专利名称：糖处理的纤维素浆板的制作方法
技术领域：
本发明涉及已用糖处理过以改变其性质的纤维素纤维及将糖涂敷于纤维素纤维的方法。
背景技术：
已发现纤维素纤维可广泛应用于吸收制品，如尿布和女性卫生产品。纤维素纤维通常用作吸收介质以吸收、输送和保持流体。尽管纤维素纤维可有效地吸收、输送和保持流体，但是数十年来已对纤维素纤维作了许多改进，以改善纤维素纤维在吸收产品中的性能。例如，美国专利6,340,411和5,547,541描述了用某些聚合的和非聚合的物质处理过的纤维素纤维网需要较小的压力以将网压至给定的密度，与此相比，在没有聚合的或非聚合的物质存在的情况下，压实类似的网需要较大的压力。
通过将所需的组合物施用于湿法纤维素纤网，所述湿法纤网已经用例如长网成型机制得，从而制得如美国专利5,547,541描述的用组合物处理过的纤维素纤维。处理过的湿法纤维素纤网通常被制成卷，以整批输送给吸收产品制造商。吸收产品制造商典型地展开该卷，并在纤维化单元中处理该纤维网，所述纤维化单元将纤维单根化，并将它们准备好用于进一步处理。
当吸收产品制造商通过上述处理过的纤维素纤维制备产品时，它们面临几个问题。待单根化的纤维性能既影响最终产品的外观也影响所得绒毛浆分离和分布典型地与其混合的超吸收颗粒的功能。结是指未单根化纤维的块或束。已知随着结含量水平的增加，纤维垫的实用性和可接受性降低了。
吸收产品业是一个竞争激烈的行业，其中对于原材料的成本一直有不断施加的压力。寻求理想的处理用化学物受限于工业需要，其要求使用安全的、且不易受消费公众的负面认知影响的化学物。
美国专利3,903,889描述了使用能被有机溶剂稀释的玉米糖浆固体、蜂蜜和糊精将吸收颗粒粘附到纤维、皱纹纸气流纤网、或薄纸的方法。美国专利5,789,326讨论了美国专利3,903,889，并指出玉米糖浆不是吸湿性物质，且在一些实施方案中，因为玉米糖浆在干燥后保持粘性，所以玉米糖浆不能用作可接受的粘合剂，所述粘合剂将超吸收颗粒附着到纤维上。美国专利5,789,326还描述了这些粘性粘合剂使粘合剂涂布的纤维难以处理，例如将纯玉米糖浆施用于纤维素纤维会使得纤维更难以纤维化。与纤维化程度较高的气流纤网比较，纤维化较差的气流纤维素纤网不太理想。至今为止，尽管使用玉米糖浆的经济性很好，但是还未发现玉米糖浆可用于制备定制的纤维素纤维，所述纤维已被处理以改变性质。吸收产品的制造商继续在寻找现有纤维素纤维的有效经济的替代物以用于他们的产品中。
发明内容
令人惊奇地，本发明人已发现，本发明的用糖处理过的纤维素浆板在吸收产品制造商的要求内易于进行纤维化。通过本发明的用糖处理过的纤维素浆板的纤维化所得的纤维具有良好的致密性和柔软性，它们优于那些未根据本发明进行处理的纤维素浆板所得纤维的致密性和柔软性。吸收产品制造商将会发现糖处理过的纤维素浆板是合乎要求的，因为它们的纤维化性质和由处理过的浆板所制备的纤维的致密性和柔软性很好。另外，吸收产品制造商会认为糖是合乎要求的，因为它们具有为消费公众所知的低成本和安全性，可被公众接受。
在一个实施方案中，本发明涉及纤维素浆板，其包括纤维素纤维和糖，其中当浆板在标准Kamas条件下纤维化时，其产生小于20重量％的结。
在另一个实施方案中，本发明涉及制备纤维素浆板的方法，当所述浆板在标准Kamas条件下纤维化时，其产生小于20重量％的结。该方法包括提供纤维素浆板和将糖施用于纤维素浆板。
在优选实施方案中，纤维素浆板基本上由纤维素纤维、糖和水组成，所述水是在糖被施用于纤维素浆板时与糖一起引入的。
在另一个实施方案中，本发明为非板形式的纤维素浆粕，其包括纤维素纤维块，其中该纤维块的密度为至少0.3g/cm3；和糖，其中非板形式的纤维素浆粕在标准Kamas条件下纤维化时，可产生小于20重量％的结。
本发明给吸收产品制造商提供了纤维素浆板来源，所述浆板具有合乎要求的纤维化性质，这使得纤维具有良好的致密性和柔软性。
通过下面的详细描述并结合附图，本发明的上述方面和许多附带的优点将变得显而易见，其中图1说明了用本发明的高果糖玉米糖浆处理过的纤维素浆板纤维化所产生的纤维与未根据本发明处理过的纤维素浆板纤维化所产生的纤维的致密性差别；图2说明了用本发明的高果糖玉米糖浆处理过的纤维素浆板纤维化所产生的纤维与未根据本发明处理过的纤维素浆板纤维化所产生的纤维的柔软性比较；图3为用于测定纤维化的纤维素纤维的结含量的声波分馏器的示意图。
图4为湿法纤网生产线的示意图，其说明了根据本发明将糖适用于湿法纤维素纤网；
图5说明了本发明的用蜂蜜、蔗糖和麦芽糖糊精处理过的纤维素浆板纤维化所产生的纤维与未根据本发明处理过的纤维素浆板纤维化所产生的纤维的致密性差别。
具体实施例方式
如本文使用的，术语糖是指单糖、二糖、寡糖和多糖。
单糖为碳水化合物，其不能水解为更小更简单的碳水化合物。单糖的实例包括葡萄糖、果糖、甘油醛、二羟基丙酮、赤藓糖、苏糖、核糖、脱氧核糖、半乳糖等。
二糖为按摩尔计发生水解可得到仅二摩尔单糖的碳水化合物。二糖的实例包括麦芽糖、蔗糖、纤维二糖、乳糖等。
寡糖为按摩尔计发生水解可得到3至10摩尔单糖的碳水化合物。寡糖的实例包括那些来自玉米糖浆的物质和其它来自多糖的分解产物的混合物等。
多糖为按摩尔计发生水解可得到多于十摩尔单糖的碳水化合物。多糖的实例包括淀粉、壳多糖、半纤维素如半乳甘露聚糖、其它在海藻中发现的多糖等。
应理解，本文所使用的术语糖不仅是指单独的糖如葡萄糖、果糖或乳糖，而且包括单糖、二糖、寡糖和/或多糖的混合物。
包括单糖、二糖、寡糖和/或多糖的混合物的糖的实例包括玉米糖浆、高果糖玉米糖浆和蜂蜜。玉米糖浆通常为右旋糖(葡萄糖)、麦芽糖和麦芽糖糊精的混合物，可得自许多市售来源。高果糖玉米糖浆通常包括果糖、右旋糖、二糖和其它糖。玉米糖浆和高果糖玉米糖浆典型地以水溶液形式获得，其固体含量范围为70-85重量％。示例性的高果糖玉米糖浆可得自Archer-Daniels Midland Company，商品名为Corn Sweet42。应理解，得自Archer-Daniels Midland Company和其它市售来源的其它高果糖玉米糖浆也可用于本发明。
根据本发明使用的蜂蜜包含果糖和葡萄糖作为主要碳水化合物，还存在少量的麦芽糖和蔗糖。蜂蜜可得自许多商业来源。
可用于本发明的示例性纤维素浆板得自植物来源如棉花、亚麻、蔗渣、大麻、黄麻、米、小麦、竹子、玉米、剑麻、洋麻、泥煤苔等。优选的纤维素浆板为木浆板，如那些在美国专利5,789,326中所描述的物质。通常，这些木浆板可通过化学的、热机械的或化学热机械方法来制备。合适的木浆板也可先进行预处理，然后根据本发明来施用糖。适合的预处理技术的实例包括交联纤维、处理纤维使其产生可湿性、或漂白纤维。另外，其它纤维，不管其是天然的或合成的，都可被包括在浆板中。其它纤维的实例包括丝、羊毛、亚麻布、人造丝、莱塞尔、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰胺等。
如本发明所使用的，术语结是指单独纤维的块，所述纤维彼此还未分开。具有较低结水平的纤维化纤维块比具有较高结水平的纤维化块优选，因为结的存在通常被认为阻碍纤维发挥作用以分布任何超吸收聚合物(如果存在)、提供衬垫完整性、流体分布和液体容积。对于最终产品的外观来说，过量的结也被认为是不好看的和有损害的。当本发明的糖处理过的纤维素浆板在下述的标准Kamas条件下纤维化时，它们产生少于20重量％的结，这通过下面更详细描述的试验来测定。这些纤维可通过在压辊或轧辊中施加压力而被压实。
施用于纤维素浆板的糖的固体含量小于约65重量％。当糖的固体含量小于约65重量％时，用糖处理过的纤维素浆板在标准Kamas条件下纤维化时产生少于约20重量％的结。当玉米糖浆、高果糖玉米糖浆、蜂蜜或蔗糖用作糖的来源时，其可以用水来稀释以将固体含量减少至低于约65重量％。优选地，不使用其它的试剂如有机溶剂来稀释糖，使得本发明的纤维素浆板优选地仅由纤维素纤维、糖和与糖一起引入至纤维素纤维的水、以及作为水分形式存在于纤维素浆板中的水组成。
对于具体糖的玉米糖浆和高果糖玉米糖浆，其使用时的固体含量的量级典型地为70％或更高，将玉米糖浆或高果糖玉米糖浆稀释至其固体含量小于约65重量％，这样令人惊奇地产生纤维素浆板，所述纤维素浆板在标准Kamas条件下纤维化时可产生小于20重量％的结。如在实施例中描述的，用糖处理过的纤维素浆板热处理也可使得处理过的浆板在标准Kamas条件下纤维化时产生小于20重量％的结。此外，如实施例所说明的，在糖处理后1至2个月未进行纤维化的处理过的浆板产生小于20重量％的结。
根据本发明，加入到纤维素浆板中的糖的量可在很大范围内变化。在上限，加入到纤维素浆板的糖的量通常限于将纤维素浆板的水含量保持为低于约20重量％的量。当如上所述的糖的固体含量小于65重量％时，可加入按纤维的干重计最高为约65重量％的糖的量。将较少量的糖加入到纤维素浆板并由这些糖处理过的纤维素浆板制得的绒毛浆将提供改善的致密性和柔软性。
在本发明的优选实施方案中，向纤维素浆板中加入一定量的糖，使得在处理过的纤维素浆板中的干固体含量按干纤维素纤维重量计为小于约20重量％，更优选小于10重量％。如上所指出的，使用被水稀释的糖可达到这些干固体含量。应选择糖的稀释程度及相应的水与糖固体的比率，使得无需引入过多水就可达到所需的糖固体含量，因为加入过多的水会使得浆板难以纤维化。已知过湿的浆粕难以纤维化。稀释程度不应太大，以免将糖溶液加入到纤维素浆板以达到所需的糖含量时，糖处理过的纤维素浆板在标准Kamas条件下纤维化时产生多于20重量％的结。将纤维素浆板用按总产物的重量计约10重量％的糖处理后，纤维素浆板的水含量为示例性的。基于避免不良纤维化的要求，预计较低水含量的上限为约15-20重量％。
应将足量的糖加入到纤维素浆粕中，使得纤维素浆粕在纤维化时，结收率为低于20重量％，所得纤维的致密性和/或柔软性的容易程度优于未用糖处理的纤维素浆粕的相应性质的容易程度。当按浆板的干纤维素纤维含量计有约5.0重量％的干糖固体时，所得致密性的容易程度得到改善。在处理过的纤维素板中干糖固体的较低量在本发明范围内；例如按纤维素浆粕的干纤维含量计，低至约0.5重量％的量在本发明的范围内。
可以用许多不同的方法将糖施用于纤维素浆板上。本发明不限于任何具体的涂敷技术。适合的涂敷技术的实例包括喷涂、辊涂、浸涂等。糖可以施用于纤维素浆板的一侧或两侧。
下面描述测定糖处理的浆板的结收率的方法。首先将纤维素浆板置于下述的标准Kamas纤维化条件下，温度为约70°F，相对湿度为约50％。在Kamas Cell Mill实验室锤磨机纤维化单元中，其得自瑞典的Kamas Industri AB(型号Kvarn H.01 M-NR 7.102.2516)，实施标准Kamas纤维化条件。锤磨机的运行条件如下
收集纤维化浆粕，并用下列方式试验其结收率。
使用声波结装置，根据筛目大小将纤维化浆粕分成几个部分，从而测定结含量。第一收集部分为大的结，其是指被5目筛子捕获的物质。第二部分为中等的结，其是指被8目筛子捕获的物质。第三部分是指较小的结，其是指被12目筛子捕获的物质。第四部分为接受物或单一化纤维，是指能通过5目、8目、12目筛子但被60目筛子捕获的物质。通过扬声器产生的声波来完成分离，所述声波作用于预称重的纤维化的糖处理纤维素浆样品上，所述样品被置于接近分离柱顶部的第一层5目筛子上，而扬声器就位于这个顶部。经设定时间后，将得自5目、8目、12目筛子的各个部分从分离柱上除去，并重新加入至5目筛子，通过声波试验进行第二次筛选。经设定时间后，将得自5目、8目、12目筛子的各个部分从分离柱上除去，并称重得到结的重量分数。为了本发明的目的，预定时间为6分钟。
参照图3，对用于声波结试验的装置进行更详细的描述。
该装置由装在聚碳酸酯圆筒1b内的扩音器1a组成。扩音器为Radio Shack 12英寸直径型号(商品目录号40-1034，功率处理能力为75W RMS，最大值150W，额定阻抗为8欧姆)。在操作时，通过放大器给它输入信号，放大器产生方波输入信号(26伏峰间电压)组，产生连续超低频声音，其频率为13.0-13.6Hz。扬声器的声音通过塑料袋材料2的松散板，所述塑料板材料2抵靠聚碳酸酯圆筒的壁而被密封，以防止扬声器接触绒毛纤维。
聚碳酸酯圆筒通过两个间隔盘3连接至Tyler为5目的筛子4(USA标准试验用筛，ASTME-11规格，第5号)。所述筛子4依次连接至另外两个间隔盘5和6、8目筛子7、另外两个间隔盘8和9、12目筛子10，接着是60目筛子11，最后是200目筛子12。所有的筛子和间隔盘都来自相同的制造商，具有相等的12英寸直径，并彼此紧密“嵌套”，形成统一的层叠装置。在不同筛子和间隔盘之间用胶带和“O形密封圈”保持良好密封，以防止漏气。在层叠装置的底部，200目筛子的出口用塑料袋13密封，所述塑料袋13在其壁内有约1.25英寸直径的孔14(这使得空气可逸出层叠装置)。该装置通过搁置于筛子12边缘而被支撑。
在三个分别进入间隔盘3、5和9的位置15、16和17处，通过在末端装有风扇型喷雾嘴的小管(约3至5mm直径)将空气提供给单元。空气的作用是在纤维块被处理时协助平缓地分离纤维块。在每个声波循环刚好开始前，将约1至3ml的抗静电溶液(″Heavy DutyStaticide″#2002，得自VWR Company，商品目录号#5861-1125)通过19处的蠕动泵而泵入到管15内。当气流在声波循环开始时打开，在管15内的抗静电溶液通过位于管15的末端上的喷嘴喷射至浆粕18上，其为细密的喷雾形式，所述浆粕18位于下面的5目筛子上。抗静电溶液的作用是防止纤维静电结块/粘附在一起。
空气流速在位置15处设定为5.4至5.6SCFM，在位置16处设定为4.3至4.6SCFM，在位置17处设定为2.5至2.8SCFM。供应于单元的空气在室温下的相对湿度(RH)为约6-7％。整个单元被包含在隔音箱内，在温度为70-75°F，RH为50％的实验室中运行。
在开始声波结试验前，通过用糖处理的浆板制得的纤维化纤维素样品在相对湿度为50％、温度为23℃的环境下调理至少4小时。在3个独立的试验中使用5克纤维化纤维素浆粕样品。作为另外的预处理事件，将未用糖处理的纤维化纤维素浆粕样品通过不同的筛子，以将抗静电物质分布至所有不同的筛子。
进气压力在静止时应为20-25psi，在流动时为20-24psi。各个筛子的压力设置如下
试验两个5克对照纤维素浆粕样品(Weyerhaeuser CompanyCF416，得自Columbus，MS)，其已在标准Kamas条件下纤维化，从而开始实施结测定方法。记录各个筛子在两次试验中重量，然后把两次试验的重量加在一起，计算结收率的百分比，这将在下面进行更详细的描述。所收集的对照样品的结不重新试验。当对照样品处于7-8重量％结的范围时，被处理样品可继续试验。在CF416样品上的得到结的这个含量保证了声波单元、气流和其它参数正常运行。如果对照样品不在已建立的结的范围内，调整设备使其符合要求。可调整气流和电压，将方波传输至扬声器，以在所需范围内进行操作。
一旦声波分馏器已按上述进行校准，纤维化处理的纤维素浆板的试验样品可按如下方式评估。通常如上所述，整个方法是试验三个5克纤维化纤维素浆粕样品，收集所有三次试验的结，然后将所收集的结混合，进行第二次筛选。
将第一个5克纤维化浆粕样品放在顶部的筛子上，用手无挤压地均匀分布。纤维化浆粕应破碎为至少30至40个小块。将扬声器组件放在上层筛子的顶部。抗静电物质将1-3ml液体递送至样品上。启动分馏器，循环六分钟，然后停止。在循环停止后，抗静电泵将1-3ml抗静电物质递送至气流中，使设备准备好处理下一个被测样品。在循环停止后，在5目、8目和12目筛子上用手收集结，分别称重，精度为0.01克。保留得自所有筛子上的结以备下述的最后筛选。小心不要用力敲打筛子反面来去除结。应将粘在筛子的底部或顶部边缘周围的纤维素浆粕依次加入到下一个筛子中。在60目筛子上收集到的接受物应用手聚集，称重，精度为0.01克，并保留以备下述的最后筛选后重新称重。在200目筛子上收集的细颗粒应首先用刷子轻轻聚集，尽可能地汇集在筛子边缘的一个区域。一旦聚集后，将筛子颠倒，轻拍反面，使细颗粒掉落下来。用手指或塑料刮刀聚集细颗粒，称重，精度为0.01克，并保留以备在下述的最后选后重新称重。装在5目筛子顶部的扬声器组件内表面应通过目视或触觉来检查所收集的浆粕。在那里收集的任何浆都应在每个循环结束后去除，并保留以备将来使用。在三个5.0克试验结束时，从扬声器收集到的浆粕应与收集的结混合，以重新试验。
然后另外加入两个5.0克样品，重复上述方法。然后将三次试验的每次试验中从5目、8目和12目筛子上收集到的所有结混合，放入顶部5目筛子内，均匀分布。上述从扬声器组件的内部收集到的任何浆粕应加入到顶部筛子的结中。收集到的浆粕应破碎为小块。
然后使分馏器再次运行六分钟。当循环停止时，在5目、8目和12目筛子上用手收集结，分别称重，精度为0.01克。在60目筛子上的接受物应在这次最后筛选后收集起来，并与上述第一次筛选所保留下来的接受物混合。应称重混合的保留接受物，精度为0.01克。
在这次最后的筛选中，在200目筛子上收集的细颗粒应与上述第一次筛选所保留的细颗粒混合。然后应称重混合的细颗粒，精度为0.01克。
此外，应在扬声器组件的内表面检查已在那里收集的任何野杂浆粕。应称重所收集的浆粕，精度为0.01克，记为“野杂浆粕重量”。
为了测定浆粕样品的结收率百分比，通过从总起始浆粕重量减去野杂浆粕重量，可得到浆粕的调节后的起始重量。
调节后的起始重量＝总起始浆粕重量-野杂浆粕重量(1)
为了测定结收率百分比，用最后试验后的结重量除以调节后的起始重量，再乘以100，得到结百分比，如下式所示(最后记录的结重量÷调节后的起始重量)×100＝结收率％(2)对于在5目、8目和12目筛子上的各个结重量进行上述计算。然后通过将5目、8目和12目筛子上的百分率加在一起得到总的结收率。
根据本发明的用糖处理过的纤维素浆板在标准Kamas纤维化条件下纤维化时，使用上述试验方法可得到小于20重量％的结。与未根据本发明处理的相同纤维素浆板制备的纤维相比，本发明的纤维化浆粕具有改善的致密性和柔软性。本发明的处理过的纤维素浆板的制备和纤维化浆板的板致密性和柔软性在下面的实施例中进行更详细的描述。
实施例1 高果糖玉米糖浆处理过的纤维素浆粕的制备南方松树绒毛浆板，其得自Weyerhaeuser Company，NB 416规格，产地New Bern，North Carolina，起始水分含量按重量计为6％(基于板总重量)，在Black Brothers凹版型辊式涂布机中将其涂以玉米糖浆溶液。凹版涂布机使玉米糖浆溶液均匀涂布在浆板的一个完整表面上并在此被板迅速吸收。玉米糖浆为高果糖玉米糖浆，得自Decatur，Illinois的Archer-Daniels Midland Company，商品名为CORN SWEET42。玉米糖浆的固体含量为71重量％，余量为水。将玉米糖浆用水稀释，使其在涂布到木浆板前的固体含量按总溶液重量计为54.5重量％。将该54.5重量％溶液涂敷到木浆板，涂敷比率为15.5份溶液比100份浆板，使得活性(按干重计)玉米糖浆固体的载荷量按浆板的干纤维含量计为9重量％(相当于按最后产品总重量计为7.3重量％的玉米糖浆固体)。用玉米糖浆处理过的木浆纤维素板的最后总水分含量按最后产品总重量计为11.3重量％。
将处理过的板在塑料拉链袋内在室温下储存24小时，使加入的水分发生迁移，并在整个板内达到平衡。然后将板在实验室Kamas MillHammermill内纤维化，所述机器在上述的标准Kamas纤维化条件下运行。使用上述声波结装置测量结含量，得到按重量计19％的结收率。实施例2使用稀释的玉米糖浆制备高果糖玉米糖浆处理过的纤维素浆板重复实施例1的方法，除了将CORN SWEET42玉米糖浆用水稀释，使其固体含量按总溶液重量计为52.2重量％。然后将10.58份玉米糖浆溶液加入到100份NB 416木浆纤维素浆板中。这使得活性(按干重计)玉米糖浆固体的载荷量按干纤维含量计为5.88重量％(或相当于按最后产品总重量计为5.0重量％的玉米糖浆固体)。用玉米糖浆处理过的木浆板的最后总水分含量按最后产品总重量计为10重量％。对于上述样品，在纤维化后的结收率为16％。
实施例3 通过热处理制备高果糖玉米糖浆处理过的纤维素浆板将实施例1的玉米糖浆处理过的木浆的另一个样品进一步在FitzHammermill上评估，所述机器给M&J连续气流制垫装置进料。首先将一部分实施例1的玉米糖浆处理过的浆板同样在Fitz Hammermill上运行。收集所得的纤维化浆。将剩余部分的处理过的浆板密封在双层塑料袋内，以防止水分损失，然后将其在实验室烘箱内在150°F加热24小时。在热处理后，使仍处在塑料袋内的浆板冷却至室温，然后在Fitz Hammermill上使用与未进行热处理浆粕相同的条件进行纤维化。通过上述声波方法试验热处理的和未进行热处理的浆粕的结含量。虽然两个样品的结含量是类似的，但是受到热处理的浆粕的物理外观与未进行热处理的样品相比明显缺少纤维结块。热处理样品没有纤维结块是纤维化质量进一步改善的证据(与仅由声波结表示的纤维化质量相比)。没有纤维结块说明在玉米糖浆被吸收并在板的纤维内分布的期间热处理的积极效果。
实施例4 在室温下储存后制备高果糖玉米糖浆处理过的纤维素浆板根据上述实施例1，用高果糖玉米糖浆处理NB 416木浆板。将处理过的板在室温下储存于拉链塑料袋内以防止水分损失，储存时间为2个月。在储存期过后，使用标准Kamas纤维化条件通过Kamas纤维化来重新检测其纤维化性质，使用声波方法来评估结含量。处理过的板的结含量为12重量％，这与实施例1检测的板的结含量相比有显著降低。上文表明，在室温下实施例1的玉米糖浆处理过的木浆纤维素板的长期储存可影响样品的纤维化性质。
实施例5 通过高果糖玉米糖浆处理的纤维素浆板制备的纤维的致密性和柔软性根据实施例2制备的高果糖玉米糖浆处理过的NB 416木浆板。处理过的板在不同于上述的Kamas Cell Mill的实验室锤磨机中纤维化，但其装配比较近似于商用纤维化操作中所使用的锤磨机的装配。将纤维化浆粕加入一类市售气流旋转式圆形小型成型机，所述小型成型机用于市售尿布生产线上。
将上述纤维化玉米糖浆处理过的浆粕和未处理的浆粕经气流沉降进入每平方米重约400克的衬垫中，所述衬垫长约12英寸，宽5英寸。将衬垫在液压平压机中压实，其载荷分别为0psi、50psi、100psi和150psi。压力只维持很短的时间，然后就解除了。对各个逐渐升高的载荷使用不同的衬垫。使用具有宽“脚”的卡规来测量衬垫的厚度，所述卡规用于仅仅将中等的压力施加至衬垫(即，它在测量厚度时不会实际压实衬垫)。通过测量厚度和基本重量来计算衬垫的密度。
密度测量值与所施加压力的结果显示于图1，其说明在给定压力下，与未处理的浆粕相比，高果糖玉米糖浆处理过的浆粕具有较高的密度。
当衬垫的长轴伸出超过45度倾斜平面时，通过测量衬垫的悬臂“弯曲长度”可测得气流垫的柔软性。记录衬垫伸出的边缘和衬垫向下达到45度倾斜平面的最外顶点之间的距离，其作为“弯曲长度”，单位为厘米，这提供了相对柔软性的量度。长的弯曲长度说明是硬的(或不太软的)衬垫。柔软性试验(在施加的压力范围内)的结果示出于图2，其说明了高果糖玉米糖浆处理过的木浆纤维的柔软性优于未处理木浆纤维素纤维的柔软性。
实施例6 蜂蜜和蔗糖处理的纤维素浆板的制备制备数块南方松树浆板，其得自Weyerhaeuser Company，NB 416规格，产地New Bern，North Carolina，起始水分含量按板总重量计为6重量％，测得其宽约4英寸，长20英寸。使用实验室注射器，将一百份纤维素浆板涂以下列溶液之一。包含糖的溶液被涂敷至纤维素浆板的一侧。第一溶液为包含44重量％的普通餐用蜂蜜固体的水溶液。第二溶液为包含50重量％白色餐用糖即蔗糖的固体的水溶液。将11.8份包含蜂蜜的溶液和10.4份包含蔗糖的溶液分别涂敷到纤维素浆板样品上。
将被处理的板在密封的塑料袋内放置24小时，在标准Kamas纤维化条件下纤维化。如上所述测定结，得到用蜂蜜溶液处理的纤维素浆板的结收率为17重量％，用蔗糖溶液处理过的纤维素浆板的结收率为15重量％。
首先通过在实验室Waring混合机内制备新蓬松的物质，高速运行约30-60秒，每个样品使用约1.5克被处理的浆板，从而分别测定上述两个样品的每个样品的致密性的容易程度。使用实验室气流制垫机将所得的1.5克松软物制成为圆形衬垫，测得其直径为约7cm。测定衬垫的初始重量和厚度，然后将每个衬垫置于平压机(实验室Carver压机)的瞬时压力下，所施加的三个顺序增高的压力依次为50psi、100psi和150psi。在各个压力下分别压制后，使用卡规来重新测量厚度，所述卡规施加中等压力，使得衬垫未被实质压实，这些读数用于计算密度。结果示出于图5，其说明了由本发明的糖处理的纤维素浆板所制得的纤维与通过上述NB浆板纤维化所制得的纤维的致密性。
上述实施例用具体的糖即高果糖玉米糖浆来描述了本发明。应理解，本发明不一定限于高果糖玉米糖浆，其它糖如实施例6中的那些糖也是在本发明的范围内。
图4说明了湿法成板生产线如浆板的生产线10，其用于制备本发明的处理过的纤维素浆板。在该生产线中，浆液12从高位调浆箱14经过限制器16递送至长网成型机的钢丝18上。浆液12典型地包括木浆纤维，还可包括合成的或其它非纤维素纤维作为浆液的一部分。通过常规真空系统(未显示)从沉积在钢丝18上的浆中抽取水，得到沉积的浆板20，所述浆板20通过脱水操作台22输送，所述脱水操作台在这种情况下被图解说明为两套压光辊24、26，它们分别形成相应的辊隙，浆板或浆垫20可通过该辊隙。浆板20从脱水操作台进入干燥区30。在传统的浆板生产线中，干燥区30可包括多个干燥罐，浆垫20围绕各个干燥罐沿螺旋路径流动，从干燥区30的出口处以干燥板或干燥垫32的形式出现。其它可替换的干燥机构，它们是单独地或与干燥罐一起，可被包括在干燥区30中。干燥浆板32根据制造商的规格具有最大水分含量。典型地，最大水分含量按纤维重量计不超过10％，最优选地不超过约6％至8％。干燥板32形成卷40，以运输到很远的位置，即一个与浆板生产线不同的地方，如用于制造产品的用户工厂。干燥浆板的基重为约200g/m2至约1000g/m2、或更多，密度的量级为至少约0.3g/cm3，更优选0.5g/cm3。可用于本发明的具有上述基重和密度的干燥纤维素浆板在结构上不同于湿法或气流木浆纤维的较轻基重的板，所述木浆纤维为例如皱纹纸、薄纸、纸巾，或其它类型的类似纸的湿法或气流纤维素纤网。可替换地，糖可应用于不使用长网造纸机线的生产线中，可制得非板形式的纤维素浆如大块或厚板，其可在打包装置42中收集，由此可得到数包浆粕44以运输至很远的位置。可用于本发明的非板形式的纤维素浆粕的密度大于约0.3g/m3，更优选大于约0.5g/m3。
下面详细说明糖从一个或多个糖涂敷装置施用于浆板上，其中一个糖涂敷装置在图4的50处示出。可以使用任何涂敷装置，如流化器(streamer)、喷雾器、辊式涂布机、幕帘式涂布机、浸渍涂布机等。喷雾器典型地较易于利用，并包括在浆板生产线中。如箭头52、54和56所示，纤维处理用组合物可在浆板生产线的不同位置或多个位置上被施用，所述位置有例如干燥区30的顶部(以线52示出)、干燥区30的中部(以线54示出)、或干燥区30的下游(以线56示出)。优选在进行某种程度的干燥后，例如在位置54进行糖的施用，更优选在干燥区后的位置56进行施用。如果在位置56施用的糖量使得板的水分含量超过所需的最大含量，可将附加的干燥区(未示出)包括在浆粕生产线中，以使水分含量降低至所需水平。
处理过的湿法纤网的卷40或包44可被运输到很远的位置，以供用户使用。然后这些卷或包通过纤维化装置重新纤维化，所述装置为例如锤磨机，其可以单独使用或结合其它装置如开松辊等使用，以将板32或包42打碎为单根纤维。根据最终用途，单根纤维可与颗粒材料如超吸收颗粒混合，和/或进行气流成网，并被压实。
用这种方法，处理过的纤维的最终用户可很容易地选择与纤维待混合的颗粒。用户可灵活地使用气流方法或其它方法来将本发明的处理过的纤维加工为最终产品。
尽管已说明和描述了本发明的优选实施方案，但是应理解，可在其中进行多种变化，这并不背离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种纤维素浆板，所述纤维素浆板包括纤维素纤维；和糖，其中浆板在标准Kamas条件下纤维化时产生小于20重量％的结。
2.如权利要求1所述的纤维素浆板，所述浆板的密度大于约0.3g/cm3。
3.如权利要求1所述的纤维素浆板，其中纤维素纤维为木浆纤维。
4.如权利要求1所述的纤维素浆板，其中糖为玉米糖浆。
5.如权利要求4所述的纤维素浆板，其中玉米糖浆以固体含量小于约65重量％施用。
6.如权利要求4所述的纤维素浆板，其中玉米糖浆所包括的固体按纤维素浆板中的纤维素纤维的干重计为小于10重量％。
7.如权利要求1所述的纤维素浆板，其中糖为高果糖玉米糖浆。
8.如权利要求7所述的纤维素浆板，其中高果糖玉米糖浆以固体含量小于约65重量％施用。
9.如权利要求7所述的纤维素浆板，其中高果糖玉米糖浆包括的高果糖玉米糖浆固体按纤维素浆板中的纤维素纤维的干重计为小于10重量％。
10.一种纤维素浆板，所述纤维素浆板基本上由下列成分组成纤维素纤维；和玉米糖浆，其中浆板在标准Kamas条件下纤维化时产生小于20重量％的结。
11.如权利要求10所述的纤维素浆板，其中玉米糖浆为高果糖玉米糖浆。
12.一种制备糖处理的纤维素浆板的方法，所述纤维素浆板在标准Kamas条件下纤维化时产生小于20重量％的结，所述方法包括提供纤维素浆板；和将糖施用于纤维素浆板上。
13.如权利要求12所述的方法，其中纤维素浆板的密度为大于约0.3g/cm3。
14.如权利要求12所述的方法，其中纤维素浆板包括木浆纤维。
15.如权利要求12所述的方法，其中糖为玉米糖浆。
16.如权利要求15所述的方法，其中玉米糖浆的固体含量小于约65重量％。
17.如权利要求15所述的方法，其中玉米糖浆被施用于纤维素浆板上，使得糖处理的纤维素浆板的玉米糖浆固体含量按糖处理的纤维素浆板中的纤维素纤维的干重计为小于10重量％。
18.如权利要求12所述的方法，其中糖为高果糖玉米糖浆。
19.如权利要求18所述的方法，其中高果糖玉米糖浆的固体含量小于约65重量％。
20.如权利要求18所述的方法，其中高果糖玉米糖浆被施用于纤维素浆板上，使得糖处理的纤维素浆板的高果糖玉米糖浆固体含量按糖处理的纤维素浆板中的纤维素纤维的干重计为小于10重量％。
21.一种非板形式的纤维素浆粕，所述浆粕包括纤维素纤维块，所述块的密度为至少0.3g/cm3；和糖；其中非板形式的纤维素浆粕在标准Kamas条件下纤维化时产生小于20重量％的结。
22.一种吸收产品，所述吸收产品包括权利要求1或10的纤维化纤维素浆板。
23.一种吸收产品，所述吸收产品包括权利要求21的纤维化纤维素浆粕。
全文摘要
本发明公开了用糖处理的纤维素浆板，所述浆板在标准Kamas条件下纤维化时产生小于20重量％的结。由所述纤维化板制得的气流纤网具有所需要的致密性和柔软性。
文档编号A61F13/15GK1530492SQ200410028270
公开日2004年9月22日 申请日期2004年3月10日 优先权日2003年3月14日
发明者休·韦斯特, 休 韦斯特 申请人:韦尔豪泽公司