專利名稱：具有短效濕強度并含有纖維增柔化合物的薄頁紙幅制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及具有短效濕強度性質(zhì)的軟化薄頁紙制品；更具體地講，本發(fā)明涉及一種可被施用到這種薄頁紙制品上以提高其柔軟性的組合物。
背景技術(shù)：
衛(wèi)生薄頁紙制品被廣泛使用。這種制品以為多種用途定制的形式，包括面巾紙、衛(wèi)生紙和吸收紙巾被商業(yè)提供。在這種薄頁紙和紙巾制品中提供柔軟性從而可進(jìn)行舒適清潔而不以削弱性能為代價是致力于研究改進(jìn)薄頁紙的工程師和科學(xué)家長期以來的目標(biāo)。柔軟性是當(dāng)用產(chǎn)品撫摩皮膚時由產(chǎn)品引起的綜合觸感。柔軟性具有由表面性質(zhì)(毛茸茸性)以及本體性質(zhì)(柔韌性)引起的成分。
為改進(jìn)薄頁紙制品的柔軟性，已進(jìn)行了無數(shù)嘗試。在這方面進(jìn)行開發(fā)的一個領(lǐng)域是最大程度地利用多種可用結(jié)構(gòu)的優(yōu)點來設(shè)計紙的結(jié)構(gòu)。公布于1981年11月17日的美國專利4,300,981討論了如何將纖維引入適應(yīng)性紙結(jié)構(gòu)的不同層中，從而使它們具有最高的柔軟性遞送。盡管這種技術(shù)通過表面機理(通過產(chǎn)生從薄頁紙表面伸出的更多游離纖維，有時稱作“游離纖維末端”或“豎著的絨毛”性質(zhì))改進(jìn)柔軟性，但經(jīng)常不幸地伴隨著薄頁紙制品從其表面釋放纖維(一種在本文稱作“棉絨”的性質(zhì))的傾向。
另一個引起廣泛關(guān)注的領(lǐng)域是向薄頁紙和紙巾制品添加化學(xué)軟化劑，或“化學(xué)軟化劑”。本文所用術(shù)語“化學(xué)軟化劑”是指改進(jìn)薄頁紙幅的柔軟性的化學(xué)成分，該化學(xué)成分被施用到薄頁紙幅上?；瘜W(xué)軟化劑賦予薄頁紙光滑感。作為實施例，它們可包括基本的蠟(例如石蠟和蜂蠟)和油(例如礦物油和硅油及凡士林)以及更復(fù)雜的潤滑劑和潤膚劑(例如具有長烷基鏈的季銨化合物、功能性的硅氧烷、脂肪酸、脂肪醇和脂肪族酯)。
典型地，化學(xué)軟化劑以少量加入，即少于約5％，并通常少于1％。使用如此少量的原因之一是與其它造紙成分相比，軟化劑的成本相對較高。另一個原因是當(dāng)紙片從Yankee干燥機起縐時，尤其是當(dāng)其在紙幅干燥前或紙幅干燥期間加入時，化學(xué)軟化劑可造成紙張強度的降低和紙片粘附力的降低。即使在紙幅形成、干燥(和起縐，如果可應(yīng)用)后加入(如美國專利6,162,329中所述)，軟化劑仍可導(dǎo)致一些不可取的后果，例如強度降低和薄頁紙幅表面保持這種添加劑的能力，以及具體的表面強度降低，這反過來會增加前述的“棉絨”問題。
本領(lǐng)域還認(rèn)識到向薄頁紙加入纖維增柔化合物的有益效果?？蓪⒗w維增柔化合物分類成(a)“濕潤劑”，本文定義為能提高平衡水分含量超過施用濕潤劑的基質(zhì)紙的平衡水分含量的成分，典型地本質(zhì)上為纖維質(zhì)的，和(b)“增塑劑”，本文定義為本身具有的濕度不會導(dǎo)致平衡達(dá)到特別高的水分含量的化合物，但是它們的內(nèi)在分子性質(zhì)仿效類似于水分含量增加時所觀察到的對纖維的影響。換句話講，增塑劑具有使纖維松弛的效果而基本不增加纖維的水分含量。申請者認(rèn)識到被分類為濕潤劑的化合物能夠并典型地確實本身在本質(zhì)上具有增塑劑性質(zhì)，即由于其能夠吸引和/或保持水分在纖維內(nèi)，具有塑化纖維超過預(yù)期含量的能力。
盡管認(rèn)識到纖維增柔組合物的優(yōu)點，但它們關(guān)于紙張軟化的效用已受到限制，主要是由于(a)由于沉積方法要求潤濕末端添加或壓力部分添加(即所謂“濕網(wǎng)”添加方法)而需要限制組合物的用量；和(b)要求在最需要增柔處理的產(chǎn)品中提供所謂短效濕強度。
對某些薄頁紙，尤其是對那些要通過下水道和污水處理系統(tǒng)處理的薄頁紙，具有短效濕強度是重要的。短效濕強度在本文被定義為與潤濕后立即測量相比，潤濕后約30分鐘進(jìn)行測量所觀察到的濕拉伸強度減少的百分?jǐn)?shù)。典型地，通過向纖維素纖維提供纖維素內(nèi)或添加劑內(nèi)的酮或醛官能團使得發(fā)生纖維間的酸催化半縮醛鍵形成而導(dǎo)致短效濕強度。即使被潤濕時，這些化學(xué)鍵最初會對破壞產(chǎn)生抵抗，但慢慢地失去了這種對水中水解的抵抗力，從而濕拉伸強度隨時間而衰減。因此，短效濕強度允許具有高的初始濕拉伸強度產(chǎn)品的遞送，從而該產(chǎn)品可在潮濕環(huán)境下使用，同時允許在污水處理系統(tǒng)或下水道系統(tǒng)內(nèi)的最終分解。
向相同的薄頁紙結(jié)構(gòu)同時添加纖維增柔組合物和短效濕強度是競爭的需要。纖維增柔組合物典型地需要具有水的化學(xué)行為特征的含水媒介或化合物，或者需要運輸大量的水到紙張結(jié)構(gòu)的化合物。同時，與這種適于纖維增柔組合物的媒介接觸時，短效濕強度開始衰減。
因此，需要材料用于經(jīng)濟地軟化具有短效濕強度的紙張結(jié)構(gòu)而沒有過度降低干強度，包括保持表面完整性，即低的棉絨。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及包含纖維素纖維的薄頁紙制品，并具有至少約10％的短效濕強度和至少約3％的纖維增柔組合物。更具體地講，本發(fā)明的薄頁紙制品能夠具有至少約25％的短效濕強度?？赏ㄟ^加入粘合劑來產(chǎn)生短效濕強度，該粘合劑可促進(jìn)酸催化半縮醛功能性纖維間交聯(lián)的形成。纖維增柔組合物可包含濕潤劑或增塑劑。濕潤劑可選自氯化鈣、乳酸及其鹽、高果糖玉米糖漿、甘油、甘油三乙酸酯、山梨醇、麥芽糖醇、甘露糖醇、丙二醇以及它們的任意組合。增塑劑可選自脲、烷氧基化二元醇、右旋糖、蔗糖、碳酸亞乙酯、碳酸異丙烯酯以及它們的任意組合。
薄頁紙制品可包括單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。薄頁紙制品可包括縮短的，例如起縐的薄頁紙?？晒┻x擇地，該制品可為無皺的。薄頁紙幅可用本領(lǐng)域已知的任何方法制造，包括，但不限于，常規(guī)的造紙方法和通氣干燥造紙方法。
薄頁紙制品可包括差分密度紙，該紙張包括多個高密度微區(qū)和多個低密度微區(qū)。在后面的例子中，薄頁紙制品的多個高密度微區(qū)可包括基本連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)、基本半連續(xù)的圖樣或離散區(qū)域的圖樣，而多個低密度微區(qū)相應(yīng)包括被網(wǎng)絡(luò)區(qū)域包圍的離散纖維枕座的圖樣、基本半連續(xù)的圖樣或基本連續(xù)的區(qū)域。
制備本發(fā)明薄頁紙制品的一種方法包括以下步驟提供多根包含短效濕強度劑的纖維素纖維；形成纖維素纖維網(wǎng)；加熱纖維網(wǎng)到至少約40℃的溫度且水分含量少于約5％；并將纖維增柔組合物沉積在纖維網(wǎng)的表面上。
形成纖維素纖維網(wǎng)的步驟包括提供一種成形帶；將多根包含短效濕強度劑的纖維素纖維沉積到成形帶上，并在成形帶上形成纖維素纖維的雛形網(wǎng)；提供流體可滲透的肉眼觀察為單平面的造型帶，該帶具有網(wǎng)面、與網(wǎng)面相對的背面及多個從所述網(wǎng)面延伸至所述背面的偏轉(zhuǎn)管，并被設(shè)計成在那里容納部分纖維素纖維；將雛形網(wǎng)從成形帶傳送至造型帶的網(wǎng)面；將部分雛形網(wǎng)偏轉(zhuǎn)至造型網(wǎng)的偏轉(zhuǎn)管內(nèi)；對著造型帶的網(wǎng)面壓印雛形網(wǎng)；并干燥雛形網(wǎng)。將纖維偏轉(zhuǎn)進(jìn)入造型帶的偏轉(zhuǎn)管內(nèi)的步驟包括施加液體壓差至設(shè)置在造型帶上的多根纖維上。
壓印雛形網(wǎng)并干燥雛形網(wǎng)的步驟包括在造型帶和干燥轉(zhuǎn)筒表面之間擠壓雛形網(wǎng)。將纖維增柔組合物沉積在纖維網(wǎng)表面上的步驟包括噴射纖維增柔組合物到纖維網(wǎng)表面上、印刷纖維增柔組合物到纖維網(wǎng)表面上、擠出纖維增柔組合物到纖維網(wǎng)表面上或它們的任意組合。
附圖概述

圖1為本發(fā)明制品實施方案的標(biāo)高示意的局部橫截面。
圖2為圖1中所示制品的平面示意圖。
圖3為本發(fā)明制品的另一個實施方案的平面示意圖。
圖4為本發(fā)明方法的一個實施方案的示意的側(cè)視圖。
圖5為用于生產(chǎn)本發(fā)明薄頁紙的造型帶的一個實施方案的平面示意圖，其中該帶的樹脂部件包括基本連續(xù)的框架。
圖6為圖5所示的沿線6-6截取的造型帶的示意橫截面。
圖7為用于生產(chǎn)本發(fā)明薄頁紙的造型帶的另一個實施方案的平面示意圖，其中該帶的樹脂部件包括基本半連續(xù)的圖樣。
圖8為用于生產(chǎn)本發(fā)明薄頁紙的造型帶的另一個實施方案的平面示意圖，其中該帶的樹脂部件包括多個離散的部件。
發(fā)明詳述簡言之，本發(fā)明提供了一種薄頁紙幅，該薄頁紙幅具有短效濕強度和包含施用到其一個或兩個表面上的纖維增柔組合物。
另人驚奇的是，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，具有短效濕強度的薄頁紙能用吸濕或類似作用物質(zhì)處理(該物質(zhì)或者包含水作為它們平衡狀態(tài)的基本組分，或者需要水作為沉積媒介物)，而沒有顯著降低薄頁紙的短效濕強度特性。重要的是，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，可加入高含量的纖維增柔組合物以得到高水平的薄頁紙本體柔軟性，同時紙幅保持高額強度，具有短效濕強度，并且棉絨含量驚人的低。
不受理論的約束，申請者認(rèn)為當(dāng)將纖維增柔組合物施用到干燥紙幅上時，其被足夠快速地吸收到纖維內(nèi)部從而短效濕強度并沒有象預(yù)料的那樣顯著衰減。因此，紙幅在獲得干燥紙幅施用纖維增柔組合物的有益效果的同時可保持其短效濕強度。這些優(yōu)點包括(1)與潤濕末端或潤濕網(wǎng)施用相比減少的干燥負(fù)荷，和(2)降低的棉絨含量。此外，不受理論的約束，申請人認(rèn)為干燥紙幅施用纖維增柔組合物為添加劑被吸收到纖維內(nèi)部足夠程度以保留濕強度機理的測量創(chuàng)造了機會，而沒有因如此吸收而對影響“棉絨”特性的纖維表面性質(zhì)造成顯著影響。
纖維增柔組合物能被有益地施用到熱薄頁紙幅上。本文所用術(shù)語“熱薄頁紙幅”是指具有相對室溫升高了的溫度的薄頁紙幅。具體地講，紙幅升高了的溫度為至少約43℃，更具體地講至少約54℃，甚至更具體地講至少約65℃。所述熱紙幅具有低的平衡水分含量，這有助于在需要紙幅的最小再干燥和在一些情況下根本不需再干燥時以最高含量添加組合物。申請者已發(fā)現(xiàn)，在造紙機械的干燥末端可將含量高達(dá)約30％的一些纖維增柔組合物加到熱薄頁紙幅上，而不必進(jìn)行紙幅的再干燥。
薄頁紙幅的水分含量與紙幅的溫度及周圍環(huán)境的相對濕度有關(guān)。本文所用術(shù)語“過干的薄頁紙幅”是指在23℃和50％相對濕度的標(biāo)準(zhǔn)測試條件下，將其水分含量干燥至低于其平衡水分含量的薄頁紙幅。處于標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的薄頁紙幅的平衡水分含量為大約7％。通過提高本領(lǐng)域已知的干燥方法(例如Yankee干燥機或通氣干燥法)的干燥溫度，可將本發(fā)明的薄頁紙幅過干燥。過干的薄頁紙幅可具有的水分含量小于約7％，更具體地講小于約6％，甚至更具體地講小于約3％。
本發(fā)明薄頁紙制品可被縮短(例如起縐)，或可供選擇地不被縮短。當(dāng)薄頁紙被干燥并起縐時，紙片中的水分含量通常小于3％。制造后，紙張通常從大氣中吸收水分。
在紙幅從干燥部件分離之后不久且在卷繞至母輥之前，將本發(fā)明纖維增柔組合物施用到過干的薄頁紙幅是有利的?？晒┻x擇地或另外地，可將組合物施用到具有稍高水分含量的干燥薄頁紙幅，前提條件是該紙幅保持低于約20％的水分，例如當(dāng)紙幅從母輥解纏繞(例如在離線轉(zhuǎn)換操作期間)時其與環(huán)境處于水分平衡。
本發(fā)明通常可適用于任何薄頁紙，該紙包括但不限于常規(guī)的氈壓制薄頁紙、圖樣致密薄頁紙和高堆積體積未壓實薄頁紙。薄頁紙可為均一或多層結(jié)構(gòu)；且由此制得的薄頁紙制品可為單層或多層結(jié)構(gòu)。薄頁紙的定量在約10g/m2和約120g/m2之間，且總密度為約0.60g/cc或更低。更具體地講，定量可低于約35g/m2；并且密度可低于約0.30g/cc。更具體地講，密度在約0.04g/cc和約0.20g/cc之間。如本文所述密度值可利用95g/cm2負(fù)荷下所做的厚度測量來計算。
本發(fā)明也設(shè)想到使用多種造紙纖維，如合成纖維或任何其它合適的纖維及它們的任意組合。適用于本發(fā)明的造紙纖維包括以木漿纖維而為人們所共知的纖維素纖維。可適用的木漿包括化學(xué)木漿，例如Kraft(牛皮紙)木漿、亞硫酸鹽木漿和硫酸鹽木漿，以及機械木漿，包括例如碎木漿、熱力學(xué)木漿以及化學(xué)改性的熱力學(xué)木漿。然而，化學(xué)木漿由于能夠賦予由此制造的面巾紙片出眾的柔軟性觸覺而可能是優(yōu)選的。也可利用衍生自落葉樹(在下文中也指“硬木”)和針葉樹(在下文中也指“軟木”)的木漿。形成纖維的特定的樹木種類并不重要?？梢詫⒂材竞蛙浤纠w維混合，或者可供選擇地以層狀沉積從而形成層狀網(wǎng)氈。為公開層狀的硬木和軟木纖維，美國專利4,300,981和美國專利3,994,771引入本文以供參考。還可應(yīng)用于本發(fā)明的是來自回收紙的纖維，其可包含任何或所有上述種類，以及其它非纖維物質(zhì)，如用于促進(jìn)初始造紙的填充劑和粘合劑。
除了各種木漿纖維以外，其它纖維素纖維，如棉絨、人造絲和甘蔗渣還可用于本發(fā)明。也可以使用合成纖維，例如聚合物纖維?？梢允褂脧椥泽w聚合物，聚丙烯，聚乙烯，聚酯，聚烯烴以及尼龍?？梢酝ㄟ^織粘工藝、熔噴工藝和其它本領(lǐng)域內(nèi)已知的方法來制造這些聚合物纖維。
雛形網(wǎng)典型地可以由造紙纖維的水分散液制得，雖然也可以使用除水以外的液態(tài)分散液。將纖維分散在稠度為約0.1％至約0.3％的載體液體中。據(jù)信本發(fā)明還可適用于潮濕的成形操作。在該操作中，纖維分散在稠度低于約50％的載體液體中。還據(jù)信本發(fā)明可適用于氣流成網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其包括包含漿液纖維、合成纖維以及它們的混合物的氣流纖網(wǎng)。
常規(guī)擠壓的薄頁紙及制備這種紙的方法是本領(lǐng)域已知的，因此本文不再舉例說明。這種紙張典型地通過將造紙配料沉積到輸送成形金屬絲(如長網(wǎng)造紙機金屬絲)上來制備。一旦配料沉積在成形金屬絲上，就可將其稱為網(wǎng)(或雛形網(wǎng))?？捎谜婵?、機械擠壓、高溫干燥或它們的任意組合將水從該網(wǎng)上除去。制備該網(wǎng)的詳細(xì)技術(shù)和典型設(shè)備是本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的。在一個典型的工藝中，用加壓的高位水箱提供低稠度的漿液配料。高位水箱具有一個開口，用于遞送漿液配料薄薄地沉積在成形金屬絲上以形成潤濕(雛形)網(wǎng)。然后通過真空脫水和進(jìn)一步的擠壓操作干燥，將該網(wǎng)典型脫水至纖維稠度在約7％和約45％之間(基于整個網(wǎng)的重量)，其中該網(wǎng)要受反向機械構(gòu)件(如圓筒形軋輥)產(chǎn)生的壓力?？衫帽绢I(lǐng)域已知的蒸汽轉(zhuǎn)筒裝置如Yankee干燥機將脫水后的纖維網(wǎng)進(jìn)一步擠壓和干燥。通過機械部件如反向圓柱體轉(zhuǎn)筒擠壓纖維網(wǎng)可在Yankee干燥機上產(chǎn)生壓力?？墒褂枚鄠€Yankee干燥機轉(zhuǎn)筒，由此可任選地在轉(zhuǎn)筒間產(chǎn)生附加壓力。形成的薄頁紙結(jié)構(gòu)在下文中稱作常規(guī)的薄頁紙結(jié)構(gòu)。由于當(dāng)纖維潮濕并隨后在壓縮狀態(tài)下干燥時，纖維網(wǎng)要經(jīng)受基本全部的機械壓力，所以這種紙片被認(rèn)為是壓實的。所得結(jié)構(gòu)強度高并通常為單一密度，但典型地具有非常低的堆積體積、吸收性和柔軟性。
未壓實的、非圖樣致密薄頁紙結(jié)構(gòu)描述于美國專利3,812,000和美國專利4,208,459中，其公開內(nèi)容引入本文以供參考。通常，未壓實的、非圖樣致密薄頁紙結(jié)構(gòu)通過下列步驟制備將造紙配料沉積于輸送成形金屬絲如長網(wǎng)造紙機金屬絲上以形成潤濕網(wǎng)，在無機械壓力下使網(wǎng)排水并除去多余水分，直至網(wǎng)具有至少80％的纖維稠度，然后使網(wǎng)起縐。通過真空脫水和熱干燥從網(wǎng)中除去水。所得結(jié)構(gòu)為一片柔軟但弱高堆積性的相對未壓實的纖維紙片?？稍谄鹂U前將粘合材料有益地施用到部分網(wǎng)上。
圖樣致密薄頁紙的特征在于，其具有多個相對高密度區(qū)和多個相對低密度區(qū)的組合，典型地以預(yù)定的非隨機圖樣分布于整個紙片。通常，低密度區(qū)包括網(wǎng)的相對高堆積體積部分(傳統(tǒng)上稱為“枕座”)，而高密度區(qū)包括網(wǎng)的相對低堆積體積部分(傳統(tǒng)上稱為“關(guān)節(jié)”)。高密度區(qū)可被離散地間隔在低密度區(qū)內(nèi)，或者可相互連接，可為全部連接(形成所謂的連續(xù)網(wǎng)絡(luò))或部分連接(形成所謂的半連續(xù)圖樣)。制備圖樣致密薄頁紙幅的方法公開于美國專利3,301,746、3,974,025、4,191,609和4,637,859中，其公開內(nèi)容引入本文以供參考。
用于生產(chǎn)圖樣致密薄頁紙的通氣干燥法的一個示例性實施方案(示意性地示于圖4中)包括以下步驟。首先，提供多根包含短效濕強度組合物的纖維501，并將其沉積在本發(fā)明的造型帶20上。還能夠以濕纖維網(wǎng)(未示出)的形式提供多根纖維。來自高位水箱15的纖維質(zhì)配料501可沉積在成形金屬絲16上，如輸送長網(wǎng)造紙機金屬絲。纖維增柔組合物可作為部分纖維質(zhì)配料加入高位水箱15中，并與之混合?？晒┻x擇地，組合物可被加至在成形金屬絲16上形成的雛形網(wǎng)上。將雛形網(wǎng)脫水并傳送到流體可滲透的造型帶20上，該造型帶以環(huán)帶形式示在圖4中，在輥19a、19b、19k、19c、19d、19e和19f周圍移動，移動方向用方向箭頭“B”示意表示。造型帶20肉眼觀察為單平面，這意味著當(dāng)該帶被設(shè)置在平表面上時，其總體上形成基本單平表面。該造型帶在其上具有偏轉(zhuǎn)部分，即，在流體壓差和/或機械壓力的影響下雛形網(wǎng)的纖維偏轉(zhuǎn)至其上的部分。
包括纖維501的雛形網(wǎng)可通過真空撿拾器仿型滑腳18a從成形金屬絲16傳送至造型帶20?？晒┻x擇地或另外地，可將直接(未示出)來自高位水箱或其它部件的多根纖維或纖維漿液沉積在造型帶20上。
當(dāng)在造型帶20上時，部分纖維501偏轉(zhuǎn)進(jìn)入造型帶20的偏轉(zhuǎn)部分，從而使得一些偏轉(zhuǎn)纖維或其一部分被設(shè)置在造型帶20的偏轉(zhuǎn)管25(圖5至8)內(nèi)。圖5至8所示的造型帶20具有網(wǎng)面21和背面22，并包括加強部件29(典型地由交織紗形成)和以非隨機圖樣連接到其上的樹脂部件26。將造紙纖維沉積在造型帶20的網(wǎng)面21上。帶20的背面22與網(wǎng)面21相對并在加工過程中接觸造紙設(shè)備。樹脂部件26的圖樣為基本連續(xù)(如圖5所示)、基本半連續(xù)(圖7)或基本離散(圖8)。因此，偏轉(zhuǎn)管的圖樣相應(yīng)地為基本離散(圖5)、基本半連續(xù)(圖7)和基本連續(xù)(圖8)。包括加強部件和樹脂框架通氣干燥法造型帶和/或利用這些帶制備的纖維網(wǎng)是本領(lǐng)域熟知的，并描述于例如下面普通轉(zhuǎn)讓的美國專利中，為教給本領(lǐng)域技術(shù)人員造型帶的各種結(jié)構(gòu)及使用這些帶制備的纖維結(jié)構(gòu)，這些專利的公開內(nèi)容引入本文以供參考。專利有美國專利4,514,345、4,528,239、4,529,480、4,637,859、5,098,522、5,245,025、5,260,171、5,275,700、5,328,565、5,334,289、5,431,786、5,496,624、5,500,277、5,514,523、5,527,428、5,554,467、5,566,724、5,624,790、5,628,876、5,679,222、5,714,041、5,900,122和5,948,210。
取決于方法，可單獨或聯(lián)合利用機械壓力以及流體壓差將纖維或其一部分偏轉(zhuǎn)進(jìn)入造型帶20的偏轉(zhuǎn)管25內(nèi)。例如，在圖4所示的通氣干燥法中，真空裝置18b將流體壓差施加到設(shè)置在造型帶20上的雛形網(wǎng)上，從而將纖維或其一部分偏轉(zhuǎn)進(jìn)入造型帶20的偏轉(zhuǎn)管25內(nèi)。由于另一個真空裝置18c施加附加真空壓力，偏轉(zhuǎn)過程可被繼續(xù)以進(jìn)一步將纖維偏轉(zhuǎn)進(jìn)入造型帶20的偏轉(zhuǎn)管25內(nèi)。將一部分偏轉(zhuǎn)纖維設(shè)置在造型帶的偏轉(zhuǎn)管內(nèi)，該管延伸在帶20的網(wǎng)面21與背面22之間。
可通過利用公開于普通轉(zhuǎn)讓美國專利5,893,965中的方法來有利地實現(xiàn)將纖維偏轉(zhuǎn)進(jìn)入造型帶20的偏轉(zhuǎn)管內(nèi)的步驟，其公開內(nèi)容引入本文以供參考。如本方法所述，用柔韌材料板(未示出)覆蓋設(shè)置在造型帶上的網(wǎng)，從而將網(wǎng)設(shè)置在材料板與造型帶中間。材料板的空氣滲透性比造型帶低。在一個實施方案中，該材料板是不能透過空氣的。向該材料板上施加流體壓差將導(dǎo)致至少一部分材料板向造型帶偏轉(zhuǎn)，并且因此使至少一部分網(wǎng)偏轉(zhuǎn)進(jìn)入該造紙帶的導(dǎo)管內(nèi)?？蓪⑴c造型帶20連在一起的部分形成的纖維結(jié)構(gòu)從該造型帶上分開，從而形成本發(fā)明的纖維結(jié)構(gòu)500。
該方法還可以包括對著加壓表面(如Yankee干燥轉(zhuǎn)筒28的表面)壓印其內(nèi)具有網(wǎng)的造型帶20的步驟，從而增加選擇的部分網(wǎng)的密度。然后，基于密度，所得纖維結(jié)構(gòu)可包括至少兩種多個微區(qū)具有相對高密度的第一種多個微區(qū)110(圖1至3)，和包括纖維枕座的第二種多個微區(qū)120(圖1至3)，其從第一種多個微區(qū)延伸出并具有相對低密度。在一些實施方案中，所得網(wǎng)可具有鄰近至少第一種多個微區(qū)和第二種多個微區(qū)之一的第三種多個微區(qū)(未示出)，并相對于第一種多個微區(qū)的相對高密度和第二種多個微區(qū)的相對低密度而言，具有中間密度。
可將本發(fā)明纖維增柔組合物施用到縮短的以及未縮短的薄頁紙上?？s短可包括起縐和/或微收縮。本文所用縮短是指網(wǎng)長度的減少，當(dāng)將能量以減少網(wǎng)長度的方式施加到網(wǎng)上并伴隨一些纖維-纖維鍵的破壞而使網(wǎng)中的纖維重新排列時，就會發(fā)生網(wǎng)長度的減少?？赏ㄟ^幾種熟知的方法中的任何一種來實現(xiàn)縮短。最普通并優(yōu)選的方法是起縐。在起縐操作中，將網(wǎng)粘附到表面上然后用刮粉刀從表面上除去。網(wǎng)通常粘附的表面還作為干燥表面起作用，典型地為Yankee干燥機轉(zhuǎn)筒的表面。通常，只將網(wǎng)的第一部分直接粘附到Y(jié)ankee干燥機轉(zhuǎn)筒的表面上，該部分與干燥帶的網(wǎng)面表面相連。網(wǎng)的第一部分的圖樣及其相對于刮粉刀16的方向?qū)⒅饕獩Q定賦予成品紙幅的起縐程度和特征。還可將網(wǎng)潤濕微收縮，如引入本文以供參考的普通轉(zhuǎn)讓美國專利4,440,597中所公開。
本文所用術(shù)語“無皺薄頁紙”是指完全通過非壓縮方法干燥的薄頁紙。為生產(chǎn)無皺薄頁紙幅，可將雛形網(wǎng)從放置該網(wǎng)的輸送成形載體傳遞到緩慢移動的、高纖維支持的傳送纖維載體上。然后將該網(wǎng)傳送到一種干燥織物上，在其上將網(wǎng)干燥到最終干燥度。
生產(chǎn)無皺薄頁紙的技術(shù)是已知的。實施例包括批準(zhǔn)于2000年9月13日的歐洲專利申請0 677 612 B1，批準(zhǔn)于1997年8月13日的歐洲專利申請0 617 164 B1，和美國專利5,656,132。為示出各種代表性的無皺紙結(jié)構(gòu)及制備它們的方法的一些實施例，上述文獻(xiàn)的公開內(nèi)容引入本文以供參考。
本發(fā)明適用于具有短效濕強度性質(zhì)的薄頁紙制品，即該濕強度的特征在于當(dāng)停滯在水中時部分或全部初始強度的衰減。具體地講，本發(fā)明薄頁紙制品對于每g/m2的定量具有至少約0.5g/in(19.69g/m)的初始濕拉伸強度，即19.69m濕斷裂長度。更具體地講，初始濕拉伸強度將為至少約40m濕斷裂長度，甚至更具體地講，初始濕拉伸強度將為至少約80m濕斷裂長度。本文將短效濕強度定義為處于潤濕30分鐘所損耗的濕拉伸強度的百分比。本發(fā)明薄頁紙制品具有至少約10％的短效濕強度，更具體地講至少約30％，還更具體地講至少約60％。
賦予短效濕強度的一個方法是提供形成酸催化的半縮醛，其可通過在造紙纖維上或者在用于造紙纖維的粘合添加劑內(nèi)引入酮或更具體地講引入醛官能團而形成。已發(fā)現(xiàn)尤其適用于賦予這種形式的短效濕強度的一種粘合劑材料是Parez 750，由Cytec of Stamford，CT提供。
還可使用其它添加劑以增加這種濕強度機理。給予短效濕強度的技術(shù)是本領(lǐng)域熟知的。為示出給予網(wǎng)短效濕強度的方法，引入本文以供參考的示例性技術(shù)包括以下的美國專利5,690,790、5,656,746、5,723,022、4,981,557、5,008,344、5,085,736i、5,760,212、4,605,702、6,228,126、4,079,043、4,035,229、4,079,044和6,127,593。
盡管半縮醛形成機理是產(chǎn)生臨時濕強度的一種合適的技術(shù)，但還有其它方法，例如提供給紙片一種粘合劑機理，其在干燥或稍微潤濕條件下比在抽水馬桶中或在隨后的下水道系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)中將經(jīng)歷的高度稀釋條件下更有活性。這種方法已主要用于在稍微潮濕或潤濕條件下遞送隨后在高度稀釋條件下處理的紙幅制品。為示出實現(xiàn)這種功能的示例性體系，將下列參考文獻(xiàn)引入本文以供參考，并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易認(rèn)識到可將這些體系施用到本發(fā)明的網(wǎng)上，該網(wǎng)通常被提供的水分含量比描述于其內(nèi)的那些更低。參考文獻(xiàn)包括美國專利4,537,807、4,419,403、4,309,469和4,362,781。
適于本發(fā)明薄頁紙制品的纖維增柔組合物選自濕潤劑和增塑劑。可施用到本發(fā)明薄頁紙上的這類濕潤劑可用多種機理保持水分。具有可接受的水分保持性質(zhì)的任何材料都是合適的。這些可包括，但不限于，具有羥基的有機化合物例如甘油、季戊四醇、糖(包括某些單糖、二糖和較高的低聚物如存在于淀粉水解產(chǎn)物內(nèi)的如高果糖玉米糖漿)、糖醇如山梨醇和甘露糖醇、及溶解性鹽如氯化鈣和乳酸鈉。濕潤劑在21℃(70°F)時的蒸氣壓低于0.1mm Hg。濕潤劑的重均分子量小于約1000。
如果我們考慮代表具有相對分子質(zhì)量(Mi)的分子的重量分?jǐn)?shù)(wi)的一個簡單分子量分布，有可能定義幾種有用的平均值。在特定尺寸(Mi)的分子數(shù)(Ni)基礎(chǔ)上進(jìn)行平均可得到數(shù)均分子量M‾n=ΣNiMiΣNi]]>這種定義的結(jié)果之一是用克表示的數(shù)均分子量包含阿伏伽德羅(Avogadro)常數(shù)個分子。分子量的這種定義與單分散性分子種類(即，具有相同分子量的分子)的定義一致。更重要的是認(rèn)識到如果能用某種方法測定給定質(zhì)量的多分散聚合物內(nèi)的分子數(shù)，則可容易地計算出Mn。這是依數(shù)性測量的基礎(chǔ)。
在給定質(zhì)量(Mi)的分子的重量分?jǐn)?shù)(Wi)基礎(chǔ)上平均引出重均分子量的定義。
M‾w=ΣWiMiΣWi=ΣNiMi2ΣNiMi]]>Mw是比Mn更有用的用于表示聚合物分子量的手段，因為其更精確地反映了如溶融液或溶液粘度性質(zhì)及聚合物的力學(xué)性能，因此用于本發(fā)明中。
本文所用術(shù)語“增塑劑”是指能夠被吸收到纖維內(nèi)部并賦予其更強的柔韌性的物質(zhì)。增塑劑的以下描述參考具體的標(biāo)準(zhǔn)。可將任何具有鍵合到氧或氮上的氫原子的低分子量(即重均分子量小于約1000)化合物分類為增塑劑，前提條件是按所述增塑劑的重量計，包括這種氫原子的總質(zhì)量至少約1％，并且所述增塑劑在21℃(70°F)時的蒸氣壓低于約13.3Pa(0.1mm Hg)。實施例包括脲及低吸水的單糖、二糖和低聚糖(包括右旋糖和蔗糖)。還可作為增塑劑被包括的有乙氧基化和丙氧基化化合物，前提條件是增塑分子的烷氧基化部分按重量計為至少25％，并且還需滿足分子量最高為1000和21℃(70°F)時的蒸氣壓低于約13.3Pa(0.1mmHg)。實施例為聚乙二醇和聚丙二醇。增塑劑還包括同類碳酸烷基酯，其分子量小于約1000并且21℃(70°F)時的蒸氣壓低于13.3Pa(0.1mmHg)，尤其包括碳酸亞乙酯和碳酸異丙烯酯。可能的增塑劑的其它實施例包括脲衍生物、某些保持較低水分的糖(如右旋糖和蔗糖)、糖醇的酸酐(如脫水山梨糖醇)、動物蛋白(如明膠)、植物蛋白(如大豆、棉籽和向日葵蛋白)、烷基乙二醇和烷氧基化乙二醇化合物(包括聚乙二醇、聚丙二醇)和共聚物(如具有以下結(jié)構(gòu)的聚氧乙烯/聚氧丙烯)HO-(CH2-CH2-O)x(CHCH3-CH2O)y-(CH2CH2-O)z-OH其中x值的范圍為約2至約40，y值的范圍為約10至約50，z值的范圍為約2至約40，并且更具體地講x和z具有相同的值。這些共聚物以商品名Pluronic購自BASF Corp.，Parsippany，NJ。
施用到網(wǎng)上的纖維增柔組合物的量大于約3％，更具體地講大于約5％，甚至更具體地講大于約10％。纖維增柔組合物的量應(yīng)小于約50％，更具體地講小于約30％，甚至更具體地講小于約20％。
只要與纖維增柔組合物的化學(xué)性質(zhì)相容且不會顯著和負(fù)面地影響本發(fā)明的柔軟性或強度性質(zhì)，其它任選物質(zhì)也可以添加到含水的造紙配料、雛形紙幅或成品紙幅中，以賦予產(chǎn)品其它所需的特征或改進(jìn)造紙方法。雖然特別地包括下列物質(zhì)，但是對其的包括并不是包括一切的。其它物質(zhì)只要不妨礙或削弱本發(fā)明的優(yōu)點，就也可包括在其中。當(dāng)含水的造紙配料遞送到造紙過程時，通常向造紙過程中添加陽離子電荷偏置劑，以控制其zeta電勢。使用這些物質(zhì)是因為大多數(shù)固體在本質(zhì)上具有負(fù)的表面電荷，包括纖維素纖維和細(xì)纖維絲及大部分無機填充劑的表面。傳統(tǒng)上使用的一種陽離子電荷偏置劑是明礬。另外，可通過使用相對低分子量的陽離子合成聚合物進(jìn)行電荷偏置，具體地講為分子量不超過約500,000的那些，更具體地講不超過約200,000，或者甚至不超過約100,000。這些低分子量的陽離子合成聚合物的電荷密度相對較高。這些電荷密度的范圍為約4至約8當(dāng)量氮陽離子每千克聚合物。一種示例性物質(zhì)是Alcofix 159，為Ciba Geigy，Inc.(總部設(shè)在Basel，Switzerland)的產(chǎn)品。這種物質(zhì)的使用特別包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
本領(lǐng)域提出了使用高表面積、高陰離子電荷的微粒以達(dá)到改善成型、排水、強度以及保持力的目的。美國專利5,221,435的公開內(nèi)容引入本文以供參考。用于這種目的常見物質(zhì)包括，但不限于，二氧化硅膠體或膨潤土粘土。
如果需要持久濕強度的某個測量，可將包括聚酰胺-環(huán)氧氯丙烷、聚丙烯酰胺、苯乙烯-丁二烯晶格、不溶性的聚乙烯醇、脲-甲醛、聚乙烯亞胺、脫乙酰殼多糖聚合物以及它們的混合物的化學(xué)物質(zhì)加入到造紙配料中或雛形網(wǎng)上。此類樹脂包括，但不限于，陽離子濕強度樹脂，如聚酰胺-環(huán)氧氯丙烷樹脂。合適類型的此類樹脂描述于美國專利3,700,623和3,772,076中，兩者的公開內(nèi)容均特此引入以供參考。適用的聚酰胺-環(huán)氧氯丙烷樹脂的一個商業(yè)來源是Hercules，Inc.，Wilmington，Delaware，該公司以商品名Kymene 557H銷售此類樹脂。
如果需要增強的吸收性，可使用表面活性劑以處理本發(fā)明的薄頁紙幅。如果使用表面活性劑，基于薄頁紙幅的干纖維重，其含量按重量計為約0.01％至約2.0％。表面活性劑可有利地具有八個或更多個碳原子的烷基鏈。示例性陰離子表面活性劑包括直鏈烷基磺酸鹽和烷基苯磺酸鹽。示例性非離子表面活性劑包括烷基葡萄糖苷，其包括烷基葡萄糖苷酯例如Crodesta SL-40，購自Croda，Inc.(New York，NY)；烷基葡萄糖苷醚如1977年3月8日公布的授予Langdon等人的美國專利4,011,389中所描述；和烷基聚乙氧基化酯例如Pegosperse 200 ML，購自Glyco Chemicals，Inc.(Greenwich，CT)及IGEPAL RC-520，購自Rhone Poulenc Corporation(Cranbury，NJ)?？晒┻x擇地，具有高不飽和度(單和/或多)和/或支鏈烷基的陽離子軟化劑活性成分可明顯增強吸收性。
本發(fā)明還特別包括一些變化，其中化學(xué)軟化組合物可作為造紙過程的一部分被加入到部分配料制備中或隨后的紙幅形成中。例如，化學(xué)軟化組合物可通過潤濕末端添加而包括在內(nèi)。合適的化學(xué)軟化組合物包括季銨化合物，其包括，但不限于熟知的二烷基二甲基銨鹽(例如，二牛油基二甲基氯化銨、二牛油基二甲基甲酯硫酸銨、二(氫化牛油)二甲基氯化銨等)。這些軟化組合物尤其合適的變體包括前面提到的二烷基二甲基銨鹽及季銨酯的單酯或二酯變體，該季銨酯是由脂肪酸與甲基二乙醇胺和/或甲基三乙醇胺反應(yīng)，隨后與甲基氯化物或二甲基硫酸鹽季銨化制得的。另一類造紙?zhí)砑拥幕瘜W(xué)軟化組合物包含熟知的有機-反應(yīng)性的聚二甲基硅氧烷成分，包括氨基功能化的聚二甲基硅氧烷。這些可以被潤濕末端添加或表面施加。在表面施加化學(xué)軟化劑領(lǐng)域引入本文以供參考的其它適用技術(shù)包括美國專利6,179,961、5,814,188、6,162,329，以及以Vinson等人的名義申請的申請WO0022231A1。填充劑物質(zhì)也可混入到本發(fā)明的薄頁紙中。引入本文以供參考的美國專利5,611,890公開了可接受作為本發(fā)明底物的填充薄頁紙制品。上述任選化學(xué)添加劑在本質(zhì)上規(guī)定為僅為示例性的，并不意味是對本發(fā)明范圍的限制。
如本發(fā)明所述，可將纖維增柔組合物施用到處于干燥條件下的紙幅上。術(shù)語“干燥狀況”是指狀態(tài)，而“干燥紙幅”是指紙幅本身，兩者在本文都定義為具有小于約20％，更具體地講小于約10％，甚至更具體地講小于約3％的低水分含量。因此本文所用“干燥薄頁紙幅”包括兩種紙幅，即被干燥到水分含量小于其平衡水分含量的紙幅(所謂的“過干紙幅”)和具有低水分保持含量(具體地講高到幾乎約20％的水分)的紙幅。
在一個實施方案中，本發(fā)明的纖維增柔組合物可在薄頁紙幅被干燥和起縐后施用，并且更具體地講，是指當(dāng)紙幅仍在升高了的溫度下時(圖4，參考數(shù)字為50)?？稍诩埛痪砝@至母輥之前將軟化組合物施用到干燥和起縐的紙幅上。因此，在紙幅起縐后且紙幅穿過控制厚度的壓光輥(未示出)后，將軟化組合物施用到熱的、過干的紙幅。盡管可將該組合物施用到薄頁紙的一面或兩面，但有利地是只將組合物施用到紙幅的不與壓光輥和卷紙機之間的任何輥接觸的那一面。
可將纖維增柔組合物有利地以均勻的方式施用到紙幅上，使得基本上整個紙幅表面得益于該組合物的效果。施用到熱紙幅后，本組合物最少部分的揮發(fā)性組分蒸發(fā)掉。由于該組合物包括最大含量的非揮發(fā)性物質(zhì)，因此存在于該組合物中的任何水分變成用該組合物處理過的薄頁紙的新平衡水分含量的一部分。
宏觀上均勻施用軟化組合物至紙幅的一種方法是噴霧法。已發(fā)現(xiàn)噴霧法是經(jīng)濟的，并且可精確地控制組合物的數(shù)量和分布。在紙幅被卷繞至母輥之前，將分散的組合物施用到干燥的、起縐的薄頁紙幅上。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到應(yīng)對噴霧進(jìn)行控制以實現(xiàn)最大可能的分配，即小的小滴尺寸，其要受傳遞效率的限制。一種可接受的噴霧體系是使用ITW DynatecUFD噴嘴，由Illinois Tool Works，Glenview，IL提供。一種合適的噴嘴模型有五個流體孔口，每個尺寸為0.46mm×0.51mm。將5個流體孔口的中心定向直接垂直于薄頁紙幅的通道，同時外面的孔口相對于垂直面成15度角，并且兩個中間的噴嘴相對于垂直面成7.5度角。每個流體孔口具有位于其任一側(cè)的相連的空氣孔口，對總共10個空氣孔口，每個大小為0.51mm×0.51mm。流體孔口延伸出噴嘴的下表面0.5cm。噴嘴被間隔開分別約5cm，并且當(dāng)處理薄頁紙幅時噴嘴位于其上約5cm。使用足以產(chǎn)生均勻霧狀噴射的空氣壓力。
下面的實施例舉例說明了如本發(fā)明所述的薄頁紙的制備。該實施例示范了包括如本發(fā)明所述的纖維增柔組合物的分層薄頁紙幅的制備。組合物施用到紙幅的一面并將紙幅組合成兩層衛(wèi)生紙制品。使用中試規(guī)模的長網(wǎng)造紙機制備薄頁紙。
使用常規(guī)的二次制漿機制成約3％稠度的NSK含水漿液并通過朝向長網(wǎng)造紙機高位水箱的母管。
為了賦予成品臨時的濕強度，制備了Parez 750的1％分散體，并以基于NSK纖維干重，足以遞送0.3％ Parez 750的速度加至NSK母管。通過將處理過的漿液經(jīng)過在線攪拌器，短暫濕強度樹脂的吸收性得以增強。
使用常規(guī)的二次制漿機制成按重量計約3％的桉樹纖維含水漿液。運送桉樹纖維的母管用陽離子淀粉RediBOND 5320處理，基于淀粉干重及所得起縐薄頁紙制品的成品的干重，所述陽離子淀粉以在水中2％的分散體和0.15％的速度遞送。通過將所得混合物經(jīng)過在線攪拌器，陽離子淀粉的吸收性得以改進(jìn)。為了賦予成品臨時的濕強度及減少薄頁紙表面的污染度或起棉絨性，制備了Parez 750的1％分散體，并以基于桉樹纖維干重，足以遞送0.375％ Parez 750的速度加至桉樹母管。通過將處理過的漿液經(jīng)過在線攪拌器，短暫濕強度樹脂的吸收性得以增強。
然后在風(fēng)扇式泵入口，將NSK纖維用白水稀釋至基于NSK纖維漿液總重約0.15％的稠度。同樣，在風(fēng)扇式泵入口將桉樹纖維用白水稀釋至基于桉樹纖維漿液總重約0.15％的稠度。桉樹漿液與NSK漿液都被引入分層的高位水箱，其能夠在漿液沉積于長網(wǎng)造紙機的成形織物前保持漿液為分開的流股。
造紙機具有分層的高位水箱，其具有頂室、中心室和底室。泵送桉樹纖維漿液通過高位水箱的頂室和底室，同時泵送NSK纖維漿液通過高位水箱的中心室，并以重疊關(guān)系遞送至長網(wǎng)造紙機金屬絲上以在其上形成三層的雛形網(wǎng)，其中約70％由桉樹纖維組成和約30％由NSK纖維組成。在偏轉(zhuǎn)器和真空箱的幫助下，通過長網(wǎng)造紙機金屬絲進(jìn)行脫水。長網(wǎng)造紙機金屬絲為5梭口、緞紋編織構(gòu)型，其每厘米分別具有34個縱向單絲和30個橫向單絲(每英寸分別具有87個縱向單絲和76個橫向單絲)。
將雛形潤濕網(wǎng)從長網(wǎng)造紙機金屬絲傳送到圖樣干燥織物上，傳送時纖維稠度為約15％。設(shè)計干燥織物產(chǎn)生圖樣致密薄頁紙，其不連續(xù)的低密度偏離區(qū)域排列于高密度(關(guān)節(jié))區(qū)域的連續(xù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。干燥織物是通過將不能透過的樹脂表面澆鑄在支持織物的纖維網(wǎng)上形成的。支持織物為每厘米雙層網(wǎng)18×20根長絲(每英寸雙層網(wǎng)45×52根長絲)。樹脂鑄件的厚度是支持織物之上約10mm。關(guān)節(jié)區(qū)域為約40％，敞開單元保持頻率為約14/cm2(90每平方英寸)。
把雛形潤濕網(wǎng)從長網(wǎng)造紙機金屬絲傳送到圖樣干燥織物上，傳送時纖維稠度為約15％。設(shè)計干燥織物產(chǎn)生圖樣致密薄頁紙，其不連續(xù)的低密度偏離區(qū)域排列于高密度(關(guān)節(jié))區(qū)域的連續(xù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。干燥織物是通過將不能透過的樹脂表面澆鑄在支持織物的纖維網(wǎng)上形成的。支持織物為每厘米雙層網(wǎng)18×20根長絲(每英寸雙層網(wǎng)45×52根長絲)。樹脂鑄件的厚度是支持織物之上約10mm。關(guān)節(jié)區(qū)域為約40％，敞開單元保持頻率為約12/cm2(78每平方英寸)。
進(jìn)一步地脫水是通過真空幫助排水直至網(wǎng)具有的纖維稠度為約30％來實現(xiàn)的。
當(dāng)保持與圖樣形成織物接觸時，通過鼓風(fēng)經(jīng)過預(yù)干室對圖樣紙幅預(yù)干燥至按重量計纖維稠度為約65％。然后將半干紙幅傳送至Yankee干燥機并用包含0.125％聚乙烯醇水溶液的噴射起縐粘合劑將其粘附在Yankee干燥機的表面。起縐粘合劑以基于紙幅干重0.1％粘合劑固體速度遞送至Yankee表面。在用刮粉刀使紙幅從Yankee干燥起縐之前，纖維稠度增加至約98％。
刮粉刀的斜角為約25度并且與Yankee干燥機相關(guān)放置以提供碰撞角度為約81度。Yankee干燥機的運轉(zhuǎn)在溫度為約177℃(350°F)且速度為約244米每分鐘(約800fpm(英尺每分鐘))條件下進(jìn)行。利用表面速度為約199.9m/分鐘(656英尺每分鐘)的表面?zhèn)鲃泳砑垯C轉(zhuǎn)筒將紙張卷繞至輥內(nèi)。
在刮粉刀與卷紙機(其位置使紙幅基本水平)的自由跨距內(nèi)，包括間隔開的ITW Dynatec UFD噴嘴(由Illinois Tool Works，Glenview，IL制造)的施用裝置被安置在紙幅之上約5cm處終止的點上。每個噴嘴有五個流體孔口，尺寸為0.46mm×0.51mm。將五個流體孔口的中心定向直接垂直于薄頁紙幅的通道，同時外面的孔口相對于垂直面成15度角，并且兩個中間的噴嘴相對于垂直面成7.5度角。每個流體孔口具有位于其任一側(cè)的相連的空氣孔口，對總共十個空氣孔口，其每個尺寸為0.51mm×0.51mm。流體孔口延伸出噴嘴的下表面0.5cm。噴嘴被間隔開分別約5cm，并且當(dāng)處理薄頁紙幅時噴嘴位于其上約5cm。將流體引入紙幅以遞送按重量計約15％的纖維增柔組合物。約103kPa(15psi)的空氣壓力足以產(chǎn)生均勻霧狀的噴射。
纖維增柔組合物包含列于下表的物質(zhì)

隨后將紙張轉(zhuǎn)化為定量約34g/m2的單層衛(wèi)生紙。其具有約15.8g/cm的濕拉伸強度和約50％的短效濕強度。其具有約15％的纖維增柔組合物，是一種軟的、低棉絨的衛(wèi)生紙制品。
測試方法濕拉伸強度和短效濕強度本文定義的濕強度是用描述于ASTM D829-97中用于紙和紙制品的濕拉伸斷裂強度的方法測定，具體講是用方法11.2“Test Method B-Finch Procedure”。短效濕強度定義為當(dāng)按前面提到的方法飽和后立即測量時與記錄拉伸量度前在浸泡條件下在Finch Cup中停滯30分鐘時測量的相比，濕拉伸強度的損耗。更具體地講，短效濕強度定義為飽和后立即測量時濕拉伸強度損耗的百分比。
權(quán)利要求
1.一種包含纖維素纖維的薄頁紙制品，所述薄頁紙制品具有至少10％，并優(yōu)選至少20％的短效濕強度，并包含至少3％的纖維增柔組合物。
2.如權(quán)利要求1所述的薄頁紙制品，其中所述短效濕強度由半縮醛功能性交聯(lián)產(chǎn)生。
3.如前述任一項權(quán)利要求所述的薄頁紙制品，其中所述纖維增柔組合物包含潤濕劑，優(yōu)選選自氯化鈣；乳酸及其鹽，高果糖玉米糖漿，甘油，甘油三乙酸酯，山梨醇，麥芽糖醇，甘露糖醇，丙二醇以及它們的任意組合。
4.如前述任一項權(quán)利要求所述的薄頁紙制品，其中所述纖維增柔組合物包含增塑劑，優(yōu)選選自脲、烷氧基化二元醇、右旋糖、蔗糖、碳酸亞乙酯、碳酸異丙烯酯以及它們的任意組合。
5.如前述任一項權(quán)利要求所述的薄頁紙制品，其中所述薄頁紙制品包括差分密度紙，所述差分密度紙包括多個高密度微區(qū)和多個低密度微區(qū)，其中所述多個高密度微區(qū)的圖樣選自基本連續(xù)網(wǎng)絡(luò)圖樣、基本半連續(xù)圖樣和多個離散區(qū)域。
6.一種制備如權(quán)利要求1所述的薄頁紙制品的方法，所述方法包括以下步驟a.提供多根包含短效濕強度劑的纖維素纖維；b.形成所述纖維素纖維的網(wǎng)；c.干燥所述網(wǎng)至水分含量少于約5％；和d.將纖維增柔組合物沉積到所述網(wǎng)的表面上。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中形成所述纖維素纖維的網(wǎng)的步驟包括以下步驟(a)提供成形帶；(b)將所述多根包含短效濕強度劑的纖維素纖維沉積到所述成形帶上，并在所述成形帶上形成所述纖維素纖維的雛形網(wǎng)；(c)提供肉眼觀察為單平面的造型帶，所述造型帶具有網(wǎng)面、與網(wǎng)面相對的背面以及多個在所述網(wǎng)面和所述背面之間延伸的偏轉(zhuǎn)管，并被設(shè)計成在那里容納部分所述纖維素纖維；(d)將所述雛形網(wǎng)從所述成形帶傳送至所述造型帶的網(wǎng)面；(e)將所述部分雛形網(wǎng)偏轉(zhuǎn)進(jìn)入所述造型帶的偏轉(zhuǎn)管內(nèi)；(f)對著所述造型帶的網(wǎng)面壓印所述雛形網(wǎng)；和(g)干燥所述雛形網(wǎng)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中將所述纖維偏轉(zhuǎn)進(jìn)入所述造型帶的偏轉(zhuǎn)管內(nèi)的步驟包括將流體壓差施加到設(shè)置在所述造型帶上的多根纖維上。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中壓印所述雛形網(wǎng)并干燥所述雛形網(wǎng)的步驟包括在所述造型帶和干燥轉(zhuǎn)筒表面之間擠壓所述雛形網(wǎng)。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其中將纖維增柔組合物沉積到所述網(wǎng)表面上的步驟包括噴射所述纖維增柔組合物、印刷所述纖維增柔組合物、擠出所述纖維增柔組合物，或它們的任意組合。
全文摘要
一種包含纖維素纖維并具有至少10％的短效濕強度和至少約3％的纖維增柔組合物的薄頁紙制品?？赏ㄟ^加入粘合劑來產(chǎn)生短效濕強度，該粘合劑可促進(jìn)酸催化半縮醛功能性纖維間交聯(lián)的形成。纖維增柔組合物可包含濕潤劑或增塑劑。濕潤劑可選自氯化鈣、乳酸及其鹽、高果糖玉米糖漿、甘油、甘油三乙酸酯、山梨醇、麥芽糖醇、甘露糖醇、丙二醇以及它們的任意組合。增塑劑可選自脲、烷氧基化二元醇、右旋糖、蔗糖、碳酸亞乙酯、碳酸異丙烯酯以及它們的任意組合。
文檔編號D21H19/44GK1714203SQ200380103707
公開日2005年12月28日 申請日期2003年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月22日
發(fā)明者肯尼思·道格拉斯·文森, 保羅·約瑟夫·科法羅 申請人:寶潔公司