厚实而且光滑的多层薄页纸的制作方法

专利名称：厚实而且光滑的多层薄页纸的制作方法
技术领域：
本发明涉及薄页纸，特别是面巾纸和一次性手帕。在一个优选实施方案中提供一种具有压花中间层的三层薄页纸。
柔软度和光滑度是消费者握住一特定的产品，将其与皮肤相摩擦，或使用者在手中揉搓所感受到的触感。该触感是若干物理性能的组合所提供的。本领域的技术人员通常认为，与柔软度和光滑度有关的更重要的物理性能之一是制备所述薄页纸产品使用的薄页纸的表层结构，其可用生理学表面光滑度(PSS)参数更好地表征，如US 5,855,738所述。薄页纸制品的卡尺厚度对于消费者的触感也是很重要的。
强度是产品维持物理完整性以及在使用条件下耐撕裂、耐破和耐撕碎的能力。
吸收性是产品吸收液体量，特别是水溶液或水分散体能力的量度。消费者感觉到的总吸收性通常被认为是给定质量的薄页纸在饱和时吸收液体的总量以及给定质量薄页纸吸收液体的速率。
抗掉毛性是纤维产品，以及其组成纸幅在使用条件下包括湿态时粘结在一起的能力。换言之，抗掉毛性越高，纸幅掉毛的倾向将越低。
WO97/44528公开了一种具有高吸收性的多层薄页纸制品。实施例4公开了一种制品，其中一个带花纹的相对有某种织纹结构的层置于两个基本上无花纹的无织纹结构的层之间。
EP 0 264 676公开了一种多层薄页纸张的制备方法。实施例3公开了一种通过湿法形成的纸制成的三层制品，其中内层纸幅是由重量为18g/m2的压花纸形成的，而外层纸幅是由重量为14g/m2的压光处理的纸形成的。用喷嘴将纤维素醚粘合剂涂敷到这些层上，将它们粘合到一起。
US 5,855,738公开了一种制备光滑薄页纸的方法，该方法含有压光步骤。
相对厚的一次性纸制品，即纸手帕和面巾纸是已知的。例如Procter &Gamble公司销售的TempoTM，其卡尺厚度约为0.3mm。高卡尺度向消费者传递高干强度和高湿强度的概念。高湿强度，也称作湿破裂强度，特别可防止撕裂或破裂，而撕裂或破裂又会导致使用者的手被粘液或其它体液污染。
更厚的一次性纸制品也是已知的，一般用作厨房毛巾，例如Procter &Gamble公司销售的BountyTM，其卡尺厚度约为0.7mm，湿破裂强度大于200g。然而，这种厨房毛巾的卡尺厚度在相当大的程度上取决于在整个表面上的压花，该压花导致表面质地粗糙，并且在擤鼻子时不能提供适宜的光滑擦拭表面其它具有高湿破强度并且一般具有相对高卡尺厚度的制品，是那些采用空气穿透干燥法生产出的产品。但是，在常规的造纸机上是没有这种空气穿透干燥设备的，因此准备这样的设备就意味着需要相当大的投资。
在理论上，可通过将层数增加到5，6层或更多层(代替压花等)而增加制品的湿强度和卡尺厚度，由此可保持光滑的外表面。但是，这种方法是非常昂贵的，并且将得到僵硬的制品，因此会破坏触感。
在尝试提供非常光滑的表面时，本领域通常是采用将薄页纸压光的方法。但是，压光始终意味着是为了光滑性而将卡尺厚度和柔软度折衷的方法(例如US 5,855,738所述)。
考虑到现有技术，这里仍存在对薄页纸制品的需求，特别是对面巾纸的需求，所述制品的特征在于
-结合有最佳的强度，即湿破裂强度，吸收性和抗掉毛性-还提供理想的柔软度、光滑度和厚度的触感-对于制备而言是成本有效的，并优选可以在常规的造纸机上制备-任选提供皮肤护理功能根据本发明的薄页纸可含有作为优选组分的湿强度化学剂。以干纤维的重量计，湿强度化学剂，例如水溶性的永久性和临时性湿强度树脂的含量最高为约3.0％，优选至少为0.5％，更优选为至少0.8％重量。
用于本发明的湿强度树脂可以有若干类。例如，Westfelt在CelluloseChemistry and Technology，13卷，813-825页(1979)中描述了许多这样的材料，并对它们的化学性进行了论述。
通常，湿强度树脂是水溶性的阳离子材料。也就是说，所述树脂在添加到造纸配料中时是水溶性的。很可能、甚至期待的是，在随后的过程中，如交联作用将使所述树脂变得不溶于水。而且，一些树脂仅在特定的条件，例如在限定的pH范围内是水溶性的。通常认为，湿强度树脂在沉积至造纸纤维上，沉积至纤维内或沉积在纤维之间之后，将进行交联或其它固化反应。只要存在有大量的水，通常不会进行交联或固化。
特别有用的是各种聚酰胺-表氯醇树脂。这些材料是带有活性官能团例如氨基、环氧基和氧杂环丁烷鎓基团的低分子量聚合物。专利文献充分描述了所述材料的制备方法，所述专利包括1972年10月24日授权于Keim的US-A-3 700 623和1973年11月13日授权于Keim的US-A-3 772 076。
在本发明中特别有用的是Hercules Inc.of Wilmington，Delaware销售的商标为Kymene 557H和Kymene LX的聚酰胺-表氯醇树脂。这些树脂一般在前述的Keim的专利中有描述。
用于本发明的碱活化的聚酰胺-表氯醇树脂由Monsanto Company of St.Louis，Missouri销售，商标为Santo Res，例如Santo Re 31。这些类型的材料通常描述于1974年12月17日授权于Petrovich的US-A-3 855 158；1975年8月12日授权于Petrovich的US-A-3 899 388；1978年12月12日授权于Petrovich的US-A-4 129 528；1979年4月3日授权于Petrovich的US-A-4 147 586；和1980年9月16日授权于Van Eenam的US-A-4 222 921。
用于本发明的其它水溶性阳离子树脂是聚丙烯酰胺树脂，例如American Cyanamid Company of Sandford，Connecticut销售的产品，商标为Parez，例如Parez 631 NC。这些材料通常描述于1971年1月19日授权于Coscia等的US-A-3 556 932；和1971年1月19日授权于Williams的US-A-3 556 933。
用于本发明的其它类型的水溶性树脂包括丙烯酸乳液和阴离子苯乙烯-丁二烯胶乳。1974年10月29日授权于Meisel Jr等的US-A-3 844 880中提供了这些类型的树脂的大量的实例。还有一些可用于本发明的水溶性阳离子树脂是脲甲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂。这些多官能的活性聚合物具有几千的分子量。更为通常的官能团包括含氮的基团，例如氨基和连接到氮上的羟甲基。尽管不太优选，聚乙烯亚胺类树脂可用于本发明。
对前述水溶性树脂的更为完整的说明，包括其制备方法，可参见TAPPIMonograph Series No.29，Wet Strength in paper and Paperboard，TechnicalAssociation of the Pulp and Paper Industry(New York；1965).
也可以任选使用暂时湿强度剂，例如改性淀粉。可以使用暂时和永久湿强度剂的混合物。
本发明可以含有干强度化学剂，其用量以干纤维重量计，优选最高为3％重量，更优选至少为0.1％重量。高度优选的干强度化学剂是羧甲基纤维素。其它合适的干强度化学剂包括聚丙烯酰胺(例如由AmericanCyanamid of Wayne，N.J.生产的CyproTM514和AccostrengthTM711的组合)，淀粉(例如玉米淀粉或马铃薯淀粉)；聚乙烯醇(例如Air Products Inc.ofAllentown，PA生产的AirvolTM540)；瓜尔树胶或刺槐豆胶；和聚丙烯酸酯胶乳。合适的淀粉材料还可包括改性的阳离子淀粉，例如改性成有含氮基团如氨基和连接至氮上的羟甲基基团的改性淀粉，它们得自National Starchand Chemical Company(Bridgewater，NJ)。
包含化学解离剂的化学柔软组合物是本发明的任选成分。1974年6月28日授权的US-A-3 821 068指出，可以使用化学解离剂来降低硬度，并因此增加薄页纸幅的柔软度。1971年1月12日授权的US-A-3 554 862公开了合适的化学解离剂。这些化学解离剂包括季铵盐。
优选的化学柔软组合物包含约0.01％-约3.0％的季铵化合物，优选可生物降解的季铵化合物；和约0.01％-约3.0％的多羟基化合物；优选选自甘油，山梨糖醇，平均分子量为约150-约800的聚甘油和重均分子量为约200-4000的聚氧乙烯二醇和聚氧丙烯二醇。优选季铵化合物与多羟基化合物的重量比为约1.0∶0.1-0.1∶1.0。现已发现，在添加至造纸配料中之前，当将多羟基化合物和季铵化合物首先在一起优选于至少40℃进行混合时，该化学柔软组合物更为有效。另外，或者可供替换的是，可以将化学柔软组合物施加至基本干燥的薄页纸幅上，例如借助印刷方法进行(注除非另有说明，在此所有百分比均以干纤维的重量计)。
适用于本发明的季铵化合物的实例包括未改性的熟知的二烷基二甲基铵盐和烷基三甲基铵盐或其单酯或二酯的变体。实例包括二(氢化牛脂)二甲基甲基硫酸铵的二酯变体和二(氢化牛脂)二甲基氯化铵的二酯变体。不被理论束缚，据信酯部分将生物降解性赋予这些化合物。市售材料可得自Witco Chemical Company Inc.of Dublin，Ohio，商品名为RewoquatV3512。分析和测试方法的细节披露于1995年4月27日出版的W095/11343中。
用于本发明的多羟基化合物的实例包括重均分子量为约200-约600的聚氧乙烯二醇，特别优选的是PEG-400。
本发明的薄页纸可以通过本领域普通技术人员熟知的常用方法来制备，例如利用如一条或多条造纸毛毡和/或造纸带将合适的纸浆进行脱水来制备。对于本发明而言，常规的造纸方法是优选的。这里所谈及的任何常规的方法是指不包含空气穿透干燥步骤的造纸方法。或者，可以使用包括空气穿透干燥步骤的造纸方法。此后提及的在专利文献中描述的这类方法是与空气穿透干燥薄页纸有关的。
根据本发明的薄页纸具有至少2层，其是厚实而且光滑的，因此其具有的生理学表面光滑度参数小于700微米，优选为650-50微米，更优选为650微米-300微米，并且每层的卡尺厚度大于0.09mm，优选为0.09mm-0.5mm，更优选为0.1mm-0.2mm。根据本发明，现已发现，在表述以成本有效方式即每一层片具有多大的卡尺厚度时，每层卡尺厚度是一个相关的参数。上面给出的PSS参数和每层卡尺厚度的范围的任意组合是在本发明范围内的。
优选薄页纸具有低的每层卡尺厚度与PSS参数的比值，该比值低于6500微米/mm，更优选低于5000微米/mm，更更优选低于3000微米/mm。
根据本发明的薄页纸具有第一和第二表面，这些表面是彼此相对地放置的，并且厚度是与第一和第二表面垂直的。该厚度也称为薄页纸的卡尺厚度。
根据本发明的薄页纸的卡尺厚度优选为0.1mm-1mm，更优选为0.2mm-0.5mm。
而且，根据本发明的薄页纸优选具有大于100g的湿破裂强度，优选为150g-500g，更优选为250g-400g。
在本发明的一个优选实施方案中，提供的薄页纸幅是由两层构成的。在本发明的一个优选的两层实施例中，一层是由压光薄页纸构成的，而另一层是由有织纹的薄页纸，优选压花薄页纸构成的。不希望被理论所束缚，但据信压花增加了产品的整个卡尺厚度，因此也增加了每层卡尺厚度。压光通常增加各层的光滑度，因此得到的表面具有低的PSS参数。
此处所用的“压光”包括高压压光，高压压光是指使用至少3kN/m的压力/接触长度进行的压光，更优选5kN/m-50kN/m，更更优选10kN/m-25kN/m。使用高压的压光增加了薄页纸的光滑度，因此降低了PSS参数。
根据本发明，优选对单层进行压光，但也可以对几层同时或对整个多层薄页纸进行压光。
或者采用本领域已知的其它技术来增加薄页纸的光滑度，例如在脱水阶段选择合适的长网造纸机丝网，毛毡和带子，并进一步在合适的条件下(粘合剂含量，粘合剂组成，刀片冲击角度，起皱辅助)起皱。例如使用后面将公开的洗液(lotion)的进一步表面处理，也在本发明的范围之内。
此处所用的“有织纹的”，对于薄页纸而言是指薄页纸是经过空气穿透干燥的，或整体压花的，或包括不同基重的区域，或是干燥后具有织纹的，或在合适条件下(粘合剂含量，粘合剂组成，刀片冲击角度，起皱辅助)起皱的，如后面所述。
此处所用的“整体压花”，是指与整体压花前的薄页纸的卡尺厚度相比，压花可使薄页纸的卡尺厚度至少增加5％，优选15％，更优选25％。优选整体压花提供压花的图案和未压花的区域，其在一个加工步骤中仅对本发明多层薄页纸中有限的层数起作用，优选在一个加工步骤中仅对一层起作用。优选图案最外面的压花区域至少超过压花纸层总表面积的75％，优选85％，更优选95％。凸钮对凸钮压花是本领域众所周知的，如1968年12月3日授权于Wells的普通转让的美国专利3,414,459所述。也可以采用嵌套压花赋予薄页纸织纹，如1982年5月16日授权于Schulz等的美国专利4,320,162。或者，可以采用双层层叠压花赋予薄页纸织纹，如1995年11月21日授权于McNeil的普通转让的美国专利5,468,323。优选这种整体压花是采用钢对钢、凸钮对凸钮压花提供的，该凸钮优选具有椭圆型截面，并且高度为0.5mm-3mm，更优选为1mm-2mm。优选整体压花提供的压花面积与未压花面积的比例为1∶1-1∶20，更优选为1∶2-1∶15，更更优选为1∶5-1∶10。
为了在第一和第二相对表面的任一面或两面得到织纹，可以选择对该薄页纸进行空气穿透干燥。空气穿透干燥公开于下列普通转让的美国专利中1985年7月16日授权于Trokhan的US 4,529,480；1987年1月20日授权于Trokhan的US 4,637,859；1994年11月15日授权于Smurkoski等的US5,364,504；1996年6月25日授权于Trokhan等的US 5,529,664；1997年10月21日授权于Rasch等的US 5,679,222；1998年2月3日授权于Ayers等的US5,714,041；1999年5月25日授权于Trokhan等的US 5,906,710。或者，薄页纸可以经过空气穿透干燥并按下列专利公开的方法制得1995年7月4日授权于Chiu等的US 5,429,686和1997年9月30日授权于Wendt等的US5,672,248。
或者，薄页纸可以通过提供不同基重的的各种区域而产生织纹，所以存在多-基重薄页纸。多-基重薄页纸公开于下列普通转让的美国专利中1993年9月14日授权于Trokhan等的US 5,245,025；1996年6月18日授权于Trokhan等的US 5,527,428；1996年7月9日授权于Trokhan等的US5,534,326；1997年8月5日授权于Trokhan等的US 5,654,076；1998年10月13日授权于Phan等的US 5,820,730；1994年1月11日授权于Phan等的US5,277,761；1995年8月22日授权于Phan等的US 5,443,691；1998年9月8日授权于Phan等的US 5,804,036；1996年4月2日授权于Trokhan等的US5,503,715；1997年3月25日授权于Phan等的US 5,614,061；1998年9月8日授权于Phan等的US 5,804,281；和1999年5月4日授权于Huston的US 5,900,122。
或者，例如根据下列普通转让的美国专利所述，可以通过常规干燥得到带有织纹的纸1996年8月27日授权于Phan的US 5,549,790；1996年9月17日授权于Trokhan等的US 5,556,509；1996年12月3日授权于Ampulski等的US5,580,423；1997年3月11日授权于Phan的US 5,609,725；1997年5月13日授权于Trokhan等的US 5,629,052；1997年6月10日授权于Ampulski等的US5,637,194；1997年10月7日授权于McFarland等的US 5,674,663；1997年12月2日授权于Ampulski等的5,693,187；1998年1月20日授权于Trokhan等的US5,709,775；1998年7月7日授权于Ampulski等的US 5,776,307；1998年8月18日授权于Amputski等的US 5,795,440；1998年9月29日授权于Phan的US5,814,190；1998年10月6日授权于Trokhan等的US 5,817,377；1998年12月8日授权于Ampulski等的US 5,846,379；1999年1月5日授权于Amputski等的US5,855,739；1999年1月19日授权于Ampulski等的US 5,861,082；1999年2月16日授权于Trokhan等的US 5,871,887；1999年4月27日授权于Ampulski等的US5,897,745；和1999年5月18日授权于Ampulski等的US 5,904,811。
在本发明一个高度优选的实施方案中，一种薄页纸是由三层构成的。优选至少一层是压光的，并且至少一层是有织纹的，优选是压花的。更优选两层是压光的，并且压花层优选置于它们之间。这个具体的实施方案的优点在于在两面向使用者提供了光滑的表面。本发明可选择的实施方案是例如那些具有任意数量织纹层的薄页纸，优选各压花层置于两个外面的压光层之间，其中之一是两个压花层置于两个压光层之间的四层薄页纸。
当薄页纸的两层或多层组合形成薄页纸时，这些层可任选地用例如胶合或压花的方式连接在一起，这里称作“连接压花”。由于胶合往往会使产品变硬且不柔软，因此不是优选的。
此处所用的“连接压花”是指在一个加工步骤中，根据本发明的多层薄页纸的所有层在一个工艺步骤中都被压花的一种压花。优选连接压花不会或基本不会较大程度地影响任何压光层的光滑度。因此，优选在薄页纸表面区域的绝大部分上，优选在第一和第二表面上，薄页纸有未压花的表面。正如此所使用的那样，这意味着薄页纸有一个或多个不包括连接压花的区域，和任选地，一个或多个包含连接压花的区域，并且不含连接压花的区域至少为薄页纸表面积的50％，最高为99％。最常见的是，包含连接压花的区域靠近薄页纸的边缘(例如沿着两边或四边)；并且包含连接压花的区域也可以用于装饰目的(例如产生一种图案或用于突出徽标或商标名称)。不包含连接压花的区域在包含连接压花的区域之间和/或在其周围的连续区域。连接压花优选通过用钢对钢、针尖对针尖进行压花。
如果使用粘合剂来粘结多层薄页纸的各层，根据本发明，优选将粘合剂不均匀地涂敷在要粘结的各层的表面。因此，优选不采用如喷嘴方式进行涂敷，因为这样的喷嘴涂敷粘合剂是均匀地，对薄页纸的特定区域是没有优先选择的，即使涂敷粘合剂形成不连续网时。
一种有织纹的，优选带压花的薄页纸含有凸起部分。在本发明的一个优选实施方案中，仅将粘合剂涂敷到薄页纸的那些凸起部分。由于这些凸起部分主要是与相邻层关联的，特别是与相邻压光层关联的，将粘合剂涂敷到这些凸起部分足以保证良好地粘附性，但要避免使用过多的粘合剂量，因为其容易使薄页纸变硬。
将粘合剂涂布到薄页纸层上的一个优选的方法是采用辊式印刷来涂敷粘合剂。或者可用熔融吹塑方法涂敷粘合剂，以形成优选的粘合剂涂敷区域，即粘合剂带。
可任选地用洗液进一步处理薄页纸，并优选处理薄页纸的一面或两面，最优选处理薄页纸的两面。洗液可对薄页纸的光滑度起作用，因此可降低其PSS参数。
洗液可含有柔软/剥离剂，润肤剂，固定剂及其混合物。合适的柔软/剥离剂包括季胺化合物，聚硅氧烷及其混合物。合适的润肤剂包括丙二醇，甘油，三甘醇，鲸蜡或其它蜡，矿脂，在其脂肪酸链中有12-28个碳原子的脂肪酸、脂肪醇和脂肪醇醚，及其混合物。合适的固定剂包括多羟基脂肪酸酯，多羟基脂肪酸酰胺及其混合物。其它任选的组分包括香料，抗菌活性物，抗病毒活性物，消毒剂，药物活性物，成膜剂，除臭剂，遮光剂，收敛剂，溶剂等。洗液组分的特定例子包括樟脑，百里酚和薄荷醇。
根据本发明的方法可利用本领域已知的任何方法制成的薄页纸，优选此处所公开的方法。
该方法包括通过下列步骤展开来自相应专利辊数的至少两层，优选三层来提供薄页纸。该方法还包括下列步骤向至少一层提供带织纹的图案，优选采用此处所公开的整体压花技术。该方法还包括在至少一层进行高压压光的步骤，采用的是如此处所公开的压光压力。进一步地，该方法包括将所述的各层并置形成多层薄页纸的步骤。
更优选的方法还包括将洗液涂到层上的步骤，所述的层形成多层薄页纸的外层，最优选地，将洗液仅涂到形成多层薄页纸外表面的表面上。此外，优选的方法包括通过压花来连接各并置层的步骤，所述的压花是指如上所述的连接压花。任选地，本方法还可包括粘合剂的涂敷步骤，优选仅涂到带织纹的层上的凸起部分。测试方法纸的卡尺厚度是根据下列程序测定的在进行卡尺厚度测定之前，将薄页纸在21-24℃和48-52％的相对湿度条件下预处理2小时。如果测定卫生纸的卡尺厚度，首先撕掉并弃去15-20张纸。如果测定面巾纸的卡尺厚度，从接近包装中心的地方取样。选择样品，然后再调节15分钟。
此处所使用的多层薄页纸的卡尺厚度，是当薄页纸承受14.7g/cm2压缩载荷时的厚度。优选地，使用低负荷Thwing-Albert测微计(89-11型，购自Thwing-Albert Instrument Company of Philadelphia，Pa)测定卡尺厚度。每层纸的卡尺厚度是除以所含层数的多层薄页纸的总卡尺厚度。对于单层薄页纸的每层卡尺厚度和卡尺厚度是相等的。如果可能，应该避免薄页纸的装饰区域，穿孔，边缘效果等。
利用电子破裂测试仪和下列测试条件测试湿破裂强度。破裂测试仪是装有2000克载荷元件的Thwing-Albert破裂测试仪Cat.No.177。所述破裂测试仪是由ThwingAlbert Instrument Company(Philadelphia，PA 19154，USA)提供的。
取8张薄页纸，并两张一对将其叠置。使用剪刀剪切试样，将它们剪成约228mm(纵向)×114mm(横向)，每一试样的厚度均为成品的两倍。
用小纸夹将试样堆叠连接到一起，并对试样堆叠的另一端“扇风”而使纸张分开，这样使空气在其间循环，从而使试样进行1-2小时的老化。借助夹具将每个试样堆叠在107℃(±3℃)的强制通风炉中悬挂5分钟(±10秒)。在加热周期之后，从炉中取出试样堆叠，并在测试之前最少冷却3分钟。
取一试样条，握住试样条窄的横向边缘，将试样的中心浸入装有约25毫米蒸馏水的盘中。使试样在水中停留四(4±0.5)秒。取出试样并握住试样滤水三(3±0.5)秒，以使水从横向流掉。在滤水之后，立即进行测试。将湿试样置于试样固定装置的下环上，使产品的外表面朝上，以使试样的湿部分完全盖住试样固定环的开口表面。如果有皱缩，则丢弃试样并用新试样重新进行测试。在试样适当地置于下环上之后，打开降低上环的开关。这样，待测试的试样现在被牢牢地夹在试样固定机构中。通过按压开始按钮，在该位置立即开始破裂测试。活塞将开始升高。当试样撕破或破裂时，记录最大读数。活塞将自动返回至其起始位置。对另外三个试样重复该方法，因此总共进行了四次测试，即四个复现试验。以四个复现试验的平均值报道测试结果，精确至克。
对于报道PSS参数的生理学表面光滑度的测定，选择没有皱纹、裂缝、穿孔或太大偏离宏观单平面性的薄页纸样品。在测定之前，将薄页纸在22-24℃和48-52％的相对湿度条件下调理至少2小时。将该样品置于电动的平台上并适当地进行磁性保护。可以选择对任一个表面进行测量，但所有的记录必须得自同一个表面。
通过用表面光度计在任何方向扫描薄页纸样品获得Z向位移作为距离的函数，得到生理学表面光滑度。通过傅里叶变换将Z向位移转化为振幅对频率的谱图。然后使用一系列滤波器调整该谱图以适于人体触觉响应。总计0-10次循环/毫米的经滤波的振幅频率曲线的峰高，给出结果。
薄页纸样品的尺寸约为100毫米×100毫米，并安装在电动平台上。虽然任何合适的平台可满足要求，但已发现下列两种平台是合适的购自日本Kato Tech Company Limited of Koyota的带有表面检测模型KES-FB-4NKES-SE的平台，或者在封闭线路控制模式中使用NuStep 2C NuLogic两轴分档电动机控制器的CP3-22-01 DCl小型精确平台。该平台具有恒速驱动电机，其以1毫米/秒的速度运转。在横向指示1毫米的正向扫描样品30毫米，然后反向进行。从正向和反向中间的26毫米收集数据。忽略每次扫描的最初和最后的2毫米，并且在计算中不采用。
表面光度计具有针尖半径为2.54微米的探针，并且其作用力为0.20克。对3.5毫米的全部Z向位移校准量表范围。在经过样品的扫描距离之后，表面光度计在毫米范围感受记录笔的Z向位移。来自量表控制器的输出电压以每秒至少20点的速度数字化。经过整个26毫米的扫描范围后，对于扫描的正向和反向两个方向得到512对时间表面高度数据点。表面光度计安装在上述样品平台上，可以测定表面状况。合适的表面光度计为EMD 4320 W1Vertical Displacement Transducer，其具有一个EPT 010409记录笔尖，和一个EAS 2351模拟放大器。该设备得自Federal Products of Providence，RhodeIsland。
将数字化的数据对输入到标准统计分析包中以进行进一步分析。合适的软件分析包包括SAS of Cay(North Carolina)，并优选购自NationalInstruments of Austin(Texas)的LabVIEW仪器控制软件3.1。当使用LabVIEW软件时，联系各扫描的表面高度和时间的原始数据对是聚集在使用LabVIEW软件的Mean.vi分析工具得到的平均值周围的。使用振幅和相谱图.vi分析工具，将来自16次扫描各次的512个数据点转化为16张振幅谱图。然后使用SAS软件的PROC谱图方法所描述的方法平滑各谱图。使用下列LabVIEW平滑滤波器值0.000246，0.000485，0.00756，0.062997，0.00756，0.000485，0.000246。取该工具的输出值作为振幅谱量值(AmpSpectrum Mag)(vrms)。
然后使用一系列频率滤波器调节振幅数据以适于人体触觉响应，所述频率滤波器是根据在下列文献所列的以震动触觉阈值的Verrillo数据作为振动频率函数设计的，所述文献为Journal of Acoustical Society of America，文章标题为“Effect Of Contactor Area On The Vibrotactile Threshold”，35卷，1962(1963)。前述数据是以周期/秒的时域来报道的，并转换为周期/毫米的空间域。在1991 International Paper Physics Conference，TAPPI Book1，更具体而言是在Ampulski等的标题为“Methods For The Measurement OfThe Mechanical Properties Of Paper tissue”的文章的19页所列的程序中可发现转化系数和滤波值，使用的特定程序列于22页，标题为“PhysiologicalSurface Smoothness”。来自滤波器的响应设定为0，该响应低于最小阈值并高于最大响应频率，并在0-1之间变化，如前述Ampulski等的文章所述。
以在各频率的适当的滤波值乘上述振幅谱便得到生理学调节的频率振幅数据。典型的振幅谱和经过滤的振幅谱示于前述Ampulski等的文章的图5中。Verrillo调节过的频率振幅曲线是用0-10个周期/毫米之间的点总计的点。其总和被认为是生理学表面光滑度。然后平均如此得到的8个正向和8个反向的生理学表面光滑度值，并以微米进行报道。
在下列普通转让的美国专利中描述了使用SAS软件的生理学表面光滑度测定方法1990年9月25日授权于Spendel的U.S.P 4,959,125；1991年10月22日授权于Ampulski等的U.S.P 5,059,282；1999年1月5日授权于Weisrnan等的U.S.P 5,855,738，和1999年11月9日授权于Weisman等的U.S.P5,980,691。
可以选择薄页纸的任何一面进行光滑度的测定，前提是所有的记录得自同一表面。如果薄页纸的任意一面满足此处所列的任何光滑度标准，则认为整个薄页纸样品符合该标准。优选薄页纸的两面都满足上述标准。
制备包含二硬化牛脂二乙基酯二甲基氯化季铵和平均分子量为400的聚乙二醇(PEG-400)的化学柔软组合物。将PEG-400加热到约66℃，并将季铵化合物溶解于熔融的PEG-400中，以形成均匀的混合物。
在常规的碎浆机中制备含3％重量桉树纤维的含水浆液。以干纤维总重量0.09％的比例向桉树浆管中加入1％的化学柔软组合物溶液。在混合浆泵处将桉树浆液稀释至约0.2％的浓度。在CMC加入之后和在混合浆泵处将浆液稀释至约0.2％的浓度之前，也向NSK浆液中加入1％的化学柔软组合物溶液。
将两种浆液混合，使NSK纤维与桉树纤维的比例为40∶60，并借助单层网前箱将得到的浆液沉积至长网上，形成纸胚。通过长网并在挡水板和真空箱的帮助下进行脱水。
在递纸位置处，将纤维浓度为约20％的纸胚由长网传递至常规的干燥毛毡上。然后利用包含0.25％聚乙烯醇(PVA)水溶液的喷淋的起皱粘合剂，将纸幅粘附至扬克烘缸的表面上。
在利用刮刀使纸幅进行干燥起皱之前，将纤维浓度增至约96％。所述刮刀具有约25℃的斜角，并相对于扬克烘缸进行设置，以便提供约81°的冲击角。以约4m/s的速度操作扬克烘缸，并使干燥的未经压光处理的纸张在纸轴上卷成1-层纸卷。
取三个这样的1-层纸卷进行离线重绕操作以形成3-层纸卷，其随后转化为3-层薄页纸制品，其总尺寸为约210mm2。
3-层纸卷是这样制备的同时卷绕3个1-层纸卷得到，使中心层通过橡胶进行钢整体压花操作，并且将两个未压花的外层和压花的中心层一起重新卷绕，形成三层纸卷。用于中心层压花的光滑橡胶辊是相对于带图案的钢辊安装的。带图案的钢辊具有高度约为1.7mm的凸起的椭圆型压花凸钮，其在表面具有约2mm的长轴和约1mm的短轴。压花是以重复的同心菱形图案排列的，其中所述同心菱形是在900mm2的面积上由约72个凸钮构成的。
随后将3-层卷纸转换为3-层薄页纸制品。展开三层纸幅并在折叠之前进行压花步骤。根据1995年10月19日出版的W095/27429中描述的方法，将从边缘向中心延伸约15mm的薄页纸制品的边缘进行压花。薄页纸制品表面的大部分(即在15mm边缘内的所有表面)是未被压花的。该薄页纸还可通过在先前未压花的较小区域上压印上商品名进行装饰，并且在先前未压花的区域也可加上四种装饰性叶片图案。
在折叠之前，可通过二步涂敷工艺将洗液印到3-层纸幅的每个外表面上。该洗液是二硬化牛脂二乙基酯二甲基氯化季铵的水溶液。该印制是通过使3-层纸幅通过二个连续的印刷设备完成的，其中每个印刷设备是由一对刻纹的网纹传墨辊和橡胶承纸底辊构成的。
该网纹传墨辊被雕刻成每平方米的泡孔体积为约3ml，并且能从设计的密闭供应室提供洗液以用洗液填充雕刻体积。将网纹传墨辊和橡胶底辊之间的间隙设定为0.35mm，3-层纸幅通过该间隙，将洗液转移至接触网纹传墨辊的表面上。然后使该纸幅通过第二印刷设备，该设备具有同样的间隙为0.35mm的网纹传墨/橡胶辊对。布置网纹传墨/橡胶辊对，使第二网纹传墨辊接触还没粘上洗液的表面，并将洗液转移到该表面上。相对于最终的3-层薄页纸的干重而言，这种布置可转移0.45％的活性季铵化合物。
通过上述方法得到的薄页纸的定量为54克/平方米，总卡尺厚度为0.35毫米，每层卡尺厚度为0.12毫米，湿破裂强度为375克，PSS参数为620微米。
第二个样品是由上述制备的基质构成的，其中外层穿过光滑的压光轴。并且发现在12kN/m-15kN/m下进行压光可进一步将PSS参数降低到约500-450微米。
权利要求
1.一种薄页纸，所述的薄页纸包括至少两层，所述的薄页纸具有卡尺厚度和每层卡尺厚度，所述的薄页纸还具有生理学表面光滑度参数，其特征在于，所述的生理学表面光滑度参数低于700微米，并且所述的每层卡尺厚度大于0.09毫米。
2.一种根据权利要求1的薄页纸，特征在于，所述的生理学表面光滑度参数为650微米-100微米。
3.一种根据前述任意一项权利要求的薄页纸，特征在于，所述的每层卡尺厚度为0.1毫米-0.2毫米。
4.一种根据前述任意一项权利要求的薄页纸，特征在于，所述生理学表面光滑度参数与所述每层卡尺厚度的比例低于5000微米/毫米。
5.一种根据前述任意一项权利要求的薄页纸，所述的薄页纸具有湿破裂强度，其特征在于，所述的湿破裂强度为150克-500克。
6.一种根据前述任意一项权利要求的薄页纸，所述的薄页纸具有湿破裂强度，其特征在于，所述的湿破裂强度为250克-400克。
7.一种根据前述任意一项权利要求的薄页纸，特征在于，其不包括经空气穿透干燥的纸。
8.一种根据前述任意一项权利要求的薄页纸，特征在于，所述多层中的至少一层含有整体压花，并且所述多层中的至少一层不含有整体压花。
9.一种根据权利要求8的薄页纸，特征在于，所述的不含所述整体压花的至少一层是压光的。
10.一种根据前述任意一项权利要求的薄页纸，特征在于，所述的薄页纸包括至少三层。
11.一种根据权利要求10的薄页纸，包括两个外层和至少一个内层，其特征在于，所述外层不含有所述的整体压花，并且至少一个所述的内层含有所述的整体压花。
12.一种根据权利要求11的薄页纸，特征在于，至少一个所述的外层是压光的。
13.一种根据前述任意一项权利要求的薄页纸，特征在于，所述的整体压花是由压花的图案和未压花的区域提供的，其特征在于，所述压花面积与所述未压花面积的比例为1∶1-1∶20。
14.一种根据前述任意一项权利要求的薄页纸，特征在于，至少一层含有一种洗液。
15.一种根据前述任意一项权利要求的薄页纸，特征在于，所述的多层不是采用粘合剂进行连接的。
16.一种根据前述任意一项权利要求的薄页纸，特征在于，所述的多层是通过压花进行连接的。
17.一种制备根据前述任意一项权利要求的薄页纸的方法，包括下列步骤-展开来自母辊的至少两层，优选三层，-向至少一层提供织纹，优选压花图案，-在至少一层进行高压压光，-将所述的层并置形成多层薄页纸。
18.一种根据权利要求15的方法，其还包括将洗液涂敷到所述压光层的至少一层上的步骤。
19.一种根据前述任意一项权利要求的方法，其还包括将所有所述的层进行压花的步骤。
20.一种根据前述任意一项权利要求的方法，其包括用辊式印刷来涂布粘合剂的步骤。
全文摘要
本发明涉及一种薄页纸，特别是面巾纸和一次性手帕。要求保护和被描述的薄页纸含有至少两层，其特征在于薄页纸具有的生理学表面光滑度参数小于700微米，优选为650－50微米，更优选为650微米－300微米，并且每层的卡尺厚度大于0.09mm，优选为0.09mm－0.5mm，更优选为0.1mm－0.2mm。在一个优选实施方案中，提供了一种具有压花中间层的三层薄页纸。本发明还涉及要求保护和被描述的方法。
文档编号B31F7/00GK1391626SQ00816091
公开日2003年1月15日 申请日期2000年11月22日 优先权日1999年11月26日
发明者斯科特·托马斯·洛克伦, 哈斯纳·阿古佐尔, 克劳迪娅·克里斯蒂安·博林格－克劳泽, 玛丽安娜·马尔姆巴克, 安雅·韦特 申请人:宝洁公司