CN111183022A - 具有压缩粘结的吸收片材叠堆 - Google Patents

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CN111183022A
CN111183022A CN201780095664.2A CN201780095664A CN111183022A CN 111183022 A CN111183022 A CN 111183022A CN 201780095664 A CN201780095664 A CN 201780095664A CN 111183022 A CN111183022 A CN 111183022A
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CN
China
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stack
sheets
absorbent sheets
absorbent
thickness
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CN201780095664.2A
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J·A·帕维莱特克
C·P·奥尔森
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Kimberly Clark Worldwide Inc
Kimberly Clark Corp
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Kimberly Clark Worldwide Inc
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Abstract

本发明公开了吸收片材叠堆，诸如纸巾、卫生纸、餐巾纸、面巾纸等。所述叠堆通常包括多个吸收片材，所述多个吸收片材通过压缩所述片材以形成粘结元件而被粘结。所述粘结元件通常没有粘合剂或机械紧固件，并且用于将所述片材彼此粘结并形成所述叠堆。所述粘结元件可以仅沿所述叠堆的一部分设置，或者可以在所述叠堆的第一尺寸上连续延伸。以这种方式粘结所述叠堆通常导致各个片材以彼此面对的方式布置而其间未设置粘合剂，因此一旦从所述叠堆中分配出整个片材，就可以使用所述整个片材。

Description

具有压缩粘结的吸收片材叠堆
背景技术
消费者希望容易、方便且快速地使用用于他们的家庭或工作区域的吸收片材产品，诸如纸巾、卫生纸、餐巾、面巾纸等。具体地讲，消费者希望这些产品在发生溢出或脏乱的地方可用，这些产品通常在传统上放置此类产品的家庭区域，诸如厨房或卫生间。当这些区域发生溢出或脏乱时，消费者希望快速方便地使用吸收片材来快速清理脏乱，以避免破坏家庭各个位置的表面。因此，需要吸收片材，并且特别是吸收片材叠堆，这些吸收片材可以容易地放置在家庭各个位置，并提供方便的分配形式，以确保在消费者需要的位置处以及在消费者需要时容易、方便且快速地使用片材。
消费者不仅需要容易且方便使用的片材形式，而且他们还想要美观且补充家居装饰的形式。通常是为了满足消费者的容易且方便的需求，这些片材产品被设计成在家中以可直接看到的方式放置，而不是存放在橱柜中。因此，这些产品必须是美观的并且能用作家庭装饰品。
因此，在本领域中需要一种吸收片材产品，该吸收片材产品向消费者提供在消费者需要此类产品时以及在消费者需要此类产品的位置处的方便且容易取用的分配方式。此外，需要一种分配形式，该分配形式可用作家庭装饰品并补充消费者的家庭装饰。
发明内容
本发明满足了消费者对方便且容易地使用用于吸收片材的分配器的需求。本发明的叠堆是紧凑且光滑的，并且通过使用压缩而不是粘合剂或机械紧固件来形成粘结允许使用整个片材。而且，该叠堆可以安装在许多不同的地方，从而使消费者在家庭各个位置都能容易地取用吸收片材。例如，可以使用常规且容易获得的安装硬件(诸如粘合剂或机械紧固件)将叠堆平放在水平表面(诸如台面或桌子)上，或者可以安装到垂直表面(诸如墙壁或橱柜)。
因此，在一个实施方案中，本发明提供了多个吸收片材，该多个吸收片材以彼此面对的方式堆叠以形成具有底部和顶部边缘的叠堆，该叠堆具有与顶部边缘相邻的压缩部分，该压缩部分具有比叠堆的底部边缘的厚度小的厚度。通常，压缩部分不包括用于将片材彼此粘结并形成叠堆的粘合剂或机械紧固件。这样，叠堆中的各个片材通常以彼此面对的方式布置，其间未设置粘合剂，因此一旦从叠堆中分配出整个片材，就可以使用该整个片材。此外，压缩区域通常没有机械紧固件诸如铆钉、订书钉、销、螺钉、线等，因此当从叠堆中分配出片材时，该片材没有损坏。
在其他实施方案中，形成叠堆的片材可以基本上没有穿孔或弱线，使得在使用中从叠堆中取出的片材具有与叠堆本身大致相同的尺寸。形成叠堆，其中片材仅通过压缩彼此粘结并且可以通过简单的剥离动作彼此分开，提供了既易于制造又易于分配的叠堆。
在其他实施方案中，本发明提供了一种吸收片材叠堆，该吸收片材叠堆包括：具有纵向和横向的多个吸收片材，所述多个吸收片材以面对的方式堆叠以形成吸收片材叠堆，该叠堆具有顶部边缘和底部边缘；粘结元件，该粘结元件用于将片材粘结在一起以形成与叠堆的顶部边缘相邻地设置的叠堆，该粘结元件基本上由所述多个吸收片材的压缩部分组成并且具有第一厚度，其中第一厚度小于叠堆底部边缘处的厚度。
在另一个实施方案中，本发明提供了具有纵向和横向的多个吸收片材，该多个吸收片材以面对的方式堆叠而其间未设置粘合剂以形成吸收片材叠堆，该叠堆具有顶部边缘和底部边缘；该叠堆具有压缩区域和未压缩区域，其中压缩区域形成具有比未压缩区域的厚度(T3)小的厚度(T1)的连续粘结元件。
在其他实施方案中，本发明提供了一种制造不使用粘合剂或机械紧固件进行粘结的吸收片材叠堆的方法，该方法包括以下步骤：提供多个吸收片材；将所述多个吸收片材以彼此面对的方式堆叠，使得该叠堆中的相邻片材的面彼此直接接触；使叠堆的一部分通过辊隙，该辊隙被加载至少约5,000磅/平方英寸(psi，其中1psi等于0.069bar)，诸如约5,000至约40,000psi，更优选约10,000至约30,000psi，诸如约15,000至约25,000psi的力，以压缩叠堆的一部分并形成粘结元件和相邻的未压缩区域，其中粘结元件具有比未压缩区域的厚度(T3)小的厚度(T1)。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方案的吸收片材叠堆的透视图；
图2是图1的叠堆通过线2-2的剖视图；
图3是图1的叠堆通过线3-3的剖视图；
图4是根据本发明的另一个实施方案的吸收片材叠堆的透视图；
图5是图4的叠堆通过线5-5的剖视图；
图6是图4的叠堆通过线6-6的剖视图；
图7是根据本发明的又一个实施方案的吸收片材叠堆的透视图；
图8是图7的叠堆通过线8-8的剖视图；
图9是图7的叠堆通过线9-9的剖视图；
图10是根据本发明的另一个实施方案的吸收片材叠堆的透视图；
图11是根据本发明的又一个实施方案的吸收片材叠堆的透视图；并且
图12是根据本发明的另一个实施方案的吸收片材叠堆的透视图。
具体实施方式
本发明涉及吸收片材叠堆，诸如纸巾、卫生纸、餐巾纸、面巾纸等。该叠堆通常包括多个吸收片材，所述多个吸收片材通过压缩与第一边缘诸如顶部边缘相邻的多个片材而粘结。通常，压缩部分不包括将片材彼此粘结并形成叠堆的粘合剂或机械紧固件。这样，叠堆中的各个片材通常以彼此面对的方式布置，其间未设置粘合剂，因此一旦从叠堆中分配出整个片材，就可以使用该整个片材。此外，压缩区域通常没有机械紧固件诸如铆钉、订书钉、销、螺钉、线等，因此当从叠堆中分配出片材时，该片材没有损坏。
在其他方面，本发明提供了一种吸收片材叠堆，其中片材具有与分配后的片材叠堆类似的尺寸，并且整个片材可由消费者使用。例如，除了提供一种没有粘合剂和机械紧固件的叠堆之外，本发明还提供了一种其中各个片材没有穿孔或弱线的叠堆。不是依靠穿孔或弱线来形成从叠堆中分离出各个片材的方法，而是可以通过简单地将一片材从另一片材上剥离下来而将其整体从叠堆中取出。这样，所分配的片材具有尺寸诸如长度和宽度，该长度和宽度基本上类似于叠堆的长度和宽度。
尽管在某些实施方案中，可能不必为各个片材提供穿孔或弱线以允许用户从叠堆中取出片材，但是在其他实施方案中，可能期望为片材提供穿孔或弱线，以便用户只能从叠堆中取出片材的一部分。例如，在一个实施方案中，吸收片材叠堆可包括具有压缩部分和第一线迹的粘结元件，其中各个片材包括穿孔线，其中穿孔在纵向或横向上将片材平分。在此类实施方案中，可能优选将穿孔线远离粘结元件放置，并且置于使得片材被穿孔线分成两个基本上相等的两半的位置。
该叠堆通常由多个吸收片材形成，该多个吸收片材以面对面的关系一个堆叠在另一个的顶部上，其中粘结元件将片材的一部分接合在一起。粘结元件不包括粘合剂或机械紧固件，使得叠堆中的每个片材的向内取向的面直接接触叠堆中的下一相邻片材的向外取向的面。片材彼此接合，使得附接强度为至少约15克，更优选为至少约25g，再更优选为至少约40g，诸如约15至约100g。这样，吸收片材叠堆具有与使用粘合剂或机械紧固件接合的叠堆相当或更大的附接强度。如本文所用，术语“附接强度”是指峰值力，通常具有将吸收片材从叠堆中分离出来所必需的克(g)单位。附接强度是根据标准测试方法(STM)00317进行测量的，该方法测量将片材从叠堆中分离出来所需的动力学峰值力。
吸收片材优选为纤维片材。在一个特别优选的实施方案中，片材包括纤维素纤维材料，诸如木浆、棉绒等。然而，在其他实施方案中，片材可包括合成纤维，诸如聚烯烃或聚酯纤维。在其他实施方案中，片材可包括纤维素纤维和合成纤维的混合物。在某些情况下，吸收片材可包括湿法成网薄纸产品，诸如卫生纸、面巾纸、纸巾、餐巾纸等。在其他情况下，吸收片材可包括由合成纤维或合成纤维和纤维素纤维的混合物形成的非织造材料，其具有与由纤维素纤维形成的湿法成网薄纸产品类似的性质。在某些实施方案中，吸收片材可包括非织造气流成网片材，这些非织造气流成网片材包含合成纤维、粘合剂、湿强度剂等。
此外，尽管在某些情况下，诸如在本附图中所示的那些，叠堆可以由包括单个层片的吸收片材形成，但是应当理解，本公开不限于此，并且吸收片材可以包括两个或更多个层片，诸如两个层片、三个层片或四个层片。这些层片可以基本上由相同的纤维材料组成，或者它们可以不同。例如，在一个实施方案中，所有层片均包括木浆纤维。在另一个实施方案中，一个层片包括合成纤维，另一个层片包括木浆纤维。
吸收片材可以折叠或展开。在某些实施方案中，叠堆中的各个片材可以被折叠以形成具有多层的折叠片材。当从叠堆中取出单个片材时，可以将其展开以得到表面积大于叠堆的表面积的单个吸收片材。因此，在实施方案中，叠堆中的各个吸收片材可以处于折叠构型，诸如片材的半折叠或四分之一折叠。例如，具有半折叠构型的片材可具有四个不同的边缘、第一端和与第一端相对的第二端。粘结元件沿第一端设置，以使片材能够单独从叠堆中取出。其他折叠构型在本文中也可能有用，例如Z形折叠或C形折叠。
此外，应当理解，片材和所得叠堆可以采取任何数量的不同形状，并且尽管可能期望片材的两个或更多个边缘彼此对齐，但是本发明不限于此。另外，各个片材的尺寸和叠堆中片材的数量与成品纸巾产品中所需的可用单元的数量相对应。
在特别优选的实施方案中，叠堆包括吸收片材，该吸收片材具有大于约10克/平方米(使用TAPPI测试方法T-220测量)诸如约10至约100gsm，且更优选约15至约70gsm的基重。在其他实施方案中，片材可具有大于约200μm，诸如约200至约2000μm的厚度(根据TAPPI测试方法T402使用EMVECO200-A自动测微计(EMVECO,Inc.,Newberg,OR)测量)。此外，吸收片材可具有大于约2.0g/g，诸如约2.0至约15.0g/g，并且更优选约5.0至约10.0g/g的比吸收率。如本文所用，术语“比吸收率”通常是指纸产品(单层片或多层片)或片材吸收的水量，表示为每克纤维吸收的水克数(干重)，并且如美国专利号8,753,751中所描述的进行测量，该专利的内容以与本公开一致的方式通过引用并入本文。
在其他实施方案中，吸收片材的干燥几何平均抗张强度(根据TAPPI测试方法T-494om-01测量)大于约500g/3”，并且更优选大于约750g/3”，并且仍然更优选大于约1,000g/3”，诸如约500至约3,500g/3”，并且更优选约1,000至约2,500g/3”。以这种方式，吸收片材具有足够的抗张强度，以承受将各个片材从叠堆中分离所需的力。
在某些优选的实施方案中，吸收片材包括已经通过通气干燥制造的湿法成网薄纸产品，诸如美国专利号4,529,480中所公开的薄纸产品。在其他实施方案中，吸收片材包括已经通过通气干燥且不起皱制造的湿法成网的薄纸产品，诸如美国专利号8,753,751中所公开的薄纸产品。通气干燥的吸收片材可以被压花并且可以包括一个或多个层片，诸如一个、两个或三个层片。
在其他实施方案中，吸收片材可包括具有已经用粘合剂处理过的至少一个表面的湿法成网薄纸产品，诸如美国专利号7,462,258中所公开的薄纸产品。合适的粘合剂包括但不限于乳胶粘合剂材料，诸如丙烯酸酯、乙酸乙烯酯、氯乙烯和甲基丙烯酸酯等。粘合剂可以与任何合适的交联剂诸如N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)形成或共混，或者可以不含交联剂。可用于本发明的胶乳粘合剂材料的具体实例包括可从Air Products Inc.获得的
Figure BDA0002440378380000051
EN1165或可从National Starch获得的
Figure BDA0002440378380000052
PE BINDER。其他合适的粘合剂包括但不限于：羧化乙烯乙酸乙烯酯三元共聚物；丙烯酸树脂；聚氯乙烯；苯乙烯-丁二烯；聚氨酯；有机硅材料，诸如可固化的有机硅树脂、有机活性聚硅氧烷和聚二甲基硅氧烷的其他衍生物；含氟聚合物，诸如四氟乙烯；阴离子和阳离子聚合物的疏水凝聚层或复合物，诸如聚乙烯胺和聚羧酸的复合物；聚烯烃及其乳液或化合物；以及本领域已知的许多其他成膜化合物，以及前述材料的修改形式。在一些实施方案中，粘合剂材料可以基本上不含胶乳或基本上不含天然胶乳。
在吸收片材包括粘合剂的那些实施方案中，优选的是，粘合剂是不连续的，即它不是固体膜，以便允许液体或湿气渗透到片材中。粘合剂可以以均匀或不均匀沉积物的规则或不规则隔开的图案形式存在，诸如通过印刷或薄喷施加。在一个特定的实施方案中，沉积物可具有约0.02英寸(0.51mm)的直径并且可存在于图案中，使得沉积物在纵向和横向上延伸。
对于产品的两个外表面中的每一个，如在表面的平面图中所投影的，粘合剂的表面积覆盖百分比可以为约10％至约70％，更具体地为约10％至约60％，更具体地为约15％至约60％，更具体地为约20％至约60％，并且还更具体地为约25％至约50％。每个外表面的表面积覆盖率可以相同或不同。如本文所用，“表面积覆盖率”是指当测量至少6平方英寸(38.7平方厘米)的网时粘合剂所覆盖的总面积的百分比。
无论粘合剂的表面积覆盖百分比如何，粘合剂都不会优先设置在片材的任何单个表面区域上。而是，粘合剂通常设置在片材的整个表面区域，使得当片材彼此粘结时，片材在压缩区域中的部分和片材在未压缩区域中的部分都包括粘合剂，并且更优选地包括基本相同量的粘合剂。例如，可以以连续或半连续的方式将粘合剂设置在片材表面上，使得如在表面的平面图中所投影的，在压缩和未压缩的片材表面区域中，粘合剂的表面积覆盖百分比可以为约10％至约70％。
基于产品的重量，粘合剂的总添加量可以为约2重量％或更多，更具体地为约2至约20干重％，更具体地为约4至约9干重％，还更具体地为约5至约8干重％。添加量可以受到期望的表面积覆盖率和沉积物的渗透深度的影响。施加到产品每个外表面的添加量可以相同或不同。
无论吸收片材的具体结构如何，在某些优选的实施方案中，都在不添加粘合剂的情况下形成叠堆。这样，在优选的实施方案中，叠堆中的每个片材都具有前表面和后表面，该前表面和后表面从其顶部边缘至其底部边缘以及从其第一侧边缘至其第二侧边缘具有基本上相似的组成。这样，没有材料选择性地仅设置在片材表面的一部分上，使得当片材的两个相对表面堆叠和布置时，它们彼此附接。不依靠粘合剂来粘结片材，而是将吸收片材的内在特性与压力相结合以形成压缩区域，该压缩区域被缝合以形成粘结元件。例如，在一个实施方案中，将多个吸收片材(包括具有大于约2.0g/g的比吸收率和约10至约60gsm的基重的湿法成网纤维素薄纸产品)切成一定尺寸，以面对的方式堆叠，并且通过对堆叠的片材的一部分施加压力以形成粘结元件而粘结在一起，并将片材彼此附接，然后缝制压缩的叠堆以提供第一线迹。优选地没有粘合剂的粘结元件具有小于叠堆的未粘结部分的厚度，但是在组成上基本上相似。现在将参考附图更详细地讨论这些和其他实施方案。
通常，在本发明的一个实施方案中，诸如图1所示，叠堆10包括多个单独的吸收片材12，其中最顶部片材14和背层片材16分别形成叠堆的正面26和背面28。叠堆14具有顶部边缘20、底部边缘22和一对相对的侧边缘23、25。顶部边缘20和底部边缘22之间的距离通常限定了叠堆长度(L)，而该对相对的侧边缘23、25之间的距离则限定了叠堆宽度(W)。叠堆还包括形成粘结元件31的压缩部分30，该粘结元件邻近顶部边缘20设置。粘结元件31具有基本上等于叠堆的宽度(W)的宽度和为叠堆长度(L)的一部分的长度(l1)。除了压缩部分30之外，叠堆10还包括未压缩部分32，该未压缩部分具有基本上等于叠堆的宽度(W)的宽度和为叠堆长度(L)的一部分的长度(l2)。
通过压缩将各个片材12粘结在一起以形成压缩部分30，该压缩部分具有通常小于未压缩部分32的厚度(T3)的厚度(T1)，如图2和图3所示。这样，叠堆包括压缩部分，该压缩部分将片材粘结在一起并形成粘结元件31。粘结元件31将片材12粘结在一起并保持叠堆10的完整性。在某些实施方案中，粘结元件基本上没有粘合剂和机械紧固件，并且足够牢固以粘结并保持片材。这样，在优选实施方案中，叠堆中的单独的片材以面对的方式叠堆，而在它们之间没有设置粘合剂。此外，通常优选不将粘合剂施加到叠堆的任何边缘，诸如顶部边缘或一个或多个侧边缘。在其他实施方案中，在压缩部分中通过压缩产生的片材的附接足够牢固，从而不需要任何其他形式的机械附接件，诸如铆钉、钉、销、螺钉、线等。
继续参考图1，叠堆10通常具有压缩部分30和未压缩部分32，其中压缩部分30形成具有第一厚度(T1)的粘结元件31，该第一厚度小于未粘结部分的厚度，也称为未压缩部分或第二厚度(T3)(在图2和3中详细示出)。在某些情况下，第一厚度(T1)可为第二厚度(T3)的约50％，诸如为第二厚度(T3)的约5.0％至约50％，更优选为第二厚度(T3)的约7.0％至约20％，并且更优选地为第二厚度(T3)的约10％至约15％。例如，在某些实施方案中，叠堆可包括约30个吸收片材，这些吸收片材以彼此面对的方式堆叠，并且第一厚度(T1)可为约1.0至约3.0mm，诸如约1.50至约2.00mm，并且更优选为约1.70至约1.90mm，第二厚度(T3)可为约10.0至约30.0mm，诸如约12.0至约25.0mm，更优选为约14.0至约20.0mm。
叠堆在无论压缩区域还是未压缩区域中的厚度都可以使用常规的数字测径器，诸如Mitutoyo Absolute Digimatic Caliper系列500(可从美国伊利诺斯州Aurora的Mitutoyo America公司购得)来测量。可以根据测径器制造商的说明来测量叠堆的厚度，同时要小心地测量未压缩区域的厚度，该未压缩区域的厚度应距叠堆的任何边缘至少20mm，且距压缩区域至少10cm。通常，厚度是五个测量值的平均值，并且每个测量值在叠堆的整个宽度上以规则的间隔进行，优选在与叠堆中的吸收片材的纵向成直角的线上进行。
通常优选的是，叠堆的至少一个边缘是未粘结的，更优选地，至少两个边缘是未粘结的，并且更优选地，至少三个边缘是未粘结的。这样，使用者可以容易地抓住未粘结的边缘并从叠堆中分配出最上面的片材。例如，参考图1，底部边缘22和相对的侧边缘23、25的一部分是未粘结的，并且具有相对均匀的厚度(T3)，该厚度小于粘结部分30的厚度(T1)。
如图1和图2所示，压缩部分30在叠堆10的宽度(W)上延伸，并且在其宽度上具有相对均匀的厚度(T1)。此外，压缩部分30是连续的并且基本上平行于第一端20和第二端22取向。这样，粘结元件31的宽度基本上等于叠堆10的宽度(W)。尽管将粘结元件示出为纵向取向且平行于叠堆的顶部和底部边缘，但是该元件本身可以包括任何期望的几何形状并且可以是连续的或不连续的。
如本文所用，“连续的”在涉及粘结元件时通常是指沿粘结元件的长度尺寸，其厚度小于叠堆的未压缩部分的厚度。尽管厚度略有变化，但粘结元件或压缩部分可以是连续的，只要该元件的厚度不等于或超过叠堆的未压缩部分沿其长度的厚度即可。例如，参考图4至图6，粘结元件31沿其长度尺寸的厚度在叠堆10的整个宽度(W)尺寸上小于未粘结部分32的厚度(T3)，因此可以称为连续的。
在其他实施方案中，粘结元件可以是不连续的。如本文所使用的，术语“不连续的”在涉及粘结元件时通常是指沿粘结元件的长度尺寸，其厚度等于或超过叠堆的未压缩部分的厚度。在某些实施方案中，不连续的粘结元件可以包括具有第一厚度的多个离散的压缩区域，该多个离散的压缩区域通过未压缩区域彼此分开，该未压缩区域具有与叠堆的未压缩区域的厚度大致相等的厚度。
继续参考图1，形成粘结元件31的压缩部分30紧邻叠堆10的顶部边缘20设置，并且其长度(l1)仅为未压缩部分32的长度(l2)的一小部分，诸如为5％至约15％，并且更优选为约7％至约12％。然而，压缩部分和所得粘结元件的尺寸和位置可以变化。
现在参考图4，叠堆10包括沿顶部边缘20设置并将多个片材12接合在一起的粘结元件31。粘结元件31的厚度在叠堆体10的整个宽度(W)尺寸上小于未粘结部分32的厚度(T3)，因此可以称为连续的。粘结元件31包括离散的第一压缩部分33和第二压缩部分35，其通常以可替代的方式布置并且形状类似，但具有不同的厚度(T1和T2)。粘结元件31将片材12粘结在一起并保持叠堆10的完整性。在某些实施方案中，粘结元件基本上没有粘合剂和机械紧固件，并且足够牢固以粘结并保持片材。这样，在优选实施方案中，叠堆中的单独的片材以面对的方式叠堆，而在它们之间没有设置粘合剂。此外，通常优选不将粘合剂施加到叠堆的任何边缘，诸如顶部边缘或一个或多个侧边缘。
继续参考图4，第一压缩部分33是离散的，并且通常具有直线形状和第一厚度(T1)。通过第一压缩部分33彼此分开的第二压缩部分35与第一压缩部分33的形状和尺寸类似，但具有较小的厚度(T2)(在图5和图6中详细示出)。第一压缩部分33和第二压缩部分35一起形成粘结元件31，该粘结元件具有最大厚度(T1)，该最大厚度小于叠堆10的未压缩部分32的厚度(其具有第三厚度(T3))。在某些情况下，第二压缩部分35的厚度(T2)可以是第一压缩区域33的厚度(T1)的约30％至约90％，诸如约40％至约60％，其又可以为未压缩区域32的厚度(T3)的约30％至约90％，诸如约40％至约60％。
同样，粘结元件的形状和取向可以变化，并且可以包括形状或尺寸变化的连续或离散的压缩区域。例如，粘结元件可以距叠堆的顶部边缘一定距离来设置，并且可以是不连续的，由多个离散的圆形压缩区域组成。在其他情况下，粘结元件可以垂直于叠堆的顶部边缘布置并且与侧边缘中的一个间隔开一定距离并且是连续的，由多个离散的直线压缩区域组成。
现在参考图7至图9，示出了吸收片材14的叠堆10的另一实施方案。叠堆10包括沿叠堆10的顶部边缘20设置的粘结元件31。粘结元件31将多个片材12接合在一起以形成叠堆10。粘结元件31的厚度在叠堆10的整个宽度(W)上小于未压缩部分32的厚度(T3)，因此粘结元件在宽度尺寸(W)上是连续的。粘结元件31包括离散的第一压缩部分35，该离散的第一压缩部分通过离散的第二压缩部分33彼此分开，该离散的第二压缩部分的压缩程度小于第一压缩部分。粘结元件基本上没有粘合剂和机械紧固件，并且足够牢固以粘结并保持片材。这样，在优选实施方案中，叠堆中的单独的片材以面对的方式叠堆，而在它们之间没有设置粘合剂。此外，通常优选不将粘合剂施加到叠堆的任何边缘，诸如顶部边缘或一个或多个侧边缘。
然而，压缩部分和所得粘结元件的尺寸和位置可以变化。此外，粘结元件可以是连续的或不连续的。例如，在某些实施方案中，诸如图1所示的实施方案，粘结元件31可以是连续的并且形成叠堆的整个边缘，诸如顶部边缘。在其他实施方案中，粘结元件可以由连续的压缩部分形成，该连续的压缩部分在叠堆的宽度尺寸上具有基本均匀的厚度，并且距叠堆的顶部边缘一定距离来设置，以在上方和下方设置未粘结部分，诸如图10所示的实施方案。在其他实施方案中，诸如图12所示，粘结元件31可以由具有厚度(T1)的压缩部分30形成，该压缩部分形成叠堆10的两个边缘20、28的一部分。在另外其他实施方案中，粘结元件可以是连续的，但可以包括离散的、不连续的压缩部分，以便提供具有两种或更多种厚度的粘结元件。在其他实施方案中，粘结元件可以是不连续的。
此外，虽然在某些实施方案中，粘结元件的形状可以是具有宽度(W)和长度(l1)的直线，但是本发明不限于此，并且粘结元件的形状可以变化以适应具有不同的形状的叠堆并形成具有不同分配特性的叠堆。例如，图11所示的实施方案，片材12不是直线的，并且由具有厚度(T1)的压缩部分30形成的粘结元件31的形状类似于片材12的上边缘20。这样，粘结元件31具有曲线形状并形成叠堆的上边缘20。在其他实施方案中，诸如图12所示，由具有厚度(T1)的压缩部分30形成的粘结元件31设置在叠堆10的角部中，以形成叠堆10的顶部和侧边缘20、28的一部分。
虽然通常优选的是在不使用设置在片材之间的粘合剂或不使用机械紧固件的情况下将叠堆内的片材彼此粘结，但是在某些情况下，可能优选的是提供具有背层片材的叠堆，该背层片材通过粘合剂或机械紧固件附接到叠堆中最底部的片材。可以提供背衬片材，但是不将其折叠在片材上方，以便为叠堆提供挺度。背衬片材可以延伸叠堆的整个长度，或者可以仅沿其长度的一部分诸如叠堆的长度的10％至50％延伸。
背衬片材可以由纸、硬纸板、纸板、塑料、金属或其组合形成。在特别优选的实施方案中，分配面板由纸、硬纸板或纸板形成。更优选地，分配面板由纸板形成，任选地涂覆有一层或多层塑料。背衬片材通常由半刚性片材形成，该半刚性片材具有比叠堆中的吸收片材中的一者的抗弯刚度大的抗弯刚度。例如，背衬片材可具有约100至约400泰伯挺度单位，更优选约200至约300泰伯挺度单位的弯曲刚度。泰伯挺度单位等于一克厘米。本文用于测量泰伯挺度的方法是TAPPI T566(纸的抗弯性(刚度))。
在某些实施方案中，叠堆的背层或背衬片材(如果存在的话)可以包括用于将吸收片材叠堆安装到表面的装置。例如，叠堆可以包括用于将叠堆附接至竖直表面诸如壁的附接机构。叠堆附接机构可以被提供为组装套件的一部分，以供用户将附接机构临时或永久地附接至书皮。替代地，附接机构可以在制造叠堆期间由制造商嵌入到叠堆中或永久地固定到叠堆。附接机构可以通过任何已知的附接装置来附接，包括但不限于自粘钩和环紧固件(例如，维可牢尼龙搭扣(Velcro))、磁体、压敏粘合剂、钩、凸片、细绳等。替代地，叠堆可以包括包含磁性材料的背衬片材，其中不需要附加的附接机构来将叠堆附接至金属表面。
在其他实施方案中，可以提供保持器，该保持器可以由金属、塑料或其他合适的材料制成，并且该保持器的形状被设计成接纳叠堆的结合边缘以保留并保持叠堆。保持器的形状可以是至少在一端开放以接纳叠堆的结合边缘的扁平开槽管或通道构件的形式。保持器可以提供用于将保持器紧固到竖直表面的装置。在安装叠堆时，将保持器紧固在墙壁等上，然后通过将粘结边缘的一端插入通道中来使叠堆与保持器接合。
为了制造根据本发明的粘结的吸收片材叠堆，将多个片材切成一定尺寸并以面对的方式堆叠。在特别优选的实施方案中，片材彼此对齐地叠堆，即，片材的机器方向彼此对齐，并且更优选地对齐以使得随后的线迹基本上垂直于片材的机器方向。可以使用热熔粘结来将片材彼此粘结以形成粘结元件并将片材接合成叠堆。粘结可以在整个片材叠堆的一个维度上以连续的方式进行，或者可以是离散的，以产生离散的粘结区域。无论粘结元件是连续的还是不连续的，或者包括连续的或不连续的压缩区域，将粘结区域保持尽可能低以提供足够的叠堆稳定性和片材接合，但允许用户容易地从叠堆中取出单个片材都可能是有利的。例如，可能优选的是，粘结元件的面积小于叠堆的总表面积的约20％，并且更优选地小于叠堆的总表面积的约15％，还更优选地小于约10％。在某些实施方案中，叠堆的粘结区域可以在约20至约100cm2的范围内，诸如约30至约80cm2。在其他实施方案中，片材可具有约18至约22cm的宽度，粘结区域可以在约20至约60cm2的范围内，诸如约30至约40cm2。
施加到辊隙并形成粘结元件的压力通常大于约5,000磅/平方英寸(约345bar)，诸如约5,000至约40,000psi(约345至约2750bar)，更优选约10,000至约30,000psi，诸如约15,000至约25,000psi。压力通常是指施加到辊隙的压力。辊隙中每单位面积的实际压力将取决于施加到辊隙元件(诸如形成辊隙的辊)的力、辊隙的表面积(其可能受到形成辊隙的辊的直径的影响)以及形成辊隙元件的材料的特性，特别是硬度。除了压力之外，还可以使用热量来促进粘结区域的形成。用于施加压力并形成粘结元件的辊隙可以被加热，或者片材叠堆本身可以被加热。例如，可将辊隙加热到大于约200℃的温度，诸如约200至约300℃，更优选约220至约260℃。在其他实施方案中，片材可以在进入辊隙之前被预热。在此类实施方案中，可以围绕加热辊引导片材以将片材加热到约180至约250℃之间的温度。
在某些实施方案中，形成叠堆的过程可以包括使片材叠堆在具有设置在其上的单个图案辊或一系列图案的旋转的图案化元件与砧座之间通过。砧元件可以是光滑的砧辊。期望的是，图案辊和砧辊是硬化金属辊。旋转元件具有基本上连续的均匀局部表面接触区域，该区域在吸收片材的叠堆上产生压缩区域，该压缩区域的范围可以为叠堆总表面积的约5％至约20％，更优选地为约8％至约12％。
根据该过程的一方面，将压力负载施加在旋转元件上，使得该负载施加在元件之间的纤维状纤维素材料层片上。施加到旋转元件的压力量可以大于约5,000psi，并且更优选地大于约10,000psi，诸如约5,000至约40,000psi，并且更优选地约10,000至约25,000psi。此外，可以加热旋转元件中的一个或多个，使得它们的表面温度大于约200℃，更优选地大于约220℃，诸如约200至约300℃。
在由粘结设备产生的压力和任选的热的作用下，压缩区域中的纤维可能会缠结，氢键结合或玻璃化，从而使面对的片材彼此接合。可以使用任何期望的图案来增强粘结元件的外观并实现期望的片材粘附性。
在某些实施方案中，可以例如通过添加水来将片材或叠堆的一部分润湿，以促进粘结元件的形成。因此，在该过程的另一方面，可将片材润湿，以使其水分含量为至少约2.0重量％。例如，叠堆内的片材的至少一部分可具有约2.0至约10重量％的水分含量。
任选地，可以将润湿剂诸如表面活性剂添加到水中，以改善片材的润湿性和粘结元件的形成。表面活性剂可以是离子表面活性剂，即阳离子或阴离子表面活性剂，或两者的混合物，或非离子表面活性剂或其与阳离子或阴离子表面活性剂的混合物。在一个特别优选的实施方案中，表面活性剂是在疏水尾部包含约9至约12个碳原子和在亲水头部基团包含约4至约9个环氧乙烷单元的烷基乙氧基化物。
虽然本发明的吸收片材叠堆已经就其具体实施方案进行了详细描述，但是将领会的是，本领域技术人员在获得前述内容的理解后可以容易地设想出这些实施方案的替代形式、变型形式和等同方案。因此，本发明的范围应被评估为所附权利要求及其任何等同物以及前述实施方案的范围：
在第一个实施方案中，本发明提供了吸收片材叠堆，该吸收片材叠堆包括具有纵向和横向的多个吸收片材，该多个吸收片材以面对的方式堆叠而其间未设置粘合剂以形成吸收片材叠堆，该叠堆具有顶部边缘和底部边缘；该叠堆具有压缩区域和未压缩区域，其中压缩区域形成具有比未压缩区域的厚度(T3)小的厚度(T1)的粘结元件。
在第二实施方案中，本发明提供了如第一实施方案所述的吸收片材叠堆，其中吸收片材的基重大于约10克/平方米(gsm)，几何平均抗张强度(GMT)为约500至约3,500g/3”，并且垂直吸收容量大于约4.0g/g。
在第三实施方案中，本发明提供了如第一实施方案或第二实施方案所述的吸收片材叠堆，其中所述多个吸收片包括半折叠或四分之一折叠的吸收片材。
在第四实施方案中，本发明提供了如第一实施方案至第三实施方案中任一项所述的吸收片材叠堆，其中粘结元件是连续的。
在第五实施方案中，本发明提供了如第一实施方案至第四实施方案中任一项所述的吸收片材叠堆，其中粘结元件是不连续的。
在第六实施方案中，本发明提供了如第五实施方案所述的吸收片材叠堆，其中粘结元件包括第一压缩区域和第二压缩区域，该第一压缩区域和第二压缩区域具有小于叠堆的未压缩部分的厚度(T3)的第一厚度(T1)和第二厚度(T2)。
在第七实施方案中，本发明提供了如第一实施方案至第六实施方案中任一项所述的吸收片材叠堆，该吸收片材叠堆还包括背衬片材或条带，其中背衬片材或条带的泰伯挺度大于所述多个吸收片材的泰伯挺度。
在第八实施方案中，本发明提供了如第一实施方案至第七实施方案中任一项所述的吸收片材叠堆，其中叠堆基本上不含粘合剂。
在第九实施方案中，本发明提供了如第一实施方案至第八实施方案中任一项所述的吸收片材叠堆，其中粘结元件的面积为叠堆的表面积的约5.0％至约10％。
在第十实施方案中，本发明提供了如第一实施方案至第九实施方案中任一项所述的吸收片材叠堆，其中粘结元件的长度(l1)为叠堆的长度(L)的约5.0％至约15％。
在第十一实施方案中，本发明提供了如第一实施方案至第十实施方案中任一项所述的吸收片材叠堆，其中所述多个吸收片材没有穿孔和弱线。
在第十二实施方案中，本发明提供了如第一实施方案至第十一实施方案中任一项所述的吸收片材叠堆，其中所述多个吸收片材具有直线形状。
在第十三实施方案中，本发明提供了如第一实施方案至第十一实施方案中任一项所述的吸收片材叠堆，其中所述多个吸收片材具有至少一个非线性边缘。
在第十四实施方案中，本发明提供了如第一实施方案至第十三实施方案中任一项所述的吸收片材叠堆，其中粘结元件具有比叠堆的长度(L)和宽度(W)小的长度(l1)和宽度(w)。
在第十五实施方案中，本发明提供了如第一实施方案至第十四实施方案中任一项所述的吸收片材叠堆，其中粘结元件形成叠堆的顶部边缘的一部分和至少第一侧边缘。
在第十六实施方案中，本发明提供了一种制造不使用粘合剂或机械紧固件进行粘结的吸收片材叠堆的方法，该方法包括以下步骤：提供多个吸收片材；将所述多个吸收片材以彼此面对的方式堆叠，使得该叠堆中的相邻片材的面彼此直接接触；使叠堆的一部分通过辊隙，该辊隙被加载至少约10,000psi的压力，以压缩叠堆的一部分并形成粘结元件和相邻的未压缩区域，其中粘结元件具有比未压缩区域的厚度(T3)小的厚度(T1)。
在第十七实施方案中，本发明提供了如第十六实施方案所述的方法，其中所述多个吸收片材包括湿法铺设薄纸网，该薄纸网已经用粘合剂印刷然后起皱。在某些实施方案中，前述印刷起皱的薄纸网在片材的纵向和横向都具有每单位表面积的量基本均匀地施加的粘合剂。
在第十八实施方案中，本发明提供了如第十六实施方案或第十七实施方案所述的方法，其中所述多个吸收片材的基重大于约10克/平方米(gsm)，几何平均抗张强度(GMT)为约500至约3,500g/3”，并且垂直吸收容量大于约4.0g/g。
在第十九实施方案中，本发明提供了如第十六实施方案至第十八实施方案所述的方法，其中辊隙被加载的压力范围为约10,000至约40,000psi。
在第二十实施方案中，本发明提供了如第十六实施方案至第十九实施方案所述的方法，其中辊隙的温度为约200至约300℃。
在第二十一实施方式中，本发明提供了如第十六实施方案至第二十实施方案所述的方法，其中T1为T3的约5.0％至约15％。
在第二十二实施方案中，本发明提供了如第十六实施方案至第二十一实施方案所述的方法，其中叠堆具有宽度(W)，并且粘结元件是连续的且具有基本上等于叠堆的宽度(W)的宽度，并且形成叠堆的顶部边缘的至少一部分。
在第二十三实施方案中，本发明提供了如第十六实施方案至第二十二实施方案所述的方法，该方法还包括以下步骤：在使叠堆的一部分通过辊隙之前，润湿所述多个吸收片材中的至少一部分。在某些优选的实施方案中，润湿步骤可包括在片材表面的一部分上喷涂包含水和表面活性剂的水溶液。
在第二十四实施方案中，本发明提供了如第十六实施方案至第二十三实施方案所述的方法，该方法还包括以下步骤：在堆叠和任选地折叠片材之前将片材切成一定尺寸。
在第二十五实施方案中，本发明提供了如第十六实施方案至第二十四实施方案所述的方法，其中片材具有至少约15cm，诸如约15至约25cm的宽度，粘结元件具有约20至约60cm2，诸如约30至约40cm2的面积，并且第一厚度(T1)为第二厚度(T2)的约10％至约15％。

Claims (22)

1.一种具有顶部表面和相对的底部表面的吸收片材叠堆，所述叠堆包括：具有纵向和横向的多个吸收片材，所述多个吸收片材以面对的方式堆叠而其间未设置粘合剂以形成吸收片材叠堆，所述叠堆具有顶部边缘和底部边缘；所述叠堆具有压缩区域和未压缩区域，其中所述压缩区域形成具有比所述未压缩区域的厚度(T3)小的最小厚度(T1)的粘结元件。
2.如权利要求1所述的吸收片材叠堆，其中所述叠堆具有宽度(W)，并且所述粘结元件是连续的且具有基本上等于所述叠堆的宽度(W)的宽度。
3.如权利要求1所述的吸收片材叠堆，其中所述粘结包括第一压缩区域和第二压缩区域，所述第一压缩区域和第二压缩区域具有小于所述叠堆的所述未压缩部分的厚度(T3)的第一厚度(T1)和第二厚度(T2)。
4.如权利要求3所述的吸收片材叠堆，其中所述叠堆具有宽度(W)，并且所述粘结元件是连续的且具有基本上等于所述叠堆的宽度(W)的宽度。
5.如权利要求3所述的吸收片材叠堆，其中所述第一压缩区域和所述第二压缩区域是离散的并且具有直线形状。
6.如权利要求3所述的吸收片材叠堆，其中所述第一压缩区域是离散的并且具有非线性形状。
7.如权利要求1所述的吸收片材叠堆，其中所述叠堆包括多个离散的压缩区域，并且所述粘结元件是不连续的。
8.如权利要求1所述的吸收片材叠堆，其中所述吸收片材的基重大于约10克/平方米(gsm)，几何平均抗张强度(GMT)为约500至约3,500g/3”，并且垂直吸收容量大于约4.0g/g。
9.如权利要求1所述的吸收片材叠堆，其中所述多个吸收片材包括半折叠或四分之一折叠的吸收片材。
10.如权利要求1所述的吸收片材叠堆，其中所述多个吸收片材没有穿孔和弱化线。
11.一种具有顶部表面和相对的底部表面的吸收片材叠堆，所述叠堆包括：具有纵向和横向的多个吸收片材，所述多个吸收片材以面对的方式堆叠以形成吸收片材叠堆，所述叠堆具有顶部边缘和底部边缘；所述叠堆具有压缩区域和未压缩区域，其中所述压缩区域形成具有比所述未压缩区域的厚度(T3)小的最小厚度(T1)的粘结元件，并且其中所述粘结元件基本上不含粘合剂并且形成所述叠堆的所述顶部边缘的至少一部分。
12.如权利要求11所述的吸收片材叠堆，其中所述叠堆具有宽度(W)，并且所述粘结元件是连续的且具有基本上等于所述叠堆的宽度(W)的宽度。
13.如权利要求11所述的吸收片材叠堆，其中所述粘结元件和所述叠堆具有直线形状。
14.如权利要求11所述的吸收片材叠堆，其中所述吸收片材的基重大于约10克/平方米(gsm)，几何平均抗张强度(GMT)为约500至约3,500g/3”，并且垂直吸收容量大于约4.0g/g。
15.如权利要求11所述的吸收片材叠堆，其中所述第一厚度(T1)为所述未压缩区域的厚度(T3)的约10％至约15％。
16.一种制造不使用粘合剂或机械紧固件进行粘结的吸收片材叠堆的方法，所述方法包括以下步骤：
a.提供多个吸收片材；
b.将所述多个吸收片材以彼此面对的方式堆叠，使得所述叠堆中的相邻片材的面彼此直接接触；并且
c.使所述叠堆的一部分通过辊隙，所述辊隙具有至少约10,000磅/平方英寸(psi)的加载力，以压缩所述叠堆的一部分并形成粘结元件和相邻的未压缩区域，其中所述粘结元件具有比所述未压缩区域的厚度(T3)小的厚度(T1)。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述辊隙加载力在约10,000至约40,000psi的范围内。
18.如权利要求16所述的方法，其中所述辊隙具有约200至约300℃的温度。
19.如权利要求16所述的方法，其中T1为T3的约5.0％至约15％。
20.如权利要求16所述的方法，其中所述叠堆具有宽度(W)，并且所述粘结元件是连续的且具有基本上等于所述叠堆的宽度(W)的宽度，并且形成所述叠堆的所述顶部边缘的至少一部分。
21.如权利要求16所述的方法，还包括以下步骤：在使所述叠堆的一部分通过辊隙之前，润湿所述多个吸收片材中的至少一部分。
22.如权利要求21所述的方法，其中所述润湿步骤包括喷涂包含水和表面活性剂的水溶液。
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