压花多层片薄页纸产品的制作方法

压花多层片薄页纸产品


背景技术：

1.在纸产品，尤其是薄页纸产品的制造中，通常希望提供一种美学上令人愉悦的最终产品，这种最终产品具有尽可能大的松厚度，而不损害其他产品属性，包括柔软度、柔韧性、吸收性、手感和耐用性。然而，今天运行的大多数造纸机采用一种称为“湿压”的工艺。在“湿压”中，通过在压力辊隙中将水从幅材中机械压出，从而从新形成的幅材中除去大量的水。压制步骤的一个缺点是它使幅材致密，从而降低纸片的松厚度和吸收性。过去首先进行幅材湿压和/或然后进行干压花遇到的一个问题是难以获得具有良好功能性诸如吸收性和柔软度以及令人愉悦的外观的薄页纸基片。这种湿压步骤，虽然是一种有效的脱水手段，但是它压缩幅材并导致幅材厚度显著减小，从而减小松厚度。此外，使用压花将标志设计应用于干幅材通常会产生手感粗糙、图案边缘更硬以及吸收性降低的纸产品。
2.湿压诸如通风干燥的替代方法通常使幅材在制造过程中受到较少的压缩。例如，通风干燥通常涉及由造纸配料在成形介质上形成湿幅材，诸如成形织物或线材。然后，将湿幅材转移到开放滚筒周围的可渗透的通风干燥织物上，并且在与织物紧密接触的同时通过使热空气通过幅材来进行非压缩干燥。通风干燥是一种干燥幅材的优选方法，因为它避免了在薄页纸制造的常规湿压方法中使用的脱水步骤的压缩力。可以任选地将所得的幅材转移至yankee干燥机进行起绉。这种工艺通常被称为起绉通风干燥(ctad)。因为幅材在转移到yankee干燥机时是基本上干燥的，所以该工艺不会像湿压工艺那样使纸片致密，然而压花可以仍然需要提供具有消费者喜欢的纸片松厚度和设计的薄页纸产品。与湿压幅材一样，压花的缺点是产品手感粗糙、图案边缘更硬以及吸收性降低。
3.ctad的一种替代方法是美国专利号5,591,309和5,593,545中描述的不起绉通风干燥(uctad)工艺。通过消除起绉步骤，所得的幅材具有相对较高的松厚度、良好的可压缩性和高弹性，并且具有增加的吸收性和改善纤维利用率的附带有益效果。虽然从消费者的角度来看，幅材的改善的松厚度和弹性可以是所期望的特征，但是它们使幅材难以压花。通常，通过压花uctad幅材赋予的图案定义不明确，并且随着弹性幅材的松弛随时间推移而褪色。
4.因为它不适合压花，所以希望制造具有设计花纹的uctad幅材的薄页纸制造商通常求助于使用图案化通风干燥织物。例如，美国专利号6,749,719和7,624,765公开了可用于使用uctad工艺形成具有设计元件的薄页纸幅材幅的织物。虽然这些织物可以提供具有设计元件的幅材，但是它们还赋予幅材以总体纹理化背景图案。因此，可能难以辨别设计元件。此外，在通风干燥织物中添加设计元件会降低它们的透气性，继而降低制造效率。
5.因此，在本领域中仍然需要赋予模制的通风干燥幅材以压花设计，而不会对幅材的物理性质或制造幅材的效率造成负面影响。还需要一种压花方法，尤其是一种用于压花高松厚度、模制的通风干燥薄页纸幅材的方法，所述方法既提供美学上令人愉悦的多层片产品又提供改善的纸片松厚度。


技术实现要素：

6.本发明人现已发现，具有高度松厚度和柔软度的压花多层片薄页纸产品可以通过为多层片产品的底部层片和顶部层片提供压花来实现。具体而言，发明人已发现，所述底部层片可以设置有从底部层片表面平面突出的多个压花。因此，与具有朝向产品的内部部分定向的底部层片压花的现有技术薄页纸产品不同，本发明的产品具有突出的并且在使用中被使用者接触的压花。虽然本发明的薄页纸产品具有带有突出压花的底部层片，但是具有高度柔软度。
7.因此，在一个实施方案中，本发明提供了一种压花多层片薄页纸产品，其包括第一压花薄页纸层片和第二压花薄页纸层片，所述第一压花薄页纸层片和所述第二压花薄页纸层片以面对关系布置并将内部部分限定在两者之间。第一薄页纸层片的压花朝向产品的内部部分定向，第二薄页纸层片的压花背离内部部分定向。在某些情况下，所述第一压花薄页纸层片和所述第二压花薄页纸层片通过设置在所述第一压花薄页纸层片和所述第二压花薄页纸层片的内部定向压花之间的粘合剂彼此附接。
8.本发明的多层片薄页纸产品通常具有改善的纸片松厚度，诸如纸片松厚度大于约15立方厘米/克(cc/g)，以及改善的柔软度，诸如平均ts7小于约12.0，更优选地小于约11.0，诸如约10.0至约12.0。前述平均ts7值可以在产品几何平均拉伸强度(gmt)为约800至约1,200g/3”诸如约800至约1,000g/3”时获得。因此，本发明的薄页纸产品既足够坚固以经得起使用又足够柔软以供日常使用。
9.在另一个实施方案中，本发明提供了一种多层片薄页纸产品，其包括第一压花薄页纸层片和第二压花薄页纸层片，所述第一压花薄页纸层片和所述第二压花薄页纸层片以面对布置方式布置并将内部部分限定在两者之间。所述第一压花薄页纸层片包括多个线压花，在某些实施方案中，这些线压花是离散的，朝向所述薄页纸产品的所述内部部分定向。以这种方式，所述压花是位于所述第一层片的表面平面下方的凹陷。所述第二压花薄页纸层片包括多个离散的压花，在某些实施方案中，这些离散的压花是点压花，背离所述薄页纸产品的所述内部部分定向。以这种方式，所述第二层片上的所述压花从所述层片的表面平面向外突出，并且可以在使用中被使用者接触。
10.在另一个实施方案中，本发明提供了一种压花多层片薄页纸产品，所述产品包括第一压花薄页纸层片和第二压花薄页纸层片，所述第一压花薄页纸层片具有模制的地形图案和多个线压花，所述第二压花薄页纸层片具有模制的地形图案和多个点压花；其中所述点压花向外突出。在某些实施方案中，所述压花多层片薄页纸产品具有约20至约60克/平方米(gsm)的基重和大于约15立方厘米/克(cc/g)的纸片松厚度。
11.在另一个实施方案中，本发明提供了一种制造高松厚度压花多层片薄页纸产品的方法，所述方法包括以下步骤：(a)提供具有模制的地形图案的第一薄页纸层片和第二薄页纸层片；(b)使所述第一薄页纸层片传送通过形成在第一支承辊和第一雕刻压花辊之间的第一压花辊隙；(c)在所述第一层片上压印第一压花图案，所述第一压花图案基本上由线压花元件组成；(d)使第二薄页纸层片传送通过形成在第二支承辊和第二雕刻压花辊之间的第二压花辊隙；(e)在所述第二层片上压印第二压花图案，所述第二压花图案基本上由点压花元件组成；以及使所述第一薄页纸层片和所述第二薄页纸层片传送通过形成在所述第一雕刻压花辊和接合辊之间的第三辊隙，以使所述第一层片和所述第二层片彼此面对布置；
其中所述第一压花图案和所述第二压花图案被布置为使得当所述第一层片和所述第二层片呈面对布置，以形成在所述第一层片和所述第二层片之间具有内部空间的多层片薄页纸产品时，所述点压花背离所述内部空间定向。
附图说明
12.图1展示了根据本发明的一个实施方案的多层片压花薄页纸产品；
13.图2是用于本发明的一个压花图案的俯视平面图；
14.图3是用于本发明的一个压花图案的俯视平面图；
15.图4是用于本发明的另一个压花图案的俯视平面图；
16.图5是用于制备根据本发明的一个实施方案的薄页纸产品的压花工艺的示意图；
17.图6-9是用于制备本文所述的各种薄页纸产品样品的压花图案的俯视平面图；
18.图10是比较各种本发明的薄页纸产品的纸片松厚度的图；以及
19.图11展示了针对使用薄页纸柔软度分析仪进行测试的样品的制备，如下文的测试方法部分所述。
20.定义
21.如本文所用，术语“基片”是指通过本文所述的造纸工艺中的任一者形成但尚未经过进一步加工以将纸片转化为成品(诸如压花、压延、穿孔、捻合、折叠、或轧制成单独的轧制产品)的薄页纸幅材。
22.如本文所用，术语“薄页纸产品”是指由薄页纸幅材制成的产品并且包括卫生纸、面巾纸、擦手纸、工业用纸、餐饮服务用纸、餐巾纸、医用衬垫和其他类似产品。薄页纸产品可以包括一个、两个、三个或更多个层片。
23.如本文所用，术语“层片”是指用于形成薄页纸产品的离散的薄页纸幅材。单个层片可以彼此面对关系布置，以使得邻近的层片彼此接触。
24.如本文所用，术语“背景图案”通常是指设置在薄页纸产品的一个表面上的主要总体图案，诸如模制的地形图案或压花图案。
25.如本文所用，术语“表面平面”通常是指对象的主要表面的平面，诸如雕刻压花辊的表面或薄页纸层片或产品的表面。
26.如本文所用，当术语“连续的”指设置在薄页纸产品的表面上的元件，诸如线性元件、设计元件或图案时，意指所述元件延伸穿过薄页纸产品表面的一个维度。
27.如本文所用，当术语“离散的”指设置在薄页纸产品的表面上的元件，诸如线压花元件、点压花元件、模制的元件或图案时，意指所述元件与其他元件在视觉上不相连。
28.如本文所用，术语“压花图案”通常是指一个或多个设计元件在薄页纸产品的表面上的布置方式，这是由于薄页纸产品被传送通过包括雕刻压花辊的辊隙而产生的。设计元件可以是离散的、半连续的或连续的，并且可以包括线压花元件、点压花元件或它们的组合。压花图案通常包括薄页纸产品的一部分，所述一部分位于薄页纸产品的表面平面之外。
29.如本文所用，术语“点压花”通常是指压花长度(沿压花的最长尺寸测量)与压花宽度(沿压花的最短尺寸测量)之比为约1:1的压花。点压花的非限制性实例是形状像圆形、正方形、矩形或菱形的压花。多个基本上在视觉上相连的间隔开的点压花可以形成线性元件，虽然所述压花彼此间隔开。
30.如本文所用，术语“线压花”通常是指压花长度(沿压花的最长尺寸测量)与压花宽度(沿压花的最短尺寸测量)之比大于1的压花。
31.如本文所用，术语“压花平面”通常是指由形成压花的薄页纸产品的凹陷部分的上表面形成的平面。在某些实施方案中，本发明的薄页纸产品可具有单个压花元件平面，而在其他实施方案中，该结构可具有多个压花元件平面。压花元件平面可以通过对薄页纸产品的横截面成像并画出与压花的最上表面相切的线来确定，其中所述线大致平行于薄页纸产品的x轴。
32.如本文所用，术语“突起”和“压花元件”通常是指设置在辊的表面上并且在当从辊的轴或一些其他共同参考点测量时具有z-方向高度的任何突起、压花、肋、指、头、台阶、表面等等。通常，高度从辊的“基面”测量，所述“基面”被理解为当从辊的轴或一些其他共同参考点测量时具有最小径向高度的辊的外周表面。
33.如本文所用，术语“基重”(bw)一般是指薄页纸每单位面积的无水干重并且一般以克/平方米(gsm)表示。使用tappi测试方法t-220测量基重。虽然基重可以变化，但是根据本发明制备的薄页纸产品通常具有大于约10gsm，诸如约10至约80gsm，并且更优选地约30至约60gsm的基重。
34.如本文所用，术语“纸厚”是根据tappi测试方法t402使用progage 500厚度测试仪(thwing-albert instrument company,west berlin,nj)测量的单片的代表性厚度(包括两个或更多个层片的薄页纸产品的纸厚是包括所有层片的单片薄页纸产品的厚度)。测微计具有2.22英寸(56.4mm)的砧直径和132克/平方英寸的砧压力(6.45克/平方厘米)(2.0kpa)。薄页纸产品的纸厚可以根据各种制造工艺和产品中的层片数而变化，然而，根据本发明制备的薄页纸产品的纸厚通常大于约600μm，更优选地大于约700μm，还更优选地大于约800μm，诸如约600至约900μm。
35.如本文所用，术语“纸片松厚度”是指纸厚(一般以μm为单位)除以无水干基重(一般以gsm为单位)的商。所得的纸片松厚度以立方厘米/克(cc/g)表示。虽然纸片松厚度可以根据许多因素中的任一者而变化，但是根据本发明制备的薄页纸产品的纸片松厚度可以大于约15.0cc/g，诸如约15.0至约20.0cc/g，诸如约16.0至约18.0cc/g。
36.如本文所用，术语“几何平均拉伸”(gmt)是指薄页纸产品的纵向拉伸强度与横向拉伸强度的乘积的平方根。虽然gmt可以变化，但是根据本发明制备的薄页纸产品可以具有大于约700g/3”，诸如约700至约1,400g/3”，诸如约800至约1,200g/3”的gmt。
37.如本文所用，术语“拉伸”一般是指样本在其生成其峰值负荷时的松弛校正伸长除以在任何给定取向上的松弛校正标距的比率。拉伸是mts testworks
tm
在如在本文测试方法章节中所述确定张力强度的过程中的输出。拉伸被报告为百分比并且可针对纵向拉伸(mds)、横向拉伸(cds)报告，或者报告为几何平均拉伸(gms)，其为纵向拉伸和横向拉伸的乘积的均方根。虽然根据本发明制备的薄页纸产品的拉伸可以变化，但是在某些实施方案中，如本文所公开制备的薄页纸产品具有大于约8％、更优选地大于约10％、并且还更优选地大于约12％，诸如约8％至约14％，诸如约10％至约12％的gms。
38.如本文所用，术语“ts7”和“ts7值”如测试方法章节中所述，是指emtec薄纸柔软度分析仪(可从emtec electronic gmbh,leipzig,germany商购获得)的输出。ts7以db v2 rms为单位，但本文在提及ts7时也可不涉及单位。ts7值是在emtec薄页纸柔软度分析仪输
出的噪声频谱图上出现的6.5khz附近的频率峰值。该峰代表样品的柔软度。通常，较软的样品会产生较低的ts7峰。
39.如本文所用，术语“平均ts7”通常是指薄页纸产品的第一侧和第二侧的ts7值。在某些实施方案中，本发明提供了一种压花多层片薄页纸产品，诸如通风干燥的薄页纸产品，所述产品的平均ts7小于约12.0，更优选地小于约11.0，诸如约10.0至约12.0。前述平均ts7值可以在产品gmt为约800至约1,200g/3”诸如约800至约1,000g/3”时获得。
具体实施方式
40.本发明人现已发现，具有改善的柔软度和纸片松厚度的多层片薄页纸产品可以通过对层片中的每个进行压花来产生。具体而言，发明人已发现，具有改善的性质的薄页纸产品可以通过提供具有朝向产品的内部定向的压花的第一层片和具有背离内部定向以从表面突出的压花的第二层片来产生。在某些情况下，第一压花薄页纸层片和第二压花薄页纸层片通过设置在内部定向压花和第二压花薄页纸层片之间的粘合剂彼此附接。
41.现在参考图1，该图展示了根据本发明的多层片薄页纸产品100的一个实施方案。薄页纸产品100包括第一压花薄页纸层片102和第二压花薄页纸层片104。第一层片102和第二层片104以彼此面对布置方式布置，并且在两者之间形成内部部分110。虽然图1的产品被展示为仅由第一层片和第二层片组成，但是本发明不限于此。例如，薄页纸产品可以包括设置在第一层片和第二层片之间的另外的层片，以使得第一层片和第二层片彼此面对，但是不彼此接触。
42.第一压花薄页纸层片102包括多个压花106，这些压花呈朝向内部部分110定向的凹陷的形式。以这种方式，压花106是具有远端107的凹陷的形式，所述远端位于第一层片102的表面平面103下方的压花平面109中。粘合剂112可以用于附接第一层片102和第二层片104。在某些优选的实施方案中，诸如图1中所示，粘合剂112可以设置在第一层片压花106的远端107并且与第二层片104接触以附接层片102、104。
43.继续参见图1，第二薄页纸层片104还包括多个压花108，然而压花108不朝向内部部分110定向。相反，第二层片压花108从第二层片表面平面105向外突出。以这种方式，压花108具有背离内部部分110定向并且在底部层片表面平面105下方的远端115。当第二层片压花108从第二层片表面平面105向外突出时，它们可以在使用中被使用者接触。
44.在某些情况下，设置在第一层片和第二层片上的压花可以在至少一个方面不同。例如，第一层片压花可以是线的形式，第二层片压花可以是点的形式。一个特别优选的第一层片压花如图2中所示。压花106以图案130布置在第一层片102上并且在表面122下方延伸。以这种方式，第一层片压花通常形成为位于表面平面下方的凹陷。压花106被布置为形成包括多个离散的曲线线元件132a-132c的图案。波状形状的曲线线元件132a-132c被布置为在视觉上相连并且形成从第一层片102的第一边缘135延伸至第二边缘137的连续图案130。
45.现在参见图3，该图展示了根据本发明的可以结合到薄页纸产品的第二层片中的压花图案140的一个实施方案。如图所示，压花图案140包括被布置为形成图案140的多个点压花元件144a、144b。在所示的实施方案中，点压花元件144a、144b被布置为形成间隔开的、连续的、曲线元件142a、142b，它们具有基本上沿纵向(md)定向的波状形状。在其中图案中的一个或多个由波状形状诸如正弦波组成的那些实施方案中，幅度可以在约10至约40mm，
还更优选地约18至约22mm的范围内，并且波长可以在约50至约200mm，更优选地约80至约120mm的范围内。
46.用于本发明的点压花图案140的另一个实施方案在图4中示出。正如图3的图案那样，图4的点压花图案是波状的并且包括多个点压花元件144a、144b，它们被布置为形成间隔开的、连续的曲线元件142a、142b。然而，图4的波状图案140具有比图3的波状图案更短的周期。因此，在某些实施方案中，第二层片可以包括点压花图案，所述图案包括多个波状曲线元件，所述元件具有约50至约200mm，诸如约80至约120mm的波长。
47.除曲线设计元件尤其是波状元件诸如正弦波之外，设置在第二层片上的其他点压花图案可以包括其他形状诸如锯齿形或螺旋状设计。在另外其他实施方案中，点压花图案可以不是基本上均匀地设置在第二薄页纸层片的表面上的总体图案。相反，点压花图案可以包括结合到背景图案中的另外的设计和图案。
48.在图3和4所示的实施方案中，点压花元件以约10至约25个压花/平方厘米的密度存在。在其他实施方案中，存在于第二层片上的点压花元件的密度可以在约5至约25个压花/平方厘米，诸如约7.5至约20，诸如约10至约15个压花/平方厘米的范围内。可以改变给定线性元件内的点压花元件的间隔，以及线性元件相对于彼此的间隔，以提供所期望的密度。例如，在图3和4所示的实施方案中，在每个线性元件内，从一个压花的中心到邻近的压花的中心，点压花元件间隔约0.16cm。从一个元件的中心到邻近的元件的中心，邻近的线性元件之间的距离为约0.24cm。在该实施方案中，压花本身具有约0.14cm的最长尺寸。
49.在某些实施方案中，给定线性元件内的点压花元件和邻近的元件中的点压花之间的间隔对于给定图案可以是基本上一致的。在其他实施方案中，间隔可以在元件内点压花元件和元件间点压花元件之间变化。因此，在某些情况下，点压花元件的密度可以在整个给定图案中基本上均匀，在其他情况下，密度可以在给定图案内变化以具有更高和更低密度的区域。
50.各种所示的点压花图案仅仅是可以根据本发明使用的图案的几个实例。在某些实施方案中，点压花以图案设置，使得至少约2％，更优选地至少约5％的薄页纸表面区域被点压花覆盖。在其他实施方案中，点压花覆盖的薄页纸表面区域的百分比可以在约2％至约15％，诸如约5％至约10％的范围内。
51.在其他情况下，可以增加和减少由点压花产生的图案的尺寸。例如，图案内的点压花元件的密度可以在约7.5至约20，尤其是约7.5至约15个压花/平方厘米的范围内，并且仍然获得根据本发明的柔软度和高松厚度薄页纸产品。此外，点压花元件本身可以采取各种形状，例如圆形、椭圆形、菱形、六边形、三角形或任何其他合适的几何形状。在特别优选的实施方案中，点压花元件是圆形的并且具有约0.075至约0.25cm的直径。
52.在某些优选的实施方案中，改善的薄页纸产品性质可以通过用不同的压花图案压印第一层片和第二层片来实现，诸如压花图案具有不同的元件形状、尺寸、尺度或密度。两种不同的压花图案的使用不仅改善了薄页纸产品的性质，而且还可以用于赋予产品以提供独特外观和吸引消费者的两种独特图案。
53.提供具有不同的压花图案的第一层片和第二层片不仅提供了美学上令人愉悦的薄页纸产品，而且所得的产品还可以具有某些改善的物理性质。例如，薄页纸产品可以具有不同强度的层片，诸如第一层片的强度比第二层片大。因此，在某些实施方案中，本发明提
供了具有第一层片和第二层片的薄页纸产品，所述第一层片的几何平均拉伸(gmt)强度大于500g/3”，诸如约500至约600g/3”，所述第二层片的gmt小于500g/3”，诸如约300至约500g/3”。优选地，第一层片和第二层片之间的gmt差值为至少约10％，更优选地至少约20％，还更优选地至少约30％，诸如约10％至约50％，更优选地约20％至约50％，还更优选地约30％至约50％。
54.在其他实施方案中，本发明提供了具有第一层片和第二层片的薄页纸产品，所述第一层片的纵向拉伸(mdt)强度大于700g/3”，诸如700至约900g/3”，所述第二层片的mdt为约600g/3”或更小，诸如约400至约600g/3”。优选地，第一层片和第二层片之间的mdt差值为至少约10％，更优选地至少约20％，还更优选地至少约30％，诸如约10％至约50％，更优选地约20％至约50％，还更优选地约30％至约50％。
55.第一层片和第二层片之间的拉伸强度差值可以导致产品在其外表面中的每个上具有不同的柔软度。例如，在某些实施方案中，本发明的多层片薄页纸产品具有第一较强层片和第二较弱层片，所述第一较强层片的外表面具有通常以ts7测量的第一柔软度值，所述第二较弱层片具有第二柔软度值小于第一柔软度值的外表面。在一个实施方案中，薄页纸产品的第一外表面的ts7值比薄页纸产品的第二外表面的ts7值大至少约10％。例如，第一层片的ts7可以大于约11.5，诸如约11.5至约13.0，并且第二层片的ts7可以小于约11，诸如约10至约11。
56.在另外其他实施方案中，多层片薄页纸产品通常具有改善的纸片松厚度，诸如纸片松厚度大于约15立方厘米/克(cc/g)，以及改善的柔软度，诸如平均ts7小于约12.0，更优选地小于约11.0，诸如约10.0至约12.0。前述平均ts7值可以在产品几何平均拉伸强度(gmt)为约800至约1,200g/3”诸如约800至约1,000g/3”时获得。
57.在特别优选的实施方案中，第一压花图案和第二压花图案可以与具有模制的图案的薄页纸产品组合。可以包括多个平行的、间隔开的线性元件的模制的图案可以形成总体背景图案，压花图案可以施加在所述总体背景图案上。例如，薄页纸产品可以包括第一层片和第二层片，其中每个层片包括基本上由多个平行的、基本上纵向(md)定向的、连续的、波状的通过谷彼此间隔开的脊组成的模制的背景图案。第一层片可以另外包括基本上由线元件诸如连续的曲线元件组成的第一压花图案。第二层片可以包括基本上由多个点压花元件组成的第二压花图案，在某些情况下，这些点压花元件可以被布置为形成曲线元件。
58.因此，在某些优选的实施方案中，薄页纸产品可以使用具有不同的第一压花图案和第二压花图案的第一压花辊和第二压花辊来制造。例如，第一压花图案可以包括线性元件，所述线性元件可以是离散的或连续的，并且第二压花图案可以包括非线性元件。虽然在某些情况下，第一压花图案和第二压花图案可以是不同的，但是它们可以彼此关联。例如，图案既可以包括在视觉上相关的曲线元件，又可以为薄页纸产品提供消费者所期望的总体美感。
59.本发明的多层片薄页纸产品可以使用图5所示的设备制造。为了产生第一压花层片，将形成成品薄页纸产品的最上层片的第一薄页纸层片201从第一母辊202退绕并传送经过一系列惰辊220，朝向定位于第一雕刻压花辊212和第一压印辊211之间的第一压花辊隙210。雕刻压花辊212以逆时针方向旋转，而压印辊211以顺时针方向旋转。
60.雕刻压花辊212通常是硬且不可变形的辊，诸如钢辊，并且包括多个突起216，在本
文中也称为压花元件，它从第一外周表面219径向延伸。突起被布置为形成至少第一压花图案。形成在第一雕刻压花辊的外表面上的压花图案的一个实例如图2所示。突起具有通常从辊的第一周边表面测量的径向高度，其应理解为当从辊的轴线或一些其他共同参考点测量时具有最小径向高度的辊的周向表面。在某些实施方案中，突起的径向高度可以为约1.30mm或更大，诸如约1.30至约1.50mm，更优选地约1.35至约1.45mm。
61.第一雕刻辊的突起可以包括由线性元件，更优选地连续的线元件组成的第一图案，其中所述线性元件彼此间隔开以在它们之间形成陆地区域。根据形成第一图案的线性元件的布置方式，在雕刻辊的给定维度内，陆地区域可以是连续的或不连续的。图案可以是沿着雕刻辊的至少一个维度连续的，并且甚至更优选地是横跨雕刻辊的至少一个维度设置的规则的重复图案。
62.形成第一图案的元件的间隔和布置方式可以根据所期望的薄页纸产品性质和外观而变化。元件的形状还可以变化以提供所需的薄页纸产品特性和外观。例如，在一个实施方案中，形成第一图案的线性元件是曲线的并且更优选地是正弦曲线的，并且被布置为基本上彼此平行，以使得没有一个元件彼此相交。在其他实施方案中，线性元件可以作为彼此同相布置的波状图案出现，以使得邻近的元件之间的间隔基本上不变。在其他实施方案中，线性元件可以形成其中邻近的元件彼此偏移的波形图案。
63.无论具体的第一元件形状和所产生的花纹和图案如何，或者图案内的邻近的元件是否彼此同相或异相，通常优选的是存在辊表面的某些部分，图案内的邻近的元件沿着该部分彼此分开。以这种方式，辊包括邻近的元件之间的陆地区域。在一个特别优选的实施方案中，第一图案包括多个间隔开的线性元件，其中图案被连续设置在雕刻辊表面的x和y维度上，并且邻近的线性元件在y维度上彼此间隔开至少约1.0cm，诸如约1.0至约5.0cm，更优选地约2.0至约4.0cm。
64.再次参见图5，第一雕刻压花辊212被推靠在第一压印辊211上，第一压印辊优选地具有基本上光滑的可变形的外表面。在某些情况下，压印辊211可以是具有由天然或合成橡胶，例如聚丁二烯或乙烯和丙烯的共聚物等等制成的覆盖物的辊。在特别优选的实施方案中，压印辊211的外表面具有大于约40肖氏(a)，例如约40肖氏(a)至约100肖氏(a)，更优选地约40肖氏(a)至约80肖氏(a)的硬度。通过提供具有前述硬度水平的压印辊，雕刻压花辊212的设计不会像在常规设备中那样深地压入压印辊211中。
65.第一压印辊211和第一雕刻压花辊212被推在一起以形成第一压花辊隙210，第一薄页纸层片201穿过第一压花辊隙以在其上施加第一压花图案。通常将力或压力施加于其中一个或两个辊上，以使得这些辊彼此推靠，从而导致压印辊在突起周围变形，从而当层片被压在突起周围并且被压到陆地区域(即围绕突起的辊的外表面区域)上时产生压花。当压花第一薄页纸层片205离开第一压花辊隙210时，它包括多个具有远端232的压花230。
66.为了形成双层片薄页纸产品，将第二母辊202退绕，并且使第二薄页纸层片204围绕惰辊220传送，然后传递到形成在第二印压辊217与第二雕刻压花辊213之间的第二压花辊隙215中。第二印压辊217通常具有平滑外表面，它可为可变形的。在某些情况下，第二印压辊217具有包括天然或合成橡胶的外覆层，并且可以具有大于约40肖氏(a)，诸如约40至约100肖氏(a)的硬度。第二雕刻压花辊213通常包括从其外周表面221延伸的多个突起222。突起通常为点元件的形式并且形成第二压花图案。在某些实施方案中，设置在第二雕刻压
花辊213上的突起可以具有至少约0.4mm，诸如约0.4mm至约2.0mm的高度。
67.当第二层片204通过第二压花辊隙215时，被赋予多个点压花元件231，所述点压花元件可以被布置为形成图案。然后使用接合辊240传送压花第二层片224并且使第二层片与压花第一层片205呈面对关系，如下文更详细地描述。虽然在某些情况下，第二雕刻压花辊213和印压辊217可以被布置成相对靠近第一对辊211、212和接合辊240，但是这是不必要的，因为本方法不依赖于第一压花图案和第二压花图案的彼此对准。以这种方式，本方法不同于所谓的嵌套方法压花，诸如美国公开号20120156447描述的那些，其中第一压花辊的压花元件和第二压花辊的压花元件被布置为使得第一压花层片的压花元件和第二压花层片的压花元件类似于传动系统彼此配合。
68.在压花第二层片224离开第二压花辊隙215后，压花第二层片与压花第一层片205呈面对关系。两个压花层片205、224通过形成在第一雕刻压花辊212和接合辊240之间的第三辊隙242传送，所述接合辊可以是具有基本上平滑外表面的钢辊。第一压花层片205和第二压花层片224在它们通过第三辊隙242时连接在一起以形成多层片薄页纸产品280。
69.继续参见图5，在某些实施方案中，在离开第一压花辊隙210后，第一压花层片205遇到胶合单元250，所述胶合单元包括设置在储集器中的粘合剂251和施涂辊252。粘合剂251被转移到施涂辊252并施加于压花230的远端232，所述压花的远端通过与第一突起216接触而形成于压花第一薄页纸层片205的外表面上。具有施加的粘合剂251的压花第一薄页纸层片205随后被进一步推进到第一雕刻压花辊212和接合辊240之间的第三辊隙242。此时，将压花第二层片224附接到压花第一层片205，并且随后通过第三辊隙242传送以形成粘合层压的双层片薄页纸产品280，所述产品随后被卷绕成辊(未示出)。
70.所得的双层片薄页纸产品280包括压花第一层片205和第二层片224，其中第一压花层片205形成薄页纸产品280的最上表面，并且第二层片224形成最底部表面。在某些实施方案中，第一压花层片可以包括第一压花图案，所述第一压花图案基本上由多个连续的曲线线元件压花组成，并且第二层片可以包括以基本上由曲线元件组成的图案设置于其上的多个点压花元件。另外，虽然未在图5中示出，第一薄页纸层片和第二薄页纸层片中的每个都包括模制的地形图案，所述模制的地形图案通常在压花之前被赋予层片。
71.在某些实施方案中，为了提高可加工性和一种或多种物理特性，可以对纤维层片中的一个或多个进行预处理以在进入压花辊隙前向薄页纸层片赋予水分和/或热量。例如，预处理机构可以定位在位于雕刻辊与印压辊之间的辊隙的上游，以在压花前将水分和/或热量引入到第一薄页纸层片。用于向薄页纸幅材施加水分和热量(例如，蒸汽)的方法和布置是技术人员已知的，并且可以采用且落入本发明的范围内。举例来说，可以在压花前将蒸汽施加到幅材的任一侧或两侧。
72.可用于形成本发明的多层片薄页纸产品的薄页纸幅材可以使用若干熟知的制造工艺中的任一者来形成。例如，在某些实施方案中，薄页纸产品可以通过通风干燥(tad)制造工艺、先进薄页纸成型系统(atmos)制造工艺、结构化薄页纸技术(stt)制造工艺来产生或者进行带起绉。在特别优选的实施方案中，薄页纸产品通过起绉通风干燥(ctad)工艺或不起绉通风干燥(uctad)工艺来制造。
73.由前述工艺产生的薄页纸幅材可以通过湿法模制被赋予第一图案。例如，一个或多个设计元件可以通过在制造过程中使用图案化造纸织物，诸如图案化通风干燥织物湿法
10，序列号37333)或等同设备，以纵向(md)或横向(cd)取向切割3
±
0.05英寸(76.2
±
1.3mm)宽的条带，来制备用于干拉伸强度测试的样品。用于测量拉伸强度的仪器是mts systems sintech 11s，其序列号为6233。数据采集软件为mts windows 3.10版(mts systems corp.,research triangle park,nc)。根据所测试样本的强度，选择最大值为50牛顿或100牛顿的测力计，使得峰值负荷值的大部分落在该测力计的全刻度值的10％与90％之间。钳口间的标距针对面巾纸和纸巾为4
±
0.04英寸(101.6
±
1mm)，针对卫生纸为2
±
0.02英寸(50.8
±
0.5mm)。夹头速度为10
±
0.4英寸/分钟(254
±
1mm/min)，断裂灵敏度被设定在65％。将样本置于仪器的钳口中，在竖直和水平方向上均居中。接着开始测试，一旦样本断裂即结束。根据所测试样本的方向，峰值负荷记录为样本的“md拉伸强度”或“cd拉伸强度”。计算几何平均拉伸(gmt)强度，并且以每3英寸样本宽度的克力来表示。还由拉伸测试仪计算拉伸能量吸收(tea)和斜率。tea以gm
·
cm/2为单位报告。斜率以kg为单位记录。tea和斜率都受方向制约，因而独立地测量md方向和cd方向。几何平均tea和几何平均斜率被定义为针对给定性质的代表性md值与代表性cd值的乘积的平方根。
83.产品拉伸强度和相关的拉伸性质以多层片产品的形式测试，结果代表整个产品的拉伸强度。例如，双层片产品以双层片产品的形式测试，以此记录拉伸数据。针对每个多层片产品测试五个代表性样本，并将所有单个样本测试的算术平均值记录为样品的适当拉伸性质。
84.多层片产品的单个层片的拉伸强度和相关的拉伸性质以单独的单层片的形式测试。在测试每个单独的层片之前，小心地将多层片产品的单独的每个层分开，以确保层片没有损坏。丢弃具有任何撕裂或缺陷的层片。针对每个多层片产品测试五个代表性样本，每个层片单独测试，并将所有单个样本测试的算术平均值记录为给定层片的适当拉伸性质。
85.薄页纸柔软度
86.薄纸柔软度使用emtec薄纸柔软度分析仪(“tsa”)(emtec electronic gmbh,leipzig,germany)测量。tsa包括具有垂直叶片的转子，这些叶片在测试件上旋转，由此施加限定的接触压力。垂直叶片与测试件之间的接触产生振动，振动由振动传感器感测。然后，传感器向个人计算机(pc)传输信号，供处理与显示。信号以频谱显示。为测量ts7值，叶片以100mn的负荷压贴在样品上，并且叶片的转速为每秒两转。
87.约200hz至1000hz范围内的频率分析结果代表测试件的表面光滑度或纹理。200hz至1000hz之间的频率范围内的峰值在本文中称为ts750值，并且以db v
2 rms表示。高幅值峰与较粗糙表面相关联。
88.6khz与7khz之间的频率范围内的另一个峰值代表测试件的柔软度。6khz与7khz之间的频率范围内的峰值在本文中称为ts7值，并且以db v2rms表示。6khz与7khz之间出现的峰的幅值越小，测试件就越柔软。
89.除了ts750和ts7之外，分析仪还报告了单位为mm/n的挺度参数(d)，挺度参数(d)是样品在限定载荷下的变形。
90.测试样品通过切割直径为112.8mm的圆形样品来制备。在完成tsa测试之前，让全部样品在tappi标准温度和湿度条件下平衡至少24小时。单独测试每个层片的最外表面的柔软度。如图11所示，具有第一外表面301和第二外表面303的多层片产品300被分成单独的层片302、304，注意不要损坏单个层片。通过在tsa中放置单个层片302或304来单独测试每
个层片302、304。层片302或304的外表面301或303在tsa中面向上，并且是在分析期间与测试设备310接触的表面。
91.固定样品，经由pc开始测量。pc根据标准tsa方案记录、处理和储存全部数据。报告值为五次重复测试的平均值，每次测试都使用新样品。
92.实施例
93.使用通风干燥造纸工艺来制备基片，所述通风干燥造纸工艺通常被称为“不起绉通风干燥”(“uctad”)并且大致描述于美国专利号5,607,551中，该专利的内容以与本公开一致的方式并入本文。制备目标无水干基重为约26克/平方米(gsm)的基片。然后通过压延、压花、捻合和卷绕将基片转化为压花双层片薄页纸产品。
94.在所有情况下，使用分层流浆箱由包括北方软木牛皮纸和桉树牛皮纸的配料制造基片，所述分层流浆箱由三个储料槽进料使得形成具有三个层(两个外层和一个中间层)的幅材。两个外层包括桉树牛皮纸(每层按幅材总重量计占30重量％)并且中间层包括北方软木牛皮纸浆(按幅材的总重量计占30重量％)。中间层具有临时湿强度fennobond 3000(可从kemira,atlanta,ga商购获得)，它的添加量为每公吨配料2kg。在某些情况下，软木配料经过精制以控制强度。
95.将薄页幅材形成在voith fabrics tissueform v成形织物上，真空脱水至大约25％的稠度，接着在转移到转移织物时接受匆促转移。转移织物为在美国专利号7,611,607中被描述为“fred”的织物(可从voith fabrics,appleton,wi商购获得)。幅材接着被转移到通风干燥织物，所述通风干燥织物包括设置在纸片接触侧上的印刷硅树脂图案。硅树脂形成织物的纸片接触侧上的波状图案。图案具有约0.6mm的高度、约100mm的波长和约10mm的幅度。图案内的元件彼此间隔开约3.08mm(中心到中心间隔)。在转移时使用大于10英寸汞柱的真空水平进行至空气穿透干燥织物的转移。接着在卷绕之前将幅材干燥成大约98％固体。
96.使用两个常规聚氨酯/钢压延机对基片进行压延。第一压延机包括在纸片空气侧的40p&j聚氨酯辊和在织物侧的标准钢辊，负载为75pli。第二压延机包括在纸片空气侧的15p&j聚氨酯辊和在织物侧的标准钢辊，负载为50pli。
97.然后通过分别对第一层片和第二层片进行压花并且对压花层片进行层压以形成双层片薄页纸产品，从而将压延的基片转换为双层片卷绕薄页纸产品，基本上如图1所示。第一层片使用雕刻有与图2所示的图案基本上相似的图案的压花辊来进行压花。使用若干不同的雕刻辊对第二层片进行压花，以评估它们对所得的薄页纸产品性质的影响。用于对第二层片进行压花的雕刻辊的性质汇总于下表1中。
98.表1
[0099][0100]
对双层片薄页纸产品进行物理测试，其结果显示于下表2中。
[0101]
表2
[0102][0103]
对第二层片进行压花可增加拉伸下降，尤其是当用正弦波形状的图案对第二层片进行压花时。对层片进行压花还具有为每个层片提供不同的拉伸和柔软度性质的作用。例如，如下表3和表4所示，第一层片的强度通常比第二层片大至少约10％，而第二层片通常比第一层片软。
[0104]
表3
[0105][0106][0107]
表4
[0108][0109]
对第二层片进行压花可增加拉伸下降，尤其是当用正弦波形状的图案对第二层片进行压花时。用图案压花，尤其是波状压花图案对第二层片进行压花，对于增加成品的纸片松厚度也特别有效。通常，与包括未压花的第二层片的类似的产品相比，提供具有波状压花图案的第二层片将纸片松厚度从约8％增加至约11％，如下表5所示。与用总体背景图案对第二层片进行压花相比，还观察到松厚度增加。松厚度增加在图10中进一步展示。
[0110]
表5
[0111]
[0112]
实施方案
[0113]
第一实施方案：一种压花多层片薄页纸产品，其包括第一压花薄页纸层片和第二压花薄页纸层片，所述第一压花薄页纸层片和所述第二压花薄页纸层片以面对关系布置并将内部部分限定在两者之间，所述第一层片包括朝向所述产品的所述内部部分定向的多个压花，并且所述第二层片包括背离所述内部部分定向的多个压花。
[0114]
第二实施方案：如第一实施方案所述的产品，其中设置在所述第一层片上的所述多个压花包括多个线压花。
[0115]
第三实施方案：如第一实施方案或第二实施方案所述的产品，其中设置在所述第一层片或所述第二层片上的所述压花包括波状线性压花。
[0116]
第四实施方案：如第一实施方案至第三实施方案中任一项所述的产品，其中设置在所述第一层片上的所述压花是连续的和曲线的。
[0117]
第五实施方案：如第一实施方案至第四实施方案中任一项所述的产品，其中设置在所述第一层片上的所述压花基本上不包括点压花，并且所述压花覆盖第一层片表面区域的约10％至约30％。
[0118]
第六实施方案：如第一实施方案至第五实施方案中任一项所述的产品，其中设置在所述第二层片上的所述压花是点压花，并且具有选自由以下各项组成的组的形状：圆形、正方形、矩形、菱形以及它们的组合。
[0119]
第七实施方案：如第一实施方案至第六实施方案中任一项所述的产品，其中设置在所述第二层片上的所述压花是被布置为形成波状线性元件的点压花。
[0120]
第八实施方案：如第一实施方案至第七实施方案中任一项所述的产品，其中所述第一薄页纸层片和所述第二薄页纸层片在多个粘结区域处以粘合方式彼此粘结。