CZ20002739A3 - Jednorázová pomůcka na utírání a způsob její výroby - Google Patents

Abstract

Jednovrstvá či vícevrstvájednorázová pomůcka (20) na utírání, např. z celulózového papíru, přírodních nebo syntetických tkaných materiálů, pěn, roun apod., zahrnuje substrát (22) obsahující první vrstvu (100) a druhou vrstvu (200), kde první vrstva (100)je při navlhčení více roztažitelná, tj. materiál má při navlhčení schopnost prodloužit se alespoň v jednom směru, než druhá vrstva (200), a vytvářejí spojené oblasti (110) a nespojené oblasti (114) prostřednictvím polymerové mřížky tvořené termoplastickým lepidlem (300), s výhodou etylenvinylacetátem. Při způsobu výroby této jednorázové pomůcky se nanáší termoplastické lepidlo na první vrstvu v souvislé mřížce, termoplastické lepidlo se vytvrdí a zahřeje pro vyvolání kontrakce tohoto lepidla, načež se spojí první vrstva s druhou vrstvou přiložením plochami k sobě.

Description

Jednorázová pomůcka na utírání a způsob její výroby

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká jednorázových pomůcek na utírání, zejména jednorázových pomůcek na utírání s výraznými oblastmi zvýšeného profilu a způsobu jejich výroby.

Dosavadní stav techniky

Jednorázové pomůcky na utírání jsou v oboru dobře známy. Takové pomůcky na utírání typicky zahrnují substrát, jenž obsahuje jeden nebo více materiálů nebo vrstev. Substrát může být před použitím předem navlhčen zvlhčujícím prostředkem, nebo alternativně může být používán v kombinaci s tekutinou až v okamžiku použití pomůcky. Předem navlhčené utírací pomůcky se nazývají i navlhčené kapesníčky či hygienické ubrousky.

Žádoucí vlastnosti takových pomůcek na utírání zahrnují texturu, profil (tloušťku) a objem (na jednotku hmotnosti). Požadována je poměrně výrazná textura, usnadňující čištění povrchů. Žádoucí jsou i vysoké hodnoty profilu a objemu, poskytující prostor pro pohlcování a uchovávání tekutin pomůckou.

Jedním ze způsobů opatřování pomůcek na utírání texturou a objemem je skládání překládaných vrstev s různými vlastnostmi. Patent U.S. 4 469 735 udělený 4. září 1984 Trokhanovi uvádí výrobek z několika vrstev tenkého papíru s omezující vrstvou mikrokontrahovanou za vlhka a za sucha krepovanou omezovanou vrstvou. Části omezované vrstvy jsou přilepeny k omezující vrstvě. Při navlhčení vícevrstvého výrobku se neslepené části omezované vrstvy svrašťují ve směru osy Z a poskytují texturu a požadovaný objem. Struktura z patentu U.S. 4 469 735 sice

♦ · « · · # * * poskytuje výhodu textury a objemu při navlhčení, ale vyžaduje použití postupu mikrokontrakce za vlhka na papírenském stroji. Před zvlhčením rovněž postrádá zvýšení profilu.

Jsou známy i jiné způsoby zvýšení objemu a textury, jako je ražení, krepování a laminování několika vrstev raženého krepovaného papíru. Tyto metody jsou však omezeny rozsahem, v němž lze zvýšit profil bez znehodnocení jiných vlastností materiálu, jako je pevnost za sucha/mokra či jemnost. Jednotlivé vrstvy mohou obecně být mechanicky deformovány pouze do jisté míry, pokud nemá být ohrožena integrita substrátu nebo sníženy estetické a dotykové vlastnosti.

Známé metody zvyšování profilu a textury se proto obecně zakládají na vícevrstvé struktuře pomůcky na utírání s vrstvami různé roztažnosti za vlhka, které způsobují zvýšení profilu za vlhka.

Z toho vyplývá, že by bylo žádoucí poskytnout jednovrstvou jednorázovou pomůcku na utírání, která by vykazovala oblasti zvýšeného profilu bez drahých materiálů a nákladných výrobních postupů spojených s ražením, laminováním a podobnými procesy.

Navíc by bylo žádoucí poskytnout jednovrstvou nebo vícevrstvou jednorázovou pomůcku na utírání s takovou topografií povrchu, která vykazuje značné rozdíly mezi maximálním a minimálním profilem měřeným na téže tkanině.

Navíc by bylo žádoucí poskytnout jednovrstvou nebo vícevrstvou jednorázovou pomůcku na utírání, která má zvýšený profil, texturu a objem i bez navlhčení.

Dále by bylo žádoucí poskytnout jednorázovou pomůcku na utírání se zvýšenou texturou a objemem, která by si však zachovala jemnost a pružnost podobných výrobků bez dodatečné textury a objemu.

• ti

Podstata vynálezu

Uvádí se jednovrstvá či vícevrstvá jednorázová pomůcka na utírání. Tato jednorázová pomůcka na utírání zahrnuje alespoň jednu vrstvu tkaniny a má takovou topografii povrchu, která obsahuje oblasti s minimálním a maximálním profilem. S vrstvou tkaniny je spojena souvislá polymerová mřížka definující spojené oblasti a množství nespojených oblastí. Tato souvislá polymerová mřížka je přednostně z termoplastického lepidla. Po vytvrzení se může termoplastické lepidlo při zahřátí stáhnout, čímž vytvoří svraštěné oblasti maximálního profilu totožné s nespojenými oblastmi. Minimální profil vrstvy tkaniny se shoduje se spojenými oblastmi.

Uvádějí se způsoby výroby tkaniny podle tohoto vynálezu. Jeden ze způsobů zahrnuje pořízení první vrstvy tkaniny, pořízení termoplastického lepidla, nanášení termoplastického lepidla na první vrstvu tkaniny v souvislé mřížce, vytvrzení termoplastického lepidla a zahřátí termoplastického lepidla pro vyvolání svraštění termoplastického lepidla.

Přehled obrázků na výkresech

Obr.l znázorňuje půdorys jednoho provedení pomůcky na utírání podle tohoto vynálezu, která zahrnuje roztažitelnou první vrstvu a méně roztažitelnou druhou vrstvu, přičemž první vrstva je znázorněna přivrácená k pozorovateli a část první vrstvy je odstraněna pro odhalení souvislé mřížky obecně rovnoběžných sad protínajících se pruhů lepidla, které slouží ke spojení první vrstvy s druhou vrstvou, přičemž spojené oblasti ohraničují obecně kosočtvercové nespojené oblasti.

::

• 9 • · ·

999· to • t 9 99 ·♦

Obr. 2 znázorňuje jiné provedení jednovrstvé pomůcky na utírání podle tohoto vynálezu, která zahrnuje souvislou mřížku lepidla.

Obr. 3 znázorňuje půdorys dalšího provedení pomůcky na utírání podle tohoto vynálezu, která zahrnuje vrstvu s otvory a netkanou vrstvu, přičemž vrstva s otvory je znázorněna přivrácená k pozorovateli a část této vrstvy je odstraněna pro odhalení obecně rovnoběžných stejnoměrně vzdálených oblastí lepidla probíhajících obecně rovnoběžně s podélným směrem vrstvy s otvory a netkané vrstvy.

Obr. 4 znázorňuje část pomůcky na utírání z obr. 3, přičemž obr. 4 je zvětšen vzhledem k obr. 3 pro znázornění rýh z krepováni ve vrstvě s otvory.

Obr. 5A znázorňuje průřez pomůcky na utírání podle tohoto vynálezu vedený ve směru linie 5A-5A na obr. 1 a znázorňující pomůcku před navlhčením první vrstvy.

Obr. 5B znázorňuje průřez vedený ve směru linie 5A-5A na obr. 1 a znázorňující pomůcku po navlhčení první vrstvy.

Obr. 5C znázorňuje průřez vedený ve směru linie 5A-5A na obr. 1 a znázorňující pomůcku po navlhčení, ale po zahřátí mřížky lepidla.

Obr. 6 znázorňuje papírenský stroj, jenž lze použít k výrobě celulózového papírového pásu.

Obr. 7 znázorňuje tvarovací prvek, který lze použít k tvarování celulózového papírového pásu s otvory.

Podrobný popis vynálezu

S odkazem na obr. 1 a 2, předkládaný vynález zahrnuje jednorázovou pomůcku na utírání 20. Obr. 1 znázorňuje dvouvrstvé provedení, zatímco obr. 2 znázorňuje jednovrstvé provedení • * předkládaného vynálezu. Alternativně může jednorázová pomůcka na utírání zahrnovat i více než dvě vrstvy.

Jednorázová pomůcka na utírání 20 zahrnuje substrát označovaný obecně vztahovým číslem 22. Jak je znázorněno v přednostním provedení na obr. 1, substrát 22 obsahuje první vrstvu 100 a druhou vrstvu 200. První vrstva 100 se přednostně při navlhčení roztahuje. Roztahováním se míní to, že materiál má tendenci prodloužit se při navlhčení alespoň v jednom směru. Navlhčení se obecně vztahuje k navlhčení vodními roztoky včetně vody, které dokáží vyvolat roztahování roztažitelné první vrstvy. Voda například uvolní krepování předem zkráceného papíru, čímž způsobí prodloužení papíru alespoň v jednom směru v rovině papíru. Nepřejeme si omezovat se teorií, ale uvolnění krepování může být způsobeno zánikem vodíkových vazeb uvnitř papírové struktury v důsledku přítomnosti vody. Navlhčení pomůcky však může způsobit jakákoli tekutina, směs či roztok, jenž dokáže uvolnit toto krepování. Druhá vrstva 200 je při navlhčení přednostně relativně méně roztažitelná než první vrstva 100. Roztažnost se měří níže popsaným Testem roztažnosti za vlhka a uvádí se v procentech.

Ačkoliv je žádoucí, aby první vrstva 100 byla za vlhka roztažitelná a druhá vrstva 200 méně roztažitelná, není pro dosažení výhod tohoto vynálezu nutné, aby jednotlivé vrstvy měly různou roztažnost za sucha či za mokra. Jak je plně popsáno níže, postup předkládaného vynálezu poskytuje pomůcku na utírání se zvýšeným profilem bez ohledu na individuální či různou roztažnost jednotlivých vrstev. Za mokra roztažitelná první vrstva spojená s méně roztažitelnou druhou vrstvou může u pomůcky na utírání podle tohoto vynálezu zlepšit profil za mokra, ale i pomůcka s jedinou vrstvou bude mít při tvarování podle způsobu z tohoto vynálezu zvýšený profil za mokra či za

·

9 9 9 9

99999 9

9

9 sucha. Ve skutečnosti není roztažnost za mokra požadována u žádné z vrstev tvořících pomůcku a i suchá pomůcka podle předkládaného vynálezu bude obsahovat zvýšený profil.

Na obr. 2 je znázorněno jednovrstvé provedení jednorázové pomůcky na utírání 22. Jednovrstvým substrátem 22 může být jakýkoli materiál vhodný pro jednorázovou pomůcku na utírání, včetně ale nikoli výhradně celulózového papíru, přírodních nebo syntetických tkaných materiálů, přírodních nebo syntetických netkaných materiálů, pěn, roun a podobně. Vrstva lepidla, například horkého roztaveného lepidla 300 se nanáší v souvislé mřížce na jedinou vrstvu 400 a vytvrdí se. Vytvrzené lepidlo vytvoří spojené oblasti 110 a oddělené nespojené oblasti 114, plněji popsané níže v kontextu přednostního provedení.

Pokud je substrátovou vrstvou 22 za mokra roztažitelný krepový papír, slouží souvislá mřížka lepidla jako omezující mřížka, která umožňuje takové zvýšení profilu za mokra, jaké je zde popsáno. Zvýšení profilu lze dosáhnout i u substrátů, jež nejsou za mokra roztažitelné. Po zahřátí způsobem z tohoto vynálezu jsou profily po zahřátí vyšší než profily před zahřátím.

V přednostním vícevrstvém provedení, jaké je znázorněno na obr. 1, jsou vybrané části první vrstvy 100 spojeny, přímo nebo nepřímo, s druhou vrstvou 200 pro omezení roztažnosti první vrstvy za mokra v rovině první vrstvy. Na obr. 1 jsou vybrané části první vrstvy 100 spojeny s druhou vrstvou 200 a vytvářejí spojené oblasti označené 110 a nespojené oblasti 114. Spojené oblasti 110 jsou znázorněny jako souvislá mřížka protínajících se čar tvořících obecně kosočtvercové nespojené oblasti 114. Šířka a vzdálenost protínajících se čar spojených oblastí 110 mohou být uzpůsobeny pro vytvoření požadovaného

ftft ft* ft ftft · ♦ ft ♦ • ftft • ftftft • · ftftftft • ftft ftft · obrazce, to znamená požadované velikosti a vzdálenosti kosočtvercových nespojených oblastí 114.

Souvislá mřížka protínajících se čar může být prakticky jakýmkoli obrazcem, jenž pak vytvoří nespojené oblasti prakticky jakéhokoli tvaru, včetně například čtverců, obdélníků a trojúhelníků. K vytvoření souvislé mřížky protínajících se čar lze použít lepidlo, například horké roztavené lepidlo označené na obr. 1 vztahovým číslem 300. Síť nemusí být úplně souvislá, ani nemusí být omezena na obrazec z přímek či stejných linií, ale může být například mřížkou tvořící kruhové, oválné či jiné nepolygonální obrazce. Dále se má za to, že souvislá mřížka nemusí pokrývat celý povrch utěrky, ale může být nanesena na lokální, menší oblasti, kde je požadována tvorba profilu.

Pokud je první vrstva roztažitelná za mokra, první vrstva 100 má při navlhčení pomůcky na utírání tendenci roztahovat se jedním nebo více směry v rovině první vrstvy. (Rovina první vrstvy je rovnoběžná s rovinou obr. 1.) Avšak vzhledem k relativně nižší roztažnosti za mokra u druhé vrstvy 200 omezuje druhá vrstva roztahování první vrstvy 100 v rovině první vrstvy. To má za následek, že se deformují nespojené oblasti 114 první vrstvy 100, například ohnutím nebo svraštěním ve směru osy z, kolmé na rovinu první vrstvy 100.

Obr. 5A znázorňuje řez vícevrstvou pomůckou na utírání 20 s rozdílnou roztažnosti vrstev před navlhčením první vrstvy 100. Jak je vidět na obr. 5A, pomůcka na utírání je před navlhčením obecně plochá. Obr. 5B znázorňuje podobný řez jako obr. 5A, ale zobrazuje pomůcku 20 po navlhčení první vrstvy 100· Obr. 5B zobrazuje deformaci mimo rovinu první vrstvy 100 po navlhčení první vrstvy 100. Na obr. 5A a 5B je znázorněna osa z. Deformace navlhčené první vrstvy 100 vytvoří na pomůcce

100 vystupující hrany 120, které zvyšují texturu, profil

- 8 ftft ·· • » ft » • · » ft • · · · ft ftft · • ft ·· (tloušťku) a objem pomůcky 20 za mokra. Vystupující hrany 120 rovněž vytvářejí kapsy 150 umístěné mezi nespojenými částmi první vrstvy 100 a příslušnými částmi druhé vrstvy 200.

Poměr profilu za mokra k profilu za sucha je funkcí tloušťky pomůcky 100 po navlhčení vzhledem k tloušťce suché pomůcky 100 před navlhčením. Přesněji, pomůcka může mít poměr profilu za mokra k profilu za sucha větší než 1,0 a přednostně alespoň 1,1, přednostněji alespoň 1,2 a nejpřednostněji alespoň 1,4. Poměr profilu za mokra k profilu za sucha je funkcí tloušťky pomůcky 20 po navlhčení vzhledem k tloušťce suché pomůcky 20 před navlhčením. Poměr profilu za mokra k profilu za sucha se měří níže popsaným postupem Poměr profilu za mokra k profilu za sucha.

U přednostního provedení, znázorněného na obr. 4, je první vrstva 100 dírkovaná tak, že první vrstva 100 obsahuje množství otvorů 102, jež procházejí celou tloušťkou první vrstvy 100. Na obr. 4 jsou otvory 102 znázorněny pro přehlednost pouze na části první vrstvy 100. U tohoto provedení deformace navlhčené první vrstvy 100 rovněž vytváří na pomůcce 100 vystupující hrany 120, jež zvyšují texturu, profil (tloušťku) a objem pomůcky 20 za mokra. U tohoto provedení však zvýšené hrany 120 mají otvory 102, které poskytují cestu, kterou mohou tekutiny a malé částice vstupovat do kapes 150.

Pokud se navíc pomůcka 20 používá spolu s pěnícím činidlem, jako je povrchově aktivní činidlo, nebo takovéto činidlo obsahuje, mohou otvory 102 usnadňovat nasávání vzduchu v procesu pěnění, čímž zlepšují tvorbu pěny. Část pomůcky 20 může být například potažena nebo jinak ošetřena pěnivou sloučeninou. Pomůcka 20 může být k aktivaci povrchově aktivního činidla zvlhčena vodou a proudění vzduchu otvory 102 vznikají9

9 ·

9 9

9999 ·

9

9* 9

9.

9 9 9 9 cí při používání pomůcky (např. při mytí nebo utírání) může podpořit tvorbu pěny.

Velikost a počet otvorů 102 může ovlivnit rychlost tvorby a kvalitu výsledné pěny. Nepřejeme si omezovat se teorií, ale relativně nízký počet relativně velkých otvorů 102 bude způsobovat zkrácení doby potřebné k vytvoření pěny, ale způsobí vznik relativně velkých bublin s průhledným vzhledem. Na druhé straně relativně vysoký počet relativně malých otvorů 102 bude mít za následek zmenšení velikosti bublin, čímž se zvýší krémovitost a neprůhlednost pěny, avšak za cenu prodloužení doby potřebné k jejímu vytvoření. Vhodnou kvalitu a rychlost tvorby pěny může poskytnout asi 64 až 1600 otvorů na decimetr čtvereční

Otvory 102 mohou pokrývat 15% až 75% celkového povrchu první vrstvy 100. Otvory 102 znázorněné na obr. 1, 3 a 4 jsou bilaterálně šachovnicově uspořádány (tedy šachovnicově uspořádány v podélném i příčném směru), a to pravidelně, nikoliv náhodně. U jednoho provedení zahrnuje první vrstva 100 30% za sucha krepovaný papírový pás (s 30-procentním zkrácením) s více než 25% roztažností za mokra, jenž obsahuje kolem 625 až 784 otvorů 102 na decimetr čtvereční, přičemž tyto otvory 102 mají délku kolem 2,5 až 4,6 mm a šířku kolem 1,8 až 3,8 mm a vzdálenost mezi otvory je přibližně 1,3 až 2,0 mm.

Lze pozorovat i další výhodu dírkování první vrstvy 100. Jak je znázorněno na obr. 5B, roztahování první vrstvy 100 kolem otvorů 102 za vlhka vytváří vedle vyvýšených hran 120 i útvary, které lze označit jako hrbolky 106, neboli nepravidelnosti povrchu tvořené otvory 102. Hrbolky 126 dodávají další texturu povrchu pomůcky 22 na straně dírkovaného prvního povrchu 100. Dodatečnou texturu lze modifikovat dle potřeby úpravou velikosti a vzájemné vzdálenosti otvorů 102.

99 » 9 9 9

I 9 9 9 »

9 9

9999 • 9 *

99

9 9 • 9 9

9 9 9 • * 9 • 0 9 99

V jednom současném přednostním provedení obsahuje pomůcka první vrstvu z dírkovaného celulózového papíru spojenou se syntetickým netkaným materiálem pomocí souvislé mřížky protínajících se čar vytvářejících kosočtvercové nespojené oblasti. Tato kombinace materiálů a způsob a vzor spojování vytváří přednostní pomůcku vykazující na jedné straně zvýšenou texturu a objem po navlhčení, zatímco si zachovává relativně hladkou měkkost na druhé straně a má profil za mokra větší než profil za sucha.

Navíc k výše uvedenému popisu bylo zjištěno, že texturu a objem, jakož i obecné estetické vlastnosti jednorázové pomůcky na utírání podle předkládaného vynálezu zlepšuje dodatečný krok zpracování, jenž zahrnuje zahřátí substrátu po nanesení a vytvrzení lepidla 300. Nepřejeme si omezovat se teorií, ale máme za to, že proces zahřívání způsobí kontrakci termoplastického lepidla 300, čímž dále vyvolá deformaci mimo rovinu substrátu. Kontrakcí v rovině pomůcky na utírání se zvýší profil vrstvy nebo vrstev substrátu ve směru osy z, což zvýší celkový profil a vytváří příjemný prošívaný vzhled. Tento výsledek (zvýšení profilu ve směru osy _z) nezávisí na počtu vrstev či jejich roztažnosti za mokra. U jednovrstvého substrátu dojde ke zvýšení profilu i bez přispění rozdílné roztažnosti za mokra sousedních vrstev.

Při vystavení substrátu zahřívání po vytvrzení lepidla podle předkládaného vynálezu vykazuje substrát výslednou topografii povrchu s výraznými rozdíly mezi maximálním a minimálním profilem. Rozdíl mezi maximálním a minimálním profilem je limitován pouze materiálem substrátu, např. rozsahem krepování včetně předchozího zkrácení, dále vzorem a množstvím lepidla nanášeného v souvislé mřížce na substrát. Po zahřívání však výsledné zvýšení profilu způsobí současné zvýšení textury a ·· ·· • · · «· * • · · • · · · • · »··· » • · · • e * • *· • · · · • 9 9 9

9 9 · • 9 9 9

99 objemu, ale kupodivu významně neovlivní měkkost či pružnost substrátu.

Vedle příznivých změn struktury lze u pomůcky zpracované podle předkládaného vynálezu pozorovat i jisté výrazné estetické kvality. Například u provedení se dvěmi vrstvami, z nichž jedna je netkaná, vykazují obě vrstvy zvýšení profilu ve směru osy z v nespojených oblastech substrátu, jak je znázorněno na obr. 5C. Pro jisté obrazce souvislých mřížek lepidla způsobuje toto zvýšení profilu u netkané vrstvy to, že substrát je měkký, hladký a esteticky příjemně prošívaný na pohled i na dotek. Tento zvýšený profil, topografie povrchu, textura a objem může být navozen nezávisle na roztažnosti jednotlivých substrátů za mokra a vlastně vzniká za sucha. Proto mohou některé aplikace suchých pomůcek na utírání těžit z pomůcek připravených podle tohoto vynálezu.

Dalším přínosem ošetření mnohovrstvých substrátů zahříváním po laminaci je zvýšená pevnost spojení mezi vrstvami. Tato vlastnost je důležitá zejména u aplikací vlhkých pomůcek na utírání, kterým dodává vyšší sílu za mokra.

Jako příklad uvedeme, že aplikace horkého roztaveného lepidla typu EVA může zvýšit profil v rozsahu 10-20% po ošetření zahříváním po laminaci. Jedním z vhodných lepidel může být horké roztavené lepidlo komerčně dostupné jako H1382-01 u firmy Ato Findley Adhesives ve městě Wauwatosa, stát Wisconsin. Pro vyvolání kontrakce se pomůcka se souvislou mřížkou lepidla (buď jednovrstvá nebo vícevrstvá) nejdříve nechá vychladnout na pokojovou teplotu, čímž se zajistí, že lepidlo ztvrdne. Potom se zvýší na dobu 20 sekund teplota na 107 stupňů Celsia, což stačí k vyvolání kontrakce polymerové mřížky. Tento krok může být prováděn v peci, když pomůcka není pod napětím. Způsobem podobným tomu, jako je výše uvedené prohnutí za vlhka • ·

- 12 • · « · · • · · · · • · · rt· · • · · · · • e ·« ·· roztažitelného krepovaného papíru mimo rovinu pomůcky, vyvolává rovněž kontrakce polymerové mřížky prohnutí vrstvy nebo vrstev mimo rovinu pomůcky, čímž dojde ke zvýšení profilu.

Nepřejeme si omezovat se teorií, ale máme za to, že povrchová oblast substrátu, například netkané nebo papírové vrstvy, se významně nezmění. Zato polymerová mřížka se měřitelně svraští, v některých případech přibližně o 5%. Tato zmenšená plocha povrchu tudíž nutí spojenou vrstvu nebo vrstvy k prohnutí ven z roviny pomůcky.

Nepřejeme si omezovat se teorií, ale máme za to, že aby byl tento proces účinný, musí být obrazec slepení tvořen souvislou nebo v podstatě souvislou mřížkou. Výraz souvislá mřížka zde používáme ve smyslu takového vzoru, jako je obrazec znázorněný na obr. 1, jenž vytváří oddělené nespojené oblasti. Oddělené nespojené oblasti mohou mít tvar prakticky jakéhokoli geometricky uzavřeného útvaru. V současnosti se má za to, že oddělené oblasti spojení nebudou kontrahovat dostatečně na to, aby zlepšily vzhled pomůcky.

Příklady přednostního provedení vynálezu

V současném přednostním provedení zahrnuje pomůcka na utírání 20 podle tohoto vynálezu dírkovanou první vrstvu z celulózového papíru spojenou se syntetickým netkaným materiálem pomocí souvislé mřížky protínajících se čar vytvářejících kosočtvercové nespojené oblasti. Tato kombinace materiálů a způsob a vzor spojování vytváří přednostní pomůcku vykazující na jedné straně zvýšenou texturu a objem po navlhčení, zatímco si zachovává relativně hladkou měkkost na druhé straně a má profil za mokra větší než profil za sucha. Ošetření zahříváním • ·

po laminaci má za následek zvýšení objemu, textury a esteticky příjemný prošívaný vzhled netkané strany.

První vrstva přednostního provedení vynálezu:

S podrobnějším odkazem na komponenty pomůcky 20, zahrnují vhodné materiály pro vytvoření první vrstvy 100 předem zkrácený (například krepováním) papírový pás kladený za mokra. Další vhodné materiály zahrnují tkané materiály, netkané materiály, pěny, rouna a podobně.

První vrstva 100 by měla být konstruována tak, aby měla roztažnost za mokra alespoň 4%, přednostněji alespoň přibližně 10% a ještě přednostněji kolem 20%. U jednoho provedení má první vrstva roztažnost za mokra alespoň přibližně 30%. Rozdíl mezi roztažností první a druhé vrstvy za mokra (roztažnost druhé vrstvy za mokra odečtená od roztažností první vrstvy za mokra) je přednostně kolem 4%, přednostněji alespoň přibližně 10% a ještě přednostněji nejméně přibližně 30%.

Vlákna první vrstvy 100 mohou být přírodní (např. celulózová vlákna jako jsou vlákna dřevoviny, bavlněné lintry, vlákna z regenerované celulózy nebo bagasové buničiny), syntetická (např. polyolefiny, polyamidy či polyestery) nebo jejich kombinace.

Roztažnost za mokra může být způsobena uvolňováním předešlého zkrácení vytvořeného krepováním. První vrstva 100 může tudíž obsahovat papírový pás z celulózové dřevoviny kladený za mokra a předem zkrácený alespoň o 4%, přednostněji přibližně o 10% a ještě přednostněji asi o 20%. U jednoho provedení byl papír předem zkrácený o 35% krepováním za sušičem Yankee při výrobě papíru. S odkazem na obr. 4 je první vrstva 100 zobrazena tak, že obsahuje krepovací hrany 105 odpovídající předzkrácení první vrstvy 100. Na obr. 1 a 2 je vyznačený podélný • · • · · • · · · · směr MD (machine direction) a příčný směr CD (cross machine direction). Podélný směr odpovídá směru výroby papírového pásu první vrstvy 100. Krepovací hrany 105 jsou obecně kolmé na podélný směr a obecně rovnoběžné s příčným směrem papírového pásu první vrstvy 100.

Papírový pás první vrstvy 100 může mít základní hmotnost přibližně od 15 do 65 g/m². U přednostního provedení je základní hmotnost první vrstvy 100 přibližně mezi 25 a 45 g/m² a u přednostnějšího provedení je základní hmotnost přibližně 32 až 35 g/m².

Nepřejeme si omezovat se teorií, ale máme za to, že pevnost papíru může významně ovlivnit celkový vzhled finálního produktu. Množství krepového vstupu u první vrstvy je přímo úměrné míře rovinné roztažnosti a tudíž i míře vytvořeného profilu. Pokud však je pevnost papírového výrobku za mokra nedostatečná, hrbolky se zhroutí a vytvoří více svraštěný produkt. Proto může být upraveno jak množství krepování, tak i pevnost za mokra tak, aby se vytvořila přesně určená textura v závislosti na zamýšleném použití pomůcky. Přednostně jsou hodnoty pevnosti v protlačení za mokra (měřené přístrojem Thwing-Albert, model č.1300-77) mezi 100 a 1200 g na vrstvu. Přednostněji mezi 400 a 700 g na vrstvu a nejpřednostněji 500 až 600 g na vrstvu.

U přednostnějšího provedení obsahuje první vrstva 100 dírkovaný papírový pás z celulózové dřevoviny kladený za mokra. Otvory 102 mohou být v první vrstvě 100 vytvořeny jakýmkoliv vhodným způsobem. Například je možné vytvořit otvory 102 v první vrstvě 100 během formování papírového pásu první vrstvy 100 nebo případně po dokončení jeho výroby. U jednoho provedení je papírový pás první vrstvy 100 vyráběn podle jednoho nebo více z následujících patentů USA, které jsou zde zahrnuty forft · • ftftft ftftftft ··· · · · · *·· • ftftft ftftft ftftft • ftft···· · · ftftft ftft mou odkazu: US 5 245 025 vydaný 14. září 1993 autorům Trokhan a kol., US 5 277 761 vydaný 11. ledna 1994 autorům Phan a kol. a US 5 654 076 vydaný 5. srpna 1997 autorům Trokhan a kol. Zejména patent US 5 277 761 uvádí v sloupci 10 výrobu papírového pásu s otvory.

Před navlhčením může mít krepovaná první vrstva 100 přibližně 64 až 4900 otvorů 102 na decimetr čtvereční a přednostněji přibližně 64 až 1600 otvorů 102 na decimetr čtvereční. Navlhčení krepovaného papíru způsobuje roztahování papírového pásu, pokud není ničím omezován, alespoň v jednom směru, jako je podélný směr, takže množství otvorů 102 na decimetr čtvereční po navlhčení může být nižší než počet otvorů na decimetr čtvereční před navlhčením. Podobně, pokud se otvory vytvářejí v papírovém pásu, jenž je následně krepován, počet otvorů na decimetr čtvereční před krepováním bude nižší než počet otvorů na decimetr čtvereční po krepování. Vzhledem k tomu se údaje o rozměrech papírového pásu vztahují k rozměrům po krepování, ale před navlhčením.

Otvory 102 mohou pokrývat kolem 15 až 75% celkového povrchu první vrstvy 100. Otvory 102 jsou bilaterálně šachovnicově uspořádány (tedy šachovnicově uspořádány v podélném i příčném směru), a to pravidelně, nikoliv náhodně. U jednoho provedení zahrnuje první vrstva 100 za sucha 30%-ně krepovaný papírový pás (s 30-procentním zkrácením) s více než 25% roztažnosti za mokra, jenž obsahuje kolem 625 až 784 otvorů 102 na decimetr čtvereční, přičemž tyto otvory 102 mají délku 103 (obr. 4) kolem 2,5 až 4,6 mm a šířku 104 kolem 1,8 až 3,8 mm a vzdálenost mezi otvory 106 je přibližně 1,3 až 2,0 mm.

Papírový pás se vyrábí tak, že se nejdříve připraví vodní roztok materiálu na výrobu papíru. Tento roztok obsahuje papírenská vlákna a dále může obsahovat různá aditiva. Patent • · · • · · · · » · · ( » · · « • · · ·

US 5 223 096, vydaný 29. června 1993 autorům Phan a kol. je zde zahrnutý formou odkazu za účelem popsání různých dřevovin a papírenských aditiv.

Vhodný papírový pás k výrobě první vrstvy 100 může být vyráběn podle následujícího popisu. Papírenský roztok se připraví z vody a vysoce rafinované sulfátové buničiny pocházející ze severských měkkých dřevin NSK (northern softwood Kraft pulp), která má konzistenci vláken kolem 0,2% (hmotnost suchých vláken děleno celková hmotnost roztoku je 0,002). Do 100% roztoku NSK se přidává aditivum pro pevnost za sucha, jako je karboxymetylcelulóza CMC, v množství kolem 2,5 kg pevné CMC na tunu suchých papírenských vláken. Aditivum pro pevnost za mokra, jako je Kymene 557H (k získání u Hercules, Inc. se sídlem ve Wilmingtonu, stát Delaware) se do roztoku přidává v množství kolem 14 kg pevného Kymene na tunu suchých papírenských vláken.

S odkazem na obr. 6 je roztok přiváděn z nátokové skříně 500 papírenského stroje do tvarovacího prvku 600 při konzistenci vláken kolem 0,2%. Tvarovací prvek 600 má na obr. 6 podobu souvislého běžícího pásu. Na tvarovací prvek 600 je přiváděna kaše papírenských vláken a skrze tvarovací prvek 600 je odváděna z kaše voda, čímž vzniká zárodek pásu papírenských vláken označený na obr. 6 vztahovým číslem 543.

Obr. 7 znázorňuje část tvarovacího prvku 600. Tvarovací prvek 600 má dvě protilehlé strany. Strana znázorněná na obr. 7 je tou stranou, jež přichází do kontaktu s papírenskými vlákny tvarovaného papírového pásu. Popis toho typu tvarovacího prvku, jenž je znázorněn na obr. 7 lze nalézt ve výše citovaných patentech US 5 245 025, 5 277 761 a 5 654 076.

Tvarovací prvek 600 má členy pro omezování toku ve tvaru pryžových výčnělků 659. Znázorněný tvarovací prvek 600 obsahu• · «· · · · · « · · ···· · · » · • · · · · · · · · · · • · ···· · ·· · · · * · · je pravidelně uspořádané pole výčnělků 659 spojených s vyztužující konstrukcí 657, která může obsahovat dírkovaný prvek, jako je síto z pletiva nebo jinou konstrukci s otvory.

Výčnělky 659 vystupují nad vyztužující konstrukci 657.

Vhodný tvarovací prvek 600 má kolem 57 6 výčnělků 659. na decimetr čtvereční povrchu tvarovacího prvku 600, přičemž tyto výčnělky 659 pokrývají kolem 35% povrchu tvarovacího prvku 600, jak je vidět na obr. 7, a vystupují 0,65 mm nad povrch vyztužující konstrukce 657. Výčnělky mohou mít v podélném směru délku X asi 3,84 mm a v příčném směru šířku Y kolem 2,35 mm.

Vyztužující konstrukce 657 je pro tekutiny značně propustná, zatímco výčnělky jsou pro tekutiny značně nepropustné. Vzhledem k tomu jsou papírenská vlákna z papírenského roztoku v průběhu odvodňování roztoku skrze tvarovací prvek zadržována na vyztužující konstrukci 657 a zanechávají v zárodku papírového pásu 543 otvory, obecně odpovídající svou velikostí, tvarem a rozmístěním velikosti, tvaru a rozmístění výstupků 659.

Opět s odkazem na obr. 6 je zárodek papírového pásu 543 veden pomocí podtlakové samosnímací botky 560 na konvenční odvodňovací plstěnec 550. Pás 543 je na plstěnec 550 přiveden s konzistencí vláken kolem 4%. Pás 543 je na plstěnci 550 dopraven ke styčné lince 570 vytvořené mezi podtlakovým válcem 572 a sušicím bubnem Yankee 575. Pás 543 se na sušicím bubnu Yankee 575 vysuší na konzistenci vláken kolem 96% a v tom okamžiku se ze sušicího bubnu Yankee 575 krepuje pomocí škrabákového nože 577 s úhlem zkosení přibližně 25° a úhlem nárazu přibližně 81°. Pás se navíjí na cívku rychlostí (délkovou v m/s) nižší než je povrchová rychlost sušicího bubnu za účelem předzkrácení papírového pásu přibližně v požadovaném poměru. Předzkrácený pás může mít základní hmotnost přibližně 33 g/m² • ·· ·· ·· ··· · · · · · • 41 4 4 4 ·

1 4 4 4 1 4 4 • · • · · · a tloušťku kolem 0,30 až 0,33 mm při měření s omezujícím tlakem 0,15 g/mm² a tlakovou nohou o průměru přibližně 51 mm.

Druhá vrstva přednostního provedení vynálezu:

U přednostního provedení je první vrstva 100 spojena s druhou vrstvou 200 za účelem omezení roztahování vybraných částí první vrstvy 100 při navlhčení. Druhá vrstva 200 má nižší roztažnost za mokra než první vrstva 100.

Vhodné materiály, z nichž může být vyrobena druhá vrstva 200 zahrnují tkané a netkané materiály, pěny, rouna a podobně. Zvláště přednostní materiály jsou netkané pásy s vlákny rozmístěnými náhodně při postupech foukání vzduchem nebo některých postupech pokládání za mokra, nebo s jistým stupněm orientace, jako je tomu u některých postupů pokládání za mokra či mykání.

Jedním z materiálů, z nichž může být vyrobena druhá vrstva 200, je netkaný pás tvořený hydrospletí vláken. Vhodným hydrospleťovým pásem je netkaný hydrospleťový pás obsahující přibližně 50 hmotnostních procent vláken z regenerované celulózy a 50 hmotnostních procent polyesterových vláken se základní hmotností kolem 62 g/m². Vhodný hydrospleťový netkaný pás lze komerčně získat u firmy PGI Nonwovens se sídlem v Bensonu, stát North Carolina, pod označením Chicopee 9931.

Spojování:

Vybrané části první vrstvy 100 jsou přímo (nebo nepřímo, například pomocí třetí komponenty) spojeny s druhou vrstvou 200 v předem daném obrazci spojení, čímž vzniká množství spojených a nespojených oblastí první vrstvy 100. Na obr. 1 jsou spojené oblasti označené 110 a nespojené 114. Jak první vrstva 100 tak i druhá vrstva 200 mohou mít podélný směr a mohou být směr první vrstvy je obecně rovnoběžný vrstvy.

druhá vrstva 200 mohou být spojeny pospojeny tak, že podélný s podélným směrem druhé První vrstva 100 a mocí jakékoli vhodné metody, včetně ale bez omezení na tyto metody a jejich kombinace: lepení lepidlem, mechanické spojování, tepelné spojování, mechanicko-tepelné spojování a ultrazvukové spojování. Konkrétně u přednostního provedení je nanášeno lepidlo tiskařskými postupy, jako je hlubotisk, reverzní hlubotisk, sítový tisk, flexografický tisk a podobně. U jednoho přednostního provedení byl použit sítový tisk k tisku horkého roztaveného lepidla EVA v mřížkovitém obrazci obecně takovém jako na obr. 1. U tohoto provedení bylo použito čtyřicetioké síto Galvano vyráběné firmou Rothtec Engraving Corp. v New Bedfordu, stát Masachusetts.

Lepidlo je přednostně vodou neředitelné, takže pomůcka 20 může být navlhčena vodou bez rizika oddělování první a druhé vrstvy. Lepidlo je přednostně odolné i vůči povrchově aktivním činidlům. Výrazem odolné vůči povrchově aktivním činidlům se míní, že spojovací charakteristiky lepidla nebudou znehodnoceny přítomností povrchově aktivních činidel. Vhodná lepidla zahrnují horká tavená lepidla založená na EVA (etylénvinylacetát). Jedno z vhodných lepidel je komerčně dostupné pod značkou H1382-01 u firmy Ato Findley Adhesives ve městě Wauwatos, stát Wisconsin.

S odkazem na obr. 1 může být horké tavené lepidlo naneseno na netkanou druhou vrstvu 200 ve tvaru souvislé mřížky vytvářející množství nesouvislých nespojených oblastí 114. U jednoho z přednostních provedení je lepidlo naneseno ve tvaru rovnoběžných, stejnoměrně vzdálených linií v jednom směru, protínajících rovnoběžné, stejnoměrně vzdálené linie ve druhém směru, jak je znázorněno na obr. 1. Protínající se linie vy20

9· 9

9 9

9 9 9

99999

9 9 tvářejí obrazec nespojených kosočtvercových oblastí finální pomůcky na utírání. U provedení zobrazeného na obr. 1 může být lepidlo naneseno v liniích o šířce přibližně 0,25 mm až 13 mm, přednostně kolem 1,3 až 1,8 mm. Vzdálenost mezi sousedními liniemi lepidla může být přibližně 5 mm až 50 mm, přednostně kolem 10 až 15 mm.

Výsledný laminát první a druhé vrstvy může mít průměrnou sílu profilu za sucha kolem 0,754 mm, průměrnou sílu profilu za mokra kolem 0,927 mm a poměr profilu za mokra a za sucha přibližně 1,23. Síla profilu za sucha, za mokra a poměr profilu za mokra a za sucha jsou měřeny níže popsaným postupem Poměr profilu za mokra a za sucha. Pokud výrobek podstoupí výše popsaný postup zahřívání po laminaci, může mít výsledný produkt průměrnou sílu profilu za sucha 0,869 mm.

Test roztažnosti za mokra

Roztažnost za mokra se u vrstvy, jako je vrstva 100 či vrstva 200, zjišťuje následujícím postupem. Vzorky jsou po dvě hodiny před testováním skladovány při teplotě 21°C a relativní vlhkosti 50%.

Nejdříve se určuje největší roztažnost za mokra v rovině vrstvy. Pro za sucha krepované papírové pásy bude tento směr rovnoběžný s podélným směrem papírenského stroje a obecně kolmý na krepové rýhy.

Pokud směr největší roztažnosti za mokra není známý, lze jej určit pomocí vyříznutí sedmi vzorků z archu s podélným směrem orientovaným od 0° do 90° (včetně) vzhledem k referenční linii vyznačené na archu. Vzorky se poté proměřují za účelem určení směru největší roztažnosti za mokra následným postupem.

Jakmile je určen směr největší roztažnosti za mokra, vyřízne se 8 vzorků o délce přibližně 180 mm, měřené rovnoběžně

• · • ftftft · • ·· ·· ftft ftftft · · ftft ft • ftft ftftftft • ft ftftft ftft ft • ftft ftftft* • ftft ftft ftft ftft se směrem největší roztažnosti za mokra, a šířce alespoň 25 mm. Tyto vzorky jsou vyříznuty z nespojených částí vrstev 100 a 200 nebo, pokud nelze z pomůcky 20 vyříznout nespojené části o uvedených rozměrech, jsou vzorky vyříznuty z vrstev 100 a 200 ještě před jejich spojováním. Na každý vzorek jsou umístěny dvě značky, například inkoustovou tužkou. Značky jsou vzdáleny 127 mm (5 palců) ve směru rovnoběžném se směrem největší roztažnosti za mokra. Těchto 127 mm je počáteční suchou testovací délkou vzorku.

Každý vzorek je důkladně navlhčen ponořením do destilované vody na 30 vteřin ve vodní lázni. Každý vzorek je vyjmut z vodní lázně a okamžitě pověšen svisle tak, aby přímka procházející oběma značkami byla obecně vertikální. Mokrý vzorek je pověšen tak, aby jeho upnutí nepřekáželo roztahování mezi dvěmi značkami (např. pomocí spony, jež se nedotýká vzorku mezi oběma značkami). Mokrou testovací délkou vzorku je vzdálenost mezi dvěmi značkami. Vzdálenost se měří v průběhu 30 s od vyjmutí vzorků z vodní lázně.

Pro každý vzorek je spočtena roztažnost vzorku za mokra j ako

Roztažnost vzorku za mokra - (mokrá testovací délka - počáteční suchá testovací délka) : (počáteční suchá testovací délka) . 100

Například pro naměřenou mokrou testovací délku 165 mm a počáteční suchou testovací délku 127 mm je roztažnost za mokra ((165-127):127).100 = 30%.

Roztažnost vzorků za mokra je průměrem 8 vypočtených hodnot roztažnosti vzorku za mokra.

• · ·

Poměr profilu za mokra a za sucha

Poměr profilu za mokra a za sucha se měří následujícím postupem pomocí Elektronického měřiče tloušťky, model II od firmy Thwing-Albert Instrument Co. Vzorky jsou po dvě hodiny před testováním skladovány při teplotě 21°C a relativní vlhkosti 50%.

Síla profilu pomůcky 20 za sucha se měří s omezujícím tlakem 0,15 g/mm² a tlakovou nohou o průměru 51 mm. Síla profilu za sucha se měří u osmi vzorků. U každého vzorku je profil měřen tak, že se střed tlakové nohy nachází uprostřed nespojené oblasti první vrstvy 100. Průměr výsledků osmi měření profilu dává průměrný profil za sucha.

Každý vzorek je poté navlhčen ponořením na 30 vteřin do lázně z destilované vody. Vzorek je poté vyjmut z vodní lázně. Profil za mokra se měří v průběhu 30 s od vyjmutí vzorků z vodní lázně. Profil za mokra se měří ve stejném místě jako předtím profil za sucha. Průměr výsledků osmi měření profilu za mokra dává průměrný profil za mokra. Poměr profilu za mokra a za sucha je podílem průměrného profilu za mokra a průměrného profilu za sucha.

• · ft··*

PV ÍOOO -2/2/ • · · ·· · · • ftft « · ·· · • · · ftftft· • ·· ··· ·· · • · · ftftftft • ft · ·· ftft ftft

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Jednorázová pomůcka na utírání, vyznačuj ící se t í m , že alespoň jedna vrstva tkaniny má takovou topografii povrchu, která obsahuje oblasti s minimálním a maximálním profilem a s uvedenou vrstvou tkaniny je spojena souvislá polymerová mřížka definující spojené oblasti a množství nespojených oblastí, přičemž uvedeného minimálního profilu je dosahováno v uvedených spojených oblastech.
2. 2. Pomůcka na utírání podle nároku 1, vyznačující se t í m , že uvedená polymerová mřížka zahrnuje termoplastické lepidlo, přednostně etylénvinylacetát.
3. 3. Pomůcka na utírání podle kteréhokoli z nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že uvedenou vrstvou tkaniny je celulózový papír a přednostně dírkovaný celulózový papír.
4. 4. Pomůcka na utírání podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že uvedená vrstva tkaniny je z netkaného materiálu.
5. 5. Jednorázová pomůcka na utírání, obsahující alespoň jednu vrstvu tkaniny, s níž je spojena souvislá polymerová mřížka, která vytváří spojené oblasti a množství nespojených oblastí, vyznačující se tím, že uvedené nespojené oblasti vytvářejí po zahřátí pomůcky na utírání oblasti s maximálním profilem.
6. 6. Způsob výroby pomůcky na utírání s takovou topografií povrchu, která obsahuje oblasti s minimálním a maximálním profilem, vyznačující se tím, že zahrnuje kroky:

   (a) opatření první vrstvy tkaniny, (b) opatření termoplastického lepidla, • 99 • · * • · · φ • * · · • · ···· · • φ · ·♦ · · ·· ·· « · · · 9

   9 9 9 9 9

   9 9 9 9 9 9

   9 9 9 9 9

   99 99 (c) nanášení uvedeného termoplastického lepidla, přednostně etylénvinylacetátu, v souvislé mřížce na uvedenou první vrstvu tkaniny, (d) vytvrzení uvedeného termoplastického lepidla, (e) zahřívání uvedeného termoplastického lepidla za účelem vyvolání kontrakce uvedeného termoplastického lepidla.
7. 7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že uvedená první vrstva tkaniny zahrnuje celulózový papír.
8. 8. Způsob podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že uvedenou první vrstvou tkaniny je netkaný materiál .
9. 9. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že dále zahrnuje kroky:

   (a') opatření druhé vrstvy tkaniny a (b') spojení uvedené první a druhé vrstvy tkaniny plochami k sobě.
10. 10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že uvedená první vrstva tkaniny zahrnuje celulózový papír, přednostně dírkovaný celulózový papír, a uvedená druhá vrstva tkaniny zahrnuje netkaný materiál.