本非臨時(shí)申請(qǐng)基于2013年10月16日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.61/891734，該美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)通過(guò)引用將其整體并入本文。

背景技術(shù)：

本發(fā)明解決了消費(fèi)品行業(yè)對(duì)高級(jí)紙制品例如棉紙和紙巾以及它們的包裝的尺寸日益增大的近期需要。隨著造紙技術(shù)已經(jīng)改善并且該行業(yè)已經(jīng)轉(zhuǎn)移到結(jié)構(gòu)化的基片，棉紙和紙巾的屬性得到了改善。這些改善除了在其它方面體現(xiàn)，還在諸如紙的柔軟性、松厚度以及其吸收性得以體現(xiàn)。然而，在進(jìn)行這些改善的同時(shí)，棉紙層片也變得更厚，從而使得紙例如紙巾和衛(wèi)生紙的卷更大。這些較大的卷需要額外的空間來(lái)存儲(chǔ)和運(yùn)輸。此外，雖然卷產(chǎn)品已經(jīng)變得較大，但消費(fèi)者攜帶件還沒(méi)有。消費(fèi)者既不希望改變自己的衛(wèi)生紙或紙巾保持器的大小，也不希望接受包含較少的紙制品小卷。因此，需要這樣一種紙產(chǎn)品，所述紙產(chǎn)品具有減小的松厚度和增加的密度，可以實(shí)現(xiàn)消費(fèi)者的期望的尺寸，而不需要減小產(chǎn)品的量或不損害紙產(chǎn)品的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開(kāi)提供一種增加紙產(chǎn)品的密度并減小紙產(chǎn)品的松厚度的方法，從而允許人們減少紙制成的產(chǎn)品的卷的尺寸或增加紙制成的輥制產(chǎn)品，同時(shí)最小化對(duì)有利產(chǎn)品屬性的影響。具體地，本公開(kāi)的方法使用降低產(chǎn)品的松厚度但不干涉重要的消費(fèi)特性如強(qiáng)度和吸收性的基本上線性的壓花圖案。本公開(kāi)還涉及用這種方法制造的具有增加的密度和減小的松厚度的紙制品。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，本公開(kāi)提供壓花和層疊多層產(chǎn)品的方法。

產(chǎn)品--例如衛(wèi)生紙、廁所用紙、潔面紙、餐巾紙、擦拭用紙等產(chǎn)品--通常由非織造紙的一個(gè)或多個(gè)幅材制成。為使產(chǎn)品如消費(fèi)者所預(yù)期地那樣制造，制造這些產(chǎn)品的幅材一般形成為表現(xiàn)出令人滿意的強(qiáng)度特征、柔軟度和吸收性特征。強(qiáng)度是幅材在使用期間保持其物理完整性的能力。柔軟度是消費(fèi)者使用紙產(chǎn)品時(shí)消費(fèi)者所感知到的令人愉悅的觸覺(jué)。吸收性是幅材的占用和保留流體的特性。通常情況下，幅材的柔軟度和/或吸收性增加會(huì)以幅材的強(qiáng)度為代價(jià)。具有壓花表面的產(chǎn)品的消費(fèi)者測(cè)試表明：消費(fèi)者更喜歡具有較高測(cè)量值(厚度)并表現(xiàn)出美觀舒適的裝飾圖案的軟的產(chǎn)品。本公開(kāi)的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了所有消費(fèi)者的期望屬性并且同時(shí)具有減小的松厚度。

對(duì)于濕法制造紙產(chǎn)品的制造過(guò)程通常包括纖維素纖維的含水漿料的制備和隨后從漿料除去水并同時(shí)重新排列纖維以形成紙幅。可以使用各種類型的機(jī)械以輔助脫水過(guò)程。典型的制造過(guò)程使用例如長(zhǎng)紙幅造紙機(jī)，其中紙漿料供給到運(yùn)行的環(huán)形線的表面上，其中在初始脫水在運(yùn)行的環(huán)形線處發(fā)生。在常規(guī)的濕壓過(guò)程中，纖維直接傳送到毛細(xì)管式脫水帶，其中附加脫水在毛細(xì)管式脫水帶出發(fā)生。在結(jié)構(gòu)化紙幅的過(guò)程中，紙幅隨后被轉(zhuǎn)移到造紙帶，其中纖維的重排和干燥在造紙帶處發(fā)生。

隨著紙生產(chǎn)已經(jīng)從常規(guī)濕壓技術(shù)發(fā)展到熱風(fēng)穿透干燥(TAD)以及用于例如使用如在美國(guó)專利號(hào)8,293,072中描述的穿孔聚合物帶制備結(jié)構(gòu)化基片的其他方法，棉紙基片已經(jīng)在包括強(qiáng)度、柔軟度、松厚度和吸收性在內(nèi)的許多紙張?zhí)匦苑矫娴玫礁倪M(jìn)。由于這些結(jié)構(gòu)化基片的厚度已經(jīng)增加，所以封裝尺寸也已增加或紙張的數(shù)目已經(jīng)減少。存在對(duì)減小松厚度的高檔紙產(chǎn)品的需求，所述高檔紙產(chǎn)品呈現(xiàn)出不打折扣的質(zhì)量并且在尺寸和張數(shù)方面都將反映當(dāng)前的商業(yè)產(chǎn)品。迄今為止，壓花和層疊按照常規(guī)方法進(jìn)行，以提高和改善紙產(chǎn)品的松厚度和吸收性。已知壓花會(huì)增加壓花所應(yīng)用的產(chǎn)品的松厚度。因此，令人驚奇的是，由基本線性單元構(gòu)成的壓花圖案可用于壓花或者壓花和層疊、高檔紙，而不會(huì)使質(zhì)量打折扣，但導(dǎo)致最終產(chǎn)品具有的厚度比制造最終產(chǎn)品所用的非織造紙幅的厚度小。

本發(fā)明的附加的目的和優(yōu)點(diǎn)的一部分將在以下的描述中得以闡述，并且本發(fā)明的附加的目的和優(yōu)點(diǎn)的一部分將根據(jù)所述描述而顯而易見(jiàn)或者可以通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐而得知。本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)可以借助于在所附權(quán)利要求中特別指出的要素和組合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

應(yīng)該理解的是，前述一般描述和以下詳細(xì)描述都只是示例性的和說(shuō)明性的，并不限制所要求保護(hù)的本發(fā)明。包含在本說(shuō)明書(shū)中并且構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分的附圖示出了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式并且與說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本發(fā)明的原理。

附圖說(shuō)明

圖1A和1B分別示出可以用于根據(jù)本發(fā)明的方法中的壓花圖案以及其對(duì)應(yīng)部非線性點(diǎn)圖示。

圖2A和2B分別示出可以用于根據(jù)本發(fā)明的方法中的壓花圖案以及其對(duì)應(yīng)部非線性點(diǎn)圖示。

圖3A和3B分別示出可以用于根據(jù)本發(fā)明的方法中的壓花圖案以及其對(duì)應(yīng)部非線性點(diǎn)圖示。

圖4A和4B分別示出可以用于根據(jù)本發(fā)明的方法中的壓花圖案以及其對(duì)應(yīng)部非線性點(diǎn)圖示。

圖5A和5B分別示出可以用于根據(jù)本發(fā)明的方法中的壓花圖案以及其對(duì)應(yīng)部非線性點(diǎn)圖示。

圖6A和6B分別示出可以用于根據(jù)本發(fā)明的方法中的壓花圖案以及其對(duì)應(yīng)部非線性點(diǎn)圖示。

圖7A和7B分別示出可以用于根據(jù)本發(fā)明的方法中的壓花圖案以及其對(duì)應(yīng)部非線性點(diǎn)圖示。

圖8A和8B分別示出可以用于根據(jù)本發(fā)明的方法中的壓花圖案以及其對(duì)應(yīng)部非線性點(diǎn)圖示。

圖9示出可以用于根據(jù)本發(fā)明的方法中的壓花圖案。

圖10-22是基于示例2中的數(shù)據(jù)生成的曲線圖。

具體實(shí)施方式

如本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)“紙幅”、“幅材”、“紙張”、“纖維狀結(jié)構(gòu)”、“非織造幅材”以及“紙產(chǎn)品”全部可相互替代地用于指代適于消費(fèi)者使用的紙產(chǎn)品的紙張，例如衛(wèi)生紙、廁所用紙、餐巾紙、潔面紙、擦拭用紙等。本公開(kāi)的產(chǎn)品可以是下述任何紙產(chǎn)品，在所述紙產(chǎn)品中，產(chǎn)品的松厚度(bulk)和密度會(huì)因?yàn)闇p小而受益并且很重要的是，柔軟度、吸收性以及強(qiáng)度基本不會(huì)不利地受影響。預(yù)期使用公開(kāi)的壓花方法生產(chǎn)的產(chǎn)品可以在棉紙和紙巾領(lǐng)域、女性衛(wèi)生領(lǐng)域、成人失禁領(lǐng)域以及包括嬰兒擦拭布或者尿布在內(nèi)的嬰兒產(chǎn)品領(lǐng)域。所描述的紙產(chǎn)品可以例如呈摞或者卷的形式。在一個(gè)實(shí)施方式中，所描述的紙產(chǎn)品可以在有芯或沒(méi)有芯的情況下卷繞以形成卷狀紙產(chǎn)品。卷狀產(chǎn)品可以包括多個(gè)連接且穿孔的紙張，這些紙張能夠分離并且從相鄰紙張上去掉。

本發(fā)明的紙可以同時(shí)包括硬木紙漿和軟木紙漿的造紙纖維。這里使用的“硬木紙漿”是指從落葉樹(shù)(被子植物)的木質(zhì)物質(zhì)得到的纖維漿?！败浤炯垵{”從針葉樹(shù)(裸子植物)的木質(zhì)物質(zhì)得到的纖維漿。硬木和軟木的混合物也適合生產(chǎn)所述紙制品。在一個(gè)實(shí)施方式中，紙產(chǎn)品的層片可以是均質(zhì)紙幅層。在另一個(gè)實(shí)施方案中，層片可以是非均質(zhì)的或分層的。再生紙得到的纖維也適用于本發(fā)明，再生紙得到的纖維可以含有任何或所有上述類別的纖維。根據(jù)又一個(gè)實(shí)施方案，纖維可以包括一個(gè)或多個(gè)非木質(zhì)纖維。本文有用的木漿包括化學(xué)漿--如亞硫酸鹽和硫酸鹽(有時(shí)稱為牛皮紙)紙漿--以及機(jī)械紙漿--包括例如磨木漿、熱磨機(jī)械漿(TMP)和化學(xué)-熱機(jī)械紙漿(CTMP)。

本發(fā)明的紙產(chǎn)品可以根據(jù)任何本領(lǐng)域已知的濕法或干法制備。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，如上所述的紙產(chǎn)品由選自常規(guī)濕壓(CWP)基片、TAD和e-TAD二者的結(jié)構(gòu)化基片、干法基片及前述各者的組合的一個(gè)或多個(gè)基片制造。

任何本領(lǐng)域已知的制造基片的方法都適于在本發(fā)明中使用。通常來(lái)說(shuō)，取決于所需的最終用途，紙產(chǎn)品通常包括造紙纖維和少量的化學(xué)官能劑如濕強(qiáng)度劑或干強(qiáng)度劑、粘合劑、助留劑、表面活性劑、膠料、化學(xué)軟化劑和脫模劑。此外，填充材料也可包括入到紙幅中。所有這樣的基片可以在本公開(kāi)中描述的方法中使用。

本發(fā)明的紙產(chǎn)品可以具有從約20g/m²至約120g/m²的基本重量，例如從約30g/m²至約65g/m²的基本重量，例如從約37g/m²至約50g/m²的基本重量。

所描述的紙產(chǎn)品是有壓花的。在本文中涉及纖維幅材而使用的“壓花”是指纖維幅材已經(jīng)經(jīng)受這樣一個(gè)過(guò)程：通過(guò)復(fù)制在一個(gè)或多個(gè)壓花輥上的設(shè)計(jì)而將平滑表面處理的纖維幅材轉(zhuǎn)變成裝飾表面，所述一個(gè)或多個(gè)壓花輥形成纖維幅材所經(jīng)過(guò)的輥隙。壓花不包括起皺、微起皺、印刷或可賦予紋理和/或裝飾圖案給纖維結(jié)構(gòu)的其他過(guò)程。

在通常的壓花過(guò)程中，紙幅被饋送經(jīng)過(guò)在并置的大致軸向平行的輥之間形成的輥隙。輥上的壓花元素壓縮紙幅和/或使紙幅變形。如果形成多層產(chǎn)品，則兩個(gè)或更多個(gè)紙幅即層片被饋送經(jīng)過(guò)輥隙，并且每個(gè)層片的區(qū)域被供送為與相對(duì)的層片成接觸關(guān)系。各層片的壓花區(qū)域產(chǎn)生美學(xué)圖案并可以提供用于以面對(duì)面接觸的關(guān)系接合和保持層片的裝置。

通常，壓花裝置會(huì)包括一個(gè)或多個(gè)輥，所述一個(gè)或多個(gè)輥具有形成在所述一個(gè)或多個(gè)輥中的突起和/或凹陷。一個(gè)相應(yīng)的支承輥將紙幅抵靠著壓花輥擠壓，使得當(dāng)紙幅通過(guò)在壓花輥和支承輥之間形成的輥隙之間時(shí)壓花圖案被賦予給紙幅。任何本領(lǐng)域已知的壓花結(jié)構(gòu)都可以在本公開(kāi)的方法中使用。

雖然可使用纖維對(duì)鋼、鋼對(duì)鋼或橡膠對(duì)橡膠的壓花操作，但最常見(jiàn)的壓花構(gòu)造是橡膠對(duì)鋼。在橡膠對(duì)鋼的壓花過(guò)程中，鋼壓花輥設(shè)置有突起和/或凹陷，并且當(dāng)紙幅穿過(guò)在橡膠與鋼輥之間形成的輥隙時(shí)，紙幅被橡膠支承輥壓靠在壓花輥上。當(dāng)施加力以將輥向一起迫壓時(shí)，橡膠支承輥憑借其彈性適應(yīng)突起和/或凹陷并且橡膠圍繞突起和/或凹陷流動(dòng)。替代橡膠對(duì)鋼構(gòu)造是匹配的構(gòu)造。這種構(gòu)造配合具有多個(gè)突起的鋼壓花輥，所述多個(gè)突起從鋼壓花輥延伸，帶圖案的橡膠支承輥使纖維幅材基片壓靠在壓花輥上從而給紙基片賦予高度精細(xì)的壓花圖案以用于形成紙巾、餐巾紙或棉紙。當(dāng)紙基片通過(guò)輥之間的輥隙時(shí)，紙幅被強(qiáng)制圍繞突起和抵靠鋼輥的臺(tái)肩區(qū)域并且進(jìn)入橡膠輥的凹槽和外周面。這樣就提供了高度精細(xì)的壓花圖案。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，壓花操作是橡膠對(duì)鋼的構(gòu)造。

所公開(kāi)的紙產(chǎn)品承載有包括線性壓花的壓花圖案。線性壓花的特征在于總壓紋長(zhǎng)度與總壓花寬度之比(或縱橫比)至少約為5。具有小于5的縱橫比的更小的壓花在本文中被稱為點(diǎn)壓花——不過(guò)它們也可以采取任何形狀。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，線性壓花占紙產(chǎn)品的壓花的至少約80％，例如至少約90％，例如至少約95％。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，壓花圖案僅僅(100％)由線性壓花圖案元素組成。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，線性壓花圖案元素具有至少約5的縱橫比，例如至少約10的縱橫比，例如至少約20的縱橫比，例如至少約30的縱橫比，例如至少約40的縱橫比，例如至少約50的縱橫比。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，壓花的深度為未壓花基片的約1.25倍至約3.5倍的厚度，例如約1.5倍至約2.5倍的厚度，例如約1.5倍至約2.0倍的厚度。在使用兩個(gè)層片的實(shí)施方式中，這足以保持良好的層片疊設(shè)與消費(fèi)者優(yōu)選的外觀，同時(shí)將最終產(chǎn)品厚度減小到小于兩個(gè)組合的未壓花層片的預(yù)期厚度。這允許用于生產(chǎn)具有更高成品密度的高性能結(jié)構(gòu)基片產(chǎn)品。在本發(fā)明中使用的壓花深度通常是至少約30密耳

(762μm)，例如至少約35密耳(889μm)，例如至少約40密耳

(1016μm)，至少約45密耳(1143μm)，例如至少約50密耳(1270μm)。如本文中所描述的壓花深度對(duì)應(yīng)于壓花輥的大多數(shù)圖案元素的高度。

不希望受理論的束縛，我們相信線性圖案元素再加上限定的壓花深度提供更多的表面積，這使得對(duì)紙張性能的影響最小化，同時(shí)導(dǎo)致了可以以所希望的尺寸--即卷繞至所需卷尺寸--被包裝的美觀產(chǎn)品，而不在紙張數(shù)目方面做出犧牲。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，壓花覆蓋成品的總面積的大于約22％，例如從約22％至約50％，例如從約25％至約50％，例如從約22％至約30％。

壓花覆蓋率、壓花深度、壓花縱橫比和線性壓花百分比的多個(gè)組合對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。以下闡述的組合僅是示例性的。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，載有線性壓花圖案的紙產(chǎn)品的厚度比基片小至少約1％，例如比基片小至少約1.5％，例如比基片小至少約2％，例如比基片小至少約2.5％，例如比基片小至少約3％，例如比基片小至少約3.5％，例如比基片小至少約4％，例如比基片小至少約4.5％，例如比基片小至少約5％。

表格1

從上述表1看出，壓花構(gòu)造可以變化。所以，根據(jù)表1中所列的第一實(shí)施方式，紙產(chǎn)品中，壓花覆蓋紙產(chǎn)品表面的22％至50％，壓花至少35密耳高，其中線性壓花占總壓花的至少80％，并且100％的線性壓花具有至少5的縱橫比。并且，根據(jù)表1中所列的最后的實(shí)施方式，紙產(chǎn)品中，壓花覆蓋紙產(chǎn)品表面的22％至30％，壓花至少55密耳高，其中線性壓花占總壓花的100％，并且至少50％的線性壓花具有至少40的縱橫比。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，載有線性壓花圖案的紙產(chǎn)品比由點(diǎn)形成的同一圖案小至少約5％的厚度(參見(jiàn)圖1A與圖1B)。根據(jù)另一實(shí)施方式，載有線性壓花圖案的紙產(chǎn)品比由點(diǎn)形成的同一圖案小至少約6％的厚度，例如小至少約8％的厚度，例如小至少約10％的厚度，例如小至少約12％的厚度。

圖1A示出了可在本公開(kāi)的方法中使用以用來(lái)減小紙產(chǎn)品的松厚度的一個(gè)圖案。此圖案由線性部分構(gòu)成，所述線性部分彎曲并且以回旋的圖案繞著彼此流動(dòng)。圖1B示出了通過(guò)點(diǎn)壓花來(lái)表示時(shí)的圖1A的圖案。圖2A、3A、4A、5A、6A、7A和圖8A示出了可以在本公開(kāi)的方法中使用以減小紙產(chǎn)品的松厚度的其他圖案。圖2B、3B、4B、5B、6B、7B和8B分別示出了通過(guò)點(diǎn)壓花來(lái)表示時(shí)的圖2A、3A、4A、5A、6A、7A和8A的相同圖案。圖9示出了用于在本發(fā)明中的圖案，其中該圖案由不同尺寸的線性部分構(gòu)成。

如本文所用，“約”意味著考慮了由于實(shí)驗(yàn)誤差而引起的變化。除非另外特別說(shuō)明，否則所有的測(cè)量值應(yīng)理解為由詞語(yǔ)“約”來(lái)修飾，不論是否明確地記載由“約”。因此，例如表述“至少30密耳的壓花深度”應(yīng)理解為指“至少約30密耳的壓花深度”。

本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)非限制性實(shí)施方式的細(xì)節(jié)在下面的實(shí)例中進(jìn)行闡述。本發(fā)明的其他實(shí)施方案對(duì)本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)在考慮本公開(kāi)之后應(yīng)該是顯而易見(jiàn)的。

示例

在實(shí)例中測(cè)得的產(chǎn)品特性是按照下述方法測(cè)定的。貫穿本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)，應(yīng)該理解的是，除非另有規(guī)定，在紙幅已經(jīng)被根據(jù)紙漿和造紙工業(yè)技術(shù)協(xié)會(huì)(TAPPI)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)后，對(duì)物理性質(zhì)進(jìn)行測(cè)量。如果對(duì)于本文提及的任何數(shù)量的測(cè)量沒(méi)有明確地闡述測(cè)試方法，則可以理解的是，應(yīng)該應(yīng)用TAPPI標(biāo)準(zhǔn)。

基本重量

除非另有規(guī)定，“基本重量”、BWT、bwt、BW等指3000平方英尺令產(chǎn)品的重量(基本重量也以g/m²或gsm表示)。同樣地，“令”指3000平方英尺令，除非另有規(guī)定。同樣地，“百分比”或類似術(shù)語(yǔ)指在干燥基礎(chǔ)上的重量百分比，也就是說(shuō)，不存在自由水，這相當(dāng)于纖維中的5％的水分。

厚度

本文所報(bào)導(dǎo)的厚度和/或松厚度可以按指定以8或16張的厚度進(jìn)行測(cè)定。將紙張堆疊起來(lái)，在紙摞的大約中心部分處進(jìn)行厚度測(cè)量。優(yōu)選地，測(cè)試樣品在23°±1.0℃(73.4°±1.8℉)的氣氛下以50％的相對(duì)濕度至少處理約2小時(shí)，然后用Thwing-Albert的89-II-JR型號(hào)或Progage電子測(cè)厚儀測(cè)量，其中測(cè)量條件為：2英寸直徑的砧、539±10克自重荷載和0.231英寸/秒下降速度。對(duì)于成品檢驗(yàn)，要進(jìn)行測(cè)試的產(chǎn)品的各片材必須有與產(chǎn)品出售時(shí)相同數(shù)量的層。對(duì)于一般的測(cè)試，選擇八片紙張并將它們堆疊在一起。對(duì)于餐巾紙測(cè)試，餐巾紙?jiān)诙询B之前被展開(kāi)。對(duì)于離開(kāi)卷繞機(jī)的基片測(cè)試，每片待測(cè)試的紙張必須具有與離開(kāi)卷繞機(jī)時(shí)所生產(chǎn)的層片數(shù)目相同的層片。對(duì)于離開(kāi)造紙機(jī)卷軸的基片，必須使用單個(gè)層片。紙張?jiān)跈C(jī)器方向(MD)上堆疊在一起對(duì)齊。松厚度也可以通過(guò)厚度除以基本重量來(lái)以體積/重量的單位來(lái)表示。

MD和CD拉伸、伸展、斷裂模量和TEA

干拉伸強(qiáng)度(MD和CD)、伸展、伸展率、模量、斷裂模量、應(yīng)力和應(yīng)變利用標(biāo)準(zhǔn)Instron測(cè)試設(shè)備或其他合適的伸長(zhǎng)率拉伸測(cè)試機(jī)測(cè)量，標(biāo)準(zhǔn)Instron測(cè)試設(shè)備或其他合適的伸長(zhǎng)率拉伸測(cè)試機(jī)可以以各種方式進(jìn)行配置，典型地，使用3英寸或1英寸寬的棉紙或紙巾的條，以50％的相對(duì)濕度、在23°±1.0℃(73.4°±1.8℉)的氣氛下處理2小時(shí)。拉伸測(cè)試在2英寸/分鐘的十字頭速度下進(jìn)行。斷裂模量以克/3英寸/％應(yīng)變或其克/mm/％應(yīng)變的SI當(dāng)量表示。％應(yīng)變是無(wú)量綱的并且不需要被指定。除非另外指出，否則值是中斷值。GM是指對(duì)于特定產(chǎn)品而言MD和CD值的乘積的平方根。拉伸能量吸收值(TEA)--其被定義為負(fù)載/伸長(zhǎng)率(應(yīng)力/應(yīng)變)曲線下的面積—也在此過(guò)程中進(jìn)行測(cè)量以用于測(cè)量拉伸強(qiáng)度。拉伸能量吸收值與使用中的產(chǎn)品的感知強(qiáng)度相關(guān)。具有較高TEA的產(chǎn)品可以被用戶感知為比具有較低TEA值的類似產(chǎn)品更強(qiáng)，即使這兩種產(chǎn)品的實(shí)際拉伸強(qiáng)度是相同的。實(shí)際上，具有較高拉伸能量吸收值可以允許產(chǎn)品被感知為比具有較低TEA的產(chǎn)品更強(qiáng)，即使高TEA產(chǎn)品的拉伸強(qiáng)度小于具有較低TEA的產(chǎn)品。當(dāng)關(guān)于拉伸強(qiáng)度使用術(shù)語(yǔ)“標(biāo)準(zhǔn)化”時(shí)，術(shù)語(yǔ)“標(biāo)準(zhǔn)化”僅指下述適當(dāng)?shù)睦鞆?qiáng)度：通過(guò)將所述拉伸強(qiáng)度除以基本重量而從所述適當(dāng)?shù)睦鞆?qiáng)度中已經(jīng)除去基本重量的影響。在許多情況下，類似的信息由術(shù)語(yǔ)“斷裂長(zhǎng)度”提供。

GMT指CD和MD拉伸強(qiáng)度的幾何平均拉伸強(qiáng)度。拉伸能量吸收值(TEA)根據(jù)TAPPI測(cè)試方法T494om-01進(jìn)行測(cè)定。

拉伸比是通過(guò)前述方法確定的MD值除以相應(yīng)的CD值得到的簡(jiǎn)單比率。除非另有說(shuō)明，否則拉伸性能是干片材屬性。

穿孔拉伸

穿孔拉伸強(qiáng)度(試樣斷裂所需的每單位寬度的力)通常使用配備有3英寸寬的鉗線接觸夾具且具有恒定速度的伸長(zhǎng)拉伸測(cè)試機(jī)來(lái)測(cè)定。典型地，該測(cè)試進(jìn)行的條件是：使用3英寸寬乘以5英寸長(zhǎng)的棉紙或紙巾的條寬，以50％的相對(duì)濕度在23°±1.0℃。(73.4°±1.8℉)的氣氛下處理2小時(shí)。拉伸測(cè)試機(jī)的十字頭速度通常設(shè)定為2.0英寸每分鐘。鉗口開(kāi)度為3英寸。試樣被夾入上夾具并且允許試樣自由懸掛。然后使用下夾具來(lái)足夠緊地夾住試樣的自由端以保持樣本，但壓力不足以損壞樣品。樣品被拉伸直至其斷裂并且穿孔拉伸強(qiáng)度被記錄。

濕拉強(qiáng)度

本發(fā)明的紙巾的濕拉強(qiáng)度通常通過(guò)如下TAPPI方法T 576pm7測(cè)量：使用三英寸(76.2mm)寬的紙巾?xiàng)l帶，所述三英寸(76.2mm)寬的紙巾?xiàng)l帶被折疊成環(huán)、夾在稱為Finch杯的特殊夾具中、然后浸入水中。合適的Finch杯--3英寸的底以適應(yīng)3英寸的夾具--可從以下渠道獲得：

高科技制造服務(wù)公司

3105-B NE 65^th街

溫哥華，華盛頓98663

360-696-1611

360-696-9887(傳真)。

對(duì)于含有濕強(qiáng)度添加劑的新基片和成品(對(duì)于紙巾產(chǎn)品而言，時(shí)長(zhǎng)已達(dá)到30天或更少，對(duì)于棉紙產(chǎn)品而言，時(shí)長(zhǎng)已達(dá)到24小時(shí)或更少)而言，試樣被放置在強(qiáng)制空氣爐中加熱至105℃(221℉)且保持五分鐘。對(duì)其他樣品而言沒(méi)有爐內(nèi)時(shí)長(zhǎng)的要求。Finch杯安裝到裝備有2.0磅載荷傳感器的拉伸測(cè)試機(jī)上，其中Finch杯的凸緣由測(cè)試機(jī)的下鉗夾緊，棉紙環(huán)的端部被夾入拉伸測(cè)試機(jī)的上鉗。樣品浸在已調(diào)節(jié)至pH為7.0±0.1的水中并且在經(jīng)過(guò)5秒的浸泡時(shí)間之后利用2英寸/分鐘的十字頭速度對(duì)拉伸強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果在適當(dāng)考慮環(huán)的情況下通過(guò)讀數(shù)除以2而以g/3英寸來(lái)表示。

輥壓縮量

輥壓縮量通過(guò)由測(cè)試裝置的1500g的平臺(tái)壓板壓縮輥來(lái)進(jìn)行測(cè)定。樣品輥在23.0°±1.0℃(73.4°±1.8℉)的氣氛下進(jìn)行處理和測(cè)試。具有可移動(dòng)的1500克壓板的合適的測(cè)試裝置(稱為高度計(jì))從以下渠道獲得：

研究維度(Research Dimensions)

1720橡樹(shù)嶺路(1720Oakridge Road)

尼納，威斯康星州54956(Neenah,Wis.54956)

920-722-2289

920-725-6874(傳真)。

測(cè)試過(guò)程一般如下：

(a)將壓板升高并且將待測(cè)試的輥在壓紙下方居中地定位在壓板的側(cè)面，尾部密封到測(cè)量?jī)x器的正面，并且芯平行于測(cè)量?jī)x器的背面。

(b)緩慢降低壓板，直到壓板靠在輥上。

(c)根據(jù)儀器指針按照最接近的0.01英寸(0.254mm)讀取被壓縮的輥的直徑或套筒高度。

(d)升高壓板并移除輥。

(e)對(duì)于每個(gè)待測(cè)試的輥或套筒，重復(fù)進(jìn)行該過(guò)程。

為了計(jì)算以百分比計(jì)的輥壓縮量(RC)，要使用下面的公式：

RC(％)＝100×(初始輥直徑-壓縮輥直徑)/初始輥直徑

SAT性能

本發(fā)明的產(chǎn)品的吸收性用簡(jiǎn)單的吸收性測(cè)試儀測(cè)定。簡(jiǎn)單的吸收性測(cè)試儀對(duì)于測(cè)量棉紙、餐巾紙或紙巾這樣的樣品的親水性和吸收性能是特別有用的裝置。在該測(cè)試中，直徑為2.0英寸的棉紙、餐巾紙或紙巾的樣品安裝在頂部平坦的塑料蓋和底部開(kāi)槽的樣品板之間。棉紙、餐巾紙或紙巾樣品盤(pán)被1/8英寸寬的圓周凸緣區(qū)域保持就位。樣品不被保持器壓縮。通過(guò)1mm直徑的管道將73℉的去離子水引入到在底部樣品板的中心處的樣品。這種水是處于負(fù)5mm的靜壓頭。流動(dòng)通過(guò)儀器機(jī)構(gòu)開(kāi)始測(cè)量而引入的脈沖啟動(dòng)。水因此被棉紙、衛(wèi)生巾、或紙巾通過(guò)毛細(xì)管作用從該中央入口點(diǎn)徑向向外地吸收。當(dāng)吸收水的速率下降到低于于每5秒0.005克水時(shí)，測(cè)試終止。從貯存器除去并且由樣品吸收的水量被稱重并報(bào)告為每平方米樣本的水克數(shù)或每克片材的水克數(shù)。在實(shí)踐中，使用M/K系統(tǒng)公司(M/K Systems Inc.)的重量測(cè)定式吸收性測(cè)試系統(tǒng)。這是能夠從馬薩諸塞州的丹弗斯地區(qū)的12花園街01923.WAC的M/K系統(tǒng)公司(M/K Systems Inc.,12Garden Street,Danvers,Mass.,01923.WAC)獲得的市售系統(tǒng)，或者水吸收能力--也稱為SAT--實(shí)際上是由儀器本身確定。WAC被定義為重量隨時(shí)間變化的曲線圖上斜率為“零”的點(diǎn)，即樣品已經(jīng)停止吸收。用于測(cè)試的終止標(biāo)準(zhǔn)由在固定時(shí)間段上所吸收的水重量的最大變化表示。這基本上是對(duì)在重量與時(shí)間的曲線圖上的零斜率的估算。該方案采用5秒的時(shí)間間隔變化0.005克作為終止條件；除非指出切斷標(biāo)準(zhǔn)是20秒1毫克的“慢SAT”。

吸水率借助于自動(dòng)注射器的方式在幾秒鐘內(nèi)進(jìn)行測(cè)量，并且吸水率是樣品吸收樣品表面上的0.1克水滴所用的時(shí)間。試樣優(yōu)選以50％的相對(duì)濕度在23℃±1.0℃(73.4°±1.8℉)的條件下進(jìn)行處理。對(duì)于每個(gè)樣品，都準(zhǔn)備43×3英寸的試樣。每個(gè)試樣被放置在樣品保持器上，使得高亮度燈朝向試樣定向。將0.1毫升的水沉積在樣品表面上并且啟動(dòng)秒表。當(dāng)水被吸收時(shí)，由于從液滴進(jìn)一步反射的光會(huì)如所示的那樣缺失，所以秒表停止，并且時(shí)間按照最接近的0.1秒進(jìn)行記錄。對(duì)于每個(gè)試樣重復(fù)該過(guò)程，對(duì)于樣本而言使得結(jié)果平均化。SAT率通過(guò)對(duì)樣品所吸收的水重量(以克計(jì))和時(shí)間的平方根(以秒計(jì))之間的關(guān)系作圖而進(jìn)行確定。SAT率是終點(diǎn)的10％和60％之間的最佳擬合斜率(所吸收的水的克數(shù))。

感覺(jué)柔軟度

樣品的感覺(jué)柔軟度通過(guò)利用符合TAPPI標(biāo)準(zhǔn)(溫度為71.2℉-74.8℉，相對(duì)濕度為48％至52％)的測(cè)試區(qū)內(nèi)的經(jīng)訓(xùn)練的人類受試者團(tuán)體確定。柔軟度的評(píng)估依賴于一系列物理參考值與每一個(gè)經(jīng)訓(xùn)練的受試者參加測(cè)試時(shí)總是提供給每一個(gè)經(jīng)訓(xùn)練的受試者的預(yù)定柔軟度值。經(jīng)訓(xùn)練的受試者直接比較測(cè)試樣品與物理參考值，以確定測(cè)試樣品的柔軟度水平。經(jīng)訓(xùn)練的受試者分配數(shù)字給特定紙制品，較高的感知柔軟度數(shù)字表示較高的感覺(jué)柔軟度。

實(shí)例1

紙巾基片以一致的方式生產(chǎn)，未壓花或者壓有圖5B的現(xiàn)有的非線性壓花圖案或者壓有根據(jù)本發(fā)明的線性圖案即圖5A的圖案或者壓有上述非線性壓花圖案和線性圖案的變體。對(duì)于未壓花基片和兩個(gè)層片的產(chǎn)品的特性在下表2中列出。

表3列出載有市售壓花深度和45密耳的深度的現(xiàn)有商用非線性壓花圖案的壓花紙巾產(chǎn)品的產(chǎn)品特性。在表3的第3欄中對(duì)45密耳壓花產(chǎn)品與表2中所述的未壓花基片之間進(jìn)行比較。由表3第3欄可以看出，產(chǎn)品的厚度由于壓花而增加6.22％。濕拉強(qiáng)度基本保持不變。

表4列出了根據(jù)本方法壓印有線性圖案的4個(gè)紙巾產(chǎn)品的成品特性。表5對(duì)這些壓花產(chǎn)品特性與表2中的未壓花基片進(jìn)行比較。從表5中可以看出，當(dāng)紙巾如本文所述地壓有基本線性圖案時(shí)，兩個(gè)層片的產(chǎn)品的厚度小于所述兩個(gè)基片的厚度。從表5中還可以看出，如果有不利影響，對(duì)片材強(qiáng)度的影響也是最小的。在兩種情況下，CD濕拉強(qiáng)度增加。最后，隨著最終產(chǎn)品的吸收性下降，由SAT性能反映的吸收性的變化總是低于10％，在某些情況下低于5％。因此，在本實(shí)施方式中，壓花紙產(chǎn)品導(dǎo)致具有比原始基片更小的厚度和較高的密度，并且相對(duì)于壓有傳統(tǒng)非線性圖案的紙產(chǎn)品具有顯著降低的厚度。此外，較小的厚度和較高的密度不會(huì)導(dǎo)致在強(qiáng)度或感覺(jué)柔軟度的變化并且僅表現(xiàn)出在吸收性方面的輕微損失。

表2

表3

表4

45密耳深度的本發(fā)明

表5

45密耳深度的本發(fā)明(與基片相比的百分比變化)

實(shí)例2

實(shí)例2以與實(shí)例1相同的方式利用55密耳的壓花深度實(shí)施。下表6-8中說(shuō)明結(jié)果。

表6

表7

55密耳深度的本發(fā)明

表8

55密耳深度的本發(fā)明(與基片相比的百分比變化)

圖10-22中示出的圖表示實(shí)例2直接與現(xiàn)有產(chǎn)品相比較所得的結(jié)果。

在考慮本文公開(kāi)的本發(fā)明的文本以及實(shí)踐的情況下，本發(fā)明的其他實(shí)施方式對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言將是明顯的。期望的是，所考慮的文本以及實(shí)例僅僅作為示例，本發(fā)明真正的范圍和精神由下述權(quán)利要求書(shū)表示。

權(quán)利要求書(shū)(按照條約第19條的修改)

1.一種制造卷狀紙產(chǎn)品的方法，包括：

提供至少一個(gè)紙幅；

利用覆蓋所述至少一個(gè)紙幅的總表面積的至少約22％的壓花圖案給所述至少一個(gè)紙幅壓花，并且其中所述壓花圖案包括至少約80％的線性壓花；

其中，成品的厚度小于未壓花的基片的厚度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述壓花圖案覆蓋所述紙幅的22％至50％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述壓花圖案覆蓋所述紙幅的25％至30％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述壓花圖案包括至少約90％的線性壓花。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述壓花圖案包括至少約95％的線性壓花。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述壓花圖案包括100％的線性壓花。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述壓花的深度為未壓花的基片的厚度的約1.25倍至約3.5倍。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述壓花的深度為未壓花的基片的厚度的約1.5倍至約2.5倍。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述壓花的深度為未壓花的基片的厚度的約1.5倍至約2.0倍。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述紙產(chǎn)品包括兩個(gè)紙幅或者更多個(gè)紙幅，并且壓花步驟既對(duì)所述紙幅進(jìn)行壓花又將所述紙幅層疊。

11.一種紙產(chǎn)品，包括：

具有壓花表面的至少一個(gè)紙幅，其中所述壓花圖案包括至少約80％的線性圖案元素；

成品具有的厚度小于形成所述成品的紙幅的厚度。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的產(chǎn)品，其中，所述壓花圖案覆蓋所述紙的表面的22％至50％。