專利名稱：由粗纖維素纖維生產(chǎn)柔軟紙制品的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)交叉參政本申請(qǐng)為美國(guó)專利申請(qǐng)No.08/889001(1997.7.7)的部分繼續(xù)申請(qǐng)，后者又為美國(guó)專利申請(qǐng)No.08/753462(1996.11.25)的繼續(xù)申請(qǐng)，后者又為美國(guó)專利申請(qǐng)No.08/547745(1995.10.26)的部分繼續(xù)申請(qǐng)，后者又為美國(guó)專利申請(qǐng)No.08/268232(1994.6.29)的部分繼續(xù)申請(qǐng)。
背景技術(shù)：
在通常的造紙方法中，纖維的粗造度和最終紙制品的柔軟度或手感存在著一定的關(guān)系。
昂貴且高質(zhì)量的纖維如漂白的北方針葉木硫酸鹽漿纖維細(xì)小、柔軟并用來(lái)生產(chǎn)柔軟、所希望的薄頁(yè)紙制品。相反，針葉木機(jī)械漿將產(chǎn)生高得率、粗糙、挺硬的纖維，這些纖維通常用來(lái)制造新聞紙。
住宅纖維通常包括回用的新聞紙。新聞紙主要包含粗糙、高得率的纖維，這些纖維通常是磨石磨木漿(SGW)，熱磨機(jī)械漿(TMP)，和/或化學(xué)熱磨機(jī)械漿(CTMP)纖維。通常，對(duì)所述粗糙新聞紙纖維進(jìn)行精制，以便使纖維開(kāi)裂和細(xì)纖維化，這將有助于賦予最終新聞紙以強(qiáng)度。所述精制將使粗糙纖維的游離度從“高”游離度纖維變成“低”游離度纖維。如果將所述精制的、高得率、粗糙、機(jī)械制漿的纖維用于制備薄頁(yè)紙過(guò)程中，那么，所得到的紙頁(yè)并不柔軟，因而，所得到的薄頁(yè)紙產(chǎn)品離人們的希望還差之甚遠(yuǎn)。
使用回用新聞紙或其它回用纖維的另一個(gè)缺點(diǎn)通常是在回用纖維之后，由于纖維的干燥將使吸水性受到損失。因此，這些回用纖維不適宜用來(lái)制備薄頁(yè)紙產(chǎn)品。
近來(lái)，對(duì)薄頁(yè)紙柔軟度和纖維粗度之間關(guān)系的全面討論包括在加拿大專利號(hào)2,076,615中。然而，主要由高得率纖維如CTMP、TMP或SGW漿生產(chǎn)柔軟薄頁(yè)紙或毛巾類衛(wèi)生紙產(chǎn)品的各種嘗試均還沒(méi)有成功。同樣地，由回用舊新聞紙生產(chǎn)柔軟薄頁(yè)紙和毛巾紙產(chǎn)品也不十分成功，部分是由于新聞紙或舊報(bào)紙中大量的纖維是低游離度、粗糙、高得率的纖維的緣故。
由回用報(bào)紙生產(chǎn)柔軟薄頁(yè)紙和毛巾紙制品的其它復(fù)雜因素是由于低游離度纖維很差的脫水性所造成的紙機(jī)操作的問(wèn)題，以及在紙機(jī)水體系(白水)中積累的細(xì)小纖維和其它物質(zhì)的問(wèn)題。這些材料將使得薄頁(yè)紙難于在揚(yáng)克式烘缸上起皺，因此，必須在不利于最大柔軟度的條件下對(duì)紙機(jī)進(jìn)行操作。
為得到可與一開(kāi)始就用來(lái)制備新聞紙的這類纖維相比的纖維的常規(guī)的回用新聞紙/報(bào)紙的方法在現(xiàn)有技術(shù)中稱之為“脫墨”，并且通常包括制漿、洗滌、篩選、離心除渣、溶解不溶性雜質(zhì)(通常通過(guò)強(qiáng)堿處理)，洗滌和用來(lái)抵消堿處理的返黃作用的纖維的漂白。
在舊報(bào)紙的常規(guī)回用方法中，第一步驟是在水中將紙張分離成單獨(dú)的纖維，以形成漿液。添加苛性堿，促進(jìn)纖維中雜質(zhì)的溶解和分離。然后是通過(guò)各種處理步驟如篩選、離心除渣、洗滌、浮選等的結(jié)合，從纖維中除去油墨和雜質(zhì)。篩選和離心除渣步驟將除去大的雜質(zhì)如紙夾子、釘子、塑料等。洗滌和浮選的主要目的是將雜質(zhì)如灰塵和油墨懸浮于水中，并從纖維中除去這些雜質(zhì)。
當(dāng)用苛性堿來(lái)幫助除去雜質(zhì)時(shí)，不幸的是，由于堿處理纖維將產(chǎn)生某些返黃。在堿處理和洗滌步驟之后或期間，通常要對(duì)纖維進(jìn)行漂白，以抵消堿的返黃作用，或者生產(chǎn)出比原始廢紙中纖維的亮度更好的纖維。通常將除渣、去雜質(zhì)、和漂白的纖維與原纖維混合，然后用于纖維性能適合的造紙方法中。由于原料纖維是新聞紙類的纖維(即粗糙、低游離度和低亮度纖維)，因此，這樣的回用纖維絕大多數(shù)?；赜糜谥圃炜瞻仔侣劶?。除非與大量更高質(zhì)量的纖維如漂白北方針葉木硫酸鹽漿混合，否則它們的高粗度和低游離度將使得它們不適宜用來(lái)制備柔軟薄頁(yè)紙制品。不幸的是，這些更高質(zhì)量的纖維往往是更為昂貴的，因此，這將使最終產(chǎn)品的成本增加。
為得到回用的新聞紙纖維，而使用報(bào)紙的常規(guī)制漿方法通常是在如下條件于高研磨碎漿機(jī)中進(jìn)行的濃度4-18％,90°F-160°F，制漿時(shí)間為20-60分鐘，具體值將取決于所處理廢紙的確切的種類?？列詨A或其它堿性物質(zhì)如硅酸鈉常用來(lái)升高漿液的pH值至9-10，從而有助于分離纖維(纖維分離)，以及還將釋放油墨，并且從纖維中分離出灰塵。在堿性pH下，油墨中的植物油將被皂化，同時(shí)通過(guò)堿性pH和皂的結(jié)合將使礦物油發(fā)生乳化，所有這些均將增加洗滌期間油的除去率。通常添加表面活性脫墨助劑(用于更高pH范圍)以便進(jìn)一步從纖維中分離出油墨。
在得到充分清潔的高質(zhì)纖維的舊新聞紙回用過(guò)程中的堿處理步驟將使纖維溶脹，并且常常將溶解許多成份。除了皂化植物基印刷油以外，苛性堿還將皂化通常存在于舊報(bào)紙中的天然有機(jī)酸，從而產(chǎn)生可皂化材料相應(yīng)的皂。如此形成的皂化植物油和有機(jī)酸將有助于從纖維中除去其它雜質(zhì)，如非皂化的印刷油(礦物油)。然后，通過(guò)堿處理之后的洗滌和/或浮選，從纖維中除去這些物質(zhì)。
舊報(bào)紙的主要回用商即Garden State Paper在最近的期刊文章中描述了其新聞紙的回用和脫墨方法，所述方法包括除渣和篩選，以及通過(guò)添加化學(xué)劑而促進(jìn)的3個(gè)洗滌步驟，以便乳化印刷油和樹(shù)脂，該文章題為“The Big‘D’回收纖維中油墨的去除”登于JournalPaper Age,1991 Recycling Annual,P.23,50；另一文章題為“新聞紙回收前景”，登于同一雜志P.9.12和13上。該方法的另一個(gè)目的在于盡可能完全地除去包括油在內(nèi)的印刷油墨組分。由于由回用新聞紙纖維制成空白新聞紙，在不除去油墨組分的情況下將沒(méi)有足夠的亮度或強(qiáng)度，因此，上述的除雜過(guò)程將是特別重要的。
長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直認(rèn)為，由高得率、粗糙纖維制得的柔軟紙制品將不能滿足需要。另外，還需要處理高得率、粗糙纖維的經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的方法，以便它們適宜制備柔軟紙制品。此外，還需要提供一種處理報(bào)紙/新聞紙纖維的方法，以便使它們適宜于制備柔軟紙制品以及包含所述處理過(guò)的纖維的柔軟紙制品。此外，還需要由回用粗糙纖維制備高吸收性的制品。定義在本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“無(wú)紡織物”指的是具有相互交織形成基體的單獨(dú)纖維或長(zhǎng)絲的結(jié)構(gòu)、但不呈可識(shí)別的重復(fù)形式的織物。在過(guò)去，通過(guò)本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員熟知的各種方法，例如熔噴法，紡粘法，濕抄法以及各種粘合型粗梳纖維網(wǎng)的方法已形成無(wú)紡織物。
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“紡粘織物”指的是，通過(guò)從紡絲板中許多通常為圓形的毛細(xì)管中將熔融熱塑性材料擠出成長(zhǎng)絲而形成的小直徑纖維和/或長(zhǎng)絲的織物，其中，例如通過(guò)非噴射或噴射流體拉伸或其它熟知的紡粘機(jī)械，使擠出長(zhǎng)絲的直徑迅速降低。紡粘無(wú)紡纖維網(wǎng)的生產(chǎn)描述于如Appel等人的美國(guó)專利US4,340,563中。
在本發(fā)明中所述的術(shù)語(yǔ)“熔噴纖維”指的是，通過(guò)將作為熔融紗或長(zhǎng)絲的熔融熱塑性材料擠出通過(guò)許多細(xì)小、通常為圓形的模壓毛細(xì)管而進(jìn)入高速氣體(例如空氣)流中而形成的纖維，所述氣流將拉細(xì)熔融熱塑性材料的長(zhǎng)絲以便降低其直徑，其直徑可以降低至微纖維的直徑。然后，通過(guò)高速氣流攜帶熔噴纖維，并沉積至收集表面上，以便形成無(wú)規(guī)分布熔噴纖維的織物。熔噴法是熟知的，且描述于各種專利和出版物上，包括NRL Report 4364，“超細(xì)有機(jī)纖維的制備”(V.A.Wendt,E.L.Boone,and C.D.Fluharty)；NRL Report5265，“形成超細(xì)熱塑性纖維的改進(jìn)裝置”(K.D.Lawrence,R.T.Lukas,andJ.A.Young)；和US3,849,241(1974.11.19授權(quán)于Buntin等人)。
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“微纖維”意指平均直徑不大于約100微米的小直徑纖維，例如，直徑從約0.5微米至約50微米，更具體地說(shuō)，微纖維的平均直徑還可以從約1微米至約20微米。平均直徑約3微米或更小的微纖維通常稱之為超細(xì)微纖維。在例如US5,213,881、標(biāo)題為“具有改善阻擋性能的無(wú)紡纖維網(wǎng)”中披露了制備超細(xì)微纖維舉例性方法的說(shuō)明。
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“纖維狀纖維素材料”指的是無(wú)紡織物，包括具有相互交織的單獨(dú)纖維結(jié)構(gòu)的纖維素纖維(例如紙漿)，但不呈可識(shí)別的重復(fù)形式。過(guò)去是通過(guò)許多本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的無(wú)紡織物制備方法來(lái)制成所述的織物，所述方法例如有干法、濕抄法和/或造紙方法。舉例性的纖維狀纖維素材料包括紙張、薄頁(yè)紙等。可使用各種方法例如，壓光、起皺、液壓針刺法、液壓纏結(jié)等對(duì)所述的材料進(jìn)行處理，以賦予所希望的性能。一般來(lái)說(shuō)，纖維狀纖維素材料可以由合成源或木質(zhì)或非木質(zhì)植物源的纖維素纖維而制得。木質(zhì)植物包括例如，針葉樹(shù)和闊葉樹(shù)。非木質(zhì)植物包括例如，棉、亞麻、西班牙草、馬利筋屬、谷草類、黃麻屬、大麻、以及甘蔗渣。另外，還可通過(guò)各種處理如熱處理、化學(xué)處理和/或機(jī)械處理使所述纖維素纖維改性?？梢灶A(yù)期的是，重新構(gòu)成的和/或合成的纖維素纖維可以使用和/或與其它纖維狀纖維素材料的纖維素纖維混合。纖維狀纖維素材料還可以包括包含纖維素纖維和一種或多種非纖維素纖維和/或長(zhǎng)絲的材料。纖維狀纖維素復(fù)合材料的說(shuō)明披露于例如US5,284,703中。
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“紙漿”指的是由如木質(zhì)和非木質(zhì)植物源得到的纖維素纖維材料。木質(zhì)植物包括針葉樹(shù)和闊葉樹(shù)。非木質(zhì)植物包括例如，棉、亞麻、西班牙草、馬利筋屬、谷草類、黃麻屬、大麻、以及甘蔗渣。另外，還可通過(guò)各種處理如熱處理、化學(xué)處理和/或機(jī)械處理使所述纖維素纖維改性。
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“縱向”指的是平行于材料在加工期間向前運(yùn)行的方向。
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“橫向”指的是垂直于縱向的方向。
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“杯壓碎”指的是根據(jù)恒速延伸(下文稱之為“CRE”)測(cè)試儀，通過(guò)使用峰值載荷和能量單位，用于測(cè)定材料可測(cè)出的柔軟度，特別是挺度的一種測(cè)試方法。
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“載荷”指的是施加至基體上以重量單位計(jì)的力。該重量單位可以以克-力計(jì)，它是在地球重力下質(zhì)量的力，與英制單位的英磅-力類似。在下文，術(shù)語(yǔ)克力可以縮寫(xiě)為“gf”。
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“能量”指的是力乘以完成作功所需的距離，并且可以克-力×微米的單位表示，在下文可以縮寫(xiě)為“gfmm”。
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“縱向抗張強(qiáng)度”(下文可以稱之為“MDT”)指的是在縱向使一英寸或三英寸寬的試樣破裂所需的裂斷力，并且可以克-力表示。
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“橫向抗張強(qiáng)度”(下文可以稱之為“CDT”)指的是在橫向使一英寸或三英寸寬的試樣破裂所需的裂斷力，并且可以克-力表示。
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“定量”(下文可稱之為“BW”)等于單位面積試樣的質(zhì)量，并且可以克/米2表示。
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“標(biāo)準(zhǔn)化抗張強(qiáng)度”(下文可稱之為“NTS”)是通常為織物或無(wú)紡織物這樣的材料強(qiáng)度的量度，并且可以克-力乘以平方米除以克表示，其可以縮寫(xiě)為gfm2/g。通常，NTS越大，試樣將越強(qiáng)韌。NTS可通過(guò)下式計(jì)算NTS=(MDT×CDT)0.5/BW
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“Kawabata彎曲”指的是用來(lái)評(píng)估通過(guò)觸摸材料而感覺(jué)到的阻力值的一種試驗(yàn)。該試驗(yàn)的結(jié)果可以表示為彎曲剛性和彎曲滯后變形。
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“彎曲剛性”指的是材料受彎曲時(shí)的阻力。該值越大，材料抗彎曲就越大。剛性值可以克-力乘以平方厘米除以厘米表示，在下文以“gfcm2/cm”表示。
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“彎曲滯后變形”指的是在彎曲后材料不能復(fù)原。滯后變形值越大，材料越不能復(fù)原。滯后變形值可以克-力乘以厘米除以厘米表示。在下文可以縮寫(xiě)成“gfcm/cm”。
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“毛細(xì)管現(xiàn)象”指的是用來(lái)測(cè)量材料通過(guò)毛細(xì)管吸收液體速率的試驗(yàn)。該試驗(yàn)的結(jié)果可以表達(dá)為XY毛細(xì)管現(xiàn)象、Z毛細(xì)管現(xiàn)象和總毛細(xì)管現(xiàn)象。
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“XY毛細(xì)管現(xiàn)象”指的是，液體離開(kāi)液源能多快地再分布至紙頁(yè)其余地方，并可以表達(dá)為每秒每克材料的液體克數(shù)，在下文可以縮寫(xiě)為“g/g/s”。
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“Z毛細(xì)管現(xiàn)象”指的是液體能多快地進(jìn)入材料并從材料底部垂直地吸收至頂部。Z毛細(xì)管現(xiàn)象可以表達(dá)為每秒每克材料的液體克數(shù)，在下文可以縮寫(xiě)為“g/g/s”。
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“總毛細(xì)管現(xiàn)象”指的是在給定的時(shí)間周期內(nèi)總的液體吸收量，并可以表達(dá)為每克材料的液體克數(shù)，在下文可以縮寫(xiě)為“g/g”。
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“漂白”指的是對(duì)纖維進(jìn)行漂白，致使纖維增白和增亮的一種方法。
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“粗度”是單位長(zhǎng)度纖維的重量，可表達(dá)為每100米的毫克數(shù)，通常認(rèn)為，纖維的粗度值大于約12毫克/100米時(shí)為粗纖維。
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“起皺的”指的是材料如紙張的起皺表面。產(chǎn)生起皺表面的舉例性方法包括將紙頁(yè)置于揚(yáng)克式烘缸的表面上進(jìn)行干燥，然后利用刮刀取走紙頁(yè)。
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“未起皺的”指的是材料沒(méi)有起皺的表面。
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“令”指的是面積單位，并定義為2880平方英尺材料。
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“辦公室紙張”指的是在通常的商業(yè)環(huán)境被拋棄的印刷紙或纖維。通常，這些紙張包括至少80％的高級(jí)白色或漂白紙，這些紙可回用以制備高質(zhì)量紙制品，如薄頁(yè)紙。然而，還含有某些低級(jí)紙，如木片板(chip board)和深色紙，以及一些雜質(zhì)，如熱熔粘合劑和短纖維，但含量不大于混合物總量的20％。
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“混合住宅紙張和纖維”指的是從居民處回收得到的纖維，如舊報(bào)紙，磨木漿，和雜志。通常這些纖維包括至多75％的舊報(bào)紙和磨木漿，和至多10％的瓦楞紙。通常這些紙可以回用，以便生產(chǎn)低質(zhì)量的紙制品，如用于市售谷類箱的紙板。
發(fā)明概要通過(guò)提供將粗的、高得率漿改性成適合于制備柔軟薄頁(yè)紙制品的方法，本發(fā)明滿足了上述的需求。粗的、低游離度、高得率漿也可以在新聞紙(即報(bào)紙)中找到，并且根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)將通常在新聞紙油墨中發(fā)現(xiàn)的某些種類的油保留在纖維上或添加至纖維中，同時(shí)使纖維在水和表面活性劑中進(jìn)行溶脹，可進(jìn)行改性以便生產(chǎn)出柔軟薄頁(yè)紙制品。
通過(guò)添加油或使有意用油處理過(guò)的原纖維經(jīng)受適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣┨幚恚苁蛊谆蛭雌椎?、新的、粗的、高得率纖維(例如石磨磨木漿，熱磨機(jī)械漿和化學(xué)熱磨機(jī)械漿)適合用于制備柔軟薄頁(yè)紙制品。根據(jù)本發(fā)明，生產(chǎn)出了主要包含表面活性劑處理過(guò)的、粗的、有含油材料的高得率纖維的新穎纖維和衛(wèi)生紙制品。
由住宅纖維制備衛(wèi)生紙制品的方法包括如下步驟(a)在水中通過(guò)攪拌對(duì)住宅纖維進(jìn)行制漿，以生產(chǎn)出漿液，在住宅纖維中的纖維其油含量從約0.010％(重量)至約2.0％(重量)，漿液的濃度在約3％和約18％之間，pH值低于約8.0；(b)將表面活性劑添加至漿液中并在約100°F以上的溫度將該漿液保持至少15分鐘，以便留著舊報(bào)紙中絕大多數(shù)的油；(c)使?jié){液的濃度增加至約3.5％和約18％之間(例如使用洗滌或脫水步驟)；(d)在造紙過(guò)程中將處理過(guò)的紙漿用作纖維源，生產(chǎn)衛(wèi)生紙制品。除上述這些步驟以外，本發(fā)明的的方法還包括先前的脫墨和精制步驟。
表面活性劑可選自非離子表面活性劑，陽(yáng)離子表面活性劑，陰離子表面活性劑和/或它們的組合。表面活性劑的用量?jī)?yōu)選從0.010％至約1.00％(重量)(以干纖維的重量計(jì))。本發(fā)明的一種情況是，在完成制漿步驟之前，可以將表面活性劑添加至漿液中。
一般來(lái)說(shuō)，將漿液的pH保持在約8以下。例如，將漿液的pH保持在約4和7之間。
根據(jù)本發(fā)明，該pH和添加至由報(bào)紙形成的漿液中的化學(xué)劑不足以使油狀組分皂化。在報(bào)紙中的纖維其油含量應(yīng)從約0.010％至約2.0％(重量)，漿液的濃度在約3％和約18％之間，例如從約3％至約10％。
由新的粗纖維素纖維制備衛(wèi)生紙制品的方法包括如下步驟(a)在水中通過(guò)攪拌對(duì)粗纖維素纖維進(jìn)行制漿，以生產(chǎn)出漿液，漿液的濃度在約3％和約18％之間，pH值低于約8.0；(b)將表面活性劑添加至漿液中，并在約100°F以上的溫度將該漿液保持至少15分鐘；(c)使?jié){液脫水至約15％和約35％之間的濃度；(d)將脫水漿液弄碎以生產(chǎn)破碎的纖維；(e)使破碎的纖維通過(guò)纖維分散器，并使印刷油墨油與纖維混合，同時(shí)使纖維保持在約100°F，以生產(chǎn)出包含油狀產(chǎn)物的處理過(guò)的紙漿；(f)在造紙過(guò)程中將處理過(guò)的紙漿用作纖維源，生產(chǎn)衛(wèi)生紙制品。
表面活性劑可選自非離子表面活性劑，陽(yáng)離子表面活性劑和/或它們的組合。表面活性劑的用量?jī)?yōu)選從0.010％至約1.00％(重量)(以干纖維的重量計(jì))。本發(fā)明的一種情況是，在成形步驟之前，可以添加表面活性劑。
在將處理過(guò)的紙漿用作纖維源生產(chǎn)衛(wèi)生紙制品的步驟之前，本發(fā)明的方法還可以包括精制步驟。
一般來(lái)說(shuō)，將漿液的pH保持在約8以下。例如，將漿液的pH保持在約4和7之間。
希望所述粗纖維素纖維的粗度大于約12毫克/100米。
根據(jù)本發(fā)明，印刷油墨油可以與溫度保持在約100°F以上的纖維混合。所希望的是，印刷油墨油可以與保持在約180°F的纖維混合。
上述本發(fā)明的方法還可包括如下步驟將造紙濃度的處理過(guò)的紙漿引入造紙機(jī)的網(wǎng)前箱(或紙機(jī)漿池)中；將表面活性劑體系添加至處理過(guò)的紙漿中；并在造紙過(guò)程中使用處理過(guò)的紙漿來(lái)生產(chǎn)衛(wèi)生紙制品。
所述表面活性劑體系可由非離子和陽(yáng)離子表面活性劑的混合物組成?？梢詫⒃摫砻婊钚詣w系添加至處理過(guò)的紙漿中，其用量以干纖維重量計(jì)從約0.010％至約1.5％(重量)。例如將以干纖維重量計(jì)約0.05％至約1.00％的表面活性劑體系添加至處理過(guò)的紙漿中?？梢栽诩s1.0％至約0.05％的造紙濃度下，將處理過(guò)的紙漿引入造紙機(jī)中。
本發(fā)明包括上述的方法，其中使用處理過(guò)的紙漿制得的衛(wèi)生紙制品是定量為5和35磅/令之間的薄頁(yè)紙。另外所述衛(wèi)生紙制品還可以是定量為7和35磅/令的餐巾紙。此外，所述衛(wèi)生紙制品還可以是定量為10和40磅/令的毛巾紙。
本發(fā)明新穎的衛(wèi)生紙制品希望由如下的纖維素纖維制得，所述纖維包括Kajaani粗度大于12毫克/100米的粗纖維；并且定量在5磅/令和40磅/令之間，歸一化的抗張強(qiáng)度(米制)在5.0和200.0之間，并且包含約0.010％至約2.0％的選自植物油，礦物油，羊毛脂油及其衍生物的油。
另外，本發(fā)明還包括對(duì)纖維素纖維進(jìn)行改性的方法，以便改善它們制備薄頁(yè)紙和毛巾紙的性能。對(duì)纖維素纖維進(jìn)行改性的方法包括如下步驟(a)將0.010％至2.0％的礦物油，植物油，羊毛脂油或其衍生物添加至濃度在15-35％或更大的粗纖維素纖維中，將該纖維弄碎，并使破碎的纖維通過(guò)纖維分散器，同時(shí)將纖維的溫度保持在約100°F或更高，并使印刷級(jí)油與纖維混合；和(b)將約0.010-約1.00％(重量)的表面活性劑添加至濃度為3％至18％的配料中，并在約100°F至140°F的溫度下保持至少15分鐘。
本發(fā)明包括用于制備在此所述的衛(wèi)生紙制品的改善的纖維素纖維，所述纖維是經(jīng)表面活性劑和油改性的纖維素纖維，其Kajaani粗度大于12毫克/100米并且包含約0.010％至約2.0％的選自植物油，礦物油，羊毛脂油及其衍生物的油。
此外，本發(fā)明還包括濕抄的、表面活性劑處理過(guò)的無(wú)紡纖維結(jié)構(gòu)的衛(wèi)生紙制品，所述衛(wèi)生紙制品包括至少部分含有油、具有低于沒(méi)有表面活性劑處理的相同纖維結(jié)構(gòu)的杯壓癟載荷的粗漿纖維。
此外，所述纖維結(jié)構(gòu)是不起皺的并且杯壓碎載荷柔軟度指數(shù)大于約7.0。更進(jìn)一步地說(shuō)，該纖維結(jié)構(gòu)的杯壓碎載荷柔軟度指數(shù)大于約8.0。另外，該纖維結(jié)構(gòu)的杯壓碎能量柔軟度指數(shù)大于約0.39。更進(jìn)一步地說(shuō)，該纖維結(jié)構(gòu)的杯壓碎能量柔軟度指數(shù)大于約0.45。另外，該纖維結(jié)構(gòu)的縱向彎曲剛性指數(shù)低于約0.170。此外，該纖維結(jié)構(gòu)的橫向彎曲剛性指數(shù)低于約0.129。
另一可供選擇的方案是，所述纖維結(jié)構(gòu)是起皺的并且杯壓碎載荷柔軟度指數(shù)大于約8.954。此外，該纖維結(jié)構(gòu)的杯壓碎能量柔軟度指數(shù)大于約0.499。另外，該纖維結(jié)構(gòu)的縱向彎曲剛性指數(shù)低于約0.04。此外，該纖維結(jié)構(gòu)的橫向彎曲剛性指數(shù)低于約0.055。
另外，粗漿纖維為回用纖維。此外，粗漿纖維包括來(lái)自住宅用紙的纖維。并且，表面活性劑選自非離子表面活性劑、或陽(yáng)離子表面活性劑，或非離子表面活性劑和陽(yáng)離子表面活性劑的混合物。
此外，本發(fā)明還包括濕抄的、表面活性劑處理過(guò)的無(wú)紡纖維結(jié)構(gòu)的衛(wèi)生紙制品，所述衛(wèi)生紙制品包括至少部分含有油、其毛細(xì)管吸收性大于未徑表面活性劑處理的相同纖維結(jié)構(gòu)的粗漿纖維。
此外，所述纖維結(jié)構(gòu)的NTS約為50gfm2/g，并且XY吸水速率至少約0.92g/g/s。此外，纖維結(jié)構(gòu)的Z吸水速率至少約3.80g/g/s。此外，纖維結(jié)構(gòu)的總吸水速率至少約8.90g/g。
另一可供選擇的方案是，所述纖維結(jié)構(gòu)的NTS約為135gfm2/g，并且XY吸水速率至少約0.68g/g/s。此外，纖維結(jié)構(gòu)的Z吸水速率至少約3.19g/g/s。此外，纖維結(jié)構(gòu)的總吸水速率至少約6.66g/g。
另外，粗漿纖維為回用纖維。此外，粗漿纖維包括來(lái)自住宅用紙的纖維。并且，表面活性劑選自非離子表面活性劑、或陽(yáng)離子表面活性劑，或非離子表面活性劑和陽(yáng)離子表面活性劑的混合物。
附圖概述

圖1為杯壓碎載荷對(duì)未起皺的表面活性劑處理的纖維和未處理的纖維的圖解說(shuō)明。
圖2為杯壓碎能量對(duì)未起皺的表面活性劑處理的纖維和未處理的纖維的圖解說(shuō)明。
圖3為杯壓碎載荷對(duì)起皺的表面活性劑處理的纖維和未處理的纖維的圖解說(shuō)明。
圖4為杯壓碎能量對(duì)起皺的表面活性劑處理的纖維和未處理的纖維的圖解說(shuō)明。
圖5為縱向彎曲剛性對(duì)未起皺的表面活性劑處理的纖維和未處理的纖維的圖解說(shuō)明。
圖6為縱向彎曲滯后變形對(duì)未起皺的表面活性劑處理的纖維和未處理的纖維的圖解說(shuō)明。
圖7為橫向彎曲剛性對(duì)未起皺的表面活性劑處理的纖維和未處理的纖維的圖解說(shuō)明。
圖8為橫向彎曲滯后變形對(duì)未起皺的表面活性劑處理的纖維和未處理的纖維的圖解說(shuō)明。
圖9為XY方向吸水速率對(duì)未起皺的低定量表面活性劑處理的纖維和未處理的纖維的圖解說(shuō)明。
圖10為Z方向吸水速率對(duì)未起皺的低定量表面活性劑處理的纖維和未處理的纖維的圖解說(shuō)明。
圖11為總吸水速率對(duì)未起皺的低定量表面活性劑處理的纖維和未處理的纖維的圖解說(shuō)明。
圖12為XY方向吸水速率對(duì)未起皺的高定量表面活性劑處理的纖維的圖解說(shuō)明。
圖13為Z方向吸水速率對(duì)未起皺的高定量表面活性劑處理的纖維的圖解說(shuō)明。
圖14為總吸水速率對(duì)未起皺的高定量表面活性劑處理的纖維的圖解說(shuō)明。
發(fā)明詳述一般來(lái)說(shuō)，本發(fā)明提供了如下方法用表面活性劑對(duì)高粗度原纖維進(jìn)行處理，并添加在報(bào)紙油墨中發(fā)現(xiàn)的油類，以便使纖維軟化并得到包含所述纖維性能的紙張，所述纖維性能將有助于在紙機(jī)上進(jìn)行機(jī)械柔軟操作(例如，起皺步驟)。此外，本發(fā)明還提供如下方法用表面活性劑和如果需要的話另外的印刷油墨油對(duì)來(lái)自包括報(bào)紙(已包含印刷油墨油)在內(nèi)的住宅纖維的高粗度纖維進(jìn)行處理，以便使纖維軟化并得到包含所述纖維性能的紙張，所述纖維性能將有助于在紙機(jī)上進(jìn)行機(jī)械柔軟操作(例如，起皺步驟)。利用本發(fā)明的方法，能將高粗度纖維或回用報(bào)紙/新聞紙纖維用于生產(chǎn)利用所述纖維在以前不可能達(dá)到的柔軟度的紙制品。此外，與未處理的回用纖維相比，本發(fā)明改善了纖維的吸收性。
本發(fā)明基于這樣的發(fā)現(xiàn)，即粗的、高得率纖維(即主要通過(guò)木質(zhì)纖維的機(jī)械分離而生產(chǎn)的纖維，并且通常含有至少80％(重量)的源材料)能生產(chǎn)非常柔軟的薄頁(yè)紙制品，所述制品的質(zhì)量可與由昂貴的漂白北方針葉木硫酸鹽纖維制得的薄頁(yè)紙制品相比。所述的這些纖維素纖維包括粗度大于12毫克/100米的高粗度纖維。特別是，通過(guò)添加通常在使用過(guò)的報(bào)紙油墨中發(fā)現(xiàn)的某些油，能由粗纖維制得柔軟薄頁(yè)紙制品。在添加這些油之前，使粗纖維經(jīng)受表面活性劑處理。然后利用表面活性劑處理過(guò)的、含油的纖維制備柔軟的紙制品。實(shí)施本發(fā)明的關(guān)鍵在于，在由所述纖維制備薄頁(yè)紙型或其它種類的衛(wèi)生紙制品(例如，毛巾紙，餐巾紙和搽面紙)之前，在纖維上或其中必須有足夠量的油。
本發(fā)明重要的方面在于，柔軟薄頁(yè)紙型制品還可由含有通常在報(bào)紙油墨中發(fā)現(xiàn)的某些油料的舊報(bào)紙(例如回用報(bào)紙/新聞紙)制得。本發(fā)明的這種情況是基于這樣的發(fā)現(xiàn)，即，如果油墨的油組分不從舊報(bào)紙中的粗纖維中除去，如果在不足以使油組分乳化/除去的條件下，用表面活性劑對(duì)所述纖維進(jìn)行處理，那么，令人驚奇的是，能生產(chǎn)出高質(zhì)量的柔軟薄頁(yè)紙制品。為完成該任務(wù)，使用一表面活性劑配方，以溶脹/打開(kāi)纖維，釋放有限量的油墨組分，以便從纖維中除去和/或在纖維上進(jìn)行再分布。
此外，如果通過(guò)脫墨部分或完全將油(或者不是一開(kāi)始就存在于原纖維中的)除去，那么，在表面活性劑處理之后但在由所述纖維制備衛(wèi)生紙制品之前，將所述油添加至纖維中，以便獲得本發(fā)明的益處植物油和礦物油常用于報(bào)紙的印刷油墨中，并且可在使用過(guò)的報(bào)紙中找到，通常是作為印刷油墨的組分。為保留使用過(guò)報(bào)紙中的油組分，必須對(duì)常規(guī)的碎漿和脫墨方法進(jìn)行改進(jìn)。常規(guī)脫墨方法優(yōu)選的改進(jìn)是消除其中植物類油(或任何含酯基的油)被轉(zhuǎn)化成皂的皂化條件。然而，如果油在脫墨期間被除去的話，它們可在表面活性劑處理之后補(bǔ)充。
此外，通過(guò)避免皂化條件，將不會(huì)從進(jìn)入紙機(jī)的水體系中的纖維中浸出脂肪酸油如植物油的堿性皂化產(chǎn)物和某些纖維組分如半纖維素，并且使起皺操作變得困難。
在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法將粗的原纖維用作原料。將粗的原纖維制成漿，以生產(chǎn)出濃度在約3％和約18％之間pH在約8以下的漿液。然后用表面活性劑如非離子表面活性劑，陽(yáng)離子表面活性劑或陰離子表面活性劑或所述表面活性劑的混合物在約100°F以上的溫度下對(duì)漿液進(jìn)行處理，時(shí)間至少為15分鐘。在用表面活性劑處理完之后，使?jié){液脫水至約15％至約35％的濃度。然后對(duì)脫水漿液進(jìn)行破碎，由此得到破碎的纖維。接著，使破碎的纖維通過(guò)纖維分散器，并且在將纖維的溫度保持在約100°F以上(希望約180°F)的同時(shí)，與約0.010％至約2.0％的印刷油墨油混合。然后將漿狀的表面活性劑處理過(guò)的并用油改性的紙漿用作常規(guī)衛(wèi)生紙?jiān)旒埛椒ā?yōu)選為薄頁(yè)紙制造方法中的原料。在將其用作制備衛(wèi)生紙制品(例如，薄頁(yè)紙，毛巾紙，搽面紙或餐巾紙)之前，如果需要對(duì)漿液進(jìn)行篩選、除渣、浮選和/或某些洗滌的話，在所述篩選、除渣、浮選和/或洗滌步驟之后保留大量油組分，或者在造紙之前另外補(bǔ)充油組分，這將是十分重要的。
當(dāng)使用粗的原纖維時(shí)，本發(fā)明的制漿方法優(yōu)選涉及在6-9％的濃度和高溫、優(yōu)選100-180°F下，對(duì)纖維進(jìn)行制漿。制漿時(shí)間可從15-60分鐘。然后將漿液冷卻至120-150°F，并輸送至貯漿池/混合漿池中，其中將pH調(diào)節(jié)至4-7(如果需要的話)。然后將表面活性劑或表面活性劑混合物添加至漿液中，并使之與所述纖維作用至少15分鐘，優(yōu)選混合約30分鐘。然后通過(guò)壓榨機(jī)如市售的Andritz壓榨機(jī)，使紙漿脫水至約15-約35％的濃度。然后，利用市售的破碎裝置，如得自ScottEquiment Co.(New Prague,MN)的破碎裝置，對(duì)脫水的紙漿進(jìn)行破碎，以便生產(chǎn)出破碎的纖維。然后，使破碎的纖維通過(guò)纖維分散器，如市售的Micar(由Black Clawson公司制造，Middletown,Ohio)，并且在將纖維的溫度保持在約100°F以上(希望約180°F)的同時(shí)，與印刷油墨油混合。所希望的油包括但不局限于植物油和礦物。以干纖維的重量計(jì)所添加和混合的油量從約0.010％至約2.0％重量。當(dāng)將印刷油墨油與纖維混合時(shí)，通過(guò)注入蒸汽而使纖維溫度保持在高溫(例如，100°F-180°F或更高)。對(duì)于原纖維來(lái)說(shuō)，無(wú)需另外的篩選，但也可以進(jìn)行篩選和/或離心除渣，以除去大的雜質(zhì)，例如紙夾子，以便保護(hù)紙機(jī)。當(dāng)在紙機(jī)上的造紙配料中使用未洗漿時(shí)，還可以在紙機(jī)上對(duì)表面活性劑處理的和含油的紙漿進(jìn)行有限的洗滌。
當(dāng)使用粗的原纖維或舊報(bào)紙時(shí)，優(yōu)選成漿步驟和表面活性劑處理步驟為同一步驟。該處理步驟分若干步進(jìn)行開(kāi)始步驟為在約3％至約18％的濃度下，利用表面活性劑使粗纖維或新聞紙成漿，并且漿液的溫度優(yōu)選在約100°F至180°F，并保持在該高溫至少約15分鐘。然后，調(diào)節(jié)pH值并將漿液的溫度降低至適宜用于打開(kāi)和溶脹纖維(沒(méi)有存在于纖維中的皂化油)的溫度溫度和pH值。優(yōu)選的表面活性劑處理?xiàng)l件為pH從4-7，溫度低于約150°F，優(yōu)選在約100°F以上。如果也在適宜于表面活性劑處理的條件下對(duì)粗的原纖維或報(bào)紙進(jìn)行制漿的話，制漿和表面活性劑處理步驟可組合在一起。
當(dāng)將制漿和表面活性劑處理組合成一個(gè)步驟時(shí)，可在用于制漿的原纖維或報(bào)紙?zhí)砑又盎蛑螅瑢⒈砻婊钚詣┨砑又了?。另外，在制漿期間或制漿之后，還可以將表面活性劑添加至漿液中?？梢允褂靡环N或多種表面活性劑。所述表面活性劑可以是，在新聞紙回用方法中用于除去雜質(zhì)的通常的表面活性劑。適合的表面活性劑選自非離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑和陰離子表面活性劑。所希望的表面活性劑為非離子表面活性劑。重要的是，使紙漿與表面活性劑保持接觸至少約15分鐘，優(yōu)選約30分鐘。盡管紙漿可以與表面活性劑接觸更長(zhǎng)的時(shí)間，但這沒(méi)有必要?？梢灶A(yù)期的是，當(dāng)使較少量的表面活性劑時(shí)，紙漿和表面活性劑的接觸時(shí)間大于30分鐘是有益處的。
在用一種或多種表面活性劑對(duì)漿液處理之后，使?jié){液脫水至約15％至約35％的濃度。在此為完成本發(fā)明描述的“脫水”操作，一種裝置可得自Voith-Sulzer Paper Technology,APPleton,Wiscosin。其它合適的裝置對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是已知的。
在對(duì)紙漿進(jìn)行脫水之后，對(duì)紙漿進(jìn)行破碎，以控制破碎纖維的尺寸。在此為完成本發(fā)明描述的“破碎”操作，一種裝置可得自ScottEquipment公司(New Prague,MN)。其它合適的裝置對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是已知的。
在對(duì)纖維破碎之后，使纖維通過(guò)纖維分散器，與印刷級(jí)油混合，并通過(guò)注入蒸汽將溫度保持在180°F。在此為完成本發(fā)明描述的“分散”操作，一種裝置為micar，得自Black Clawson公司(Middletown,Ohio)。其它合適的裝置對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是已知的。
采用micar分散器，以使其能夠(1)注入蒸汽致使纖維的溫度保持在約180°F，(2)以致使印刷級(jí)油能與破碎的纖維混合。注入的油量取決于干纖維的重量。所添加的油的用量為風(fēng)干纖維重量的約0.010-3.0％。
當(dāng)從使用過(guò)的報(bào)紙著手，實(shí)施本發(fā)明的方法主要由下面的步驟組成(1)通過(guò)攪拌在水中使報(bào)紙成漿而對(duì)報(bào)紙進(jìn)行制漿；(2)用表面活性劑如非離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑或陰離子表面活性劑或所述表面活性劑的混合物對(duì)使用過(guò)的報(bào)紙的漿液進(jìn)行處理；(3)將成漿的紙漿的pH保持在約8.0以下；和(4)將漿狀的表面活性劑處理過(guò)的紙漿用作制備衛(wèi)生紙方法、優(yōu)選是造紙方法中配料的一部分。盡管可以在將其用作制備衛(wèi)生紙制品(例如薄頁(yè)紙，毛巾紙，搽面紙或餐巾紙)的配料之前，可對(duì)漿液進(jìn)行篩選、除渣、浮選和某些洗滌，但重要的是，在所述篩選、除渣、浮選和/或洗滌步驟之后能保留大量油狀組分，或者在造紙之前另外補(bǔ)充油狀組分，這將是十分重要的。
當(dāng)使用ONP時(shí)，希望本發(fā)明的制漿方法涉及在6-9％的濃度和100-180°F的高溫下，對(duì)舊報(bào)紙進(jìn)行制漿。制漿時(shí)間可從15-60分鐘。然后將漿液冷卻至100-150°F，并輸送至貯漿池/混合漿池中，其中將pH調(diào)節(jié)至4-7。然后添加非離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑和/或陰離子表面活性劑。表面活性劑的添加量為干纖維重量的約0.010-約1.00％(重量)。當(dāng)然，可以在制漿之前或制漿期間，添加表面活性劑。
重要的是，必須使添加至紙漿漿液中的表面活性劑與纖維和油相互作用至少15分鐘，優(yōu)選作用約30分鐘。然后將漿液的pH調(diào)至7，并使紙漿準(zhǔn)備用于造紙過(guò)程。另外的篩選是不需要的，但也可以進(jìn)行篩選和/或離心除渣，以除去大的雜質(zhì)，例如紙夾子，從而保護(hù)紙機(jī)。當(dāng)在紙機(jī)上的造紙配料中使用未洗漿時(shí)，還可以在紙機(jī)上對(duì)表面活性劑處理的和含油的紙漿進(jìn)行有限的洗滌。如果在紙機(jī)之前不對(duì)紙漿漿液進(jìn)行洗滌，那么在形成織物的紙機(jī)上將洗出自由浮選并溶解的材料，并通過(guò)使用用于除去紙機(jī)白水雜質(zhì)的浮選步驟而從紙機(jī)白水中除去。所述的這個(gè)操作步驟可通過(guò)使用鈄篩和溶氣浮選法如Krofta澄清器而進(jìn)行，以便使白水澄清，并回用于紙機(jī)。
如上所述，當(dāng)使用粗的原纖維、新聞紙，或舊報(bào)紙時(shí)，制漿和表面活性劑處理步驟為同一步驟，并且該步驟分若干步進(jìn)行開(kāi)始步驟為在約3％至約18％的濃度下，利用表面活性劑使粗的原纖維、新聞紙或舊報(bào)紙成漿，并且漿液的溫度優(yōu)選在約100°F以上，優(yōu)選約180°F，并保持在該高溫至少約15分鐘。然后，調(diào)節(jié)pH值并將紙漿漿液的溫度降低至適宜于打開(kāi)和溶脹纖維(沒(méi)有存在于纖維中的皂化油)的溫度和pH值。優(yōu)選的表面活性劑處理?xiàng)l件為pH從4-7，溫度低于約150°F，優(yōu)選在約100°F以上。如果也在適宜于表面活性劑處理的條件下對(duì)粗的原纖維，新聞紙或報(bào)紙進(jìn)行制漿的話，制漿和表面活性劑處理步驟可組合在一起。
當(dāng)將制漿和表面活性劑處理組合成一個(gè)步驟時(shí)，可在用于制漿的粗的原纖維，新聞紙或報(bào)紙?zhí)砑又盎蛑?，將表面活性劑添加至水中。?dāng)然，可以在制漿之后直接將表面活性劑添加至漿液中。所述表面活性劑可以是在新聞紙回用方法中用于除去雜質(zhì)的通常的表面活性劑?？梢允褂靡环N或多種表面活性劑，并且適合的表面活性劑選自非離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑和陰離子表面活性劑。
使紙漿與表面活性劑保持接觸至少約15分鐘，優(yōu)選約30分鐘。盡管制漿可以與表面活性劑接觸更長(zhǎng)的時(shí)間，但這沒(méi)有必要?？梢灶A(yù)期的是，當(dāng)使較少量的表面活性劑時(shí)，紙漿和表面活性劑的接觸時(shí)間大于30分鐘是有益處的。當(dāng)使用粗的原纖維、新聞紙或舊報(bào)紙時(shí)，在上述處理順序中的關(guān)鍵組成是在造紙期間，使通常在新聞紙印刷油墨中找到的該類油與表面活性劑處理過(guò)和纖維進(jìn)行接觸，并與纖維一起保留(例如，保留在纖維上和/或纖維中)。
盡管本發(fā)明者不被特定的操作理論所束縛，但據(jù)信粗纖維將十分適合于制備柔軟薄頁(yè)紙型的衛(wèi)生紙制品。這是由于通過(guò)表面活性劑對(duì)纖維的某些改性所造成的，所述的改性似乎增加了纖維和油之間的相互作用。這種相互作用協(xié)同地改善了粗纖維制備薄頁(yè)紙的性能，這與纖維仍然是粗的無(wú)關(guān)。染料本發(fā)明的回用新聞紙纖維保留了油墨雜質(zhì)，因而為淺灰色。優(yōu)選的是，將利用大部分這種纖維制得的薄頁(yè)紙制品染成更為令人愉快的色彩。用于本發(fā)明的染料必須是水溶性的，并且由于難于均勻地對(duì)油參雜的纖維進(jìn)行染色，因此，染料對(duì)于纖維素纖維應(yīng)該是直接染料。希望所述染料為陽(yáng)離子型的，即當(dāng)溶解于水中時(shí)它們將形成帶正電荷的、有色陽(yáng)離子。這些染料特別適合于對(duì)機(jī)械漿和未漂化學(xué)漿進(jìn)行染色。所述紙漿纖維含有大量的酸基，因此，通過(guò)形成鹽，所述帶正電荷的陽(yáng)離子可與之反應(yīng)。這些染料可選自堿性染料，即現(xiàn)有技術(shù)中熟知的一類染料，其中堿性基團(tuán)為發(fā)色團(tuán)的主要部分，或者選自更新一類的陽(yáng)離子直接染料，其中，堿性基團(tuán)位于分子共振體系的外面。以風(fēng)干纖維的重量計(jì)，染料的添加量為0.01％-3％，最好為0.05％-0.5％。這些染料可在任何正常的造紙pH值，或者酸性或者中性下施加。這些染料對(duì)未漂纖維優(yōu)異的親和性，使得它們能遲至在混合漿泵的入口處才加入造紙?bào)w系中，但優(yōu)選更長(zhǎng)的停留時(shí)間，例如優(yōu)選在紙機(jī)漿池輸送泵的吸入側(cè)引入。在兩種情況下，均希望具有良好混合的濃漿。當(dāng)然，還可以使用除陽(yáng)離子染料以外其它染料。表面活性劑處理當(dāng)將表面活性劑和油組合對(duì)纖維素纖維進(jìn)行改性時(shí)，將獲得協(xié)同的結(jié)果。獲得協(xié)同效應(yīng)所需表面活性劑的最少有效量為打開(kāi)纖維所需的量，而不是通過(guò)在低于pH8的條件下對(duì)油狀雜質(zhì)進(jìn)行乳化而用于溶解油的更高的用量。以纖維的重量計(jì)，希望表面活性劑的添加量從約0.010％至約1.00％。例如，以纖維的重量計(jì)，可以添加從約0.010％至約0.1％的表面活性劑。
盡管可以使用多種表面活性劑和表面活性劑的混合物(例如，非離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑、陰離子表面活性劑和表面活性劑的混合物)，但非離子表面活性劑似乎可以提供最希望的手感改進(jìn)程度。希望的非離子表面活性劑是市售的Dl600(得自High PointChemical Corp.)。Dl600是一種烷氧基化的脂肪酸，用于新聞紙的浮選型脫墨而特地開(kāi)發(fā)出的非離子表面活性劑。其它在脫墨領(lǐng)域熟知的非離子表面活性劑也可以使用，如聚乙二醇的烷基苯基醚，例如聯(lián)合碳化物公司的Tergitol系列表面活性劑；烷基苯酚環(huán)氧乙烷縮合產(chǎn)物，例如，Rhone Poulenc,Incorporated的Igepal系列表面活性劑；芳基烷基聚醚醇，例如Rohm and Haas的TritonX400系列表面活性劑如TritonX-100。其它合適的非離子表面活性劑包括Calgon公司的ORLENE系列表面活性劑，如ORLENE1070,1071,1084和1060。在某些場(chǎng)合，還可以使用陰離子表面活性劑，這將取決于存在于廢紙中的雜質(zhì)。合適的陰離子表面活性劑的例子是由12至14碳線性伯醇衍生得到的硫酸化乙氧基化物的銨鹽或鈉鹽，如Vista的Alfonic1412A或1412S；和磺酸化萘甲醛縮合物(例如，Rohm andHaas的TamolSN)。在某些場(chǎng)合，還可以使用陽(yáng)離子表面活性劑，尤其是當(dāng)進(jìn)行解離時(shí)也是所希望的。合適的陽(yáng)離子表面活性劑包括如下的化合物，例如，CIBA-GEIGY的Amasoft16-7和SapamineP；QuakerChemicals的Quaker2001；和American Cyanamid的Cyanatex。
盡管本發(fā)明者不被特定的操作理論所束縛，但據(jù)信，通過(guò)幫助油組分滲透進(jìn)入纖維中，纖維結(jié)構(gòu)的溶脹改善了油的改性作用。在對(duì)新聞紙和或粗纖維進(jìn)行制漿以便物理方法打開(kāi)纖維素纖維結(jié)構(gòu)時(shí)，可使用高溫(例如高于室溫和低于150°F)、表面活性劑、以及酸性或弱堿性化學(xué)試劑，以致使油能更好的滲透入纖維結(jié)構(gòu)中，并與纖維相互作用，以便改善手感。油的種類通常用于印刷、特別是用于報(bào)紙印刷和用于配制所述印刷的油墨中的這類油適用于本發(fā)明。礦物油和植物油是用于配制報(bào)紙印刷油墨的最常用的油類。還稱之為石蠟油的礦物油(alboline,paraffine,Nujol,Saxol)，以及褐煤油通常分類成CAS#64742-46-7。過(guò)去，所述的油可以由各種來(lái)源得到，但市售產(chǎn)品通常是一種碳鏈平均從約10-約14碳原子的石油餾分，并且通常為石蠟烴，環(huán)烷烴和烷基化芳香烴的混合物。所述油的比重為約0.8至約0.85,100°F時(shí)的粘度為38-41SSU(Saybolt Universal Units)，起始沸點(diǎn)紙500°F(260℃)。通常用于配制印刷油墨的植物油可由各種來(lái)源得到。典型的是由大豆衍生得到的油，通稱為豆油(Soya oil,Chineseoil,soy bean oil，或普通豆油)，其化學(xué)摘要服務(wù)標(biāo)號(hào)為CAS#8001-22-7。所述油是可皂化的，皂化值約為185至195的，固化點(diǎn)約5°F至約18°F，熔點(diǎn)約70至約90°F，并且碘值約135至145。適用于印刷油墨的其它植物油源和其它種類的油也能用于本發(fā)明。例如，可以使用上述的油、羊毛脂油及其衍生物。油含量必須保留在纖維上的油量(不管是留著在纖維素纖維的表面上還是留著在纖維素纖維的結(jié)構(gòu)內(nèi))應(yīng)從約0.010％至約2％。例如，油含量可從約0.2％至約2％。當(dāng)使用報(bào)紙時(shí)，在使用舊報(bào)紙的制漿和處理期間，優(yōu)選通過(guò)不使報(bào)紙上的油進(jìn)行皂化或溶解，并將它們制成用于造紙的配料，而得到的所述的油含量。另外還優(yōu)選的是，使用中等作用程度的表面活性劑，以便不洗掉油，同時(shí)將新聞紙準(zhǔn)備用于衛(wèi)生紙制品的造紙配料。當(dāng)使用原纖維時(shí)，通過(guò)在成漿前將油添加至紙漿上，通過(guò)將油加入纖維的水懸浮液中，以便使得在經(jīng)受本發(fā)明中的表面活性劑處理之前，使油與纖維接觸；或者優(yōu)選通過(guò)將油注入纖維分散器中或在纖維分散器中使用油與纖維混合，可將油添加至原纖維中。根據(jù)本發(fā)明，保留在纖維之上或其中的油量從約0.010％至約2.0％，例如從約0.2％至約2.0％。
利用表面活性劑和油對(duì)纖維素纖維的改性，獲得了協(xié)同作用的同時(shí)，這對(duì)于高得率纖維將是最為有益的。通過(guò)本發(fā)明的方法其它纖維素纖維增加了其衛(wèi)生紙的質(zhì)量，因此，用所述的纖維制得了更為柔軟的衛(wèi)生紙制品。除漂白和未漂白的高得率纖維如磨石磨木漿纖維，熱磨機(jī)械漿纖維，和化學(xué)熱磨機(jī)械漿纖維以外，所述纖維還包括北方和南方的、漂白和未漂白的針葉木和闊葉木的硫酸鹽漿，漂白和未漂白的亞硫酸鹽纖維。所述纖維的具體例子包括漂白的針葉木化學(xué)熱磨機(jī)械漿(SWCTMP)；漂白的北方針葉木硫酸鹽漿(NSWK)；漂白的回用纖維(RF)；漂白的桉樹(shù)硫酸鹽漿(BEK)；漂白的南方針葉木硫酸鹽漿(SSWK)；和漂白的闊葉木化學(xué)熱磨機(jī)械漿(HWCTMP)。
表面活性劑處理過(guò)的、含油的本發(fā)明的纖維可用于常規(guī)的造紙方法中，并根據(jù)生產(chǎn)衛(wèi)生紙制品的任何常規(guī)的方法，生產(chǎn)衛(wèi)生紙制品，所述衛(wèi)生紙制品包括薄頁(yè)衛(wèi)生紙，搽面紙，毛巾紙和餐巾紙。通過(guò)使用本發(fā)明的含油纖維，改善了所述制品的柔軟度和松厚度。由于松厚度得以改善，因此，將會(huì)增強(qiáng)由本發(fā)明的纖維生產(chǎn)出的毛巾紙。
本發(fā)明的一種情況是，當(dāng)表面活性劑處理過(guò)的、含油的纖維在紙機(jī)網(wǎng)前箱中時(shí)，可以將表面活性劑體系和/或非離子表面活性劑和陽(yáng)離子表面活性劑的混合物添加至其中，以便進(jìn)一步增加所得到的紙制品的柔軟度。當(dāng)纖維以造紙濃度處于網(wǎng)前箱(或紙機(jī)漿池)中時(shí)，以纖維干重量計(jì)，優(yōu)選添加從約0.01％至約1.5％的表面活性劑，然后由該纖維形成紙制品。合適的表面活性劑體系包括常規(guī)的解離劑，所述解離劑可以是非離子表面活性劑和陽(yáng)離子表面活性劑的混合物。舉例性的材料包括但不局限于AROSURFPA-801和VARISOFTC-6001(得自Witco公司)；和Berocell(得自EKA NOBEL)。
根據(jù)本發(fā)明，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，由于脫墨將除去對(duì)薄頁(yè)紙和毛巾紙制品柔軟度有利的油，因此，常規(guī)的脫墨對(duì)于由使用過(guò)的報(bào)紙制備柔軟薄頁(yè)紙制品來(lái)說(shuō)將是不利于生產(chǎn)的。另外，本發(fā)明還基于這樣的發(fā)現(xiàn)，即，用于新聞紙中的這類油對(duì)薄頁(yè)紙和毛巾紙制品的柔軟度是有利的。由于柔軟度通常是通過(guò)手感來(lái)確定，而手感將受除紙頁(yè)的膨脹度以外的平滑度以及其它表面特性的影響，因此，對(duì)于薄頁(yè)紙制品將難于對(duì)柔軟度進(jìn)行測(cè)量或定量。業(yè)已開(kāi)發(fā)出了手感測(cè)試，并且在本發(fā)明中，通常根據(jù)下面的測(cè)試得到了手感數(shù)據(jù)。手感測(cè)試范圍購(gòu)買用作標(biāo)準(zhǔn)的若干不同的低定量、干起皺的薄頁(yè)紙，或根據(jù)賦予薄頁(yè)紙制品以柔軟度的不同質(zhì)量的市售紙漿生產(chǎn)的該薄頁(yè)紙用作標(biāo)準(zhǔn)的所述薄頁(yè)紙。這些薄頁(yè)紙用來(lái)確定柔軟度的數(shù)字刻度。將數(shù)值規(guī)定為各薄頁(yè)紙標(biāo)準(zhǔn)的柔軟度。
將由市售紙漿制得的最柔軟的制品的手感值規(guī)定為86，所述制品是由50％新的北方針葉木硫酸鹽纖維和50％Santa Fe Eucalyptus硫酸鹽漿生產(chǎn)的低定量、干起皺薄頁(yè)紙制品。用作標(biāo)準(zhǔn)最為粗糙的制品是由100％漂白針葉木化學(xué)熱磨機(jī)械漿(SWCTMP)生產(chǎn)的，并將其手感值規(guī)定為20。在確定“手感柔軟度”刻度時(shí)用作標(biāo)準(zhǔn)的、且柔軟度質(zhì)量在最為柔軟和最為粗糙的薄頁(yè)紙標(biāo)準(zhǔn)之間的其它低定量、干起皺薄頁(yè)紙?jiān)嚇佑刹煌募垵{或紙漿混合物生產(chǎn)，并且其將手感柔軟度值規(guī)定在20和86之間。在下面將進(jìn)一步描述所使用的紙漿。除低定量、干起皺方法以外的薄頁(yè)紙制備方法以及除用來(lái)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的紙漿纖維之外的其它紙漿纖維都能生產(chǎn)由本發(fā)明所述的薄頁(yè)紙標(biāo)準(zhǔn)所確定的手感柔軟度值在20-86以外的薄頁(yè)紙制品。然而，對(duì)于實(shí)現(xiàn)利用本發(fā)明對(duì)柔軟度的改進(jìn)，上面確定的低定量、干起皺制品20-86的手感柔軟度值是已校準(zhǔn)的，并且足以用于對(duì)比。當(dāng)用于其它薄頁(yè)紙制備方法如穿透干燥方法時(shí)，或者當(dāng)與其它纖維混合時(shí)，本發(fā)明回用的新聞紙纖維能生產(chǎn)出柔軟度值高于86的薄頁(yè)紙制品。用于生產(chǎn)手感標(biāo)準(zhǔn)的紙漿(a)由Black spruce and Balsam fir制備的漂白針葉木化學(xué)熱磨機(jī)械漿(SWCTMP)(Temcell等級(jí)500/80)，其加拿大標(biāo)準(zhǔn)游離度(CSF)為500,ISO亮度為80。制漿過(guò)程為亞硫酸鈉預(yù)處理，和加壓精制，然后是堿性過(guò)氧化物漂白至80°ISO亮度。纖維的Kajaani粗度為27.8mg/100m,Kajaani重均纖維長(zhǎng)度為1.7毫米。
(b)由Black spruce and Balsam fir制備的漂白北方針葉木硫酸鹽漿(NSWK)(Pictou等級(jí)100/0-100％針葉木)。通過(guò)硫酸鹽法制成卡伯價(jià)=28的紙漿，然后，通過(guò)CEoDED漂白至88°ISO亮度。纖維的Kajaani粗度為14.3mg/100m,Kajaani重均纖維長(zhǎng)度為2.2毫米。
(c)通過(guò)對(duì)辦公室的混合廢紙進(jìn)行篩選得到漂白的回用纖維(RF)，然后將其制成漿、篩選、除渣，并洗滌至550°CSF，然后通過(guò)次氯酸鈉漂白至80°ISO亮度。纖維的Kajaani粗度為12.2mg/100m,Kajaani重均纖維長(zhǎng)度為7.2毫米。
(d)通過(guò)硫酸鹽法將桉樹(shù)屬制成卡伯價(jià)=12的漿，然后通過(guò)ODEoD漂白至89°ISO亮度，而制得漂白桉樹(shù)屬硫酸鹽漿(BEK)(Santa Fe不含元素氯的等級(jí))。纖維的Kajaani粗度為6.8mg/100m,Kajaani重均纖維長(zhǎng)度為0.85毫米。
(e)根據(jù)Loblolly和Slash松制得漂白南方針葉木硫酸鹽漿(SSWK)(Scott Mobile松)，并制成卡伯價(jià)=26的漿，然后通過(guò)CEHED漂白至86°ISO亮度。纖維的Kajaani粗度為27.8mg/100m,Kajaani重均纖維長(zhǎng)度為2.6毫米。
(f)根據(jù)響楊制得加拿大標(biāo)準(zhǔn)游離度(CSF)為450,ISO亮度為83的漂白闊葉木化學(xué)熱磨機(jī)械漿(HWCTMP)(Millaaar Westerm等級(jí)45/83/100)。制漿過(guò)程為堿性過(guò)氧化物預(yù)處理，和加壓精制，然后是堿性過(guò)氧化物漂白。纖維的Kajaani粗度為13.8mg/100m,Kajaani重均纖維長(zhǎng)度為0.85毫米。裝置測(cè)試方法不需要任何裝置。本測(cè)試方法使用如下所述的步驟和材料，以便利用十個(gè)人或更多人組成的專家小組對(duì)薄頁(yè)紙?jiān)嚇舆M(jìn)行評(píng)估，并利用已知柔軟度刻度值的制品標(biāo)準(zhǔn)，將試樣的柔軟度值進(jìn)行排列。利用已知柔軟度刻度值的制品標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)合格的測(cè)試儀對(duì)某些試樣進(jìn)行測(cè)試。當(dāng)替代測(cè)試專家小組而使用合格測(cè)試儀時(shí)，該測(cè)試儀的結(jié)果被視為等同的。試樣制備
1．應(yīng)選擇評(píng)估專家小組要進(jìn)行測(cè)試的五個(gè)試樣。
2．利用下式用于柔軟度評(píng)估的每個(gè)制品計(jì)算評(píng)判測(cè)試專家小組所需的試樣墊的數(shù)量和標(biāo)準(zhǔn)試樣的墊數(shù)量所需墊數(shù)(每個(gè)制品)=(x-1)×yx=被測(cè)試制品的數(shù)量y=測(cè)試專家小組的人數(shù)3．對(duì)于要進(jìn)行評(píng)估的每個(gè)制品，隨機(jī)選擇一卷試樣薄頁(yè)紙，并棄去開(kāi)始幾頁(yè)(以便除去尾端的粘結(jié)膠)。根據(jù)待測(cè)試的每卷制品制備試樣墊。每個(gè)墊應(yīng)當(dāng)是4張紙頁(yè)厚，并由薄頁(yè)紙連續(xù)的試樣制得，所述連續(xù)試樣的長(zhǎng)度為4張紙。每個(gè)墊按如下制得首先將四張紙長(zhǎng)的試樣對(duì)折。這將得到兩張紙頁(yè)長(zhǎng)度的雙倍厚度的試樣。然后再將雙倍厚度的試樣對(duì)折，從而得到四張紙頁(yè)厚的、單頁(yè)長(zhǎng)的試樣墊。必須按如下進(jìn)行折疊，以致使當(dāng)薄頁(yè)紙?jiān)诰硗采蠒r(shí)，紙頁(yè)的外表面將成為試樣墊的外表面。如果被測(cè)試的制品為“雙面的”，即該制品的紙頁(yè)的外表面的表面特性與面向卷筒內(nèi)部的表面的表面特性不同，那么應(yīng)對(duì)該制品進(jìn)行兩次測(cè)試，在對(duì)面向卷筒外側(cè)的表面作為試樣墊外表面的表面進(jìn)行測(cè)試之后，再對(duì)折疊致使面向卷筒內(nèi)側(cè)的表面成為試樣墊外表面的紙頁(yè)表面進(jìn)行測(cè)試。
4．利用上面第2節(jié)的公式，由每個(gè)制品制備所需數(shù)量的試樣墊。如果需要多于一卷的制品來(lái)制備所需數(shù)量的墊，那么，將根據(jù)各個(gè)紙卷的制品制得的墊進(jìn)行隨機(jī)堆放將是十分重要的。利用分批代碼，在左上角對(duì)每個(gè)墊進(jìn)行編碼(在折疊處)。
5．從標(biāo)準(zhǔn)薄頁(yè)紙中通過(guò)專家小組選擇三個(gè)用作參考的標(biāo)準(zhǔn)如下選擇待評(píng)估的最粗糙的試樣并與標(biāo)準(zhǔn)薄頁(yè)紙?jiān)嚇訅|進(jìn)行對(duì)比，再選擇一稍低于最粗糙試樣粗度的較低的標(biāo)準(zhǔn)。
選擇待評(píng)估的最柔軟的試樣并選擇一稍高于最柔軟試樣柔軟度的較高的標(biāo)準(zhǔn)。
選擇落入所選較低和較高標(biāo)準(zhǔn)中間的第三標(biāo)準(zhǔn)。
這三個(gè)所選擇的標(biāo)準(zhǔn)薄頁(yè)紙墊將作為測(cè)試小組的手感參考標(biāo)準(zhǔn)，并確定為最柔軟、最粗糙和中等程度。
6．以手感參考標(biāo)準(zhǔn)對(duì)專家小組評(píng)估的制品的柔軟度范圍進(jìn)行分類。為更精確起見(jiàn)，所選擇的最高和最低參考標(biāo)準(zhǔn)在手感柔軟度刻度(Handfeel Softness Scale)上應(yīng)離開(kāi)約30點(diǎn)。中間的參考標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)遠(yuǎn)離較低和較高參考標(biāo)準(zhǔn)8點(diǎn)或更多。小組成員選擇及規(guī)程1．選擇約10人組成的專家小組，其中男女人數(shù)基本相同，人員的年齡不同。
2．保證專家小組成員都明白所述的規(guī)程，如果需要可做一次“試驗(yàn)”。
3．專家小組成員必須在安靜的地方進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試步驟1．以閱讀下列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程作為柔軟度測(cè)試的開(kāi)始。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程在開(kāi)始柔軟度專家小組測(cè)試步驟之前，讓每個(gè)專家小組參加者閱讀這些規(guī)程。
a．目的“本步驟的目的是比較衛(wèi)生紙?jiān)嚇拥娜彳浂取薄?br> b．方法“每次將給你兩個(gè)衛(wèi)生紙的試樣墊。利用你的主手對(duì)這兩個(gè)試樣進(jìn)行對(duì)比，并通過(guò)用你的主手對(duì)每個(gè)試樣的感覺(jué)而作出對(duì)比，據(jù)你看適宜使你作出判斷時(shí)，你可以將試樣弄破、彎曲、或摩擦。
c．“第一次判斷”在對(duì)兩個(gè)試樣墊對(duì)感覺(jué)之后，將讓你判斷哪個(gè)試樣更為柔軟。
d．“第二次判斷”利用下面的等級(jí)定出兩個(gè)墊之間柔軟度差異的程度刻度使用奇數(shù)1,3,5,7,9。如果你感到所列的這些數(shù)不能充分表示出兩個(gè)制品柔軟度差異，那么你還可以使用偶數(shù)。專家小組評(píng)價(jià)的刻度1 3 5 7 9|---------|---------|---------|---------|評(píng)價(jià)刻度的數(shù)值被定義為1．沒(méi)有差別。
3．很小的差別，沒(méi)有把握，某些人可能會(huì)弄錯(cuò)。
5．小差別，有把握進(jìn)行判斷。
7．中度差別，易于檢測(cè)，有把握。
9．很大的差別，很容易檢測(cè)，顯著的。
e．校正“在我們開(kāi)始測(cè)試之前，將給你一用于進(jìn)行對(duì)比的最為柔軟的標(biāo)準(zhǔn)試樣和一最不柔軟(最粗糙標(biāo)準(zhǔn))制品的試樣墊。請(qǐng)對(duì)它們進(jìn)行觸摸。你將感覺(jué)到兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參考之間柔軟度的差異，你將在定義的刻度上確定為9。”(在評(píng)價(jià)刻度上的9相當(dāng)步驟6中專家小組用的所選擇的較高和較低參考之間柔軟度刻度上的手感點(diǎn)數(shù)。)f．參加者的反應(yīng)“有關(guān)測(cè)試步驟，你有任何問(wèn)題沒(méi)有？”g．再次保證“最后，在每次決定之前不要苦惱不安太長(zhǎng)時(shí)間。你的觀點(diǎn)實(shí)際上等于任何人的觀點(diǎn)。不存在對(duì)或錯(cuò)的回答！”2．將試樣墊和參考?jí)|的每個(gè)組合呈現(xiàn)給每個(gè)成員，并讓他(她)們選擇優(yōu)選的試樣，然后利用柔軟度刻度1-9排列出它們的差別。每個(gè)專家小組成員應(yīng)以隨機(jī)的方式接收試樣對(duì)，以避免順序錯(cuò)誤。
3．將每對(duì)試樣的結(jié)果記錄為XYn。其中X為優(yōu)選試樣的編碼，Y為非優(yōu)選試樣的編碼，而n為刻度值(1-9)。
數(shù)據(jù)分析對(duì)成對(duì)的對(duì)比結(jié)果進(jìn)行處理，好象它們是比例刻度似的。比例刻度的定義如下如果一刻度在y=x,a＞0的正線性變換形式下是恒定的，那么該刻度為比例刻度。
將“n”數(shù)值的墊的數(shù)據(jù)對(duì)和比例重量加到下列形式的矩陣中。
O1…OnO1W1W1W1W1W2WnO2W2W2W2W1W2WnOnWnWnWnW1W2Wn
其中Oi為各個(gè)試樣，Wi為每對(duì)試樣的刻度值(比例重量)。對(duì)于這種形式的矩陣，存在著下面的性能AW=MW式中W=(W1,W2,…Wn)。重量矢量W為相應(yīng)于其本征值n的矩陣A的本征矢量。Saaty指出(參見(jiàn)，Saaty,T.L.,“A Scaling Method forPriorities in Hierarchical Structures”(分級(jí)結(jié)構(gòu)中優(yōu)先權(quán)的定標(biāo)方法)，Journal of Mathematical Psychology，(數(shù)學(xué)心理學(xué)雜志)15,234-281(1977)和Saaty,T.L.,“Measuring the Fuzzinessof Sets”(定位的模糊度測(cè)量)，Journal of Cybernetics，(控制論雜志)4(4),53-61(1974))，為了從評(píng)估重量中提取出本征矢量W，需要找到A的最大本征矢量值(λmax)。在McConnell,Wes,“ProductDevelopment Using Fuzzy Sets”(用模糊定位的產(chǎn)品研制)，INDA第十屆技術(shù)專題討論會(huì)(Tenth Technical Symposium)第55-72頁(yè)(1982.11.17-19)中，提供了解決λmax和W的計(jì)算機(jī)程序。所得到的本征矢量W是成對(duì)輸入的最佳評(píng)估比例刻度。對(duì)該矢量中的每個(gè)參數(shù)取對(duì)數(shù)得到了更為近似的等間距刻度，其中目標(biāo)之間的距離是線性的。將標(biāo)準(zhǔn)柔軟度值對(duì)估測(cè)的等間距刻度值進(jìn)行作圖，并通過(guò)內(nèi)推法，確定未知試樣的數(shù)值。
根據(jù)所有專家小組成員計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)柔軟度值來(lái)計(jì)算各個(gè)未知試樣的標(biāo)準(zhǔn)柔軟度值的平均值以及標(biāo)準(zhǔn)偏差。如果個(gè)別小組成員計(jì)算的值落在由平均值得到的兩倍標(biāo)準(zhǔn)偏差以外，那么棄去該值并重新計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。落在由平均值得到的兩倍標(biāo)準(zhǔn)偏差以內(nèi)的數(shù)值的平均值和標(biāo)準(zhǔn)柔軟度值為未知試樣的標(biāo)準(zhǔn)手感柔軟度值。手感柔軟度刻度010 20 30 40 50 60 70 80 90 100|----|----|----|----|----|----|----|----|----|----|20 86(35) (3b)抗張強(qiáng)度在此給出的薄頁(yè)型紙制品的抗張強(qiáng)度值是通過(guò)使用5.08cm的試樣間距和5.08cm/min的十字頭速度的裂斷長(zhǎng)測(cè)試(TAPPI測(cè)試方法No-T494om-88)而測(cè)得的。通常薄頁(yè)紙的強(qiáng)度在紙頁(yè)的縱向和橫向是不同的。另外，薄頁(yè)紙?jiān)嚇拥亩恳膊槐M相同，這將影響抗張強(qiáng)度。為了更好的對(duì)各種薄頁(yè)紙?jiān)嚇拥目箯垙?qiáng)度進(jìn)行對(duì)比，對(duì)試樣的定量差以及縱向抗張強(qiáng)度差進(jìn)行補(bǔ)償將是十分重要的。通過(guò)計(jì)算“定量和各向標(biāo)準(zhǔn)化抗張強(qiáng)度”(下面將稱之為“標(biāo)準(zhǔn)化抗張強(qiáng)度”或“NTS”)，實(shí)現(xiàn)了所述的補(bǔ)償。通過(guò)將定量除以制品縱向和橫向抗張強(qiáng)度的平方根所得到的商計(jì)算NTS。為更好的進(jìn)行薄頁(yè)紙?jiān)嚇拥膶?duì)比，已作出了就定量和縱向的不同而歸一化的抗張強(qiáng)度計(jì)算。在縱向和橫向均測(cè)量抗張強(qiáng)度，并且根據(jù)TAPPI測(cè)試方法No.T410om-88測(cè)量薄頁(yè)紙?jiān)嚇拥亩?。?dāng)使用英制進(jìn)行測(cè)量時(shí)，測(cè)得的抗張強(qiáng)度值為盎司/英寸，測(cè)得的定量為磅/令(2880平方英尺)。當(dāng)以米制單位計(jì)算時(shí)，測(cè)得的抗張強(qiáng)度值為克/2.54厘米，測(cè)得的定量為克/米2。應(yīng)指出的是，所述的米制單位不是純米制，因?yàn)橛糜诳箯垙?qiáng)度的測(cè)試裝置是以英寸來(lái)切割試樣，因此，該米制單位變成了克/2.54厘米。對(duì)于縱向抗張強(qiáng)度、橫向抗張強(qiáng)度和定量分別使用如下縮寫(xiě)MDT、CDT和BW，定量和各向歸一化抗張強(qiáng)度(NTS)的數(shù)學(xué)計(jì)算式為NTS=(MDT×CDT)1/2/BWNTS(英制單位)=0.060×NTS(上面定義的米制單位)單位液體的吸收能力通過(guò)測(cè)量將紙制品浸于約23℃的液體浴中并使之完全濕潤(rùn)之后，測(cè)定被紙制品吸收的液量，而測(cè)得紙制品的單位液體吸收能力。液體浴可以含有水、油或任何希望獲得其吸收結(jié)果的液體。
更具體地說(shuō)，通過(guò)如下步驟測(cè)量吸收性首先切得7.62mm×7.62mm待評(píng)估材料的試樣；在23℃和50％相對(duì)濕度對(duì)試樣進(jìn)行調(diào)理；然后對(duì)試樣進(jìn)行稱重。稱得的重量以克計(jì)(W1)。另外，還必須從相同的材料上切出兩濾水條(drainage strips)。
將由標(biāo)準(zhǔn)級(jí)增強(qiáng)不銹鋼網(wǎng)布構(gòu)成的金屬絲網(wǎng)篩往下放入液體浴中。使用鈍邊鑷子，將試樣放在網(wǎng)篩上方的液體浴中，并浸漬兩分鐘。兩分鐘后，將試樣放置在網(wǎng)篩上，使試樣與網(wǎng)篩的底角對(duì)齊。使網(wǎng)篩升高，并在附著脫水條之前使試樣脫水幾秒鐘。然后將附著脫水條的試樣夾在試樣夾上，掛在脫水容器中的一桿上，并使之脫水30分鐘。然后，通過(guò)放松脫水夾，從試樣夾上取下試樣，并放置在天平的稱量盤(pán)中。對(duì)濕的試樣進(jìn)行稱重并以單位克記錄(W2)。根據(jù)下式得到的液體的重量液體重量=W2-W1以克/克計(jì)的單位液體吸收能力(ULA)根據(jù)下式得到ULA(克/克)=液體重量/W1使用蒸餾水或去離子水進(jìn)行測(cè)試，以確定單位水吸收能力。使用石蠟油測(cè)量單位油吸收能力。在每個(gè)試樣之后均要更換液體浴中的液體，以避免可能存在在測(cè)試試樣上的雜質(zhì)的污染。松厚度測(cè)量紙張?jiān)嚇拥暮穸仁窃?千帕(1kPa)的負(fù)載下測(cè)量的。每個(gè)試樣(一層或兩層)均由10頁(yè)紙組成，并沒(méi)有折痕。利用Thwing-Albert VIRⅡ厚度測(cè)試儀，使用39.497mm(±0.25mm)直徑的圓柱腳，在1kPa的壓力和3秒的停留時(shí)間下，對(duì)試樣進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果以mm/10頁(yè)表示(如被消費(fèi)者所使用的)。薄頁(yè)紙制備方法本發(fā)明的表面活性劑處理過(guò)的、含油的纖維可以用于生產(chǎn)柔軟、松厚的衛(wèi)生紙如薄頁(yè)紙、毛巾紙餐巾紙和搽面紙的任何常用的已知的造紙方法。包括其中紙幅通過(guò)烘缸干燥、穿透干燥，加熱干燥，及其組合的許多不同的造紙方法均適用。可用于本發(fā)明的造紙方法的例子包括US3,301,746(Sanford等人)；US3,821,068(Shaw)；US3,812,000(Salvucci等人)；US3,994,771(Morgan,Jr.等人)；US4,102,737(Morton)；US4,158,594(Becker等人)；US4,440,597(Wells等人)；和US5,048,589(Cook等人)中所提到的方法。
優(yōu)選的造紙方法常稱之為干起皺法。通常，該方法涉及使用其中優(yōu)選添加干強(qiáng)度化學(xué)劑以便產(chǎn)生抗張強(qiáng)度并且還可以添加其它造紙化學(xué)劑的本發(fā)明的造紙配料。然后從紙機(jī)漿池泵送造紙配料，并輸送至網(wǎng)前箱，然后，以0.1-0.4％的濃度通過(guò)堰板流至長(zhǎng)網(wǎng)的水平表面上，通過(guò)長(zhǎng)網(wǎng)進(jìn)行脫水，并形成紙幅。造紙網(wǎng)沿胸輥和若干案輥傳輸，然后到達(dá)造紙網(wǎng)轉(zhuǎn)向輥，由此，造紙網(wǎng)將沿伏輥和若干校正輥返回至胸輥。這些輥中的一個(gè)輥是用來(lái)驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)網(wǎng)的。為增加脫水，可以在案輥之間使用一個(gè)或多個(gè)真空箱，(在案輥之間可使用擋水板或脫水板)。
濕紙幅在長(zhǎng)網(wǎng)的上表面形成，并通過(guò)伏輥將紙幅壓至毛毯上、或通過(guò)引紙板將紙幅輸送至毛毯上，以達(dá)濕紙幅傳遞至毛毯上。該毛毯將紙幅輸送至壓榨裝置。然后毛毯沿一個(gè)或兩個(gè)壓榨輥運(yùn)動(dòng)，所述輥之一為吸水輥；然后毛毯沿導(dǎo)向輥運(yùn)行并轉(zhuǎn)回至伏輥。在毛毯表面上的不同位置可使用噴水管和擋板以幫助引紙、清洗和調(diào)節(jié)毛毯表面。壓榨裝置包含單壓榨輥或上、下壓榨輥。水分在壓榨裝置的壓區(qū)內(nèi)排出并轉(zhuǎn)移至毛毯中。
然后，將成形且壓榨過(guò)的紙幅輸送至稱之為揚(yáng)克式烘缸的旋轉(zhuǎn)干燥圓柱體的表面上。另外，干燥裝置可以包括包圍揚(yáng)克式烘缸上部的熱風(fēng)罩。該罩有熱風(fēng)噴嘴，所述噴嘴噴射至紙幅上并有助于除去水分。所述罩包括一排氣裝置，以便從罩中除去空氣從而控制溫度。利用刮刀從干燥表面上取下紙幅，從而使紙幅起皺。為了有助于以可控、均勻的方式從干燥表面取下紙幅，使用噴射系統(tǒng)將起皺粘合劑施加至揚(yáng)克式烘缸表面上。所述噴射系統(tǒng)為連接在沿干燥表面寬度延伸的主管上的一排噴嘴。起皺粘合劑為常用于薄頁(yè)紙?jiān)旒埣夹g(shù)中的任何種類的粘合劑。
然后使由干燥烘缸起皺的紙幅通過(guò)由一對(duì)輥?zhàn)有纬傻妮佅?，并卷成稱為母卷的大卷筒。通常，在實(shí)施例中使用的薄頁(yè)紙?jiān)旒埛椒ǖ奶卣髟谟诘投?、干起皺法。按如下?duì)14英寸寬度的實(shí)驗(yàn)室規(guī)模紙機(jī)進(jìn)行操作在形成紙幅之前，使造紙配料包含在其中添加有干強(qiáng)度添加劑、染料或其它化學(xué)添加劑的紙機(jī)漿池中。通過(guò)混合漿泵輸送造紙配料，該造紙配料由網(wǎng)前箱以0.1-0.4％的濃度流經(jīng)堰板流至長(zhǎng)網(wǎng)的水平表面上，通過(guò)長(zhǎng)網(wǎng)進(jìn)行脫水并形成紙幅。長(zhǎng)網(wǎng)沿有助于脫水和形成紙幅的吸水胸輥運(yùn)行。然后，長(zhǎng)網(wǎng)沿若干導(dǎo)向輥和一長(zhǎng)網(wǎng)轉(zhuǎn)向輥運(yùn)行，并返回至胸輥。這些輥之一用來(lái)驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)網(wǎng)。
濕紙幅在長(zhǎng)網(wǎng)的上表面形成，并通過(guò)真空引紙輥將紙幅輸送至毛毯上。該毛毯將紙幅輸送至壓榨裝置。然后毛毯沿一個(gè)壓榨輥、即固態(tài)橡膠輥運(yùn)動(dòng)，并沿導(dǎo)向輥運(yùn)行并轉(zhuǎn)回至真空引紙輥。水分在壓輥的輥隙內(nèi)排出并轉(zhuǎn)移至毛毯中。
然后，將成形且壓榨過(guò)的紙幅輸送至稱之為揚(yáng)克式烘缸的旋轉(zhuǎn)干燥圓柱體的表面上。利用刮刀，在紙幅干度在95-96％時(shí)從干燥表面上取下紙幅。為了有助于以可控，均勻的方式從干燥表面取下紙幅，使用噴射系統(tǒng)將起皺粘合劑施加至揚(yáng)克式烘缸表面上。在這些實(shí)施例中使用的粘合劑混合物為70％聚乙烯醇和30％淀粉基膠乳(NationalStarch Latex4441)的70/30的混合物。
然后使從干燥烘缸來(lái)的起皺的紙幅通過(guò)由一對(duì)輥?zhàn)有纬傻妮佅?，并卷成測(cè)試所希望母卷筒。紙機(jī)形成14英寸寬的紙幅，并以40-50英尺/分鐘的卷取速度運(yùn)行。在實(shí)施例中所有干的起皺的薄頁(yè)紙?jiān)嚇泳?0磅/令的定量和18-20的起皺率生產(chǎn)。對(duì)于所有測(cè)試，均將試樣轉(zhuǎn)化成兩層的薄頁(yè)紙(20磅/令)。
在下面的實(shí)施例中將闡明將油、粗纖維和表面活性劑組合所產(chǎn)生的協(xié)同作用。除非另有說(shuō)明，在本發(fā)明中所使用的所有比例均以重量計(jì)，纖維重量以纖維的風(fēng)干重量計(jì)。
下面的實(shí)施例1-13包含表1-8的NTS(米制)數(shù)據(jù)。所述的NTS數(shù)據(jù)是通過(guò)使用一英寸寬的試樣而測(cè)得的。因此，在這些表中反映出的數(shù)據(jù)乘以3將與表16-18中的NTS數(shù)據(jù)基本一致，表16-18的數(shù)據(jù)是利用三英寸寬的試樣測(cè)量的。實(shí)施例1由通過(guò)對(duì)舊報(bào)紙進(jìn)行制漿而得到的紙漿制備低定量、干起皺的薄頁(yè)紙制品。通過(guò)與水制成6％濃度的漿液而制得薄頁(yè)紙制品。將漿液的溫度升至180°F，并在此高溫保持30分鐘。將部分漿液冷卻，然后直接用作使用上述造紙?jiān)O(shè)備和方法的低定量干起皺薄頁(yè)紙的配料。將剩余部分的紙漿溫度從180降至140°F，利用硫酸將pH調(diào)至5.0，并將濃度調(diào)至5％。以每100磅紙漿28毫升的速率，添加常用于對(duì)紙漿進(jìn)行脫墨的表面活性劑。然后，使?jié){液在140°F保持30分鐘，冷卻，并用氫氧化鈉將pH調(diào)至7，然后用作利用上述造紙?jiān)O(shè)備和方法制備干起皺薄頁(yè)紙的配料。以基于纖維干重量1％的速率，將陽(yáng)離子干強(qiáng)度樹(shù)脂SolivtoseN添加至該配料中。使對(duì)比試樣和實(shí)施例的干起皺薄頁(yè)紙經(jīng)受手感測(cè)試和抗張強(qiáng)度測(cè)試。結(jié)果列于表1中。
表1
實(shí)施例2由通過(guò)對(duì)舊報(bào)紙進(jìn)行制漿而得到的紙漿制備低定量、干起皺的薄頁(yè)紙制品。通過(guò)在6％的濃度，150°F和pH約7下與水制成漿液而制得薄頁(yè)紙制品。將漿液分成兩半。將第一部分漿液在130°F保持30分鐘，將濃度降低至3％，洗滌至5％的目標(biāo)濃度，使用間歇式精漿機(jī)以1馬力-天/噸的速率進(jìn)行精制，然后直接用作使用上述造紙?jiān)O(shè)備和方法制備低定量、干起皺薄頁(yè)紙的配料，從而生產(chǎn)出定量為16英磅/令的雙層薄頁(yè)紙(即每層的定量為8英磅/令)。
以干纖維重量計(jì)約0.1％的速率，將Calgon公司的ORLENE1084添加至剩余部分的漿液中，然后使之在130°F保持30分鐘。然后將漿液濃度調(diào)至3％，洗滌至5％的目標(biāo)濃度，使用間歇式精漿機(jī)以1馬力-天/噸的速率進(jìn)行精制，然后直接用作使用上述造紙?jiān)O(shè)備和方法制備低定量、干起皺薄頁(yè)紙的配料，從而生產(chǎn)出定量為16英磅/令的雙層薄頁(yè)紙(即每層的定量為8英磅/令)。使對(duì)比試樣和實(shí)施例的干起皺薄頁(yè)紙經(jīng)受手感測(cè)試、抗張強(qiáng)度測(cè)試、松厚性測(cè)量、以及油/水吸收能力(吸收性)測(cè)試?；旧先缟纤鲞M(jìn)行手感測(cè)試，所不同的是使用一合格的測(cè)試儀和市售的參考試樣來(lái)替代測(cè)試專家小組和由特定紙漿得到的參考試樣。由于每個(gè)試樣從合格的測(cè)試儀只能得到一組結(jié)果，因此，不利用上述的數(shù)據(jù)分析方法對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。結(jié)果列于表2-5中。
表2-手感(合格的測(cè)試儀)
表3-松厚性(mm/10頁(yè))<
表4-吸收能力(水)
表5-吸收能力(油)
實(shí)施例3根據(jù)實(shí)施例2所述的步驟，由通過(guò)對(duì)舊報(bào)紙進(jìn)行制漿而得到的紙漿制備低定量、干起皺的薄頁(yè)紙制品。將所有試樣通過(guò)在6％的濃度，150°F和pH約7下與水制成漿液。使?jié){液在140°F保持30分鐘。然后，以干纖維重量計(jì)約0.1％的速率，將Calgon公司的ORLENE1084添加至漿液中，然后保持30分鐘。將漿液濃度調(diào)至3％，洗滌至5％的目標(biāo)濃度，使用間歇式精漿機(jī)以1馬力-天/噸的速率進(jìn)行精制。然后使精制過(guò)的紙漿濃度調(diào)至約0.1％的造紙濃度，并加至紙機(jī)的網(wǎng)前箱中。將以干纖維的重量計(jì)從0.10％至0.40％的速率，在網(wǎng)前箱處添加表面活性劑體系。該表面活性劑體系為得自Witco公司的VARISOFTC-6001。然后將處理過(guò)的漿液直接用作使用上述造紙?jiān)O(shè)備和方法制備低定量、干起皺薄頁(yè)紙的配料，從而生產(chǎn)出定量為16英磅/令的雙層薄頁(yè)紙(即每層的定量為8英磅/令)。使對(duì)比試樣和實(shí)施例的干起皺薄頁(yè)紙經(jīng)受手感測(cè)試、抗張強(qiáng)度測(cè)試、松厚性測(cè)量、以及油/水吸收能力(吸收性)測(cè)試。手感測(cè)試按照實(shí)施例2所述的進(jìn)行。測(cè)試結(jié)果列于表6-8中。
表6-手感(合格的測(cè)試儀)
表7-吸收能力(水)
表8-吸收能力(油)
實(shí)施例4根據(jù)先前所述的步驟生產(chǎn)出起皺和未起皺的薄頁(yè)紙制品，所不同的是，某些制得的制品在處理期間不用表面活性劑進(jìn)行處理。此外，還將若干回用紙張?jiān)嫌脕?lái)生產(chǎn)最終的制品。所述的這些原料包括空白報(bào)紙，它是用于制作報(bào)紙的未印刷的紙張；舊報(bào)紙；混合的住宅紙；漂白的住宅紙；辦公室紙張；以及約50％辦公室紙張和約50％住宅紙張的混合物。下表將說(shuō)明各種原料的配料的種類和用量。
表9-空白報(bào)紙
表10-舊報(bào)紙
表11-混合的住宅紙張
表12-漂白的混合住宅紙張
表13-辦公室紙張
<p>表14-50％辦公室紙張和50％住宅紙張的混合物
通常，闊葉木漂白硫酸鹽漿含有相對(duì)柔軟的纖維，但針葉木漂白硫酸鹽漿也含某些粗纖維。其它的配料主要含粗纖維。利用FS-200型Kajaani纖維分析儀(得自Kajaani Oy Eelctronics,Kajaani，芬蘭)，測(cè)量上述各試樣的纖維粗度值。該纖維粗度值是根據(jù)常規(guī)的方法測(cè)量的。粗度指數(shù)列于下表15A中。
表15A-纖維粗度值
下表將說(shuō)明各原料中柔軟纖維的最大含量表15B-各原料中柔軟纖維的最大含量
<p>使由這些原料得到的起皺和未起皺的紙制品經(jīng)受杯壓碎試驗(yàn)、Kawabata彎曲試驗(yàn)，和吸水試驗(yàn)。
杯壓碎試驗(yàn)測(cè)量材料的柔韌性。在通過(guò)約6.5cm直徑的圓柱體包圍杯形材料以便使杯形材料保持均勻變形的同時(shí)，通過(guò)測(cè)量用4.5cm直徑的半圓形腿將225mm×225mm的片材壓碎成約6.5cm直徑×6.5cm高的顛倒的杯所需的峰值載荷和能量，該杯壓碎試驗(yàn)將評(píng)估材料的柔軟度。利用恒速延伸(CRE)測(cè)試儀，如由Sintech公司制造的，1001Sheldon Drive,Cary,North Carolina 27513，當(dāng)半圓形腿以約0.25英寸/秒的速率下降時(shí)，測(cè)量峰值載荷和能量。結(jié)果表明了材料的柔軟度。舉例來(lái)說(shuō)，材料越挺硬，峰值載荷將越大。
由上述生產(chǎn)的薄頁(yè)紙制品得到長(zhǎng)度和寬度約225±3mm，厚度從約0.58-0.69mm試樣。對(duì)于每個(gè)制品，需對(duì)五個(gè)試樣進(jìn)行測(cè)試，其中每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)表示五個(gè)試樣的平均值的最終數(shù)據(jù)將在表16A和16B中說(shuō)明。
表16A-杯壓碎試驗(yàn)
表16B-杯壓碎數(shù)據(jù)(歸一化的)
圖1-4說(shuō)明了表16A的數(shù)據(jù)。圖1和圖2說(shuō)明了由住宅纖維和舊報(bào)紙制得的未起皺的、表面活性劑處理過(guò)的薄頁(yè)紙制品，其杯壓碎負(fù)載和能量要低于由未處理的住宅纖維和舊報(bào)紙制得的相應(yīng)的薄頁(yè)紙制品。因此，這些表面活性劑處理過(guò)的未起皺的薄頁(yè)紙制品顯示出了比未處理的制品更大的壓碎柔軟度。圖3和圖4說(shuō)明了由舊報(bào)紙制得的起皺的、表面活性劑處理過(guò)的薄頁(yè)紙制品，其杯壓碎負(fù)載和能量要低于由未處理的舊報(bào)紙制得的薄頁(yè)紙制品。因此，這些表面活性劑處理過(guò)的起皺的薄頁(yè)紙制品顯示出了比未處理的制品更大的壓碎柔軟度。
表16B包含歸一化的杯壓碎數(shù)據(jù)。通過(guò)將測(cè)量的載荷和能量值除以試樣的定量，得到了歸一化的載荷和歸一化的能量值。通過(guò)將歸一化抗張強(qiáng)度除以歸一化載荷和歸一化能量值，得到了載荷柔軟度指數(shù)和能量柔軟度指數(shù)值。以這種形式表示的數(shù)據(jù)將會(huì)減少試樣之間定量變更和強(qiáng)度變更所造成的影響。
Kawabata彎曲試驗(yàn)包括夾住試樣的兩端。一端是固定的，而另一端是沿相對(duì)于固定端的圓弧活動(dòng)的?？梢允乖嚇佣ㄏ颍詫?duì)縱向和橫向進(jìn)行測(cè)試。使用Kawabata測(cè)試儀來(lái)測(cè)量試樣的剛性和滯后變形，所述測(cè)試儀如由Kato Tech Co.,LTD制造的，其名稱為26Karato-ChoNishikujo Minami,KU,Kyoto 601，日本。
由上述生產(chǎn)的薄頁(yè)紙制品得到長(zhǎng)度和寬度約20cm，厚度從約0.58-0.69mm試樣。對(duì)于每個(gè)制品，需對(duì)三個(gè)試樣進(jìn)行測(cè)試，其中每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)表示三個(gè)試樣的平均值的最終數(shù)據(jù)將在表17A和17B中說(shuō)明。
表17A-Kawabata彎曲
表17B-Kawabata彎曲指數(shù)
圖5-8說(shuō)明了表17A的數(shù)據(jù)。圖5說(shuō)明了由住宅纖維和舊報(bào)紙制得的未起皺的、表面活性劑處理過(guò)的薄頁(yè)紙制品，其剛性要低于由未處理的住宅纖維和舊報(bào)紙制得的相應(yīng)的薄頁(yè)紙制品。圖6說(shuō)明了由住宅纖維和舊報(bào)紙制得的未起皺的、表面活性劑處理過(guò)的薄頁(yè)紙制品，其滯后變形要低于由未處理的住宅纖維和舊報(bào)紙制得的相應(yīng)的薄頁(yè)紙制品。因此，在彎曲之后，這些處理過(guò)的薄頁(yè)紙制品具有更大的回收能力。因此，從滯后變形來(lái)看，顯示更低剛性的這些表面活性劑處理過(guò)的未起皺的薄頁(yè)紙制品是不希望的。
表17B包含Kawabata彎曲數(shù)據(jù)指數(shù)(即，縱向和橫向的Kawabata彎曲剛性指數(shù)和Kawabata滯后變形指數(shù))。為首先得到歸一化值，通過(guò)將測(cè)量的彎曲剛性值和滯后變形值除以定量而得到了Kawabata彎曲指數(shù)值。然后將這些歸一化彎曲剛性值除以歸一化抗張強(qiáng)度(并乘以1000)，從而得到了Kawabata彎曲剛性指數(shù)。
吸水試驗(yàn)包括夾住試樣，并使水浴升高，直至水與試樣接觸為止。使用Anderson-Ross吸水測(cè)試儀，如由Kimberly-Clark公司(1400Holcomb Bridge Road,Roswell,GA30076)制造的測(cè)試儀，測(cè)量試樣X(jué)Y方向吸水率、Z方向吸水率、以及總吸水率。總吸水率是基于試樣在18秒鐘內(nèi)所吸收的總水量。
根據(jù)上述生產(chǎn)的薄頁(yè)紙制品得到直徑約8.5±0.010cm，厚度約0.58-0.69mm的基本圓形的試樣。對(duì)于每個(gè)制品，需對(duì)五個(gè)試樣進(jìn)行測(cè)試，其中每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)表示五個(gè)試樣的平均值的最終數(shù)據(jù)將在表18A和18B中說(shuō)明。
表18A-XY和Z方向的吸水率
表18B-XY和Z方向的吸水指數(shù)
圖9-14描述了表18A的數(shù)據(jù)。圖9,10，和11說(shuō)明了由住宅纖維、舊報(bào)紙、和空白新聞紙制得的未起皺的、低定量的、表面活性劑處理過(guò)的薄頁(yè)紙制品，其XY吸水率、Z吸水率、以及總吸水率要高于由住宅纖維、舊報(bào)紙、和空白新聞紙制得的相應(yīng)的未處理的薄頁(yè)紙制品。因此，這些表面活性劑處理過(guò)的未起皺的薄頁(yè)紙制品顯示出了比相同纖維的未處理的制品有更大的吸水性。
圖12-14說(shuō)明了由辦公室廢紙和住宅紙的混合物得到的高定量、未起皺、表面活性劑處理過(guò)的薄頁(yè)紙制品，其XY吸水率、Z吸水率、以及總吸水率可與單獨(dú)由辦公室廢紙或住宅紙得到的薄頁(yè)紙制品相比。因此，本發(fā)明的方法能使用混合原料來(lái)生產(chǎn)出柔軟且高吸收性的薄頁(yè)紙制品。由于住宅紙往往比辦公室廢紙便宜，因此所述的這種混合是特別希望的。混合原料使得能夠由更為便宜的原料來(lái)生產(chǎn)薄頁(yè)紙。
圖18B包含XY和Z吸水指數(shù)和總的吸水指數(shù)。為得到XY和Z吸水指數(shù)和總吸水指數(shù)，通過(guò)將XY和Z吸水值(以及總吸水值)除以歸一化抗張強(qiáng)度(并乘以1000)得到了XY和Z吸水指數(shù)值(以及總吸水指數(shù)值)。
盡管本發(fā)明結(jié)合某些實(shí)施方案進(jìn)行了描述，但應(yīng)理解的是，本發(fā)明所包括的主題并不局限于那些特定的實(shí)施方案。相反，本發(fā)明的主題將包括在下面權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)所包括的所有變更、改進(jìn)和等同物。
權(quán)利要求
1．一種衛(wèi)生紙制品，包括濕抄的、表面活性劑處理過(guò)的無(wú)紡纖維結(jié)構(gòu)；所述纖維結(jié)構(gòu)包含至少部分含有油的粗漿纖維，并且所述纖維結(jié)構(gòu)的杯壓碎載荷和能量低于沒(méi)有表面活性劑處理的相同纖維結(jié)構(gòu)。
2．權(quán)利要求1的衛(wèi)生紙制品，其中纖維結(jié)構(gòu)是未起皺的，并且其杯壓碎柔軟度指數(shù)約大于7.0。
3．權(quán)利要求1的衛(wèi)生紙制品，其中纖維結(jié)構(gòu)是未起皺的，并且其杯壓碎能量柔軟度指數(shù)約大于0.39。
4．權(quán)利要求1的衛(wèi)生紙制品，其中粗漿纖維為回用纖維。
5．權(quán)利要求1的衛(wèi)生紙制品，其中粗漿纖維包括由住宅紙得到的纖維。
6．權(quán)利要求1的衛(wèi)生紙制品，其中，表面活性劑選自非離子表面活性劑，陽(yáng)離子表面活性劑，非離子表面活性劑和陽(yáng)離子表面活性劑的混合物。
7．權(quán)利要求1的衛(wèi)生紙制品，其中纖維結(jié)構(gòu)是未起皺的，并且其杯壓碎柔軟度指數(shù)約大于8.0。
8．權(quán)利要求1的衛(wèi)生紙制品，其中纖維結(jié)構(gòu)是未起皺的，并且其杯壓碎能量柔軟度指數(shù)約大于0.45。
9．權(quán)利要求1的衛(wèi)生紙制品，其中纖維結(jié)構(gòu)是未起皺的，且縱向彎曲剛性指數(shù)約低于0.170。
10．權(quán)利要求1的衛(wèi)生紙制品，其中纖維結(jié)構(gòu)是未起皺的，且橫向彎曲剛性指數(shù)約低于0.129。
11．權(quán)利要求1的衛(wèi)生紙制品，其中纖維結(jié)構(gòu)是起皺的，且杯壓碎載荷柔軟度指數(shù)約大于8.954。
12．權(quán)利要求1的衛(wèi)生紙制品，其中纖維結(jié)構(gòu)是起皺的，并且其杯壓碎能量柔軟度指數(shù)約大于0.499。
13．權(quán)利要求1的衛(wèi)生紙制品，其中纖維結(jié)構(gòu)是起皺的，且縱向彎曲剛性指數(shù)約低于0.04。
14．權(quán)利要求1的衛(wèi)生紙制品，其中纖維結(jié)構(gòu)是起皺的，且橫向彎曲剛性指數(shù)約低于0.055。
15．一種衛(wèi)生紙制品，包括濕抄的、表面活性劑處理過(guò)的無(wú)紡纖維結(jié)構(gòu)；所述纖維結(jié)構(gòu)包含至少部分含有油的粗漿纖維，并且所述纖維結(jié)構(gòu)的毛細(xì)管吸收性大于沒(méi)有表面活性劑處理的相同纖維結(jié)構(gòu)。
16．權(quán)利要求15的衛(wèi)生紙制品，其中，纖維結(jié)構(gòu)的NTS約為50gfm2/g并且XY吸水率至少約為0.92g/g/s。
17．權(quán)利要求15的衛(wèi)生紙制品，其中，纖維結(jié)構(gòu)的NTS約為50gfm2/g并且Z吸水率至少約為3.80g/g/s。
18．權(quán)利要求15的衛(wèi)生紙制品，其中粗漿纖維為回用纖維。
19．權(quán)利要求15的衛(wèi)生紙制品，其中粗漿纖維包括由住宅紙得到的纖維。
20．權(quán)利要求15的衛(wèi)生紙制品，其中，纖維結(jié)構(gòu)的NTS約為50gfm2/g并且總吸水率至少約為8.90g/g。
21．權(quán)利要求15的衛(wèi)生紙制品，其中表面活性劑選自非離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑，或非離子表面活性劑和陽(yáng)離子表面活性劑的混合物。
22．權(quán)利要求15的衛(wèi)生紙制品，其中纖維結(jié)構(gòu)的NTS約為135gfm2/g并且XY吸水率至少約為0.68g/g/s。
23．權(quán)利要求15的衛(wèi)生紙制品，其中，纖維結(jié)構(gòu)的NTS約為135gfm2/g并且Z吸水率至少約為3.19g/g/s。
24．權(quán)利要求15的衛(wèi)生紙制品，其中纖維結(jié)構(gòu)的NTS約為135gfm2/g并且總吸水率至少約為6.66g/g。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種衛(wèi)生紙制品，所述制品包括濕抄的、表面活性劑處理的無(wú)紡纖維結(jié)構(gòu)，所述纖維結(jié)構(gòu)包括至少部分包含油的粗漿纖維并且其杯壓碎載荷和能量低于沒(méi)有表面活性劑處理的相同的纖維結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)D21C5/00GK1238818SQ97199974
公開(kāi)日1999年12月15日 申請(qǐng)日期1997年11月25日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月25日
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