Ленточно-крепированный многослойный лист с переменным локальным базовым весом с целлюлозным микроволокном, получаемым с помощью перфорированной полимерной ленты

Ленточно-крепированный многослойный лист с переменным локальным базовым весом с целлюлозным микроволокном, получаемым с помощью перфорированной полимерной ленты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Притязание на приоритет и перекрестная ссылка на родственные заявки

Настоящая заявка является частичным продолжением совместно рассматриваемой патентной заявки США № 12/694650, публикация № US 2010/0186913, под названием "Belt-Creped, Variable Local Basis Weight Absorbent Sheet Prepared With Perforated Polymeric Belt", поданной 27 января 2010 года, которая основана на временной заявке США с серийным номером № 61/206146 с тем же названием, поданной 28 января 2009 года, и по вышеуказанным заявкам в настоящем описании испрашивается право приоритета. Вышеуказанные заявки включены в настоящее описание в качестве ссылок.

Настоящая заявка относится к объекту публикации патентной заявки США № 2009/0020139, опубликованной 22 января 2009 года, основанной на заявке № 12/284148, поданной 17 сентября 2008 года под названием "High Efficiency Disposable Cellulosic Wiper" (номер в реестре поверенного № 20134 PI). Настоящая заявка также относится к объекту публикации патентной заявки № 2009/0020248, опубликованной 22 января 2009 года, основанной на заявке № 12/284147, поданной 17 сентября 2008 года, под названием "Absorbent Sheet Incorporating Regenerated Cellulose Microfiber" (номер в реестре поверенного No. 20134 P2). Обе патентные заявки США № 12/284148 и 12/284147 основаны, частично, на патентной заявке США № 11/725253, поданной 19 марта 2007 года, под названием "Absorbent Sheet Having Regenerated Cellulose Microfiber Network", теперь патент США № 7718036 (номер в реестре поверенного № 20134). Настоящая заявка также относится, частично, к объекту следующих временных патентных заявок США:

(1) Временная заявка № 60/784228, поданная 21 марта 2006 года;

(2) Временная заявка № 60/850467, поданная 10 октября 2006 года;

(3) Временная заявка No 60/850681, поданная 10 октября 2006 года;

(4) Временная заявка № 60/881310, поданная 19 января 2007 года;

(5) Временная заявка No 60/994344, поданная 19 сентября 2007 года;

(6) Временная заявка № 60/994483, поданная 19 сентября 2007 года.

Содержание вышеуказанных заявок включено в настоящее описание в качестве ссылки в полном объеме.

Уровень техники

Волокна лиоцелл, как правило, применяются в текстильных изделиях или фильтрующих материалах. См., например, публикации патентных заявок США № 2003/0177909 и US 2003/0168401, обе Koslow, а также патент США № 6511746, Collier et al. С другой стороны, высокоэффективные салфетки для очистки стеклянных и других поверхностей, как правило, изготавливают из термопластических волокон.

В патенте США № 6890649, Hobbs et al. (3М), впервые описаны полиэфирные микроволокна для применения в продукте в виде салфетки. Согласно патенту ′649, микроволокна имеют средний эффективный диаметр менее 20 микрон, и в общем от 0,01 микрон до 10 микрон. См. колонку 2, строки 38-40. Эти микроволокна получают путем фибриллирования пленочных поверхностей и затем сбора волокон.

В патенте США № 6849329, Perez et al., описаны микроволокна для применения во влажных салфетках. Эти волокна подобны тем, что описаны в патенте ′649, обсуждаемом выше. В патенте США № 6645618, также Hobbes et al., дополнительно впервые описаны микроволокна в волоконных ковриках, таких как те, что применяются для удаления масла из воды, или их применение в качестве салфеток.

В патентной публикации США № 2005/0148264 (заявка № 10/748648), Varona et al., описана салфетка с бимодальным распределением размера пор. Салфетку изготавливают из расплавленных раздутых волокон, а также более крупных волокон и бумагообразующих волокон. См. стр. 2, абзац 16.

В патентной публикации США № 2004/0203306 (заявка № 10/833229), Grafe et al., описана эластичная салфетка, включающая нетканый слой и по меньшей мере один приклеенный слой нановолокна. Слой нановолокна показан на многочисленных фотографиях. На стр. 1, абзац 9, отмечено, что микроволокна имеют диаметр волокна от приблизительно 0,05 микрон до приблизительно 2 микрон. В этом патенте нановолоконные полотна исследовали для очистки автомобильных приборных панелей, автомобильных окон и так далее. См., например, стр. 8, абзацы 55, 56.

В патенте США № 4931201, Julemont, описана нетканая салфетка, включающая формованное из расплава волокно. В патенте США № 4906513, Kebbell et al., также описана салфетка, содержащая формованное из расплава волокно. Здесь используют полипропиленовые микроволокна, и салфетки, как описано, обладают свойством вытирать все без остатка. Этот патент имеет общее значение, как и патент США № 4436780, Hotchkiss et al., в котором описана салфетка, имеющая слой формованных из расплава полипропиленовых волокон и на любой из двух сторон штапельно связанный полипропиленовый слой волокна. См. также патент США № 4426417, Meitner et al., в котором описана нетканая салфетка, имеющая матрицу нетканых волокон, содержащую микроволокно и штапельное волокно. В патенте США № 4307143, Meitner, описана дешевая салфетка для промышленных применений, которая включает термопластические формованные из расплава волокна.

В патенте США № 4100324, Anderson et al., описано нетканое полотно, пригодное в качестве салфетки, которое включает волокна древесной пульпы.

В патентной публикации США № 2006/0141881 (заявка № 11/361875), Bergsten et al., описана салфетка с формованными из расплава волокнами. В этой публикации также описан тест на волочение на стр. 7 и 9. Например, см. стр. 7, абзац 59. Согласно результатам теста на стр. 9, микроволокно увеличивает протяженность пути салфетки на поверхности.

В патентной публикации США № 2003/0200991 (заявка № 10/135903), Keck et al., описана двойная структура абсорбирующего полотна. См. стр. 12 и 13, на которых описаны тесты на очистку и тест на истирание при трении во влажном состоянии по Гарднеру.

В патенте США № 6573204, Philipp et al., описана ткань для очистки, имеющая нетканую структуру, изготовленную из микроштапельных волокон по меньшей мере двух различных полимеров и вторичных штапельных волокон, связанных в микроштапельные волокна. Расщепленное волокно, как сообщается, имеет титр от 0,17 до 3,0 dtex перед расщеплением. См. колонку 2, строки 7-9; см. также патент США № 6624100, Pike, в котором описано расщепляемое волокно для применения в микроволоконной сетке.

Область техники

Настоящая заявка относится к многослойным салфеткам, содержащим по меньшей мере один впитывающий лист с переменным локальным базовым весом, содержащий значительную долю фибриллированного целлюлозного микроволокна, имеющего множество сводчатых или куполообразных областей, соединенных обычно плоской уплотненной волокнистой сетью, включающей по меньшей мере некоторые зоны консолидированного волокна, ограничивающие куполообразные зоны. Куполообразные области имеют передний край с относительно высоким локальным базовым весом и в их нижерасположенных частях переходные зоны, которые включают изогнутые вверх и внутрь зоны боковых стенок из консолидированного волокна.

Хотя имеются достижения в области высокоэффективных салфеток, существующие продукты имеют тенденцию к тому, что получение их является относительно трудным и дорогостоящим; многие не обладают поглощающей способностью высококачественных бумажных полотенец и их нелегко повторно преобразовывать в пульпу или утилизировать. Более того, салфетки по изобретению способны удалять микрочастицы и, если по существу не весь остаток с поверхности, то по меньшей мере почти весь, уменьшая потребность в биоцидах и очищающих растворах в типичных действиях по очистке и санации.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение относится, частично, к многослойному впитывающему листу, содержащему целлюлозное микроволокно, пригодное для бумажных полотенец и салфеток. Лист показывает высокие величины поглощающей способности (SAT), а также характеристики "вытирания насухо" с низким количеством остатка. Таким образом, лист можно использовать в качестве высокоэффективной салфетки или в качестве обычного бумажного полотенца; что устраняет необходимость во множестве продуктов.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение относится к многослойному впитывающему листу, показывающему время вытирания насухо менее 20 секунд, предпочтительно 10 секунд или менее, и способность SAT в диапазоне 9,5-11 г/г. В следующем варианте осуществления впитывающий лист имеет скорость SAT в диапазоне 0,05-0,25 г/с^0,5.

Предпочтительный слой с переменным базовым весом получают способом ленточного крепирования, включающим сдавливающее обезвоживание зарождающегося полотна, содержащего от приблизительно 10 до приблизительно 60% фибриллированного целлюлозного микроволокна, нанесение обезвоженного полотна на передаточную поверхность с очевидно случайным распределением волокон, и ленточное крепирование полотна под давлением с параметрами сжатия, выбранными так, чтобы переупорядочить ориентацию волокон и необязательно обеспечить варьирование локального базового веса. Слои по настоящему изобретению проявляют повторение структуры сводчатых выступающих частей, которые определяют полые зоны на их противоположной стороне. Выступающие сводчатые части или купола имеют относительно высокий локальный базовый вес и связаны с сетью уплотненного волокна. Переходные зоны, связывающие соединяющие области и купола, включают изогнутое вверх и необязательно внутрь консолидированное (скрепленное) волокно. В общем, бумажную массу выбирают и стадии ленточного крепирования, применения вакуума и сушки контролируют так, чтобы образовывалось высушенное полотно, имеющее: множество обогащенных волокнами полых куполообразных областей, выступающих из верхней поверхности листа, причем указанные полые куполообразные области имеют боковую стенку с относительно высоким локальным базовым весом, образованную вдоль по меньшей мере их переднего края; и соединяющие области, образующие сеть, связывающую обогащенные волокнами полые куполообразные области листа; где консолидированные группы волокон распространяются вверх из соединяющих областей в боковые стенки указанных обогащенных волокнами полых куполообразных областей вдоль по меньшей мере их переднего края. Фибриллированное целлюлозное микроволокно, присутствующее на поверхности таких консолидированных групп, формирует жилкование над поверхностью консолидированных групп, в то время как фибриллированное целлюлозное микроволокно, присутствующее в консолидированных группах, по-видимому, усиливает связывание и укрепление в них, оба из которых, по-видимому, участвуют в увеличении количества очень мелких пор в структуре листа. Предпочтительно такие консолидированные группы волокон присутствуют по меньшей мере на переднем и заднем краях куполообразных областей. Во многих случаях консолидированные группы волокон образуют седлообразные области, располагающиеся по меньшей мере частично вокруг куполообразных зон, где жилкование целлюлозных микроволокон распространяется по поверхности консолидированных областей. В других менее консолидированных областях слоя фибриллированные целлюлозные микроволокна присутствуют в качестве периодически связанных волокон, распределенных в менее консолидированных областях слоя и переплетающихся с общепринятыми бумагообразующими волокнами в нем и связанных с ними по большей части в областях пересечения, где волокна контактируют.

Улучшенные характеристики вытирания насухо продуктов по изобретению являются неожиданными ввиду наблюдаемых очень низких скоростей SAT. На фиг. 1A-1H, 1J-1N и IP-IT представлены микрофотографии, иллюстрирующие микроструктуру на поверхности многослойных продуктов по изобретению (фиг. 1G, 1J и 1L) вместе с различными в некоторой степени сходными продуктами. Считается совершенно неожиданным, что такие улучшенные характеристики вытирания насухо можно наблюдать, когда кажущаяся пористость уменьшена до предела, представленного здесь. Без связи с какой-либо теорией, полагают, что жилкование микроволокна, наблюдаемое на поверхностях консолидированных областей в продуктах по изобретению на фиг. 1G, 1J и 1L (полученных путем крепирования из передаточного барабана с использованием перфорированной полимерной ленты) обеспечивает очень медленную наблюдаемую скорость SAT и высокое капиллярное давление вследствие высокого процента очень мелких, легкодоступных пор, как описано в настоящем описании далее, а также большого количества очень мелких пор, распределенных в консолидированных группах. Продукты по изобретению представляют собой удивительно эффективные салфетки для очистки поверхностей, оставляющие мало или совсем не оставляющие остатка; таким образом, обеспечивая очистку без разводов, которая особенно желательна для стеклянных и гладких поверхностей и в значительной степени предпочтительна для целей санации. В кратком изложении, "вытирание насухо" представляет собой время, требуемое для того, чтобы остаточный оригинальный стеклоочиститель Windex® испарялся с пластины после того, как материал для вытирания перемещают по смоченной поверхности. Низкие величины указывают на меньшее количество остаточной жидкости, что приводит к меньшему образованию разводов. Без связи с теорией, полагают, что силы Кэмпбелла обеспечивают довольно прочное сцепление фибриллированных целлюлозных микроволокон с консолидированными волокнистыми областями, так что вместо образования связей только в точках пересечения волокон, в зонах жилкования, можно наблюдать линейное поверхностное сцепление между фибриллированными целлюлозными микроволокнами и нижележащей консолидированной волокнистой областью, создающее многочисленные высокодоступные микропоры между ними, что приводит к превосходным свойствам вытирания насухо. В любом случае, листы по настоящему изобретению, образованные путем крепирования с передаточной поверхности с использованием перфорированных полимерных лент, показывают как удивительную микропористость, так и удивительно быстрое время вытирания насухо при сохранении удовлетворительной способности SAT. В общем, листы, которые являются более высоко консолидированными, показывает более короткое время вытирания насухо, чем более открытые листы.

Продукты по изобретению также показывает растяжимость во влажном состоянии, значительно превышающую растяжимость во влажном состоянии коммерческих продуктов в виде полотенец, однако имеют сходную способность SAT, так что обеспечиваются характеристики вытирания насухо, поскольку продукт впитывает жидкость. На фиг. 2 показаны объединенные признаки вытирания насухо, поглощающей способности и прочности во влажном состоянии, достигаемые в двухслойном продукте по изобретению. Время вытирания насухо достигает 10 секунд или менее при содержании CMF (целлюлозное микроволокно) 40%, по сравнению с 25-30 секундами для общепринятого полотенца.

Имея очень высокую прочность, продукты по изобретению также показывают неожиданно высокий уровень мягкости, как видно из фиг. 3, на которой проиллюстрирована мягкость в зависимости от растяжимости во влажном состоянии и содержания целлюлозного микроволокна (cmf). Из фиг. 3 видно, что увеличенные уровни мягкости достигаются даже при растяжимости во влажном состоянии, более чем в два раза превышающей растяжимость во влажном состоянии общепринятого полотенца. Предпочтительные продукты по настоящему изобретению имеет дифференциальный объем пор диаметром менее 5 микрон, составляющий по меньшей мере приблизительно 75 мм³/г/микрон.

Дальнейшие детали и преимущества станут очевидными из обсуждения, предоставленного в настоящем описании далее.

Краткое описание чертежей

Изобретение описано с отсылкой на чертежи, где:

На фиг. 1A, 1C и 1E проиллюстрированы содержащие CMF салфетки, полученные крепированием зарождающегося полотна с передаточного цилиндра с использованием крепирующей ткани, и они расположены для легкого сравнения их с подобным образом полученными салфетками без CMF на фиг. 1B, 1D и 1F.

На фиг. 1G, 1J и 1L проиллюстрировано жилкование на содержащих CMF салфетках, полученных крепированием зарождающегося полотна с передаточного цилиндра с использованием перфорированной полимерной крепирующей ленты, и они расположены для легкого сравнения их с полученными с помощью TAD салфетками без CMF на фиг. 1H, 1K и 1M.

На фиг. 1N, 1Q и 1S проиллюстрированы содержащие CMF салфетки, полученные общепринятой технологией влажного прессования, и они расположены для легкого сравнения их с подобным образом полученными салфетками без CMF на фиг. 1P, 1R и 1T.

На фиг. 2 проиллюстрировано время вытирания насухо трех коммерчески доступных продуктов в виде рулона кухонных полотенец по сравнению с двухслойными салфетками, содержащими различные количества CMF, полученными ленточным крепированием с передаточного цилиндра с использованием иллюстративной перфорированной ленты, как описано в настоящем описании и проиллюстрировано на фиг. 7.

На фиг. 3 проиллюстрирована взаимосвязь между мягкостью, прочностью на растяжение во влажном состоянии и содержанием фибрилированного целлюлозного микроволокна в салфетках.

На фиг. 4 проиллюстрировано распределение длин волокон в целлюлозном микроволокне, которое является предпочтительным для осуществления на практике настоящего изобретения.

На фиг. 5 проиллюстрирован необычайно высокий процент очень длинных целлюлозных волокон, достижимый с помощью фибриллированного целлюлозного микроволокна.

На фиг. 6 проиллюстрирован узор тиснения, известный как "Fantale", упомянутый в примере 2.

На фиг. 7 проиллюстрирована контактная поверхность листа перфорированной полимерной ленты, упомянутой в примере 1.

На фиг. 8 проиллюстрирована система экструзионной/интрузионной порозиметрии, используемая для измерения объема пор и распределения размера пор.

На фиг. 9 представлена схематическая иллюстрация взаимодействия между нажимной плитой и образцом в устройстве для измерения распределения объема пор.

На фиг. 10 проиллюстрирован необычайно высокий процент очень мелких пор, достигаемый в салфетках, содержащих различные количества фибриллированных целлюлозных микроволокон.

На фиг. 11 проиллюстрирована взаимосвязь между временем вытирания насухо и капиллярным давлением в салфетках.

На фиг. 12 проиллюстрирована взаимосвязь между капиллярным давлением и содержанием фибриллированного целлюлозного микроволокна в салфетках.

На фиг. 13 проиллюстрирована взаимосвязь между прочностью на растяжение во влажном состоянии, временем вытирания насухо и содержанием фибриллированного целлюлозного микроволокна в салфетке.

На фиг. 14 проиллюстрирована мягкость различных салфеток в зависимости от GM прочности на растяжение с содержанием фибриллированного целлюлозного микроволокна, указанным в качестве параметра.

На фиг. 15 проиллюстрирована мягкость различных салфеток в зависимости от CD прочности на растяжение во влажном состоянии с содержанием фибриллированного целлюлозного микроволокна, указанным в качестве параметра.

На фиг. 16 проиллюстрировано время вытирания насухо в зависимости от способности SAT с содержанием фибриллированного целлюлозного микроволокна, указанным в качестве параметра.

На фиг. 17 проиллюстрировано время вытирания насухо в зависимости от водоудерживающей способности с содержанием фибриллированного целлюлозного микроволокна, указанным в качестве параметра.

На фиг. 18 проиллюстрировано время вытирания насухо в зависимости от скорости SAT с содержанием фибриллированного целлюлозного микроволокна, указанным в качестве параметра.

На фиг. 19 проиллюстрировано время вытирания насухо в зависимости от содержания фибриллированного целлюлозного микроволокна с содержанием влажно-прочностных смол, указанным в качестве параметра.

На фиг. 20 проиллюстрировано варьирование полученного влажным извлечением ворса для различных салфеток с указанным содержанием фибриллированного целлюлозного микроволокна; содержанием агента влажной прочности и содержанием разрыхлителя.

На фиг. 21 проиллюстрирована толщина и способность SAT в салфетках в ответ на каландрование.

На фиг. 22 проиллюстрировано варьирование C/D прочности на растяжение во влажном состоянии для различных полотенец в зависимости от базового веса.

На фиг. 23 проиллюстрирована базовая толщина листа в ответ на нагрузку башмачным прессом в различных салфетках.

На фиг. 24 проиллюстрирована базовая толщина листа в зависимости от содержания фибриллированного целлюлозного микроволокна при постоянной нагрузке башмачным прессом.

На фиг. 25 A и B проиллюстрирован узор тиснения, известный как "Little Circles", упомянутый в примере 2.

На фиг. 26 проиллюстрирован узор тиснения, известный как "Patchwork", упомянутый в примере 2.

На фиг. 27 проиллюстрирована CD прочность на растяжение во влажном состоянии различных полотенец в зависимости от базового веса.

На фиг. 28 представлен схематический рисунок, изображающий предпочтительную ленту, пригодную для осуществления на практике настоящего изобретения.

На фиг. 29 проиллюстрирована CD прочность на растяжение во влажном состоянии различных полотенец в зависимости от толщины.

На фиг. 30 проиллюстрирована способность SAT различных полотенец в зависимости от толщины.

На фиг. 31 проиллюстрировано варьирование способности SAT для различных полотенец в зависимости от базового веса.

На фиг. 32 проиллюстрирована взаимосвязь между CD прочностью на растяжение во влажном состоянии и ощущаемой мягкостью для различных полотенец.

На фиг. 33 представлена способность SAT и время вытирания насухо для поверхностей как из черного стекла, так и нержавеющей стали, для салфеток согласно примеру 2.

На фиг. 34 представлена микрофотография, полученная секционной сканирующей электронной микроскопией, иллюстрирующая консолидированную область в листе, образованном ленточным крепированием с использованием перфорированной полимерной ленты.

На фиг. 35 представлено увеличенное изображение части фиг. 34, более детально иллюстрирующее куполообразную область и консолидированную область.

На фиг. 36 представлена микрофотография, полученная секционной сканирующей электронной микроскопией, иллюстрирующая другую консолидированную область в листе, полученном ленточным крепированием с использованием перфорированной полимерной ленты.

На фиг. 37 сравнивается относительное улучшение вытирания насухо для салфеток, изготовленных крепированием с тканым полотном, по сравнению с салфетками, изготовленными ленточным крепированием с использованием перфорированной полимерной ленты.

На фиг. 38 сравнивается вытирание насухо для салфеток, изготовленных крепированием с тканым полотном, по сравнению с салфетками, изготовленными крепированием с использованием перфорированной полимерной ленты.

На фиг. 39 проиллюстрирован эффект избыточного агента, высвобождающего четвертичные соли аммония, на салфетки, изготовленные ленточным крепированием с использованием перфорированной полимерной ленты.

На фиг. 40 представлена изометрическая схема, иллюстрирующая устройство для измерения сжатия рулона для тканевых продуктов.

На фиг. 41 представлен вид в разрезе, проведенном вдоль линии 41-41 фиг. 40.

На фиг. 42 проиллюстрированы размеры маркированного предметного стекла, использованного для оценки устойчивости продуктов по настоящему изобретению к влажному ворсоотделению.

Подробное описание изобретения

Изобретение подробно описано ниже с отсылкой на несколько вариантов осуществления и многочисленные примеры. Такое обсуждение предназначено только для иллюстрации. Модификации конкретных примеров в пределах сущности и объема настоящего изобретения, как указано в прилагаемой формуле изобретения, будут хорошо понятны специалисту в данной области.

Терминология, используемая в настоящем описании, приведена в ее обычном значении, например, милы относятся к тысячным долям дюйма; мг относятся к миллиграммам и м² относятся к квадратным метрам, процент означает процент по массе (в расчете на массу сухого вещества), "тонна" означает короткую тонну (2000 фунтов), если нет иных указаний "стопа" означает 3000 футов², и т.д. "Тонна" представляет собой 2000 фунтов, в то время как "метрическая тонна" представляет собой метрическую тонну, равную 100 кг или 2204,62 фунтов. Если нет иных указаний, сокращение "т" означает "тонну". Если нет иных указаний, версия используемого способа тестирования представляет собой версию, действующую с 1 января 2010 года, и тестируемые образцы получают в стандартных условиях TAPPI; т.е. прекондиционируют в течение 24 часов, а затем кондиционируют в атмосфере 23±1,0°C (73,4±1,8°F) при относительной влажности 50% в течение по меньшей мере приблизительно 2 часов.

Способы тестирования, материалы, оборудование и способы производства и терминология представляют собой те, которые приведены в заявках, упоминаемых выше, в качестве дополнительных к настоящему описанию.

На протяжении настоящего описания и формулы изобретения, когда авторы ссылаются на зарождающееся полотно, имеющее очевидно случайное распределение ориентации волокна (или используют подобную терминологию), авторы имеют в виду распределение ориентации волокна, которое возникает, когда технологии формования используют для осаждения бумажной массы на формирующую ткань. При микроскопическом исследовании волокна имеют внешний вид случайно ориентированных, даже несмотря на то, что в зависимости от скорости струи относительно сетки, они могут иметь существенное отклонение в машинном направлении, делая прочность полотна на растяжение в машинном направлении выше прочности на растяжение в поперечном машинному направлении.

Во многих заявках, родственных патенту США № 7399378, под названием "Fabric Crepe Process for Making Absorbent Sheet", важность различий между крепированием с использованием тканого полотна и крепирующей ленты, изготовленной путем перфорации указанной ленты, была незначительной, так что термин "лента" можно было применять для любого крепирующего материала. Однако в настоящей патентной заявке, также как и в публикации патентной заявки США № 2010/0186913 под названием "Belt-Creped, Variable Local Basis Weight Absorbent Sheet Prepared With Perforated Polymeric Belt", различие между использованием крепирующей ткани и перфорированной полимерной ленты имеет высокую важность, поскольку было обнаружено, что использование перфорированной полимерной ленты дает возможность получить консолидированные области, в частности, консолидированные седлообразные области, в полотне, обеспечивая улучшение его физических свойств относительно полотен, ранее получаемых с использованием способа крепирования с передаточного барабана. Для удобства, авторы называют этот способ формирования листа ленточным крепированием с переориентацией волокна или FRBC. Далее в настоящей заявке продемонстрировано, что содержащие CMF салфетки, изготовленные с использованием перфорированной полимерной ленты, имеют существенные преимущества характеристик над салфетками, изготовленными способом с использованием тканого крепирующего полотна, который авторы настоящего изобретения называют крепированием тканью с переориентацией волокна или FRFC. На протяжении настоящей заявки авторы настоящего изобретения приложили усилия к тому, чтобы сделать эти различия явными; однако, несмотря на формулировки определений в заявках, включенных в качестве ссылок, в настоящей заявке ленты и крепирующие ткани не следует считать синонимами.

Если нет иных указаний, "базовый вес", BWT, bwt, BW и так далее относится к массе стопы продукта размером 3000 квадратных футов (279 м²) (базовый вес также выражается в г/м² или gsm). Аналогично, "стопа" означает стопу размером 3000 квадратных футов (279 м²), если нет иных указаний. Локальные базовые веса и разницы между ними вычисляют путем измерения локального базового веса в 2 или больше типичных площадях с низким базовым весом внутри областей с низким базовым весом и сравнения этого среднего базового веса со средним базовым весом в двух или больше типичных площадях внутри областей с относительно высоким локальным базовым весом. Например, если типичные площади внутри областей с низким базовым весом имеют средний базовый вес 15 фунт/3000 фут² стопа (24,4 г/м²) и средний измеренный локальный базовый вес для типичных площадей внутри областей с относительно высоким локальным базовым весом составляет 20 фунт/3000 фут² стопа (32,5 г/м²), типичные площади внутри областей с высоким локальным базовым весом имеют характерный базовый вес на ((20-15)/15)×100% или 33% выше, чем типичные площади внутри областей с низким базовым весом. Предпочтительно, локальный базовый вес измеряют, используя технологию ослабления бета-частиц, упоминаемую в настоящем описании. В некоторых случаях, могут быть пригодными рентгеновские способы, при условии что рентгеновские лучи являются достаточно "мягкими" - что энергия фотонов является достаточно низкой и разность базовых весов между различными областями листа является относительно высокой, чтобы достигались значительные отличия в ослаблении.

Толщина и/или объем, упоминаемые в настоящем описании, могут быть измерены для 8 или 16 листов, как указано. Листы складывают в пачку, и измерение толщины проводят вблизи центральной части пачки. Предпочтительно, тестируемые образцы кондиционируют в атмосфере при 23°С±1,0°С (73,4±1,8°F) при 50% относительной влажности в течение по меньшей мере приблизительно 2 часов и затем измеряют с помощью Thwing-Albert Model 89-II-JR или электронного измерителя толщины Progage с пятками диаметром 2 дюйма (50,8 мм), с постоянной нагрузкой массой 539±10 граммов и скоростью снижения 0,231 дюйм/сек (5,87 мм/с). Для тестирования конечного продукта каждый лист тестируемого продукта должен иметь такое же число слоев, как продаваемый продукт. Для тестирования обычно выбирают восемь листов и складывают вместе. Для тестирования салфеток, салфетки разворачивают перед складыванием. Для тестирования основного листа из намоточных машин, каждый тестируемый лист должен иметь такое же число слоев, как производится намоточной машиной. Для тестирования основного листа из катушки бумагоделательной машины необходимо использовать одиночные слои. Листы складывают вместе, выровненные в MD. Объем также можно выражать в единицах объем/масса путем деления толщины на базовый вес.

Консолидированные волокнистые структуры представляют собой структуры, которые настолько высоко уплотнены, что волокна в них сжаты в лентоподобные структуры и объем пустот уменьшен до уровней, достигающих или возможно даже являющихся меньшими чем уровни, встречающиеся в плоской бумаге, такой как используют для коммуникационных целей. В предпочтительных структурах волокна настолько плотно упакованы и настолько тщательно спутаны, что расстояние между соседними волокнами, как правило, является меньшим, чем ширина волокна, часто является меньшим, чем половина, или даже меньшим, чем четверть ширины волокна. В наиболее предпочтительных структурах волокна по большей части являются коллинеарными и строго отклонены в направлении MD. Наличие консолидированного волокна или консолидированных волокнистых структур можно подтвердить путем исследования тонких срезов, погруженных в смолу, а затем нарезанных с помощью микротома в соответствии с известными способами. Альтернативно, если SEM обеих поверхностей области настолько сильно спутаны, что напоминают плоскую бумагу, тогда эту область можно считать консолидированной. Срезы, полученные с помощью устройств для полирования поперечного разреза со сфокусированным ионным пучком, таких как устройства, предлагаемые JEOL®, являются особенно пригодными для наблюдения уплотнения на протяжении толщины листа для определения того, являются ли области в тканевых продуктах по настоящему изобретению настолько высоко уплотнены, чтобы стать консолидированными.

"Крепирующая лента" и сходная терминология относится к ленте, которая имеет перфорированную структуру, пригодную для осуществления на практике способа по настоящему изобретению. В дополнение к отверстиям, лента может иметь признаки, такие как выступающие участки и/или углубления между отверстиями, если это является желательным. Предпочтительно, перфорации являются коническими, что, по-видимому, облегчает перенос полотна, особенно с крепирующей ленты на сушилку, например. Как правило, поверхность листа, контактирующая с полотном на стадии крепирования тканью, имеет открытую зону большего размера, чем поверхность, обращенная от полотна. В некоторых вариантах осуществления крепирующая лента может включать декоративные элементы, такие как геометрический узор, цветочный узор и т.д., образованные путем реорганизации, удаления и/или комбинирования отверстий, имеющих различные размеры и формы.

"Купол", "купольный", "куполообразный" и т.д., как используют в описании и формуле изобретения, относятся, главным образом, к полым сводчатым выпячиваниям в листе того класса, который представлен на различных фиг., и не ограничиваются конкретным типом купольной структуры, как проиллюстрировано на фиг. 34-36. Терминология относится к арочным конфигурациям в общем, как к симметричным, так и к асимметричным, относительно плоскости, делящей пополам куполообразную зону. Таким образом, "купол" относится, главным образом, к сферическим куполам, сфероидальным куполам, эллиптическим куполам, эллипсоидальным куполам, овальным куполам, куполам с многоугольными основаниями и родственным структурам, как правило, включающим верхнюю часть и боковые стенки, предпочтительно изогнутые внутрь и вверх; т.е. боковые стенки изогнуты в сторону верхней части вдоль по меньшей мере части их длины.

Некоторые варианты осуществления изобретения

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения фибриллированные регенерированные целлюлозные микроволокна в продукте по изобретению имеют характерную величину CSF менее 175 мл, где величина CSF означает так называемую садкость массы по канадскому стандарту ("Canadian Standard Freeness"). Предпочтительно, более 35% по массе фибриллированных регенерированных целлюлозных микроволокон имеет величину CSF менее 175 мл.

Предпочтительно, обогащенные волокнами полые куполообразные области продукта в виде салфетки или полотенца имеют локальный базовый вес, по меньшей мере на 5% превышающий средний базовый вес, более предпочтительно, по меньшей мере на 10% превышающий средний базовый вес продукта в виде салфетки или полотенца.

В некоторых вариантах осуществления изобретения фибриллированные регенерированные целлюлозные микроволокна имеют средневесовой диаметр менее 1 микрона, средневесовую длину менее 400 микрон и содержание волокна более 2 миллиардов волокон/грамм. Предпочтительно, фибриллированные регенерированные целлюлозные микроволокна имеют средневесовой диаметр менее 0,5 микрон, средневесовую длину менее 300 микрон и количество волокон более 10 миллиардов волокон/грамм.

В других вариантах осуществления изобретения количество волокон в продукте по изобретению может составлять более 20 миллиардов волокон/грамм или даже более 50 миллиардов волокон/грамм. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления изобретения количество волокон в продукте по изобретению может составлять более 400 миллионов волокон/грамм.

В некоторых вариантах осуществления изобретения продукт в виде многослойной салфетки или многослойного полотенца согласно изобретению имеет толщину от 7,5 до 12 мил/8 листов/фунт на стопу. Кроме того, в определенных вариантах осуществления изобретения продукт согласно изобретению показывает разрывную длину во влажном состоянии в поперечном машинному направлении (CD) в диапазоне от 300 м до 800 м, в частности от 350 м до 800 м, например в диапазоне от 400 м до 800 м. Также в определенных вариантах осуществления изобретения продукт согласно изобретению показывает соотношение CD-прочности на разрыв во влажном состоянии/в сухом состоянии от 40% до 60%.

В некоторых вариантах осуществления изобретения продукт в виде многослойной салфетки или многослойного полотенца по изобретению имеет объем от приблизительно 9 до приблизительно 19 см³/г.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления изобретения заявляемый продукт в виде многослойной салфетки или многослойного полотенца показывает относительное время высыхания насухо, которое составляет менее 50% или даже менее 40% от времени вытирания насухо, которое показывают общепринятые салфетки с тем же составом волокон, но без фибриллированных регенерированных целлюлозных микроволокон.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления изобретения заявляемый продукт в виде многослойн