CZ2000854A3 - Utírací ubrousek s několika vrstvami - Google Patents

Abstract

Jednorázový utírací ubrousek (20) který má alespoň dvě vrstvy, přičemž první vrstva (100) má roztažnost za mokra větší než druhá vrstva (200). První vrstvamůže být děrovaná, suchá krepová vrstva celulózových vláken a druhá vrstva může být netkaná struktura, obsahující syntetická vlákna. Vybrané díly první vrstvyjsou připojeny k druhé vrstvě, aby bránily roztahování za mokra první vrstvy v rovině první vrstvy.

Description

Utírací ubrousek s několika vrstvami

Oblast techniky

Vynález se týká jednorázových utíracich prostředků (dále ubrousků) a konkrétněji jednorázových utíracich ubrousků majících podklad zahrnující více vrstev.

Dosavadní stav techniky

Jednorázové utírací ubrousky jsou v příslušné technice dobře známy. Tyto utírací ubrousky mají typicky podklad, který obsahuje jeden nebo více materiálů či vrstev. Podklad může být před použitím předem navlhčen nějakým zvlhčovacím prostředkem anebo, alternativně, spojen v místě použití výrobku s tekutinou. Předem zvlhčené utírací ubrousky se často nazývají mokrými ubrousky a utěrkami.

Žádoucí rysy těchto utíracich prostředků obsahují texturu (t.j. strukturu, vazbu, resp. vizuální nebo hmatové povrchové charakteristiky látky, pozn. překl.), hmatnost (tloušťku) a objem (objem na jednotku váhy). Poměrně vysoká hodnota textury je žádoucí k pomáhání při čištění povrchů. Relativně vysoké hodnoty hmatnosti a objemu jsou žádoucí pro zajišťování objemu ve výrobku pro přijímání a zadržování tekutin.

Jedním ze způsobů udělování textury a objemu utíračímu prostředku je spojování vrstev z dílčích vrstev majících • · různé vlastnosti. Patent US 4 469 735, udělený 4. září 1984, Trokhan, popisuje vícevrstvový hedvábný papír mající za mokra mikrostaženou omezovači papírovou vrstvu a suchou krepovou omezenou papírovou vrstvu. Části omezené vrstvy jsou přilnuty k omezovači vrstvě. Když je výrobek s více vrstvami navlhčen, nepřilnuté části omezené vrstvy se zvrásňují či tvoří záhyby ve směru Z, k zajištění textury a objemu. Zatímco struktura v patentu US 4 469 735 poskytuje po zvlhčení výhodu textury a objemu, struktury v patentu 735 vykazovaly hmatnosti (tloušťku) za mokra nižší než odpovídající hmatnosti za sucha.

Podle toho by bylo žádoucí poskytnout jednorázový utírací výrobek, jenž vykazuje po navlhčení zvýšenou texturu a objem.

Navíc by bylo žádoucí poskytnout jednorázový utírací výrobek mající hmatnost za vlhka větší než za sucha.

Dodatečně by bylo žádoucí poskytnout jednorázový utírací výrobek mající děrovanou papírovou vrstvu a jenž poskytuje po navlhčení zvýšenou texturu a objem.

Dále by bylo žádoucí poskytnout jednorázový utírací výrobek mající po navlhčení na jedné straně zvýšenou texturu a objem, při současném udržování si poměrně suchého, měkkého povrchu na druhé straně.

Podstata vynálezu

Vynález poskytuje jednorázový utírací prostředek (ubrousek) s několika vrstvami. Utírací ubrousek obsahuje alespoň dvě vrstvy či dílčí vrstvy. První vrstva je přednostně děrovaná a první vrstva je roztažitelná když je navlhčena. Druhá vrstva je při navlhčení méně roztažná než první vrstva. Vybrané díly první vrstvy jsou připojeny • · · · · · ···· ·· ···· · ··· k druhé vrstvě k bránění roztahování za mokra první vrstvy v rovině první vrstvy.

Když je první vrstva navlhčena, druhá vrstva omezuje roztahování první vrstvy v rovině první vrstvy. Výsledkem je, že se části první vrstvy deformují, například vyboulováním či vrásněním, ve směru Z (kolmo k rovině první vrstvy).

První vrstva má přednostně roztažnost za mokra alespoň asi 4 procenta, přednostněji alespoň asi 10 procent, a ještě přednostněji alespoň asi 20 procent, jak je měřena použitím Testu roztažnosti za mokra, poskytnutého níže. První vrstva může být učiněna více kompaktní (zhuštěnější), například krepováním, k zajištění žádoucí roztažitelnosti za mokra. V jednom ztvárnění první vrstva zahrnuje za mokra loženou, děrovanou papírovou strukturu, jež je zhuštěna alespoň asi o 30 procent krepováním za sucha.

Druhá vrstva má roztažnost za mokra menší než první vrstva. Roztažnost první vrstvy za mokra minus roztažnost za mokra druhé vrstvy je přednostně alespoň asi 4 procenta, přednostněji alespoň asi 10 procent, a ještě přednostněji alespoň asi 20 procent. Druhá vrstva může zahrnovat netkanou strukturu z přírodních vláken, syntetických vláken, či jejich kombinací. V jednom ztvárnění druhá vrstva zahrnuje hydrosplétanou netkanou strukturu vláken umělého hedvábí a polyesteru.

Jednorázový utírací ubrousek může mít poměr hmatnosti (tloušťky) za mokra k hmatnosti za sucha větší než 1,0 a přednostně alespoň asi 1,1 a ještě přednostněji alespoň asi 1,4, kde poměr hmatnosti za mokra/za sucha je relativní mírou tloušťky za sucha a za mokra výrobku. Poměr hmatnosti za mokra/za sucha je měřen podle postupu stanoveného níže.

Přednostně jsou vybrané díly první vrstvy připojeny k druhé vrstvě předem stanoveným vzorcem spojení a poskytují • · množství nespojených oblastí první vrstvy. V jednom ztvárnění jsou první a druhá vrstva spojeny dohromady použitím teplotavného adheziva.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 - půdorysný pohled na jedno ztvárnění utíračího ubrousku vynálezu, majícího roztažnou první vrstvu a méně roztažnou druhou vrstvu, první vrstva je otočena k pozorovateli, s částí první vrstvy odříznutou k zobrazení spojité sítě celkově rovnoběžných souborů protínajících se linií adheziva, jež slouží k připojení první vrstvy k druhé vrstvě, spojená oblast vymezuje celkově kosočtvercově tvarované nespojené oblasti.

Obr. 2 - další ztvárnění utíracího ubrousku vynálezu, obsahujícího roztažnou první vrstvu a méně roztažnou druhou vrstvu, první vrstva je otočena k pozorovateli, a s částí první vrstvy odříznutou k zobrazení spojité sítě adheziva, jež slouží k připojení první vrstvy k druhé vrstvě, spojená oblast vymezuje celkově kruhovitě tvarované nespojené oblasti.

Obr. 3 - půdorysný pohled na další ztvárnění utíracího ubrousku vynálezu, majícího roztažnou první vrstvu a méně roztažnou druhou vrstvu, první vrstva je otočena k pozorovateli, s částí děrované vrstvy odříznutou k zobrazení celkově rovnoběžných, od sebe rozmístěných zón adheziva, jež se protahují celkově rovnoběžně k podélnému směru děrované vrstvy a netkané vrstvy.

Obr. 4 - znázorňuje část utíracího ubrousku na Obr. 1, Obr. 4 je oproti Obr. 1 zvětšen ke znázornění přednostních otvorů v roztažné první vrstvě a hřbetů krepování v děrované vrstvě.

· • · · · · · ···· • · · · · · · « • · · · · · 9 · ·

Obr. 5Α - pohled řezem výrobkem vynálezu provedený podél směru označeného čarou 5-5 na Obr. 1, a znázorňující ho před navlhčením první vrstvy.

Obr. 5B - pohled řezem výrobkem provedený podél směru označeného čarou 5-5 na Obr. 1, a znázorňující ho po navlhčení první vrstvy.

Obr. 6 - znázornění papírenského stroje, jenž může být použit k výrobě celulózové papírové struktury (pásu).

Obr. 7 - znázornění formovací části, jež může být použita k formování celulózové papírové struktury s otvory.

Příklady provedení vynálezu

Na Obr. 1-3 předložený vynález zahrnuje jednorázový utírací prostředek (dále jen ubrousek, pozn. překl.) 20 s několika vrstvami. Obr. 1-3 znázorňuje ztvárnění dvou vrstev, Či dvou dílčích vrstev, vynálezu. Alternativně může jednorázový utírací ubrousek obsahovat více než dvě vrstvy.

Jednorázový utírací ubrousek 20 zahrnuje podklad označený celkově jako 22. Podklad 22 zahrnuje první vrstvu 100 a druhou vrstvu 200. První vrstva 100 je roztažnou a obzvláště roztažnou když je navlhčena, t.j. první vrstva je za mokra roztažnou. Roztažností za mokra se rozumí, že nějaký materiál má tendenci se protahovat v alespoň jednom směru, když je navlhčen. Obecně se navlhčený týká navlhčení vodnými roztoky obsahujícími vodu, schopnými způsobit roztažení v roztažitelné první vrstvě. Například, voda uvolňuje krepy ve zhuštěném 'papíru, čímž působí roztahování papíru v alespoň jednom směru v rovině papíru. Bez přání být vázáni teorií, uvolnění krepu může být výsledkem ztráty hydrogenových vazeb uvnitř struktury papíru důsledkem přítomnosti vody. Avšak_f j^k^oli tpkůting^ směs či roztok, • * · » · · ·

• · · · · · ···· ···· ···· ·« ·· ·· ·· jenž by mohly způsobit toto uvolnění krepu, se považují za zvlhčující daný výrobek. Druhá vrstva 200 je relativně méně roztažná než první vrstva 100, včetně když je navlhčena. Roztažnost se měří podle Testu roztažnosti za mokra, popsaného níže a je vykazována v procentech.

Vybrané díly první vrstvy 100 jsou připojeny, přímo nebo nepřímo, k druhé vrstvě 200, k bránění protažení za mokra první vrstvy v rovině této první vrstvy. Na Obr. 1 a 2 jsou vybrané díly první vrstvy 100 jsou připojeny k druhé vrstvě 200 k poskytnutí spojitých spojených oblastí označených 110, vymezujících samostatné nespojené oblasti 114. V přednostním ztvárnění uvedeném na Obr. 1 jsou spojené oblasti 110 znázorněny jako spojitá síť vzájemně se protínajících linií, formujících celkově kosočtvercově tvarované, nespojené oblasti 114. Šířka a mezera od sebe vzájemně se protínajících linií spojených oblastí 110 mohou být upraveny k poskytnutí žádoucího vzoru, t.j., žádoucí velikosti a rozmístění od sebe do kosočtverce tvarovaných oblastí 114. Jak se zde používá, spojitá síť se týká makroskopického vzoru adhezní vrstvy, t.j., daný vzor se jeví spojitým, definujícím zřetelné od sebe se odlišující, samostatné nespojené oblasti. Vzor může být také v podstatě spojitý, což znamená, že síť může být složena z těsně od sebe umístěných, samostatných míst spojení, jež jako celek formují spojitý vzor definující samostatné nespojené oblasti. Spojitá síť vzájemně se protínajících linií může být skutečně jakýmkoli vzorem, což vede k nespojeným oblastem skutečně neomezených geometrických tvarů, včetně například čtverců, obdélníků a trojúhelníků. Síť též nemusí být zcela spojitá, ani omezená na vzor s přímými nebo stejnoměrnými liniemi, ale může být například sítí vedoucí ke kruhovitým, oválným či jiným nemnohoúhelníkovým geometrickým tvarům. K připojení první vrstvy 100 • · · · • · · · ·· · · · · · • · · · · ···· • ·«·· ······ • · · · · · ···· ···· ···· ·· ·· ·· ·* k druhé vrstvě 200 může být použito adhezivo, například teplotavné, označené na Obr. 1-3 číslicí 300.

Alternativně, ač je nyní přednostní spojitá síť, uvažuje se, že nespojitý či v podstatě spojitý vzor spojení může též zajistit žádoucí zvýšení hmatnosti podle tohoto vynálezu. Například, spojené plochy obsahující otevřené kruhy či jiné uzavřené obrazce, mohou být postačující k umožnění nespojeným oblastem aby zvětšily tloušťku. Jako v případě spojitých sítí, přilehlá místa spojení by měla být méně než asi jeden palec (2,54 cm) od sebe, přednostně 0,5 palce (2,27 cm), a přednostněji méně než 0,1 palce (0, 254 cm). Bez přání být vázáni teorií, v zásadě čím se konkrétní vzor spojení blíží spojité síti, tím jsou větší výhody tohoto vynálezu.

Když je první vrstva 100 navlhčena, má tendenci se rozšiřovat podél jednoho nebo více směrů v rovině první vrstvy. (Rovina první vrstvy je rovnoběžná k rovině Obr. 1). Avšak, kvůli své relativně menší roztažnosti za mokra druhá vrstva 200 omezuje roztažení první vrstvy 100 v rovině první vrstvy. Výsledkem je, že se nespojené oblasti 114 první vrstvy 100 deformují, například vyboulováním či vrásněním ve směru Z, kolmo k rovině první vrstvy 100.

Obr. 5A je řez utíracím ubrouskem 20, např. jak je znázorněn na Obr. 1, před navlhčením první vrstvy 100. Obr. 5A znázorňuje výrobek před navlhčením jako celkově plochý. Obr. 5B uvádí řez podobný tomu na Obr. 5A, ale znázorňuje výrobek 20 po navlhčení. Obr. 5B znázorňuje deformaci z roviny první vrstvy 100 po navlhčení výrobku 20. Na Obr. 5A a 5B je označen směr Z. Deformace navlhčené první vrstvy 100 opatřuje výrobek 20 zvýšenými hřebeny 120, které zvětšují texturu, hmatnost (tloušťku) za mokra a objem za mokra výrobku 20. Zvýšené hřebeny 120 též poskytují kapsy 150 uspořádané mezi nespojenými částmi ppvhí vpgtyy 100 a ve spodu tt «· 99 » · · · · I • 9 9 1

9 9 9 4

9 · ' »······· 99 ležícími částmi druhé vrstvy 200. Výrobek 20 má zejména poměr hmatnosti za mokra k hmatnosti za sucha větší než asi 1,0, přednostně alespoň asi 1,1, a přednostněji alespoň asi 1,4. Poměr hmatnosti za mokra/za sucha je míra hmatnosti výrobku 20, když je navlhčen, ve vztahu k tloušťce suchého výrobku před navlhčením. Poměr hmatnosti za mokra/za sucha je měřen podle postupu Poměr hmatnosti za mokra vůči hmatnosti za sucha, uvedeného níže.

V přednostním ztvárnění na Obr. 1 je první vrstva 100 děrovaná, zahrnuje mnohost otvorů 102 protahujících se skrze tloušťku první vrstvy 100. Otvory, ač ne nutné k praktikování tohoto vynálezu, značně přispívají k žádoucí textuře a objemu utíracího výrobku 20. Na Obr. 1-3 jsou otvory 102 pro jasnost znázorněny pouze jako část první vrstvy 100. Když je použita děrovaná první vrstva, deformace navlhčené první vrstvy 100 opět opatřuje výrobek se zvednutými hřebeny 120, jež zvyšují texturu za mokra, hmatnost (tloušťku) za mokra a objem za mokra výrobku 20. Avšak, v tomto ztvárnění mají zvednuté hřebeny 120 otvory 102, jež poskytují dráhu toku, jíž mohou tekutiny a/nebo malé částice vstupovat do kapes 150, znázorněných na Obr. 5A.

Navíc, je-li výrobek 20 použit s, či obsahuje nějaký mýdlovou pěnu tvořící prostředek jako povrchové aktivní činidlo, otvory 102 mohou napomáhat v zapracování vzduchu během postupu mydlení, čímž usnadňují tvorbu pěny. Například, část výrobku 20 může být pokryta či jinak ošetřena nějakým složením povrchového činidla. Výrobek 20 může být navlhčen vodou k aktivování tohoto činidla a tok vzduchu generovaný skrze otvory 102 během použití výrobku (např. mytím či utíráním) může pomáhat generovat pěnu.

Velikost a množství otvorů 102 může ovlivňovat rychlost tvorby pěny a její kvalitu. Poměrně malý počet poměrně * ·· · ···· • · ··« · « · · • · · · · ······ • · · · · · · · · · ···· ···· ·· ·· ·· ·· velkých otvorů 102 má tendenci zkracovat dobu potřebnou k vytvoření pěny, ale tvoří poměrně velké pěnové bublinky s průsvitným vzhledem. Na druhé straně, poměrně větší počet relativně menších otvorů 102 bude mít tendenci zmenšovat velikost bublin, čímž se zvyšuje krémovost pěny a její opacita, ale na úkor zvyšování doby k vytvoření pěny. Přednostní kvalitu a rychlost tvorby pěny poskytují otvory mezi asi 4 a asi 100 otvory na čtvereční palec (6,45 cm²).

Další přednost se pochopí, když bude první vrstva 100 děrována. Jak je znázorněno na Obr. 5B, navíc k formování zvýšených hřebenů 120, roztažení za mokra první vrstvy 100 okolo otvorů 102 formuje to co může být nejlépe popsáno jako hroty 106, či povrchové nepravidelnosti formované otvory 102. Hroty 106 poskytují přidanou texturu povrchu ubrousku 22 na straně děrované první vrstvy 100. Tato přidaná textura může být upravena podle potřeby upravením velikosti a rozmístěním otvorů 102.

Obr. 3 rovněž znázorňuje další variantu uspořádání spojených a nespojených oblastí. Ve znázorněném ztvárnění jsou spojené oblasti 110 celkově paralelní, od sebe rozmístěné oblasti, jež se protahují podél v podstatě celé délky výrobku 20 a definují celkově paralelní, od sebe rozmístěné nespojené oblasti 114 první vrstvy 100. Na Obr. 3 se nespojené oblasti 114 protahují podél v podstatě celé délky výrobku 20. Adhezivum označené referenční číslicí 300 na Obr. 1 a 2, může být použito k připojení první vrstvy 100 k druhé vrstvě 200.

V současné době přednostní ztvárnění, ubrousek 20 tohoto vynálezu zahrnuje první vrstvu děrovaného celulózového papíru připojenou k syntetickému netkanému materiálu ve spojité sítí vzájemně se protínajících linií, definujících kosočtvercově tvarované nespojené oblasti. Toto spojení materiálů a způsobu φφφφ φφφφ spojení a vzoru zajišťuje přednostní ubrousek, jenž vykazuje po navlhčení zvětšenou texturu a objem na jedné straně, při současném udržování si relativně hladké měkkosti na druhé straně, a má hmatnost za mokra větší než za sucha.

Navíc k výše uvedenému popisu bylo zjištěno, že dodatečný krok zpracování obsahující zahřívání podkladu po spojování, dále zlepšuje texturu a objem, stejně jako celkové estetické kvality ubrousku. Bez vázání teorií se má za to, že postup zahřívání působí, že se termoplastické adhezivum stahuje, čímž dále působí deformaci z roviny (směr Z) první vrstvy, stejně jako druhé vrstvy. Stahováním se v rovině utíracího ubrousku dochází u obou vrstev ke zvýšení hmatnosti ve směru Z, dodávajícím zvýšené celkové hmatnosti příjemný vzhled prošívaného stehu.

Například, ubrousek efektivně spojený pomocí ethylenvinylacetátového (zde dále EVA) teplotavného adheziva (jedním vhodným ahezivem je teplotavné adhezivum komerčně k dostání jako H1382-01 od firmy Ato-Findley Adhesives of Wauwatosa, Wisconsin), se může zvětšit v tloušťce mezi 10-20% po zpracování teplem po laminování. V tomto případě je nanášeno vhodné teplotavné adhezivum a výsledný výrobek je ochlazen na pokojovou teplotu. Pak může být provedeno zpracování teplem, například, zvýšením teploty na asi 100 stupňů Celsia po dobu 20 minut je postačující k iniciaci kontrakce (stahování) polymerové sítě. Bez přání být vázáni teorií se má za to, že aby byl tento postup efektivní, vzor spojování musí být spojitou či v podstatě spojitou sítí. Samostatná místa spojení se nemusí dostatečně stahovat aby zlepšily vzhled daného výrobku.

·· ·· • · · · ·· · · » · · • · · · · · · · ·

PRVNÍ VRSTVA:

Odkazuje podrobněji na složky výrobku 20, vhodné materiály k formování první vrstvy 100 mohou obsahovat zhuštěné (například krepováním), mokrým postupem ložené papírové struktury. Jiné vhodné materiály mohou obsahovat tkané materiály, netkané materiály, pěny, rouna a podobně.

První vrstva 100 by měla být sestavena tak, aby měla roztažnost za mokra alespoň 4 procenta, přednostně alespoň asi 10 procent, a přednostněji alespoň asi 20 procent. V jednom ztvárnění má první vrstva roztažnost za mokra alespoň asi 25 procent. Přednostně je rozdíl mezi roztažností za mokra první vrstvy a roztažností za mokra druhé vrstvy (roztažnost za mokra druhé vrstvy odečtená od roztažnosti za mokra první vrstvy) alespoň asi 4 procenta, přednostně alespoň asi 10 procent a přednostněji alespoň asi 25 procent.

Vlákna či filamenty první vrstvy 100 mohou být přírodní (například vlákna na bázi celulózy jako vlákna dřevěné buničiny, bavlněné lintry a bagasová vlákna) nebo umělá (např. polyolefiny, polyamidy či polyestery) anebo jejich kombinace.

V jednom přednostním ztvárnění zahrnuje první vrstva 100 za mokra loženou papírovou strukturu celulózových vláken dřevěné buničiny, jež je zhuštěna o alespoň asi 4 procenta, přednostně alespoň asi 10 procent a přednostněji alespoň o asi 20 procent, krepováním za sucha. Na Obr. 4 je znázorněna děrovaná první vrstva 100 zahrnující krepové hřebeny 105 odpovídající zhuštění první vrstvy 100. Na Obr. 1-4 je uveden podélný směr (MD) a příčný směr (CD) dané struktury. Podélný směr odpovídá směru výroby papírové struktury (pásu) první vrstvy 100. Krepové hřebeny 105 jsou celkově kolmo • · * · · · • · · · · · ········ ·· »· k podélnému směru a celkově rovnoběžné k příčnému směru papírové struktury první vrstvy 100.

Papírová struktura první vrstvy 100 může mít plošnou váhu mezi asi 15 až 65 gramy na čtvereční metr. V přednostním ztvárnění je plošná váha první vrstvy 100 mezi asi 25 až asi 45, v přednostnějším ztvárnění je plošná váha mezi asi 32 až asi 35 gramy na čtvereční metr.

Bez přání být vázáni teorií se má za to, že pevnost papíru může významně změnit celkový vzhled dokončeného výrobku. Množství krepů v první vrstvě je přímo úměrné velikosti planárního roztažení a tím velikosti hmatnosti generované po navlhčení. Avšak, jestliže je pevnost za mokra papírového výrobku nedostatečná, vybouleniny se mohou zhroutit a formovat více vrásněný výrobek s menší hmatnosti. Tudíž, jak krep, tak pevnost za mokra mohou být upraveny aby poskytovaly velikost textury založenou na zamýšleném použití daného výrobku. Měření průtlaku za mokra byla prováděna zkoušečkou průtlaku Thwing-Albert, číslo modelu 1300-77, která testovala špičkové zatížení plně navlhčeného podkladu. Test používal průměr koule 0,5 palce (1,27 cm) rychlost koule 5 palců (12,7 cm)/min., a upíná vzorek testu okolo kruhu s průměrem 3,5 palce (8,89 cm) kolmo k pohybu koule. Pevnosti v protlačení při špičkovém zatížení za mokra jsou mezi 100 a 1200 gramy na dílčí vrstvu, přednostněji mezi 400 a 700 gramy a nejpřednostněji mezi 500 a 600 gramy.

V přednostnějším ztvárnění první vrstva 100 zahrnuje děrovanou za mokra loženou papírovou strukturu celulózových vláken dřevěné buničiny. V první vrstvě 100 mohou být formovány otvory 102 jakýmkoli vhodným způsobem. Například, otvory 102 by mohly být formovány v první vrstvě 100 během formování papírové struktury této první vrstvy 100 či • · • * · · · « • · · · ·· · · · · · • · · · · ···· • · · · · ····»· • · · · · · · · · · ···· ···· *· »· ·· ·· alternativně, potom co je papírová struktura první vrstvy 100 vyrobena. V jednom ztvárnění je papírová struktura první vrstvy 100 vyrobena podle učení jednoho či více následujících patentů USA, jež jsou zde zapracovány odkazem: US 5 245 025, udělen 14. září 1993, Trokhan et al.; US 5 277 761, udělen 11. ledna 1994, Phan et al.; a US 5 654 076, udělen 5. srpna 1997, Trokhan et al.. Zejména patent US 5 277 761, ve sloupci 10, popisuje formování papírové struktury mající otvory.

Před navlhčením první vrstvy může mít krepová první vrstva 100 mezi asi 4 a asi 300 otvory 102 na čtvereční palec (6,45 cm²) a přednostně mezi asi 4 a asi 100 otvory 102 na čtvereční palec (6,45 cm²). Navlhčení krepové papírové struktury působí, že tato, když není omezena, se rozšiřuje v alespoň jednom směru jako je podélný směr, takže počet otvorů 102 na čtvereční palec (6,45 cm²) po navlhčení může být menší než počet otvorů na čtvereční palec před navlhčením. Podobně, když jsou otvory formovány v papírové struktuře a papírová struktura je následně krepována, počet otvorů na čtvereční palec před krepováním bude menší než počet otvorů na čtvereční palec po krepování. Podle toho se odkazy na rozměry papírové struktury týkají rozměrů po krepování a před navlhčováním.

Otvory 102 mohou zahrnovat mezi asi 15 a asi 75 procenty celkového povrchu první vrstvy 100. Otvory znázorněné na Obr. 4 jsou nakupeny bilaterálně (jak v podélném, tak v příčném směru) v opakujícím se, nenahodilém vzoru. V jednom ztvárnění první vrstva 100 zahrnuje papírovou strukturu za sucha krepovanou 30 procenty (30 procent zhuštění) s větší než asi 25 procentní roztažností za mokra, a má od asi 40 do asi 50 otvorů 102 na čtvereční palec (6,45 cm²), otvory 102 mají délku 103 (Obr. 4) od asi 0,10 do asi 0,18 palce (2,54 až

4,57 mm) a šířku 104 oč asi 0,07 do asi 0,015 palce (1,7 až »· ···*

Μ 99

• · 9 • · ·

9 9 • · · ·

9 99

3,8 mm) a vzdálenost mezi otvory 106 asi 0,05 do asi 0,08 palce (1,27 až 2 mm).

Papírová struktura je vyráběna nejprve formováním vodnatého materiálu na výrobu papíru. Tento materiál zahrnuje papír formující vlákna a může dále obsahovat různé přísady. Je zde zapracován odkazem patent US 5 223 096, udělený 29. června 1993, Phan et al., pro účel popisu různých dřevitých buničin a přísad pro výrobu papíru.

Vhodná papírová struktura pro výrobu první vrstvy 100 může být vyráběna podle následujícího popisu. Materiál k výrobě papíru je připraven z vody a vysoce rafinované sulfátové buničiny odvozené ze severních měkkých dřevin (NSK), materiál má vláknitou konsistenci asi 0,2 procent (suchá váha vláken děleno celkovou vahou materiálu se rovná 0,002). Je přidána přísada pro pevnost za sucha jako je karboxymethylcelulóza (CMC) ke 100% materiálu NSK, v množství asi 5 liber (2,27 kg) tuhého CNC na tunu suchých, papír formujících vláken. Přísada pro pevnost za mokra jako je Kymene 557H (k mání od Hercules, lne. of Wilmington, Del.) je přidána do materiálu k výrobě papíru v množství asi 28 liber 12.684 kg) tuhého Kymene na tunu suchých, papír formujících vláken.

Na Obr. 6 je materiál k výrobě papíru ukládán z nátokové skříně 500 papírenského stroje do formující části 600 za vláknité konsistence asi 0,2 procent. Formující část 600 je na Obr. 6 v podobě spojitého pásu. Kaše papír vyrábějících vláken je ukládána na formující část 600 a z kaše je odvodňována voda skrze formující část 600 a je formována vrstva počáteční fáze výroby z papír vyrábějících vláken, označených na Obr. 6 číslicí 543.

Obr. 7 znázorňuje část formovací části 600. Formovací část 600 má dva vzájemně protilehlé povrchy. Líce na Obr. 7

·* ·*«· • · » · • «•fc ·«·· • · · ·» ♦ · • « * · • · · · • · » * • · · ♦ ·♦ ·· je povrchem kontaktujícím formovanou strukturu papír vyrábějících vláken. Popis formovací části 600 je poskytnut ve výše odkazovaných patentech US čísel 5 245 025; 5 277 761 a 5 645 076.

Formovací část 600 má části omezení toku v podobě protuberancí (vyvýšenin) 659. Formovací část 600 zahrnuje uspořádání ve vzoru vyvýšenin 659 připojených k vyztužovací struktuře 657, jež může zahrnovat děrovanou část jako je tkané síto či jiný děrovaný rám. Výčnělky 659 se protahují nad vyztužovací strukturou 657.

Vhodná formovací část 600 má asi 37 vyvýšenin 659 na čtvereční palec (6,45 cm²) povrchu formovací části 600, s vyvýšeninami 659 pokrývajícími asi 35 procent povrchu formovací části 600, jak je vidět z Obr. 7, a tyto vyvýšeniny se protahují 0,0225 palce (0,647 mm) nad povrchem vyztužovací struktury 657. Vyvýšeniny mohou mít v podélném směru délku X asi 0,1511 palce (3,837 mm) a šířku v příčném směru Y asi 0,0924 palce (2,346 mm).

Vyztužovací struktura 657 je v podstatě tekutinou propustná, zatímco vyvýšeniny 659 jsou v podstatě tekutinou nepropustné. Podle toho, když se tekutina v materiálu výroby papíru odvodňuje skrze formovací část, papír vyrábějící vlákna jsou zadržována na vyztužovací struktuře 657, ponechávajíce v počáteční struktuře 543 otvory odpovídající celkově ve velikosti, tvaru a umístění velikosti, tvaru a umístění vyvýšenin 659.

Vraceje se zpátky k Obr. 6, počáteční struktura 543 je přenášena na tradiční odvodňovací pás 550 s pomocí vakuové sběrací patky 560. Struktura 543 je přenášena na plsť 550 za konsistence vláken asi 4 procenta. Struktura 543 je nesena na plsti 550 do svěru 570 mezi vakuovým tlačným válcem 572 a válcem 575 sušičky Yankee. Struktura 543 je sušena na bubnu

575 Yankee na vláknitou konsistenci asi 96 procent, v kterémžto bodě je tato struktura krepována od bubnu 575 Yankee pomocí škrabákového nože 557, majícího sklon sešikmení asi 25 stupňů a úhel dopadu asi 81 stupňů. Struktura je pak navíjena na cívku v rychlosti (délkové stopy, asi 30 cm, za vteřinu), jež je o 25 procent pomalejší než rychlost povrchu bubnu sušičky Yankee (rychlost cívky se rovná 0,75 rychlosti Yankee), aby se struktura zhutnila o asi 25 procent. Zhuštěná struktura pak může mít plošnou váhu asi 33 gramů na čtvereční metr a tloušťku asi 12 až 13 tisícin palce (0,30 až 0,33 mm), jak je měřena s omezovacím tlakem 95 gramů na čtvereční palec (6,45 cm²) a zatěžovací patkou mající průměr 2 palců (5,08 cm). Výsledná zhuštěná struktura může být použita k formování první vrstvy 100 mající roztažnost za mokra alespoň asi 25 procent.

DRUHÁ VRSTVA:

První vrstva 100 je připojena k druhé vrstvě 200 aby omezovala vybrané díly první vrstvy 100, když je tato první vrstva navlhčena. Druhá vrstva 200 má menší roztažnost za mokra než má první vrstva 100.

Vhodné materiály, z něhož může být druhá vrstva 200 formována, obsahují tkané materiály, netkané materiály, pěny, rouna a podobně. Zejména přednostní jsou netkané struktury mající vlákna či filamenty rozdělené nahodile jako ve vzduchem loženém postupu nebo jistých za mokra ložených postupech, či s nějakým stupněm orientace jako u jistých vzduchem ložených a mykacích postupů.

Jedním materiálem, z něhož může být druhá vrstva 200 formována, je netkaná struktura formovaná hydrosplétáním vláken. Vhodnou hydrosplétanou strukturou je netkaná, • · • · ···· ···· ········ ·· *· *· ·· hydrosplétaná struktura, zahrnující asi 50% váhy vlákna umělého hedvábí a asi 50% váhy polyesterových vláken, a mající plošnou váhu asi 62 gramů na čtvereční metr. Vhodná, netkaná, hydrosplétaná struktura je komerčně k dostání od PGI Nonwowens of Benson, N.C., pod označením Chicopee 9931.

SPOJOVÁNÍ:

Zvolené části první vrstvy 100 jsou připojeny přímo (či nepřímo přes třetí komponent) ke druhé vrstvě 200 v předem stanoveném vzoru a poskytují množství spojených a nespojených oblastí první vrstvy 100. Na Obr. 1-3 jsou spojené oblasti označeny jako 110 a nespojené oblasti jako 114. Každá první 100 a druhá vrstva 200 mohou mít podélný směr a první a druhá vrstva může být spojena tak, že podélný směr první vrstvy je celkově paralelní k podélnému směru druhé vrstvy.

První vrstva 100 a druhá vrstva 200 mohou být spojeny použitím jakéhokoli vhodného způsobu obsahujícího, ale neomezeného na, adhezní spojování, mechanické spojování, tepelné spojování, mechanicko-tepelné spojování, spojování pomocí ultrazvuku, a jejich kombinace. V zejména přednostním ztvárnění je adhezivum nanášeno tiskovými způsoby jako je hlubotisk, reverzní hlubotisk, síťový tisk, flexografický tisk a podobně. V jednom přednostním ztvárnění může být teplotavné adhezivum EVA síťově tištěno mřížkovým vzorem, jak je to znázorněno na Obr. 1. Vhodný síťový tiskací přístroj je ITW Dynatec, Model SP-117. Vhodným sítem pro toto tiskací zařízení je síť (mřížka) Galvano se 40 oky, vyráběná Rothtec Engraving Corp., New Bedford, MA.

Adhezivum je přednostně ve vodě nerozpustné, takže výrobek 20 může být navlhčován vodou bez oddělování od sebe první a druhé vrstvy. Adhezivum je rovněž tolerantní vůči • · • · povrchovému aktivnímu činidlu. Tolerancí vůči povrchovému aktivnímu činidlu se rozumí, že spojovací charakteristiky adheziva nejsou degradovány přítomností povrchových činidel. Vhodná adheziva obsahují na EVA (ethylenvinylacetátu) založená teplotavná adheziva. Jedním vhodným adhezivem je teplotavné adhezivo komerčně k mání jako H1382-O1 od Ato Findley Adhesives of Wauwatosa, Wisconsin.

S odkazem na Obr. 1 a 2, teplotavné adhezivum může být aplikováno na netkanou druhou vrstvu 200 ve spojité síti, definující přerušovanou mnohost nespojených oblastí 114. V jednom přednostním ztvárnění, jak je uvedeno na Obr. 1, je adhezivum použito jako paralelní, od sebe rozmístěné linie v prvním směru, protínané paralelními, od sebe rozmístěnými liniemi ve druhém směru. Protínající se linie formují kosočtvercově tvarované vzory nespojených oblastí v konečném ubrousku. Ve ztvárnění na Obr. 1 může být teplotavné adhezivum aplikováno v liniích majících šířku asi 0,01 palce (0,25 mm) až asi 0,5 palce (12,7 mm), přednostně asi 0,05 do asi 0,07 palce (1,27 až 1,77 mm). Mezery mezi přilehlými liniemi adheziva mohou být asi 0,2 palce (5,08 mm) do asi 2,0 palce (50,8 mm), přednostně asi 0,4 až asi 0,6 palce (10,16 až 15,24 mm).

V přednostním ztvárnění, ve výsledném laminátu majícím spojitou síť může mnohost nespojených oblastí mít průměrnou hmatnost za sucha asi 27,8 tisícin palce (0,028 palce, t.j. 0,71 mm), průměrnou hmatnost za mokra asi 39,39 tisícin palce (0,039 palce, t.j. 0,99 mm), a poměr hmatnosti za mokra/za sucha asi 1,42. Hmatnost za sucha, za mokra a poměr hmatnosti za mokra/za sucha jsou popsány níže v Poměru hmatnosti za mokra/za sucha.

Odkazuje na Obr. 3, dané teplotavné adhezivum může být nanášeno na netkanou druhou vrstvu 200 v pásech, jež se • · φ φ φφφφ ·· φ φ • φ e · φφφφ • φ φ · φφφφ • · φ · · φ φ φ φ φ φ • φ φφφφ φφφφ φφφφ φφφφ ΦΦ ·· ·· ·· protahují celkově paralelně k podélnému směru netkané druhé vrstvy 200. Teplotavné adhezivo může být nanášeno v proužcích 310, majících šířku W (Obr. 3) asi 0,125 palce až asi 1 palec (3,174 až 25,4 mm). Mezera D mezi přilehlými adhezními proužky může být asi 0,125 palce až asi 2 palce (3,174 až 50,4 mm). Na Obr. 3 jsou znázorněny čtyři proužky 310A, 310B, 310C a 310D.

Při nanášení jako paralelní proužky, linie či pásy, může být adhezivum nanášeno na netkanou druhou vrstvu 200 použitím štěrbinového nanášecího zařízení. Vhodným nanášecím zařízením je tavící zařízení Nordson, Serie MX, s výtlačnou hlavou komerčně k mání od Nordson Company of Norcross, Ga. Výše zmiňované adhezivum H1382-01 může být nanášeno na druhou vrstvu 200 za teploty asi 350°F (176°C), v úrovni nanášení asi 0,03 gramů adheziva na čtvereční palec (6,45 cm²). Okamžitě po nanesení adheziva na netkanou druhou vrstvu 200 mohou být tato netkaná druhá vrstva 200 a papírová první vrstva 100 spojeny dohromady stlačením dvou vrstev 100 a 200 dohromady s adhezivem uspořádaným mezi první vrstvou 100 a druhou vrstvou 200. Jedním vhodným prostředkem pro tlačení těchto dvou vrstev dohromady je jejich průchod svěrem zformovaným mezi dvěmi válci, s válci zatíženými k zajištění přiměřeného svěrového tlaku pro spojování.

V přednostním ztvárnění výsledný laminát první a druhé vrstvy může mít průměrnou hmatnost za sucha asi 28,5 tisícin palce (0,0285 palce,t.j. 0,723 mm), průměrnou hmatnost za mokra asi 32,1 tisícin palce (0,0321 palce,t.j. 0,81 mm), a poměr hmatnosti za mokra/za sucha asi 1,1. Hmatnost za sucha, za mokra a poměr hmatnosti za mokra/za sucha jsou měřeny jak je popsáno níže v části Poměr hmatnosti za mokra/za sucha.

• · · · • · φ · · · « φ φ · · « • · · · · · · • φ · · ♦ · · φ· Φ· ·· ··

TEST ROZTAŽNOSTÍ za mokra

Roztažnost za mokra vrstvy jako je první vrstva 100 a druhá vrstva 200 je určena použitím následujícího postupu. Vzorky jsou kondicionovány před testováním po dobu dvou hodin při 70°F (asi 21°C) a relativní vlhkosti 50 procent.

Nejprve je určen směr největší roztažností za mokra v rovině dané vrstvy. U suchých krepových papírových struktur bude tento směr paralelní k podélnému směru a celkově kolmý ke krepovým hřebenům.

Pokud nebude směr největší roztažností za mokra znám, směr může být určen vyříznutím sedmi vzorků z listu materiálu s délkami vzorků orientovanými mezi 0 a 90 stupni, včetně, se zřetelem na referenční linii nakreslenou na listu materiálu. Vzorky jsou pak měřeny jak je stanoveno níže, k určení směru největší roztažností za mokra.

Jakmile je směr největší roztažností za mokra stanoven, je nařezáno 8 vzorků s délkou asi 7 palců (17,78 cm), měřenou paralelně ke směru největší roztažností za mokra, a šířkou alespoň jednoho palce (2,54 cm). Vzorky jsou vyříznuty z nespojených částí vrstev 100 a 200 či, jestliže nespojené části s těmito rozměry nemohou být z výrobku 20 vyříznuty, vzorky jsou pak vyříznuty z vrstev 100 a 200 před spojením těchto vrstev dohromady. Na každý vzorek jsou umístěna dvě označení, např. inkoustovým perem, od sebe 5 palců (12,7 cm) jak měřeno paralelně ke směru největší roztažností za mokra. Tato délka 5 palců je počáteční délkou vzorku v testu za sucha.

Každý vzorek je důkladně navlhčen ponořením vzorku do destilované vody v lázni po dobu 30 vteřin. Každý vzorek je vyjmut z vodní lázně a okamžitě podpírán aby visel kolmo, aby linie procházející dvěmi označeními byla celkově kolmá. Mokrý • · • · · · ·· ·· • - « · · · · · · ♦· · • * * * *·*··· • · ···· ···· ··«· ···# ·<* *· ·· ·· vzorek je podpírán tak, že podpěra rušivě nepůsobí do roztahování mezi dvěma označeními (např. sponkou, jež nekontaktuje vzorek mezi dvěmi označeními). Délka vzorku v testu za mokra je vzdálenost mezi dvěmi označeními. Tato vzdálenost se měří do 30 vteřin od vyjmutí vzorku z vodní lázně.

Pro každý vzorek je vypočítáno procentní roztažení za mokra jako:

roztažení vzorku za mokra =(délka v testu za mokra-počáteční délka v testu za sucha)/(počáteční délka v testu za sucha) x 100.

Například, pro měřenou délku v testu za mokra 6,5 palce (16,51 cm) a počáteční délku v testu za sucha 5,0 palců (12,7 cm), je roztažení za mokra: ((6,5-5)/5) x 100 = 30%.

Roztažnost za mokra vzorků je průměrem 8 vypočítaných hodnot roztažení vzorku za mokra.

POMĚR HMATNOSTI ZA MOKRA VŮČI HMATNOSTI ZA SUCHA:

Poměr hmatnosti (tloušťky) za mokra vůči hmatnosti za sucha se měří použitím elektronické zkoušečky tloušťky, Model II, od Thwing-Albert Instrument Co., použitím následujícího postupu. Vzorky jsou kondicionovány před testováním po dobu dvou hodin při 70°F (asi 21°C) a relativní vlhkosti 50 procent.

Hmatnost za sucha výrobku 20 je měřena použitím omezovacího tlaku 95 gramů na čtvereční palec (6,45 cm²) a zatěžovací patky s průměrem 2 palců (5,08 cm). Hmatnost za sucha je měřena pro osm vzorků. Pro každý vzorek je měřena hmatnost se zatěžovací patkou vystředěnou na nespojené oblasti první vrstvy 100. Osm měření hmatnosti je zprůměrováno a poskytnuta průměrná hmatnost za sucha.

• · • · « » · · 1 • · <

I · · <

• · · ·

Každý vzorek je potom navlhčen ponořením do lázně destilované vody po dobu 30 vteřin. Pak je vyjmut z lázně a odkapán kolmým zavěšením po dobu 5 vteřin. Hmatnost vzorku za mokra se měří do 30 vteřin po vyjmutí vzorku z lázně. Hmatnost za mokra se měří ve stejném místě, v němž byla předtím měřena hmatnost za sucha. Osm měření hmatnosti za mokra je zprůměrováno a poskytnuta průměrná hmatnost za mokra. Poměr hmatnosti za mokra vůči hmatnosti za sucha je průměrná hmatnost za mokra dělená průměrnou hmatnosti za sucha.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Jednorázový utírací ubrousek s několika vrstvami, vyznačující se:

   děrovanou první vrstvou, přednostně krepovou papírovou strukturou, při navlhčení první vrstvy je tato vrstva roztažná v rovině první vrstvy; a druhou vrstvou, přednostně netkanou strukturou, druhá vrstva je při navlhčení méně roztažná než první vrstva;

   v němž jsou vybrané díly první vrstvy připojeny, přednostně adhezním spojením, k druhé vrstvě k bránění roztahování za mokra první vrstvy v rovině první vrstvy.
2. 2. Výrobek dle nároku 1,vyznačující se tím, že první vrstva má roztažnost za mokra alespoň asi 4 procenta, přednostně alespoň asi 10 procent, přednostněji alespoň asi 20 procent, a ještě přednostněji alespoň asi 25 procent.
3. 3. Výrobek podle nároků 1 či 2, vyznačující se tím, že rozdíl mezi roztažnosti první vrstvy za mokra a roztažnosti druhé vrstvy za mokra je alespoň asi 4 procenta, přednostně alespoň asi 10 procent, a přednostněji alespoň asi 25 procent.
4. 4. Výrobek podle jakéhokoli z nároků 1-3, vyznačující se tím, že vybrané díly první vrstvy jsou adhezně připojeny k druhé vrstvě a poskytují množství od sebe rozmístěných spojených oblastí a množství od sebe rozmístěných nespojených oblastí.

   • · · ·
5. 5. Výrobek podle jakéhokoli z nároků 1-4, vyznačující se tím, že vybrané díly první vrstvy jsou adhezně připojeny k druhé vrstvě a poskytují spojenou oblast se spojitou sítí, vymezující množství samostatných nespojených oblastí.
6. 6. Výrobek podle jakéhokoli z nároků 1-5, vyznačující se tím, že poměr hmatnosti (tloušťky) za mokra k hmatnosti za sucha je větší než asi 1,0 a přednostně větší než asi 1,4.
7. 7. Výrobek podle jakéhokoli z nároků 1-6, vyznačující se dále prostředkem na vytváření mýdlové pěny.
8. 8. Jednorázový utírací ubrousek s několika vrstvami, v yznačující se:

   celulózovou první vrstvou, když je první vrstva navlhčena je tato vrstva roztažná v rovině první vrstvy; a syntetickou netkanou druhou vrstvou, druhá vrstva je při navlhčení méně roztažná než první vrstva;

   v němž jsou vybrané díly první vrstvy připojeny k druhé vrstvě k bránění roztahování za mokra první vrstvy v rovině první vrstvy.
9. 9. Výrobek dle nároku 8, vyznačující se tím, že vybrané díly první vrstvy jsou adhezně připojeny k druhé vrstvě a poskytují spojenou oblast se spojitou sítí, vymezující množství samostatných nespojených oblastí.

   • ♦
10. 10. Způsob výroby jednorázového utíracího ubrousku s několika vrstvami, vyznačující se následujícími kroky:

    zajištěním první vrstvy, přednostně děrované krepové papírové struktury, když je první vrstva navlhčena je tato vrstva roztažná v rovině první vrstvy; a zajištěním druhé vrstvy, přednostně netkané struktury, druhá vrstva je při navlhčení méně roztažná než první vrstva;

    připojováním vybraných dílů první vrstvy k druhé vrstvě tak, že po navlhčení je bráněno roztahování první vrstvy za mokra v rovině první vrstvy.