压缩薄棉纸捆束的方法与流程

本发明涉及处理薄棉纸特别是作为用于分配器中单片折叠薄棉纸堆叠提供的类型的薄棉纸的方法。本发明特别涉及压缩这些薄棉纸以形成压缩的薄棉纸捆束的方法和所得到的捆束。

背景技术：

吸收性薄棉纸材料堆叠用于向使用者提供用于擦拭、干燥和/或清洁目的的幅材料。传统上，薄棉纸材料的堆叠被设计为用于装入分配器中，这有利于将薄棉纸材料供给最终用户。而且，堆叠提供了用于运输折叠薄棉纸材料的便利形式。为此，堆叠通常设置有包装，以在堆叠的运输和存储期间保持和保护堆叠。

因此，提供了一种包装，其包括薄棉纸材料堆叠和相应的包装件。在运输包含薄棉纸材料的包装期间，期望减小运输材料的体积。通常，包括薄棉纸材料堆叠的包装的体积包括在薄棉纸材料的板片之间和板片内的大量空气。因此，如果可以减少包装的体积，则可以节省大量成本，从而例如每托盘或每卡车可运输更大量的薄棉纸材料。

此外，当填充用于向使用者提供薄棉纸材料的分配器时，期望减小待装入分配器的堆叠的体积，使得可以将大量的薄棉纸材料装入分配器中的固定容纳体积中。如果可以将更大量的薄棉纸材料装入分配器中，则分配器将需要更低频率的重新填充。考虑到分配器的维护需求减少，这提供了节省成本的机会。

本发明涉及的薄棉纸类型的实例可在wo2012/087211中找到，其内容通过整体引用并入本文。该文件详细解释了与薄棉纸堆叠的压缩增加相关的期望和优点。它还详细解释了它适用的各种薄棉纸材料以及折叠和交错的相关方法。但是，尽管它教导了这种堆叠可以被压缩到相对高的密度，但是它无法识别与超过在先接受值的堆叠压缩相关的某些问题。

在这种过程进行中可能遇到的一个困难是需要将另外的压缩元件引入现有的生产线。用于制造这种薄棉纸捆束的正常制造方法提供了堆叠薄棉纸的原材沿着压缩路径穿过一系列压缩辊或带的线性运输。压力越大，压缩路径必须越长。对于这样的现有装置，不是很明显的是可能增加额外的压缩步骤。

另一个困难在于，当辊子或带继续运输薄棉纸堆叠或原材时，由于施加高压而导致上部和下部薄棉纸趋向于损坏或折皱。特别是，对于长度超过1.5米的原材，原材的第一部分可以被均匀地压缩，而原材的后部可能变得更加扭曲。这种折痕是难看的，并且还可能在适当的时候影响分配的容易性。在进行制造期间，对薄棉纸的实际损坏可能累积并最终导致机械故障。

技术实现要素：

根据本发明的实施例，现在令人惊讶地发现，可以通过以两步工艺压缩堆叠来实现改进的薄棉纸捆束。因此，公开了一种形成薄棉纸捆束的方法，该薄棉纸捆束包括折叠的吸收性薄棉纸堆叠，该方法包括：形成折叠的吸收性薄棉纸堆叠；在第一压缩步骤中将该堆叠压缩到初始密度；将该堆叠第一次包装在支撑包装物中以形成初始捆束并保持初始密度；随后应用第二压缩步骤将堆叠压缩到高于初始密度的最终密度；并且第二次包装该堆叠以形成最终捆束并保持最终密度。

在一个实施例中，将堆叠第二次包装在与支撑包装物不同的最终包装物中。这可以允许简单的包装物用作支撑包装物，同时可以使用明显更牢固的包装物来包装紧捆束并保持最终密度。应当理解，薄棉纸在压缩后将经受一定量的回弹，并且该回弹必须受到包装物的阻挡。还应注意，对初始密度和最终密度的提及应理解为在抵靠包装物发生回弹之后的密度。因此，堆叠可以被压缩到稍高的密度，并且抵着包装物松弛时，将呈现略低的密度。压缩步骤结束时的压缩密度可以比回弹后的包装密度高4％至40％，这取决于包装操作的设置和有效性。在一个实施例中，该过压缩可为约20-25％。

如果堆叠被包装在最终包装物中，则可以移除支撑包装物或将其留在适当位置。支撑包装物的移除可以在第二压缩步骤之前、期间或之后进行，并且可以通过切割、撕裂或以其他方式展开初始包装物来实现。

在可选实施例中，通过重新包装支撑包装物来第二次包装堆叠。这可以通过夹捏即打褶和折叠支撑包装物以消除松弛来实现。支撑包装物可以通过任何适当的工具(包括粘合剂、热封或诸如胶带的附加元件)粘附于其自身。如果支撑包装物用作最终包装物，则它必须足够坚固以承受由堆叠施加的回弹压力。为此，高张力纸例如原始纸浆基纸，其重量至少为70gsm，优选至少80gsm，甚至超过90gsm，并且沿堆叠高度h的方向的拉伸强度至少为3.5kn/m²，优选至少4.5kn/m²，最优选至少5.5kn/m²。

初始密度可以是用于实现最终密度的适宜起始点的任何密度。它还将取决于如下进一步定义的被包装的薄棉纸的种类。在许多情况下，它将是使用根据现有技术的现有压缩步骤实现的密度。另一方面，考虑到最终密度是主要目标，可以通过减少或增加第一步骤的压缩来实现优点。在某些实施例中，初始密度大于0.15g/cm³但小于0.3g/cm³，这取决于薄棉纸的种类。更具体地，对于结构化薄棉纸，初始密度可小于0.2g/cm³，对于混合薄棉纸，密度可小于0.25g/cm³，对于干绉薄棉纸，初始密度可小于0.3g/cm³。

最终密度还取决于被包装的薄棉纸的种类。在一个实施例中，薄棉纸是结构化薄棉纸并且最终密度大于0.2g/cm³，可选择地大于0.25g/cm³，甚至大于0.3g/cm³。在另一个实施例中，薄棉纸是混合薄棉纸，最终密度大于0.25g/cm³，可选择地大于0.3g/cm³，甚至大于0.4g/cm³。在另一个实施例中，薄棉纸是干绉薄棉纸，最终密度大于0.3g/cm³，可选择地大于0.35g/cm³，甚至大于0.45g/cm³。在大多数情况下，它将大于0.3g/cm³，可选择地大于0.4g/cm³，甚至大于0.5g/cm³。

在一个实施例中，在第二次压缩期间堆叠在高度方向上被压缩，并且最终捆束的高度小于初始捆束的70％，优选地小于60％并且可选地甚至小于初始松散捆束的50％。这些值可以通过施加大于120kn/m²、优选大于160kn/m²并且可选择地大于225kn/m²的压力来实现。应注意，此处和下面引用的压力值是基于机器结构和机器遇到的力计算的平均值。薄棉纸内遇到的实际值将是瞬时的，并且可能与这些平均值不同。

根据本发明的一个方面，第二压缩步骤可以在远离第一压缩步骤的时间或位置处进行。例如，初始捆束可以仅由支撑包装物保持在一起，而不是由压缩装置保持在一起。第一包装步骤和支撑包装物的有利结果是第一压缩步骤的产品是可以根据需要储存和/或运输的稳定物品。从逻辑角度来看，这使得第二压缩步骤独立于薄棉纸制造工艺的其余部分，而不是制造链中的潜在限制环节。

在许多制造工艺中，初始捆束将是细长原材的形式，其长度对应于薄棉纸生产线的宽度。该方法可以包括横向于其纵向维度切割原材以形成多个薄棉纸包装。典型的原材将具有超过1.5米的长度，通常从大约1.8米到2.6米并且可以切成8到12个单独的包装，但是应该理解这将取决于所需的薄棉纸的实际宽度。

在一个实施例中，在第二压缩步骤之后将原材切割成薄棉纸包装。然而，不排除在第一和第二压缩步骤之间切割原材，并且第二压缩步骤和最终包装物用于单独的包装。

该方法可以用于任何形式的薄棉纸。术语“薄棉纸”在本文中应理解为具有基重低于65g/m²、通常为10-50g/m²的柔软吸收纸。其未压缩密度通常低于0.30g/cm³，优选为0.08-0.20g/cm³。薄棉纸中包含的纤维主要是来自化学纸浆、机械纸浆、热机械纸浆、化学机械纸浆和/或化学-热-机械纸浆(ctmp)的纸浆纤维。薄棉纸还可含有其它类型的纤维，例如增强纸张的强度、吸收性或柔软性的纤维。吸收性薄棉纸材料可包括再生纤维或原生纤维或其组合。

根据本文提出的方法的一个方面，吸收性薄棉纸材料可以是干绉材料、结构化薄棉纸材料或至少干绉材料和至少结构化薄棉纸材料的组合。结构化薄棉纸材料是三维结构化薄棉纸幅。结构化薄棉纸材料可以是tad(空气穿透干燥)材料、uctad(不起皱空气穿透干燥)材料、atmos(高级薄棉纸成型系统)材料、ntt材料(来自valmet科技的新薄棉纸技术)或这些材料的组合。组合材料是包括至少两层的薄棉纸材料，其中一层是第一材料，第二层是不同于所述第一材料的第二材料。

可选择地，薄棉纸材料可以是混合薄棉纸。在本发明中，这被定义为组合材料，其包括至少一层结构化薄棉纸材料和至少一层干绉材料。优选地，结构化薄棉纸材料的层可以是tad材料层或atmos材料层。特别地，该组合可以由结构化的薄棉纸材料和干绉材料组成，优选地由一层结构化薄棉纸材料和一层干绉材料组成，例如该组合可以由一层tad或atmos材料和一层干绉材料层组成。从us55853547中已知tad的一个例子；从us7744726、us7550061和us7527709中已知atmos；并且从ep1156925可知uctad。

可选择地，组合材料可包括除上述材料之外的其他材料，例如非织造材料。或者，薄棉纸材料可不含非织造材料。

可以根据最终用户的要求以任何适当的格式提供折叠的薄棉纸。最典型地，折叠的薄棉纸将交错以便于分配。它们可以以v、m或z构造交错。

如上所述，可以细长原材的形式提供初始捆束。在那种情况下，可以通过沿压缩路径传输原材来进行第二压缩步骤。在本文中，压缩路径被理解为当原材沿路径通过时逐渐压缩原材的路径。压缩路径可以由辊子或带限定，当原材沿压缩路径移动时，辊子或带夹紧原材。包装也可以在原材沿路径通过时进行。这种路径的一个特征是原材的前导端可能比原材的尾端更长时间地处于压缩状态。对于未包装的原材，这会具有在上表面和下表面产生变形的效果。如果原材仍然包装在其支撑包装物中，则可以减少或消除这些扭曲。

应当理解，原材也可以成批地被压缩，即通过在压机中以静止状态压缩。特别地，由于第二压缩步骤可以与第一压缩步骤间隔开，不同的标志可以被施加，并且薄棉纸生产线的连续速度需求不会对批量化的第二压缩步骤产生影响。例如，第一压缩步骤可以连续发生，而第二压缩步骤可以批量发生。

本发明的实施方案还涉及薄棉纸捆束，其包括交错的吸收性薄棉纸堆叠，其包装在包装物中以形成紧密的最终捆束并在如上文或下文所述的两步压缩过程中被压缩。对于结构化薄棉纸，该捆束优选具有大于0.2g/cm³、可选择地大于0.25g/cm³并且甚至大于0.3g/cm³的最终密度。对于混合薄棉纸，最终密度可以大于0.25g/cm³，可选择地大于0.3g/cm³并且甚至大于0.4g/cm³。在干绉薄棉纸的情况下，最终密度可以大于0.3g/cm³，可选择地大于0.35g/cm³并且甚至大于0.45g/cm³。

薄棉纸捆束可以各种方式与现有捆束区分开。它不仅高度压缩，而且沿其长度也更加一致地压缩。此外，作为重新包装步骤的结果，初始支撑包装物可以被夹捏以紧紧地包装捆束并保持最终密度。

根据以下详细描述，本发明实施例相对于现有方法和产品的其他优点和区别将是显而易见的。

附图说明

下面将参考附图更详细地讨论本发明，其中：

图1是传统的薄棉纸制造机器的输出部件的示意性侧视图；

图2是图1的ii方向的示意图；

图3是根据本发明的操作方法的示意图；

图4a-c分别是图3中的工作站沿iva、ivb和ivc方向的横截面图；并且

图5-7描绘了在图3的工作站包装最终捆束的可选方法。

具体实施方式

图1是可以根据本发明被使用的传统薄棉纸制造机器1的输出部件的示意性侧视图。在该实施例中，机器1用于制造根据sca产品编号140299的双层干绉薄棉纸10，每层为18gsm。然而，本领域技术人员将理解，也可以使用任何其他合适的薄棉纸。

机器1将其输出提供为薄棉纸10的两个幅11、12，其围绕输出辊3、4经过，并且在折叠站6处被切割和折叠在一起。来自相应的幅11、12的薄棉纸10以z形折叠在一起，各个幅11、12的折叠交错在一起，如本领域中公知的那样。折叠的薄棉纸10在堆叠站8中作为堆叠14被收集，直到堆叠达到未压缩的高度h0——在这种情况下为大约130mm。堆叠14具有堆叠宽度w，在这种情况下为大约85mm，是用于某些薄棉纸分配器的标准尺寸。当然能够根据薄棉纸材料、工艺和/或所需的最终用途来调整这些尺寸。

图2是沿机器1的加工方向、图1的方向ii的示意图。应当理解，机器1是具有更多组件的复杂装置，这些组件既未示出也未被讨论，它们与本发明无关。

根据图2，辊子4显示在折叠站6和堆叠站8上方。薄棉纸幅11、12、辊子3、4、折叠站6和堆叠站8都具有有效宽度l，其限定了堆叠14的长度。在本实施例中，该长度l是2200mm，但是本领域技术人员将理解这是由机器和/或最终用途确定的变量。

与堆叠14对准的是压缩和包装线20，其包括第一传输站22、第一压缩站24和第一包装站26。第一传输站22包括第一传输带28，其与堆叠14接合并沿x方向将其横向移出机器1。一旦堆叠14已经达到未压缩高度h0就会发生这种情况。可能存在额外的辊子、夹子、引导件和运输装置以便于这种移动。堆叠14在横向x上前进通过第一压缩站24，其中第一压缩带30对堆叠14施加压力以将其从未压缩高度h0减小到初始高度h1，在该实施例中，初始高度h1为120mm左右。

在第一包装站26中，另外的传送带32在横向x上移动堆叠14，同时在堆叠14周围施加支撑包装物34以形成松散的初始捆束或原材40。支撑包装物的形式为环绕条带，其在堆叠14的整个长度和宽度之上延伸，通过热熔粘合剂沿纵向接缝接合于自身。应该理解，也可以使用采用两个接缝的两部分式包装物。包装物材料是可从scahygiene产品获得的puroperformance^tm，表面重量为60gsm。本文中，应该注意的是，尽管参考的是松散捆束40，但是由于第一压缩步骤，捆束可以相对紧密地被包装。然而，在这个阶段，用户清楚它是可以立即识别的一叠薄棉纸和各单独薄棉纸堆叠。当压缩到初始高度h1时，松散捆束40具有约30g/cm³的初始密度。该值基于其体积的简单l×w×h1计算，并且将受到正常测量公差的影响。还应该指出的是，到目前为止的工艺和设备可能是传统的，但包装材料例外，它是原始的80gsm纸并且明显牢固于常规用于该密度松散捆束的包装物。

图3示出了根据本发明的操作方法，在这种情况下，该方法在远离图1的机器1的位置处进行。然而，应当理解，可在图2的第一包装站26之后直接施用图3的方法和设备。

根据图3，提供了一托盘48的松散捆束或原材40。这些可以由存储器提供或作为生产线内的缓冲器提供。在初始阶段，将松散捆束40装载到第二传输站42上，第二传输站42通过第二传输带62在横向x上朝向第二压缩站44移动捆束40。第二压缩站44包括第二压缩带64，当松散捆束40前进时，该压缩带用于夹紧松散捆束40。第二压缩站44在比第一压缩站24高得多的压力下起作用。根据要求，第一压缩站的压力可以是大约20kn/m²，而第二压缩站的压力可以是大约160kn/m²。该压力足以将堆叠14的高度从初始高度h1减小到最终高度h2。在本实施例中，压力为2巴，最终高度h2为约60mm，并且最终密度约为60g/cm³。在该值下，薄棉纸10仍然可维持，并且如果未被容纳则将弹回。如上所述，由于支撑包装物34的存在，避免了堆叠14内的最上部和最下部薄棉纸10的变形。相信许多因素进一步有助于实现高质量的结果。由于在两个步骤中发生压缩，因此可以减少变形。为此，可以调节在相应的第一和第二压缩期间的压缩量。此外，使用相对牢固的包装材料可以进一步防止变形。实际上，可以为了有利于第二压缩步骤而专门选择支撑包装物，其中最终包装物专用于承受高压力。

然后，堆叠14前进到第二包装站46，其中堆叠14被重新包装以形成最终紧捆束50，以保持最终密度和最终高度h2，从而防止其弹回到未压缩状态。在下文中，所提到的紧捆束旨在表示在其最终条件下的捆束。从第二包装站46，紧捆束前进到锯切站52，在此它被切割成多个较短的薄棉纸包装54。在这种情况下，将紧摁束50切成10个薄棉纸包装54，每个薄棉纸包装具有212mm的长度。

图4a-c分别示出了沿方向iva、ivb和ivc穿过图3的第二输送站42、第二压缩站44和第二包装站46的横截面视图。如图4a中可见，堆叠14在其支撑包装物34中被保持在第二传送带62之间。在该位置，它仍然处于其初始压缩状态并且具有其初始高度h1。仍然可以看到单个薄棉纸10。

图4b示出了穿过第二压缩站44的位置处的横截面，在此处堆叠14被完全压缩至其最终密度。第二压缩带64在堆叠14上施加力f以将其保持在最终高度h2。如上所述，该力f约为2巴，最终高度h2约为初始高度h1的一半。由于这种高度的减小，支撑包装物34在堆叠14的侧面处产生松弛，随着堆叠14通过适当的引导件行进通过压缩站，松驰被聚集在一起成为捏合部66。还可以注意到，此处堆叠14的压缩使得不再能够辨别出单个薄棉纸，并且在该密度下堆叠是砖状的。在该实施例中，可以看出，堆叠14右侧上的捏合部66聚集在堆叠14的基部处，而左侧上的捏合部66聚集在堆叠14的顶部处。

图4c是穿过第二包装站46的出口处的紧捆束50的视图。通过抵靠堆叠14折叠该捏合部66并使用粘合带68将它们粘附于支撑包装物34已使支撑包装物34被紧紧地包装在堆叠14周围。在这种状态下，紧捆束50的压缩完全由支撑包装物34所保持，支撑包装物34必须足够牢固以承受回弹力。应当理解，尽管紧捆束50示出为具有平坦的上表面和下表面，但是当堆叠14松弛时，这些表面将不可避免地变成弓形。还应注意，捏合部66的位置允许它们分别向上和向下折叠，从而限制了紧捆束50的宽度增加。

图5a示出了可以重新包装紧捆束50的可选方式。在该实施例中，捏合部66形成于支撑包装物34已经胶合以形成松散捆束的位置处。穿过捏合部66制成切口k以移除胶合部分68。在图5b中，通过在切口位置处重叠支撑包装物34的端部70来重新胶合支撑包装物34。

图6a和6b中示出了另一种重新包装的可选方法。在这种情况下，如上所述，紧捆束50的压缩允许捏合部66形成于支撑包装物34中。在这种情况下，在两个分开的位置k'和k”处切割每个捏合部66，以去除位于捏合部66上侧处的胶合部分68。在图6b中，包括捏合部66下侧的端部70被向上折叠并粘附于支撑包装物34的其余部分。

在图7a和7b中示出了用于重新包装支撑包装物34的又一可选方案。在这种情况下，在堆叠14仍然是松散捆束40的同时切割支撑包装物34。在松散捆束40任一侧上的切割k'、k”移除了胶合部分68。如图7b所示的堆叠14的随后压缩允许支撑包装物34的端部70重叠，在此它们能够再次胶合在一起以形成紧捆束50。

已经参考上面讨论的实施例描述了本发明。应认识到，这些实施例易于进行本领域技术人员公知的各种修改和可选形式。特别地，应该理解的是，可以采用各种可选的包装工艺来包装或重新包装紧捆束。另外，尽管图3和4的工艺已经被解释为使用传送带将细长原材传送通过各个站的连续工艺，但是可以使用批量工艺实现类似的结果，由此单独的原材或包装被顺序压缩和包装。

在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本文描述的结构和技术进行除上述那些之外的许多修改。因此，尽管已经描述了特定实施例，但这些仅是示例，并不限制本发明的范围。