專利名稱：具有暫時(shí)濕強(qiáng)度的柔軟薄頁(yè)紙的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有暫時(shí)濕強(qiáng)度的紙產(chǎn)品。本發(fā)明尤其涉及具有所需柔軟性、具有暫時(shí)濕強(qiáng)度的紙產(chǎn)品，與此同時(shí)，當(dāng)暴露至常規(guī)污水體系中時(shí)，該產(chǎn)品擁有迅速分散的能力。
背景技術(shù)：
紙幅或紙頁(yè)，有時(shí)稱之為薄頁(yè)紙或薄頁(yè)紙幅或紙頁(yè)在現(xiàn)代社會(huì)中有著廣泛的用途。所述這些產(chǎn)品包括如毛巾紙，搽面紙和衛(wèi)生紙這樣的主要產(chǎn)品。這些紙產(chǎn)品可具有各種希望的性能，包括濕強(qiáng)度和干強(qiáng)度，柔軟度以及抗掉毛性。
強(qiáng)度是產(chǎn)品以及其組成紙幅維持物理完整性并且在使用條件下，特別是在濕態(tài)時(shí)耐撕裂、耐破和耐剪切的能力。
柔軟度是消費(fèi)者握住一特定的產(chǎn)品，將其對(duì)著皮膚摩擦，或在其手中揉搓所感受到的觸覺(jué)。該觸覺(jué)是由若干物理性能的組合所提供的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常認(rèn)為有關(guān)柔軟度的重要的物理性能是制備所述產(chǎn)品的紙幅的挺度，表面平滑度和潤(rùn)滑性。挺度通常又被認(rèn)為直接與紙幅的干強(qiáng)度和構(gòu)成紙幅的纖維的挺度有關(guān)。特別是，當(dāng)干強(qiáng)度增加時(shí)，柔軟度將降低。
抗掉毛性是纖維產(chǎn)品，以及其組成紙幅在使用條件下粘結(jié)至一起的能力；所述使用條件包括濕態(tài)時(shí)。換句話說(shuō)，抗掉毛性越高，紙幅掉毛的傾向?qū)⒃降汀?br> 紙產(chǎn)品的干強(qiáng)度應(yīng)足以能夠制備該產(chǎn)品，以及在相對(duì)干燥的條件使用該產(chǎn)品。可以借助機(jī)械處理以便保證在相鄰造紙纖維的羥基之間形成足夠的氫鍵，或者借助使用某些干強(qiáng)度添加劑，來(lái)增加干強(qiáng)度。所述的干強(qiáng)度添加劑通常是天然或合成的聚合物。舉例性的干強(qiáng)度添加劑包括淀粉和淀粉衍生物、聚乙烯醇以及聚丙烯酰胺。
濕強(qiáng)度是使用時(shí)與含水液體接觸的許多一次性紙產(chǎn)品的理想特征，所述產(chǎn)品如餐巾紙，毛巾紙，家用薄頁(yè)紙，一次性醫(yī)用服裝等。特別是，經(jīng)常希望所述的紙產(chǎn)品具有足夠的濕強(qiáng)度，以便保證其在潮濕或潤(rùn)濕條件下的使用。例如，濕潤(rùn)的薄頁(yè)紙或毛巾紙可以用來(lái)清潔身體等。不幸的是，當(dāng)用水飽和未經(jīng)處理的纖維素纖維集合物時(shí)，通常將損失其強(qiáng)度的95％至97％，因此，在濕潤(rùn)或潮濕的條件下，所述未處理集合物通常將無(wú)法使用。
傳統(tǒng)上，給紙產(chǎn)品提供濕強(qiáng)度的一種方法是將添加劑摻入紙產(chǎn)品中，所述添加劑將有助于形成不會(huì)斷開(kāi)的纖維間鍵，或者對(duì)于暫時(shí)濕強(qiáng)度而言，這些鍵將經(jīng)得住由于水所造成的斷裂。水溶性濕強(qiáng)度樹(shù)脂可以添加至紙漿中，通常在形成紙產(chǎn)品之前添加(濕部添加)。所述樹(shù)脂通常包含陽(yáng)離子官能團(tuán)，以致使其能容易地被纖維素纖維留著，所述纖維素纖維是天然陰離子性的。
已經(jīng)使用或披露了許多樹(shù)脂特別用于給紙產(chǎn)品提供濕強(qiáng)度。這些濕強(qiáng)度添加劑中的一些將使紙產(chǎn)品具有永久濕強(qiáng)度，即當(dāng)置于含水介質(zhì)中時(shí)，隨著時(shí)間推移，紙張將保留其起始濕強(qiáng)度的絕大部分。舉例性的這類樹(shù)脂包括尿素-甲醛樹(shù)脂，蜜胺-甲醛樹(shù)脂和聚酰胺-表氯醇樹(shù)脂。這些樹(shù)脂具有有限的濕強(qiáng)度衰退。
紙產(chǎn)品的永久濕強(qiáng)度經(jīng)常是不需要的和不希望的性能。如衛(wèi)生紙等這樣的紙產(chǎn)品通常在簡(jiǎn)短使用周期之后處理入污水體系等中。如果紙產(chǎn)品永久地保留其濕強(qiáng)度性能的話，將導(dǎo)致這些體系的阻塞。因此，最近以來(lái)，制造商們將暫時(shí)濕強(qiáng)度添加劑添加至紙產(chǎn)品中，對(duì)于所述紙產(chǎn)品，濕強(qiáng)度足以提供預(yù)期的用途，但是在吸水時(shí)濕強(qiáng)度將衰退。濕強(qiáng)度的衰退將有利于紙產(chǎn)品流過(guò)排污體系?，F(xiàn)已提出了許多方法來(lái)提供所要求保護(hù)的紙產(chǎn)品，即具有良好的起始濕強(qiáng)度，但隨著時(shí)間推移濕強(qiáng)度將明顯衰退的紙產(chǎn)品。
一種暫時(shí)濕強(qiáng)度添加劑是含醛樹(shù)脂，如COBOND1000；醛官能化的陽(yáng)離子淀粉(得自National Starch & Chemical公司，Bloomfield,NJ)；得自CytecIndustries,Inc.(West Paterson,NJ)的PAREZ 631NC和PAREZ 750A，醛官能化的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺。
描述具有暫時(shí)濕強(qiáng)度的紙產(chǎn)品的舉例性專利包括US4,981,557(1991.1.1授權(quán)于Bjorkquist)；US5,690,790(1997.11.25授權(quán)于Hedlam等人)；和US5,723,022(1998.3.3授權(quán)于Dauplaise等人)。盡管這些專利描述了在暴露至水或水溶液中之后隨時(shí)間推移強(qiáng)度將衰退的紙產(chǎn)品，但是沒(méi)有一篇專利描述過(guò)在暴露至水中之后的短時(shí)期內(nèi)維持強(qiáng)度，在暴露至水中之后隨時(shí)間的推移強(qiáng)度將衰退相結(jié)合的低密度紙產(chǎn)品，并且當(dāng)用于毛巾紙，衛(wèi)生紙等時(shí)所述紙產(chǎn)品具有特別希望的柔軟度。特別是，上述專利描述的紙產(chǎn)品具有建議需要改善柔軟度這樣的干抗張強(qiáng)度性能，或者在缺乏任何干抗張強(qiáng)度性能下，當(dāng)暴露至水中時(shí)需要改善短期維持干強(qiáng)度性能。
因此，一直需要對(duì)用于毛巾紙，衛(wèi)生紙等的紙產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)。特別是，當(dāng)一開(kāi)始濕潤(rùn)時(shí)需要紙產(chǎn)品維持其更大百分比的干強(qiáng)度性能，而在進(jìn)一步暴露至水中或水溶液中時(shí)，其起始濕強(qiáng)度將明顯衰退。另外，還需要具有所述希望的濕強(qiáng)度性能并且還是柔軟和抗掉毛的紙產(chǎn)品。
發(fā)明概述本發(fā)明的柔軟、低密度紙產(chǎn)品包含造紙纖維和陽(yáng)離子暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂。所述紙產(chǎn)品的密度小于約0.6克/厘米3，定量在約10和約65克/米2之間，干強(qiáng)度小于約500克/英寸(197克/厘米)，起始濕強(qiáng)度與干強(qiáng)度之比大于約0.15∶1，而三十分濕強(qiáng)度與起始濕強(qiáng)度之比小于約0.4。本發(fā)明的紙產(chǎn)品可以均勻結(jié)構(gòu)的形式或以多層結(jié)構(gòu)的形式來(lái)生產(chǎn)，并且可以是起皺或未起皺的。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是闡明用于造紙方法的含水造紙配料的制備步驟的簡(jiǎn)圖，所述方法適用于生產(chǎn)本發(fā)明的紙產(chǎn)品。
圖2是闡明用于生產(chǎn)本發(fā)明紙產(chǎn)品的造紙方法的簡(jiǎn)圖，其中在干燥后使產(chǎn)品起皺。
圖3是其中紙產(chǎn)品不進(jìn)行起皺的另一干燥方法的簡(jiǎn)圖。
發(fā)明詳細(xì)說(shuō)明盡管本說(shuō)明書以特別指出且明確要求保護(hù)作為本發(fā)明主題的權(quán)利要求結(jié)束，但據(jù)信，在結(jié)合附圖和所附的實(shí)施例對(duì)下面詳細(xì)說(shuō)明進(jìn)行閱讀時(shí)，將能夠更好地理解本發(fā)明。
在此使用的術(shù)語(yǔ)“抗掉毛性”是纖維產(chǎn)品，以及其構(gòu)成紙幅在使用條件下粘結(jié)至一起的能力，所述使用條件包括濕態(tài)時(shí)。換句話說(shuō)，抗掉毛性越高，紙幅掉毛的傾向?qū)⒃降汀?br> 在此使用的術(shù)語(yǔ)“粘結(jié)劑”指的是造紙技術(shù)中已知的各種濕強(qiáng)度樹(shù)脂和干強(qiáng)度樹(shù)脂，以及助留劑樹(shù)脂。
在此使用的術(shù)語(yǔ)“水溶性的”指的是在25℃至少3％溶于水中的材料。
在此使用的術(shù)語(yǔ)“薄頁(yè)紙幅，紙幅，紙頁(yè)和紙產(chǎn)品”均指由包括下面步驟的方法制得的紙頁(yè)，所述步驟是形成含水配料；將該配料沉積至多孔表面，如長(zhǎng)網(wǎng)上；以及如借助重力或真空幫助的排水，壓榨或沒(méi)有壓榨，和蒸發(fā)，從配料中除去水份。
在此使用的術(shù)語(yǔ)“含水造紙配料”為造紙纖維和下面描述的化學(xué)品的水懸浮液。
在此使用的術(shù)語(yǔ)“多層薄頁(yè)紙幅，多層紙幅，多層紙頁(yè)和多層紙產(chǎn)品”均指由兩層或多層含水造紙配料制得的紙頁(yè)，所述配料優(yōu)選由不同種類的纖維組成，所述纖維通常是薄頁(yè)紙制造中使用的相對(duì)較長(zhǎng)的針葉木纖維和相對(duì)較短的闊葉木纖維。優(yōu)選的是，將稀釋纖維懸浮液的獨(dú)立液流沉積至一個(gè)或多個(gè)環(huán)形多孔網(wǎng)上而形成各層。如果各層一開(kāi)始在獨(dú)立的網(wǎng)上形成，那么，然后在濕態(tài)時(shí)將各層結(jié)合，以便形成層狀復(fù)合紙幅。
在此使用的術(shù)語(yǔ)“多層薄頁(yè)紙產(chǎn)品”指的是至少由兩層組成的薄頁(yè)紙。每個(gè)各別的層依次可由單層紙幅或多層薄頁(yè)紙幅組成。借助將兩層或多層薄頁(yè)紙幅粘結(jié)在一起如借助膠合或壓花，而形成多層結(jié)構(gòu)。
在此使用的術(shù)語(yǔ)“穿透干燥”技術(shù)指的是借助熱空氣對(duì)紙幅進(jìn)行干燥的技術(shù)。
在此使用的術(shù)語(yǔ)“機(jī)械脫水”技術(shù)指的是借助利用脫水毛毯的機(jī)械壓榨對(duì)紙幅進(jìn)行干燥的技術(shù)。
本發(fā)明紙張的一般說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的紙張具有起始濕強(qiáng)度、濕強(qiáng)度衰退、柔軟度和抗掉毛性的希望的結(jié)合。盡管現(xiàn)有技術(shù)通常使用化學(xué)強(qiáng)度添加劑(干強(qiáng)度添加劑，濕強(qiáng)度樹(shù)脂，等等)來(lái)增強(qiáng)造紙纖維的強(qiáng)度性能，但本申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的方法將造紙纖維和暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂形成紙張結(jié)構(gòu)時(shí)，得到的低密度薄頁(yè)紙具有干強(qiáng)度、高起始濕強(qiáng)度、快速濕強(qiáng)度衰退、柔軟度和抗掉毛性的獨(dú)特的結(jié)合。這些性能的每一種將在下面詳細(xì)討論。
起始濕強(qiáng)度如上所述，紙產(chǎn)品的起始濕強(qiáng)度對(duì)于在許多使用情況下使其用途最大化是十分重要的。例如，在利用毛巾紙進(jìn)行擦試工作期間維持產(chǎn)品的完整性，對(duì)于衛(wèi)生紙?jiān)谂拍蚝筮M(jìn)行清潔期間對(duì)手提供保護(hù)，以及對(duì)于搽面紙?zhí)峁?duì)粘液的防護(hù)。換句話說(shuō)，在紙產(chǎn)品用水或水溶液濕潤(rùn)之后，盡可能多地維持紙產(chǎn)品的干強(qiáng)度是非常希望的。
維持所述干強(qiáng)度的常用的量度是起始濕強(qiáng)度(Wi)對(duì)干強(qiáng)度(DS)的比例。在此使用的該比例用濕強(qiáng)度對(duì)干強(qiáng)度的比來(lái)表示。濕強(qiáng)度和干強(qiáng)度可根據(jù)測(cè)試方法部分(TEST METHODS section)所述的方法測(cè)量。盡管現(xiàn)有技術(shù)已描述了具有約0.2∶1，甚至更高濕強(qiáng)度/干強(qiáng)度比的紙產(chǎn)品，但所述的產(chǎn)品仍還具有足夠大的干強(qiáng)度，以致使該紙產(chǎn)品用作毛巾紙、衛(wèi)生紙或搽面紙時(shí)由于其不夠柔軟而是不希望的。正如熟知的并且將在下面的柔軟度部分中討論的那樣，在干強(qiáng)度和所感覺(jué)的柔軟度之間有著明確的關(guān)系，據(jù)說(shuō)增加干強(qiáng)度將降低所感覺(jué)的柔軟度。換句話說(shuō)，迄今為止，現(xiàn)有技術(shù)已能取得明顯保持干強(qiáng)度的唯一方法是將干強(qiáng)度調(diào)至對(duì)于如毛巾紙、衛(wèi)生紙以及搽面紙的產(chǎn)品而言，使所感覺(jué)的柔軟度造成不可接受的下降的程度。通常，現(xiàn)有技術(shù)能取得的濕強(qiáng)度對(duì)干強(qiáng)度之比約0.1∶1，或0.12∶1，與此同時(shí)將柔軟度維持在可接受的程度。
另一方面，本發(fā)明的紙產(chǎn)品能取得至少約0.15∶1，優(yōu)選至少約0.2∶1，更優(yōu)選約0.25∶1的濕強(qiáng)度/干強(qiáng)度比。不被理論所束服，申請(qǐng)人相信，這樣的比例是可實(shí)現(xiàn)的，這是因?yàn)椋暾?qǐng)人已確定了使用暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂，通常是低密度薄頁(yè)紙的組份，以便提供更大部分干強(qiáng)度的某些配料組合物、造紙條件以及成品紙組分。已知的情況是，增加暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂的用量還將使干強(qiáng)度增加。然而，過(guò)去，本領(lǐng)域一直認(rèn)為，如果要維持柔軟度的話，干強(qiáng)度的這種增加將是一種限制，而不是一種機(jī)會(huì)。例如，現(xiàn)有技術(shù)US3,755,220(1973.8.28授權(quán)于Freimark等人)提供了化學(xué)解離劑，以便彌補(bǔ)這種感覺(jué)到的不希望的干強(qiáng)度，從而提供更柔軟、不太粗糙的紙頁(yè)。下面詳細(xì)公開(kāi)了申請(qǐng)人確定為對(duì)于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明非常重要的具體配料、造紙和紙張組份參數(shù)。
暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂如上所述，暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂不僅提供暫時(shí)濕強(qiáng)度，而且還有利于干強(qiáng)度。本發(fā)明的關(guān)鍵要素在于大大增加暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂的用量。例如，商業(yè)上成功的衛(wèi)生紙的暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂的用量約為1磅/噸(0.05％)。公認(rèn)的是，暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂也將對(duì)在適當(dāng)條件下制得的低密度紙產(chǎn)品提供大量的干強(qiáng)度，但申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，對(duì)于本發(fā)明的低密度紙張而言，其應(yīng)當(dāng)包含每噸造紙纖維約4磅暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂(0.2％)至約16磅暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂(0.8％)。優(yōu)選的是，本發(fā)明的紙張包含每噸造紙纖維約6磅暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂(0.3％)至約12磅暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂(0.6％)。在本發(fā)明特別優(yōu)選的層狀紙產(chǎn)品中，暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂分布在內(nèi)層和外層之間，以致使內(nèi)層包含約3-12磅/噸(0.15-0.6％)，而外層包含約1-4磅/噸(0.05-0.2％)。優(yōu)選的是，優(yōu)選的層狀紙產(chǎn)品的內(nèi)層包含約4磅/噸(0.2％)至約8磅/噸(0.4％)，而外層包含約2磅/噸(0.1％)至約4磅/噸(0.2％)。特別優(yōu)選的層狀紙產(chǎn)品在內(nèi)層中包含每噸造紙纖維約8磅暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂(0.4％)，而在外層中包含約3磅/噸(0.15％)。所有百分比均以造紙纖維的總重量計(jì)(即可以使用的任何短造紙纖維和長(zhǎng)造紙纖維的總重量)。
網(wǎng)前箱的pH申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，將網(wǎng)前箱的pH控制在約4.5至約5.5，優(yōu)選在約4.8至約5.4之間，將有利于增加濕強(qiáng)度對(duì)干強(qiáng)度的比。不被理論所束服，申請(qǐng)人相信，更為酸性的pH將激勵(lì)由暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂形成更為有效的交聯(lián)。盡管就現(xiàn)有技術(shù)的薄頁(yè)紙產(chǎn)品而言，網(wǎng)前箱pH可以在約4和約6之間改變，這取決于特定的配料組份；但現(xiàn)有技術(shù)優(yōu)選在接近6的pH值下進(jìn)行操作，這是因?yàn)?，?dāng)pH下降時(shí)，將出現(xiàn)不溶物質(zhì)(粘性物)沉積至長(zhǎng)網(wǎng)上這樣明顯增加的危險(xiǎn)。通過(guò)阻塞部分長(zhǎng)網(wǎng)，粘性物將阻止適當(dāng)?shù)某尚?。然而，正如在下面將詳?xì)討論的那樣，本申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn)，與上述的pH控制相結(jié)合，當(dāng)在更為酸性的范圍內(nèi)進(jìn)行操作時(shí)，順序降低pH將阻止不適當(dāng)形成粘性物。由于給出了這種控制pH的新途徑，申請(qǐng)人已能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)低密度薄頁(yè)紙的造紙方法，該薄頁(yè)紙具有希望的濕強(qiáng)度對(duì)干強(qiáng)度的比。
減少長(zhǎng)纖維正如本領(lǐng)域中熟知的那樣，用更長(zhǎng)造紙纖維生產(chǎn)的紙張將比利用更短纖維生產(chǎn)的紙張具有更高的干強(qiáng)度。例如，利用北方亞硫酸鹽牛皮漿(NSK)纖維生產(chǎn)的紙張的干強(qiáng)度將大于借助更短的桉樹(shù)纖維生產(chǎn)的紙張。相反，利用桉樹(shù)纖維生產(chǎn)的紙張與利用NSK纖維生產(chǎn)的紙張相比，前者更為柔軟。利用層狀結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有技術(shù)利用了這些性能來(lái)生產(chǎn)具有提供干強(qiáng)度的更長(zhǎng)纖維的中間層和提供柔軟度的更短纖維的外層的紙張結(jié)構(gòu)。
借助減少紙張結(jié)構(gòu)中長(zhǎng)纖維的用量，申請(qǐng)人能利用暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂對(duì)低密度紙張干強(qiáng)度的貢獻(xiàn)。具體地說(shuō)，具有包含約13％至約25％長(zhǎng)纖維的造紙纖維組份的本發(fā)明的紙張結(jié)構(gòu)將具有濕強(qiáng)度對(duì)干強(qiáng)度比的希望的增加。優(yōu)選的是，造紙纖維組份包含約14％至約16％的長(zhǎng)纖維。更優(yōu)選的是，這些長(zhǎng)纖維聚集在三層紙張結(jié)構(gòu)的中間層中，而短纖維聚集在該結(jié)構(gòu)的外層中。
精制現(xiàn)有技術(shù)也利用精制來(lái)增加紙產(chǎn)品的干強(qiáng)度。正如已知的那樣，精制是使造紙纖維細(xì)纖維化并促進(jìn)纖維間氫鍵形成的機(jī)械方法。精制的一種量度是描述于TEST METHODS部分的紙漿耐過(guò)濾性(PFR)測(cè)試。通常，對(duì)長(zhǎng)造紙纖維進(jìn)行精制以便增加其對(duì)干強(qiáng)度的貢獻(xiàn)。使常用的長(zhǎng)造紙纖維，如NSK，通過(guò)精制步驟通常將使PFR在約1秒和約3秒之間變化，更通常的是在約2秒和約3秒之間變化。利用實(shí)質(zhì)上更少的精制，本發(fā)明的低密度薄頁(yè)紙產(chǎn)品能取得其希望的濕強(qiáng)度/干強(qiáng)度比例。合適的是，本發(fā)明紙產(chǎn)品的PFR在約0.5和約1.5秒之間變化。優(yōu)選的是，在約0.5秒和約1秒之間變化。
干強(qiáng)度添加劑如上所述，在生產(chǎn)薄頁(yè)紙產(chǎn)品時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)通常利用干強(qiáng)度添加劑和一種或多種濕強(qiáng)度樹(shù)脂。也許還提供解離劑，以便克服干強(qiáng)度添加劑對(duì)柔軟度的某些負(fù)面影響。利用暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂對(duì)干強(qiáng)度的貢獻(xiàn)，本發(fā)明的低密度薄頁(yè)紙產(chǎn)品基本上無(wú)需將解離劑添加至配料中并且將大大減少對(duì)干強(qiáng)度添加劑的需求。適當(dāng)?shù)氖?，本發(fā)明的低密度紙產(chǎn)品具有這樣的中間層，其中每噸長(zhǎng)造紙纖維包含約0至約2磅干強(qiáng)度添加劑(0-0.1％)。更優(yōu)選的是，本發(fā)明的低密度薄頁(yè)紙產(chǎn)品包含0至約1磅/噸(0-0.05％)的干強(qiáng)度添加劑。本發(fā)明特別優(yōu)選的低密度薄頁(yè)紙產(chǎn)品不含干強(qiáng)度添加劑。
濕強(qiáng)度衰退在此使用的術(shù)語(yǔ)“濕強(qiáng)度衰退”定義為在三十分鐘后的濕強(qiáng)度(W30)對(duì)起始濕強(qiáng)度(Wi)的比例。如上所述，為了使之能通過(guò)污水體系和化糞池，濕強(qiáng)度衰退是十分重要的。特別是，濕強(qiáng)度衰退使得這樣的紙產(chǎn)品能破碎成在所述體系中泵送不會(huì)阻塞的足夠小的碎片。可以認(rèn)識(shí)到的是，濕強(qiáng)度衰退得越快，阻塞的危險(xiǎn)就越低。通常，現(xiàn)有技術(shù)的紙產(chǎn)品，在暴露至水中三十分鐘之后，其暫時(shí)濕強(qiáng)度對(duì)于其起始濕強(qiáng)度而言將損失約30％至50％。某些干強(qiáng)度高的紙產(chǎn)品將損失其起始濕強(qiáng)度的多至80％(W30/Wi～0.2)。本發(fā)明的紙產(chǎn)品的起始濕強(qiáng)度的損失至少約60％(W30/Wi＜0.4)，優(yōu)選至少約70％(W30/Wi＜0.3)。
如上所述，本發(fā)明的低密度薄頁(yè)紙產(chǎn)品使用增加量的暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂，以便提供干強(qiáng)度和暫時(shí)濕強(qiáng)度。正如已知的那樣，暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂通過(guò)提供造紙纖維之間可靠的交聯(lián)而起作用。當(dāng)暴露至水中時(shí)，這些交聯(lián)鍵開(kāi)始衰退，因此，當(dāng)對(duì)薄頁(yè)紙進(jìn)行處理時(shí)將大大減少出現(xiàn)問(wèn)題的危險(xiǎn)(例如污水體系阻塞)。申請(qǐng)人業(yè)已發(fā)現(xiàn)，只要W30低于約35克/英寸(14克/厘米)時(shí)，處理的問(wèn)題將被最小化。優(yōu)選的是，W30低于30克/英寸(12克/厘米)。申請(qǐng)人認(rèn)為，本發(fā)明的低密度薄頁(yè)紙產(chǎn)品能取得所述可接受的衰退程度，即使在它們大大增加起始濕強(qiáng)度時(shí)也是如此，因?yàn)闈駨?qiáng)度以對(duì)時(shí)間相對(duì)恒定的速率衰退。也就是說(shuō)，在給定的時(shí)間之后，濕強(qiáng)度將衰退給定的百分?jǐn)?shù)，因此，盡管較高起始濕強(qiáng)度衰退至較高W30絕對(duì)值，但該值仍足以低至不會(huì)造成處理問(wèn)題的嚴(yán)重危險(xiǎn)。
柔軟度根據(jù)本發(fā)明的紙產(chǎn)品具有希望的柔軟度。特別是，本發(fā)明的紙產(chǎn)品具有至少可與現(xiàn)有技術(shù)的紙產(chǎn)品相比的柔軟度。當(dāng)根據(jù)描述于TEST METHODS部分的小組柔軟度方法(Panel Softness Method)對(duì)兩產(chǎn)品進(jìn)行比較時(shí)，如果相對(duì)柔軟度值大于約-0.2PSU的話，那么，一種紙產(chǎn)品的柔軟度至少可與另一種紙產(chǎn)品的柔軟度相比。為取得該希望的柔軟度，申請(qǐng)人考慮了若干柔軟度的貢獻(xiàn)者并定義了產(chǎn)品和方法條件，以便與本發(fā)明的其它方面一起提供所述的柔軟度。所述貢獻(xiàn)者將在下面分別進(jìn)行討論。
干強(qiáng)度如上所述，柔軟度和干強(qiáng)度之間成反比關(guān)系。通常借助測(cè)試紙對(duì)對(duì)比紙的對(duì)比而測(cè)定柔軟度。所述測(cè)量的執(zhí)行方法描述于TEST METHODS部分中。對(duì)于用作毛巾紙、衛(wèi)生紙或搽面紙的紙產(chǎn)品而言，柔軟度將是十分希望的。假設(shè)柔軟度和干強(qiáng)度之間的關(guān)系一定，將所希望的柔軟度有效地設(shè)置在相對(duì)于干強(qiáng)度的上限。申請(qǐng)人業(yè)已發(fā)現(xiàn)，具有總干抗張強(qiáng)度低于約500克/英寸(197克/厘米)的紙產(chǎn)品的柔軟度至少可與現(xiàn)有技術(shù)的紙產(chǎn)品相比。優(yōu)選的是，總干抗張強(qiáng)度低于約450克/英寸(177克/厘米)，更優(yōu)選的是，低于約425克/英寸(167克/厘米)，更為優(yōu)選的是低于約375克/英寸(148克/厘米)。
現(xiàn)有技術(shù)已使用各種方法來(lái)取得干強(qiáng)度。舉例性的方法包括精制，借此由于細(xì)纖維化造紙纖維的表面積而被增加，從而增加了造紙纖維之間的氫鍵；上述的干強(qiáng)度添加劑；以及可以提供的任何濕強(qiáng)度樹(shù)脂(永久濕強(qiáng)度樹(shù)脂或暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂)的干強(qiáng)度貢獻(xiàn)。如上所述，申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn)，對(duì)于本發(fā)明的紙產(chǎn)品而言，能取得希望值的干強(qiáng)度，同時(shí)能最少地使用額外的方法，如精制或特別添加的干強(qiáng)度添加劑。不被理論束服，申請(qǐng)人認(rèn)為，取得所述希望的干強(qiáng)度值是由于更有效地使用暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂所致。即，纖維間氫鍵的貢獻(xiàn)和本發(fā)明的暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂提供了滿足本發(fā)明方法和紙產(chǎn)品性能需求的足夠的干強(qiáng)度而又不至于太大以引起不利的柔軟度分布。
模量正如熟知的那樣，當(dāng)感覺(jué)不太柔軟時(shí)，應(yīng)感覺(jué)為較挺硬的產(chǎn)品。挺度的一種量度是模量(即應(yīng)力/應(yīng)變曲線的斜率)。在TEST METHODS部分中提供了模量的測(cè)量方法。申請(qǐng)人認(rèn)為，在提供更高暫時(shí)濕強(qiáng)度的同時(shí)，本發(fā)明的柔軟度至少可與現(xiàn)有技術(shù)的柔軟度相比的一個(gè)理由是本發(fā)明的低密度紙張具有可與現(xiàn)有技術(shù)的低密度紙張的模量相比的模量、優(yōu)選該模量低于現(xiàn)有技術(shù)的低密度紙張的模量。具有低于約12克/厘米％模量的低密度薄頁(yè)紙具有令人滿意的柔軟度。優(yōu)選的是，該模量低于約10克/厘米％。本發(fā)明特別優(yōu)選的實(shí)施方案具有約6克/厘米％至約10克/厘米％之間的模量。
特別優(yōu)選的低模量薄頁(yè)紙是圖案致密化的薄頁(yè)紙。圖案致密化的薄頁(yè)紙的特征在于具有相對(duì)低纖維密度的相對(duì)高松厚區(qū)和相對(duì)高纖維密度的致密化區(qū)。另外，高松厚區(qū)還可以稱為枕區(qū)。致密化區(qū)也可稱為壓節(jié)區(qū)。致密化區(qū)可以離散地分布在高松厚區(qū)內(nèi)，或者可以在高松厚區(qū)內(nèi)完全或部分地相互連接。由于其較低的密度，枕區(qū)提供的區(qū)，據(jù)信將提供相對(duì)較高的伸長(zhǎng)，使圖案致密化的薄頁(yè)紙具有比具有基本均勻密度的紙幅更低的總體模量。
制備圖案致密化薄頁(yè)紙幅的優(yōu)選方法披露于US3,301,746(1967.1.31授權(quán)于Sanford和Sisson)；US3,974,025(1976.8.10授權(quán)于Peter G.Ayers)；和US4,191,609(1980.3.4授權(quán)于Paul D.Trokhan)；以及US4,637,859(1987.1.20授權(quán)于Paul D.Trokhan)中；所有這些專利在此引入作為參考。
通常，圖案致密的紙幅優(yōu)選是通過(guò)下列步驟制備的將造紙配料沉積至多孔成形網(wǎng)如長(zhǎng)網(wǎng)上形成濕紙幅，然后將紙幅并置在一系列支承體上。將紙幅對(duì)著一系列支承體進(jìn)行壓榨，借此，在地形上與一系列支承體和濕紙幅之間接觸位置相應(yīng)的位置上，在紙幅中形成致密區(qū)。在該操作期間不被壓榨的剩余部分紙幅稱為高松厚區(qū)。以基本避免高松厚區(qū)被壓榨的方式，使紙幅脫水，和可有可無(wú)的預(yù)干燥。脫水優(yōu)選的是借助液壓，如真空裝置或通風(fēng)干燥器來(lái)完成，或另外地借助其中不對(duì)高松厚區(qū)進(jìn)行壓榨的方式，使紙幅對(duì)著一系列支承體進(jìn)行機(jī)械壓榨來(lái)完成。脫水操作，選擇性的預(yù)干燥操作和形成致密區(qū)操作可以被一體化或部分一體化，以便減少所進(jìn)行的工藝步驟的總數(shù)。在形成致密化區(qū)，脫水，以及可有可無(wú)的預(yù)干燥之后，將紙幅徹底干燥，優(yōu)選的是仍避免機(jī)械壓榨。優(yōu)選的是，約8％至約55％的多層薄頁(yè)紙表面包含致密化壓節(jié)，其相對(duì)密度至少為高松厚區(qū)密度的125％。
一系列支承體優(yōu)選是壓印支承織物，其具有構(gòu)圖交錯(cuò)的壓節(jié)，這些壓節(jié)起在施加壓力時(shí)促進(jìn)形成致密化區(qū)的一系列支承體的作用。壓節(jié)的圖案構(gòu)成了先前所述的一系列支承體。壓印支承織物披露于US3,301,746(1967.1.31授權(quán)于Sanford和Sisson)；US3,821,068(1974.5.21授權(quán)于Salvucci,Jr.等人)；US3,974,025(1976.8.10授權(quán)于Ayers)；US3,573,164(1971.3.30授權(quán)于Friedberg等人)；US3,473,576(1969.10.21授權(quán)于Amneus)；US4,239,065(1980.12.16授權(quán)于Trokhan)；和US4,528,239(1985.7.9授權(quán)于Trokhan)中；在此將這些專利引入作為參考。
本發(fā)明的特別優(yōu)選的圖案致密的、低密度的薄頁(yè)紙是利用上述US4,528,239中描述的撓曲元件，根據(jù)上述US4,637,859來(lái)制備。所述紙張具有較高密度的相互連接的圖案，該圖案相應(yīng)于撓曲元件的壓節(jié)。致密化區(qū)包圍并隔開(kāi)了以非無(wú)規(guī)重復(fù)圖案分布的許多低密度枕。即，每個(gè)枕呈具有一定形狀的封閉圖形(在平面圖中)的形式，所述形狀包括但不局限于圓形，橢圓形，六邊及更少邊的多邊形，蝴蝶結(jié)領(lǐng)結(jié)形圖案以及織物狀圖案；其中特別優(yōu)選的是蝴蝶結(jié)領(lǐng)結(jié)形圖案。所述圖案在US5,679,222(1997.10.21授權(quán)于Rasch等人)中進(jìn)行了詳細(xì)的討論；在此將其引入作為參考。
同樣也在US5,679,222中討論過(guò)的是，覆蓋層將明顯影響利用造紙帶制備的任何紙張的性能。所述性能包括針孔度、產(chǎn)生的厚度以及模量。除US5,679,222的教導(dǎo)以外，申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn)，在約2.0密耳(0.05毫米)和約8密耳(0.2毫米)之間的覆蓋層將提供產(chǎn)生的厚度、模量和防止針孔之間可接受的平衡。特別優(yōu)選的覆蓋層厚度在約5.5密耳(0.14毫米)和約6.5密耳(0.17毫米)之間。如上所述，申請(qǐng)人認(rèn)為，當(dāng)與具有可比定量的非圖案致密化薄頁(yè)紙相比時(shí)，枕區(qū)將提供相對(duì)較高的伸長(zhǎng)，這將使圖案致密化的薄頁(yè)紙具有整體上更低的模量。
濕耐破度當(dāng)與現(xiàn)有技術(shù)的低密度薄頁(yè)紙產(chǎn)品相比時(shí)，改善的暫時(shí)濕強(qiáng)度和更低的模量的結(jié)合將提供改善的暫時(shí)濕耐破度。濕耐破度對(duì)于衛(wèi)生薄頁(yè)紙產(chǎn)品是特別重要的，這是因?yàn)樗窃谑褂闷陂g對(duì)所述產(chǎn)品提供保護(hù)的量度(耐“穿透”性)。也就是說(shuō)，具有不足濕耐破度的紙產(chǎn)品將是特別不希望的。本發(fā)明的低密度薄頁(yè)紙產(chǎn)品具有至少約35克的起始濕耐破度，優(yōu)選的是，濕耐破度在約35克和約70克之間。更優(yōu)選的是，濕耐破度在約45克和約60克之間。濕耐破度的測(cè)量方法列于TEST METHODS部分中。
抗掉毛性抗掉毛性對(duì)于低密度薄頁(yè)紙產(chǎn)品的許多用途而言是十分重要的性能。例如，當(dāng)傾向掉毛的衛(wèi)生紙產(chǎn)品解卷時(shí)將產(chǎn)生灰塵，而大量掉毛的搽面紙產(chǎn)品在擦試之后將在表面(例如眼鏡)上留下難看的絨毛。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)根據(jù)TEST METHODS部分所述的掉毛測(cè)試進(jìn)行測(cè)量時(shí)，當(dāng)紙產(chǎn)品的掉毛值低于約8時(shí)，負(fù)面的掉毛意見(jiàn)將明顯減少。優(yōu)選的是，掉毛值約低于7。
由于增加了暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂的用量，因此，本發(fā)明的低密度薄頁(yè)紙產(chǎn)品具有所述希望的低掉毛值。例如，當(dāng)提供具有少量暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂的本發(fā)明特別優(yōu)選的層狀產(chǎn)品時(shí)(由于將降低柔軟度，因此，通常不將強(qiáng)度添加劑加至低密度薄頁(yè)紙產(chǎn)品的外層中)，抗掉毛性將明顯增加。
紙產(chǎn)品的組分造紙纖維可以預(yù)期的是，所有種類的木漿通常將包含用于本發(fā)明的造紙纖維。然而，也能使用其它纖維素纖維漿，如棉短絨，蔗渣，人造絲等，并且并不排除在外。在本發(fā)明中使用的木漿包括化學(xué)漿，如牛皮漿，亞硫酸鹽漿和硫酸鹽漿，以及機(jī)械漿，例如包括磨木漿，熱磨機(jī)械漿和化學(xué)熱磨機(jī)械漿(CTMP)。能使用由針葉樹(shù)和闊葉樹(shù)衍生得到的紙漿。
合成纖維如人造絲，聚乙烯和聚丙烯纖維也可以與上面確定的天然纖維素纖維結(jié)合使用?？梢允褂玫囊环N舉例性的聚乙烯纖維是Pulpex_，得自Hercules,Inc.(Wilmington,Del.)。
可以使用闊葉木漿、針葉木漿以及這兩種漿的摻混物。在此使用的術(shù)語(yǔ)闊葉木漿指的是由闊葉樹(shù)(被子植物)的木質(zhì)物質(zhì)衍生得到的纖維漿；其中針葉木漿是由針葉樹(shù)(裸子植物)的木質(zhì)物質(zhì)衍生得到的纖維漿。闊葉木漿如桉樹(shù)漿特別適用于下面所述的多層薄頁(yè)紙幅的外層，而北方針葉木牛皮漿(NSK)優(yōu)選用于內(nèi)層。另外，同樣可用于本發(fā)明的是由回用紙得到的低成本纖維，所述回用紙可以包含上述各種纖維的任一種或全部，以及其它用來(lái)促進(jìn)起始紙張制備的非纖維狀材料，如填料和粘合劑。
暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂本發(fā)明的紙產(chǎn)品還包含作為主要成份的暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂。優(yōu)選的是，暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂是帶有游離醛基團(tuán)的陽(yáng)離子多醛聚合物。“游離醛基團(tuán)”意指醛基團(tuán)不連接至可能使之對(duì)纖維素纖維鈍化的其它官能團(tuán)上。例如，當(dāng)紙產(chǎn)品干燥時(shí)，醛基團(tuán)可以與纖維素羥基基團(tuán)形成纖維間化學(xué)鍵，通常是共價(jià)鍵(形成連接不同纖維素纖維的化學(xué)鍵)。優(yōu)選的多醛是當(dāng)它們作為唯一強(qiáng)度添加劑摻入可比較的紙產(chǎn)品中時(shí)，將暫時(shí)而不是永久性濕強(qiáng)度賦予紙產(chǎn)品的那些多醛。
優(yōu)選的多醛是水溶性的，以便有利于水基方法。在此使用的“水溶性”包括材料被溶解、分散、溶脹、水合或類似地與水混合的能力。同樣地，在此使用的術(shù)語(yǔ)“基本溶解的”“基本溶解”等指的是材料在液體介質(zhì)(例如水)中的溶解、分散、溶脹、水合以及類似的混合?；旌贤ǔ⑿纬赏ǔＪ蔷鶆虻囊后w混合物，對(duì)于肉眼而言具有一個(gè)物理相。
合適的多醛聚合物包括制備或改性成包含醛基團(tuán)的天然和合成的聚合物。合適的多醛聚合物包括但不局限于醛改性的淀粉和聚丙烯酰胺，以及丙烯醛共聚物。
多醛聚合物可以是電中性的或帶電的，例如離子聚合物，如陰離子或陽(yáng)離子多醛聚合物。優(yōu)選陽(yáng)離子多醛聚合物。不想被理論限制或束服，據(jù)信，陽(yáng)離子多醛往往會(huì)留著在纖維素纖維上，所述纖維素纖維是陰離子性的。舉例性的陽(yáng)離子多醛聚合物包括陽(yáng)離子的、醛官能化的淀粉，和陽(yáng)離子的、醛官能化的聚丙烯酰胺，其中優(yōu)選的是聚丙烯酰胺。適用于本發(fā)明的陽(yáng)離子的、醛官能化的淀粉包括商標(biāo)為COBOND 1000的產(chǎn)品，得自National Starch& Chemical Co.(Bloomfield,NJ)。適用于本發(fā)明的陽(yáng)離子的、醛官能化的聚丙烯酰胺包括商標(biāo)為PAREZ的產(chǎn)品，得自Crtec Industries Inc.(West Patterson,NJ)。這類合適的樹(shù)脂包括631 NC和PAREZ 750A。特別優(yōu)選的陽(yáng)離子的、醛官能化的聚丙烯酰胺是PAREZ 750B和PAREZ EXPN3683。
適用于本發(fā)明的醛官能的聚合物也包括描述于下述專利中的其它暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂US4,954,538(1990.9.授權(quán)于Dauplaise等人)；US4,981,557(1991.1.1授權(quán)于Bjorkquist)；和US5,320,711(1994.6.14授權(quán)于Dauplaise等人)；US5,723,022(1998.3.3授權(quán)于Dauplaise等人)；在此將這些文獻(xiàn)引入作為參考。
造紙方法圖1-3是包括本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的造紙方法的各部分的示意圖。這些優(yōu)選的實(shí)施方案將在下面的討論中進(jìn)行描述，其中圖1是闡明適用于生產(chǎn)本發(fā)明紙產(chǎn)品的造紙方法的含水造紙配料的制備步驟的示意圖，而圖2和圖3是適用于生產(chǎn)本發(fā)明低密度薄頁(yè)紙產(chǎn)品的造紙機(jī)的側(cè)視圖。
造紙工藝起始于制備一種或多種造紙配料。取決于最終紙產(chǎn)品希望的結(jié)構(gòu)和特定的紙機(jī)設(shè)計(jì)，制備一種或多種配料。對(duì)于均勻的紙張結(jié)構(gòu)，只需要一種配料。對(duì)于層狀結(jié)構(gòu)，需要兩種或多種配料。參考圖1，下面將描述生產(chǎn)具有特別優(yōu)選的層狀結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的紙張所需配料的制備方法。
參考圖2，它是用于制備本發(fā)明紙張的優(yōu)選紙機(jī)80的側(cè)視圖，其中將配料輸送至紙機(jī)80上。生產(chǎn)均勻紙張結(jié)構(gòu)的紙機(jī)可以有一個(gè)或多個(gè)室82-83(本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，能將相同的配料輸送至多于一個(gè)的室中)。生產(chǎn)層狀結(jié)構(gòu)的紙機(jī)需要至少兩個(gè)室82-83。這樣的層狀紙機(jī)80包含例如具有頂室82，中間室82b，和底室83的層狀網(wǎng)前箱81，堰板蓋84，和環(huán)繞胸輥86、擋水板90、真空吸水箱91、伏輥92和許多轉(zhuǎn)向輥94的長(zhǎng)網(wǎng)85。
盡管本發(fā)明的紙產(chǎn)品可以是均勻結(jié)構(gòu)或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)，但特別優(yōu)選的實(shí)施方案是三層的層狀結(jié)構(gòu)。如圖2所示，借助泵送至室82和83中的第一配料22生產(chǎn)兩外層，并借助泵送至中間室82b的第二配料21生產(chǎn)中間層。下面將討論用于每一種配料的特別優(yōu)選的組分。
仍參考圖1，儲(chǔ)罐1用于補(bǔ)給相對(duì)長(zhǎng)造紙纖維的水懸浮液。所述懸浮液是通過(guò)利用常規(guī)的碎漿機(jī)(未示出)將纖維分散于水中而制得。也可以在碎漿期間添加堿溶液(例如，氫氧化鈉水溶液)，以調(diào)節(jié)該懸浮液的pH，以致使當(dāng)其進(jìn)入泵2中時(shí)pH在約5.0和約6.5之間。通過(guò)借助泵2將懸浮液輸送通過(guò)可有可無(wú)的精漿機(jī)3至混合器4(提供用于添加或不添加其它的纖維源，如損紙)。提供第一長(zhǎng)纖維添加管5來(lái)添加酸溶液，以便一開(kāi)始就將配料的pH值調(diào)節(jié)至希望的范圍內(nèi)。提供第二長(zhǎng)纖維添加管6將暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂水溶液引入造紙纖維懸浮液中。泵7混合造紙纖維懸浮液、酸和暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂。在混合后將懸浮液pH值控制在約4.8和約5.4之間。泵7還將一開(kāi)始調(diào)理的、樹(shù)脂處理過(guò)的長(zhǎng)造紙纖維懸浮液輸送至第三長(zhǎng)纖維添加管8中，在管8中添加第二部分酸以控制懸浮液的pH，補(bǔ)償白水的堿性。混合漿泵10將懸浮液和輔加的酸與來(lái)自管9的稀釋白水混合。然后將完全調(diào)理好的懸浮液21(pH維持在約4.8和約5.4之間)輸送至網(wǎng)前箱81的中間室82b中(如圖2所示)。
仍參考圖1，儲(chǔ)罐11為短造紙纖維的懸浮液而設(shè)計(jì)。借助使用常規(guī)的碎漿機(jī)(未示出)將短造紙纖維分散于水中而制得該懸浮液。也可以在碎漿期間添加堿溶液(例如，氫氧化鈉水溶液)，以調(diào)節(jié)該懸浮液的pH，以致使當(dāng)其進(jìn)入泵12中時(shí)pH在約5.0和約6.5之間。通過(guò)借助泵12將懸浮液輸送至混合器14(提供用于添加或不添加其它的纖維源，如損紙)。提供第一短纖維添加管15來(lái)添加酸，以便一開(kāi)始就將配料的pH值調(diào)節(jié)至希望的范圍內(nèi)。提供第二短纖維添加管16將暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂水溶液加入造紙纖維懸浮液中。泵17混合造紙纖維懸浮液、酸和暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂。將混合后的懸浮液pH值控制在約4.8和約5.4之間。泵17還將一開(kāi)始調(diào)理的、樹(shù)脂處理過(guò)的短造紙纖維懸浮液輸送至第三短纖維添加管18中，在管18中添加第二部分酸以控制懸浮液的pH，補(bǔ)償白水的堿性?；旌蠞{泵20將懸浮液和輔加的酸與來(lái)自管19的稀釋白水混合。然后將完全調(diào)理好的懸浮液22(pH維持在約4.8和約5.4之間)分成兩份，其中一份輸送至網(wǎng)前箱81的頂室82中，而另一份輸送至網(wǎng)前箱81的底室83中(如圖2所示)。
再參考圖2，將第一造紙配料22泵送通過(guò)頂室82和底室83，而第二造紙配料21泵送通過(guò)中間室82b，然后從堰板蓋84以上和下的關(guān)系至長(zhǎng)網(wǎng)85上，在其上形成包含層88a,88b和88c的紙胚88。通過(guò)長(zhǎng)網(wǎng)85并借助擋水板90和真空箱91進(jìn)行脫水。當(dāng)長(zhǎng)網(wǎng)沿箭頭所示的方向返回時(shí)，在其再次通過(guò)胸輥86之前，噴淋器95對(duì)其進(jìn)行清洗。在遞紙區(qū)93，紙胚88借助真空遞紙箱97的作用而傳遞至多孔支承織物96上。支承織物96將紙幅從遞紙區(qū)93傳遞至真空脫水箱98，通過(guò)穿透預(yù)干燥器100并通過(guò)兩個(gè)轉(zhuǎn)向輥101，形成半干燥的薄頁(yè)紙胚106，但仍被多孔支承織物96支撐。
在借助噴淋桿107和108施加的粘合劑的幫助下，使半干燥的薄頁(yè)紙幅附著至揚(yáng)克式烘缸109的圓柱表面上。借助使用相對(duì)的圓柱鋼筒102而促進(jìn)紙幅的粘結(jié)。在蒸汽加熱的揚(yáng)克式烘缸109上并借助未示出的裝置加熱和循環(huán)通過(guò)干燥罩110的熱空氣進(jìn)行徹底干燥。然后借助刮刀111，也稱之為起皺刮刀，從揚(yáng)克式烘缸109上使紙幅干起皺，在此之后，紙幅被稱為紙頁(yè)70，它包含揚(yáng)克式烘缸面層71，中間層77，以及背離揚(yáng)克式烘缸面層75。然后，使紙頁(yè)70在壓光輥112和113之間通過(guò)，沿紙軸115的圓周部分通過(guò)，然后在設(shè)置于軸118上的芯117上卷繞成卷筒紙116。
在紙幅輸送至揚(yáng)克式烘缸109上之后，當(dāng)支承織物96通過(guò)另外的轉(zhuǎn)向輥101、噴淋器103和真空脫水箱105完成其循環(huán)時(shí)，對(duì)其進(jìn)行清洗和脫水。
在示于圖3的另一干燥方案中，借助真空引紙箱187和轉(zhuǎn)向輥189的作用，使長(zhǎng)網(wǎng)85支承的紙胚88傳遞至多孔引紙(即支承)織物186上。支承織物186以比長(zhǎng)網(wǎng)85更慢的速度運(yùn)行。因此，支承織物186的目的是與支承在長(zhǎng)網(wǎng)85上的紙胚的長(zhǎng)度相比，使其縮短。支承織物186的另一目的在于將紙胚傳遞至通風(fēng)干燥織物190上。在該運(yùn)行期間，紙胚可以借助真空箱(未示出)選擇性地進(jìn)行脫水。支承織物186的路徑借助許多示出的但為簡(jiǎn)化起見(jiàn)未編號(hào)的轉(zhuǎn)向輥來(lái)控制。借助真空箱191實(shí)現(xiàn)至通風(fēng)干燥織物190的傳遞。在支承織物186返回至借助真空箱187促進(jìn)的引紙區(qū)之前，優(yōu)選借助未示出的裝置對(duì)其進(jìn)行清洗。在傳遞至通風(fēng)干燥織物190上之后，使?jié)窦埛鶄鬟f通過(guò)通風(fēng)干燥器192，在通風(fēng)干燥中，使借助未示出的裝置產(chǎn)生的熱空氣通過(guò)該干燥織物，然后通過(guò)位于該織物上的紙胚。在預(yù)干燥器的出口處，使干燥的紙幅193離開(kāi)干燥織物190。這時(shí)，可以非強(qiáng)制性地使干燥的紙幅193在兩條相對(duì)平滑的干燥部支承織物即上織物196和下織物194之間通過(guò)。在附著在織物196和194之間的同時(shí)，可以借助在相對(duì)輥195之間形成的一系列固定間隙的壓區(qū)，對(duì)干燥的紙幅193進(jìn)行壓光。這些壓區(qū)將使薄頁(yè)紙的表面平滑并控制其厚度。仍參考圖3，最終的壓光紙幅171在仍被支承織物94支承下在相對(duì)支承織物196和194之間的空隙中脫出，然后，將其卷繞至紙軸198上。
本發(fā)明特別適用于將被處理入污水體系中的紙產(chǎn)品，如衛(wèi)生紙。然而，應(yīng)理解的是，本發(fā)明可應(yīng)用于多種紙產(chǎn)品，包括但不局限于一次性吸收紙產(chǎn)品，如用于家庭、身體、或其它清潔用途的紙產(chǎn)品以及用于吸收體液如尿和月經(jīng)的紙產(chǎn)品。因此，舉例性的紙產(chǎn)品包括包括衛(wèi)生紙和搽面紙的薄頁(yè)紙，毛巾紙，用于尿布的吸收材料，包括婦女衛(wèi)生紙、短褲襯墊和棉塞的婦女衛(wèi)生用品，成人失禁用品等，以及書寫用紙。
本發(fā)明的薄頁(yè)紙可以是均勻結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)；并且由此制得的薄頁(yè)紙產(chǎn)品可以是單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的是，所述薄頁(yè)紙的定量在約10克/米2和約65克/米2之間，密度約0.6克/厘米3或更低。更優(yōu)選的是，定量約為40克/米2或更低，密度約為0.3克/厘米3或更低。最優(yōu)選的是，密度在約0.04克/厘米3和約0.2克/厘米3之間。參見(jiàn)US5,059,282(Ampulski等人，1991.10.22出版)第13欄，第61-67行，該專利描述了如何測(cè)量薄頁(yè)紙的密度。(除非另有說(shuō)明，有關(guān)紙張的所有用量和重量均以干基計(jì))。所述薄頁(yè)紙可以是圖案致密化的薄頁(yè)紙，以及未壓實(shí)的、非圖案致密化的薄頁(yè)紙。這些種類的薄頁(yè)紙以及所述紙張的制備方法在本領(lǐng)域中是熟知的，并且例如描述于US5,334,286(1994.8.2以Dean V.Phan和Paul D.Trokhan的名義出版)中，在此引入作為參考。
測(cè)試方法A．強(qiáng)度測(cè)試在進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)試之前，在溫度為73°F±4°F(約22.8℃±2.2℃)和相對(duì)濕度為50％±10％的調(diào)理室中，對(duì)紙產(chǎn)品老化最少24小時(shí)。
1．總的干抗張強(qiáng)度(DS)本測(cè)試是在溫度為73°F±4°F(約22.8℃±2.2℃)和相對(duì)濕度為50％±10％的調(diào)理室中對(duì)1英寸×5英寸(約2.5厘米×12.7厘米)的紙條(包括如下所述的手抄紙，以及其它紙頁(yè))而進(jìn)行的。使用電子抗張強(qiáng)度測(cè)試儀(1122型，Instron Corp.,Canton,Mass.)，并以2.0英寸/分(約5.1厘米/分)的十字頭速度和4.0英寸(10.2厘米)的計(jì)量長(zhǎng)度進(jìn)行操作。參考縱向指的是被測(cè)試的試樣以相應(yīng)于所述方向?yàn)?英寸的尺寸進(jìn)行制備。因此，對(duì)于縱向(MD)DS，以5英寸尺寸平行于制備紙產(chǎn)品的縱向的方式切取試樣條。對(duì)于橫向(CD)DS，以5英寸尺寸平行于制備紙產(chǎn)品的橫向的方式切取試樣條?？v向和橫向制備方向在造紙領(lǐng)域中是熟知的術(shù)語(yǔ)。
使用上述設(shè)備并以常規(guī)的方式進(jìn)行計(jì)算來(lái)測(cè)量MD和CD抗張強(qiáng)度。對(duì)于每個(gè)方向的強(qiáng)度，所得到的值是以至少六個(gè)測(cè)試條的算術(shù)平均值。DS是MD和CD抗張強(qiáng)度的算術(shù)總和。
2．濕抗張強(qiáng)度利用如與DS相同大小的試樣條，使用電子抗張強(qiáng)度測(cè)試儀(1122型，Instron Corp.)，并以1.0英寸/分(約2.5厘米/分)的十字頭速度和1.0英寸(2.5厘米)的計(jì)量長(zhǎng)度進(jìn)行操作。將試樣條的兩端放置在測(cè)量?jī)x的上爪中，并將試樣條的中間部分放置在不銹鋼釘?shù)乃闹?。使試樣條浸于約20℃的蒸餾水中所需的浸泡時(shí)間，然后測(cè)量抗張強(qiáng)度。取一半測(cè)量的濕強(qiáng)度作為單個(gè)試樣條的濕強(qiáng)度。當(dāng)在DS的情況下，參考縱向指的是被測(cè)試的試樣以5英寸尺寸相應(yīng)于所述方向的方式來(lái)制備。
利用上述設(shè)備并以常規(guī)方式進(jìn)行計(jì)算來(lái)測(cè)量MD和CD濕抗張強(qiáng)度。對(duì)于每個(gè)方向的強(qiáng)度，所得到的值為至少六個(gè)被測(cè)試的試樣條的算術(shù)平均值。對(duì)于給定浸泡時(shí)間的總濕抗張強(qiáng)度為該浸泡時(shí)間的MD和CD抗張強(qiáng)度的算術(shù)總和。當(dāng)紙張已飽和5±0.5秒時(shí)，測(cè)量起始總濕抗張強(qiáng)度(Wi)。當(dāng)紙張已被飽和30±0.5分鐘時(shí)，測(cè)量30分鐘總濕抗張強(qiáng)度(W30)。
3．拉伸模量當(dāng)薄頁(yè)紙?jiān)嚇拥目箯垙?qiáng)度確定的同時(shí)，得到了薄頁(yè)紙?jiān)嚇拥睦炷Ａ?。在該方法中，將單?0.16厘米寬的試樣置于計(jì)量長(zhǎng)度為5.08厘米的抗張強(qiáng)度測(cè)試儀(對(duì)接至LMS數(shù)據(jù)體系的Thwing Albert QCⅡ)中。使試樣以2.54厘米/分鐘的速率伸長(zhǎng)。當(dāng)負(fù)載達(dá)到10克/厘米(F10)，15克/厘米(F15)，和20克/厘米(F20)時(shí)，記錄試樣的伸長(zhǎng)率。然后，利用15克/厘米(F15)時(shí)伸長(zhǎng)的中點(diǎn)，計(jì)算切線斜率。
用下面的方法計(jì)算切線斜率切線斜率(TenMod15)=(δ力)/(δ伸長(zhǎng))=(F20-F10)/(％伸長(zhǎng)@F20-％伸長(zhǎng)@F10)獲得15克/厘米處切線斜率的另一舉例性方法是在切線斜率計(jì)算程序中，使用Thwing-Albert STD抗張強(qiáng)度測(cè)試儀并將負(fù)載收集器(load trap)設(shè)置于152.4克。當(dāng)使用10.16厘米寬的試樣時(shí)，這相當(dāng)于15克/厘米。
借助測(cè)量15克/厘米處的縱向拉伸模量和15克/厘米處的橫向模量，然后計(jì)算幾何平均值，而得到總的拉伸模量。數(shù)學(xué)上，這是縱向拉伸模量(TenMod15MD)和橫向拉伸模量(TenMod15CD)的積的平方根。
總的拉伸模量=(TenMod15MD×TenMod15CD)1/2總的拉伸模量高表示該試樣硬挺且剛性。
4．耐破度概述使固定在環(huán)形夾之間的測(cè)試試樣經(jīng)受借助0.625英寸直徑的拋光不銹鋼球施加的增加的力。耐破度是使試樣破壞的力。耐破度可以針對(duì)濕試樣或干試樣進(jìn)行測(cè)量。
裝置耐破度測(cè)試儀Intelect-Ⅱ-STD拉伸測(cè)試儀，Cat.No.1451-24PGB或Thwing-Albert耐破度測(cè)試儀均是合適的。這兩種儀器均得自Thwing-Albert Instrument Co.,Philadelphia,PA。這兩臺(tái)儀器必須備有2000克的測(cè)力計(jì)，如果要進(jìn)行濕耐破度測(cè)量的話，儀器必須備有測(cè)力計(jì)罩和面板防水罩。
調(diào)理室對(duì)溫度和濕度進(jìn)行控制，以便維持在下面的限定范圍內(nèi)溫度73±3°F(23℃±2℃)濕度50±2％相對(duì)濕度切紙刀可以使用剪刀或其它等同物底盤用于浸泡濕耐破試樣，適合于試樣大小溶液用于浸泡濕耐破試樣的水必須平衡至調(diào)理室的溫度。
計(jì)時(shí)器適用于測(cè)量浸泡時(shí)間。
試樣制備1)將試樣切割成適用于測(cè)試的大小(最小試樣大小4.5英寸×4.5英寸)。對(duì)于進(jìn)行測(cè)試的每個(gè)條件，制備最少五個(gè)試樣。
2)如果進(jìn)行濕耐破測(cè)量的話，將適當(dāng)數(shù)量的切割試樣置于充滿溫度平衡水的底盤中。
設(shè)備設(shè)置1)根據(jù)制造商的說(shuō)明書設(shè)置耐破度測(cè)試儀。如果要使用Intelect-Ⅱ-STD抗張強(qiáng)度測(cè)試儀的話，下面的條件是合適的速度12.7厘米/分鐘破壞靈敏度20克峰值負(fù)載2000克2)根據(jù)預(yù)期的耐破度校正測(cè)力計(jì)。
測(cè)量并報(bào)道1)根據(jù)制造商的說(shuō)明書操縱耐破度測(cè)試儀，以便對(duì)于每個(gè)試樣獲得耐破度測(cè)量值。
2)記錄每個(gè)試樣的耐破度，并計(jì)算每個(gè)條件下耐破度的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。
3)對(duì)于每個(gè)條件，報(bào)道精確至克的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。
B．密度在此使用的術(shù)語(yǔ)多層薄頁(yè)紙的密度是所述紙張的定量除以厚度所得到的平均密度，其中包括了適當(dāng)?shù)膯挝晦D(zhuǎn)換。在此使用的多層薄頁(yè)紙的厚度是當(dāng)經(jīng)受95克/英寸2(15.5克/厘米2)壓縮負(fù)載時(shí)紙張的厚度。
C．薄頁(yè)紙的小組柔軟度測(cè)量在進(jìn)行柔軟度測(cè)試之前，最好使被測(cè)試的紙樣經(jīng)受TAPPI方法#T402OM-88的調(diào)理。在此，于相對(duì)濕度為10-35％和22-40℃的溫度范圍內(nèi)，對(duì)試樣進(jìn)行預(yù)調(diào)理24小時(shí)。在該預(yù)調(diào)理步驟之后，于相對(duì)濕度為48-52％和22-24℃的溫度范圍內(nèi)，對(duì)試樣進(jìn)行調(diào)理24小時(shí)。
柔軟度小組測(cè)試最好應(yīng)在控制的恒溫和恒濕室內(nèi)進(jìn)行。如果這能實(shí)行的話，所有試樣，包括對(duì)比試樣均應(yīng)在相同的環(huán)境暴露條件下進(jìn)行試驗(yàn)。
用類似于在“Manual on Sensory Testing Methods”(ASTM SpecialTechnical Publication 434，由American Society For Testing and Materials 1968出版，在此將其引入作為參考)中描述的方式，成對(duì)對(duì)比地進(jìn)行柔軟度測(cè)試。柔軟度是使用被稱之為成對(duì)差別測(cè)試(Paired Difference Test)的主觀測(cè)試而評(píng)估的。該方法采用測(cè)試材料本身的外部標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于觸覺(jué)柔軟度，以使受驗(yàn)者不能看見(jiàn)試樣的方式提供兩個(gè)試樣，并且根據(jù)觸覺(jué)柔軟度，要求受驗(yàn)者選擇其中一個(gè)。用稱之為小組評(píng)分單位(PSU)的值報(bào)道測(cè)試結(jié)果。有關(guān)在此用PSU報(bào)道的柔軟度測(cè)試得到的柔軟度數(shù)據(jù)，進(jìn)行大量的柔軟度小組測(cè)試。在每個(gè)測(cè)試中，要求十個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的柔軟度評(píng)判員對(duì)三組成對(duì)試樣的相對(duì)柔軟度進(jìn)行評(píng)定。對(duì)每對(duì)試樣進(jìn)行評(píng)判，每個(gè)評(píng)判員每次只評(píng)判一對(duì)，其中之一稱為X而另一個(gè)稱為Y。簡(jiǎn)單地說(shuō)，每個(gè)X相對(duì)于與其成對(duì)的Y試樣按照如下進(jìn)行分級(jí)1．如果X被評(píng)判為比Y稍柔軟一點(diǎn)，得到正一的等級(jí)，如果Y被評(píng)判為比X稍柔軟一點(diǎn)，得到負(fù)一的等級(jí)；2．如果X被評(píng)判為的確比Y柔軟一點(diǎn)，得到正二的等級(jí)，如果Y被評(píng)判為的確比X柔軟一點(diǎn)，得到負(fù)二的等級(jí)；3．如果X被評(píng)判為比Y柔軟許多，得到正三的等級(jí)，而如果Y被評(píng)判為比X柔軟許多，得到負(fù)三的等級(jí)；
4．如果X被評(píng)判為完全地比Y柔軟許多，得到正四的等級(jí)，而如果Y被評(píng)判為完全地比X柔軟許多，得到負(fù)四的等級(jí)。
對(duì)這些等級(jí)進(jìn)行平均并且得到的值以PSU為單位。得到的數(shù)據(jù)被認(rèn)為是一個(gè)小組測(cè)試的結(jié)果。如果評(píng)估多于一對(duì)試樣的話，那么將根據(jù)它們的成對(duì)統(tǒng)計(jì)分析等級(jí)，對(duì)所有試樣對(duì)進(jìn)行排序。然后，當(dāng)需要給出一零PSU值，每個(gè)試樣選擇該值為零基標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，所述排序在該值上下移動(dòng)。相對(duì)于該零基標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)通過(guò)其相對(duì)等級(jí)來(lái)確定時(shí)，其它試樣將有一正值或負(fù)值。所進(jìn)行的并且平均的小組測(cè)試的數(shù)目應(yīng)使得約0.2PSU表示主觀感覺(jué)柔軟度的明顯差異。
D．薄頁(yè)紙掉毛的測(cè)量利用Sutherland Rub測(cè)試儀測(cè)量薄頁(yè)紙產(chǎn)品產(chǎn)生的掉毛量。該測(cè)試儀使用一電機(jī)，以便將加重物的毛毯(weighted felt)在靜止的衛(wèi)生紙上摩擦5次。在摩擦測(cè)試之前和之后，測(cè)量亨特色度L值。計(jì)算這兩個(gè)亨特色度L值之間的差作為掉毛量。
試樣制備在掉毛摩擦測(cè)試之前，應(yīng)根據(jù)TAPPI方法#T402OM-88對(duì)被測(cè)試的紙樣進(jìn)行調(diào)理。在此，于相對(duì)濕度為10-35％和22-40℃的溫度范圍內(nèi)，對(duì)試樣進(jìn)行預(yù)調(diào)理24小時(shí)。在該預(yù)調(diào)理步驟之后，于相對(duì)濕度為48-52％和22-24℃的溫度范圍內(nèi)，對(duì)試樣進(jìn)行調(diào)理24小時(shí)。該摩擦測(cè)試應(yīng)在控制的恒溫和恒濕室內(nèi)進(jìn)行。
Sutherland Rub測(cè)試儀可以得自Testing Machines,Inc.(Amityville,NY,11701)。借助除去并拋棄在加工處理時(shí)可能已磨損的任何產(chǎn)品，例如在輥外面的產(chǎn)品，而首先制備薄頁(yè)紙。對(duì)于多層成品，取三個(gè)片段，每片段包含兩頁(yè)多層產(chǎn)品，并設(shè)置在操縱臺(tái)上。對(duì)于單層產(chǎn)品，取六個(gè)片段，每片段包含兩片單層產(chǎn)品，并設(shè)置在操作臺(tái)上。然后，將每個(gè)試樣對(duì)半折疊，以致使折痕沿測(cè)試紙樣的橫向(CD)走向。對(duì)于多層產(chǎn)品，在對(duì)試樣進(jìn)行折疊之后，保證面朝外的面之一為同一面朝外的面。換句話說(shuō)，不將層相互撕開(kāi)并在產(chǎn)品的內(nèi)部對(duì)彼此面對(duì)的面進(jìn)行摩擦測(cè)試。對(duì)于單層產(chǎn)品，借助網(wǎng)面朝外制備3個(gè)試樣并借助非網(wǎng)面朝外制備3個(gè)試樣。對(duì)網(wǎng)面朝外的試樣和非網(wǎng)面朝外的試樣進(jìn)行跟蹤。
從Cordage Inc.(800E.Ross Road,Cincinnati,Ohio,45217)獲得30英寸×40英寸的Cresent#300卡紙板。利用切紙刀，切得六片尺寸為2.5英寸×6英寸的卡紙板。借助將卡紙板固定至Sutherland Rub測(cè)試儀的固定銷上而在六片紙板上每片沖兩個(gè)孔。
如果借助單層成品進(jìn)行工作的話，定中心并仔細(xì)地將2.5英寸×6英寸的卡紙板的每一片放置在先前折疊過(guò)的六片試樣上。保證卡紙板的6英寸的尺寸平行于每一薄頁(yè)紙樣的縱向(MD)。如果借助多層成品工作的話，只需要三片2.5英寸×6英寸的卡紙板。定中心并仔細(xì)地將每一片卡紙板放置在先前折疊過(guò)的三片試樣上。再一次確定卡紙板的6英寸的尺寸平行于每一薄頁(yè)紙樣的縱向(MD)。
將薄頁(yè)紙樣的暴露部分的一邊折疊至卡紙板的背面上。利用得自3M Inc.的粘合劑帶(3/4英寸寬，Scotch牌，St.Paul,MN)，將該邊固定至卡紙板上。小心地抓住其它伸出的薄頁(yè)紙邊并緊密地將其折疊至卡紙板的背面上。在保持紙張密配合至紙板上的同時(shí)，用膠帶將該第二邊粘結(jié)至卡紙板的背面上。對(duì)于每個(gè)試樣，重復(fù)該步驟。
將每個(gè)試樣反轉(zhuǎn)，并用膠帶將薄頁(yè)紙的橫向邊粘結(jié)至卡紙板上。一半粘合劑帶應(yīng)接觸薄頁(yè)紙，而另一半粘結(jié)至卡紙板上。對(duì)于每個(gè)試樣，重復(fù)該步驟。如果在該試樣制備過(guò)程期間，薄頁(yè)紙?jiān)嚇訑嗔?、撕裂、或磨損的話，應(yīng)將其拋棄并利用新的薄頁(yè)紙?jiān)嚇訔l制備新的試樣。
如果利用多層改裝的產(chǎn)品進(jìn)行工作的話，在卡紙板上將有3個(gè)試樣。對(duì)于單層成品，在薄紙板上將有3個(gè)網(wǎng)面朝外的試樣，以及3個(gè)非網(wǎng)面朝外的試樣。
毛毯制備從Cordage Inc.(800E.Ross Road,Cincinnati,Ohio,45217)獲得30英寸×40英寸的Cresent#300卡紙板。利用切紙刀，切得六塊尺寸為2.25英寸×7.25英寸的卡紙板。在卡紙板的白邊上，畫兩條平行于短尺寸并從頂邊和底邊向下畫1.125英寸的線。利用直邊作為標(biāo)線，借助剃刀刀片仔細(xì)地對(duì)該線的長(zhǎng)度進(jìn)行刻劃。刻劃的深度約為所述片材厚度的一半。該刻劃使得卡紙板/毛毯組合能在Sutherland Rub測(cè)試儀的重物附近密配合。在該刻劃的紙板邊上畫一平行于紙板長(zhǎng)尺寸的箭頭。
切取六片尺寸為2.25英寸×8.5英寸×0.0625英寸的黑色毛毯(F-55或等同物，對(duì)于低密度薄頁(yè)紙的摩擦系數(shù)在0.5和0.8之間。合適的毛毯得自New England Gasket,Bristol,CT)。將該毛毯放置在紙板的未刻劃、未加工的一側(cè)上，以致使毛毯和紙板的長(zhǎng)邊平行并且對(duì)齊。確定毛毯的起毛邊面朝上。另外，使約0.5英寸伸出紙板的頂邊和底邊外。利用Scotch牌膠帶，將兩個(gè)伸出的毛毯邊緊密地折疊至紙板的背面上。制備總共六份毛毯/紙板復(fù)合物。
為了最佳再現(xiàn)性，所有試樣應(yīng)利用同批的毛毯進(jìn)行。顯而易見(jiàn)的是，將會(huì)出現(xiàn)單一批的毛毯完全用完這樣的情況。在必須獲得新批毛毯的那些情況下，必須確定該新批毛毯的校正因子。為確定校正因子，獲得代表性的單一薄頁(yè)紙?jiān)嚇?，和足夠的毛毯，以便制備用于新批和舊批毛毯的24份紙板/毛毯試樣。
正如下面所述的那樣，在進(jìn)行摩擦之前，首先獲得新批、舊批毛毯的24份紙板/毛毯試樣每一份的亨特L讀數(shù)。計(jì)算舊批毛毯的24份紙板/毛毯試樣和新批毛毯的24份紙板/毛毯試樣的平均值。
接著，如下所述，對(duì)新批毛毯的24份紙板/毛毯試樣和舊批毛毯的24份紙板/毛毯試樣進(jìn)行摩擦測(cè)試。確保將相同批號(hào)的薄頁(yè)紙用于新批和舊批毛毯的24份試樣的每一份。此外，在制備紙板/薄頁(yè)紙?jiān)嚇訒r(shí)，必須對(duì)紙張進(jìn)行采樣，以便使新批毛毯和舊批毛毯暴露至盡可能作為代表的薄頁(yè)紙?jiān)嚇?。?duì)于1-層薄頁(yè)紙產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，將可能已磨損或破壞的產(chǎn)品拋棄。接著，獲得48條薄頁(yè)紙條，每條具有兩個(gè)可使用單位的長(zhǎng)度(也稱之為片)。將開(kāi)始的兩個(gè)可使用單位的條放置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)的最左邊并將48份試樣的其余試樣放置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)的最右邊。在試樣角上1厘米×1厘米的區(qū)域內(nèi)用數(shù)字“1”對(duì)最左邊的試樣進(jìn)行標(biāo)記。連續(xù)地對(duì)試樣進(jìn)行順序地標(biāo)記直至48，以致使最右邊的試樣的標(biāo)號(hào)為48。
對(duì)于新毛毯使用24個(gè)奇數(shù)試樣，而對(duì)于舊毛毯使用24個(gè)偶數(shù)試樣。從最低至最高對(duì)奇數(shù)試樣進(jìn)行排序。從最低至最高對(duì)偶數(shù)試樣進(jìn)行排序。對(duì)每組中最小的數(shù)用字母“W”進(jìn)行標(biāo)記。對(duì)每組中最大的數(shù)用字母“N”進(jìn)行標(biāo)記。利用該交替的“W”/“N”形式連續(xù)地對(duì)試樣進(jìn)行標(biāo)記。對(duì)于網(wǎng)面朝外的掉毛分析使用“W”試樣，對(duì)于非網(wǎng)面朝外的掉毛分析使用“N”試樣。對(duì)于1-層產(chǎn)品，現(xiàn)在共有24份試樣用于新批毛毯的和舊批毛毯。在這24份試樣中，12份用于網(wǎng)面朝外的掉毛分析，而另12份用于非網(wǎng)面朝外的掉毛分析。
如下面所述，摩擦并測(cè)量舊毛毯的所有24個(gè)試樣的亨特色度L值。記錄用于舊毛毯的12個(gè)網(wǎng)面亨特色度L值。取這12個(gè)值的平均值。記錄用于舊毛毯的12個(gè)非網(wǎng)面亨特色度L值。取這12個(gè)值的平均值。從網(wǎng)面摩擦試樣的平均亨特色度L值中減去起始的未摩擦毛毯的平均亨特色度L值。對(duì)于網(wǎng)面試樣，這是δ平均差。從非網(wǎng)面摩擦試樣的平均亨特色度L值中減去起始的未摩擦毛毯的平均亨特色度L值。對(duì)于非網(wǎng)面試樣，這是δ平均差。計(jì)算網(wǎng)面的δ平均差和非網(wǎng)面的δ平均差的總和并將該總數(shù)除以2。對(duì)于舊毛毯，這是未校正的掉毛值。如果有用于舊毛毯的現(xiàn)行的毛毯校正因子，那么將它加至舊毛毯的未校正的掉毛值中。該值為用于舊毛毯的校正的掉毛值。
如下面所述，摩擦并測(cè)量新毛毯的所有24個(gè)試樣的亨特色度L值。記錄用于新毛毯的12個(gè)網(wǎng)面亨特色度L值。取這12個(gè)值的平均值。記錄用于新毛毯的12個(gè)非網(wǎng)面亨特色度L值。取這12個(gè)值的平均值。從網(wǎng)面摩擦試樣的平均亨特色度L值中減去起始的未摩擦毛毯的平均亨特色度L值。對(duì)于網(wǎng)面試樣，這是δ平均差。從非網(wǎng)面摩擦試樣的平均亨特色度L值中減去起始的未摩擦毛毯的平均亨特色度L值。對(duì)于非網(wǎng)面試樣，這是δ平均差。計(jì)算網(wǎng)面的δ平均差和非網(wǎng)面的δ平均差的總和并將該總數(shù)除以2。對(duì)于新毛毯，這是未校正的掉毛值。
取舊毛毯的校正掉毛值和新毛毯的未校正掉毛值之間的差。該差值為新批毛毯的毛毯校正因子。
將該毛毯校正因子加至新毛毯的未校正的掉毛值中后，該值應(yīng)當(dāng)與舊毛毯的校正掉毛值相同。
將相同的步驟用于雙層薄頁(yè)紙產(chǎn)品，其中24個(gè)試樣用于舊毛毯而24個(gè)試樣用于新毛毯。但只對(duì)雙層的消費(fèi)者使用的外層進(jìn)行摩擦測(cè)試。如上所述，確保試樣的制備應(yīng)使得獲得用于舊毛毯和新毛毯的代表性試樣。
四磅重物的維護(hù)四磅重物具有四平方英寸的有效接觸面積，提供了1磅/平方英寸的接觸壓力。由于接觸壓力可以借助變更安裝在重物面上的摩擦墊而改變， 因此，重要的是，只使用由制造商提供的摩擦墊(Brown Inc.,Mechanical ServicesDepartment,Kalamazoo,MI)。如果所述的墊變硬、磨損或掉屑，那么就必須更換這些墊。
當(dāng)不使用時(shí)，必須以墊不支承重物整個(gè)重量的方式放置該重物。最好在其旁邊存放重物。
摩擦測(cè)試儀的校正在使用前必須對(duì)Sutherland Rub測(cè)試儀進(jìn)行校正。首先，通過(guò)將測(cè)試儀開(kāi)關(guān)移動(dòng)至“cont”位置而打開(kāi)Sutherland Rub測(cè)試儀。當(dāng)測(cè)試臂處于最靠近使用者的位置時(shí)，將測(cè)試儀的開(kāi)關(guān)開(kāi)至“auto”位置。借助將大刻度盤的指針臂移動(dòng)至“5”位置的設(shè)置，將測(cè)試儀設(shè)置成運(yùn)行五個(gè)沖程。一沖程是重物單一的并完全向前并向后的運(yùn)動(dòng)。在每一次測(cè)試開(kāi)始和結(jié)束時(shí)，摩擦塊的端部應(yīng)處于最靠近操作者的位置。
如上所述，在紙板試樣上制備薄頁(yè)紙。此外，如上所述，在紙板試樣上制備毛毯。這些試樣均將用來(lái)校正儀器，并且不用于獲得實(shí)際試樣的數(shù)據(jù)。
借助滑動(dòng)在固定銷上的紙板的孔而將該校正薄頁(yè)紙樣置于測(cè)試儀的底板上。在測(cè)試期間固定銷阻止試樣移動(dòng)。將校正的毛毯/紙板試樣夾牢至四磅重物上，使紙板側(cè)接觸重物墊。保證紙板/毛毯組合平放在重物上。將該重物鉤在測(cè)試臂上，并輕輕地將薄頁(yè)紙樣放置在重物/毛毯組合下面。最靠近操作者的重物端必須在薄頁(yè)紙樣的紙板上面而不是薄頁(yè)紙樣本身。毛毯必須平放在薄頁(yè)紙樣上并且必須與薄頁(yè)紙表面100％接觸。借助壓下“按”鈕而開(kāi)啟測(cè)試儀。
計(jì)算沖程數(shù)并觀察和心記相對(duì)于試樣的、毛毯覆蓋的重物的起始和終止位置。如果沖程總數(shù)為5的話并且如果最靠近操作者的毛毯覆蓋重物的端部在測(cè)試開(kāi)始和結(jié)束時(shí)在薄頁(yè)紙樣的紙板上面的話，該測(cè)試儀已被校正并準(zhǔn)備使用。如果沖程數(shù)不為5或者如果最靠近操作者的毛毯覆蓋重物的端部在測(cè)試開(kāi)始或結(jié)束時(shí)不在實(shí)際薄頁(yè)紙?jiān)嚇由厦娴脑?，重?fù)該校正步驟，直至計(jì)得5個(gè)沖程以及最靠近操作者的毛毯覆蓋重物的端部在測(cè)試開(kāi)始和結(jié)束時(shí)位于紙板上面為止。
在試樣的實(shí)際測(cè)試期間，監(jiān)測(cè)并觀察沖程數(shù)和毛毯覆蓋重物的起始和停止位置。當(dāng)需要時(shí)重新校正。
亨特色度計(jì)校正根據(jù)概述于該儀器操作手冊(cè)中的步驟，調(diào)節(jié)用于黑色和白色標(biāo)準(zhǔn)板的亨特色度差計(jì)。另外，如果在過(guò)去八小時(shí)期間沒(méi)有進(jìn)行檢查的話，還需進(jìn)行用于標(biāo)準(zhǔn)化的穩(wěn)定性檢查以及日常色度穩(wěn)定性檢查。此外，如果需要，還必須檢查零反射比并再次進(jìn)行調(diào)節(jié)。
將白色標(biāo)準(zhǔn)板放置在儀器入口下面的試樣臺(tái)上。放松試樣臺(tái)并使試樣板升至試樣入口下面。
使用“L-Y”,“a-X”和“b-Z”標(biāo)準(zhǔn)化旋鈕，調(diào)節(jié)儀器，以便當(dāng)“L”,“a”和“b”按鈕依次按下時(shí)，讀取“L”,“a”,和“b”的標(biāo)準(zhǔn)化白板值。
試樣的測(cè)量在薄頁(yè)紙上進(jìn)行摩擦之前，進(jìn)行掉毛測(cè)量的第一步是測(cè)量黑色毛毯/紙板試樣的亨特色度值。本測(cè)量的第一步是將標(biāo)準(zhǔn)白板降低至亨特色度儀的儀器入口下。借助指向色度計(jì)背面的箭頭，使毛毯覆蓋的紙板的中心位于標(biāo)準(zhǔn)板的頂上。放松試樣臺(tái)，使毛毯覆蓋的紙板升至試樣入口的下面。
由于毛毯的寬度只稍大于觀察區(qū)域的直徑，因此要確保毛毯完全覆蓋觀察區(qū)域。在確定完全覆蓋之后，按下L按鈕并等待讀數(shù)穩(wěn)定。讀取并記錄該L值，精確至0.1單位。
如果使用D25D2A探頭，降低毛毯覆蓋的紙板和臺(tái)板，使毛毯覆蓋的紙板旋轉(zhuǎn)90度，以致使箭頭指向測(cè)試計(jì)的右側(cè)。接著，放松試樣臺(tái)并再次進(jìn)行檢查，以確保觀察區(qū)域被毛毯完全覆蓋。按下L按鈕。讀取并記錄該值，精確至0.1單位。對(duì)于D25D2M裝置，記錄值為亨特色度L值。對(duì)于還讀取旋轉(zhuǎn)試樣讀數(shù)的D25D2A探頭，亨特色度L值為兩個(gè)記錄值的平均值。
利用該項(xiàng)技術(shù)測(cè)量所有毛毯覆蓋紙板的亨特色度L值。如果亨特色度L值均在另一個(gè)的0.3單位之內(nèi)，取平均值，以便得到起始L讀數(shù)。如果亨特色度L值不在0.3單位之內(nèi)，舍棄在該范圍以外的那些毛毯/紙板復(fù)合物。制備新試樣并重復(fù)亨特色度L值測(cè)量，直至所有試樣的亨特色度L值均在另一個(gè)的0.3單位之內(nèi)為止。
對(duì)于實(shí)際薄頁(yè)紙/紙板復(fù)合物的測(cè)量，借助滑動(dòng)在固定銷上的紙板內(nèi)的孔而將該薄頁(yè)紙樣/紙板組合置于測(cè)試儀的底板上。在測(cè)試期間固定銷阻止試樣移動(dòng)。將校正的毛毯/紙板試樣夾牢至四磅的重物上，使紙板側(cè)接觸重物墊。確保紙板/毛毯組合平放在重物上。將該重物鉤在測(cè)試臂上，并輕輕地將薄頁(yè)紙樣放置在重物/毛毯組合下面。最靠近操作者的一端必須在薄頁(yè)紙樣的紙板上面而不是薄頁(yè)紙樣本身上面。毛毯必須平放在薄頁(yè)紙樣上并且必須與薄頁(yè)紙表面100％接觸。
接著，借助壓下“按”鈕而開(kāi)啟測(cè)試儀。在五個(gè)沖程結(jié)束時(shí)，測(cè)試儀將自動(dòng)關(guān)閉。記錄與試樣有關(guān)的毛毯覆蓋重物的停止位置。如果朝向操作者的毛毯覆蓋重物的端部在紙板上面，那么該測(cè)試儀操作適當(dāng)。如果朝向操作者的毛毯覆蓋重物在試樣上面，將該測(cè)量值拋棄并根據(jù)上面Sutherland Rub測(cè)試儀校正部分所述再次進(jìn)行校正。
取下帶有與毛毯覆蓋的紙板的重物。檢查該薄頁(yè)紙樣。如果被撕裂的話，拋棄毛毯和薄頁(yè)紙，并重新啟動(dòng)。如果薄頁(yè)紙樣是完整的，從重物上取下毛毯覆蓋的紙板。如前面用于空白毛毯所述，確定毛毯覆蓋的紙板的亨特色度L值。在摩擦之后，記錄毛毯的亨特色度L值。摩擦、測(cè)量并記錄所有余下試樣的亨特色度L值。
在對(duì)所有薄頁(yè)紙進(jìn)行測(cè)量之后，取下并拋棄所有毛毯。不再使用毛毯條。使用紙板，直至它們彎曲，撕裂或不再具有平滑表面為止。
計(jì)算借助從試樣的網(wǎng)面和非網(wǎng)面的每一個(gè)測(cè)量值中減去未使用毛毯而得到的平均起始L讀數(shù)，而測(cè)量δL值。記住，多層產(chǎn)品將只對(duì)紙張的一側(cè)進(jìn)行摩擦。因此，對(duì)于多層產(chǎn)品將得到三個(gè)δL值。取這三個(gè)δL值的平均值，并從該最終平均值中減去毛毯因子。將該最終的結(jié)果稱為雙層產(chǎn)品的掉毛值。
對(duì)于獲得網(wǎng)面和非網(wǎng)面測(cè)量值的單層產(chǎn)品而言，從三個(gè)網(wǎng)面L讀數(shù)的每一個(gè)中和三個(gè)非網(wǎng)面讀數(shù)的每一個(gè)中減去未使用毛毯所得到的起始L讀數(shù)的平均值。計(jì)算三個(gè)網(wǎng)面值的平均δ值。計(jì)算三個(gè)非網(wǎng)面值的平均δ值。從這些平均值的每一個(gè)中減去毛毯因子。最終結(jié)果被稱為單層產(chǎn)品的非網(wǎng)面掉毛值和單層產(chǎn)品的網(wǎng)面掉毛值。通過(guò)取這兩個(gè)值的平均值，得到了整個(gè)單層產(chǎn)品的最終掉毛值。
E．紙漿的耐過(guò)濾性(PFR)PFR與加拿大標(biāo)準(zhǔn)游離度(CSF)一樣是紙漿懸浮液脫水速率的測(cè)量方法。據(jù)信，對(duì)于紙漿脫水特性而言，PFR是表征纖維的優(yōu)異的方法。為進(jìn)行評(píng)估，借助下面等式，可以使CSF與PFR聯(lián)系起來(lái)PFR=11270/CSF-10.77，式中PFR的單位為秒，CSF的單位為毫升。由于該關(guān)聯(lián)有誤差，因此它只是用來(lái)評(píng)估之用。測(cè)量PFR的更為精確的方法如下。
從定量器添加三個(gè)0.1％濃度懸浮液的等分試樣并過(guò)濾通過(guò)連接至定量排放口的篩網(wǎng)而測(cè)量PFR。記錄收集每個(gè)等分試樣所需的時(shí)間，并在兩次過(guò)濾之間不取下篩網(wǎng)或進(jìn)行清洗。
定量器(得自Special Machinery Corporation,546Este Avenue,Cincinnati,OH 45232,Drawing#C-PP-318)裝有PFR裝置(也得自SpecialMachinery Corporation,Drawing#4A-PP-103,part#8)。PFR裝置裝著清潔篩網(wǎng)(使用與用于手抄紙相同種類篩網(wǎng)的11/8英寸(2.9厘米)的打孔圓，即Appleton Wire 84X76M，并且所述篩網(wǎng)裝著在測(cè)試儀中面朝“上”的紙頁(yè))。
以19升的體積，于定量器中制備分解的紙漿的0.10％濃度的懸浮液，其中PFR裝置處于適當(dāng)?shù)奈恢?。?00毫升的容量瓶設(shè)置在PFR裝置的出口下面。打開(kāi)定量器出口閥，并開(kāi)啟定時(shí)器，一旦在容量瓶中收集到100毫升(在閥門關(guān)閉之后，另外的液體將有可能排入燒瓶中)，立即關(guān)閉閥門并停止定時(shí)器。以精確至0.10秒記錄時(shí)間，該時(shí)間標(biāo)記為“A”。
拋棄濾液，重新放置燒瓶，并且在過(guò)濾之間不取下或清洗篩網(wǎng)下，借助同樣的步驟收集另一100毫升的等分試樣。該時(shí)間間隔記錄為“B”。再次拋棄濾液，重新放置燒瓶，并且在過(guò)濾之間不取下或清洗篩網(wǎng)下，借助同樣的步驟收集另一100毫升的等分試樣。該時(shí)間間隔記錄為“C”。
然后利用下面的等式計(jì)算PFRPFR=[(E)×(B+C-(2×A))/1.5]1/2式中A,B和C是記錄的時(shí)間間隔，而E是用來(lái)校正PFR至在75°F(24℃)時(shí)觀察到的值的溫度的函數(shù)E=1+(0.013.時(shí)間.(T-75))式中T是在取最后等分試樣之后在定量器中測(cè)得的懸浮液的溫度，精確到°F。
實(shí)施例下面的非限定性實(shí)施例用來(lái)闡明根據(jù)本發(fā)明的紙產(chǎn)品的制備。本發(fā)明的范圍將由下面的權(quán)利要求書來(lái)確定。
實(shí)施例1本實(shí)施例打算說(shuō)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有暫時(shí)濕強(qiáng)度的低密度薄頁(yè)紙的制備。
在本發(fā)明的實(shí)踐中，使用工業(yè)化長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)。
利用常規(guī)碎漿機(jī)制備約3.5％濃度的北方針葉木牛皮漿(NSK)的含水懸浮液。在碎漿期間添加足夠的氫氧化鈉，以便將pH調(diào)節(jié)至約6，并且使該懸浮液通過(guò)漿管通向長(zhǎng)網(wǎng)的網(wǎng)前箱。
使懸浮液通過(guò)一精漿機(jī)，所述精漿機(jī)使NSK細(xì)纖維化，并使紙漿的耐過(guò)濾性增加約2.5秒。
為了賦予最終產(chǎn)品以干強(qiáng)度，制備RediBOND 5330_的1.5％的分散體(陽(yáng)離子淀粉，得自National Starch and Chemical Company,Bridgewater,NJ)并以NSK纖維的干重量計(jì)，足以輸送0.17％RediBOND 5330_的速率添加至NSK漿管中。借助使處理過(guò)的懸浮液通過(guò)管線內(nèi)混合器而增強(qiáng)干強(qiáng)度樹(shù)脂的吸附。
為了賦予最終產(chǎn)品以暫時(shí)強(qiáng)度，制備Parez 750B_的1.5％的分散體并以NSK纖維的干重量計(jì)，足以輸送0.42％Parez 750B_的速率添加至NSK漿管中。借助使處理過(guò)的懸浮液通過(guò)管線內(nèi)混合器而增強(qiáng)暫時(shí)強(qiáng)度樹(shù)脂的吸附。
利用常規(guī)碎漿機(jī)制備約3.5％濃度的桉樹(shù)闊葉木牛皮漿纖維的水懸浮液。在碎漿期間添加足夠的氫氧化鈉，以便將pH調(diào)節(jié)至約6，并且使該懸浮液通過(guò)漿管通向長(zhǎng)網(wǎng)的網(wǎng)前箱。
在混合漿泵的入口處，用白水將NSK纖維稀釋至以NSK纖維懸浮液的總重量計(jì)約0.15％的濃度。同樣地，在混合漿泵的入口處，用白水將桉樹(shù)纖維稀釋至以桉樹(shù)纖維懸浮液的總重量計(jì)約0.15％的濃度。將桉樹(shù)纖維懸浮液和NSK纖維懸浮液輸送至能使所述懸浮液保持單獨(dú)液流的層狀網(wǎng)前箱中，直至它們沉積至長(zhǎng)網(wǎng)上的成形織物上為止。
紙機(jī)具有層狀網(wǎng)前箱，所述網(wǎng)前箱有頂室、中間室和底室。將桉樹(shù)纖維懸浮液泵送通過(guò)網(wǎng)前箱的頂室和底室，同時(shí)將NSK纖維懸浮液泵送通過(guò)網(wǎng)前箱的中間室，并以并置的關(guān)系輸送至長(zhǎng)網(wǎng)上，以便在其上形成三層的紙胚，其中，約70％由桉樹(shù)纖維組成，而30％由NSK纖維組成。通過(guò)長(zhǎng)網(wǎng)并借助擋水板和真空箱進(jìn)行脫水。長(zhǎng)網(wǎng)為縱向和橫向每英寸分別有87根單絲和76根單絲的5-梭道、緞紋組織構(gòu)形。在約22％纖維濃度在遞紙位置，將紙胚從長(zhǎng)網(wǎng)傳遞至構(gòu)圖的干燥織物上。
將干燥織物設(shè)計(jì)成得到圖案致密化的薄頁(yè)紙，并且具有縱向和橫向每英寸分別有44根單絲和33根單絲的5-梭道、緞紋組織構(gòu)形。將單絲的交叉點(diǎn)用砂打磨以便提供約38％的壓節(jié)區(qū)。
將紙幅載在干燥織物上通過(guò)真空脫水箱，通過(guò)穿透預(yù)干燥器，然后將紙幅輸送至揚(yáng)克式烘缸上。在真空脫水箱之后，纖維的濃度約為27％，借助預(yù)干燥器的作用，在傳遞至揚(yáng)克式烘缸上之前的濃度約為65％；將包含聚乙烯醇的0.25％水溶液的起皺粘合劑噴至揚(yáng)克式烘缸表面上；在利用刮刀對(duì)紙幅進(jìn)行干起皺之前，使纖維的濃度增加至約98％。所述刮刀具有26度的斜角并且相對(duì)揚(yáng)克式烘缸放置，以便提供約81度的沖擊角；該揚(yáng)克式烘缸在約340°F(171℃)運(yùn)行；該揚(yáng)克式烘缸以約3800英尺/分鐘(180米/分鐘)的速度運(yùn)行。然后，使紙幅在兩個(gè)壓光輥之間通過(guò)并卷繞至紙軸上。
根據(jù)在此所述的方法對(duì)得到的紙張進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果列于表1中。
表1測(cè)試參數(shù) 結(jié)果密度 0.26克/厘米3定量 11克/米2總干強(qiáng)度 411克/英寸(162克/厘米)總起始濕強(qiáng)度 44克/英寸(17克/厘米)總?cè)昼姖駨?qiáng)度 15.2克/英寸(6克/厘米)總干拉伸模量 13.0克/厘米％濕耐破度 21克抗掉毛性 7對(duì)于根據(jù)實(shí)施例1制得的紙張而言，起始濕強(qiáng)度對(duì)干強(qiáng)度的比例為0.11∶1。并且，對(duì)于根據(jù)實(shí)施例1制得的紙張而言，三十分鐘濕強(qiáng)度對(duì)起始濕強(qiáng)度的比例為0.35∶1。
實(shí)施例2本實(shí)施例打算說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的具有暫時(shí)濕強(qiáng)度的低密度薄頁(yè)紙的制備。
在本發(fā)明的實(shí)踐中，使用工業(yè)化的長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)。
利用常規(guī)碎漿機(jī)制備約3.5％濃度的北方針葉木牛皮漿(NSK)的含水懸浮液。在碎漿期間添加足夠的氫氧化鈉，以便將pH調(diào)節(jié)至約6，并且使該懸浮液通過(guò)漿管通向長(zhǎng)網(wǎng)的網(wǎng)前箱。
以可控的方式，將濃度為1％的硫酸添加至NSK漿管中，以便將懸浮液的pH控制在約5.1±0.2。
為了賦予最終產(chǎn)品以暫時(shí)濕強(qiáng)度，制備Parez 750B_1.5％的分散體并以NSK纖維的干重量計(jì)，足以輸送1.4％Parez 750B_的速率添加至NSK漿管中。借助使處理過(guò)的懸浮液通過(guò)管線內(nèi)混合器而增強(qiáng)暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂的吸附。
將濃度為1％的另外的硫酸添加至處理過(guò)的NSK懸浮液中，以便將網(wǎng)前箱的pH控制在約5.1±0.2。
利用常規(guī)碎漿機(jī)制備約3.5％濃度的桉樹(shù)闊葉木牛皮漿的水懸浮液。在碎漿期間添加足夠的氫氧化鈉，以便將pH調(diào)節(jié)至約5.7，并且使該懸浮液通過(guò)漿管通向長(zhǎng)網(wǎng)的網(wǎng)前箱。
以可控的方式，將濃度為1％的硫酸添加至桉樹(shù)漿管中，以便將桉樹(shù)纖維懸浮液的pH控制在約5.1±0.2。
為了賦予最終產(chǎn)品以暫時(shí)濕強(qiáng)度，制備Parez 750B_1.5％的分散體并以按樹(shù)纖維的干重量計(jì)，足以輸送0.12％Parez 750B_的速率添加至桉樹(shù)漿管中。借助使處理過(guò)的懸浮液通過(guò)管線內(nèi)混合器而增強(qiáng)暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂的吸附。
將濃度為1％的另外的硫酸添加至處理過(guò)的桉樹(shù)纖維的懸浮液中，以便將網(wǎng)前箱的pH控制在約5.1±0.2。
在混合漿泵的入口處，用白水將NSK纖維稀釋至以形成部分網(wǎng)前箱配料的NSK纖維懸浮液的總重量計(jì)約0.15％的濃度。同樣地，在混合漿泵的入口處，用白水將桉樹(shù)纖維稀釋至以形成第二部分網(wǎng)前箱配料的桉樹(shù)纖維懸浮液的總重量計(jì)約0.15％的濃度。將按樹(shù)纖維懸浮液和NSK纖維懸浮液輸送至能使所述懸浮液保持單獨(dú)液流的層狀網(wǎng)前箱中，直至它們沉積至長(zhǎng)網(wǎng)上的成形織物上為止。
紙機(jī)具有層狀網(wǎng)前箱，所述網(wǎng)前箱有頂室、中間室和底室。將桉樹(shù)纖維懸浮液泵送通過(guò)網(wǎng)前箱的頂室和底室，同時(shí)將NSK纖維懸浮液泵送通過(guò)網(wǎng)前箱的中間室，并以并置的關(guān)系輸送至長(zhǎng)網(wǎng)上，以便在其上形成三層的紙胚，其中，約78％由桉樹(shù)纖維組成，而22％由NSK纖維組成。通過(guò)長(zhǎng)網(wǎng)并借助擋水板和真空箱進(jìn)行脫水。長(zhǎng)網(wǎng)為縱向和橫向每英寸分別有87根單絲和76根單絲的5-梭道、緞紋組織構(gòu)形。在約22％纖維濃度在遞紙位置，將紙胚從長(zhǎng)網(wǎng)傳遞至構(gòu)圖的干燥織物上。
將干燥織物設(shè)計(jì)成得到圖案致密化的薄頁(yè)紙，其中不連續(xù)的低密度撓曲區(qū)域排列在高密度(壓節(jié))區(qū)域的連續(xù)網(wǎng)內(nèi)。借助將不滲透樹(shù)脂表面鑄造至纖維網(wǎng)支承織物上而形成所述干燥織物。所述支承織物是48×52根長(zhǎng)絲的雙層網(wǎng)狀物。澆鑄在第二表面上的樹(shù)脂厚度約5.5密耳。壓節(jié)區(qū)域約為36％，并且開(kāi)孔以約575/英寸2的頻率出現(xiàn)。
使紙幅載在干燥織物上通過(guò)真空脫水箱，通過(guò)通風(fēng)預(yù)干燥器，在此之后，將紙幅傳遞至揚(yáng)克式烘缸上。在真空脫水箱之后，纖維的濃度約為27％，借助預(yù)干燥器的作用，在傳遞至揚(yáng)克式烘缸上之前的濃度約為65％；借助涂布器將包含聚乙烯醇的0.25％水溶液的起皺粘合劑噴涂至揚(yáng)克式烘缸表面上；在利用刮刀對(duì)紙幅進(jìn)行干起皺之前，使纖維的濃度增加至約98％。所述刮刀具有26度的斜角并且相對(duì)揚(yáng)克式烘缸放置，以便提供約81度的沖擊角；該揚(yáng)克式烘缸在約340°F(171℃)運(yùn)行；該揚(yáng)克式烘缸以3400英尺/分鐘(161米/分鐘)的速度運(yùn)行。然后，使紙幅在兩個(gè)壓光輥之間通過(guò)并卷繞至紙軸上。
根據(jù)在此所述的方法對(duì)得到的紙張進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果列于表2中。
表2測(cè)試參數(shù) 結(jié)果密度0.21克/厘米3定量13.5克/米2總干強(qiáng)度380克/英寸(150克/厘米)總起始濕強(qiáng)度85克/英寸(33克/厘米)總?cè)昼姖駨?qiáng)度32克/英寸(13克/厘米)總干拉伸模量7.9克/厘米％濕耐破度46克抗掉毛性7對(duì)于根據(jù)實(shí)施例2制得的紙張而言，起始濕強(qiáng)度對(duì)干強(qiáng)度的比例為0.22∶1。并且，對(duì)于根據(jù)實(shí)施例2制得的紙張而言，三十分鐘濕強(qiáng)度對(duì)起始濕強(qiáng)度的比例為0.38∶1。
實(shí)施例3本實(shí)施例打算說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第二方面的具有暫時(shí)濕強(qiáng)度的低密度薄頁(yè)紙的制備。
在本發(fā)明的實(shí)踐中，使用工業(yè)化的長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)。
利用常規(guī)碎漿機(jī)制備約3.5％濃度的北方針葉木牛皮漿(NSK)的含水懸浮液。在碎漿期間添加足夠的氫氧化鈉，以便將pH調(diào)節(jié)至約6，并且使該懸浮液通過(guò)漿管通向長(zhǎng)網(wǎng)的網(wǎng)前箱。
以可控的方式，將濃度為1％的硫酸添加至NSK漿管中，以便將懸浮液的pH控制在約5.1±0.2。
為了賦予最終產(chǎn)品以暫時(shí)濕強(qiáng)度，制備Parez EXPN3683的1.5％的分散體并以NSK纖維的干重量計(jì)，足以輸送0.91％Parez EXPN3683的速率添加至NSK漿管中。借助使處理過(guò)的懸浮液通過(guò)管線內(nèi)混合器而增強(qiáng)暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂的吸附。
將濃度為1％的另外的硫酸添加至處理過(guò)的NSK懸浮液中，以便將pH控制在約5.1±0.2。
利用常規(guī)碎漿機(jī)制備約3.5％濃度的桉樹(shù)闊葉木牛皮漿的含水懸浮液。在碎漿期間添加足夠的氫氧化鈉，以便將pH調(diào)節(jié)至約6，并且使該懸浮液通過(guò)漿管通向長(zhǎng)網(wǎng)的網(wǎng)前箱。
以可控的方式，將濃度為1％的硫酸添加至桉樹(shù)漿管中，以便將桉樹(shù)纖維懸浮液的pH控制在約5.1±0.2。
為了賦予最終產(chǎn)品以暫時(shí)濕強(qiáng)度，制備Parez EXPN3683 1.5％的分散體并以桉樹(shù)纖維的干重量計(jì)，足以輸送0.12％Parez EXPN3683的速率添加至桉樹(shù)漿管中。借助使處理過(guò)的懸浮液通過(guò)管線內(nèi)混合器而增強(qiáng)暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂的吸附。
將濃度為1％的另外的硫酸添加至處理過(guò)的桉樹(shù)纖維的懸浮液中，以便將網(wǎng)前箱的pH控制在約5.1±0.2。
在混合漿泵的入口處，用白水將NSK纖維稀釋至以形成部分網(wǎng)前箱配料的NSK纖維懸浮液的總重量計(jì)約0.15％的濃度。同樣地，在混合漿泵的入口處，用白水將桉樹(shù)纖維稀釋至以形成第二部分網(wǎng)前箱配料的桉樹(shù)纖維懸浮液的總重量計(jì)約0.15％的濃度。將桉樹(shù)纖維懸浮液和NSK纖維懸浮液輸送至能使所述懸浮液保持單獨(dú)液流的層狀網(wǎng)前箱中，直至它們沉積至長(zhǎng)網(wǎng)上的成形織物上為止。
紙機(jī)具有層狀網(wǎng)前箱，所述網(wǎng)前箱有頂室、中間室和底室。將桉樹(shù)纖維懸浮液泵送通過(guò)網(wǎng)前箱的頂室和底室，同時(shí)將NSK纖維懸浮液泵送通過(guò)網(wǎng)前箱的中間室，并以并置的關(guān)系輸送至長(zhǎng)網(wǎng)上，以便在其上形成三層的紙胚，其中，約78％由桉樹(shù)纖維組成，而22％由NSK纖維組成。通過(guò)長(zhǎng)網(wǎng)并借助擋水板和真空箱進(jìn)行脫水。長(zhǎng)網(wǎng)為縱向和橫向每英寸分別有87根單絲和76根單絲的5-梭道、緞紋組織構(gòu)形。在約22％纖維濃度在遞紙位置，將紙胚從長(zhǎng)網(wǎng)傳遞至構(gòu)圖的干燥織物上。
將干燥織物設(shè)計(jì)成得到圖案致密化的薄頁(yè)紙，其中不連續(xù)的低密度撓曲區(qū)域排列在高密度(壓節(jié))區(qū)域的連續(xù)網(wǎng)內(nèi)。借助將不滲透樹(shù)脂表面鑄造至纖維網(wǎng)支承織物上而形成所述干燥織物。所述支承織物是48×52根長(zhǎng)絲的雙層網(wǎng)狀物。澆鑄在第二表面上的樹(shù)脂厚度約5.5密耳。壓節(jié)區(qū)域約為36％，并且開(kāi)孔以約562/英寸2的頻率出現(xiàn)。
使紙幅載在干燥織物上通過(guò)真空脫水箱，通過(guò)通風(fēng)預(yù)干燥器，在此之后，將紙幅傳遞至揚(yáng)克式烘缸上。在真空脫水箱之后，纖維的濃度約為27％，借助預(yù)干燥器的作用，在傳遞至揚(yáng)克式烘缸上之前的濃度約為65％；借助涂布器將包含聚乙烯醇的0.25％水溶液的起皺粘合劑噴涂至揚(yáng)克式烘缸表面上；在利用刮刀對(duì)紙幅進(jìn)行干起皺之前，使纖維的濃度增強(qiáng)至約98％。所述刮刀具有26度的斜角并且相對(duì)揚(yáng)克式烘缸放置，以便提供約81度的沖擊角；該揚(yáng)克式烘缸在約340°F(171℃)運(yùn)行；該揚(yáng)克式烘缸以3400英尺/分鐘(161米/分鐘)的速度運(yùn)行。然后，使紙幅在兩個(gè)壓光輥之間通過(guò)并卷繞至紙軸上。
根據(jù)在此所述的方法對(duì)得到的紙張進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果列于表3中。
表3測(cè)試參數(shù) 結(jié)果密度0.20克/厘米3定量13.5克/米2總干強(qiáng)度407克/英寸(160克/厘米)總起始濕強(qiáng)度89克/英寸(35克/厘米)總?cè)昼姖駨?qiáng)度29克/英寸(11克/厘米)總干拉伸模量7.7克/厘米％濕耐破度46克抗掉毛性7對(duì)于根據(jù)實(shí)施例3制得的紙張而言，起始濕強(qiáng)度對(duì)干強(qiáng)度的比例為0.22∶1。并且，對(duì)于根據(jù)實(shí)施例3制得的紙張而言，三十分鐘濕強(qiáng)度對(duì)起始濕強(qiáng)度的比例為0.33∶1。
實(shí)施例4本實(shí)施例打算說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明制得的低密度薄頁(yè)紙具有可與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制得的低密度薄頁(yè)紙相比的柔軟度。
根據(jù)TEST METHODS部分中描述的方法，評(píng)估根據(jù)實(shí)施例2和3制得的薄頁(yè)紙的小組柔軟度。根據(jù)實(shí)施例1制得的薄頁(yè)紙用作對(duì)比薄頁(yè)紙。該評(píng)估的結(jié)果列于下表4中。
表4試樣柔軟度(PSU)根據(jù)實(shí)施例2的薄頁(yè)紙 -0.09根據(jù)實(shí)施例3的薄頁(yè)紙 +0.02如上表可以看出，根據(jù)本發(fā)明制得的薄頁(yè)紙具有可與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制得的薄頁(yè)紙相比的柔軟度。
在此，將所有專利，專利申請(qǐng)(和在其上授權(quán)的任何專利，以及任何相應(yīng)的出版的外國(guó)專利申請(qǐng))，和在整個(gè)說(shuō)明中提及的出版物引入作為參考。然而，必須承認(rèn)，在此所參考的文獻(xiàn)沒(méi)有教導(dǎo)或披露本發(fā)明。
盡管已說(shuō)明并描述了本發(fā)明特定的實(shí)施方案，但對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，顯而易見(jiàn)的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下，能作出各種其它的改變和變更。因此，本發(fā)明將在所附權(quán)利要求書中覆蓋在本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些改變和變更。
權(quán)利要求
1．一種具有暫時(shí)濕強(qiáng)度的、柔軟、低密度紙產(chǎn)品，所述紙產(chǎn)品具有密度，定量，濕耐破度，起始濕強(qiáng)度，三十分鐘濕強(qiáng)度和干強(qiáng)度，所述紙產(chǎn)品包含造紙纖維；和化學(xué)強(qiáng)度添加劑；其中，所述密度低于約0.6克/厘米3，所述定量在約10和約65克/米2之間，所述干強(qiáng)度低于約500克/英寸(197克/厘米)，所述濕耐破度至少約35克，其特征在于所述起始濕強(qiáng)度對(duì)所述干強(qiáng)度之比大于約0.15∶1，并且所述三十分鐘濕強(qiáng)度對(duì)所述起始濕強(qiáng)度之比低于約0.4。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的柔軟低密度紙產(chǎn)品，其中所述起始濕強(qiáng)度對(duì)所述干強(qiáng)度之比大于約0.2∶1。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2的柔軟低密度紙產(chǎn)品，其中化學(xué)強(qiáng)度添加劑主要由暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂組成。
4．根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的柔軟低密度紙產(chǎn)品，其中所述紙產(chǎn)品是層狀的，具有兩個(gè)外層和在兩外層之間的中間層，并且所述造紙纖維包含相對(duì)長(zhǎng)的纖維和短纖維，其中所述中間層主要由相對(duì)長(zhǎng)的造紙纖維組成，所述外層主要由短造紙纖維組成。
5．根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的柔軟低密度紙產(chǎn)品，其中所述紙產(chǎn)品具有總的拉伸模量，并且所述總拉伸模量低于約12克/厘米％。
6．根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的柔軟低密度紙產(chǎn)品，其中所述濕耐破度在約35克和約70克之間。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的柔軟低密度紙產(chǎn)品，其中所述紙產(chǎn)品是圖案致密化的，具有相對(duì)低纖維密度的相對(duì)高松厚區(qū)和一系列相對(duì)高纖維密度的致密化區(qū)，所述致密化區(qū)是相互連接的。
8．一種具有暫時(shí)濕強(qiáng)度、柔軟、低密度紙產(chǎn)品的制備方法，所述方法包括如下步驟a)提供包含相對(duì)長(zhǎng)造紙纖維的第一含水懸浮液，所述第一懸浮液具有第一pH值；b)提供調(diào)節(jié)所述第一pH并將所述第一pH值調(diào)節(jié)至約5.0和約6.5之間的第一受控pH范圍的介質(zhì)；c)提供將所述第一受控pH范圍調(diào)節(jié)至約4.8和約5.4之間的第二更窄受控pH范圍的第一酸性介質(zhì)；d)提供暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂溶液；e)將所述懸浮液、所述第一酸性介質(zhì)以及所述暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂溶液混合，以便提供第一起始調(diào)理的、樹(shù)脂處理的長(zhǎng)造紙纖維懸浮液；f)其特征在于提供調(diào)節(jié)所述第二受控pH范圍的第二酸性介質(zhì)，以便將所述造紙配料的pH控制在約4.8和約5.4之間的范圍內(nèi)；g)提供稀釋水；h)將所述起始調(diào)理的、樹(shù)脂處理的長(zhǎng)造紙纖維懸浮液、所述第二酸性介質(zhì)以及所述稀釋水混合，以便形成造紙配料；和ⅰ)將所述配料輸送至網(wǎng)前箱。
9．權(quán)利要求8的方法，其中所述的紙產(chǎn)品是帶兩個(gè)外層和兩外層之間的中間層的層狀結(jié)構(gòu)，所述網(wǎng)前箱有三個(gè)室，即一對(duì)外部室和一個(gè)外部間的中間室，所述方法還包括如下步驟a)根據(jù)權(quán)利要求8制備第一造紙配料，并將所述第一造紙配料輸送至所述中間室；b)通過(guò)下列步驟制備第二造紙配料ⅰ)提供包含短造紙纖維的第二含水懸浮液，所述懸浮液具有第四pH；ⅱ)提供調(diào)節(jié)所述第四pH并將所述第四pH值調(diào)節(jié)至約5.0和約6.5之間的第三受控pH范圍的介質(zhì)；ⅲ)提供將所述第三受控pH范圍調(diào)節(jié)至約4.8和約5.4之間的第四更窄受控pH范圍的第三酸性介質(zhì)；ⅳ)提供暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂溶液；ⅴ)將所述懸浮液、所述第三酸性介質(zhì)以及所述暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂溶液混合，以便提供第二起始調(diào)理的、樹(shù)脂處理的短造紙纖維懸浮液；ⅵ)提供調(diào)節(jié)所述第四受控pH范圍的第四酸性介質(zhì)，以便將所述第二造紙配料的pH控制在約4.8和約5.4之間的范圍內(nèi)；ⅶ)提供稀釋水；ⅷ)將所述第二起始調(diào)理的、樹(shù)脂處理的短造紙纖維懸浮液、所述第四酸性介質(zhì)，以及所述稀釋水混合，以便完成所述第二造紙配料的制備；和c)將所述第二配料分成第一部分和第二部分；和d)將所述第一部分輸送至所述外部室之一并將所述第二部分輸送至所述外部室的另一個(gè)中。
10．權(quán)利要求8或9的方法，所述方法還包括a)將來(lái)自所述網(wǎng)前箱的所述配料沉積至形成紙胚的多孔基材上；b)借助下列步驟對(duì)所述紙胚進(jìn)行干燥ⅰ)將所述紙胚從所述多孔基材傳遞至支承織物上；ⅱ)將加熱空氣吹過(guò)所述紙胚和所述支承織物，所述支承織物是具有相互連接的壓節(jié)圖案的壓印支承織物，以便形成半干薄頁(yè)紙胚幅；ⅲ)將所述半干薄頁(yè)紙胚幅輸送至揚(yáng)克式烘缸上；ⅳ)在所述揚(yáng)克式烘缸上對(duì)所述半干薄頁(yè)紙胚幅進(jìn)行干燥，并由此對(duì)所述干燥紙幅進(jìn)行起皺，以便形成干燥紙幅；和c)將所述干燥紙幅卷繞至紙軸上，以便形成柔軟、低密度的紙產(chǎn)品，其中所述產(chǎn)品的密度低于約0.6克/厘米3，定量在約10和約65克/米2之間，干強(qiáng)度低于約500克/英寸(197克/厘米)，起始濕強(qiáng)度對(duì)所述干強(qiáng)度之比大于約0.15∶1，并且三十分鐘濕強(qiáng)度對(duì)所述起始濕強(qiáng)度之比小于約0.4。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種利用造紙纖維和陽(yáng)離子暫時(shí)濕強(qiáng)度樹(shù)脂制得的柔軟、低密度的紙產(chǎn)品。所述紙產(chǎn)品的密度低于約0.6克/厘米
文檔編號(hào)D21H25/00GK1303452SQ98814077
公開(kāi)日2001年7月11日 申請(qǐng)日期1998年6月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月2日
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