NO333379B1 - Papirark med puter - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen vedrører et papirark bestående av minst to lag kneppet cellulosevatt, et ytre lag og et indre lag, hvert med en vekt per enhet mellom 10 og 40 g/m2 hvorav det ytre laget er preget og utstyrt med første forhøyninger. Det er karakterisert ved at de første forhøyningene er fordelt i henhold til linjer som begrenser mellom seg celler med en overflate mellom 1 og 20 CM2, det ytre laget er lengre i lengderetningen enn det indre laget med minst 0,6% og bundet til dette ved topper av de første forhøyningene slik at det dannes små puter inne i cellene.

Description

Oppfinnelsen vedrører et papirark som består av minst to lag av kreppet cellulosevatt som danner små puter samt en fremgangsmåte for å fremstille papirarket.

Oppfinnelsen vedrører papir for sanitær anvendelse eller for anvendelse i hjemmet. Den vedrører spesielt absorberende papirprodukter hvorav formen, sammensetningen og strukturen er bestemt i forhold til deres anvendelse. Følgelig kan man som ikke-begrensende eksempler nevne toalettpapir, papirlommetørkler, ansiktsservietter for fjerning av sminke, servietter, duker, tørkepapir, vatt for bruk i industrien, etc.

Toalettpapiret er for eksempel laget som forhåndsoppdelte tørk i et kontinuerlig bånd rullet rundt et rør. Tørkene kan også være individuelle eller sammenfiltret. Arket kan være enkelt, men som oftest er det sammensatt av to eller flere tykkelser, også kalt lag, av cellulosevatt. I et ark kan lagene enkelt være plassert oppå hverandre, det ene fritt i forhold til det andre, men som oftest er de pregede eller bundet sammen ved liming eller mekanisk ved preging.

Cellulosevatt er et papir med lav vekt per enhet: 10 til 40 g/m<2>, som i hovedsak eller kun består av papirfibrer og som eventuelt omfatter et eller flere additiver for å forsterke en eller flere av dets karakteristikker. I henhold til deres anvendelser kan man fremheve en eller en annen av dets egenskaper og gjøre slik at det er mykere, absorberer bedre, er mer motstandsdyktig eller har et mer markant tekstilaspekt for å gjøre det mer attraktivt. For eksempel tjener inkorporering av harpiks til å bedre motstands-kraften mot riving når arket er fuktig.

Dessuten kan cellulosevatt kreppes, det vil si omfatte bølger som gir den en viss kapasitet til forlengelse i lengderetningen. Kreppingen kan for eksempel oppnås når arket tørkes. Mens arket ennå er fuktig plasseres det på en sylinder som er varmet til en temperatur tilstrekkelig høy til å trekke ut fuktigheten. Arket fjernes ved hjelp av en lamellformet rakle som plasseres mellom arket og sylinderens overflate. Denne operasjonen, passende utført, gir dannelse av bølger plassert loddrett på arkets løperetning, det vil si lengderetningen. Kreppingen av arket karakteriseres ved antallet kanter som kan telles i lengderetningen på en lengdeenhet.

US patent 3.673.060 beskriver et produkt, for eksempel en serviett, dannet av to lag av kreppet cellulosevatt bundet sammen ved lim. Limet fordeles i forhold til et motiv som består av punktuelle overflater nær hverandre og som lar store deler av de to lagene være ikke-bundne. Bare fra 4 til 8% av overflaten er bundet, og de to lagene, hvorav kreppelinjene er parallelle, er ikke strukket på samme måte. Man oppnår dette spenningsskillet ved å strekke de to lagene forskjellig før de bindes til hverandre langs motivet. En slik spenningskontroll tillater, etter at limet er fiksert, at et av lagene trekker seg sammen mer enn det andre. Dette resulterer i en tendens til separering av arkene i de ikke-bundne områdene mellom sonene med lim.

Patentet viser påføring av lim på et lag ved hjelp av en påføringsrull passende gravert. Man plasserer deretter det andre laget oppå det første og fører deretter de to lagene mellom to kalandreringssylindrer hvorav den ene er gravert og i en fase med påføringsrullen. Til slutt føres arket mellom to graverte stålsylindrer for å preges langs kantene på det som etter kutting blir servietten. Denne fremgangsmåten viser således begrenset anvendelse ved fremstillinga av et produkt av typen serviett med preget kant. 1 tillegg er den anbefalte overflaten til den ikke-bundne delen mellom de to tilstøtende bundne sonene i området 0,65 cm<2>. Den er relativt liten. Ifølge eksempelet som er gitt er overflaten til de punktuelle bindingsområdene i området 2 mm<2> med en avstand på 4,75 mm. Det er nevnt i patentet at arket således imiterer aspektet og teksturen til et tekstilprodukt. Pikotene er foretrukket fordelt likt over arket.

Fransk patent 70 35063 beskriver en fremgangsmåte for fremstilling av en duk med flere tykkelser av fleksibelt materiale, i papir eller i plast, i henhold til hvilket man trykker et klebende materiale på et av lagene langs et motiv, periferisk åpent, som representerer ruter eller kvadrater. De to lagene har blitt preget på forhånd ifølge et enhetlig motiv av forhøyninger, og et av de to lagene er lagt under langsgående trykk for å gi arket et "polstret" aspekt. Man ser at rutene er svært brede hvis ikke ville limet som er påført langs linjene uten tvil dannet et relativt rigid produkt. Dette patentet anvendes således for produkter av typen servietter eller duker.

US patent 3.650.882 beskriver et papir sammensatt av tre lag cellulosevatt, hvor det midterste laget er strekkelig og elastisk og de ytre lagene er pregede og mindre strekke-lige. Lagene er bundet langs de åpne områdene slik at det er ikke-bundne områder mellom dem. I fuktig tilstand kan det midterste laget således utvide seg og ta opp plassen i de ikke-bundne områdenes mellomrom. Man ønsker å binde det midterste laget til de ytre lagene, noe som fører til at det er en forsterkning i forhold til disse. Ved løsning av trykket hvilket arket er underlagt vil det midterste laget trekke seg sammen og de andre lagene legge seg i volum i de ikke-bundne områdene. De bundne og de ikke-bundne områdene ser ut til å være av samme utstrekning.

US patent 4.469.735 beskriver på samme måte et produkt av flere lag cellulosevatt og med forskjellige karakteristikker for forlengelse for å tillate dannelse av lommer og øke deres absorpsjonsvolum i fuktig tilstand.

Foreliggende oppfinnelse har som mål å realisere et produkt i form av et papirark bestående av minst to lag av kreppet cellulosevatt, som viser et attraktivt aspekt for konsumenten, spesielt et aspekt som ligner aspektet til et tekstilprodukt og som er en forbedring i forhold til tidligere kjent teknikk.

Oppfinnelsen har således som mål å fremstille et produkt i form av et papirark bestående av minst to lag av kreppet cellulosevatt, nemlig et ytre lag og et indre lag, hver med en flatevekt i området fra 10 til 40 g/m<2>, det ytre laget er preget og utstyrt med første forhøyninger dannet ved preging og fordelt langs linjer som begrenser celler mellom dem. Dette produktet er karakterisert ved at cellene har overflatearealer i området fra 1 til 20 cm2, og ved at det ytre laget er lengre i lengderetningen enn det indre laget med minst 0,6%, foretrukket fra 0,6 til 2%, og er bundet til det ved toppene av de første forhøyningene på en slik måte at det dannes små puter innenfor cellene, hvor det for en liten pute omfatter et område hvor de to lagene ikke er bundet sammen og som er avgrenset ved linjer av de første forhøyningene som danner en lukket kant.

Med liten pute forstås ifølge patentet et område hvor de to lagene ikke er bundet sammen og som er avgrenset ved linjer av de første forhøyningene som danner en lukket kant. Den vesle puten er karakterisert ved at det ytre laget synes atskilt fra det indre laget og danner en puffet effekt.

Takket være oppfinnelsen oppnår man et produkt med en overflate i relieff med små puter inne i celler avgrenset ved linjer av forhøyninger, og hvorav aspektet ligner det til tekstilprodukter, spesielt pregede. På en fordelaktig måte er effekten av små puter i relieff spesielt synlig når produktet er på en rull og man ruller ut denne.

Foretrukket har cellene et lengde-/breddeforhold i området fra 1 til 5, og foretrukket fra 1 til 1,5.

I henhold til en annen karakteristikk består linjene av de første forhøyningene med et mellomrom mellom hverandre på mindre enn 3 mm. Med en større avstand vil ikke de små putene dannes som ønskelig. Bølgene har en tendens til å strekke seg på tvers. De første forhøyningene som danner putenes kanter har foretrukket en konisk form med en sirkulær eller oval base. Denne basen kan likevel også være formet polygonalt. Den kan også være en svært lang form med usammenhengende eller sammenhengende trykk.

Ifølge en foretrukket fremgangsmåte har forhøyningene en konisk form, spesielt sirkulær og deres avstand langs linjene er liten.

Linjene kan være rette eller bølgeformede. Ifølge en spesiell fremgangsmåte danner de et system, hvorav cellene er definert ved dets krysningspunkt. De har spesielt en form svakt rutet, og sidene av disse siste er bølgeformede. Et slikt eksempel på motiv er beskrevet i US patent 5.436.057.

Ifølge en annen fremgangsmåte er det ytre laget preget inne i cellene i henhold til et motiv som består av andre forhøyninger. Disse er koniske eller har en topp av lineær form. Toppen til de andre forhøyningene er fri, det vil si at den ikke på noen måte er limt eller bundet til det andre laget.

Det andre laget er preget eller ikke.

Foreliggende oppfinnelse har også som mål å realisere en fremgangsmåte for å fremstille et produkt i form av et ark bestående av minst to lag av kreppet cellulosevatt, hver med en flatevekt i området fra 10 til 40 g/m<2>.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatter de følgende trinnene: - man ruller ut et første bånd av cellulosevatt fra en morspole og man preger den på pregevalsen med et motiv med første forhøyninger som danner linjer som danner lukkede celler mellom seg,

man ruller ut et andre bånd av cellulosevatt fra en

morspole,

- man påfører det andre båndet på det første og binder de to båndene ved toppene av de første forhøyningene, idet fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er karakterisert ved at de to båndene er atskilt ved tiden for bindingen av lagene slik at, i ro, lagenes lengde atskiller seg med minst 0,6%, og foretrukket fra 0,6 til 2%,

man ruller det doble båndet rundt en rull ved å påføre

en spenning, og

man kutter rullen i mindre ruller.

De to båndene atskiller seg det ene fra det andre ved en eller en annen av følgende karakteristikker alene eller sammen: hurtighet ved rulling, spenning i lengderetningen, pregingens nivå eller dybde og elastisitet.

Andre karakteristikker og fordeler ved oppfinnelsen fremgår av den ikke-begrensende beskrivelsen som følger av fremgangsmåten med referanse til vedlagte tegninger, der: Figur 1 er en overflatebetraktning av et ark ifølge oppfinnelsen. Figur 2 er en kuttbetraktning ifølge II-II av figur 1. Figur 3 viser skjematisk en installasjon som tillater realisering et ark ifølge oppfinnelsen.

Arket vist på figurene 1 og 2 er sammensatt av to lag av kreppet cellulosevatt. Cellulosevattet kan være av typen oppnådd ifølge en fremgangsmåte ved konvensjonell fuktig pressing av arket, og tiltenkt for området ved CWP eller ifølge en fremgangsmåte som omfatter en etappe av tørking ved gjennomgående luftblåsing av typen TAD. Vekten per enhet for hvert lag er mellom 10 og 40 g/m<2>. For en anvendelse som toalettpapir velges foretrukket en vekt per enhet mellom 15 og 24 g/m<2>. Man atskiller et ytre lag (10) og et indre lag (20). Cellulosevattet er som tidligere kjent kreppet med bølger, alle orientert vinkelrett på maskinens lengderetning. Antallet kreppede linjer er mellom 40 og 80 linjer per cm.

Således har lagene en forlengelsesgrad på minst 25%. Foretrukket er den ikke under 20%.

Ifølge oppfinnelsen omfatter det ytre laget forhøyninger (12) på den siden av arket som er vendt mot det indre laget. Disse forhøyningene er dannet ved preging, en kavitet tilsvarer den siden av arket som er vendt mot utsiden av arket. De har en seksjon på arkets plan som kan være sirkulær, oval eller polygonal. Et tynt lag lim er påført mellom toppunktene av disse første forhøyningene og det indre laget gjør de to lagene solidariske det ene over for det andre.

Forhøyningene danner linjer (14) . Man kan bestemme en linje som en suksesjon av forhøyninger med konsekutivt de minste avstandene. I foreliggende utførelse er linjene ordnet i henhold til de to retningene nøyaktig 90° den ene på den andre slik at de krysser hverandre og danner et system av regelmessige celler (16).

Ifølge en foretrukket utførelse av oppfinnelsen har cellene (16) en form av parallellogram foretrukket i ruter. For-holdet mellom lengde, dens største dimensjon, og bredde, dens største dimensjon målt på tvers av den første er ikke over 5, foretrukket er den ikke over 1,5. Parallello-grammets sider er rettlinjede eller bølgeformede som vist på figur 1.

Det ytre laget forblir atskilt fra det indre laget der cellene er. Dette viser at dens dimensjon i lengderetningen er større enn dimensjonen for det indre laget. Analysen viser at lengden til det ytre laget må minst være 0,6% større enn lengden til det indre laget for å konstatere dannelse av små puter på det ytre laget.

En annen nødvendig betingelse er avstanden som separerer to tilstøtende forhøyninger langs en linje. Dersom avstanden går utover en viss terskel dannes det ikke små puter. Bølger eksisterer på grunn av forskjellen mellom lengden mellom de to lagene, men de er ikke irregulære. Man har konstatert at de små putene bare dannes når denne avstanden mellom forhøyningene er mindre enn 3 mm.

Inne i cellene (16) kan man, som vist på figurene, se en andre preging som danner andre forhøyninger (18). Disse forhøyningene (18) har en pregingshøyde mindre enn den for de første forhøyningene (12). De danner ikke bindings-områder mellom det ytre og det indre laget.

En fremgangsmåte for fremstilling av et ark ifølge oppfinnelsen og tilsvarende en fremgangsmåte for realisering som vist i figur 3 er beskrevet under. Man ruller et først bånd cellulosevatt (10) fra en morspole (100), som er montert på en roterende støtte. Ved en viss hastighet føres dette båndet gjennom en pregegruppe omfattende en valse (102) med rigid og gravert overflate og en valse (104) med en overflate i seigt materiale slik som gummi. Graveringsmotivet på den rigide valsen er for eksempel det som er vist på figur 1, med første elementer i relieff eller pikoter på et første graveringsnivå for realisering av første forhøy-ninger og andre elementer i relieff på et nivå lavere enn det første for realisering av andre forhøyninger. Pregevalsens graveringer med to nivåer er kjent av fagmannen.

Etter preging påføres båndet et tynt lag lim som has på overflatene i relieff, dvs. pregemotivets overflater, av en påføringsvalse (106) som er kjent. Den rigide valsens graveringsmotiv tilsvarer de første forhøyningene. Det kan også bestå av forhøyninger med forskjellige dybde. I dette tilfelle, has det tynne laget lim bare på de høyeste forhøyningene i relieff. Limet er et vannbasert lim, for eksempel et polyvinyl-lim kjent innen oppfinnelsens fagområde.

Ifølge en annen utførelse oppnås binding mellom lagene mekanisk eller på en helt annen måte kjent av fagmannen.

Det andre laget påføres deretter på det første ved hjelp av en koblingsvalse (108) . Det andre laget (20) kommer fra en morspole (200) som man ruller av i en bestemt hurtighet. Trykket utført av koblingsvalsen forsikrer at lagene bindes sammen. Det doble arket holdes deretter i spenning mot stedet for fremstilling av "logs". En "log" er en mellom-rull med produktets diameter etter at det er ferdig og med en bredde lik bredden til morspolen. Straks den er dannet blir logen ført mot et sted for saging der den blir oppdelt. Endelig føres de erholdte rullene mot stedet for innpakning, bearbeiding og lagring.

Ifølge oppfinnelsen reguleres spenningen til et av de to båndene av cellulosevatt i forhold til det andre overfor stedet der lagene bindes til hverandre. Man må tillate at det indre laget trekker seg mer sammen enn det andre når spenningen løsnes. På denne måten kan man se for seg en gruppe trykk (plassert over for stedet der de to lagene bindes sammen). Ved å redusere for eksempel farten til det indre laget med 0,6% til 2% i forhold til farten til pregeren, forblir man innen området for elastisk deformering og man øker lagets spenningsnivå. Når man senere slakker denne spenningen, trekker det indre laget seg proporsjonalt sammen og de små putene dannes på overflaten av det ytre laget. Spesielt, når det indre laget ikke er preget slik det er vist i figur 3. Forskjellen i spenning mellom det indre og det ytre laget dannes altså ved pregingen som endrer de fysiske egenskapene til det ytre laget. Det indre laget beholder sin elastisitet og trekker seg sammen.

Man har realisert produkter ifølge fremgangsmåten og målt forskjellene i lengde mellom de to lagene.

Fremgangsmåten for måling består i å:

- måle lengden av ti etterfølgende tørk på en rull,

- separere de to mens man passer på å ikke rive papiret der det er limt sammen eller å strekke det utover dets grenser for elastisk deformering, og - atskille de to lagene med en metallstang og måle lengdeavstanden i lengderetningen.

For å beregne den relative lengdeavstanden mellom lagene i prosent (ER) har man tatt hensyn til det faktum at innrullingen av det ytre laget er lenger.

Følgende formel anvendes: ER=(100/Llx{L2-Llx(Dl<2->Din<2>/[(D1+D2)x2xNxL]}, hvorav parametrene er definert under: LI er lengden av 10 tørk og Dl er rullens opprinnelige diameter.

L2 er lengdeavstanden målt mellom de to lagene, D2 er diameteren etter å ha fjernet 10 tørk.

Din er rullens diameter, N er det opprinnelige antall ark og L er enhetslengden for et tørk.

Eksempel 1

Man har fremstilt to produkter med samme type cellulosevatt hvorav karakteristikkene er som følger (målinger utført på 2 lag):

Vekt per enhet 40,3 g/m2.

Motstandskraft i lengderetning: 215 N/m. Det er verdien av kraften nødvendig for å bryte en klippet prøve i arkets lengderetning, satt til en meter i bredde.

Motstandskraft på tvers: 75 N/m, som over, men prøven er klippet vinkelrett i forhold til det foregående.

Grad av bruddforlengelse: 16% (målt i lengderetningen).

Produktene er fremstilt ifølge fremgangsmåten beskrevet over. Det ytre laget ble preget ifølge motivet vist på figur 1, det indre laget ble ikke preget.

Et første produkt har blitt fremstilt ved anvendelse av en forskjellig spenning mellom lagene, slik at sluttproduktet har en markert puteeffekt. Et andre produkt er fremstilt ved å redusere spenningsavstanden mellom de to lagene slik at sluttproduktet ikke har noen puteeffekt.

Ti målinger har blitt utført på hvert produkt. De gjennomsnittlige relative avstandene som er målt er som følger:

Første produkt: 1,12%

Andre produkt: 0,2 3%

Eksempel 2

For å evaluere foregående analysemetode og undersøke om det oppnådde resultatet er betegnende, har det blitt fremstilt et tredje produkt ved å prege sammen to lag ifølge motivet på figur 1. Cellulosevattet hadde følgende karakteristikker: vekt per enhet, 40,3 g/m<2>, resistens MD, 215 N/m, resistens CD, 75 N/m med en bruddforlengelsesgrad på 16%.

Ti målinger ble utført på produktet. De gjennomsnittlige relative avstandene var på 0,15%. Konklusjonen er at forskjellen i lengde målt mellom to produkter hvorav et har en puteeffekt og det andre ikke er betegnende.

Claims (10)

1. Papirark bestående av minst to lag (10, 20) av kreppet cellulosevatt, nemlig et ytre lag (10) og et indre lag (20), hver med en flatevekt i området fra 10 til 40 g/m<2>, det ytre laget (10) er preget og utstyrt med første forhøyninger (12) dannet ved preging og fordelt langs linjer (14) som begrenser celler (16) mellom dem, karakterisert ved at cellene (16) har overflatearealer i området fra 1 til 20 cm2, og ved at det ytre laget (10) er lengre i lengderetningen enn det indre laget (20) med minst 0,6%, foretrukket fra 0,6 til 2%, og er bundet til det ved toppene av de første forhøyningene (12) på en slik måte at det dannes små puter innenfor cellene (16), hvor det for en liten pute omfatter et område hvor de to lagene ikke er bundet sammen og som er avgrenset ved linjer av de første forhøyningene som danner en lukket kant.

2. Papirark ifølge det foregående krav, karakterisert ved at cellene (16) har et lengde-/breddeforhold i området fra 1 til 5, og foretrukket fra 1 til 1,5.

3. Papirark ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at avstanden mellom to nærliggende forhøyninger (12) langs en linje (14) ikke er over 3 mm, og foretrukket ikke over 1,5 mm.

4. Papirark ifølge foregående krav, karakterisert ved at forhøyningene (12) er dannet konisk, med en basediameter i området fra 1 til 3 mm, og foretrukket fra 1 til 1,5 mm.

5. Papirark ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at linjene (14) er plassert i to forskjellige retninger som mellom seg danner cellene (16).

6. Papirark ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at det er i form av en rull.

7. Fremgangsmåte for å fremstille et ark ifølge ethvert av de foregående krav, som omfatter de følgende trinnene: man ruller ut et første bånd (10) av cellulosevatt fra en morspole og man preger den på pregevalsen (102) med et motiv med første forhøyninger som danner linjer som danner lukkede celler mellom seg, man ruller ut et andre bånd (20) av cellulosevatt fra en morspole, man påfører det andre båndet på det første og binder de to båndene ved toppene av de første forhøyningene (12), karakterisert ved at de to båndene (10, 20) er atskilt ved tiden for bindingen av lagene slik at, i ro, lagenes lengde atskiller seg med minst 0,6%, og foretrukket fra 0,6 til 2%, man ruller det doble båndet rundt en rull ved å påføre en spenning, og man kutter rullen i mindre ruller.

8. Fremgangsmåte ifølge foregående krav, karakterisert ved at lagene er atskilt fra hverandre ifølge følgende karakteristikker tatt individuelt eller i kombinasjon: hurtighet av utrulling, spenningen i lengderetningen, pregingens dybde og elastisiteten.

9. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 7 eller 8, karakterisert ved at man binder de to lagene ved påføring av lim (106) på toppene av de første forhøyningene.

10. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 7 eller 8, karakterisert ved at man binder de to lagene ved mekanisk trykk på toppene av de første forhøyningene.