Трехмерное тиснение

Трехмерное тиснение

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Изобретение относится к тиснильному валу для изготовления волокнистых продуктов, особенно продуктов из тонкой бумаги (бумаги “тиссью”), нетканых материалов или гибридов из них, а предпочтительно - гигиенических и чистящих продуктов с предварительно определенными отличительными признаками, указанными в п. 1 формулы изобретения. Изобретение также относится к устройству для изготовления таких волокнистых продуктов, к способу изготовления многослойных волокнистых продуктов и к волокнистому продукту.

Предпосылки к созданию изобретения и описание аналогов и прототипа

Гигиенические или протирочные продукты в основном включают все виды тонкой бумаги: бумагу, крепированную в сухом состоянии; бумагу, крепированную в мокром состоянии; бумагу, сушеную путем прососа горячего воздуха (СпПГВ); набивки из целлюлозы, или волокнистой массы; или все виды нетканых материалов, или их сочетания; ламинаты или смеси из них. Типичные свойства этих гигиенических и протирочных продуктов включают: надежное поглощение энергии напряжения при растяжении, драпируемость, хорошую текстилеподобную гибкость, свойства, которые часто называют «объемной мягкостью», более высокую поверхностную мягкость и большой удельный объем при ощутимой толщине. Желательными являются: как можно более высокая способность к впитыванию жидкости и, в зависимости от применения, подходящая прочность в мокром и в сухом состояниях, а также визуально привлекательный внешний вид наружной поверхности продукта. Эти свойства, среди прочего, позволяют использовать эти гигиенические и протирочные продукты, например, в качестве чистящих салфеток, например: бумажных салфеток или салфеток из нетканого материала, чистящих салфеток для протирки ветрового стекла, технических протирочных салфеток, кухонной бумаги и т.п.; в качестве гигиенических продуктов, например: туалетной бумаги, бумажных носовых платков или носовых платков из нетканого материала, хозяйственных полотенец, полотенец и т.п.; в качестве косметических салфеток, например: салфеток для протирки лица, гигиенических прокладок или пеленок (следует отметить, что здесь упомянуты только некоторые продукты такого назначения). Кроме того, гигиенические и протирочные продукты могут быть сухими, влажными, мокрыми, набивными или предварительно обработанными каким-либо способом. Кроме того, гигиенические и протирочные продукты могут быть сложены, проложены слоями или разложены отдельно, уложены стопкой или скатаны в рулон, соединены или не соединены каким-либо подходящим способом.

Согласно приведенному выше описанию продукты можно использовать в качестве продуктов для личной гигиены и для хозяйственных целей, а также для коммерческого и технического использования. Они приспособлены к поглощению жидкостей, удалению пыли, для декоративных целей, для упаковки или даже для использования в качестве поддерживающего материала, как это обычно бывает, например, в медицинской практике или в госпиталях.

Если тонкую бумагу надлежит изготавливать из волокнистой массы, то процесс по существу включает: формирование, где используют напорный ящик и формующую сеточную часть; сушильную часть (либо сушку путем прососа горячего воздуха, либо обычную сушку на цилиндре «Янки»). Процесс изготовления также обычно включает процесс крепирования, существенный для изготовления тонкой бумаги, и, наконец, обычно включает мониторинг и накат.

Бумагу можно формировать путем укладки волокна с обеспечением его ориентации или хаотически на один сеточный транспортер, или между двумя сеточными транспортерами, непрерывно перемещаемыми на бумагоделательной машине при одновременном удалении основного количества воды, использованной для разбавления до тех пор, пока содержание сухого твердого вещества ни будет составлять (обычно) в пределах от 12% до 35%.

Сушку сформированного первичного волокнистого полотна осуществляют в один или более этапов путем использования механических и тепловых средств до тех пор, пока конечное содержание сухого твердого вещества ни будет составлять (обычно) от около 93% до 97%. В случае изготовления тонкой бумаги после этой стадии следует процесс крепирования, который существенным образом влияет на свойства готовой тонкой бумаги в обычных процессах. Обычный процесс сухого крепирования включает крепирование на сушильном цилиндре (так называем цилиндре «Янки»), имеющем обычно диаметр от 4,0 м до 6,5 м, посредством использования крепирующего шабера, при вышеупомянутом конечном содержании сухого твердого вещества в сырьевой тонкой бумаге. Можно также использовать процесс мокрого крепирования, если к качеству тонкой бумаги предъявляют более низкие требования. Крепированную, окончательно высушенную сырьевую тонкую бумагу (так называемую базовую тонкую бумагу) затем можно подвергать дальнейшей переработке в бумажный продукт для получения тонкой бумаги.

Вместо обычного процесса изготовления тонкой бумаги, описанного выше, можно использовать модифицированную технологию, согласно которой достигают улучшения параметра удельного объема путем применения специального вида сушки, которая ведет к улучшению параметра объемной мягкости тонкой бумаги. Этот процесс (существует несколько различных его подвидов) называется технологией «сушки путем прососа горячего воздуха» (СпПГВ). Он отличается тем, что «первичное» волокнистое полотно, выпускаемое после стадий формирования и получения бумажного полотна, предварительно сушат до содержания сухого твердого вещества около 80% перед окончательной контактной сушкой на цилиндре «Янки» путем продувания горячего воздуха через волокнистое полотно. Волокнистое полотно поддерживают на воздухопроницаемом сеточном транспортере, или ленте, или на сукне для СпПГВ, и во время транспортировки его направляют на поверхность воздухопроницаемого вращаемого цилиндра (барабана), так называемого цилиндра для СпПГВ. Благодаря структурированию несущего сеточного транспортера, или ленты, обеспечивают возможность выработки любого рисунка из сжатых зон, нарушенных путем деформации во влажном состоянии, также называемой «формованием», приводящей в результате к увеличению средних удельных объемов и, следовательно, к увеличению объемной мягкости без существенного снижения прочности волокнистого полотна.

Для выработки многослойных продуктов из тонкой бумаги, например носовых платков, туалетной бумаги, полотенец или хозяйственных полотенец, часто выполняют промежуточный этап, включающий так называемое «дублирование», при котором базовую тонкую бумагу с желаемым количеством слоев в готовом продукте обычно накатывают в общий многослойный исходный рулон.

Этап переработки базовой тонкой бумаги, уже накатанной (не обязательно) в несколько слоев, в готовый продукт из тонкой бумаги осуществляют на перерабатывающих машинах (преобразующих машинах), на которых выполняют такие операции, как, например, раскатывание базовой тонкой бумаги, повторное разглаживание тонкой бумаги, тиснение посредством печатания, до определенной степени соединенное с нанесением по всей площади и/или локально клея для склеивания отдельных слоев, которые надлежит соединить вместе, а также разрезание в продольном направлении, складывание, разрезание в поперечном направлении, укладку и сложение вместе множества отдельных слоев тонкой бумаги и их упаковку, а также сложение их вместе для формирования большего размера охваченных упаковок или пачек. Такие этапы переработки могут также включать применение веществ, подобных отдушкам, лосьонам, мягчителям или другим химическим добавкам. Отдельные полотна слоев бумаги могут также быть предварительно подвергнуты тиснению, а затем соединены в месте контакта между валами согласно способам тиснения, известным в данной области производства. Любой способ тиснения может приводить к получению тисненых элементов, все из которых имеют одинаковую высоту, или к получению тисненых элементов, имеющих различные высоты. Скрепление слоев, например, с помощью механических или химических средств является другой группой хорошо известных способов, в основном используемых для изготовления носовых платков, пеленок и туалетной бумаги.

Хорошо известная технология увеличения толщины бумажного продукта заключается в тиснении бумажного полотна. Процесс тиснения осуществляют в зоне контакта между тиснильным валом и опорным валом. Тиснильный вал может содержать выступы на его периферической поверхности, посредством которых формируют так называемые «тисненые углубления» в бумажном полотне, или вал может содержать углубления в его периферической поверхности, посредством которых формируют так называемые «тисненые выступы» в бумажном полотне.

Опорные валы могут быть более мягкими, чем соответствующие тиснильные валы, и могут состоять из каучука, например, натурального каучука, или из пластиковых материалов, бумаги или стали.

Для изготовления многослойных продуктов из тонкой бумаги, особенно туалетной бумаги и хозяйственной тонкой бумаги, было создано три способа изготовления, включающих тиснение и скрепление слоев склеиванием. К ним относятся способы тиснения: «Goffra Incolla/точки», «двойное тиснение, одно ламинирование/гнезда» (ДТОЛ) и «выступ к выступу»/«ножка к ножке».

В первом упомянутом способе изготовления, Goffra Incolla, первое полотно направляют через зону контакта между тиснильным валом и опорным валом. В этой зоне контакта полотно обеспечивают тисненым рисунком. Затем валом для нанесения клея наносят клей на те части первого полотна, где находятся выступающие тиснильные элементы на тиснильном валу. Клей переносят из ванны с клеем с помощью вала для переноса клея на наносящий вал. Второе полотно подводят к первому полотну и скрепляют путем приклеивания к первому полотну в зоне контакта между так называемым контактным валом и тиснильным валом. Скрепление клеем происходит в тех точках, на которые был нанесен клей.

Второй способ изготовления (ДТОЛ/гнезда) очень похож на описанный выше способ Goffra Incolla. Согласно этому способу используют дополнительную пару валов, состоящую из второго тиснильного вала и второго опорного вала. Дополнительная пара валов служит для тиснения второго полотна до его скрепления путем склеивания с первым полотном с использованием контактного вала. Обычно дополнительную пару валов располагают рядом с первой парой валов и контактным валом. Такое близкое расположение особенно важно при использовании так называемого «гнездового» способа. Гнездовой способ можно рассматривать как особый случай общего ДТОЛ-способа изготовления. Для осуществления гнездового способа тиснильные элементы первого тиснильного вала и тиснильные элементы второго тиснильного вала располагают таким образом, чтобы тисненые элементы первого тисненого слоя и тисненые элементы второго тисненого слоя входили друг в друга подобно зубчатому зацеплению. Это служит для достижения взаимной стабилизации двух слоев. Однако в ДТОЛ-способе изготовления такую взаимосвязь между тиснеными элементами первого, верхнего, слоя и второго, нижнего, слоя не выполняют. Тем не менее, в литературе термин ДТОЛ-способ часто используют как синоним гнездового способа.

Третий способ изготовления («выступ к выступу»/«ножка к ножке») подобен ДТОЛ-способу. Посредством двух пар валов оба слоя: верхний слой и нижний слой тиснят, соответственно. Клей наносят на тисненые выступы первого слоя. Однако скрепления слоев достигают не посредством контактного вала, как в ДТОЛ-способе, а непосредственно с помощью выступающих тиснильных элементов второго тиснильного вала. Для достижения этого требуется точное регулирование ширины зоны контакта между первым тиснильным валом и вторым тиснильным валом, которая, в основном, определяется толщиной каждого из двух слоев (верхнего слоя и нижнего слоя). Кроме того, тиснильные валы должны быть выполнены таким образом, чтобы выступающие тиснильные элементы обоих валов были обращены друг к другу. Этим объясняется использование терминов «выступ к выступу» или «ножка к ножке» для обозначения вида тиснения.

Все описанные выше способы обладают следующими общими признаками: первый тиснильный вал изготовлен из твердого материала, обычно из металла, особенно из стали, но известны также тиснильные валы, изготовленные из твердой резины или твердых пластиковых материалов. Тиснильные валы могут быть валами охватываемого типа, содержащими отдельные выступы. В альтернативном варианте осуществления тиснильный вал может быть валом охватывающего типа с отдельными углублениями для тиснения. Типичные глубины гравированных рисунков для тиснения составляют от 0,4 мм до 2,0 мм.

Опорный вал обычно снабжен резиновым покрытием с твердостью от 35 единиц до 85 единиц твердости по Шору, по шкале А. Однако известны также структурированные опорные валы, особенно валы, изготовленные из бумаги, резины или пластиковых материалов, или стали.

Вал для нанесения клея обычно также является резиновым валом с ровной гладкой периферической поверхностью, твердость резинового покрытия которого является средней между твердостью опорного вала и твердостью контактного вала. Обычно используемые значения твердости резинового покрытия составляют от 70 единиц до 85 единиц твердости по Шору, по шкале А. При выборе резины должна быть обеспечена ее совместимость с клеем, подлежащим нанесению.

Устройство для нанесения клея, состоящее из вала для нанесения, вала для переноса клея и ванны с клеем, может быть выполнено в виде так называемого устройства с погруженным валом, в котором вал для переноса клея погружен в ванну с клеем, и этим валом переносят клей, используя поверхностное натяжение и выталкивание клея из ванны с клеем. Регулированием зазора между валом для переноса клея и валом для нанесения можно регулировать количество наносимого клея. Валы для нанесения могут быть структурированными валами. В последнее время стали известны валы для переноса клея, содержащие определенные углубления в их периферической поверхности. Такие валы для переноса клея известны как Анилоксовые валы. Такой вал обычно изготовлен из керамического материала или стали, или меди и покрыт хромом. Избыточное количество клея удаляют с поверхности Анилоксового вала раклей. Количество клея определяется объемом и количеством углублений. Альтернативные варианты осуществления устройств для нанесения клея основаны на применении распыляющего оборудования (Weko-технология).

Второй возможностью влияния на количество переносимого клея является регулирование разницы окружных скоростей вала для переноса клея и вала для нанесения. Обычно вал для переноса клея вращают с меньшей скоростью, чем вал для нанесения клея. Окружная скорость вала для переноса клея обычно составляет от 5% до 100% первой окружной скорости вала для нанесения клея. Ванна для клея может быть выполнена в виде простой ванны; устройства для нанесения клея с раклями могут быть также выполнены в виде камер.

В технологиях тиснения «Goffra Incolla/точка» и «ДТОЛ/гнезда» используют дополнительный вал, так называемый «контактный вал» для ламинирования слоев. Контактный вал обычно имеет гладкую резиновую поверхность с твердостью около 90-95 единиц твердости по Шору, по шкале А. Подходящим материалом является, например, акрилонитрилбутадиеновый каучук (NBR). Однако также известны контактные валы, которые, кроме каучукового покрытия, обеспечены стальным покрытием. Такое стальное покрытие часто выполнено в виде стальной ленты, навитой по спирали поверх каучукового покрытия.

В случае, когда одиночные слои отдельно или вместе подвергают предварительному тиснению, используют так называемое устройство для предварительного тиснения микровыступов. Такое устройство для предварительного тиснения часто используют в сочетании с технологией Goffra Incolla. Также обычно используют печатание по продукту из тонкой бумаги до или после этапа скрепления слоев. Также известны варианты технологий, включающие применение химических веществ, особенно лосьонов и мягчителей.

Другое хорошо известное устройство для тиснения содержит стальной тиснильный вал и соответствующий опорный стальной вал (для так называемого Union тиснения). Поверхности этих валов выполнены таким образом, что деформацию бумаги и механическое скрепление слоев обеспечивают без использования клеев посредством одностадийного тиснения.

При использовании всех трех описанных выше способов тиснения полезным является обеспечение управления натяжением полотна как до, так и после скрепления слоев, так как физические свойства полотна и особенно характеристика «нагрузка-растяжение» могут измениться в значительной степени на этапе тиснения.

На фиг. 11a изображена часть периферической поверхности тиснильного вала 100, содержащего дискретные выступы 102, при использовании которого совместно с податливым опорным валом, описанным выше способом, получают продукт, показанный на фиг. 11b. Такой бумажный продукт 110 содержит основную часть, лежащую в базовой плоскости 112, от которой выступают тисненые углубления 114. В примере согласно прототипу, как показано на фиг. 11a, 11b, тиснильный вал содержит выступающие тиснильные элементы 102, которые (все) имеют одинаковые высоту и форму. Однако также известны способы тиснения так называемой «двойной» высоты. Для примера такого тиснения показана часть наружной периферической поверхности тиснильного вала 120 (см. фиг. 12a) с выступами охватываемого типа двух различных видов. Это - выступы 122, имеющие большую высоту, а также выступы 124 меньшей высоты. Что касается остального, то в примере согласно фиг. 12a, выступы имеют одинаковую форму поперечного сечения. Однако в данной области техники также известны способы сочетания выступов для тиснения различной формы и различной высоты. Такие устройства для тиснения известны из европейского патента EP 0797705А1.

Полученный в результате бумажный продукт 130 схематически показан на фиг. 12b. Начиная от базовой плоскости 132, бумажный продукт содержит тисненые углубления 134 большей глубины, а также тисненые углубления 136 меньшего размера.

Тиснильные валы, использовавшиеся в прототипе, в основном изготавливали с применением так называемой moletage-технологии, заключающейся в гравировании вала посредством холодного формования стали тиснильного вала. Согласно такой moletage-технологии обычно следовало осуществлять несколько этапов холодного формования и несколько этапов травления. При такой известной технологии изготовления накладывались некоторые ограничения на форму выступов на поверхности вала. Угол наклона оказывал пагубное воздействие на механическую стабильность бумажного продукта, изготовленного с использованием такого тиснильного вала. Если угол наклона меньше, то продукт обладает меньшей локальной стабильностью вокруг тисненой структуры, так как локально волокнистая структура разрушается в большей степени. Таким образом, по причинам, заключавшимся в обеспечении достаточной механической стабильности бумажного продукта и в ограничениях, накладывавшихся возможностью изготовления выступов на поверхности вала при использовании moletage-технологии, обычно использовали в данной области техники угол наклона, составлявший, по меньшей мере, 23°.

Другая технология гравирования для изготовления тиснильных валов для получения туалетной и гигиенической бумаги заключается в травлении. На первом этапе на периферическую поверхность тиснильного вала наносят маскирующее покрытие, после чего следует второй этап, на котором поверхность подвергают травлению путем нанесения кислоты на те области, где не было нанесено маскирующее покрытие. В результате получают частично гравированную периферическую поверхность вала, где переход между гравированными областями и негравированными областями содержит ступеньку с углом от 0° до 10°. Другими словами, технология травления приводит к получению ступенчатой структуры поверхности. Этапы нанесения маскирующего покрытия и травления с использованием одинаковых или различных форм маскирующих покрытий можно повторять несколько раз. Посредством использования технологии повторного травления можно получать структуру поверхности, подобную дискретным ступеням, идущим от исходной периферической поверхности вала вглубь материала вала.

Еще одной технологией изготовления тиснильных валов для получения туалетной и гигиенической бумаги является фрезерование на станке с ЧПУ типа CNC (CNC-компьютерное числовое программное управление). Эту технологию часто используют для получения более простых прямоугольных элементов, например усеченных пирамид. Угол тиснильных элементов и радиальное направление тиснильного вала можно легко варьировать в широком диапазоне, если такой угол является одним и тем же для всех тиснильных элементов.

Другая технология, преимущественно используемая для обработки валов, изготовленных из пластиковых материалов, подобных каучуковым валам, заключается в использовании лазерной абляции. Лазерные технологии используют для обработки валов, изготовленных из пластиковых материалов, а также для обработки стальных валов. Другими способами обработки тиснильных валов являются технологии ручного гравирования или гальванографии. В принципе, для изготовления тиснильных валов можно использовать сочетание таких технологий. Один предпочтительный способ изготовления основан на технологии нанесения маскирующего покрытия и травлении в сочетании с moletage-технологией. Другим хорошо известным сочетанием технологий гравирования является сочетание технологии многоэтапного травления, по меньшей мере, с пятью (предпочтительно - около 10) отдельными этапами травления, и финишным скруглением получившихся в результате ступенек для получения сглаженной формы созданных тиснильных элементов. Пригодными этапами скругления являются этапы обработки металлическими щетками, этап краткосрочного общего травления или этап обработки струей твердых частиц, например, стекла, песка или корунда (наждака).

Тиснение служит не только для придания объемности волокнистому продукту, но также для придания продукту визуально улучшенного внешнего вида. Визуально воспринимаемый внешний вид продукта важен для потребителя продуктов, а также служит для обеспечения более высокой степени признания продукта. Визуально воспринимаемый внешний вид может быть улучшен путем сочетания этапов тиснения и крашения. Другим поводом для тиснения является обеспечение более высокой способности к впитыванию или улучшению воспринимаемой мягкости.

Краткое описание изобретения

, является создание тиснильного вала, волокнистого продукта, а также устройства и способа, в которых используют такой тиснильный вал для изготовления такого волокнистого продукта с использованием новой технологии тиснения для расширения возможности получения продуктов с визуально различными внешними видами.

Эту задачу решают посредством использования: тиснильного вала, обладающего отличительными признаками по п. 1 формулы изобретения; способа изготовления многослойного волокнистого продукта, обладающего отличительными признаками по п. 11; устройства для изготовления волокнистого продукта, обладающего отличительными признаками по п. 18; и волокнистого продукта по п. 23. Предпочтительные варианты осуществления раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.

Согласно изобретению тиснильный вал для изготовления волокнистых продуктов, особенно продуктов из тонкой бумаги (бумаги “тиссью”), нетканых материалов или гибридов из них, а предпочтительно гигиенических и чистящих продуктов, содержит структурированную тиснильную поверхность, подходящую для взаимодействия с опорным валом, где структурированная тиснильная поверхность содержит выступы охватываемого типа или углубления охватывающего типа, начинающиеся от базовой периферической поверхности вала. Рисунок тиснения отличается следующими признаками:

базовые площади выбранных выступов охватываемого типа или углублений охватывающего типа в базовой поверхности являются различными;

высоты выбранных выступов охватываемого типа или глубины выбранных углублений охватывающего типа в радиальном направлении вала, начинающиеся от базовой периферической поверхности, являются различными; и

углы между участками боковой стенки и соседней базовой периферической поверхностью выбранных выступов охватываемого типа и/или углублений охватывающего типа являются различными.

Посредством выступов охватываемого типа тиснильного вала формируют тисненые углубления в продукте, подобные вдавленным местам, тогда как посредством углублений охватывающего типа в <поверхности> вала формируют тисненые выступы в волокнистом продукте, особенно подушкообразной формы. В идеале корреляция между предложенным в изобретении тиснильным валом и волокнистым продуктом, получаемым при использовании такого тиснильного вала, на устройстве, содержащем такой вал и взаимодействующий с ним опорный вал, ведет к получению волокнистого продукта с зеркальным отображением в сравнении с формой предложенного в изобретении тиснильного вала. Однако в действительности имеют место отклонения, происходящие в процессе изготовления. Такие отклонения могут быть объяснены тем фактом, что волокнистый продукт во время обработки обладает вязкоупругими свойствами, т.е. во время тиснения определенная доля деформации является упругой деформацией. Таким образом, после этапа тиснения происходит некоторый обратный процесс усаживания волокнистого продукта, в результате чего тисненый продукт не принимает форму зеркального отображения тиснильного вала. Степень отклонения зависит от материала волокнистого продукта, характеристик тиснильного вала и опорного вала, и многих других факторов, но в основном зависит от формы рисунка тиснения, выполненного на периферической поверхности тиснильного вала.

Волокнистый продукт согласно изобретению является в основном продуктом из тонкой бумаги, нетканого материала или из их сочетания, а предпочтительно гигиеническим и чистящим продуктом. Он содержит, по меньшей мере, один слой с тисненым рисунком, содержащим тисненые углубления, подобные вдавленным местам, или тисненым выступам подушкообразной формы, где тисненые углубления или тисненые выступы начинаются от базовой плоскости слоя. Рисунок тиснения характеризуется теми же основными признаками, которые могут быть обнаружены у тиснильного вала, однако, в виде обратного рисунка продукта и с указанными выше отклонениями:

базовые площади выбранных тисненых элементов, в частности тисненых углублений или тисненых выступов, в базовой плоскости являются различными;

глубины выбранных тисненых углублений или высоты выбранных тисненых выступов, перпендикулярных базовой плоскости, являются различными; и

углы между участками боковой стенки выбранных тисненых углублений или тисненых выступов и соседней базовой плоскостью являются различными.

Термин «нетканый материал» согласно стандартам ISO 9092, DIN EN 29092 относится к широкому ассортименту продуктов, которые, с точки зрения их свойств, находятся между бумагой (DIN 6730, Мо 1996) и картоном (DIN 6730), с одной стороны, и текстильными материалами, с другой стороны (ISO - Международная организация по стандартизации; DIN - Германский промышленный стандарт). Что касается нетканых материалов, то известно, что используется большое количество очень сильно отличающихся друг от друга технологий изготовления, например технология аэродинамического формирования и «спанлейс», а также технология мокрого формирования. Нетканые материалы включают маты, нетканые материалы и готовые продукты, изготовленные из них. Нетканые материалы могут быть также названы текстилеподобными композитными материалами, представляющими собой гибкие пористые текстильные материалы, которые не вырабатывают, используя классические способы переплетения основных нитей и уточных нитей или способы вязания. В действительности нетканые материалы изготавливают путем перепутывания, сцепления или скрепления клеем волокон или путем сочетания этих способов. Нетканый материал может быть изготовлен из натуральных волокон, например целлюлозных или хлопковых волокон, но он может также состоять из синтетических волокон, например полиэтиленовых (PE), полипропиленовых (PP), полиуретановых (PU), полиэфирных, волокон на основе полиэтилентерефталата, поливинилового спирта, нейлона или регенерированной целлюлозы, или смеси различных волокон. Волокно может быть, например, представлено в виде непрерывных элементарных нитей или предварительно изготовленных волокон конечной длины, например синтетических волокон или штапельных волокон. Нетканые материалы, как упомянуто в данном документе, могут, таким образом, состоять из смесей синтетических и целлюлозных волокнистых материалов, например из натуральных растительных волокон (см. ISO 9092, DIN EN 29092).

Под термином «гигиенические продукты» и «чистящие продукты», при использовании в данном документе, понимают туалетную бумагу, хозяйственные полотенца, носовые платки, салфетки для лица, пеленки, протирочные и чистящие продукты также для столовой посуды. Термин не включает обои.

Для изготовления волокнистого продукта согласно изобретению можно использовать в высокой степени изменяемый, с точки зрения формы, рисунок тиснения. Рисунок тиснения может содержать как тисненые выступы, так и тисненые углубления, как это пояснено выше. Рисунок тиснения представляет собой свободно сформированную трехмерную форму. Это означает, что больше не существует стандартизованных форм тисненых выступов или углублений, или, по меньшей мере, больше не существует групп тисненых выступов или тисненых углублений, все из которых имеют одинаковую форму. Это легкое требование, заключающееся в том, что не все тисненые углубления (в случае использования тиснильного вала с тиснильными выступами охватываемого типа) или тисненые выступы (в случае использования тиснильного вала с тиснильными углублениями охватывающего типа) являются одинаковыми, приводит к перечисленным выше признакам бумажного продукта.

В зависимости от того, содержит ли тиснильный вал выступы охватываемого типа или углубления охватывающего типа на его периферической поверхности, может быть определена базовая плоскость, сопоставимая с базовой плоскостью 112 и 132 (см. фиг. 11b и фиг. 12b) в примерах, относящихся к прототипу.

Согласно изобретению свободно выполненную трехмерную структуру поверхности тиснильного вала транслируют заявленному волокнистому продукту. Однако, как это описано выше, все процессы тиснения содержат такого рода отклонения, что тисненый продукт не принимает точную форму зеркального отображения тиснильного вала. Эти отклонения приводят к появлению углов в тисненых элементах продукта, не таких крутых, как соответствующие углы на тиснильном валу. Это общее наблюдение также действительно для предложенного в изобретении трехмерного тиснения, которое следует учитывать при проектировании подходящего тиснильного вала для изготовления предложенного в изобретении волокнистого продукта. Отклонения тисненого рисунка в продукте от рисунка тиснения на валу зависят от свойств материала бумажного продукта, твердости опорного вала, взаимодействующего с тиснильным валом, от давления на единицу длины образующей тиснильного вала во время процесса тиснения и от отношения глубины, ширины или углов конкретного тиснильного элемента.

Устройство для изготовления волокнистых продуктов, содержащих, по меньшей мере, один слой, особенно, продуктов из тонкой бумаги, нетканого материала или гибридов из них, а предпочтительно гигиенических и чистящих продуктов, содержит предложенный в изобретении тиснильный вал, а также взаимодействующий с ним опорный вал. Структурированный тиснильный вал имеет трехмерную поверхность с тиснильными элементами в виде выступов охватываемого типа или углублений охватывающего типа; при этом углы и высоты/глубины выбранных тиснильных элементов являются различными. Другими словами, предложенный в изобретении тиснильный вал является центральным объектом устройства для изготовления волокнистых продуктов согласно изобретению. Ссылка на выбранные тиснильные элементы служит четким утверждением того, что не все тиснильные элементы должны иметь различную форму. По практическим причинам это невозможно, так как тиснильный вал обычно содержит повторяющийся рисунок на его наружной периферической поверхности, выполненный таким образом, что, по меньшей мере, в каждой из повторяющихся секций дизайна соответствующие тиснильные элементы являются одинаковыми. Однако также возможно, чтобы в одном единственном рисунке дизайна, переносимом на одно полотно туалетной бумаги или одно полотно хозяйственных полотенец, было множество отдельных тиснильных элементов, одинаковых по форме. Таким образом, приведенная выше ссылка на то, что выбранные тиснильные элементы являются различными, предназначена для определения того, что при использовании предложенного в изобретении вала, предложенного в изобретении продукта, а также предложенного в изобретении устройства, где используют такой вал, обеспечена возможность выбора в широком диапазоне различных форм отдельных тиснильных элементов в отношении их размеров, высоты/глубины, углов и общей формы.

Предложенный в изобретении способ изготовления многослойного волокнистого продукта, особенно продукта из тонкой бумаги, нетканого материала или гибридов из них, а предпочтительно гигиенического и чистящего продукта, включает этапы: тиснение верхнего слоя с использованием тиснильного вала согласно изобретению; подача, по меньшей мере, одного дополнительного слоя, и скрепление вместе верхнего слоя и дополнительного слоя в зоне контакта между тиснильным валом и контактным валом или в зоне контакта между тиснильным валом и вторым тиснильным валом для тиснения дополнительного слоя. При применении такого способа обеспечивается возможность получения предложенного в изобретении трехмерного волокнистого продукта.

Предпочтительно тиснильный вал согласно изобретению отличается наличием углов β₁, β₂, определяемых как углы пересечения ортогональных направлений (O_l, O₂) к поверхностям выступов охватываемого типа или углублений охватывающего типа, начинающихся от выбранного положения на локальной поверхности выступов охватываемого типа или углублений охватывающего типа с базовой периферической поверхностью, где такие углы β₁, β₂ должны составлять либо больше 30°, предпочтительно больше 50°, либо такие углы β₁, β₂ должны составлять меньше 20°.

Согласно предпочтительному варианту осуществления тиснильный вал выполнен таким образом, что локальная поверхность, по меньшей мере, одного углубления охватывающего типа изогнута таким образом, что два ортогональных направления, начинающихся от выбранных положений на изогнутой локальной поверхности, могут быть определены, где два ортогональных направления пересекают базовую периферическую поверхность под углами β₁, β₂, удовлетворяющими уравнению 30°<|β₁-β₂|<90°, а предпочтительно, уравнению 50°<|β₁-β₂|<90°.

Посредством такого тиснильного вала может быть обеспечен большой диапазон возможных форм поверхности, включающих изогнутые углубления. Согласно прототипу стандартные тиснильные выступы могут также содержать очень маленькие скругленные участки в пределах 0,1 мм на их краях. Такие скругленные участки не охватываются приведенными выше отличительными признаками, согласно которым изогнуты углубления охватывающего типа. То, что под этим понимают, представляет собой изогнутую поверхность, которая явно превышает локально расположенные скругленные края, как известные и имевшие место в тиснильных выступах в прототипе.

Предпочтительно структурированная тиснильная поверхность представляет собой свободно сформированную трехмерную поверхность. То, что понимают под