專利名稱：生活用紙及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生活用紙及其制造方法。
背景技術(shù)：
紙是與人類生產(chǎn)活動息息相關(guān)的物品，其中生活用紙更甚之。隨著人們生活水平的提高，生活用紙的應(yīng)用越來越廣泛，人們對生活用紙的功能性及其帶給使用者感官效果的要求也越來越嚴(yán)格。目前，為了迎合市場需求，越來越多的生活用紙采用印花、壓花等方式用于提升使用者的視覺及觸覺效果。印花主要是通過膠版印刷、噴涂等方式將染料涂覆到紙張表面，其僅僅能給使用者一種視覺感受，在觸覺效果上則無改善。壓花是近年來應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)，經(jīng)過壓花的紙，其表面存在凹、凸相間的部分，在增加紙張厚度的同時，可以改善使用者的視覺及觸覺效果。但壓花是通過機(jī)械力作用于原紙表面的某一點(diǎn)，使紙內(nèi)纖維產(chǎn)生形變，這種改變是很微弱的，無法使使用者產(chǎn)生強(qiáng)烈的立體感覺。這兩種方法都只是對二維的生活用紙表面產(chǎn)生較小的變化，無法帶給使用者一種全新的感受。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種生活用紙及其制造方法以解決上述缺陷。一種生活用紙，包括基材及粘合基材的粘結(jié)劑，該生活用紙呈現(xiàn)為立體結(jié)構(gòu)，該立體結(jié)構(gòu)的尺寸大于壓花形成在生活用紙的表面上的立體結(jié)構(gòu)的尺寸。一種生活用紙的制造方法，包括如下步驟利用計算機(jī)輔助設(shè)計出所需生活用紙的三維立體模型，并對該立體模型進(jìn)行切片分層，獲得每層的成型信息；提供符合需求的構(gòu)成生活用紙的基材以及粘結(jié)劑；以及將成型信息輸入三維打印設(shè)備，利用三維打印設(shè)備分層成型所述生活用紙。本發(fā)明通過三維打印技術(shù)形成具有立體結(jié)構(gòu)的生活用紙，相較于現(xiàn)有的平面二維的生活用紙而言，本發(fā)明提供的三維的生活用紙更具視覺和感官沖擊力，能提供使用者不同的感官孕受。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及一種具有立體結(jié)構(gòu)的生活用紙及其制造方法。本發(fā)明所涉及的生活用紙，包括基材及粘合基材的粘結(jié)劑，該基材與粘結(jié)劑共同構(gòu)成具有立體結(jié)構(gòu)的生活用紙，該立體結(jié)構(gòu)的尺寸大于壓花形成在生活用紙的表面上的立體結(jié)構(gòu)的尺寸。不同于現(xiàn)有的宏觀上呈平面的生活用紙，本發(fā)明的生活用紙在宏觀上具有立體結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有的生活用紙中，有的在其表面以壓花等工藝形成立體結(jié)構(gòu)，但無論該立體結(jié)構(gòu)的明顯程度如何，該立體結(jié)構(gòu)的尺寸遠(yuǎn)小于生活用紙的長度與寬度，該立體結(jié)構(gòu)的尺寸只是相對生活用紙的厚度而言，具有相對立體的感覺。例如，對于長寬尺寸為330X330mm的餐巾紙，其上的壓花尺寸可能在Imm左右。因此，現(xiàn)有的生活用紙給人的總體感覺仍是二維的平面產(chǎn)品。而本發(fā)明生活用紙是三維的立體產(chǎn)品，該生活用紙呈現(xiàn)的立體結(jié)構(gòu)的尺寸大于現(xiàn)有的壓花等工藝在生活用紙的表面上形成的立體結(jié)構(gòu)的尺寸。同樣的作為餐巾紙，本發(fā)明提供的生活用紙，其長寬高可以大致相等，或相差不多，例如具有長寬高尺寸為330 X 330 X IOOmm的餐巾紙，從而呈現(xiàn)明顯的三維立體結(jié)構(gòu)。該生活用紙可以根據(jù)需要以任何立體形狀的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)。例如，該生活用紙可以杯子等生活器具的形狀出現(xiàn)，在使用該生活用紙時，可以直接拿起該杯子形狀的生活用紙進(jìn)行擦拭，或者撕扯杯子形狀的生活用紙的部分進(jìn)行擦拭。再例如，該生活用紙可以蘋果等水果的形狀出現(xiàn)，在使用該生活用紙時，可以直接拿起該蘋果形狀的生活用紙進(jìn)行擦拭，或者撕扯蘋果形狀的生活用紙的部分進(jìn)行擦拭。在某些場合例如宴會餐桌上、展覽會館、酒店等，現(xiàn)有的生活用紙被折疊成具有立體形狀的結(jié)構(gòu)，使生活用紙更具感官效果。本發(fā)明的生活用紙則可以直接成型為具有所需的立體形狀的結(jié)構(gòu)，而無需人工折疊。例如使本發(fā)明的生活用紙成型為鶴等動物的外形，具有能反映實(shí)物的真實(shí)形狀的立體結(jié)構(gòu)。上述各實(shí)例旨在說明本發(fā)明中所提及的具有立體結(jié)構(gòu)的生活用紙，其形狀可以是任意的。本發(fā)明具有立體結(jié)構(gòu) 的生活用紙其立體結(jié)構(gòu)既可以是實(shí)心的，也可以是空心的，即可以根據(jù)需要設(shè)計空腔在該立體結(jié)構(gòu)內(nèi)。進(jìn)一步地，該具有立體結(jié)構(gòu)的生活用紙還可以在各不同部分按照需要設(shè)計成具有顏色的結(jié)構(gòu)。各部分的顏色可以根據(jù)該立體結(jié)構(gòu)所反映的實(shí)物的真實(shí)顏色來進(jìn)行設(shè)定?；蛘吒鞑糠值念伾部梢愿鶕?jù)美工的需要設(shè)計成具有新穎獨(dú)特的造型，給使用者一種全新的
感官享受。該具有立體結(jié)構(gòu)的生活用紙可用合適的基材及粘合基材的粘結(jié)劑材料，采用三維打印技術(shù)成型?？蛇x的基材材料可以是現(xiàn)有的生活用紙的原料，也可以是其他合適的材料。例如，植物纖維、無紡材料、熱熔纖維等都可以作為制作基材的材料。優(yōu)選選用植物纖維。當(dāng)纖維作為基材的材料時，該纖維的存在方式可以是粉末狀，也可以是漿料懸浮液。當(dāng)選用粉末狀材料時，平均粒徑小于3mm,優(yōu)選小于Imm,更優(yōu)選小于O.1mm0當(dāng)選用衆(zhòng)料懸浮液時，優(yōu)選衆(zhòng)料懸浮液的濃度大于50%,以利于成型。粘結(jié)劑包括濕強(qiáng)性樹脂。濕強(qiáng)性樹脂可以選擇聚乙烯醇、丙烯酸類樹脂(如聚丙烯酰胺、丙烯酸樹脂、甲基丙烯酸酯等)，或者環(huán)氧基官能聚合物(如堿性固化濕強(qiáng)度樹脂聚合的胺-表氯醇縮合產(chǎn)物，環(huán)氧基-改性的有機(jī)反應(yīng)性硅酮、縮水甘油基醚、縮水甘油基酯和縮水甘油基胺樹脂，以及脂肪族或環(huán)脂肪族非縮水甘油基環(huán)氧基樹脂等)。優(yōu)選粘結(jié)劑中還包括柔軟劑、保濕劑、表面活性劑和染料等。這些添加物可以同時添加亦可以添加其中一種或者多種。其中適當(dāng)?shù)娜彳泟┛梢詾榫鄱谆柩跬?、羥基硅油、環(huán)氧和聚醚改性硅油等有機(jī)硅類，或者硬脂酸三乙醇胺酯季銨鹽、DHTDMAC等季銨鹽類柔軟劑。保濕劑可以為1，3-丁二醇、山梨醇、木糖醇、甘油、聚乙二醇、PCA-Na、神經(jīng)酰胺、透明質(zhì)酸、燕麥β_葡聚糖、乳酸、尿囊素、海藻糖、α-甘露聚糖、羥乙基碳酰胺、二甲基硅油、GTCC、乳木果油等。表面活性劑可以是烷基羧酸鹽類、烷基磺酸鹽類等陰離子型，季銨鹽類、烷基吡啶鹽、胺鹽等陽離子型，甜菜堿等兩性型，聚氧乙烯、多元醇、氧化胺等非離子型表面活性劑。染料優(yōu)選為天然植物性染料。上述基材材料與粘結(jié)劑一起經(jīng)過三維打印技術(shù)成型本發(fā)明的具有立體結(jié)構(gòu)的生活用紙。三維打印技術(shù)是快速成型技術(shù)中的一種，采用分層加工、迭加成型的原理，成型出所需要的三維產(chǎn)品。其成型過程一般包括如下步驟。首先，利用計算機(jī)輔助設(shè)計出所需產(chǎn)品的三維立體模型，并對該立體模型進(jìn)行切片分層，獲得每層的成型信息。其中建立立體模型，可以借助特定軟件，將所需產(chǎn)品之具體參數(shù)輸入計算機(jī)之后形成?；蛘呖梢圆捎媚嫦蚬こ?，量出已有產(chǎn)品的尺寸參數(shù)并輸入計算機(jī)來建立立體模型。特定軟件可以采用Pro-E、Solidworks等業(yè)內(nèi)熟悉的建模軟件。對于目前的三維打印機(jī)來講，大多是運(yùn)行特定的文檔格式來進(jìn)行加工，因此在將立體模型輸入三維打印機(jī)進(jìn)行加工之前，需要對該立體模型進(jìn)行切片分層，獲得運(yùn)行所需的每層的成型信息，并生成合適的運(yùn)行文檔。每層的成型信息包括用于體現(xiàn)層狀的形貌的幾何數(shù)據(jù)，例如該層的輪廓、邊界位置參數(shù)等。通常分層越薄、越多，生成產(chǎn)品時更精準(zhǔn)，但費(fèi)時較多。而分層越厚、越少，則階梯狀越明顯，生成的產(chǎn)品越粗糙。同時，提供符合需求的構(gòu)成產(chǎn)品的成型材料。根據(jù)不同類型的快速成型方法,材料的狀態(tài)可不同，例如可以是呈液態(tài)或者固態(tài)粉末狀。然后，將成型信息輸入三維打印設(shè)備，利用三維打印設(shè)備分層成型，以最終得到所
需的立體產(chǎn)品。針對本發(fā)明而言，三維打印設(shè)備至少應(yīng)包括輸送系統(tǒng)、存儲器、噴灑系統(tǒng)和成型室，成型室包括可上下垂直升降的打印承載平臺。存儲器用于存儲成型的原料，即基材和粘結(jié)劑。噴灑系統(tǒng)具有多個可移動的噴頭，這些噴頭通過輸送系統(tǒng)與存儲器相連，以在不同位置噴出成型材料用于成型。通過調(diào)節(jié)各噴頭的移動路線及噴射量來控制成型不同立體結(jié)構(gòu)的生活用紙。首先，利用計算機(jī)輔助設(shè)計出所需生活用紙的三維立體模型，并對該立體模型進(jìn)行切片分層，以生成噴頭移動的二維信息。同時，提供符合需求的構(gòu)成生活用紙的基材以及粘結(jié)劑。然后根據(jù)立體模型的截面二維信息，亦即每層的成型信息，噴灑系統(tǒng)的噴頭在水平平面內(nèi)移動，并在承載平臺上均勻的形成一個層厚的基材和粘結(jié)劑，粘結(jié)劑用于粘結(jié)選定部位的基材。一層粘結(jié)完畢后，承載平臺下降一個層厚的距離，在已成型的層面上重新鋪設(shè)一層基材和粘結(jié)劑，如此反復(fù)進(jìn)行，最后形成具有立體結(jié)構(gòu)的生活用紙。該三維打印設(shè)備可設(shè)置有一個或多個存儲器，優(yōu)選的為兩個或兩個以上，每個存儲器與噴灑系統(tǒng)的一個或多個噴頭連通，優(yōu)選的與兩個或兩個以上的噴頭連通，因此基材和粘結(jié)劑可以分別存儲與噴灑，從而可以根據(jù)需要在不同的位置實(shí)現(xiàn)不同原料及其用量的分配。例如在某個特殊位置基材較多，而粘結(jié)劑用量較少，再例如，可以一層基材鋪設(shè)完畢，再根據(jù)立體模型的層截面信息，將粘結(jié)劑選擇性的噴灑到特定的位置，使基材粘結(jié)。還可以選擇設(shè)置用于存儲染料的存儲器，并單獨(dú)配備噴頭，使得在該生活用紙成型過程中，在需要的位置處噴灑形成顏色。
進(jìn)一步地，還可以選擇性地對形成的生活用紙進(jìn)行干燥，以使生活用紙的水份含量符合要求。經(jīng)三維打印成型之后的生活用紙可通過風(fēng)干、冷凍干燥、超臨界干燥、氣干、電干等工藝確保最終形成的生活用紙的含水量符合要求。為了降低干燥過程中具有立體結(jié)構(gòu)的生活用紙其表面結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，優(yōu)選冷凍干燥和超臨界干燥方式。在一具體的實(shí)施例中，基材材料為漂白棉纖維與桉木漿粉末按2:8質(zhì)量比的混合物,粒徑在40-60 μ m的范圍。粘結(jié)劑包含如下質(zhì)量比成份環(huán)氧氯丙燒改性樹脂，5% ;硬脂酸三乙醇胺酯季銨鹽，3% ;二甲基硅油，1. 5% ;去離子水，余量。為使這種具有立體結(jié)構(gòu)的生活用紙其形狀不變，優(yōu)選起到支撐作用的該生活用紙的底部使用的粘結(jié)劑，較頂部使用的粘結(jié)劑多。同時根據(jù)具體產(chǎn)品要求，可添加不同的顏色，形成具有鮮活形象的物體，帶給使用者一種強(qiáng)烈的立體視覺效果。這種粘結(jié)劑的分布以及染料的使用使得生活用紙具有顏色均可通過調(diào)整加入不同存儲器的添加量，以及結(jié)合通過不同的噴頭選擇性的噴灑到不同的位置等手段來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明所提及的生活用紙區(qū)別于目前現(xiàn)有的二維片狀生活用紙，其具有一個顯著的三維立體結(jié)構(gòu)，從而給使用者產(chǎn)生獨(dú)特的感觀。且本發(fā)明優(yōu)選植物纖維與粘結(jié)劑通過三維打印技術(shù)粘合產(chǎn)生一種立體的生 活用紙，只需根據(jù)產(chǎn)品要求調(diào)節(jié)噴頭的位置、形狀、噴射量等，不會造成原料的浪費(fèi)。
權(quán)利要求
1.一種生活用紙，包括基材及粘合基材的粘結(jié)劑，該生活用紙呈現(xiàn)為立體結(jié)構(gòu)，該立體結(jié)構(gòu)的尺寸大于壓花形成在生活用紙的表面上的立體結(jié)構(gòu)的尺寸。
2.如權(quán)利要求1所述的生活用紙，其特征在于所述基材為植物纖維、無紡材料或者熱熔纖維。
3.如權(quán)利要求2所述的生活用紙，其特征在于所述基材呈粉末狀。
4.如權(quán)利要求1所述的生活用紙，其特征在于所述粘結(jié)劑包括濕強(qiáng)性樹脂。
5.如權(quán)利要求4所述的生活用紙，其特征在于所述粘結(jié)劑還包括柔軟劑、保濕劑、表面活性劑和染料中的一種或多種。
6.如權(quán)利要求1所述的生活用紙，其特征在于所述生活用紙根據(jù)其立體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)在至少一個部位處具有顏色。
7.一種生活用紙的制造方法，包括如下步驟 利用計算機(jī)輔助設(shè)計出所需生活用紙的三維立體模型，并對該立體模型進(jìn)行切片分層，獲得每層的成型信息； 提供符合需求的構(gòu)成生活用紙的基材以及粘結(jié)劑；以及 將成型信息輸入三維打印設(shè)備，利用三維打印設(shè)備分層成型所述生活用紙。
8.如權(quán)利要求7所述的生活用紙的制造方法，其特征在于該生活用紙的底部使用的粘結(jié)劑較頂部使用的粘結(jié)劑多。
9.如權(quán)利要求7所述的生活用紙的制造方法，其特征在于還包括對成型后的生活用紙進(jìn)行干燥的步驟。
10.如權(quán)利要求7所述的生活用紙的制造方法，其特征在于所述粘結(jié)劑包含染料，所述三維打印設(shè)備為染料配備獨(dú)立的存儲器和噴頭以在生活用紙的所需部位著色。
全文摘要
一種生活用紙，包括基材及粘合基材的粘結(jié)劑，該生活用紙呈現(xiàn)為立體結(jié)構(gòu)，該立體結(jié)構(gòu)的尺寸大于壓花形成在生活用紙的表面上的立體結(jié)構(gòu)的尺寸。本發(fā)明還提供一種上述生活用紙的制造方法。相較于現(xiàn)有的平面二維的生活用紙而言，本發(fā)明提供的三維的生活用紙更具視覺和感官沖擊力，能提供使用者不同的感官享受。
文檔編號A47K10/16GK103054500SQ201210549300
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者高雅, 陳井春, 派屈克.陳 申請人:金紅葉紙業(yè)集團(tuán)有限公司