及面部薄绵纸。
68.根据权利要求67所述的无芯卷，其中所述毛巾是家用毛巾、厨房巾或手巾。
69.根据权利要求1至11中任一项所述的无芯卷，其中所述吸收性产品为厕纸。
70.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材，所述吸收性材料的连续幅材由1个薄棉纸层构成；
·大致上横向于机器方向切断所述吸收性材料的连续幅材以产生单个但连贯的片材；
·将如权利要求1-69中任一项中限定的涂覆组合物施加到所述连续幅材；
·螺旋地卷绕所述吸收性材料的连续幅材以产生吸收性材料的幅材的原材，所述吸收性材料的幅材被卷绕以限定轴向中空通道，所述轴向中空通道相对于所述原材居中地定位并且从所述原材的一个边缘延伸至另一个边缘，并且使得所述第一端位于所述原材的外侧上且所述第二端位于所述轴向中空通道处；以及
·将所述原材切割成多个无芯卷。
71.根据权利要求70所述的制造方法，其中所述吸收性材料的连续幅材由2至6个叠置的薄棉纸层构成。
72.根据权利要求70所述的制造方法，其中所述吸收性材料的连续幅材由2至5个叠置的薄棉纸层构成。
73.根据权利要求70至72中任一项所述的制造方法，进一步包括：
·使所述无芯卷在垂直于所述轴向中空通道的方向上经受压缩以产生处于压缩形式的无芯卷。
74.根据权利要求70所述的制造方法，其中通过该方法获得的无芯卷如在权利要求1至69中的一个或更多中限定。
75.权利要求1至69中任一项所述的无芯卷作为厕纸、家用毛巾、手巾、厨房巾、擦拭物、面部薄绵纸、手帕或餐巾的用途。
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