多层软材料匹、如纸和无纺材料的制造方法和装置 及由该方法制造的多层材料 【技术领域】
本发明涉及一种通过层的粘接制造多层软材料匹的方法，软材料例如为纸和无纺材料。本发明特别涉及象卫生纸和厨房用纸、纸巾、手巾、餐巾纸、手帕、擦拭材料及类似产品的制造。本发明还涉及一种多层软材料匹，软材料例如为纸和无纺材料，包括至少一个第一层和一个第二层，两层通过胶图案的粘接互相连接。
背景技术
对两个或更多层的材料进行层压、以便制造最终产品是很常见的。作为层压产品，用这种方法得到一种比一个具有相当厚度和基本重量的单层产品更柔软的纸巾产品。吸收能力和体积都大大改善。
两层或更多层纸的层压常通过粘接制造。把这些层粘接在一起之前还经常进行这些层的机械模压(embossing)。另外还知道只通过机械模压进行两个层的层压，在这种方法中，层的机械连接在模压点产生。
例如，通过EP-A-796727可了解到，把两层纸在一个带突起和凹陷部分交替的三维结构中进行第一次模压，然后在其中一层上涂胶，并且两层在两个模压辊之间的一个压辊间隙中连接在一起，因此各层的突起部分互相粘接。一种类似的模压方法示于EP-A-738588，根据该方法，胶还具有上色的作用。
WO95/08671公开了一个称为叠合模压地例子，其中，两个单独的模压层通过一个层的突起部分嵌在相对层的凹陷部分中而结合和连接在一起。
通过US-A-5443889可了解到一种层压两层纸的方法，每层纸供给到一个图案辊上，所述图案辊具有交替的突起部分和凹陷部分，并且当一个层位于图案辊上时把胶涂在该层上。然后两层纸在两个图案辊之间的一个间隙中粘在一起，两个图案辊互相对准，因此在一个与图案辊的突起部分对应的图案中产生纸层的连接和加压。
与在点中加压的模压纸匹有关的缺点是模压和涂胶点的强度明显降低，这会影响整个纸巾产品的强度特性。与相应的非模压纸相比，模压纸的强度降低高达70％并非罕见。
US-A-3672950公开了一种制造一种填塞(quilted)或有衬垫的粘接层压的纸巾产品的方法，在这种方法中，胶在一个第一图案辊和一个压印辊之间的压辊间隙中以一个一定的图案涂在一个纸层上。该层在同一个压印辊和第二图案辊之间的压辊间隙中层压到另一层上，第二图案辊有一个与第一图案辊的图案对应的图案，并与第一图案辊对准驱动。在层压过程中，两层的应力条件不同，因此产生填塞的或有衬垫的产品。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种多层软材料匹的制造方法，软材料例如为纸和无纺材料及它们的组合，其中，至少两个软材料层层压在一起。层压对于这种材料是很轻的，从而层的材料结构以及其强度性能基本得到保持。而且最终产品的吸收性能和体积应该较高。
根据本发明，使一个第一图案辊与一个涂胶装置相接触，第一图案辊具有凸部和凹部交替的三维图案，以对应于凸部顶端构形的图案、在一个第一压辊间隙中将胶涂在一个第一匹状软材料上，第一图案辊的图案构形可以选择，使得胶涂在第一层的胶点上，胶点覆盖的面积对应于第一匹状软材料的总面积的0.03-9％，并且分散地分布在第一匹状软材料的基本整个区域上，一个第二匹状软材料与第一匹状软材料的涂胶面在一个第二压辊间隙中相接触，该第二压辊间隙在一个第二图案辊和一个压辊之间，第二图案辊具有对应所述第一图案辊图案的凸部和凹部交替的三维图案，所述第一和第二层的匹料张力在送入所述第二压辊间隙时基本相等，第一和第二图案辊彼此对准，使得第一和第二匹状软材料以对应于第一图案辊凸部的顶部构形的图案组合并粘结在一起。
通过这种处理，将不会有与层压相关的材料匹的真正模压，而是只以胶图案的方式将层粘结在一起。因此在位于胶点之间的层之间形成体积的同时可以避免最终产品的强度减小，该体积增加了体积和吸收性能。分开层之间的体积在层压操作之后基本进一步地保持。
根据一个实施例，胶为有色的胶。
在本发明的一个实施例中，至少一层在与相对的层进行层压之前被施加一个三维图案。
根据本发明的另一个实施例，至少两层在层压之前被施加了三维图案，位于在至少两层上的图案具有不同结构，例如一个图案比较精细，而另一个图案比较粗糙。
根据本发明的再一个实施例，至少一层通过胶或者固化粘结剂、例如乳胶的线条得到强化。所述固化剂在层压之后固化。
每个胶点的尺寸应该在0.15-150mm2，最好为0.5-100mm2，更好的是1-15mm2。在另一个实施例中，每个胶点的尺寸为150-400mm2。每单位面积上的胶点的数量应该达到每平方米25-350000，最好为300-180000，更好的是800-50000个胶点，要指出的是胶点有规则地分布在匹状软材料的整个区域上，但是它们也可以不规则地分布、例如以间隔开的组的形式排列。
在这个方面的术语地点指得是胶点的任意形状，例如小点、直线、图形、字母、想象图案或者任意所需的形状。
本发明还涉及一种多层软材料匹、例如纸和无纺材料，其包括通过形成胶图案的胶点连接在一起的至少一个第一层和一个第二层，其中，胶点覆盖的区域对应层的总面积的0.03％-9％并且基本分散地分布在层的整个区域上，并且与胶点正好相对的所述多层材料匹的一个外表面基本没有，所述多层材料匹的相对的外表面具有与层的连接相关的材料中的轻微压痕。
在随后的描述和权利要求中披露了本发明的其它特征。
【附图说明】
图1示出实施本发明方法的装置的示意侧视图。
图2为根据本发明制造的两层纸产品的实施例的示意剖视图。
图3a-3c为根据本发明的纸层上的一些胶图案的平面图。
图4为根据本发明的三层纸的一个实施例的示意剖视图。
【具体实施方式】
图1示出用于制造两层材料、例如纸、尤其是薄纸的装置。第一纸匹1经过辊子2向涂胶站输送。该涂胶站包括从其中将胶涂到胶传送辊4上的胶室3。胶传送辊4与沿其圆周设有由交替的凸部6和凹部7构成的图案的第一图案辊5相接触。胶传送辊4只与凸部6的顶部相接触，从而仅将胶涂在其上。纸匹1进入在第一图案辊5和中央放置的压辊9之间的压辊间隙8。由此以与凸部6的顶部构形相对应的图案将胶涂在第一纸匹1上。处于图案辊5和压辊9之间的压辊间隙中的压力仅为足够大以用来实现胶向纸匹1上的转移。然而，纸匹最好不变形，即图案辊5的凸部6在纸匹上没有压痕。
第二纸匹10在辊子11的上方输送并且进入在图案辊13和中央设置的压辊9之间的压辊间隙12。第二图案辊13具有对应于第一图案辊5的图案的由凸部14和凹部15构成的三维图案。在这方面，术语“对应于”意味着凸部14每个具有形状和尺寸与第一图案辊5相同的有效表面区域，但是，该相同的形状具有比第一图案辊5的凸部6大的有效表面区域，以便延伸到由图案辊5或者不同的形状和大于第一图案辊5的凸部6的有效表面设置的胶点的外圆周表面的外部。例如，由第一图案辊5提供的胶图案可以为多个如图3a中所示出的以三角形的图案布置的三个圆点的形式，其中，每个第二图案辊13的凸部14与胶图案完全相同或者略大于胶图案，或者例如可为覆盖该三个圆点的三角形20的形式。在所有这些情况下，两个图案辊5、13的相对位置彼此对应。
所述第一层1和第二层10的匹料张力在它们输送到第二压辊间隙12中时基本相等。因此在层压过程中将不会有缩短效应(foreshortening effect)。两个图案辊5和13相互对准驱动，从而第一纸层1和第二纸层10以对应于由第一图案辊5提供的胶图案的结构的图案挤压和粘接在一起。
如图1所示，最好将一个中央压辊9用于第一图案辊5和第二图案辊13。但是，当然还可以在第一图案辊5和第二图案辊13中使用两个单独的压辊，并且使它们同步，从而使它们对准地驱动。
同样，在第二压辊间隙中的压力应该较小或者仅仅足以实施将两个纸匹1和10粘接在一起。在第二压辊间隙中的压力不大于在形成与面对第二压辊13的第二层10中的胶点正相对的轻微的压痕的压力。
所述多层材料匹的相对的外表面、即面对中央压辊9的表面将基本保持其结构不受层压操作的影响，并且在与胶点相对的材料中没有压痕。层压的多层产品由标号16表示。
在两个图案辊5和13上的图案可以是任意的，但是可以进行选择，从而使胶涂在纸匹1上的量对应于纸匹1的整个表面面积的0.03％到9％、最好为0.1％到6％。在这种情况下，胶点分散地分布在基本层压产品的整个区域上。根据本发明的方法可以提供完全清楚的胶点，其中需要很少量的胶。这样意味着在柔软性、悬垂性、吸收性等方面具有优势。在这种情况下，胶图案包括多个离散的胶点，每单位面积的胶点的数量达到每平方米25-350000个胶点，最好为每平方米300-180000个胶点，更好的是每平方米800-50000个胶点。根据一个实施例，每个胶点的尺寸达到0.15-150mm2，最好为0.5到100mm2，并且更好为1-15mm2。根据另一个可选实施例，每个胶点的尺寸为150-400mm2，其采用了包括例如宽度为1mm的细线的一些合成的胶图案，用来形成例如符号或者装饰性图案。在这样的实施例中，每平方米的胶点数量为上述区间中的低端部分，例如小于800。
在使用筛分图案的较大胶点的情况下，这意味着每个胶图案单元由多个小的筛点构成。在这种情况下，胶点的尺寸定义为形成一个胶图案单元的筛点的组合的外接区域。
根据另一个实施例，胶图案由形成例如网络的连续线条构成。
优选的胶通常为用于纸的胶，例如羧甲基纤维素(CMC)，聚乙烯醇(PVOH)，乙烯-乙酸乙烯(EVA)，聚乙酸乙烯酯(PVAc)，乙烯丙烯酸，乙酸乙烯丙烯酸，苯乙烯丙烯酸，聚安酯，聚偏二氯乙烯，淀粉，化学改性淀粉，糊精，水溶性聚合物、例如乳胶和天然或合成橡胶或塑料悬浮在水中的乳状胶体。在材料匹为除纸以外的其它材料的情况下，当然选择适合这些材料的胶。
最好是使用固体含量相对较高的胶，因为这样使得胶点的定位清楚。
还可以使用有颜色的胶，它可以带来视觉效果并且由此给材料带来图案效果。
在图2中示出根据本发明制成的两层纸的实施例，其中用参考标号17表示在两纸层1、10之间的胶点。在两纸层1、10之间的胶点17是空的并且彼此没有附着，形成空间18用来提高材料的体积和吸收能力，这些性能对于如软纸而言很重要，层压之后基本保持了分离的层的总体积。第二纸层10正好与具有由图案辊13形成的轻微压痕19的胶点相对。
图3a-3c示出一些胶图案的实施例，其中呈圆点或线条的形式的分散的胶点17进行排列，以形成不同的图案。胶点17也可以为连续线条的形式，例如形成网状的图案。
层压的纸匹1、10可以是光滑的，也可以是具有由在前面的过程、例如在纸匹的形成、脱水和/或者干燥的期间所提供的三维结构。还可以在层压之前通过给纸匹模压来提供三维结构。根据本发明的方法对这样的图案是很轻和的，从而图案在层压过程中基本保持了完整。
图4示出三层纸的一个实施例，其中在层压之前，已经在层1、10和20上施加了三维图案，例如通过模压。模压图案的结构是不同的，从而中间层10的图案构形要比两个外层1和20的图案构形粗糙。由此得到具有大体积的产品。正如所披露的在层1和层10之间的胶点17可相对于在层10和层20之间的胶点偏移地设置，或者可彼此相对地设置。当然也可以使用在图4中所示出的之外的具有不同模压图案的其它组合。如果两个外层具有不同的模压结构，例如一个更粗糙的侧面和一个更平滑的侧面，可形成在相对面上具有不同结构的多层产品。也可以使用称为微填塞(mircoquilted)的模压图案。还可对一个或者更多的层不进行模压。在两层产品的情况下，如果对一层模压而另一层不进行模压或者具有不同的模压结构，则可以获得双面产品。
用于不同层的模压图案也可以相同。在这种情况下，这些层被模压连接并且随后通过根据本发明的方法在层压之前彼此分离开。它们也可以在层压之前单独地模压。
本发明的一个很重要的优点为纸通过压层工艺基本保持了其强度特性。在许多其它的层压工艺中，纸匹的模压和变形的出现与层压相关，纸匹的强度特性减小。在层压的多层具有基本平滑的结构的情况下，它可以转变成致密的卷或者折叠产品，这样意味着节约空间和成本。
如果需要，由于在胶点上所提供的强的层粘结，层压的多层产品也可以在层压操作之后被模压，因此形成较软的材料。由于通过与胶转移辊4对准地驱动的第二图案辊13所提供的显著的粘合效果，获得了有效的层的粘接。当转换纸产品、如卷起时，该层粘接效果不会降低。
当然，三个或者更多的纸层可以通过上述的方法层压。由此两个或者更多的层可以进入第一和/或者第二压辊间隙。
在不同层中可以使用在吸收能力、基础重量、生产技术、纤维组成、化学粘接剂上具有不同特性的不同类型的纸。
这种方法还适用于其中有孔的纸层，由于孔的主要部分经过层压操作后是完整的并且没有被胶填充，这样在将这些层粘合在一起时是正常的。
至少一个纸层进一步通过胶的薄带或者固化粘结剂、例如乳胶而得到强化。该强化例如可以在层压之后在层压产品的外部进行，并与层压操作对准。在固化粘结剂的情况下，纸产品在层压后例如通过热处理进行固化。以这种方式强化纸层时，可以使用很薄的材料，否则是不能使用的，因为在转换过程或者在分配器中进行操作时强度不足。
多层材料匹可以转换成任何所需的产品，例如卷材、折叠的手巾、擦拭纸、手帕、餐巾等。在称为中心供给的无芯卷筒中使用多层材料匹是有优势的，其中，纸从卷筒的中心取出。对于一种传统的多层材料匹，层与层之间是通过模压来连接的，最内圈的材料不会成为令人满意的产品，该圈被极大地压缩，从而使模压或多或少地受到破坏。另一方面，在根据本发明的多层材料匹中，层的层压与由模压提供的任何图案效果分开，因此，无芯卷筒的最内圈也将成为有用的产品。