製造較軟的產品的方法和該產品本身的製作方法

2023-05-06 17:45:01

專利名稱：製造較軟的產品的方法和該產品本身的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種製造較軟的基本扁平、但三維的產品的方法以及相應的產品本身。通常採用壓花工藝增大這類基本扁平的產品的體積。這種體積的增大一方面將作用於其外觀，另一方面也將影響其技術性能。例如如果對一種薄棉紙或類似的紙製品進行壓花處理的話，則因此不僅可以改善外觀，還可以改進其觸感和觸摸特性。除觸感特性外，採用壓花的方法對初始產品的轉變還可以改進產品的吸附特性。就本發明的方法和本發明的產品而言，可採用不同的材料，確切地說，例如紙衛生紙(皺紋的和無皺紋的、溼置的、單層的或多層的)、衛生巾；紡織品所有軟紡織物、織物、所謂的「無紡布」(例如幹置的)、紡織層壓物；塑料薄膜或纖維束形式的軟塑料；皮革所有軟皮革；金屬薄金屬膜，尤其是鋁箔。就壓花而言，可以採用專業人員公知的各種不同的方法。
有鑑於公知的方法，本發明的目的在於提出一種本說明書引言部分中所述的產品，採用最簡單的手段在很大程度上可以明顯地改善該產品的外觀和/或其觸感性能。
採取一種用於製造較軟基本扁平、但具三維形狀的產品的方法，可實現本發明的目的，所述方法的步驟如下a)三維花樣壓花，實現較軟的、基本扁平的初始產品的轉變，從而產生對應於初始產品的一次體積增大；和b)對該經初始產品壓花處理獲得的中間產品順其基本扁平的延伸方向進行牽伸，從而產生對應於中間產品的疊加的、二次體積增大。
在對經壓花處理後的中間產品進行牽伸處理時，意外地發現，採用特別簡單的二次體積增大方式可以至少改善中間產品的外觀和觸感性能。
如果中間產品的壓花花樣由多個相互交聯的絞接平行四邊形構成，並且最好大致順穿過平行四邊形對角的方向，並且尤其順穿過相對的對角的支點的方向進行牽伸處理時，所述支點當然不是機械意義的真正的支點，而是在壓花處理時以如下方式形成的，被壓縮的材料線相互交叉並起著對平行四邊形限定的作用，所述平行四邊形在施加拉伸力時，其作用就好象縮放儀一樣，則作為對壓花處理產生的體積增大疊加的該二次體積增大效果最佳。
作為體積增大係指經壓花處理在基本扁平的初始產品上產生的隆起，因而首先在垂直於初始產品的大面上實現了體積增大。
「較軟」用語尤其包含需要進行壓花處理的必要性。該用語當然也包含如下方式的產品變形，通過牽伸處理可以實現與通過壓花處理相同的持久變形。產品在最終狀態時視用途和根據是否將外觀放在首位，還是把觸感性能防在首位，應具有一定的和在必要時特殊的柔韌性和柔軟性。
本發明的目的還通過一種較軟、基本扁平但具三維形狀、具有三維壓花花樣和疊加於作為固有的一次體積增大的壓花的二次體積增大的產品得以實現。其中，二次體積增大可以是凸起的並設置在構成一次體積增大的隆起側，但也可以是下凹的。
壓花花樣不必非得是對稱的不可，但可以是對稱的。
如果在壓花花樣中壓製成的單元形狀從俯視的角度看具有一結構，該結構介於圓形與正方形或矩形之間，則可以以特別有利的方式實現二次體積增大。其中與圓形當然存在明顯的差別。例如壓花花樣基本為菱形結構。
在壓花花樣中的單元形狀間，基本在一個平面上形成衝壓線，衝壓線相互連接在一起並且分別每四條線構成一「絞接平行四邊形」，並且正如在上述結合方法所述及的那樣，大量的這種絞接平行四邊形相互交聯在一起。這些線相互交叉，其中與縮放儀類似，當以正確的方式施加所述拉伸力時，交叉點構成絞接點。這些交叉點(絞接點)間的線段可以是直線，但也不必非得是直線不可。例如與所謂的東方式的或威尼斯式的花樣相同，這些線也可以是曲線。重要的一點是，當施加相應的拉伸力時，具有與縮放儀相同的響應特性。
較軟、基本扁平但具三維形狀的產品尤其是通過一扁平的、備有一形成一次體積增大的壓花花樣的、三維的中間產品獲得的，該中間產品是利用壓花模具製成的，對該中間產品通過基本順其大致扁平的的延伸方向的牽伸處理實現與一次體積增大相疊加的永久的二次體積增大。這意味著，壓花模具的結構對通過拉伸產生的疊加的二次體積增大有很大的影響。
採用「母」壓花模具是特別適宜的，所述的「母」壓花模具具有下凹，扁平的初始產品的材料被壓入下凹內，形成永久的一次體積增大。與此相聯繫，衝壓模具的下凹間具有相互連接的隔條，該隔條與下凹配合使中間產品具有壓花花樣，其中與下凹相對應的凸起被通過隔條衝壓成的線擠壓而成，從而被加強的材料限定，所述衝壓線以特別有益的方式通過「母」衝壓形成絞接平形四邊形，所述絞接平行四邊形交聯在一起，從而當順大面延伸方向和中間產品的絞接平行四邊形的對角方向施加拉伸力時，該網絡起著與縮放儀相同的作用。據此，當在機器運行方向上進行牽伸時，平行四邊形應對準機器運行方向。
如果在壓花模具中下凹的側壁與模具表面的夾角為一特定的銳角，則可以特別有效地實現二次體積增大。該角優選不得小於40°並且尤其是不得小於60°。該角為65°時尤為有利。
而且每平方釐米的單元形狀的數量也將對二次體積增大的形成起著積極的影響，每平方釐米該單元形狀的數量可以是0.5至6個並且尤其是1至2.5個。
壓花模具的下凹尺寸同樣對通過牽伸形成的永久的二次體積增大有影響。下凹深度與其寬度的比例可以是0.1至0.5，尤其可以是0.2至0.3。
壓花模具的下凹具有階梯狀側壁，由模具表面至下凹底部並列有多個壁段並且其中壁段與模具表面所夾的銳角將逐壁段減小。
壓花模具的下凹間連接隔條的優選寬度為0.5mm至3mm，尤其是1.2mm至2.2mm。所述連接隔條也可以是異型件並且尤其是具有沿同一連接隔條形成的下凹組。因而在產品的衝壓線上就形成作為附加的體積增大的凸起。
下面將對照幾個在附圖中示意示出的實施例對本發明做進一步的說明。圖中示出


圖1a為薄棉紙產品壓花花樣的示意俯視圖；圖1b為用於製備圖1a所示產品的壓花模具的俯視圖；圖1c為沿圖1b中A-A線的局部斷面圖；圖2a至2c為與圖1a至1c類似的視圖，但花樣不同；圖3a至3c為與圖1a至1c及圖2a至2c相符的視圖，但具有另一不同設計的花樣；圖4為帶有各側壁段的壓花凸起的剖面示意圖；圖5a至5c為帶有多個側壁段的壓花花樣凸起的各種剖面圖；圖6a為在未經牽伸處理的狀態下凸起一側的壓花花樣凸起的示意俯視圖；圖6b為通過壓花產生的一次體積增大的凸起的對角剖面圖；圖7a、7b、7c、7d為與6a和6b類似的圖示，但是在牽伸處理後，其中由圖7b、7c、7d可以看出作為對一次體積增大的疊加的通過牽伸產生的二次體積增大；圖8a為圖1所示最終產品的花樣(「鑽石形」)的視圖；圖8b為具有圖8a所示花樣的衛生紙卷的視圖；圖9a為圖2所示的最終產品的花樣視圖(「東方式」)；圖9b為具有圖9a所示花樣的衛生紙卷視圖；圖10a為圖3所示的最終產品的花樣視圖(「枕形」)；和圖10b為具有圖10a所示花樣的衛生紙卷視圖。
在附圖中，例如圖1a和1b中，示出一致的花樣，但圖1a為利用模具花樣壓成的花樣(反向)，而圖1b為壓花模具本身的相應的花樣。由於產品，尤其是就中間產品而言，是採用壓花模具製成的，因此在下面對照三個實施例僅對壓花模具加以說明，因為產品的特徵也在於此。
在圖1a至1c中示出一種被稱作「鑽石」-花樣的花樣。圖1a和1b的花樣與實物的比例為2∶1，而在圖1c的具體圖中為10∶1。該比例也適用於圖2和3。
壓花模具的壓花花樣包括連接隔條1，每四個連接隔條分別構成一正方形或平行四邊形，該正方形或平行四邊形排列在一起，通過連接隔條形成一個網絡。其中在連接隔條1上可以順序設置下凹2，該下凹在壓成的中間產品上為小型的凸起。當然也不必非得有這種下凹不可。大型的下凹3位於連接隔條之間，該下凹由階梯狀的側壁4a和4b構成。側壁4a與模具表面的夾角為α並且側壁4b與模具表面的夾角為β，β小於α。
大型下凹3就側壁4a而言的深度為c並且就側壁4a和4b而言的深度為d。根據一優選的實施例，所述尺寸的數值如下a1mmb6mmc1mmd1.7mmα65°e0.25mm.
圖2b示出一種所謂的″東方式″壓花花樣，其中箭頭M表示機器運行方向。比例關係與圖1相同，該比例通常也適用於圖3。在此與下述尺寸相關a1mmb6mmc1mmd1.7mmf8mmg13.6mmh1mmα65°。
圖3示出一種枕形花樣，其中花樣與機器運行方向偏移一個角度γ，1.5°。在採取此種偏移時，圖案高度約為183.21mm，即每個圖案18.5個圖形。
其尺寸的數值如下a1mmb6mmc1mm
d1.7mme0.25mmi1.4mm(直徑)k7mmα65°。
在例如對一種作為初始產品的薄棉紙採用如圖1、2和3所示的某種壓花模具壓制一種花樣時，膠輥將薄棉紙抵壓在連接隔條1上，並將後者擠壓入下凹3內，從而使初始產品以如下方式獲得壓花，如圖6所示，在連接隔條範圍內材料被壓縮和加強並在下凹範圍3內產生凸起6。圖中用標記7表示被衝壓的邊緣範圍。在本說明書中將此稱為衝壓線。與連接隔條構成的網格相符，這些線如圖6a所示構成平行四邊形，其中如圖3a和3b所示，線的交叉點被視為絞接點。就絞接平行四邊形網格而言，當施加如圖7a所示的拉伸力S時，整個花樣就象一機械的縮放儀一樣動作，與縮放儀的動作相同，所述拉伸力如圖中箭頭P所示，導致平行四邊形變窄。在壓花處理時，由凸起形成一次體積增大並且通過利用拉伸力S的牽伸處理形成與前者疊加的二次體積增大8，該二次體積增大在圖7b、7c、7d中用箭頭V標示。其中在圖7c和7d中該二次體積增大為疊加的褶皺。
就模具的下凹，圖4示意示出一帶有各個側壁和一所屬的角α的實施例。圖5a示出一順序分階的、分別與模具表面的夾角為α和β的側壁4a、4b的系列，其中β小於α。如圖5c所示也可以設置第一側壁段4a，在該段上連接一教堂拱頂狀的弧面4d。
下面將舉例對本發明加以說明。
例1以一初始角牽拉出雙層薄棉紙帶並送入壓花機中。雙層薄棉紙的基重為21.9g/m2，其寬度為50cm。其中薄棉紙完全由纖維素紙漿構成。壓花機由一鋼輥和一膠輥構成。鋼輥的直徑為198mm，膠輥的直徑為174mm，膠厚度為17mm，膠的硬度為33肖氏硬度。有關母壓花下凹的尺寸如圖1b和1c所示並參照有關說明。輥間的壓花壓力為9420牛頓/m。
接著將採用此種壓花機壓制好的產品送入牽伸機中(所有過程都在一個裝置中)並在此處以30牛頓/m的拉伸力對整個寬度進行牽伸處理。這時產生所述的二次體積增大，該二次體積增大與通過壓花產生的一次體積增大疊加在一起。其中與初始產品相比，體積增大21.4％。與初始產品相比，在機器運行方向的強度下降17.6％(即在此方向上的柔韌性有所提高)。與初始產品相比，斷裂延伸率下降12.3％並且與機器運行方向相垂直的方向的強度下降36.8％。
牽伸處理後，將作為按縱向間距通過穿孔間隔開的紙段的產品卷繞在衛生紙卷上。該紙卷的直徑為123.2mm並且緻密度為635cm×10-3。
上述在機器運行方向上的強度等於斷裂前的機器運行方向上的拉應力。將雙層薄棉紙或成品切割成76mm寬的樣品，然後對準機器運行方向。將樣品夾固在拉應力檢測儀的兩個夾子之間。兩個夾子的間隔為51mm並對樣品以每分鐘250mm進行牽拉。作為測量結果記錄下斷裂前的最大應力(單位牛頓)。以同樣方法在垂直於機器運行方向的方向進行檢測。測量體積增大的方法如下，將10塊由初始產品切割成的紙片和5塊最終產品的紙片疊放在一起，放置在一足壓為2.9千帕斯卡電子厚度檢測儀中。對檢測結果加以記錄(單位mm×10-3)。
基重的確定方法如下，將10張由初始材料切割成的或5張由雙層的最終產品切割成的10×10cm正方形的紙片疊置在一起。然後對樣品進行稱量並將測量結果乘以10，然後以千帕斯卡為單位加以記錄。
對成品衛生紙卷的直徑測量方法如下，將一標示直徑的經校準的帶子繞在成品紙卷的圓周上。
採用如下方式測量成品衛生紙卷的緻密度或卷裝硬度(單位cm×10-3)。由一固定軸對成品衛生紙卷進行固定，該固定軸穿過紙卷心。然後將一用微弱負荷加載的檢測儀圍繞紙卷的圓周置放。在約15秒鐘的調整時間後，在測量儀上取零讀數。接著用較重的重力加載並且在經過15秒鐘的穩定後取第二讀數。將作為紙卷緻密度的讀數差記錄下來，測量單位為cm×10-3。據此，緻密度為635cm×10-3。
例2整個過程基本與例1相同，但有如下變動。壓花模具的數據如圖2b和2c所示。鋼輥的直徑為191mm。
與初始產品相比，成品紙卷在機器運行方向的強度下降(柔韌性提高)為22.9％並且在垂直於機器運行方向的強度下降為39.3％。體積增大12％。成品紙卷的直徑為123.7mm並且緻密度為622.3cm×10-3。
比較例用圖1所示的花樣實現一比較例。其中鋼輥的直徑當然為197mm。角度α為38°，b值為7.2mm並且d值為1.3mm。其中體積增大僅為1.7％。成品衛生紙卷的直徑為120mm並且緻密度僅為503cm×10-3。
權利要求
1.一種製造較軟的、基本扁平的、但三維的產品的方法，具有如下製造步驟a)採用三維花樣壓花的方法實現較軟的、基本扁平的初始產品的轉變，該三維花樣壓花產生對應於初始產品的一次體積增大；和b)採用經對初始產品壓花處理獲得的中間產品基本順其基本扁平的延伸方向牽伸處理的方法，產生對應於經壓花處理轉變成的中間產品的疊加的、二次體積增大。
2.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，中間產品的壓花花樣由多個相互交聯的「絞接平行四邊形」構成，並且牽伸處理大致順穿過平行四邊形的對角的方向進行。
3.較軟的、基本扁平的、但三維的產品，其特徵在於，具有一三維的壓花花樣和一與作為固有的一次體積增大的所述壓花花樣相疊加的二次體積增大。
4.按照權利要求3所述的產品，其特徵在於，二次體積增大是凸起的並設置在構成一次體積增大的壓花花樣的隆起側。
5.按照權利要求3和/或4所述的產品，其特徵在於，壓花花樣基本是一種對稱的壓花花樣。
6.按照權利要求3至5中至少一項所述的產品，其特徵在於，在壓花花樣中的單元形狀的水平投影形狀介於圓形形狀(明顯地與圓形差別很大)與正方形或矩形形狀之間。
7.按照權利要求3至6中至少一項所述的產品，其特徵在於，壓花花樣基本是菱形花樣。
8.按照權利要求3至7中至少一項所述的產品，其特徵在於，在壓花花樣中的單元形狀之間形成基本在一個平面上的衝壓線，這些線相互連接並且分別每四條線構成一絞接平行四邊形並且多個這樣的絞接平行四邊形相互交聯在一起。
9.較軟的、基本扁平的、但三維的產品，其特徵在於，所述產品是通過一種扁平的、備有形成一次體積增大的壓花花樣的、三維的中間產品獲得的，該中間產品是採用壓花模具製成的，對該中間產品通過基本順其基本扁平的延伸方向的牽伸處理，實現與一次體積增大相疊加的、持久的二次體積增大。
10.按照權利要求9所述的產品，其特徵在於，該產品的壓花模具上有下凹，扁平的初始產品的材料被擠壓入所述下凹內，從而實現持久的一次體積變化。
11.按照權利要求9和/或10所述的產品，其特徵在於，該產品的壓花模具上在下凹之間具有相互連接的隔條，該連接隔條與下凹配合在中間產品上實現壓花花樣，其中與下凹相對應凸起是被由連接隔條衝壓出的線擠壓而成的並因此被加強的材料限界，所述衝壓線構成絞接平行四邊形，絞接平行四邊形相互成網格狀連接，因而該網格在順大面延伸方向並且基本順絞接平行四邊形的對角方向施加反向的拉伸力時起著與縮放儀相同的作用。
12.按照權利要求9至11中至少一項所述的產品，其特徵在於，該產品的壓花模具的下凹的側壁在各側與模具表面有一個特定的銳角夾角。
13.按照權利要求12所述的產品，其特徵在於，所述角度不小於40°並且尤其是不小於60°並且特別是為65°。
14.按照權利要求9至13中至少一項所述的產品，其特徵在於，該產品的壓花模具的下凹具有階梯狀側壁，其中由模具表面開始有多個壁段排列到下凹的底部並且其中壁段與模具表面所夾的銳角逐壁段減小。
15.按照權利要求9至14中至少一項所述的產品，其特徵在於，產品上的每平方釐米的單元圖案的數量為0.5至6個並且尤其是1至2.5個。
16.按照權利要求9至15中至少一項所述的產品，其特徵在於，該產品的壓花模具的下凹深度與寬度的比為0.1至0.5並且尤其是0.2至0.3。
17.按照權利要求9至16中至少一項所述的產品，其特徵在於，該產品的壓花模具的下凹間的連接隔條的寬度為0.5至3mm並且尤其是1.2至2.2mm。
18.按照權利要求9至17中至少一項所述的產品，其特徵在於，該產品的壓花模具的連接隔條為異型件並且尤其具有沿連接隔條形成的一下凹組。
19.按照權利要求3至18中至少一項所述的產品，其特徵在於，採用的材料為薄棉紙製品。
全文摘要
本發明涉及一種較軟的、基本扁平的、但三維的產品,該產品是通過採用壓花模具的壓花處理以如下方式實現對一種較軟的、基本扁平的初始產品轉變獲得的,形成一壓花花樣,該花樣由多個「絞接平行四邊形」組成,該絞接平行四邊形被擠壓而成的材料線限定,從而當施加拉伸力時該絞接平行四邊形結構起著像縮放儀一樣的作用並且其中通過牽伸處理,二次體積增大與通過壓花產生的一次體積增大相疊加。
文檔編號D06C27/00GK1272079SQ98809594
公開日2000年11月1日 申請日期1998年7月16日 優先權日1997年8月8日
發明者約翰·鄧恩·麥克萊恩, 布賴恩·亨特, 喬治·拉瑟福德 申請人:Sca衛生產品有限公司