具有压花图案的纤维素纤维网 发明的领域
本发明涉及一种纤维素纤维网，尤其是具有压花图案的纤维素纤维网。所述压花图案使纤维素纤维网的外观美观，并具有蓬松性。
发明的背景
纤维素纤维网例如棉纸制品几乎在日常生活中时时使用。卫生纸、纸巾和面巾纸就是家居和产业中使用的纤维素纤维网的例子。虽然这种保持基材形式的纤维素纤维网已经长期被消费者接受，但是仍需求外观美观的纤维素纤维网。外观美观的纤维素纤维网给予消费者以高产品质量的印象。同时，也需要使纤维素纤维网蓬松。从消费者立场考虑高质量产品需求蓬松性，与柔软性和吸收性有关。
已经尝试了许多方法以改进纤维素纤维网外观的美观性和蓬松性。例如，压花图案通常就可使纤维素纤维网的外观美观并蓬松。许多努力都涉及将纤维素纤维网压花。例如，1996年10月8日授予Kamps等人的美国专利№5562805就揭示了高蓬松性的柔软棉纸的制造方法。该棉纸用细小的压花图案压花，以提高蓬松性并使强度损失最小。该细小地压花图案含有至少约15个/厘米2(100英寸2)独立又互相串套的压花单元。
1994年4月5日授予Underhill等人的美国专利№5300347揭示了一种压花面巾纸。该均匀的压花面巾纸具有连续或接近非连续的间隔压花图案。压花图案的线使被压在线所包围的未压花部分相当蓬松。每英寸2棉纸约有1-40个独特的未压花区。
1988年7月26日授予Bauernfeind等人的美国专利№4759967揭示了一种压花方法和制品。多数，优选基本全部背景压花都有主轴和次轴。主轴基本与基材的CD平行。它也揭示了基本覆盖基材的背景压花图案和附加间隔的设计图案。所述附加间隔的设计图案由未压花的中央平面形成。
1995年10月10日授予Rothwell等人的美国外观设计专利№362967和1996年7月23日授予Schultz等人的美国外观设计专利№371910揭示了压花的纸制品。这些压花的纸制品具有相对粗糙的压花和压花图案内面积较大的未压花区。
消费者需求在保持片材蓬松性的同时产品的使用期较长、由此给定直径辊上或给定尺寸箱内片材的数量更多。一种在给定直径辊上或给定尺寸箱内增大片材数量的方法是使压花片材的嵌套性最大。但是，片材上的压花如果细小就难于彼此嵌套，由此妨碍片材相互间进行嵌套。另一方面，与细小压花相比，大压花较容易彼此嵌套。但是，当片材叠起来或卷起来时，大压花就容易坍塌，由此丧失蓬松性。
此外，还要求通过简单的操作使网的外观美观。一种方法是排列压花，形成所要求的图案，例如通过保留未压花纤维素纤维网的预定面积来排列，由此由未压花平面形成所设计的图案。保留未维素纤维网的许多部分压花纤就可使网的外观更美观。但是，纤维素纤维网上未压花面积过多，在辊上卷绕或在箱内叠压时，就会损害片材的嵌套性。这就会在辊制品或装入箱内的制品表面上形成例如起皱和/或折皱。
因此，就需求既蓬松、外观又美观的纤维素纤维网；产品也需求适于使用期长；还需求减少最终制品表面上的起皱和/或折皱。
发明的概述
本发明涉及具有压花图案的纤维素纤维网。该压花图案包括重复图案。一种重复图案包含许多离散的特殊地带和由许多分离单元形成的背景基质。重复图案通过压花纤维素纤维网形成。背景基质中分离单元的密度为40-90个/英寸2。所述离散的特殊地带基本由背景基质的分离单元包围而形成。一个离散的特殊地带的尺寸相当于从背景基质扣除4-90个分离单元。一个重复图案内离散的特殊地带的总面积占一个重复图案面积的3-35％。
附图的简要说明
虽然说明书所附权利要求中特别指出并明确地请求了构成本发明的主题项，但从下述的描述中并结合附图会更好地明白本发明，附图中：
图1是具有压花图案的纤维素纤维网的平面图；
图2是图1所示的纤维素纤维网沿II-II线剖开的剖面图；
图3是具有另一种压花图案的纤维素纤维网的平面图；
图4是具有另一种压花图案的纤维素纤维网的平面图；
图5是具有另一种压花图案的纤维素纤维网的平面图；
图6是具有另一种压花图案的纤维素纤维网的平面图；
图7是具有另一种压花图案的纤维素纤维网的平面图；
图8是具有另一种压花图案的纤维素纤维网的平面图；
图9是具有另一种压花图案的纤维素纤维网的平面图；
图10是具有另一种压花图案的纤维素纤维网的平面图；
图11是具有另一种压花图案的纤维素纤维网的平面图；
图12是具有另一种压花图案的纤维素纤维网的平面图；
图13是具有另一种压花图案的纤维素纤维网的平面图；
图14是制造本发明纤维素纤维网的压花方法的示意图。
发明的详细说明
“含有”指能够加入不会影响最终结果的其他步骤和其他单元。该词包括词“由...组成”和“基本由...组成”。
图1是用于本发明的一种压花图案的一个例子的平面图，它显示了本发明的细节。压花图案10形成于纤维素纤维网，例如卫生纸、纸巾和面巾。在图1所示的实施方式中，压花图案10形成于卷绕在辊上的棉纸12上(图1仅示出了从辊管上解绕的一部分棉纸)。棉纸12沿两个方向：纵向MD和横向CD延伸。在本文中，定义为MD的“纵向”是与制纸设备上述级方向平行的方向。在本文中，定义为CD的“横向”是在X-Y平面内与纵向垂直的方向。
压花图案10有两个或多个沿纵向MD重复的重复图案14。一个重复图案14包括许多离散的特殊地带16和背景基质18。通过比较MD方向上具有相等长度的邻近图案，就能够确定一个MD方向的重复图案。当MD方向上长度相等的邻近图案在制品的MD方向上相等时，该图案就是重复图案。一个CD方向的重复图案可以确定为制品的宽度。因此，重复图案的面积就能够由制品的一个重复图案在MD方向上的长度和在制品CD方向的宽度决定(即，面积＝制品的一个重复图案在MD方向的长度×制品在CD方向上的宽度)。背景基质18由在图1中显示为黑色单元的许多分离的压花单元20形成。所述离散的特殊地带16由基本被许多分离的压花单元20所包围而形成。在本文中，“分离”指相邻单元彼此不连续。在图1所示的实施方式中，相邻压花单元20彼此不连续。在本文中，“区别性”指可以从背景基质中辨认出和区别出的地带。在本文中，“基本包围”指该地带被许多没有形成闭合线的分离单元包围(即地带未被闭合线包围)。在图1所示的实施方式中，由于没有分离的压花单元20，因而可以从背景基质18中辨认出和区别出离散的特殊地带16。分离单元20和离散的特殊地带16优选压花后具有不同的相对高度。再参照图2，分离单元20优选压花，离散的特殊地带16优选不压花。另外，离散的特殊地带16也可以压花成仍与分离单元20不同的高度。另外，分离单元20和离散的特殊地带16的高度也可以相等，只要离散的特殊地带16可以从背景基质20中辨认出和区别出。在又一个实施方式中，分离单元20可以不压花，离散的特殊地带16可以压花。在该情形下，为了可以辨认出分离单元20，可以将背景基质18中分离单元20以外的其余部分压花(在图1所示的实施方式中，背景基质18的其余部分显示为白色网络状单元)。
背景基质18由许多分离单元20形成。背景基质18中分离单元20的密度优选为40-90个/英寸2，更优选45-80个/英寸2，最优选50-70个/英寸2。背景基质18中分离单元20的密度优选不小于40个/英寸2，以维持棉纸12的蓬松性。背景基质18中分离单元20的密度也优选不大于90个/英寸2，以在片材间形成有效的嵌套性。
分离单元20的面积优选为0.006-0.024英寸2，更优选0.009-0.020英寸2，最优选0.010-0.017英寸2。分离单元20可以具有任意形状，例如圆形、椭圆形、园点形、雨点形、六边形、蝴蝶结和三叉形。在图1所示的实施方式中，分离单元20的形状为雨点形。
离散的特殊地带16基本由分离单元20包围而形成。在图1所示的实施方式中，离散的特殊地带16被约20个分离单元20包围。这些分离单元20非连续地排布离散的特殊地带16的周围。虽然离散的特殊地带16未被闭合线包围，但是离散的特殊地带16可看作被图1中的点线22的轮廓线所包围。所述点线22基本被许多分离单元20包围，并确定为离散的特殊地带16与许多分离单元20之间的边界。所述离散的特殊地带16的尺寸优选相当于从背景基质18中除去4-90个分离单元20的尺寸，更优选从背景基质18中除去8-70个分离单元20，最优选从背景基质18中除去10-60个分离单元20的尺寸。离散的特殊地带16优选具有除去不少于4个分离单元20的尺寸，使得，消费者可以清楚地认出离散的特殊地带16，又美观。离散的特殊地带16也优选具有除去不超过90个分离单元20的尺寸，使得片材卷绕在辊上或叠入箱内时，未压花的离散的特殊地带16不损害棉纸片的嵌套性。
一个重复图案内离散的特殊地带16的总面积优选占一个重复图案面积的3-35％，更优选6-28％，最优选10-24％。一个重复图案内离散的特殊地带16的总面积优选不小于3％，使得消费者可以清楚地认出离散的特殊地带16。一个重复图案内离散的特殊地带16的总面积优选不超过35％，使得片材卷绕在辊上或叠入箱内时，未压花的离散的特殊地带16不损害棉纸片的嵌套性。
离散的特殊地带16的面积优选为0.025-3.3英寸2，更优选0.076-2.6英寸2，最优选0.125-2.2英寸2。在本文中，离散的特殊地带16的面积由扣除分离单元20的总面积而定。离散的特殊地带16的轮廓线可以具有任何形状，例如圆形、椭圆形、正方形、三角形、菱形、长方形、六边形、心形、花朵、英镑、波状菱形、波状正方形和波状长方形。在图1所示的实施方式中，离散的特殊地带16的轮廓线22的形状为心形。
重复图案14可以有至少一个留在离散的特殊地带16内的分离单元24。重复图案14可以有许多留在离散的特殊地带16内的分离单元24。所述留在地带16内的分离单元24可给消费者以更美观的印象。参照图3，每个离散的特殊地带16都有许多未被除去的留下的分离单元24。所述离散的特殊地带16基本被许多分离单元20所包围，而且离散的特殊地带16的轮廓线22具有心形的形状。留下的分离单元24的聚集体23也基本形成装饰性形状。在本文中，“基本形式”指许多留下的分离单元聚集成一个形状。在图3所示的实施方式中，留下的分离单元24的聚集体23形成心形。
如图4所示，可以沿所要求的离散的特殊地带16的形状线部分切除包围离散的特殊地带16的分离单元20(例如图4所示的菱形轮廓线)。可以留下部分切除的分离单元20的20A部分以形成背景基质18的一部分。除去部分切除的分离单元20的剩余部分以形成离散的特殊地带16。因此，从背景基质20除去的分离单元数目应当包括分离单元20的这些除去的部分。此外，留在离散的特殊地带16内的分离单元24也可以沿所要求的留下的分离单元24的聚集体23的形状线部分切除(例如图4所示的心形轮廓线)。可以留下被部分切除的剩余的分离单元24的24A部分以形成聚集体23的一部分。除去剩余的部分切除的分离单元24的其他部分以形成离散的特殊地带16。因此，除去的分离单元的数量也应当包括这些剩余的分离单元24的除去部分。如图4所示的结构具有更美观的清晰度。
图14为制造本发明纤维素纤维网的压花工艺的一个实施方式示意图。所述压花工艺500包括两个辊筒502和504。纤维素纤维网506喂入辊页502和504之间形成的压花间隙。喂入压花间隙的纤维素纤维网506可以是单层或两层或多层。在一个实施例中，辊筒502表面上有凹图案(未示出)，辊筒504的表面上有凸图案(未示出)。凹凸图案排布成彼此啮合，使这种啮合在纤维素纤维网506上形成所要求的压花图案508。辊筒502有至少一个凹重复图案，辊筒504有至少一个凸重复图案，使得在辊筒502和504上旋转一次就在纤维素纤维网506上形成至少一个压花图案的重复图案。辊筒连续旋转就在网506上形成许多重复图案。在一个优选实施方式中，辊筒502有两个或多个凹重复图案，辊筒504有凸同等数量的凸重复图案。
可以在整个纤维素纤维网上形成网格结构。在本文中，“网格”指小交叉对角线或锯齿形的片段或角度的图案。
下面的实施例进一步描述和说明了在本发明范围内优选的实施方式。给出的实施例仅用于说明，而不限制本发明，这是因为不脱离其精神和范围情形下，可以对其进行多种变化。附图中同一编号用于指示相似的部分。所示的实施例的尺寸不是实际尺寸。每个单元的尺寸都可以在本发明范围内作改变。
再次参照图1，图1示出了本发明的一个实施例。如图1所示的纤维素纤维网12上有压花图案。一个重复图案14包括许多离散的特殊地带16和有许多分离单元20的背景基质18。背景基质18中分离单元20的密度为68个/英寸2。离散的特殊地带16的尺寸相当于从背景基质18扣除18个分离单元20的尺寸。被许多分离单元20包围的离散的特殊地带16的轮廓线22的形状为心形。分离单元20的形状为雨点状。分离单元20的面积为0.01英寸2。离散的特殊地带16的面积为0.257英寸2。在一个重复图案14内离散的特殊地带16的总面积占一个重复图案面积的11.2％。
图3为本发明的另一个实施例。如图3所示的纤维素纤维网12上有压花图案。一个重复图案14包括许多离散的特殊地带16和有许多分离单元20的背景基质18。背景基质18中分离单元20的密度为48个/英寸2。离散的特殊地带16的尺寸相当于从背景基质18中扣除22个分离单元20的尺寸。被许多分离单元20包围的离散的特殊地带16的轮廓线22的形状为心形。离散的特殊地带16也有33个分离单元24留在离散的特殊地带16内。其聚集体形成心形。分离单元20的形状为雨点状。分离单元20的面积为0.015英寸2。离散的特殊地带16的面积为0.458英寸2。在一个重复图案14内离散的特殊地带16的总面积占一个重复图案面积的9.1％。
图4为本发明的另一个实施例。如图4所示的纤维素纤维网12上有压花图案。一个重复图案14包括许多离散的特殊地带16和有许多分离单元20的背景基质18。背景基质18中分离单元20的密度为57个/英寸2。离散的特殊地带16的尺寸相当于从背景基质18扣除约53个分离单元20的尺寸。被许多分离单元20包围的离散的特殊地带16的轮廓线22的形状为菱形。离散的特殊地带16约有21个分离单元24留在离散的特殊地带16内。如图4所示，沿菱形的每边直线切除部分分离单元20。20A部分留下形成背景基质18。也沿心形线切除留下的部分分离单元24。24A部分形成留下的分离单元24的聚集体23。分离单元20的形状为雨点状。分离单元20的面积为0.012英寸2。离散的特殊地带16的面积为0.909英寸2。在一个重复图案14内离散的特殊地带16的总面积占一个重复图案面积的21.9％。
图5为本发明的另一个实施例。如图5所示的纤维素纤维网12上有压花图案。一个重复图案14包括许多离散的特殊地带16和有许多分离单元20的背景基质18。背景基质18中分离单元20的密度为53个/英寸2。离散的特殊地带16的尺寸相当于从背景基质18中扣除约52个分离单元20的尺寸。被许多分离单元20包围的离散的特殊地带16的轮廓线22的形状为菱形。离散的特殊地带16约有21个分离单元24留在离散的特殊地带16内。沿心形线切除部分留下的分离单元24。24A部分留下形成的分离单元24的聚集体23。分离单元20的形状为雨点状。分离单元20的面积为0.013英寸2。离散的特殊地带16的面积为0.98英寸2。在一个重复图案14内离散的特殊地带16的总面积占一个重复图案面积的20％。
图6为本发明的另一个实施例。如图6所示的纤维素纤维网12上有压花图案。一个重复图案14包括许多离散的特殊地带16和有许多分离单元20的背景基质18。背景基质18中分离单元20的密度为48个/英寸2。离散的特殊地带16的尺寸相当于从背景基质18中扣除约30个分离单元20的尺寸。被许多分离单元20包围的离散的特殊地带16的轮廓线22的形状为圆形。离散的特殊地带16约有15个分离单元24留在离散的特殊地带16内。沿心形线切除部分留下的分离单元24。24A部分形成留下的分离单元24的聚集体23。分离单元20的形状为雨点状。分离单元20的面积为0.015英寸2。离散的特殊地带16的面积为0.643英寸2。在一个重复图案14内离散的特殊地带16的总面积占一个重复图案面积的11.4％。
图7为本发明的另一个实施例。如图7所示的纤维素纤维网12上有压花图案。一个重复图案14包括许多离散的特殊地带16和有许多分离单元20的背景基质18。背景基质18中分离单元20的密度为44个/英寸2。离散的特殊地带16的尺寸相当于从背景基质18中扣除约34个分离单元20的尺寸。被许多分离单元20包围的离散的特殊地带16的轮廓线22的形状为长方形。离散的特殊地带16约有15个离单元24留在离散的特殊地带16内的。沿心形线切除部分留下的分离单元24。24A部分形成留下的分离单元24的聚集体23。分离单元20的形状为雨点状。分离单元20的面积为0.016英寸2。离散的特殊地带16的面积为0.777英寸2。在一个重复图案14内离散的特殊地带16的总面积占一个重复图案面积的12.9％。
图8为本发明的另一个实施例。如图8所示的纤维素纤维网12上有压花图案。一个重复图案14包括许多离散的特殊地带16和有许多分离单元20的背景基质18。背景基质18中分离单元20的密度为68个/英寸2。离散的特殊地带16的尺寸相当于从背景基质18中扣除12个分离单元20的尺寸。被许多分离单元20包围的离散的特殊地带16的轮廓线22的形状为正方形。离散的特殊地带16有4个分离单元24留在离散的特殊地带16内。正方形离散的特殊地带16与4个留下的分离单元24组合，形成整体为花朵的外观。分离单元20的形状为雨点状。分离单元20的面积为0.01英寸2。离散的特殊地带16的面积为0.171英寸2。在一个重复图案14内离散的特殊地带16的总面积占一个重复图案面积的12％。
图9为本发明的另一个实施例。如图9所示的纤维素纤维网12上有压花图案。一个重复图案14包括许多离散的特殊地带16和有许多分离单元20的背景基质18。背景基质18中分离单元20的密度为57个/英寸2。离散的特殊地带16的尺寸相当于从背景基质18中扣除12个分离单元20的尺寸。被许多分离单元20包围的离散的特殊地带16的轮廓线22的形状为椭圆形。离散的特殊地带16有4个分离单元24留在离散的特殊地带16内。椭圆形离散的特殊地带16与4个留下的分离单元24组合，形成整体为花生的外观。分离单元20的形状为雨点状。分离单元20的面积为0.012英寸2。离散的特殊地带16的面积为0.206英寸2。在一个重复图案14内离散的特殊地带16的总面积占一个重复图案面积的11.5％。
图10为本发明的另一个实施例。如图10所示的纤维素纤维网12上有压花图案。一个重复图案14包括许多离散的特殊地带16和有许多分离单元20的背景基质18。背景基质18中分离单元20的密度为84个/英寸2。离散的特殊地带16有两种类型，第一种是16A，第二种是16B。离散的特殊地带16的第一种类型16A的尺寸相当于从背景基质18中扣除8个分离单元20的尺寸。离散的特殊地带16的第二种类型16B的尺寸相当于从背景基质18中扣除12个分离单元20的尺寸。离散的特殊地带16的第一种类型16A的轮廓线22A的形状为长方形。离散的特殊地带16的第一种类型16A有4个分离单元24A留在离散的特殊地带16内。长方形的离散的特殊地带16的第一种类型16A与4个留下的分离单元24组合，形成整体为筷子状的外观。离散的特殊地带16的第二种类型16B的轮廓线22B的形状为椭圆形。离散的特殊地带16的第二种类型16B有4个分离单元24A留在离散的特殊地带16内。椭圆形的离散的特殊地带16的第二种类型16B与留下的分离单元24组合，形成整体为花生的外观。分离单元20的形状为雨点状。分离单元20的面积为0.008英寸2。离散的特殊地带16的第一种类型16A的面积为0.091英寸2，离散的特殊地带16的第二种类型16B的面积为0.137英寸2，在一个重复图案14内离散的特殊地带16的总面积占一个重复图案面积的7.8％。
图11为本发明的另一个实施例。如图11所示的纤维素纤维网12上有压花图案。一个重复图案14包括许多离散的特殊地带16和有许多分离单元20的背景基质18。背景基质18中分离单元20的密度为48个/英寸2。离散的特殊地带16的尺寸相当于从背景基质18中扣除约32个分离单元20的尺寸。被许多分离单元20包围的离散的特殊地带16的轮廓线22的形状为菱形。离散的特殊地带16约有21个分离单元24留在离散的特殊地带16内。如图11所示，沿菱形的每边直线切除部分分离单元20A。还+沿心形线切除留下的分离单元24。分离单元20的形状为雨点状。24A部分形成留下的分离单元24的聚集体23。分离单元20的面积为0.015英寸2。离散的特殊地带16的面积为0.686英寸2。在一个重复图案14内离散的特殊地带16的总面积占一个重复图案面积的12.1％。如图11所示的纤维素纤维网也有网格结构。网格结构的每个格子中有一个离散的特殊地带16。
图12为了本发明的另一个实施例。如图12所示的纤维素纤维网12上有压花图案。一个重复图案14包括许多离散的特殊地带16和有许多分离单元20的背景基质18。背景基质18中分离单元20的密度为60.5个/英寸2。离散的特殊地带16的尺寸相当于从背景基质18中扣除25个分离单元20的尺寸。被许多分离单元20包围的离散的特殊地带16的轮廓线22的形状为菱形。分离单元20的形状为蝴蝶结。分离单元20的面积为0.012英寸2。离散的特殊地带16的面积为0.413英寸2。在一个重复图案14内离散的特殊地带16的总面积占一个重复图案面积的21.9％。
图13为本发明的另一个实施例。如图13所示的纤维素纤维网12上有压花图案。一个重复图案14包括许多离散的特殊地带16和有许多分离单元20的背景基质18。背景基质18中分离单元20的密度为42个/英寸2。离散的特殊地带16的尺寸相当于从背景基质18中扣除22个分离单元20的尺寸。被许多分离单元20包围的离散的特殊地带16的轮廓线22的形状为十字形。分离单元20的形状为三叉形。分离单元20的面积为0.017英寸2。离散的特殊地带16的面积为0.534英寸2。在一个重复图案14内离散的特殊地带16的总面积占一个重复图案面积的27.2％。
所有这些实施例都具有本发明的优点。
在本文中提到的所有专利、专利申请(以及任何据此授予的专利，和任何公布的相应外国专利申请)及其公布都结合参考于此。但是，这不等于承认任何引用并参考的文献启示或揭示了本发明。也不等于承认本文中所揭示的任何可买到的材料或制品启示或揭示了本发明。
也应当明白，本文中所述的所有极限值和范围包括所有在所述极限值和范围内更窄的范围、极限值和数值，这些更窄的范围和极限值即使没有单独列出，也对它们有权利要求。
虽然对本发明的具体实施方式进行了描述和说明，但是本行业内的普通技术人员会明白，在不脱离本发明的精神和范围情形下，能够进行各种其他的改变和变化。