CN1279634A - 层状纤维结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种包括至少两个纤维层片(11、21)的层状纤维结构(10)及其制造方法。至少纤维层片(11、21)中的一个,最好两个是模压的。层片(11、21)以面对面的关系可活动地连接在一起来形成一个层状结构(10),使得在消费者使用该层状结构(10)的过程中层片(11、21)能够相对彼此活动,而不会撕裂或分裂组成该层状结构(10)的任何一个层片(11、21)。该组成层状结构(10)的层片(11、21)可以通过使用粘接材料、通过形成在层片的内表面上的直立纤维的机械啮合、或通过粘接材料和直立纤维的啮合的组合来可活动地连接(51)。

Description

层状纤维结构及其制造方法

发明领域

本发明涉及一种层状纤维结构及其制造方法。具体地，本发明涉及一种具有两个或多个层片的层状结构，这些层可以相对彼此活动而不会分裂或撕裂其中任何一层。

背景技术

造纸业中已经公知多种层状纤维结构及其制造方法。可以通过多种途径形成层状纤维结构，包括模压两个或多个单独的纤维层片(还称为片或层)和将它们胶粘地连接在一起。所得到的层状体已经应用于从包装和结构材料到诸如卫生纸、纸餐巾、桌垫、纸巾和类似物品等家庭用纸制品的多种产品中。

为完成它们的指定任务和寻求广泛的认可，家用层状纸制品必须具有一定的物理特性。一个普通的消费者希望家用纸制品具有高质量的象布一样的外观、相对厚的纸厚和令人悦目的花纹。所有这些物理特性应当在不牺牲纸制品的其他所希望的强度、柔软性和吸收能力的质量的情况下提供。

强度是纸幅在使用过程中保持其外形完整性的能力。

柔软性是令人舒服的触觉感觉，是当消费者在手中揉压纸张和为其指定用途使用该纸张时所感受到的。

吸收能力是指纸张能吸收或保持流体，特别是水、水溶液和悬浮液的特性。在评价纸张的吸收能力时，不仅给定数量的纸张所能吸收的流体的绝对数量是重要的，而且纸张吸收流体的速度也是重要的。此外，当使用纸张来制成毛巾或擦巾等产品时，纸张使得流体吸收进纸张之中并且由此留下干的擦拭后的表面的能力也很重要。

造纸业中已经公知模压通常会提高卫生纸、纸巾、餐巾和类似的家用纸制品的吸收能力、柔软性和松密度。存在几种用于家用制品的模压的层状纸结构的常见样式：嵌套的(也称为“成对的”或“阴-阳”)样式、凸起对凸起样式、连续的样式和双层叠合样式。所有这些样式都伴随着一对加花的和轴平行的模压辊子的使用。在处理过程中，将受模压的纸张进送到在两个并列的模压辊子之间形成的辊隙。模压辊子上的离散的凸起或高起的连续的表面将每张层片的区域与正对的层片根据预先选定的样式压成啮合和连接关系。纸张受挤压的区域提供层片之间的连接并且将层片保持在面对面的接触关系中。

具体地，在凸起对凸起的样式中，位于一个模压辊上的离散的凸起(或“节”)与位于正对的模压辊上的凸起对齐。在嵌套的样式中，一个模压辊的凸起啮合在其他模压辊的凸起之间。在连续的样式中，一个模压辊的高起的连续表面(与凸起对凸起的样式中的离散的凸起相反)与另一个辊的连续表面对齐。1968年12月3日授予E．R．Wells的美国专利No．3，414，459中描述了凸起对凸起的样式，该专利披露了通过在两个可伸展的纸片上模压具有离散的凸起的同样的高起的花样形成的可压缩纸结构。被模压的凸起的成对的末端表面胶粘地连接，并且将得到的层状纸结构砑光。该专利在这里被引作参考。1994年3月15日授予McNeil的美国专利No．5，294，475和1995年11月21日授予McNeil的美国专利No．5，468，323中披露了双层叠合样式，这些专利在这里被引作参考。McNeil的专利披露了一种具有两层的双层叠合层状体，这些层被模压，从而使一个层的每个模压部分与另一个层的非模压区域胶粘地连接。

在已有技术中，通过下述专利给出了具有不同样式的一些例子：1970年12月15日授予Gresham的美国专利No．3，547，723；1971年1月19日授予Nystrand的美国专利No．3，556，907；1973年1月2日授予Donnelly的美国专利No．3，708，366；1973年1月12日授予Thomas的美国专利No．3，738，905；1975年2月18日授予Nystrand的美国专利No．3，867，225；1984年11月20日授予Bauernfeind的美国专利No．4，483，728；1990年5月1日授予Burgess的美国专利No．4，921，034；1993年12月14日授予Schulz的美国专利No．5，269，983；1995年10月18日授予Veith等人的美国专利No．5，356，364；1996年4月2日授予Veith等人的美国专利No．5，503，896；和1996年6月25日授予Veith等人的美国专利No．5，529，563。1976年3月9日授予Appleman的美国专利No．239，137描述了一种在商业上取得成功的纸毛巾上的模压花样。

在本领域中为提高通过模压处理得到的模压花样已经作出了各种尝试。例如，已经作出了形成具有不同深度的模压花样和非对称的模压花样的尝试。在本领域中已经作出的其它尝试是，提供具有一定尺寸和代表受模压的层片的特定表面区域的模压花样。本领域中的其它尝试是，为模压提供了相对于制造的机械方向的特定的角度。在本领域中还作出了其它尝试来提供具有特定结构的模压花样。其它尝试教导了并列的模压辊上的凸起和相应凹进部分的具体尺寸。在以下专利中给出了改善模压花样的尝试的一些例子：1982年3月16日授予Schulz等人的美国专利No．4，320，162；1988年4月21日授予Schulz的美国专利No．4，659，608；1990年5月1日授予Burgess等人的美国专利No．4，921，034；1976年2月24日授予Hepford等人的美国专利No．3，940，529；1982年4月20日授予Schulz的美国专利No．4，325，773；1984年12月11日授予Lloyd等人的美国专利No．4，487，796；和1976年1月1日授予Thomas的美国专利No．3，961，119。

不管模压的具体类型和层片的花样为何，已有技术中的纸的层状结构都是通过将两张或多张纸刚性地连接在一起形成一个多层结构来形成的。已有技术中的层状结构的单个的层片可以以多种方式相连接，包括胶粘连接和机械连接。已知层压／模压对于提高层状结构的厚度和垂直于层状结构的平面的可压缩性是有益处的，并且因此随着结构的可压缩性的提高提高了柔软性。厚度的提高通常还改善层状产品的吸收能力。与此同时，已有技术中的层压／模压易于降低所得到的层状结构的柔顺性(flexiblity)，这是因为已有技术利用胶粘或机械连接来将两个或多个层连接在一起在两个或多个层之间形成了刚性连接。虽然提供了更高的可压缩性和随之而来的柔软性，厚度的增加降低了已有技术的层状结构的柔顺性。换句话说，在通过层压得到的层状结构的厚度和可压缩性／柔软性与层状结构的柔顺性之间只能有所牺牲和折衷。

因而，本发明的一个目的在于消除层状结构的厚度和柔软性与层状结构的柔顺性之间的相互影响。

本发明的另一个目的是生产一种结实的、柔软的和柔顺的层状结构，其包括两层或多层，这些层彼此可相对活动而不会分裂或撕裂其中任何一层。

本发明的再一个目的是提供一种制造这种层状结构的方法。

发明的概述

在产品方面，本发明的层状纤维结构包括至少一个第一纤维层片和一个第二纤维层片。至少模压第一层片和第二层片中的一个。第一层片和第二层片以面对面的关系连接在一起形成一个层状结构，使得当消费者使用该层状结构时，在不撕裂或分裂构成层状结构的第一层片和第二层片中的任何一个的情况下，该第一层片和第二层片就能够相对彼此运动(最好是在横向)。层状结构的第一层片和第二层片通过允许第一层片和第二层片之间的相对运动的粘接材料可活动地连接在一起。通过在第一层片和第二层片上形成具有直立纤维的部分，和然后将第一层片上的直立纤维与第二层片上的对应的直立纤维机械地啮合而将第一层片和第二层片可活动地连接在一起。可以通过将粘接材料与位于第一层片和第二层片中的一个或两个上的直立纤维相结合而将第一层片和第二层片可活动地连接在一起。

在制造方法方面，本发明包括下列步骤：提供至少两个纤维层片和将该层片可活动地连接在一起，使得得到的层状结构的层片能够相对彼此活动而不会撕裂或分裂其中任何一个层片。至少其中一个层片是模压的。如果层片通过粘接材料来可活动地连接，则需执行提供和在至少一个层片上涂敷粘接材料的步骤。如果通过机械地啮合它们各自的直立纤维使层片来可活动地连接，则执行在层片上产生具有直立纤维的区域和将一个层片的直立纤维与另一个层片的直立纤维相啮合的步骤。如果层片通过粘接材料和直立纤维的组合来可活动地连接，还要执行提供和在至少一个层片上涂敷粘接材料的步骤，和在至少一个层片上产生具有直立纤维的区域的步骤。

附图的简要说明

图1A和1B是用来执行本发明的生产过程的设备的示意性侧视图；图1A简要地显示用来制造包括两个层片(双层结构)的层状结构的本发明的方法；和图1B简要地显示用来制造包括三个层片(三层结构)的层状结构的本发明的方法；

图2A是已有技术中的层状体的放大的断面示意图，此时层状体处于弯曲状态；

图2B是本发明中的层状结构的放大的断面示意图，此时层状结构处于弯曲状态；

图3A，3B，3C，3D，3E，3F，3G和3H是本发明中的具有两个层片的层状结构的不同实施例的放大的断面示意图；

图3A显示具有以对准的凸起对凸起的花纹连接的两个层片的双层结构；

图3B显示具有以偏移的凸起对凸起的花纹连接的两个层片的双层结构；

图3C显示具有双层叠合样式的双层结构；

图3D显示具有以嵌套的样式连接的两个层片的双层结构；

图3E和图3F显示具有以嵌套的样式组合的两个模压层片的双层结构，每个层片具有自己的模压花样的夹角，该角度与另一层片的模压花样夹角不同；在图3E中，一个层片的模压花样的外凸件的夹角大于另一个层片的模压花样的内凹件的夹角；在图3F中，一个层片的模压花样的外凸件夹角小于另一个层片的模压花样的内凹件的夹角；

图3G显示包括一个模压层片和一个未模压层片的双层结构；

图3H显示包括两个未模压层片的双层结构；

图4A，4B和4C是本发明中的具有三个层片的层状体的不同实施例的放大的断面示意图；

图4A和4B显示包括两个模压层片和夹在两个模压层片中间的一个未模压层片的三层结构；

图4C显示包括两个以凸起对凸起的样式设置的模压层片和一个从外部连接到其中一个模压层片上的未模压层片的三层结构；

图5是本发明的结构的平面示意图，显示了该层片的基本非模压连续区域；

图6是本发明的双层结构的放大的断面示意图，示出一个层片上的直立纤维与另一个层片的直立纤维的机械地啮合。

发明的详细描述

层状纤维结构

参照图3A至4C，本发明包括层状纤维结构10，这里还可以将其称为“层状结构10”或简化为“结构10”。组成本发明的结构10的纤维可以是合成的，例如聚烯烃或聚酯。然而，可取的是该纤维是含有纤维质的，例如棉毛纤维、人造丝或甘蔗渣，并且更优选的是木浆，例如软木(裸子植物和／或针叶植物)和／或硬木(被子植物和／或落叶科)。在这里，如果该纤维结构10包括至少大约50％重量或者至少大约50％体积的纤维质纤维(包括，但不限于上述所列的这些纤维)，认为该纤维结构10是“含有纤维质的”。

如果选择木浆纤维用于本发明的结构10，可以通过任何制浆处理来制造纤维，包括化学处理，例如亚硫酸盐、亚硫酸盐和纯碱处理，和机械处理，例如粉碎木材。另一方面，该纤维可以通过机械和化学处理的组合来制造，或者可以重复利用。所使用的纤维的种类、组合和处理不是本发明的关键。

本发明的结构10从宏观看来是二维的和平面的，尽管不需要是平坦的。结构10在第三维上有一定的厚度。然而，该第三维与实际上的第一、二维相比相对较小或者能够制造一种在第一、二维上具有相对巨大的尺寸的纤维质结构10。

本发明的结构10包括两个或多个单独的纤维层状体或层片。在这里，该包括两个层片的结构10还可以称为“双层”结构；包括三个层片的结构10还可以称为“三层”结构，依此类推。图3A至3G显示包括第一纤维层片11和第二纤维层片21的结构10。第一层片11和第二层片21中的至少一个是模压的。图3H显示第一层片11和第二层片21都是非模压的。然而，最好第一层片11和第二层片21都是模压的。图3A至3F显示包括第一纤维层片11和第二纤维层片21的结构10的不同实施例，第一层片11和第二层片21两者都是模压的。图3G显示具有第一纤维层片11和第二纤维层片21的结构10的一个实施例，其中只有第一层片11是模压的。在这里，词语“模压的”层片指经过特殊处理的层片11或者层片21，处理后具有通常从层片11、21的一个表面向外伸出的高起部分(或“凸起花样”)13、23，并且通常是通过使原本呈平面的层片11、21的局部弯沉出层片11、12的平面(或“模压”)来形成的。

根据本发明，层片11和21可以通过下述方法中的任何一种连接在一起：(1)通过使用粘接材料51、52连接层片11和21，在得到层状结构10之后，该粘接材料允许层片11和21相对彼此仍是可活动的；(2)在第一层片11上形成直立纤维41和在第二层片21上形成直立纤维42，并且然后将纤维41和纤维42机械地啮合使得层片11和21彼此相连接，同时，得到层状结构10之后层片11和21相对彼此仍保持可活动；和(3)方法(1)和方法(2)的组合，即，在层片11和21的一个或者全部上形成具有直立纤维41和／或42的部分，和然后通过同时使用粘接材料51和／或52和直立纤维41和／或42将层片11和21相连接。据信，用粘接材料51连接第一层片11的直立纤维41与第二层片21的表面纤维将便于第一层片11和第二层片21的可活动的连接。

如上面已经限定的，凸起花样13、23通常从层片11、21的一个表面向外伸出。由于同样的特征，层片11、21的相对表面具有对应于凸起花样13、23的凹陷处(或“凹入花样”)。在这里，每个“凸起花样”具有一个相应的“凹入花样”，两个词语都表示从同一个层片11、21的相对的两侧看到的同一个部分13、23，并且基于这一理由，用同一个附图标记定义：13对应于第一层片11，和23对应于第二层片21。

层片11、21的各自的凸起花样13、23最好是设置成非随机的重复花纹，它们分别对应于本发明所用的模压辊61、62的模压元件63、64(图1A和1B)，这在下文中将进行讨论。通过是“非随机”的，可以认为凸起花样13、23设置在可预知的花纹中，并且是由制造处理的预定特征所产生形成的。在这里，词语“重复”用来表示花样在结构10中形成一次以上。通过是“离散的”，相邻的凸起花样13、23是不接触的。根据本发明，该凸起花样／凹入花样13、23可以包括形成模压的层状结构10的连续图案的连续表面。

如图3A至4C和图5所示，层片11、21的余下部分分别包括基本连续的非模压区15、25。在这里，该“基本连续的”非模压区15、25在其主要平面方向上大致贯穿整个结构10延伸。通常，基本连续的非模压区域15、25的密度小于凸起花样13、23的密度，因为该非模压区域15、25在模压处理中是不被压实的。对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，应有邻接凸起花样13、23的小过渡区域，它们的密度处于凸起花样13、23的密度和非模压区域15、25的密度之间。这样的过渡区域是该制造过程的正常的和预期的产物，并且既不会与凸起花样13、23也不会与非模压区域15、25相混淆。

如果结构10用来作为消费者用品，例如纸巾、面巾纸、卫生纸和类似物品，该非模压区域15、25最好在结构10的平面内的两个相互垂直的方向上是基本连续的。这样的相互垂直的方向不需要平行和垂直于制成的产品的边缘或产品的制造的方向(机器方向，或“MD”)。然而，最好是在两个相互垂直的方向中将抗拉强度传给纤维质结构10，从而能够更容易地适应所施加的任何拉伸载荷而不会由于该拉伸载荷过早地损坏。根据本发明，最好至少一个连续的方向与成品的所预想的拉伸载荷的方向相平行。基本连续的非模压区域15(伴生在第一层片11中)和25(伴生在第二层片21中)的一个例子如图5所示。区域15、25中的间断是可以容忍的，尽管不是优选的，只要这种间断基本上不负面影响结构10的区域15、25的材料特性。

如图3A至3G所示，第一层片11和第二层片21以面对面的关系连接在一起。如果第一层片11和第二层片21都是模压的，层片11和21可以根据上面在“发明背景”中讨论的四种常用层状体样式中的任何一种来连接。可以用作凸起花样13、23的凸起花样的不同类型和结构也可以在“发明背景”中引用的几个专利中找到。从本发明的下述描述中可以清楚地了解到，凸起花样13、23的具体类型和结构并不是本发明的关键。

在这里，词语“凸起对凸起的”层状体是指在图3A、3B、4A和4C中显示的花样类型。在凸起对凸起样式中，具有凸起花样13的第一层片11和具有凸起花样23的第二层片21在它们的各自的凸起花样的末端表面相连接，或者是直接的(图3A、3B)，或者是通过第三层片31(图4A)。图3A显示第一层片11和第二层片21在它们的相对彼此对准的各凸起花样13和23的末端表面相连接。需要指出的是第一层片11的凸起花样13不需要与第二层片21的凸起花样23一致，也不需要使凸起花样13与凸起花样23完全对准。图3B显示第一层片11和第二层片21在它们的相对彼此偏移的各凸起花样13和23的末端表面相连接。第一层片11和第二层片21也不需要具有相同的特性，例如厚度和定量。第一层片11和第二层片21可以由不同的材料制成。进而，本发明的结构10甚至可以包括一个非均匀的层状结构。通过词语“非均匀的层状结构”表示层状结构10中的单个层片中的至少一个(例如，第一层片11)可以在至少一个属性，例如厚度、宏观密度、定量、纹理、纤维配料等方面与其他单个层片中的至少一个(例如，第二层片21)有区别。相对应地，“均匀的层状结构”表示具有由基本上用同样的材料成分(纤维配料和添加剂)制成的单个层片11、21的层状结构10，并且所述单个层片相对于上述全部属性彼此基本上一致(即，对于上述属性中的任何一个都是如此，层片和层片在具体属性中的最大差别小于该属性的较低值的大约10％)。

图4A和4C显示具有凸起对凸起样式的结构10的其它实施例，包括处于不同组合的三个层片11、21和31。本领域中的技术人员会理解具有凸起对凸起样式的其它变更实施例是可能的，并且可以在本发明中使用。

在这里，词语“嵌套的”层状体是指图3D、3E和3F中所示的样式。如这些图所示，词语“嵌套的”表示，将第一层片11和第二层片21相连接使得第一层片11的凸起花样13(“外凸”元件)位于或者“嵌入在”第二层片21的相应凹入花样23(“内凹”元件)中。与上面讨论的凸起对凸起样式相似，在嵌套样式中，第一层片11的凸起花样13不需要与第二层片21的凹入花样23一致，也不需要凸起花样13与凹入花样23完全对准。在图3E和3F所示的具有嵌套样式的层状结构10的实施例中，第一层片11具有其自己的凸起花样夹角R1，并且第二层片21具有其自己的不同于角R1的凸起花样夹角R2。在图3E中，第一层片11的凸起花样13的夹角R1大于第二层片21的凸起花样23的夹角R2。在图3F中，第一层片11的凸起花样13的夹角R1小于第二层片21的凸起花样23的夹角R2。在这里，词语“凸起花样的夹角”是指由凸起花样13、23的侧壁14、24和一个垂直于纸片11、21的平面形成的角，其是在垂直剖面中取得的，如图3E和3F所示。在上面所述的凸起对凸起花样的情况下，第三个纸层片可以以嵌套样式与第一层片11和第二层片21中的一个相连接。

图3C显示本发明的纸结构的另一个实施例，具有双层叠合样式。如上面已经提到的，该双层层状体在1995年11月21日授予McNeil的美国专利No．5,468,323中进行了描述，该专利在这里被引作参考。如图3C所示，第一层片11的凸起花样13与第二层片21的非模压区域25相连接，并且第二层片21的凸起花样23与第一层片11的非模压区域15相连接。

在现有技术的层状纸结构中，各层刚性地(通常，通过胶粘或机械地，或者通过它们的组合)连接在一起，使得在使用该层状结构的过程中，在不撕裂或分裂各单独的层片的情况下，形成层状结构的单个层片就不可能进行相对运动。因而，在使用过程中，当该层状结构自然地承受弯曲、弄绉、变皱等等时，组成现有技术的层状体的单个层片的刚性连接就影响了这些层状体的柔顺性。图2A简要显示了一段现有技术的双层层状结构100。该结构100包括层片111和层片121，层片111和121相互刚性地连接。弯曲该结构100，使得层片111向外弯曲而层片121向内弯曲。层片111处于拉伸状态，并且层片121处于受挤压状态。在图2A中，虚线a-b表示通过弯曲现有技术的层状体100在两对相应的凸起花样113和123之间形成的层片111的曲线的平均长度。相似地，虚线c-d表示通过弯曲层状体100在同样的两对相应的凸起花样113和123之间形成的层片121的曲线的平均长度。点“a”一定在径向上对应于点“c”，并且点“b”一定在径向上对应于点“d”，这是因为在点a-c和b-d处层片111和121之间存在刚性连接。本领域中的一般技术人员很容易理解，伴随层片121的曲线c-d的长度一定小于伴随层片111的曲线a-b的长度。因而，当层状体100被弯曲成图2A中所示的状态时，层片121相对于层片111按透视法缩小的程度必需更深，以适应伴随层片121的曲线c-d的更短长度。否则，会破坏层片111和121之一的完整性或它们的连接(图中没有显示)。无需用理论加以限制，本申请人相信对弄绉层片121的(可以包括弯曲和弄皱)的阻力会影响现有技术的层状体100的柔顺性。

与现有技术呈显明对照，本发明的层状结构10的单个层片11、21在消费者使用结构10的过程中能够相对彼此活动，但不会撕裂第一层片11或第二层片21，也不会使第一层片11从第二层片21上分离。形成层状结构10的单个层片11、21的相对彼此运动的能力是通过在层片11、21之间提供非刚性的、柔性的连接来实现。最好是，如图2B所示，层片11、21可以相对彼此在横向运动。弯曲该结构10，使得层片11向外弯曲并且层片21向内弯曲。在图2B中，虚线a1-b1表示通过弯曲本发明的层状体10在两对相应的凸起花样13和23之间形成的层片11的曲线的平均长度。虚线c1-d1表示通过弯曲层状体10在相同的两对相应的凸起花样13和23之间形成的层片21的曲线的平均长度。由于层片11和21之间的可活动的连接(例如，通过使用粘接材料51形成的)，层片21的凸起花样23能够相对于对应的层片11的凸起花样13横向运动。如图2B所示，由于层片11和21之间的可活动的连接，层片21不需要按透视法缩小来适应结构10的弯曲，因为现在伴随层片11的曲线a1-b1的长度基本上能够保持与伴随层片21的曲线c1-d1的长度相同。因而，层片11和21之间的可活动的连接将层片11和21的过度的拉伸和／或过度的挤压最小化。

在一个实施例中，如图3A所示，本发明的层状结构10的第一层片11和第二层片21通过第一粘接材料51连接在一起，该材料51允许层片11和21之间的相对活动。如果需要，在本发明的层状结构10中也可以使用不同于第一粘接材料51的第二粘接材料52。例如，如图4C所示，在包括三个(或更多)层片11、21、31的层状结构10中，使用第二粘接材料52来将第三层片31与第一层片11和第二层片21中的一个相连接。当然，也可以使用同样的粘接材料(或者是第一粘接材料51或者是第二粘接材料52)来将层片11、21、31连接在一起。而且，如果需要，可以使用两种或多种不同的粘接材料51、52来连接第一层片11和第二层片21。

在本发明的另一个实施例中，如图3B所示，第一层片11和第二层片21中的至少一个，例如第一层片11，在它的一个表面上具有直立纤维41。这些直立纤维41可以是与第一层片11一体的并通过擦刷第一层片11的表面上的预定区域来形成。另一方面，纤维41可以离散地固着在第一层片11的表面的预定区域上。相信，当与粘接材料51、52相结合时，直立纤维41将促进第一层片11和第二层片21的连接过程并且当形成最终的层状结构10时为层片11和21提供相对彼此活动的能力。

在图6所示的另一个实施例中，第一层片11具有带直立纤维41的部分，并且第二层片21具有带直立纤维42的部分，这些部分分别位于第一层片11和第二层片21的相互对应的表面区域上，使得当第一层片11和第二层片21连接在一起时，它们各自的带直立纤维41和42的部分通常互相吻合。在后一种情况中，如图6中所示，第一层片11和第二层片21可以通过它们各自的直立纤维41、42并且在没有使用粘接材料51、52的情况下来连接。如图6所示，第一层片11的直立纤维41与第二层片21的直立纤维42机械地啮合。

不必受理论的限制，本申请人相信，与通过单个层片刚性连接在一起形成的现有技术的层状结构相比较，由可活动地连接在一起的单个层片11、21形成的本发明的层状结构10具有更高的柔顺性和增大的厚度，并且可以提供改善的吸收能力，然而在别的方面却具有与形成本发明的层状结构10的单个层片11、21基本相同的特性。

用于制造层状纤维结构的方法

图1A和1B简要显示了在本发明的制造方法中使用的装置。参照图1A，两个纤维层片11和12分别送入到由模压辊61、62与弹性压辊71、72形成的辊隙E1和E2中。层片11和21最好(但不是必须的)是可伸展的。模压辊61、62基本上是由刚性材料(例如钢)制成，并且形成有模压花纹。压辊71、72由柔性和弹性材料制成，例如橡胶。模压辊61、62并列地安装，通过合适的驱动装置绕其各自的平行轴协同旋转。模压辊61、62在彼此之间形成结合辊隙N。压辊71、72被安装成一定形式，从而通过任何合适的驱动装置使其绕各自的平行轴旋转，并且分别协同地安置在相对于压辊61、62的并列位置中，以在它们之间形成模压辊隙E1和E2。层片11和21通过辊隙E1和E2运送并且通过穿过辊隙E1和E2而受到模压。虽然通过将单个层片11、21分别穿过辊隙E1、E2而模压两个层片或其中的一个层片是优选的，但在本发明的方法中任何模压方法都是可以使用的。

在通过辊隙E1、E2的动作分别在层片11、21上形成具有离散凸起花样13、23的模压花纹之后，随着模压辊61、62的旋转，层片11、21分别与模压辊61、62上的模压花纹保持弧形的接触。模压辊61、62分别以V1、V2的表面速度旋转地驱动。最好是，模压辊61的表面速度V1等于模压辊62的表面速度V2。张紧控制和速度调整的方法在本领域中都是已知的并且不是本发明的关键所在。

如上面已经讨论的，层片11和21可以通过下述方法中的任何一种连接在一起：(1)通过使用粘接材料连接层片11和21，在得到层状结构10之后该粘接材料允许层片11和21相对彼此保持可活动；(2)在第一层片11上形成直立纤维41和在第二层片21形成直立纤维42，并且然后将纤维41和纤维42机械地啮合使得层片11和21彼此相连接，同时，在得到层状结构10之后层片11和21仍保持相对彼此可活动；和(3)方法(1)和方法(2)的组合，即，在层片11和21的一个或者全部上形成具有直立纤维41和／或42的部分，和然后通过同时使用粘接材料51和／或52和直立纤维41和／或42将层片11和21相连接。

通过使用粘接材料连接层片

如图1A和1B所示，在已经通过由模压辊61、62和压辊71、72分别形成的辊隙E1、E2之后，第一层片11和第二层片21分别与旋转的模压辊61、62保持弧形的接触。然后，粘接材料51涂敷在第一层片11上。或者，粘接材料52可以涂敷在第二模压辊62上。如果需要，粘接材料51和粘接材料52可以分别涂敷在伴随模压辊61的纸幅和伴随模压辊62的纸幅上。如上面已经指出的，第一粘接材料51可以与第二粘接材料52相同。第一和第二粘接材料51、52可能包括聚氨酯胶乳或热固粘结剂。还可以使用泡沫材料作为粘接材料51、52。

如果第一层片11和第二层片21的任何一个或全部已经模压，粘接材料51、52最好涂敷在第一层片11上的模压部分13和／或第二层片21上的模压部分23的末端表面上。在层片11、21上涂敷粘接材料的方法对本发明来讲并不重要。在图1A和1B中，用来涂敷粘接材料51、52的装置简要地表示为分别与模压辊61、62以轴向平行关系并列放置的一对敷料辊91、92，但是应当理解在制造过程中也可以使用涂敷粘接材料51、52的其他合适方法。

如图1A所示，在粘接材料51和／或52已经涂敷在第一层片11和第二层片21的一个或全部上之后，第一层片11和第二层片21运送到结合辊隙N，在该处它们可以以面对面的关系可活动地连接来形成本发明的层状结构10。

如果得到的层状结构10是具有凸起对凸起样式的层状体(在上面已经讨论过)，模压辊61和62的对齐方式使得第一层片11和第二层片21在它们各自的(并且最好是对准的)至少部分的凸起花样13和23的末端表面处连接。如果得到的层状结构10是具有嵌套样式的层状体(在上面已经讨论过)，模压辊61和62的对齐方式使得第一层片11上的凸起花样13与层片21的凹入花样23相连接，如图3D、3E和3F所示。如果得到的层状结构10是具有双层叠合样式(在上面也已经讨论过)，对齐模压辊61和62，使得第一层片11上的凸起花样13与第二层片21的非模压区域25相连接，并且第二层片21的凸起花样23与第一层片的非模压区域15相连接，如图3C所示。

如果需要，第三层片31可以夹在第一层片11和第二层片21中间来形成一个三层层状结构10，如图1B所示。尽管图1B显示的该第三层片31是一个未模压层片，在本发明中还可以使用模压的第三层片31(没有显示)。

通过啮合它们的直立纤维连接层片

在层片11、21与辊子61、62保持弧形地接触的过程中，伴随第一层片11的具有直立纤维41的部分和／或伴随第二层片21的具有直立纤维42的部分形成在对应的层片11、21上。可以通过本领域中的任何已知的方法来产生直立纤维41和42。例如，如图1中所示，可以通过使用擦刷辊81、82擦刷层片11、21的模压区域而产生一体的直立纤维41、42。在这里，如果直立纤维41、42分别是层片11、21的固有成分，则直立纤维41、42分别与层片11、21是一体的。另一方面，直立纤维41、42可以离散地固着在层片11、21上。离散地固着的纤维41、42可具有不同于层片11、21的材料的材料。

在直立纤维41、42已经产生后，第一层片11和第二层片21送入到辊隙N来以面对面的关系连接，使得第一层片11的直立纤维41面对第二层片21的直立纤维42。通过穿过该辊隙N，第一层片11的直立纤维41与第二层片21的直立纤维42机械地啮合，从而将第一层片11和第二层片21可活动地连接在一起，使得第一层片11和第二层片21在没有撕裂或分裂第一层片11或第二层片21的情况下仍相对彼此可以活动。

通过使用直立纤维和粘接材料连接层片

处理第一层片11和第二层片21中的至少一个来分别形成直立纤维41或42。当然，直立纤维41、42可以在第一层片11和第二层片21两者上形成。例如，处理第一层片11来具有带直立纤维41的部分。然后，粘接材料51可以直接涂敷在带直立纤维41的区域上，并且最好是直立纤维41的自由端上。

或者，粘接材料52可以涂敷在没有直立纤维的第二层片21上。在后一种情况中，粘接材料52最好涂敷在当第一层片11和第二层片21在辊隙N中以面对面的关系设置时与第一层片11上带直立纤维41的区域相对应的区域上。因而，第一层片11的直立纤维41与涂敷在第二层片21上的粘接材料52接合，来可活动地连接第一层片11和第二层片21从而形成本发明的层状结构10，使得第一层片11和第二层片21相对彼此可以活动而不会撕裂第一层片或第二层片或者将第一层片从第二层片上分离。

Claims (18)

1．一种层状纤维结构，包括至少一个第一层片和一个第二层片，所述层片以面对面的关系连接在一起，使得所述第一层片的至少一部分相对于所述第二层片的相应的部分可以活动，且不会撕裂所述第一层片和第二层片中的任何一个。

2．根据权利要求1所述的层状结构，其中所述第一层片是模压的。

3．根据权利要求2所述的层状结构，其中所述第二层片是模压的。

4．根据权利要求3所述的层状结构，其中所述第一层片和所述第二层片以凸起对凸起的样式连接在一起。

5．根据权利要求3所述的层状结构，其中所述第一层片和所述第二层片以嵌套的样式连接在一起。

6．根据权利要求3所述的层状结构，其中所述第一层片和所述第二层片以双层叠合样式连接在一起。

7．根据权利要求2所述的层状结构，其中还包括将所述第一层片和所述第二层片可活动地连接的粘接材料。

8．根据权利要求1所述的层状结构，其中所述第一层片和所述第二层片相对于彼此可横向地运动。

9．根据权利要求1所述的层状结构，其中所述第一层片具有面对所述第二层片的直立纤维。

10．根据权利要求9所述的层状结构，其中所述第二层片具有面对所述第一层片的直立纤维。

11．根据权利要求10所述的层状结构，其中所述第一层片上的直立纤维与所述第二层片的直立纤维机械地啮合，来将所述第一层片和所述第二层片可活动地连接，从而形成所述的层状结构。

12．根据权利要求11所述的层状结构，其中所述第一层片和所述第二层片中的至少一个上的直立纤维与所述第一层片和所述第二层片中的至少一个是一体的。

13．根据权利要求11所述的层状结构，其中所述第一层片和所述第二层片中的至少一个上的直立纤维是被离散地固着到所述第一层片和所述第二层片中的至少一个上的。

14．一种用于制造层状纤维结构的方法，该方法包括下列步骤：

至少提供一个第一层片和一个第二层片；和

将所述第一和第二层片以面对面的关系连接在一起，使得所述第一层片的至少一部分相对于所述第二层片的相应的部分是可活动的，且不会撕裂所述第一层片和所述第二层片中的任何一个。

15．根据权利要求14所述的方法，其中还包括下述步骤：模压所述第一和第二层片中的至少一个来产生凸起花样。

16．根据权利要求15所述的方法，其中还包括下述步骤：提供粘接材料；和

在所述第一和第二层片中的至少一个上涂敷所述粘接材料。

17．根据权利要求16所述的方法，其中所述粘接材料涂敷在所述凸起花样上。

18．根据权利要求15所述的方法，其中还包括下述步骤：在所述第一和第二层片中的至少一个上产生具有直立纤维的部分；和

将所述至少第一和第二层片设置成面对面的关系，使得所述第一层片上的所述直立纤维与所述第二层片接合来产生所述层状纤维结构。

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