Сердечник, предназначенный для использования в качестве опорного элемента для рулона бумаги

СЕРДЕЧНИК, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЙ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В КАЧЕСТВЕ ОПОРНОГО ЭЛЕМЕНТА ДЛЯ РУЛОНА БУМАГИ Предлагаемое изобретение относится к сердечнику, предназначенному для использования в качестве опорного элемента для рулона бумаги, в частности для рулона туалетной бумаги, при этом сердечник получают сворачиванием в трубку по меньшей мере одной полосы целлюлозной ваты, пропитанной, по меньшей мере частично, крахмалом с целью повышения жесткости. Такой сердечник имеет как достаточную для предполагаемого использования механическую прочность, так и значительно повышенную способность к дезинтеграции по сравнению с картонным сердечником, благодаря чему обеспечивается возможность избавляться от сердечника,непосредственно выбрасывая его в унитаз без риска засорения канализационных труб. Предлагаемое изобретение относится к сердечникам, предназначенным для использования в качестве опорного элемента для рулона бумаги, в частности для рулона туалетной бумаги. Для бумаги бытового применения, в частности для туалетной бумаги или бумажных кухонных полотенец, известно использование ее в форме рулонов. Такие рулоны получают наматыванием бумаги на сердечник, который обычно выполнен из картона. Выбор картона в качестве материала сердечника обусловлен тем, что изготовители ищут компромисс между способностью материала сердечника выдерживать механические напряжения в процессе изготовления рулона бумаги и стоимостью конечного продукта. На деле оказывается, что в процессе изготовления рулонов бумаги сердечники испытывают различные механические напряжения как при нахождении в намоточных механизмах, так и во время упаковки рулонов бумаги в пакеты, а также во время укладки пакетов рулонов бумаги на поддоны для последующей транспортировки. Материал сердечников таких рулонов должен обладать, в частности, достаточной жесткостью, чтобы выдерживать нагрузки и напряжения, которым подвергаются рулоны бумаги от изготовления до доставки к местам использования. При недостаточной прочности материала сердечника было бы невозможно предотвратить деформирование отдельного рулона бумаги и/или смятия штабелей пакетов рулонов на поддоне. Следствием этого было бы получение низкокачественного продукта или снижения выхода высококачественного продукта. До сих пор картон представлялся вполне подходящим материалом, удовлетворяющим этим требованиям. Картон обладает тем дополнительным достоинством, что он относительно недорог. Однако в настоящее время картонные сердечники не удовлетворяют потребителей, желающих, чтобы сердечник был изготовлен из материала, от которого легко избавиться, в частности, чтобы сердечник можно было выбросить в унитаз. Потребитель давно привык выбрасывать в унитаз клочки использованной туалетной бумаги с последующим смыванием их в систему канализации. Это обычно не приводит к засорению канализационных труб при условии, что материал туалетной бумаги легко и быстро расплывается в воде. Однако этого нельзя проделать с картонным сердечником по завершении использования всей бумаги рулона. Причина в том, что картон обладает намного меньшими абсорбирующими свойствами, чем бумага, он расплывается в воде очень медленно и трудно. Если бросить картонный сердечник в унитаз и сразу смыть, почти наверняка произойдет засорение канализационной трубы. Поэтому единственный способ избавиться от картонного сердечника состоит в том, чтобы выбросить его в контейнер для мусора. Главный недостаток этого решения заключается в увеличении производимого всеми потребителями мусора без необходимости. Зачастую эти картонные сердечники не используются повторно или не могут быть использованы повторно, так как для этого их нужно отделять от другого мусора. Поэтому количество мусора, подлежащего уничтожению или нахождению на свалках, увеличивается, что вызывает беспокойство современного общества, озабоченного экологическими проблемами. Поэтому целью предлагаемого изобретения является решение вышеозначенной проблемы предшествующего уровня техники, в частности, путем создания легко расплывающегося в воде сердечника рулона бумаги, который можно было бы выбрасывать в унитаз. Для этого в качестве изобретения предлагается сердечник, предназначенный для использования в качестве опорного элемента для рулона бумаги, в частности туалетной бумаги, характеризующийся тем,что он получен в виде витка по меньшей мере из одной полосы из целлюлозной ваты, при этом упомянутая полоса с целью увеличения жесткости пропитана, по меньшей мере частично, крахмалом. Согласно одному конкретному варианту осуществления предлагаемого изобретения степень пропитки полосы из целлюлозной ваты находится в диапазоне от 0,05 до 0,50 г крахмала на 1 г целлюлозной ваты. Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления предлагаемого изобретения степень пропитки полосы из целлюлозной ваты находится в диапазоне от 0,25 до 0,45 г крахмала на 1 г целлюлозной ваты. Согласно другому конкретному варианту осуществления предлагаемого изобретения сердечник имеет сопротивление плоскостному сжатию, которое ниже сопротивления плоскостному сжатию аналогичного картонного сердечника не более чем на 5%. Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления предлагаемого изобретения полоса из целлюлозной ваты содержит несколько слоев этого материала, отделенных друг от друга адгезивными слоями. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления предлагаемого изобретения, по меньшей мере, некоторые из упомянутых адгезивных слоев содержат смесь вяжущего вещества и крахмала. Согласно другому конкретному варианту осуществления предлагаемого изобретения полоса из целлюлозной ваты содержит от 2 до 24 слоев, предпочтительно от 4 до 16 слоев. Кроме того, предлагаемое изобретение относится к способу изготовления сердечника, описанного выше, включающему следующие стадии:(а) обеспечение наличия одной (первой) полосы целлюлозной ваты, содержащей один или более слоев,(б) обеспечение наличия еще одной (второй) полосы целлюлозной ваты, содержащей один или более слоев,(в) наложение адгезивного слоя по меньшей мере на одну внешнюю поверхность первой полосы,при этом упомянутый адгезивный слой повышает жесткость полученного соединением первой и второй полос комплекса после его высушивания,(г) одновременное соединение и сжатие первой и второй полос таким образом, что верхняя поверхность первой полосы, покрытая адгезивным слоем, вступает в контакт с одной внешней поверхностью второй полосы, при этом полученное соединение, в конечном счете, образует некоторую объединенную(третью) полосу,(д) высушивание полученной третьей полосы,(е) использование третьей полосы вместо первой и/или второй полосы на стадиях (а)-(г),(ж) повторение стадий (а)-(д) до получения третьей полосы, имеющей желаемое количество слоев,(з) факультативно - покрывание внешней поверхности третьей полосы по меньшей мере одним слоем на основе крахмала,(и) свертывание третьей полосы самой по себе или вместе с еще одной аналогичной (четвертой) полосой в полую трубку и(к) отрезание от полученной трубки отрезка, образующего сердечник рулона бумаги. При таком решении обеспечиваются как механические свойства сердечника, подходящие для его предполагаемого использования, так и его в существенной степени повышенная по сравнению с картонным сердечником способность расплываться в воде, что позволяет избавляться от него, выбрасывая его в унитаз, без риска засорения канализационной трубы. Другие преимущества и признаки предлагаемого изобретения станут лучше понятны из последующего описания иллюстративного варианта его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи. На фиг. 1 схематично представлено поперечное сечение полосы целлюлозной ваты, из которой образован сердечник согласно предлагаемому изобретению; на фиг. 2 схематично показана установка для получения полосы целлюлозной ваты, изображенной на фиг. 1. Под крахмалом в тексте настоящей заявки понимаются такие натуральные продукты растительного происхождения, как пшеничный крахмал, кукурузный крахмал, картофельный крахмал, рисовый крахмал, тапиоковый крахмал, сорговый крахмал и т.п., представляющие собой высокомолекулярные полимеры или полисахариды. Кроме того, под крахмалом в тексте настоящей заявки понимаются также продукты, полученные из натурального крахмала в результате физической обработки, например путем нагревания, физико-химической обработки или биологической обработки, например путем ферментации, а также такие производные или модифицированные крахмалы, как катионный крахмал, анионный крахмал, амфотерный крахмал, неионный крахмал или крахмал с перекрестными связями. Полоса целлюлозной ваты содержит несколько слоев из целлюлозной ваты, базовая плотность каждого из которых составляет от приблизительно 15 до приблизительно 80 г/м 2, предпочтительно от приблизительно 20 до приблизительно 40 г/м 2. На фиг. 1 структура полосы целлюлозной ваты, предназначенной для получения сердечника согласно предлагаемому изобретению, представлена схематично. Эта структура получена наложением 12 слоев из целлюлозной ваты Cn, соединенных в стопку с помощью 11 адгезивных слоев C'n. Базовая плотность каждого слоя из целлюлозной ваты Cn составляет 20 г/м 2. Каждый из адгезивных слоев C'n образован либо из смеси вяжущего вещества на основе поливинилового спирта и полиэтиленгликоля марки SWIFT L998/4, распространяемого компанией Forbo, и картофельного крахмала марки AMYLOGUM CLS, распространяемого компанией Avebe, либо только из вышеозначенного картофельного крахмала марки AMYLOGUM CLS. Масса вышеозначенных вяжущего вещества и крахмала в каждом адгезивном слое C'n указана в приводимой ниже табл. 1. После этого внешние поверхности этой полосы дважды покрывались раствором крахмала того же типа, что и использованный в адгезивных слоях C'n. Таким образом, на слои C'1 и C'12 крахмал был нанесен с плотностью соответственно 3,9 г/м 2 и 3,45 2 м. Было установлено, что степень пропитки полосы в конечном итоге составила 0,11 г крахмала на 1 г целлюлозной ваты. Затем для образования сердечника полученная полоса была свернута трубкой вместе с еще одной в точности такой же полосой. Полученный сердечник подвергался серии испытаний с целью оценки его механической прочности и способности к дезинтеграции (т.е. способности расплываться в воде). Подобным испытаниям подвергался также известный используемый в коммерческом продукте сердечник той же толщины и длины, что и сердечник согласно предлагаемому изобретению, и полученный из единой полосы, базовая плотность которой составляла приблизительно 280 г/м 2. Испытание на сжатие. Сопротивление сердечника плоскостному сжатию и предел его прочности на сжатие в направлении,перпендикулярном торцу, измерялись по следующей методике. Подлежащий испытаниям сердечник сначала разрезали вдоль цилиндрического участка, ограниченного двумя оппозитно расположенными поверхностями, перпендикулярно продольной оси цилиндра,при этом вышеозначенный участок в направлении, параллельном оси, имел длину 50 мм. Затем этот цилиндрический участок помещали между двумя металлическими пластинами динамометра, при этом упомянутые пластины были параллельны, и начальное расстояние между ними при измерении предела прочности на сжатие в направлении, перпендикулярном торцу, было несколько больше,чем длина испытуемого цилиндрического участка, а при измерении сопротивления плоскостному сжатию несколько больше его диаметра. При измерении предела прочности на сжатие в направлении, перпендикулярном торцу, испытуемый цилиндрический участок размещали таким образом, что продольная ось цилиндра была ориентирована вдоль направления, перпендикулярного плоскости, образованной одной или другой пластиной динамометра. При измерении сопротивления плоскостному сжатию цилиндрический участок размещали таким образом, что продольная ось цилиндра была ориентирована вдоль направления, параллельного плоскости, образованной одной или другой пластиной динамометра. Затем испытуемый цилиндрический участок сжимали между двумя пластинами, при этом скорость сжатия составляла 10 мм/мин. В то же самое время сопротивление, оказываемое сердечником, измеряли до его максимального значения Rmax, т.е. как раз до того момента, когда сердечник необратимо разрушался. Всякий раз выполнялось пять измерений и вычислялось среднее значение. Результаты испытаний сведены в помещаемую ниже табл. 2. Таблица 2 Таким образом, было установлено, что сопротивление плоскостному сжатию у сердечника согласно предлагаемому изобретению было приблизительно равно сопротивлению плоскостному сжатию у подобного картонного сердечника. Принимая во внимание, что напряжения, испытываемые сердечником рулона бумаги при изготовлении и в процессе доставки к месту использования, это преимущественно напряжения плоскостного сжатия, можно считать, что сердечник согласно предлагаемому изобретению полностью удовлетворяет требованиям. Испытание на дезинтеграцию. Способность сердечника к дезинтеграции (т.е. способность расплываться в воде) измеряли в соответствии со стандартом NF Q34-020 при помешивании и без помешивания. Результаты испытаний сведены в помещаемую ниже табл. 3. Таким образом, было установлено, что, как при помешивании, так и без помешивания дезинтеграция сердечника согласно предлагаемому изобретению протекает по меньшей мере в десять раз быстрее,чем дезинтеграция подобного картонного сердечника, полученного из одной ленты, имеющей базовую плотность 280 г/м 2. Было установлено также, что дезинтеграция сердечника согласно предлагаемому изобретению в воде начинается по меньшей мере в 20 раз быстрее, чем дезинтеграция подобного картонного сердечника,полученного путем сворачивания в трубку одной полосы из картона, имеющего базовую плотность 280 г/м 2. Следует заметить, что под "подобным сердечником" в тексте настоящей заявки следует понимать сердечник, имеющий приблизительно такие же диаметр и длину, что и сердечник согласно предлагаемому изобретению. Таблица 3 Испытание на эвакуацию. Сердечник помещали в систему бытовой канализации, состоящей из унитаза, соединенного с трубопроводной сетью, общая длина которой составляла 18 м. С помощью обычного смывного устройства в унитаз спускали определенное количество воды, так чтобы сердечник вынесло из унитаза и он прошел по всей длине упомянутой трубопроводной сети с общей длиной 18 м. Количество воды, необходимое для этой эвакуации, измерялось как для сердечника согласно предлагаемому изобретению, так и для подобного картонного сердечника, полученного из одной полосы,имеющей базовую плотность, равную 280 г/м 2. Для сердечника согласно предлагаемому изобретению для эвакуации из унитаза и прохождения по всей длине трубопроводной сети с общей длиной 18 м потребовалось приблизительно 6 л воды. От подобного картонного сердечника не удалось добиться прохождения по всей длине трубопроводной сети с общей длиной 18 м даже после спуска более чем 50 л воды. На фиг. 2 схематично показана установка для получения полосы целлюлозной ваты, из которой получают сердечник согласно предлагаемому изобретению. С первого питающего ролика 10 А в направлении адгезионного узла подается первая полоса 10 целлюлозной ваты, составляющая только один слой. Упомянутый адгезионный узел содержит рельефированный ролик 1, смачиваемый в адгезивном растворе 2, полученном на основе вяжущего вещества и крахмала и находящемся в резервуаре 3, при этом упомянутый рельефированный ролик 1 последовательно переносит упомянутый адгезивный раствор 2 на ролик-аппликатор 4. При прохождении первой полосы 10 упомянутый ролик-аппликатор 4 приводится в контакт с одной из внешних поверхностей этой первой полосы 10, так что обеспечивается нанесение на эту внешнюю поверхность адгезивного слоя. Сразу после нанесения адгезивного слоя первая полоса 10 подвергается сжатию со второй полосой 20 однослойной бумаги из целлюлозной ваты, подаваемой со второго питающего ролика 20 А, так что адгезивный слой оказывается зажатым между этими двумя полосами 10, 20. Сжимающий узел содержит гладкий стальной ролик 5 и эластомерный ролик 6, имеющий твердость по Шору А приблизительно 95,при этом ролики 5, 6 образуют зону контакта 7, через которую пропускается комбинация первой и второй полос 10, 20. Результатом вышеописанных операций является получение на выходе из сжимающего узла третьей полосы 30, состоящей из двух внешних слоев бумаги из целлюлозной ваты и одного внутреннего адгезивного слоя. Затем упомянутую третью полосу 30 подвергают сушке при температуре 140 С, пропуская ее через узел каландрирования 8, образованный двумя нагревательными роликами, а затем она подвергается наматыванию на третий ролик 30 А. В зависимости от количества слоев, которые должна будет, в конечном счете, иметь полоса бумаги из целлюлозной ваты, может понадобиться использовать упомянутый третий ролик 30 А вместо первого питающего ролика 10 А и/или второго питающего ролика 20 А и повторить операции, описанные выше. Таким образом, вышеописанные операции можно повторять столько раз, сколько это необходимо для получения полосы бумаги из целлюлозной ваты, имеющей желаемое количество слоев. Затем с помощью дополнительного покрывающего узла (не показан) на каждую внешнюю поверхность полученной полосы наносят один или больше слоев на основе крахмала, что придает полосе повышенную жесткость. Такая накрахмаленная полоса образует базовый материал для получения сердечника. Сердечник этого типа обычно получают спиральным наматыванием одной или более полос на вал. Затем полученную полую трубку нарезают на участки равной длины, каждый из которых представляет собой сердечник согласно предлагаемому изобретению. Вместо способа, описанного выше, может быть также осуществлено одновременное наматывание нескольких полос бумаги из целлюлозной ваты с помощью наматывающего устройства, содержащего столько питающих стоек, сколько полос должно быть намотано, при этом количество полос соответствует желаемому количеству слоев целлюлозной ваты, содержащихся в сердечнике. В зависимости от механической прочности, в частности прочности на сжатие, которую желательно получить для данного сердечника, а также от его способности к более или менее легкой и скорой дезинтеграции можно варьировать количество слоев бумаги из целлюлозной ваты, из которых образована каждая полоса, а также общее количество крахмала, которым каждая полоса пропитывается. В частности, оказывается, что идеальное решение состоит в использовании от 2 до 24 слоев бумаги из целлюлозной ваты, предпочтительно от 4 до 16 слоев. Кроме того, степень пропитки полосы крахмалом может достигать 0,1 г крахмала на 1 г целлюлозной ваты, предпочтительная степень пропитки полосы крахмалом составляет от 0,25 до 0,45 г крахмала на 1 г целлюлозной ваты. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Сердечник, предназначенный для использования в качестве опорного элемента для рулона бумаги, характеризующийся тем, что он образован путем сворачивания в трубку по меньшей мере одной полосы из целлюлозной ваты, при этом упомянутая полоса пропитана, по меньшей мере частично, крахмалом. 2. Сердечник по п.1, характеризующийся тем, что степень пропитки полосы целлюлозной ваты крахмалом составляет от 0,05 до 0,50 г на 1 г целлюлозной ваты. 3. Сердечник по п.2, характеризующийся тем, что степень пропитки полосы целлюлозной ваты крахмалом составляет от 0,25 до 0,45 г на 1 г целлюлозной ваты. 4. Сердечник по любому из пп.1-3, характеризующийся тем, что полоса содержит несколько слоев из целлюлозной ваты (С 1-С 12), разделенных адгезивными слоями (С'1-С'11). 5. Сердечник по п.4, характеризующийся тем, что по меньшей мере один из адгезивных слоев (С'1 С'11) содержит смесь вяжущего вещества и крахмала. 6. Сердечник по любому из пп.1-5, характеризующийся тем, что полоса содержит от 2 до 24 слоев из целлюлозной ваты. 7. Сердечник по п.6, характеризующийся тем, что полоса содержит от 4 до 16 слоев из целлюлозной ваты. 8. Способ изготовления сердечника на основе целлюлозной ваты, включающий следующие стадии:(а) обеспечение наличия первой полосы (10) целлюлозной ваты, содержащей один или более слоев,(б) обеспечение наличия второй полосы (20) целлюлозной ваты, содержащей один или более слоев,(в) наложение адгезивного слоя по меньшей мере на одну внешнюю поверхность первой полосы(10) для повышения жесткости комплекса, полученного соединением первой полосы (10) и второй полосы (20), после его высушивания,-5 018546(г) одновременное соединение и сжатие первой полосы (10) и второй полосы (20) таким образом,что верхняя поверхность первой полосы (10), покрытая адгезивным слоем, вступает в контакт с одной внешней поверхностью второй полосы (20) с образованием, в конечном счете, некоторой объединенной третьей полосы (30),(д) высушивание полученной третьей полосы (30),(е) использование третьей полосы (30) вместо первой полосы (10) и/или второй полосы (20) на стадиях (а)-(г),(ж) повторение стадий (а)-(д) до получения третьей полосы (30), имеющей желаемое количество слоев,(з) покрывание внешней поверхности третьей полосы (30) по меньшей мере одним слоем на основе крахмала,(и) свертывание третьей полосы (30) самой по себе или вместе с еще одной аналогичной четвертой полосой в полую трубку и(к) отрезание от полученной трубки отрезка, образующего сердечник.