EA015225B1

EA015225B1 - Способ и устройство для соединения слоев, образующих абсорбирующий лист

Info

Publication number: EA015225B1
Application number: EA200900460A
Authority: EA
Inventors: Сэбастиен Жанно; Бенуа Хёфт; Пьер Пробст
Original assignee: Джорджия - Пасифик Франс
Priority date: 2006-09-27
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2011-06-30
Also published as: DE602007004512D1; WO2008037878A2; FR2906184B1; ES2339509T3; EA200900460A1; WO2008037878A3; EP2069136B1; US20120103553A1; CA2663073C; PT2069136E; US20100006247A1; CA2663073A1; US8114250B2; FR2906184A1; ATE455642T1; US8323453B2; DK2069136T3; EP2069136A2; MX2009002839A

Abstract

Изобретение относится к способу бесклеевого соединения по меньшей мере двух слоев (5, 6) абсорбирующей бумаги путем прижимной прикатки. Способ включает тиснение по меньшей мере одного, первого, листа (5) в соответствии с узором тиснения путем прогона между первым цилиндром (2) и цилиндром (4), снабженным резиновым покрытием, последующее соединение с упомянутым первым слоем (5) по меньшей мере одного, второго, слоя (6) путем совместного прогона упомянутых слоев (5, 6) между первым рельефированным стальным цилиндром (2), имеющим ось CC', и по меньшей мере одним первым рядом гладких малых соосных цилиндров (1), имеющих ось XX', и последующий прогон между упомянутым первым цилиндром (2) и вторым рядом гладких малых соосных цилиндров (3), имеющих ось YY', причем оси CC', XX' и YY' горизонтальны и параллельны. Кроме того, изобретение включает также устройство для осуществления этого способа.

Description

Изобретение относится к области абсорбирующих бумажных материалов на основе алигнина, предназначенных для гигиенических целей или для бытового применения, в качестве примеров могут быть названы туалетная бумага, бумажные полотенца, различного типа обтирочная бумага, бумажные салфетки и т.д.

Для получения такого рода изделий обычно используется алигнин, называемый также санитарногигиенической бумагой. Это абсорбирующая бумага, полученная в условиях влажности из волокон для производства бумаги, причем удельная (на единицу площади) масса этой бумаги невелика и находится в пределах 10-45 г/м². Она может содержать, если это целесообразно с точки зрения предполагаемого назначения, в небольших количествах химические добавки. Она может быть получена путем сжатия неподвижного влажного листа на нагретом цилиндре большого диаметра, на котором лист высушивается и с которого он потом снимается с помощью металлического ножа, установленного перпендикулярно направлению вращения цилиндра. Цель этой операции состоит в крепировании листа, который приобретает рифление, ориентированное перпендикулярно направлению перемещения. Крепирование придает листу некоторую эластичность и одновременно увеличивает толщину листа и улучшает его тактильные свойства.

В другом известном способе получения такого рода изделий на первой стадии сквозь лист прогоняют поток горячего воздуха с целью его высушивания, по меньшей мере, частичного. Затем лист может подвергаться или не подвергаться крепированию.

Обычно полученный таким способом лист затем подвергается соединению с другими листами с образованием слоев и получением конечного продукта, представляющего собой абсорбирующую бумагу.

Т.е. соединение совокупности слоев может быть выбрано в тех случаях, когда преследуется цель придать бумаге особые свойства, такие как толщина, мягкость или пухлость.

Упомянутое соединение может быть осуществлено химическими средствами, например, путем адгезионного связывания, или же оно может быть механическим.

Что касается адгезионного связывания, то известны такие способы, как нанесение на всю поверхность или часть поверхности одного из слоев клеевой пленки и приведение этой поверхности в контакт с поверхностью по меньшей мере одного из остальных слоев.

Этот способ соединения требует включения в производственную линию дополнительного специального оборудования, что сопряжено с расходами и дополнительными техническими трудностями. Кроме того, клей сам по себе дорог, загрязняет цилиндры узла тиснения и может придать нежелательную жесткость конечному продукту, мягкость которого также понизится из-за присутствия клея. Эти недостатки убедили некоторых производителей в том, чтобы сделать выбор в пользу механических средств соединения слоев.

В этом случае соединение слоев выполняется путем прикатки или сдавливания на фазе совмещения.

Процесс прикатки обычно предполагает сдавливание слоев, подлежащих соединению, между прикаточным колесом (или колесом, поверхности которого придана определенная рельефность) и гладким цилиндром.

Каждая полоса прикатки, таким образом, соответствует ширине прикаточного колеса. Эти полосы могут образовывать на листе декоративный узор.

В качестве иллюстрации можно привести патент США 3377224, в котором описывается абсорбирующая бумага, получаемая таким способом. Однако значительным недостатком этого способа является то, что в неприкатанных зонах бумага расслаивается, поскольку прикатка затрагивает очень ограниченную ширину.

Кроме того, применимость прикатки для соединения слоев наталкивается на ограничения в тех случаях, когда преследуется цель получения узоров, охватывающих всю ширину листа. Т.е., если даже расположить прикаточные колеса бок о бок в большом количестве, обеспечив, таким образом, большое количество полос прикатки, все равно останутся неприкатанные зоны.

В публикации ЕР1362953 иллюстрируется на конкретном примере способ и устройство, использующие операцию прикатки. Главное отличие этого способа от основного, описанного выше, в том, что соединение слоев осуществляется по широким параллельным полосам (в направлении перемещения рабочих органов устройства) на листе, а также в том, что с целью одновременного получения водяного знака по меньшей мере на одну из поверхностей листа наносится пленка из добавки, например, масляная пленка.

Кроме того, процесс прикатки как таковой создает проблемы с точки зрения заметности рельефного узора, если таковой существует, поскольку, как известно, при прикатке рельефный узор, нанесенный на лист, разрушается.

Кроме того, если прикаточные колеса используются в большом количестве, то их установка и/или закрепление затрудняет и усложняет производственный процесс.

Известны также публикации ЕР1533112 и ЕР 0672402, в которых описываются способы и устройства для соединения совокупности слоев, составляющих абсорбирующую бумагу, причем соединение осуществляется путем прикатки слоев, которые под определенным давлением прогоняются между по меньшей мере одним рядом рельефированных прикаточных колес, несущих различные узоры, и опорным или

- 1 015225 стыковочным цилиндром

Эти решения эффективны, однако не лишены недостатков, заключающихся, в частности, в том, что касается зон (полос) между при-каточными колесами, поскольку, опять же, лист здесь не подвергается сжатию, и соединения составляющих его слоев в этих местах не происходит. Таким образом, листы абсорбирующей бумаги имеют более-менее широкие полосы, на которых или не соединены слои, или отсутствует узор.

Кроме того, эти известные решения накладывают ограничения в отношении рельефного узора, обеспечиваемого прикаточными колесами, если требуется получить равномерный узор по всей ширине цилиндра.

Т. е., когда после такого соединения нарезают рулоны для получения готового изделия (многоцелевого полотенца, туалетной бумаги и т.п.) и в рельефе имеются разрывы (зоны без рельефа), места разрезов обязательно должны совпадать с этими разрывами в рельефе, что требует очень точной установки (со строгими допусками) режущего инструмента.

Таким образом, существует потребность в технологии, обеспечивающей легкое и быстрое производство, на промышленной основе, многослойных листов, состоящих из абсорбирующей бумаги, так чтобы слои были соединены сдавливанием, без применения адгезива.

Предметом изобретения является способ бесклеевого соединения по меньшей мере двух слоев абсорбирующей бумаги, путем сдавливания, характеризующийся тем, что он предусматривает придание по меньшей мере одному, первому, слою рельефа, соответствующего некоторому рельефному узору, путем прогона между первым цилиндром и цилиндром, снабженным наружным резиновым покрытием, последующее соединение по меньшей мере одного, второго, слоя с упомянутым первым слоем путем прогона этих слоев между первым стальным цилиндром, снабженным рельефом (рельефированный цилиндр) и имеющим ось СС', и по меньшей мере одним, первым, рядом соосных цилиндров меньшего размера с гладкой наружной поверхностью (гладкие малые цилиндры), имеющих общую ось XX', а затем между упомянутым первым цилиндром и вторым рядом соосных малых гладких цилиндров, имеющих общую ось ΥΥ', причем упомянутые оси СС' XX' и ΥΥ' горизонтальны и параллельны.

Таким образом просто, надежно и с удовлетворительной с точки зрения промышленного производства скоростью обеспечивается высококачественное соединение совокупности слоев.

Соединение осуществляется частично или полностью по узору рельефированного цилиндра, равномерно по всей ширине слоев, подлежащих соединению.

Согласно изобретению, упомянутые малые цилиндры каждого ряда отделены друг от друга в осевом направлении расстоянием, практически равным ширине одного такого цилиндра, и при рассмотрении от ряда к ряду расположены в шахматном порядке, причем перекрытие их габаритов по ширине в поперечном направлении составляет от 0,1 до приблизительно 10 мм, предпочтительно 1 мм.

Это позволяет получить регулярно распределенное соединение, в высокой степени однородное по всей ширине рулона, даже если он имеет относительно большую ширину.

По ширине не наблюдается ни морщин, ни расслоения. Поэтому нарезание на рулоны является беспроблемным, т.к. не требует высокой точности. Таким образом, может быть обеспечена более высокая, чем на предшествующем уровне техники, производительность.

Согласно одному из вариантов по меньшей мере один слой подвергается индивидуальному тиснению до соединения.

Объемом изобретения охватываются также такие варианты, при которых по меньшей мере один слой не подвергается индивидуальному тиснению до соединения.

Кроме того, угловое расстояние между осями XX' и ΥΥ', измеренное относительно оси СС' первого рельефированного цилиндра (2), составляет угол α, величина которого находится в пределах 10-180°.

С обеспечением преимущества слои прогоняют дополнительно под третьим рядом гладких малых цилиндров, взаимодействующих с упомянутым рельефированным цилиндром, т. е между третим рядом гладких цилиндров и рельефированным цилиндром.

С обеспечением преимущества все или некоторые из малых цилиндров выполнены индивидуально настраиваемыми по давлению, которое они оказывают на рельефированный цилиндр, и/или по своему осевому и/или «псевдоосевому» размещению, как это будет объяснено далее.

Модулярное строение и индивидуальная настройка прикаточных колес (т.е., малых цилиндров) обеспечивает возможность равномерного распределения нагрузки по ширине, независимо от размера, особенно, когда рельефированный цилиндр имеет прогиб в средней части.

С обеспечением преимущества слои, подлежащие соединению, на протяжении всех стадий предлагаемого способа и в промежутках между этими стадиями размещаются вплотную к рельефированному цилиндру.

Кроме того, относительное расположение и установка цилиндра с резиновым покрытием, первого цилиндра и малых цилиндров таково, что контакт между первым цилиндром, который снабжен рельефом, и каждым из малых цилиндров, которые являются гладкими, осуществляется под давлением, величина которого находится в пределах от приблизительно 40 до приблизительно 250 Н/мм².

Кроме того, предметом изобретения является также устройство, предназначенное для осуществле

- 2 015225 ния предлагаемого способа и заявляемое в пп.11-14 формулы изобретения.

Прочие характеристики, признаки и преимущества изобретения станут понятнее из дальнейшего описания, которое носит иллюстративный, но ни в коем случае не ограничивающий характер, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

на фиг. 1 - схема, на которой показаны главные элементы, обеспечивающие осуществление предлагаемого способа;

на фиг. 2 в аксонометрии показано относительное расположение рельефированного цилиндра, гладких прикаточных колес и опорного цилиндра согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

Таким образом, соединение слоев абсорбирующей бумаги осуществляется посредством их последовательного прогона между первым рядом прикаточных колес, или гладких малых цилиндров 1, и рельефированным цилиндром 2 в области первого зажатия, а затем между вторым рядом прикаточных колес, или гладких малых цилиндров 3, и рельефированным цилиндром 2 (см. фиг. 1).

Наружный слой рельефированного цилиндра 2 может быть выполнен из стали, и его диаметр может составлять приблизительно 600 мм, а длина 2700 мм или даже 3400 мм.

Без выхода за пределы объема изобретения поверхностный слой рельефированного цилиндра 2 может быть закален.

Имеется также цилиндр 4, снабженный резиновым покрытием. Использована резина твердостью, например, в пределах 40-80 единиц Шор А (твердость по Шору А).

Оси вращения всех цилиндров 1-4 горизонтальны и параллельны.

Малые цилиндры 1, 3 (прикаточные колеса) могут быть выполнены из закаленной стали.

Преимущество обеспечивается при таком расположении цилиндров и рядов цилиндров (см. фиг. 1), когда оси рельефированного цилиндра 2 и цилиндра 4, снабженного резиновым покрытием (оси СС', АА'), находятся практически в горизонтальной плоскости, в то время как оси вращения малых цилиндров 1, 3 (оси ΧΧ',ΥΥ') расположены с угловым расстоянием α, измеренным относительно оси СС' (ось рельефированного цилиндра).

Угол α может составлять 10-180°, предпочтительно 90-150°.

Ряды малых цилиндров 1, 3 расположены в секторе, противолежащем тому, в котором расположен цилиндр 4, снабженный резиновым покрытием, благодаря чему легко и эффективно обеспечивается уравновешивание сил, действующих на рельефированный цилиндр 2.

Согласно варианту, иллюстрируемому на фиг. 1, первый слой (или группа слоев) 5 подвергается тиснению между цилиндром 4, снабженным резиновым покрытием, и рельефированным цилиндром 2.

Как объясняется ниже, узоры тиснения могут быть любыми: они могут быть непрерывными и однородными по всей ширине, но могут и не быть. Иначе говоря, узоры тиснения производитель может выбирать без ограничений.

Второй слой (или группа слоев) 6 подается (любыми известными средствами, которые здесь не показаны) в область зажатия между рельефированным цилиндром 2 и первым рядом прикаточных колес 1, где происходит его соединение с первым слоем (или группой слоев) 5.

Таким образом, соединение осуществляется в области выступов на рельефированном цилиндре на части поверхности слоев полосами, параллельными направлению прогона листов.

Это соединение осуществляется благодаря тому, что упомянутые два слоя после совмещения попадают в область зажатия между вторым рядом гладких малых цилиндров 3 и рельефированным цилиндром 2.

Гладкие малые цилиндры 3 имеют поперечное смещение относительно малых цилиндров 1 (см. фиг. 2 и фиг. 3), благодаря чему обеспечивается соединение по всей поверхности.

Преимущество обеспечивается при такой конструкции, когда имеется перекрытие (е) габаритов прикаточных колес, относящихся к смежным рядам, по ширине (см. фиг. 3). Величина этого перекрытия (е), согласно конкретным рекомендациям, составляет по меньшей мере 0,1 мм, предпочтительно приблизительно 1 мм. Разумный диапазон этой величины от 0,1 до 10 мм.

При таком смещении обеспечивается соединение по всей ширине листа без несоединенных зон и с некоторым допуском расположения каждого малого цилиндра.

Согласно изобретению, в области зон соединения достигается лучшая заметность узора тиснения, что представляет преимущество, поскольку давление, имеющее место между рельефированным цилиндром 2 и малыми цилиндрами 1, 3 в момент соединения создает в бумаге водяной знак.

Поэтому ограничения, присущие известным способам (особенно в отношении соединительного узора), в изобретении отсутствуют.

Узор тиснения может быть однородным по всей ширине на одном или более уровней, или же быть разным для разных параллельных полос.

Кроме того, второй слой (или группа слоев) 6, когда он приводится в контакт с первым слоем 5 в области зажатия между рельефированным цилиндром 2 и первым рядом малых цилиндров 1, может быть или не быть тисненым, и быть или не быть крепированным.

Кроме того, геометрические недостатки рельефированного цилиндра 2 и/или прикаточных колес 1,

- 3 015225 компенсируются применением индивидуально настраиваемых прикаточных колес, а именно, можно регулировать нагрузку от каждого прикаточного колеса 1,3 на рельефированный цилиндр 2, а также их расположение на осях ΧΧ',ΥΥ'.

Такая модульность настройки прикаточных колес непосредственно влияет на качество получаемого продукта.

С целью обеспечения вышеупомянутого перекрывания (е) каждое прикаточное колесо может быть смещено по оси вращения (ΧΧ',ΥΥ').

Кроме того, настраиваемой является параллельность или псевдоосевая установка каждого прикаточного колеса. Это предполагает настройку оси вращения каждого прикаточного колеса под углом относительно оси вращения рельефированного цилиндра 2.

Без выхода за пределы изобретения, ориентация узла может отличаться от иллюстрируемой и объясненной выше без изменения относительного расположения каждого из цилиндров или рядов цилиндров 1-4.

Преимуществом изобретения является то, что расположение основных элементов позволяет использовать один и тот же рельефированный цилиндр 2 как для тиснения по меньшей мере одного слоя, так и для соединения совокупности слоев накаткой.

Кроме того, согласно одному из вариантов, прикаточные колеса могут быть распределены по более чем двум, например, трем осям вращения, причем эти оси располагаются относительно рельефированного цилиндра 2 таким образом, что обеспечивается уравновешивание сил, действующих на последний. Слои при этом могут дополнительно прогоняться между третьим рядом гладких прикаточных колес и рельефированным цилиндром.

В порядке иллюстрации изобретения получали листы туалетной бумаги, состоящие из двух слоев абсорбирующей бумаги типа С.’\УР (СопуепИопа1 \¥с1 Ргезз), удельная (на единицу площади) масса которой равна 42 г/м². Один слой подвергался тиснению с образованием микровыступов с плотностью более 30 выступов/см² перед соединением, а другой слой подвергался тиснению между цилиндрами 4,2 с получением узора, содержащего регулярную сетку крупных и мелких выступов, причем крупные выступы выстроены в ромбы, внутри которых с высокой плотностью располагаются мелкие выступы.

Соединение этих двух слоев осуществлялось с помощью двух рядов прикаточных колес 1, 3, причем каждое прикаточное колесо в обоих рядах имело ширину 80 мм, а прикаточные колеса 1 были смещены относительно прикаточных колес 3 таким образом, что перекрытие (е) составляло приблизительно 1 мм.

Кроме того, рельефированный цилиндр 2 имел наружную закалку, и твердость его поверхности по шкале Роквелла С (НЕС) составляла 57. Гладкие прикаточные колеса имели наружную закалку, и твердость их поверхности была ниже, чем у рельефированного цилиндра 2 на величину от 2 до 20 единиц по шкале Роквелла С.

В порядке иллюстрации, гладкие прикаточные колеса 1, 3 могут иметь твердость поверхности по шкале Роквелла С, равную 47.

Скорость перемещения слоев в области соединения может составлять порядка 450 м/мин или даже больше, в зависимости от типа производства.

Claims

1. Способ бесклеевого соединения слоев абсорбирующей бумаги, в котором по меньшей мере два слоя (5, 6) абсорбирующей бумаги соединяют путем прижимной накатки, характеризующийся тем, что он включает следующие стадии:

узорное тиснение по меньшей мере одного первого слоя (5) путем его прогона между рельефированным стальным цилиндром (2) и обрезиненным цилиндром (4), соединение с упомянутым первым слоем (5) по меньшей мере одного второго слоя (6) путем прогона упомянутых слоев (5, 6) между рельефированным цилиндром (2) и по меньшей мере одним первым рядом гладких соосных друг другу цилиндров (1) и последующий прогон указанных слоев (5, 6) между упомянутым рельефированным цилиндром (2) и вторым рядом гладких соосных друг другу цилиндров (3), причем оси (СС', XX' и ΥΥ') соответственно рельефированного (2) и гладких (1, 3) цилиндров расположены горизонтально и параллельно друг другу.

2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что соединение осуществляют по всему или по части узора тиснения.

3. Способ по любому из пп.1 или 2, характеризующийся тем, что гладкие цилиндры (1, 3) каждого ряда отделены друг от друга в осевом направлении на расстояние, практически равное их ширине, и от ряда к ряду расположены в шахматном порядке, так что перекрытие их габаритов по ширине (е) в поперечном направлении составляет от приблизительно 0,1 до приблизительно 10 мм, предпочтительно 1 мм.

4. Способ по любому из пп.1-3, характеризующийся тем, что второй слой (6) перед соединением с первым слоем (5) подвергают тиснению.

5. Способ по любому из пп.1-3, характеризующийся тем, что второй слой (6) перед соединением с

- 4 015225 первым слоем (5) не подвергают тиснению.

6. Способ по любому из пп.1-5, характеризующийся тем, что по меньшей мере часть гладких цилиндров (1, 3) выполнена с возможностью индивидуальной настройки по давлению, оказываемому ими на рельефированный цилиндр (2) и/или по их осевому расположению.

7. Способ по любому из пп.1-6, характеризующийся тем, что слои (5, 6) бумаги, подлежащие соединению, на протяжении всех стадий способа размещают вплотную к рельефированному цилиндру (2).

8. Способ по любому из пп.1-7, характеризующийся тем, что угол α между осями XX' и ΥΥ', измеренный относительно оси СС' рельефированного стального цилиндра (2), находится в пределах 10-180°.

9. Способ по любому из пп.1-8, характеризующийся тем, что слои (5, 6) прогоняют между третьим рядом гладких соосных цилиндров и упомянутым рельефированным цилиндром (2).

10. Способ по любому из пп.1-9, характеризующийся тем, что контакт между рельефированным цилиндром (2) и каждым из гладких цилиндров (1, 3) осуществляют под давлением от приблизительно 40 до приблизительно 250 Н/мм², которое обеспечивают за счет относительного расположения обрезиненного цилиндра (4), рельефированного цилиндра (2) и гладких цилиндров (1, 3).

11. Устройство для бесклеевого соединения по меньшей мере двух слоев (5, 6) абсорбирующей бумаги, содержащее первый рельефированный цилиндр (2), имеющий ось СС', и цилиндр (4), снабженный резиновым покрытием и взаимодействующий с первым цилиндром для тиснения по меньшей мере одного первого слоя (5), характеризующееся тем, что оно дополнительно содержит по меньшей мере один первый ряд малых гладких соосных цилиндров (1), имеющих ось XX', и второй ряд малых гладких соосных цилиндров (3), имеющих ось ΥΥ', причем оси СС', XX' и ΥΥ' горизонтальны и параллельны, при этом малые цилиндры установлены с возможностью взаимодействия с первым рельефированным цилиндром (2) для соединения упомянутых слоев (5, 6) при их прогонке между рельефированным цилиндром (2) и гладкими цилиндрами (1, 3).

12. Устройство по п.11, характеризующееся тем, что угловое расстояние между осями XX' и ΥΥ', измеренное относительно оси СС' первого цилиндра (2), составляет угол α, величина которого находится в пределах 10-180°.

13. Устройство по любому из пп.11 или 12, характеризующееся тем, что малые цилиндры (1, 3) каждого ряда отделены друг от друга в осевом направлении расстоянием, практически равным их ширине, и от ряда к ряду расположены в шахматном порядке, так что перекрытие их габаритов по ширине (е) в поперечном направлении составляет от приблизительно 0,1 до приблизительно 10 мм, предпочтительно приблизительно 1 мм.

14. Устройство по любому из пп.11-13, характеризующееся тем, что оно дополнительно содержит третий ряд малых соосных цилиндров, взаимодействующих с целью соединения слоев с упомянутым рельефированным цилиндром (2), причем оси вращения первого, второго и третьего рядов малых цилиндров расположены относительно рельефированного цилиндра (2) таким образом, что обеспечено уравновешивание сил, действующих на последний.