增加薄页纸松厚柔软度的方法和由此得到的产品的制作方法

文档序号:2426533阅读:690来源:国知局
专利名称:增加薄页纸松厚柔软度的方法和由此得到的产品的制作方法
技术领域
本发明领域本申请涉及薄页纸,特别是具有提高的触觉柔软度的图案致密化薄页纸。本申请特别涉及用水溶性多羟基化合物处理的薄页纸。
本发明的背景纸幅或纸页,有时称为薄页纸或薄页纸幅或薄页纸页,在现代社会具有广泛的用途。这些包括常用的物品如毛巾纸、面巾纸和卫生纸。这些纸产品可具有各种所希望的性能,包括湿和干抗张强度,对含水流体的吸收性(如,润湿性),低的掉毛性能、理想的松厚度和柔软度。造纸中的特别任务一直是适当地平衡这些性能以提供优质的薄页纸。
虽然柔软度对毛巾纸来说有些必要,但对面巾纸和卫生纸来说,柔软度是一项特别重要的性能。柔软度是由拿着特定纸产品,摩擦皮肤并在手中弄皱的消费者所感觉到的触觉。这种触觉柔软度的特点在于,但不限于,摩擦,柔韧性和平滑度以及主观的描述语如象丝绒、丝绸或法兰绒手感。这种触觉是几种物理性能的结合,包括纸页的柔韧性或挺度,纸页的摩擦性能以及纸页的表面外观。
纸的挺度一般受增加纸幅的干和/或湿抗张强度努力的影响。干抗张强度的增加可通过机械方法以确保邻近造纸纤维的多羟基间形成足够的氢键,或通过加入某种干强添加剂来取得。湿强度一般通过加入某种湿强树脂来提高,一般来讲,为阳离子的湿强度树脂,其易于沉积在造纸纤维中并被造纸纤维的阴离子羧基保留。然而,既使用机械又使用化学手段来改进干和湿抗张强度会导致较硬挺,手感较粗糙,柔软度较差的薄页纸。
通常称为脱粘剂的某种化学添加剂可被加到造纸纤维中以干扰发生在纸页成形和干燥期间自然的纤维与纤维的粘合,从而产生较柔软的纸页。这些脱粘剂一般是阳离子的并具有某些与它们用于软化薄页纸相关的缺点。一些低分子量的阳离子脱粘剂会在接触时对人的皮肤产生过多的刺激。较高分子量的阳离子脱粘剂更难于以低量涂布于薄页纸上,并且还倾向于在薄页纸上产生不希望的憎水效果,例如,导致降低的吸收性且特别是润湿性。由于这些阳离子脱粘剂通过破坏纤维间粘合而作用,所以它们还会降低抗张强度从而需要用树脂、胶乳或其它干强度添加剂来提供可接受的抗张强度值。这些干强添加剂不仅增加了薄页纸的成本,而且还会对薄页纸柔软度产生不利效果。另外,许多阳离子脱粘剂是非生物降解的,因而对环境质量产生不利的影响。
阳离子脱粘剂的实例包括常规的季铵化合物如众所周知的二烷基二甲基铵盐(如,二牛脂(ditallow)二甲基氯化铵,二牛脂二甲基甲基硫酸铵,二(氢化的)牛脂二甲基氯化铵等……)。然而,正如上面所提到的,这些阳离子季铵化合物可通过干扰发生在纸页成形和干燥期间自然的纤维与纤维的粘合来软化纸页。除了降低抗张强度外,这些季铵化合物还倾向于在薄页纸上产生不希望的憎水效果,如,导致降低的吸收性和润湿性。
机械压榨作用一般用于薄页纸幅脱水和/或增加其抗张强度。机械压榨会发生在纸幅的整个区域,诸如常规的毯压榨的纸的情况。更优选地,脱水是以纸页被图案致密化的方式进行的。图案致密化的纸具有某些相对高纤维紧度的致密化区域以及相对低纤维紧度的高松厚度区,这种高松厚度图案致密化的纸页一般是由具有致密化区域的部分干燥的纸幅形成的,这种致密化区域是通过具有图案装饰的置换铜套的有孔织物产生的。参见,例如,1967年1月31日签发的美国专利3,301,746(Sanford等);1976年11月30日签发的美国专利3,994,771(Morgan等);和1985年7月16日签发的美国专利4,529,480(Trokhan)。
除抗张强度和松厚度之外,这种以图案装饰的致密化方法的另一个优点是装饰图案可以压印在薄页纸上。然而,以图案装饰的致密化方法的一个内在问题是薄页纸的织物面,即在造纸期间与有孔织物接触的纸表面感觉要比不与织物接触的面粗糙。这是由于实质上从纸页表面向外凸出形成的高松厚度区域。正是这些凸出可赋予粗糙的触觉。
这些压紧纸的柔软度,并且特别是以图案装饰的致密化的薄页纸的柔软度可通过用各种试剂处理来改进,如植物、动物或合成的烃油,特别是一般称为硅油的聚合硅氧烷材料。见1990年9月25日签发的美国专利4,959,125(Spendel)的第一栏,30-45行。这些硅油赋予薄页纸丝绸般柔软的手感。然而,一些硅油是憎水的,并可对所处理的薄页纸的表面润湿性有不利影响,即所处理的薄页纸飘浮,从而引起冲洗时下水道系统的处理问题。的确,一些硅氧烷软化的纸需要用其它的表面活性剂处理以补偿由硅氧烷引起的润湿性降低。见1991年10月22日签发的美国专利5,059,282(Ampulski等)。
薄页纸还可通过“干纸幅”添加法用柔软剂来处理。其中一种方法包括移动干纸页通过一个成形块的蜡状柔软剂的一面,然后借助摩擦作用使柔软剂沉积在纸表面上。见1967年2月21日签发的美国专利3,305,392(Britt)(柔软剂包括硬脂酸皂如硬脂酸锌,硬脂酸酯,硬脂醇,聚乙二醇如Carbowax(聚乙二醇的商品名),和硬脂酸和月桂酸的聚乙二醇酯)。另一种方法包含在含柔软剂的溶液或乳液中浸渍干纸页。见1967年1月3日签发的美国专利3,296,065(O′Brien等)(某些脂肪族或芳香族羧酸的脂肪酸酯作柔软剂)。这些事先“干纸幅”添加法的一个潜在问题是柔软剂不能得到有效使用或潜在地影响薄页纸的吸收性。实际上,美国专利US 3,305,392专利教导用某种阳离子材料进行所希望的改进以避免软化剂迁移倾向。通过摩擦作用或通过浸渍纸页应用柔软剂都难于适应以高速运行的工业化造纸系统。此外,一些柔软剂(如US3296065所公开的1,2,4,5-苯四酸酯)以及一些共添加剂(如专利′532所公开的二甲基二硬脂基氯化铵),认为在这些事先干纸幅方法中是有用的,但却是非生物降解的。
因此,最好能以一种方法来软化薄页纸,特别是高松厚度,图案致密化的薄页纸,该方法(1)使用“湿纸幅”方法添加柔软剂;(2)能在工业化造纸系统中进行而不致明显影响纸机运行性;(3)使用非毒性和生物降解性的柔软剂;和(4)可以保持所希望的薄页纸的抗张强度、吸收性和低的掉毛性能的方式来进行。
本发明的目的是提供柔软、吸收性的卫生纸产品。
本发明的目的是提供柔软、吸收性的面巾纸产品。
本发明的目的是提供柔软、吸收性的毛巾纸产品。
本发明的进一步目的是提供制造柔软、吸收性薄页纸(即面巾纸和/或卫生纸)和毛巾纸产品的方法。
这些和其它目的可使用本发明来取得,通过阅读下列公开内容可将其变得易于理解。
本发明的概述本发明提供柔软、吸收性的薄页纸产品。简要地说,该柔软的薄页纸产品包含
a)湿法成网的纤维素纤维;和b)基于所说的薄页纸的干纤维重量,约0.01~约5%的水溶性多羟基化合物;其中所说的薄页纸具有约10~约65克/米2的定量和小于约0.60克/厘米3的紧度,所说的多羟基化合物涂布于湿薄页纸幅的至少一面。
本发明还涉及到制造这些软化的薄页纸的方法。该方法包括下列步骤a)将含纤维素纤维的含水浆料湿法成网形成纸幅;b)在约10~约80%的纤维浓度,基于总纸幅重量,将足够量的水溶性多羟基化合物涂布于所说的纸幅上以赋予所说的结构松厚的柔软度;和c)干燥和起皱所说的纸幅。
令人吃惊的是,现已发现,当根据这里所公开的方法将这些非离子多羟基化合物涂布于湿的薄页纸时,这些非离子多羟基化合物甚至在无阳离子留着剂或脱粘剂时仍具有高的留着率。这是非常出乎意料的,因为多羟基化合物涂布于湿纸幅是在它们对纤维素纤维不是离子性的直接性条件下进行的。重要的是,该湿纸幅方法允许多羟基化合物迁移到纸幅内部从而起着提高薄页纸吸收性和柔软度的作用。
令人吃惊的是,现已发现,同干纸幅相比,当将非常低量的这些多羟基化合物涂布于湿纸幅时(如在转化操作期间),可以得到明显改进薄页纸柔软度的益处。事实上,本发明所公开方法的一个重要特征是多羟基化合物的量足够低至经济的程度。
本发明软化的薄页纸具有良好的柔韧性。这对软化高松厚度、图案致密化的薄页纸,包括具有图案装饰设计的薄页纸特别有用。令人吃惊的是,即使该柔软剂只涂布于这种图案致密化的薄页纸的光面(即网面),经处理的的薄页纸仍具有可见的柔软度。本发明能在工业化造纸系统进行而不明显影响纸机运行性,包括速度。在取得本发明这种改进的柔软度益处的同时,还可保持所希望的纸页抗张强度、吸收性(例如,润湿性)和低的掉毛性。
除非特别说明,这里的所有百分比、比率和比例都是以重量计的。
附图的简要描述

图1是根据本发明可用于制造图案致密化的薄页纸幅的造纸机的示意图。
图2是根据本发明可用于制造图案致密化的薄页纸幅的造纸机的示意图,其中用于此处的处理化学品通过另一种方法涂布,如图1所示。
图3是根据本发明可用于制造常规压实的薄页纸幅的造纸机的示意图。
图4是根据本发明可用于制造常规压实的薄页纸幅的造纸机的示意图,其中,用于此处的处理化学品通过另一种方法涂布,如图3所示。
本发明的详细描述尽管本说明以特别指出和明确要求保护是本发明主题的权利要求来结束,可以相信,本发明可从下列详细描述和附加实施例的阅读来得到更好的理解。
正如这里所使用的,术语“包含”指在实施本发明时可结合使用各种成分、组分或步骤。因此,术语“包含”包含更限制性的术语“基本上由…组成”和“由…组成”。
正如这里所使用的,术语薄页纸幅、纸幅、(纸)幅、纸页和纸产品都指由包含下列步骤的方法制造的纸页,这些步骤包括形成含水的造纸配料,将配料沉积在有孔的表面如长网上,并借助重力或真空辅助的滤水(有或无压榨)和蒸发从配料中除去水。
正如这里所使用的,含水的造纸配料是造纸纤维和后面将描述的化学品的含水浆料。
正如这里所使用的,术语“浓度”指湿薄页纸中纤维素造纸纤维(即纸浆)的重量百分比。由风干纤维重量除以湿纤维重量表示湿纸幅中纤维材料的重量百分比。
本发明方法的第一步是形成含水的造纸配料。该配料包含造纸纤维(后面有时称为木浆)。可以预料,本发明的造纸纤维通常包含各种木浆。然而,也不排除使用其它纤维素纤维浆,如棉衬层(cotton liner),蔗渣,人造纤维等。可用在这里的木浆包括化学浆如牛皮浆,亚硫酸盐和硫酸盐浆以及机械浆如磨木浆,热机浆和化学改性的热机浆(CTMP)。由阔叶树和针叶树获得的纸浆都可使用。而且由可能包含任一或所有上面种类以及其它非纤维材料如填料和用于促进最初造纸的粘合剂的从回收纸获得的纤维也可用于本发明。优选地,用在本发明的造纸纤维包含由北方针叶木和/或热带硬木获得的牛皮浆。将含水的造纸配料在有孔的成形载体如长网上形成湿纸幅,这将在下文讨论。
(A)多羟基化合物基于薄页纸的干纤维重量,本发明包含作为主要组分的约0.01~约5.0%,优选0.1~约2.0%,更优选约0.1~约1.0%的水溶性多羟基化合物。
适用在本发明的水溶性多羟基化合物的实例包括甘油,具有重均分子量约150~约800的聚甘油和具有重均分子量约200~约4000、优选约200~约1000、最优选约200~约600的聚氧乙烯和聚氧丙烯。特别优选具有重均分子量约200~约600的聚氧乙烯。也可使用上面描述的多羟基化合物的混合物。例如,甘油和聚甘油的混合物,甘油和聚氧乙烯的混合物,聚甘油和聚氧乙烯的混合物等都可用在本发明中。特别优选的多羟基化合物是重均分子量约400的聚氧乙烯。美国康涅狄格州Danbury市的Union Carbide公司大批供应商品名为“PEG-400”的这种材料。
B.薄页纸本发明一般适于薄页纸,包括但不限于普通毯压榨的薄页纸;如在前面提到的Sanford-Sisson和其后代取得的美国专利中举例说明的图案致密化薄页纸;和如1974年5月21日签发给Salvucci,Jr.的美国专利3,812,000中举例说明的高松厚度、未压紧的薄页纸。这种薄页纸可具有单一或多层的结构;并且由此制造的薄页纸产品可具有单片或多片结构。由成层的纸幅形成的薄页纸结构被描述在下列专利中1976年11月30日签发的Morgan,Jr.等的美国专利3,994,771,1981年11月17日签发的Carstens的美国专利4,300,981,1979年8月28日签发的Dunning等的美国专利4,166,001,和1994年9月7日公开的Edwards等的欧洲专利公开说明书0613979 A1,所有这些收编于此供参考。一般地,湿法成网的复合的、柔软、松厚的和吸收性薄页纸结构是由优选由不同类型的纤维组成的两层或多层配料制备的。优选地,各层是由一般用于薄页纸制造的相对长的针叶木和相对短的阔叶木纤维的各自的稀释纤维浆料沉积在一个或多个无端的有孔网上形成的。然后各层结合形成成层的组合纸幅。然后通过应用流体对纸幅施加力使成层纸幅与开口网眼干燥/压印织物的表面相符,并且然后作为低紧度造纸方法的一部分在所说的织物上热预干燥。成层纸幅可根据纤维类型来成层或实质各层纤维含量相同。这种薄页纸优选具有在10克/米2和约65克/米2之间的定量和约0.60克/cm3或更小的紧度。更优选地,定量将低于约35克/米2或更小;并且紧度将为约0.3克/cm3或更小;最优选地,紧度将在0.04克/cm3和约0.20克/cm3之间。
常规压榨的薄页纸和制造这种纸的方法在本领域中是已知的。这种纸一般是通过在有孔的成形网上沉积造纸配料制造的。这种成形网在本领域中经常被称作长网。一旦配料沉积在成形网上,它就被称为纸幅。这种纸幅是通过压榨纸幅并在高温下干燥来脱水的。根据刚描述的方法制造纸幅的特定技术和典型设备对本领域普通技术人员来说是众所周知的。在典型的方法中,低浓度的浆料被提供在压力流浆箱中。流浆箱具有开口以将稀的浆料沉积物输送到长网上以形成湿纸幅。然后纸幅一般通过真空脱水到约7%和约25%之间(基于总的纸幅重量)的纤维浓度,并进一步通过压榨作业来干燥,其中纸幅受到相对的机械部件如圆柱形的辊产生的压力。
然后脱水的纸幅通过在本领域中称为杨克烘缸的蒸汽加热的圆筒装置进行进一步的压榨和干燥。压力可通过机械手段如压向纸幅的相对的圆柱辊筒在杨克烘缸产生。真空也可用于纸幅,当纸幅被压在杨克烘缸表面时。可使用多重杨克烘缸辊筒,由此在辊筒之间会产生附加的压榨。所形成的薄页纸结构在下文称为普通压榨的薄页纸结构。因为纤维在潮湿时实质上全面受到压力并且然后在受压状态下干燥(并可选择地起皱),所以这种纸页被认为是压紧的。
图案致密化的薄页纸的特征在于具有相对低纤维紧度的相对高松厚度区和一系列相对高纤维紧度的致密化区。这种高松厚度区又可称为枕头区,致密化区又可称为铜套区(knuckle region)。致密化区可不连续地在高松厚度区内隔开或在高松厚度区内全部或部分地相互连接。优选制造图案致密化薄页纸幅的方法公开在下列专利中1967年1月31日签发给Sanford和Sisson的美国专利3,301,746,1976年8月10日签发给Peter G.Ayers的美国专利3,974,025,和1980年3月4日签发给Paul D.Trokhan的美国专利4,191,609,1987年1月20日签发给Paul D.Trokhan的美国专利4,637,859,1990年7月17日签发给Wendt等的美国专利4,942,077,1994年9月28日出版的Hyland等的欧洲专利公开说明书0617164 A1,1994年9月21日出版的Hermans等的欧洲专利公开说明书0 616 074 A1;所有这些收编于此供参考。
一般地,图案致密化纸幅是优选通过在有孔的成形网如长网上沉积造纸配料形成湿纸幅,并且然后对着一系列支承物并置纸幅制备的。纸幅被压向系列支承物,借此在纸幅中在与系列支承物和湿纸幅间的接触点相对应的位置产生致密化区。该操作期间未受压的纸幅剩余部分被称为高松厚度区。高松厚度区可通过应用流体压力如使用真空型装置或蒸汽吹透烘缸,或通过对着系列支承物机械压榨纸幅来进行进一步脱密化。纸幅以实质上避免高松厚度区受压的方式进行脱水并可选择地预干燥。这优选通过流体压力如用真空型装置或蒸汽吹透烘缸(blow-through dryer)或通过对着系列支承物机械压榨纸幅(其中高松厚度区未受压)来完成。脱水、可选择的预干燥和致密化区的形成的作业可结合或部分结合到一起以减少进行的操作步骤的总数。在致密化区形成、脱水和可选择的预干燥之后,纸幅被完全干燥,还优选避免机械压榨。优选地,约8~约55%的薄页纸表面包含具有至少为高松厚度区紧度125%的相对紧度的致密化铜套区。
优选地,系列支承物是具有以图案装饰的置换铜套的压印载体织物,铜套起系列支承物作用,这便于借助压力来形成致密化区。铜套的图案构成了前面提到的系列支承物。压印载体织物公开在下列专利中1967年1月31日签发的Sanford和Sisson的美国专利3,301,746,1974年5月21日签发的Salvucci,Jr.等的美国专利3,821,068,1976年8月10日签发的Ayers的美国专利3,974,025,1971年3月30日签发的Friedberg等的美国专利3,573,164,1969年10月21日签发的Amneus的美国专利3,473,576,1980年12月16日签发的Torkhan的美国专利4,239,065和1985年7月9日签发的Trokhan的美国专利4,528,239,所有这些收编于此供参考。
优选地,配料首先在有孔的成形载体如长网上形成湿纸幅。然后纸幅脱水并转移到压印织物。配料还可在起始沉积在也起压印织物作用的有孔支承载体上。一旦成形,湿纸幅就脱水并优选热预干燥到在约40~约80%之间的选定纤维浓度。脱水可用吸水箱或其它真空装置或用蒸汽吹透烘缸进行。完成纸幅干燥前,将压印织物的铜套印迹压印在上面讨论的纸幅中。完成该工作的一个方法是应用机械压力。例如,这可通过对着干燥辊筒如杨克烘缸的表面压下支承压印织物的压辊来进行,其中纸幅是处在压辊和干燥辊筒之间。而且,优选地,通过应用借助真空装置如吸水箱或蒸汽吹透烘缸所产生的流体压力完成干燥前,将纸幅对着压印织物进行压制。可以使用流体压力在起始脱水期间,在后来单独的处理段或其组合,以产生致密化的压印。
未压紧的无图案致密化的薄页纸结构被描述在下列专利中1974年5月21日签发给Joseph L.Salvucci,Jr.和Peter N.Yiannos的美国专利3,812,000和1980年6月17日签发给Henry E.Becker,Albert L.McConnell和RichardSchutte的美国专利4,208,459,这两个专利收编于此供参考。一般地,未压紧的、无图案致密化薄页纸结构是通过下列步骤制备的于有孔的成形网如长网上沉积造纸配料和脱粘剂以形成湿纸幅,排出纸幅中的水并在无机械加压的情况下排除更多的水,直到纸幅具有至少80%的纤维浓度为止,和使纸幅起皱。水是通过真空脱水和热干燥从纸幅中排除的。最后得到的结构是相对未压紧纤维的柔软但强度低的高松厚度纸页。优选地,先于起皱,将粘合材料施加于纸部分幅。
压紧的、无图案致密化的薄页纸结构在本领域中通常称为普通的薄页纸结构。一般地,压紧的、无图案致密化的薄页纸结构是通过下列步骤制备的使造纸配料沉积于有孔的网如长网上以形成湿纸幅,排出纸幅中的水并借助均匀的机械压缩(压榨)来排除更多的水,直到纸幅具有25~50%的浓度为止,转移纸幅到热的烘缸如杨克烘缸上和使纸幅起皱。总的说来,水是通过真空、机械压榨和热手段从纸幅中排除的。最后得到的结构是强度高的并通常具有单一的紧度,但具有很低的松厚度、吸收性和柔软度。
本发明的薄页纸幅可用于需要柔软、吸收性薄页纸幅的任何用途。本发明的薄页纸特别优点在于用于毛巾纸、卫生纸和面巾纸产品。例如本发明的二个薄页纸幅可被压花并以面对面的关系牢固地粘合在一起以形成两片的毛巾纸,正如1968年12月3日签发给Wells的美国专利3,414,459中所讲的,该专利收编于此供参考。
在下列讨论中,参考附图,描述了用于制造本发明的薄页纸结构的方法的某些优选实施方案。
图1是生产本发明纸页优选的造纸机80的侧视图。参照图1,造纸机80包括一分层的网前箱81(该网前箱81具有一个上腔室82、中腔室82.5和底腔室83)、一个浆板(slice roof)84和长网85,长网绕着中心辊(breast roll)86、导流板(deflector)90、真空吸水箱91、伏辊(couch roll)92和数个转向辊(turning roll)94组成一个环路。在操作中,一种造纸配料由上腔室82,第二种造纸配料由中腔室82.5,第三种配料由底腔室83中泵出,并以上下的位置关系流出浆板84,流到长网85上在那里形成纸胚88(包括88a、88b和88c)。在长网上进行脱水,并借助导流板90和真空吸水箱91。当长网沿箭头方向运行返回时,在其开始再次经过中心辊86前,由喷水器95对其进行清洗。在纸幅转移区域93,纸胚88由于真空转移吸水箱97的作用被转移至多孔载体织物96上。载体织物96将纸幅转移从转移区93经真空脱水箱98,通过通风吹透预干燥器(blow-through predryer)100,并经过两个转向辊101,然后借助压辊(pressure roll)102的作用转移至杨克烘缸108上。当载体织物96经过另外的转向辊101、喷啉器103和真空脱水箱105完成一圈时,对其进行清洗和脱水。经预干的纸幅借助由喷涂器109涂布的粘合剂粘合到杨克烘缸108的圆柱形表面。在蒸汽加热的杨克烘缸108上并借助热空气完成干燥,热空气由图中未示出的装置加热并在干燥罩110中循环。然后纸幅由刮刀111从杨克烘缸上干起皱,起皱后纸幅称为纸页70(papersheet),纸页70包括烘缸一侧的层71、中间层73和远离烘缸一侧的层75。纸页70经过压光辊112和113之间和卷轴15的圆周部分,然后在轴118的芯子117上绕成卷116。
仍参考图1,纸页70的烘缸侧层71是由网前箱81的底腔室83泵出的配料形成的,并且这种配料直接涂布在长网85上,在长网上,其变成了纸胚88的88c层。纸页70的中间层73是由从网前箱81的中腔室82.5流出的配料形成的,这种配料在88c层上面形成88b层。纸页70远离烘缸的一侧的层75是由从网前箱81的顶腔室82流出的配料形成的,这种配料在纸胚88的88b层之上形成88a层。虽然图1表示具有网前箱81的造纸机80可适于制备三层的纸幅,但也可调整网前箱81以制备没有成层、两层或其它成多层纸幅。此外,成形部分和网前箱可以是任何适于制造薄页纸的系统如双网成形机头(twin wire former)。
此外,关于在图1的造纸机80上制备包括本发明的纸页70,长网85必须具有较细的筛孔,这些筛孔相对于短纤维配料的纤维的平均长度具有较小的半径以便得到较好的成形。多孔载体织物96应当具有较细的筛孔,这些筛孔相对于长纤维配料的纤维的平均长度具有较小的孔径以基本上避免纸胚的织物一侧进入织物96的纤维丝间的空间。关于制备纸页70的工艺条件,纸幅优选在起皱之前干燥至约80%,更优选95%的纤维浓度。
具体参考图1,相对真空脱水箱98提供喷嘴120用于涂布多元醇化合物。
图2表示另一种造纸机,其基本上与图1所示造纸机相同,不同的是在预干燥器100和杨克烘缸之间提供凹版印刷机122而代替喷嘴120。
图3是通过常规造纸技术制备薄页纸的优选的另一种造纸机的侧视图。这些技术在本发明的方法之前是主要的,如1-2所示,并且描述在US3301746中。每种技术均使用了通风干燥,并且使薄页纸的压实最小。为了简要叙述图3所示的另一种优选的造纸机,与图1的造纸机相应的部件表示相同,并且就两者的不同点对图3的另一种造纸机进行描述。
图3的造纸机280基本上不同于图1的造纸机80。图3的造纸机280具有双层的网前箱281(包括上腔窒282和底腔窒283)代替三层的网前箱81,具有一毛毯回路(felt loop)296代替多孔承载织物96,具有两个压辊102而不是一个,并且没有通风干燥器100。图3的造纸机280还包括一位置较低的毛毯回路297和湿皮辊298和299以及用于可控制地使辊298和299偏置的装置(未示出)。位置较低的毛毯回路297绕着所标的另外转向辊构成回路。由于造纸机280具有毛毯回路296和297,所以其可认为是双重毛毯造纸机。毛毯回路297可以省略,这时造纸机280可认为是单重毛毯造纸机(未示出)。通常,若以单重毛毯造纸机运行,至少一个压辊(102)在将纸幅转移至杨克烘缸(108)的位置给湿纸幅施加真空。
图3还进一步介绍了一种具有层288a和288b的双层纸胚288,该纸胚在杨克烘缸108干燥之后,成为纸页270。纸页270包括杨克烘缸一侧的层271和远离杨克烘缸一侧的层275。
还参考附图3,所示为一优选的实施方案,其中用于涂布多元醇化合物喷嘴220如图所示位于转向辊101和湿压辊298和299之间,即在纸胚88从长网85转移至毛毯回路296之后。尽管在图中没有示出,喷嘴220还可以位于毛毯回路297之后和杨克烘缸108之前。可选择地,喷嘴可以喷入位于毛毯296相对一侧的真空箱106内。
图4基本上与图3相同,不同的是喷嘴220被凹版印刷机222代替。
薄页纸所保留的多元醇化合物的最少量应是赋于薄页纸松厚柔软度的至少有效量。根据特定的纸页类型、应用方法、特定的多元醇化合物、表面活性剂或其它助剂的类型或处理,最小有效量可以变化。并不是限定薄页纸保留的可适用的多元醇的范围,优选薄页纸保留至少约0.05%,更优选约0.1%-约2.0%的多元醇化合物。
分析和测试方法保留在薄页纸幅上的处理化学品量的分析可用现有适用技术中任一通用的方法来进行。例如,在薄页纸中保留的多羟基化合物的量可通过用溶剂对多羟基化合物的溶剂萃取来确定。在某些情况中,可能需要一些辅助步骤以从所关心的多羟基类物质中排除干扰化合物。例如,Weibull溶剂萃取法使用盐溶液来掩蔽聚乙二醇中的非离子表面活性剂(Longman,G.F.,洗涤剂和洗涤剂产品的分析,Wiley Interscience,纽约,1975,第312页)。然后,可用光谱或色谱技术来分析多羟基类物质。例如,具有至少六个环氧乙烷单元的化合物可用硫氰钴铵法来进行光谱分析(Longman,G.F.,洗涤剂和洗涤剂产品的分析,Wiley Interscience,纽约,1975,第346页)。气相色谱技术也可用于多羟基型化合物的分离和分析。石墨化的聚(2,6-二苯基-对-亚苯基氧化物)气相色谱柱已用于分离环氧乙烷单元数为3-9的聚乙二醇(Alltech色谱目录,第300号,第158页)。
非离子表面活性剂如烷基糖苷的量可通过色谱技术来确定。Bruns报告了具有光散射检测的高效液相色谱法用于烷基糖苷分析(Bruns,A.,Waldhoff,H.,Winkle,W.,Chromatographia1989年,第27卷,第340页)。超临界流体色谱(SFC)技术也描述在烷基糖苷和相关物质的分析中(Lafosse,M.,Rollin,P.,Elfakir,C.,Morin-Allory,L.,Martens,M.,Dreux,M.,色谱杂志,1990年,第505卷,第191页)。阴离子表面活性剂如直链烷基磺酸盐的量可通过水萃取,继之滴定萃取物中的阴离子表面活性剂来测定。在某些情况中,直链烷基磺酸盐与干扰物质的分离和掩蔽需在两相滴定分析之前进行(Cross,J.,阴离子表面活性剂-化学分析,Dekker,纽约,1977年,第18页,第222页)。淀粉的量可通过用淀粉酶将淀粉水解成葡萄糖,继之以比色分析法确定葡萄糖量来测定。对于这种淀粉分析,必须进行不包含淀粉的纸的背景分析以去掉由背景干扰物质可能产生的贡献。这些方法是示范性的,但并不意味着排除可用于确定保留在薄页纸中的特定组分量的其它方法。
A.专门小组(主观测定的)柔软度理想的是,在柔软度测定之前,应根据Tappi方法#T402OM-88调理要测定的纸样。这里,纸样要在10~35%的相对湿度和22~40℃的温度范围内预处理24小时。预处理之后,纸样应在48~52%的相对湿度和22~24℃温度范围内处理24小时。
理想的是,小组测定柔软度应在恒温恒湿的室内进行。如果这不可能,所有样品包括对照纸样都应处在相同环境条件下测定。
柔软度测定是在成对比较的情况下以类似于“人工感觉检测法”(Manualon Sensory Testing method)中所描述的形式进行的,该方法介绍在1968年美国检测和材料协会出版的ASTM特殊技术出版物434中,其收编于此供参考。柔软度是采用称为成对差别检测(paired difference test)的主观检测来估计的。这种方法使用了检测材料的外在标准。对于触觉柔软度,提供二个纸样以使检测者看不出纸样,并且检测者需要根据触觉柔软度选择其中之一。测定结果以所谓小组评分单位(PSU)报告。关于柔软度测定,为获得这里以PSU报告的柔软度数据,需进行许多小组柔软度测定。在每组测定中,要求十位有经验的柔软度检测员对三组成对纸样的相对柔软度作出估价。由每个检测员一次一对地评价多对纸样每对中的一个纸样称为X,另一个称为Y。简言之,每个X纸样相对其成对的Y纸样按下列方式进行柔软度的评定1.如果判断X可能比Y柔软点,那么等级是+1,并且如果判断Y可能比X柔软点,那么等级为-1;2.如果判断X确实比Y柔软点,那么等级为+2,并且如果Y判断确实比X软点,那么等级为-2;3.如果判断X比Y软一些,那么等级为+3,并且如果判断Y比X软一些,那么等级为-3;并且,最后4.如果判断X比Y软很多,那么给予X的等级为+4,并且如果判断Y比X软很多,那么等级为-4。
对这些评估的等级进行平均并以PSU单位来表示结果值。结果数据被认为是一个小组检测的结果。如果对一对以上的纸样进行估价,然后根据由成对的统计分析得到的等级来对所有纸样对进行有序排列。然后,按要求将评价值向上或向下移动一个值以得到一个0 PSU值,该值的纸样选择作为0基准。然后其它纸样相对于0基准,按它们的相对等级确定为正或负值。所进行的和平均的小组测定次数应使得约0.2 PSU代表了主观感觉柔软度的明显差异。
B.亲水性(吸收性)总的来讲,薄页纸的亲水性指薄页纸用水润湿的倾向。薄页纸的亲水性多少可由测定干薄页纸完全用水润湿所需要的时间来定量表示。该时间称为“润湿时间”。为对润湿时间进行一致和重复检测,可用下列方法进行润湿时间测定第一,提供一张处理的纸页样品(纸样的检测环境条件为在TAPP1方法#T402中说明的22~24℃和48~52%R.H.),其具有近4-3/8英寸×4-3/4英寸(约11.1厘米×12厘米)的薄页纸结构;第二,将纸页折成四等分并置的纸页,然后用手(带干净塑料手套的手或用除油洗涤剂如Dawn细致洗涤的手)揉皱成直径约0.75英寸(约1.9厘米)到约1英寸(约2.5厘米)的球;第三,将球形纸页放在装在容积为3升pyrex玻璃烧杯中的约3升22~24℃的蒸馏水的表面上。应注意,所有借助这种技术的纸页测定应在22~24℃和48~52%相对湿度的控制温度和相对湿度的室内进行。然后仔细地将纸样球在离开水面不大于1厘米的距离放在水面上。就在纸球接触水面的那一刻,同时开启计时器;第四,在第一个纸球完全润湿之后,将第二个球放入水中。这很容易注意到,因为一旦完全润湿,纸的颜色由其干白色过渡到较暗的淡灰色。在第五个球已完全润湿之后停止计时器并记录下时间。
对每个纸样至少要进行5组5个球(总共25个球)的检测试验。最后报告的结果应是取5组数据的计算平均值和标准偏差。测定单位是秒。测定完5组5个球(总数为25个球),必须换水。如果烧杯内壁有膜或残余物,需对烧杯进行仔细清洗。
测定水吸收率的另一个方法是衬垫渗透测定法(pad sink measurement)。在22~24℃和48~52%相对湿度(Tappi方法#T402OM-88)下处理所要测定的薄页纸和所有对照纸样至少24小时之后,将一迭约5~20张薄页纸切成2.5~3.0英寸大小。纸的裁切可用模切冲压机、常规切纸器或激光切纸设备进行。由于纸样处理的不可再现性和潜在的纸页污染,所以人工剪刀裁切不是优选的方法。
纸样堆切完之后,仔细放在网眼纸样架上。这种纸样架的作用是在最小的干扰情况下将纸样放在水面上。这种架是圆形的,直径约为4.2英寸。它具有5个水平的和均匀间隔的金属丝,这些金属丝相互平行并在网的周边与焊接点相连。金属丝间距约为0.7英寸。在纸页放在网的表面前,这种网眼筛应是清洁和干燥的。用约3升稳定在22~24℃蒸馏水装满3升的烧杯。在确保水表面无任何波纹或表面运动之后,将装有纸的筛小心放在水表面的顶部上。在纸样浮在表面上之后,这种筛式纸样架可继续向下以便纸样架筛手柄钩在烧杯壁上。以这种方法,该筛不会干扰纸样的水吸收。就在纸样接触水表面的那一刻,开启计时器。在纸叠完全润湿之后停止计时器。这可通过注意纸样从干白色到完全润湿时的较暗淡灰色的颜色过渡而易于肉眼观察。在纸页完全润湿的一刹那,停止计时器,记录总时间。总时间是纸垫完全润湿所需要的时间。
用这种方法再至少测定2个另外的薄页纸垫。未经排水和后清洗并用22~24℃的新鲜水再充满烧杯的条件下,不应测定5个以上的纸垫。而且,如果要测定新的和特别的纸样,通常要将水换成新鲜的开始状态的水。最后报告的给定纸样的时间值应是所测定的3~5迭纸样的平均值和标准偏差。测定单位是秒。
当然,本发明的薄页纸实施方案的亲水性可在制造后立即测定。然而,薄页纸制成后的开始两个星期间可能会发生亲水性的明显增加即,在制成的纸老化二个星期之后。因此润湿时间优选在这两个星期末测定。相应地,在室温下在两星期末测定的润湿时间称为“两星期润湿时间”。另外,为了试验和模仿所要测定纸产品的长期贮存条件和/或可能的严格温度和湿度环境,可需要选择的纸样老化条件。例如,所要测定纸样在49~82℃暴露1小时到1年,可模仿交易中纸样可能经历的一些潜在严格环境条件。而且,纸样热压处理可模仿交易中纸样所经历的严格老化条件。必须重申,在任意严格的温度检测之后,纸样需要在22~24℃和48~52%相对湿度下进行再处理。所有检测也都应在控制温度和湿度的室内进行。
C.紧度正如这里所用的术语,薄页纸的紧度是用纸的定量除以厚度计算而得的平均紧度,用在这里的适当单位转换将其转换成克/cm3。正如这里所用的,薄页纸的厚度是薄页纸受到95克/英寸2(15.5克/厘米2)压力载荷时的纸的厚度。该厚度是用Thwing-Alberr 89-11型测厚仪(宾夕法尼亚州费城的Thwing-Albert公司)测定的。纸的定量通常在8层厚的4×4英寸纸垫上测定的。这种纸垫先根据Tappi方法#T402OM-88预处理,然后以克为单位测量重量,其结果精确到千分之十克。可进行适当的单位转换以便以磅/3000英尺2为单位报告定量。可选择的组分通常用在造纸中的其它化学品可加入在此描述的化学软化组合物中,或加到造纸配料中,只要它们不会明显不利地影响纤维材料的软化和吸收性和本发明的季铵软化化合物的柔软度提高作用。A.润湿剂作为可选择的组分,基于干纤维重量,本发明可包含约0.005~约3.0%,更优选约0.03%~1.0%的润湿剂。
非离子表面活性剂(烷氧基化的材料)可用作本发明润湿剂的合适非离子表面活性剂包括环氧乙烷和可选择的环氧丙烷与脂肪醇、脂肪酸、脂肪胺等的加成产物。
下文描述的任一特定类型的烷氧基化材料均可用作非离子表面活性剂。适合的化合物是通式为R2-Y-(C2H4O)z-C2H4OH的基本水溶性表面活性剂,其中固体和液体组合物的R2选自伯、仲和支链烷基和/或酰基烃基;伯、仲和支链烯基烃基基团;和伯、仲和支链烷基和链烯基取代的酚类烃基。所说的烃基基团具有约8~约20,优选约10~约18个碳原子的烃基链长度。对于液体组合物,更优选约16~约18个碳原子的烃基链长度;对于固体组合物,更优选约10~约14个碳原子的烃基链长度。在这里的乙氧基化非离子表面活性剂的通式中,Y一般为-O-、-C(O)O-、-C(O)N(R)-或-C(O)N(R)R-,其中R2和R(如果存在)具有在此之前给出的定义,和/或R可以是氢,并且z至少约为8,优选至少约为10~11。当较少的乙氧基化基团存在时,柔软剂组合物的性能及稳定性降低。
这里的非离子表面活性剂特征在于约7~约20,优选约8~约15的HLB(亲水-亲油平衡)。当然,通过限定R2和乙氧基化基团的数目,通常可以确定表面活性剂的HLB。然而,应注意到,对于浓缩的液体组合物,本文所用的非离子乙氧基化表面活性剂包含相对长链的R2基团,并且是相对高度乙氧基化的。虽然具有短的乙氧基化基团的较短烷基链表面活性剂可具有所需的HLB,但它们在这里并非有效。
非离子表面活性剂的实例将在下面详述。本发明的非离子表面活性剂不限于这些实例。在这些实例中,整数限定了分子中乙氧基(EO)基团的数目。
直链烷氧基化的醇a.直链伯醇烷氧基化物具有这里所述范围内的HLB的正十六烷醇和正十八醇的十、十一、十二、十四和十五乙氧基化物在本发明中是有用的润湿剂。用在这里作为组合物粘度/分散性改性剂的典型乙氧基化伯醇是正-C18EO(10)和正-C10EO(11)。在“油基”链长度范围内的混合的天然或合成醇的乙氧基化物也可用在这里。这种材料的具体实例包括油醇-EO(11)、油醇-EO(18)和油醇-EO(25)。b.直链仲醇烷氧基化物具有这里所述HLB范围内的3-十六烷醇、2-十八醇、4-二十醇和5-二十醇的十、十一、十二、十四、十五、十八和十九乙氧基化物都可用作本发明的润湿剂。可用作本发明润湿剂的典型乙氧基化仲醇是2-C16EO(11)、2-C20EO(11)和2-C16EO(14)。
直链的烷基苯氧基化醇正如醇的烷氧基化物情况,具有这里所述HLB范围内的烷基化酚,特别是一元烷基酚的六到十八乙氧基化物可用作本发明组合物的粘度/分散性改性剂。对-十三烷基酚,间-十五烷基酚等的六到十八乙氧基化物也可用在这里。在这里用作润湿剂混合物的典型乙氧基化烷基酚是对-十三烷基酚EO(11)和对-十五烷基酚EO(18)。
正如这里所用的和通常在现有技术中所公认的,非离子表面活性剂化学式中的亚苯基与包含2~4个碳原子的亚烷基相当。对于本发明目的,可以认为包含亚苯基的非离子表面活性剂含有相等的碳原子数,将烷基中的碳原子数再对每一个亚苯基加上约3.3个碳原子计算即得该碳原子数。
烯属的烷氧基化物烯醇,包括伯、仲烯醇和对应于刚在上面公开的那些酚的链烯基酚可被乙氧基化到这里所述HLB范围,并可用作本发明的润湿剂。
支链的烷氧基化物可以众所周知的“OXO”法制备的支链伯和仲醇可被乙氧基化并可用作本发明的润湿剂。
上面乙氧基化的非离子表面活性剂可单独或结合用在本组合物中,并且术语“非离子表面活性剂”包含混合的非离子表面活性剂。
如果使用的话,表面活性剂的量优选约为薄页纸干纤维重量的约0.01~约2.0%。该表面活性剂优选具有8个或更多碳原子的烷基链。典型的阴离子表面活性剂有直链的烷基磺酸盐和烷基苯磺酸盐。典型的非离子表面活性剂是包含烷基苷酯如可从Croda公司(纽约)买到的Crodesta SL-40的烷基苷类;正如1977年3月8日签发给W.K.Langdon等的美国专利4.011,389中描述的烷基苷醚,和烷基多乙氧基化的酯如可从Glyco化学品公司(Greenwich,CT)买到的Pegosperse 200 ML和可从Rhone Poulenc公司(Craubury,N.J.)买到的IGEPAL RC-520。B强度添加剂可添加的其它类型化学品包括提高薄页纸幅干、湿抗张强度的强度添加剂。作为可选择的组分,基于干纤维重量,本发明可包含有效量,优选约0.01%~约3.0%,更优选约0.2%~约2.0%的水溶性强度添加剂树脂。这些强度添加剂树脂优选选自干强度树脂、永久湿强树脂、暂时湿强树脂及其混合物。
(a)干强度添加剂干强添加剂优选选自羧甲基纤维素树脂、淀粉基树脂及其混合物。优选干强添加剂的实例包括羧甲基纤维和来自ACCO化学品系列的阳离子聚合物如ACCO711和ACCO514,并且ACCO化学品系列是最优选的。这些材料可从新泽西州wayne的美国Cyanamid公司购买。
(b)永久湿强添加剂可用在这里的永久湿强树脂有几种类型。通常,以前已发现和今后将发现在造纸技术中有用的那些树脂都可用在这里。许多实例展示在前面提到的Westfelt论文中,其收入在这里供参考。
在一般情况中,湿强树脂是水溶性的阳离子材料。即在加到造纸配料中时,这种树脂是水溶性的。接着的事件如交联将使树脂不溶于水,这是很可能的,也是所期望的。而且,一些树脂仅在特定条件下溶解,如在限定的pH范围内。
通常认为,在湿强树脂已沉积在造纤维上、内或之间后,它们通常进行交联或其它熟化反应。只要有大量水存在,交联或熟化一般就不会发生。
优选的永久湿强树脂粘合剂材料选自聚酰胺表氯醇树脂、聚丙烯酰胺树脂和其混合物。
具有特别实用性的是各种聚酰胺表氯醇树脂。这些材料是具有反应性功能基团如氨基、环氧基和氮杂环丁烷基(azetidinium)的低分子量聚合物。专利文献具有许多制造这种材料的方法。1972年10月24日签发给Keim的美国专利3,700,623和1973年11月13日签发给Keim的美国专利3,772,076是这种专利的实例,并且这二个专利收入于此供参考。
由特拉华州Wilmington市的Hercules公司以Kymene 557H和Kymene2064商标出售的聚酰胺表氯醇树脂在本发明中特别有用。这些树脂概括地描述在前面提到的Keim专利中。
用在本发明的碱活化的聚酰胺表氯醇树脂是以Santo Res商标出售的,如由密苏里州St.Louis市的Monsanto公司出售的Santo Res 31。这些类型的材料概括地描述在1974年12月17日签发给Petrovich的美国专利3,855,158;1975年8月12日签发给Petrovich的美国专利3,899,388;1978年12月12日签发给Petrovich的美国专利4,129,528;1979年4月3日签发给Petrovich的美国专利4,147,586和1980年9月16日签发给Van Eenam的美国专利4,222,921中,所有这些收于此供参考。
其它可用在这里的水溶性阳离子树脂是聚丙烯胺树脂,如以Parez商标出售的那些,如康涅狄格州Stanford市美国Cyanamid公司出售的Parez631NC。这些材料概括地描述在1971年1月19日签发给Coscia等的美国专利3,556,932;和1971年1月19日签发给Williams等的美国专利3,556,933中,所有这些收于此供参考。
可用于本发明的其它类型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日签发给Meisel,Jr.等的美国专利3,844,880提供了许多这些类型树脂的实例,该专利收于此供参考。
可用在本发明的其它水溶性阳离子树脂还有脲醛树脂和蜜胺甲醛树脂。这些多功能、反应性聚合物具有约几千的分子量。较常用的功能团包括含氮基团如氨基和与氮相连的羟甲基。
虽然是不优选的,但聚乙烯亚胺型树脂也可用在本发明。
前面提到的水溶性树脂的更完整描述包括其制造可见TAPP1专题论文系列第29号,纸和纸板的湿强度,制浆造纸技术协会(TAPP1)(纽约;1965)收于此供参考。正如这里所用的,术语“永久湿强树脂”指纸页放在水介质中时,能使其大部分原始湿强度保持至少2分钟以上的树脂。
(c)暂时湿强添加剂上面提到的湿强添加剂一般使纸产品具有永久的湿强度,即纸页放在水介质时能使其大部分原始湿强保持整个润湿时间。然而,某些类型纸产品的永久湿强是不必要,也是不期望的性能。纸产品如卫生纸等通常在短时间使用后进入化粪系统等以排除掉。如果纸产品永久地保持其抗水解强度性能,那么就会导致这些系统的堵塞。最近,造纸厂已添加暂时湿强添加剂于纸产品,由此取得的湿强度足以满足预期的使用。但当纸吸水时湿强度减小。湿强度的衰减便于纸产品通过化粪系统流走。
适合的暂时湿强树脂的实例包括改性淀物暂时湿强剂,如由国家淀粉和化学品公司(纽约)出售的National Starch 78-0080。这种类型的湿强剂可由将二甲氧基乙基-N-甲基-氯乙酰胺与阳离子淀粉聚合物反应制造。改性淀粉暂时湿强剂也描述在1987年6月23日签发给Solarek等的美国专利4,675,394中,并收编于此供参考。优选的暂时湿强树脂包括描述在1991年1月1日签发给Bjorkquist的美国专利4,981,557中的那些,该专利收编于此供参考。
关于上面所列的永久和暂时湿强树脂的种类和具体实例,应当理解,所列的树脂实质上是示例性的并且不意味着限于本发明的范围。
可相容的湿强树脂的混合物也可用在本发明中。
上面所列的可选择的化学添加剂仅为示例性的,并不意味着限制本发明的范围。
下列实施例说明了本发明的实施,但并不意味限制本发明。
实施例本实施例的目的是说明由图1所示的造纸机制备的薄页纸,其中用PEG-400的水溶液处理湿纸幅。
在实施本发明中,使用了中间规模的长网造纸机。在常规碎浆机中制成重量为3%的NSK含水浆料。轻轻地精磨该NSK含水浆料,并以干纤维的重量计1%的比率将2%的永久湿强树脂(即Hercules incorporated ofwilmington,DE销售的Kymene 557H)溶液加到NSK浆料管道中。可通过在线混合器来增强Kymene 557H在NSK纤维上的吸附。在在线混合器之后,以干纤维的重量计0.2%的比率加入1%羧甲基纤维素(CMC)溶液以增强纤维原纸的干强度。NSK浆料用扇形泵稀释到0.2%的浓度。在普通碎浆机中制成重量计为3%的CTMP的含水浆料。以干纤维的重量计0.2%的比率向碎浆机中加入非离子表面活性剂(Pegosperse)。用扇形泵将CTMP的含水浆料稀释到0.2%。将经处理的浆料混合物在流浆箱中混合,并沉积到长网上以形成均匀的纸胚。通过长网并借助挡浆板和真空箱进行脱水。长网具有5梭道,缎子面似的编织结构,每英寸分别具有84个纵向和76个横向的单丝。湿纸胚在转移点以约22%的纤维浓度从长网转移到光致聚合物带上,该光致聚合物带每平方英寸具有240线性Idaho气孔,34%的压节区和14密耳的厚度。经过真空辅助脱水直至纤维浓度约为28%,并且用通风干燥将图案化的湿纸幅预干燥烘缸至纤维浓度约65%(重量)。用包含0.25%聚乙烯醇(PVA)水溶液的喷涂起皱粘合剂将纸幅粘合在杨克烘缸表面上。在用刮刀使纸幅干起皱之前,估计纤维浓度将增加到约96%。该刮刀具有一个约25度的斜角,并相对于杨克烘缸固定以提供一个约81度的冲击角;杨克烘缸以约800英尺/分(约244米/分)速度运行,干纸幅以700英尺/分绕成卷。
通过喷嘴220将含有50%重量的多元醇化合物喷涂到湿纸幅上。所用的多元醇化合物可从Union Carbide of Danbury,Connecticut购得的PEG-400。当喷涂含有多元醇化合物的水溶液时,湿纸幅的纤维浓度约为25%,基于总纸幅的重量。通过压花和用PVA粘合剂层合将两层纸幅成形为毛巾纸。所得的毛巾纸具有约26磅/3000英尺2的定量,包含约1%的PEG-400和约0.5%的永久湿强树脂。重要的是,所得的毛巾纸是柔软和可吸收性的,并且在湿态具有很高的强度。
权利要求
1.一种薄页纸,其特征在于其包含a)湿法成网的纤维素纤维;和b)基于所说的薄页纸的干纤维重量,0.01%~5%的水溶性多羟基化合物;其中所说的多羟基化合物优选选自甘油,重均分子量为150~800的聚甘油,重均分子量为200~1000的聚氧乙烯和聚氧丙烯或聚氧乙烯/聚氧丙烯的共聚物和其混合物;其中所说的薄页纸具有10~65克/米2的定量和小于0.60克/厘米3的紧度,所说的多羟基化合物涂布于湿薄页纸幅至少一个表面。
2.权利要求1的薄页纸,其中所说的多羟基化合物选自重均分子量为200~1000聚氧乙烯和聚氧丙烯,优选重均分子量为200~1000、更优选200~600的聚氧丙烯。
3.权利要求1或2中任一权利要求的薄页纸,其还包含有效量的强度添加剂,所说的强度添加剂优选选自永久湿强树脂、暂时湿强树脂、干强树脂、助留树脂及其混合物。
4.权利要求3的薄页纸,其中所说的强度添加剂是永久湿强树脂,其中所说的永久湿强树脂优选选自聚酰胺-表氯醇树脂、聚丙烯酰胺树脂及其混合物。
5.权利要求3的薄页纸,其中所说的强度添加剂是暂时湿强树脂,其中所说的暂时湿时强树脂优选为淀粉基暂时湿强树脂。
6.权利要求3的薄页纸,其中所说的强度添加剂是干强树脂,其中所说的干强树脂优选选自羧甲基纤维素树脂、淀粉基树脂及其混合物,最优选羧基甲基纤维素树脂。
7.一种制造软化的薄页纸的方法,该方法包括下列步骤a)将含纤维素纤维的含水浆料湿法成网形成纸幅;b)在10~80%的纤维浓度,基于总纸幅重量,将足够量的水溶性多羟基化合物涂布于所说的纸幅以赋予所说的结构松厚的柔软度,其中所说的薄页纸以干纤维重量计留着有0.1%至0.2%的多羟基化合物;和c)干燥和起皱所说的纸幅;其中所说的薄页纸具有10~65克/米2的定量和小于0.60克/厘米3的紧度。
8.权利要求7的方法,还包括将足够量的聚酰胺-表氯醇树脂永久湿强树脂涂布于所说的纸幅上从而使所说的薄页纸留着有,基于纤维干重,0.2%-2%的所说的聚酰胺-表氯醇树脂。
9.权利要求7或8的方法,还包括将足够量的羧甲基纤维素干强树脂涂布于所说的纸幅从而使所说的薄页纸留着有,基于纤维干重,0.1%-1%的所说的羧甲基纤维素树脂。
10.权利要求7-9中任一项的方法,还包括将足够量的淀粉基暂时湿强树脂涂布于所说的纸幅从而使所说的薄页纸留着有,基于纤维干重,0.1%-1%的所说的淀粉基树脂。
全文摘要
本发明公开了一种具有提高的松厚度的薄页纸,基于干纤维重量,该薄页纸中含有0.01~5%水溶性多羟基化合物如甘油。当在10—80%的纤维浓度在造纸机(80)上,把这些非离子多羟基化合物涂布于该湿法成网的薄页纸幅(88)上,接着干燥(100,108,110)并起皱该纸幅时,这些非离子化合物具有高的留着率。该薄页纸可进一步包含添加剂如淀粉以提高纸页强度。
文档编号D21H23/00GK1179193SQ96192794
公开日1998年4月15日 申请日期1996年1月26日 优先权日1996年1月26日
发明者保罗·D·特罗克汉, 迪安·冯·费恩 申请人:普罗克特和甘保尔公司
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