專利名稱：化學增強的、多密度的紙張結(jié)構(gòu)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含纖維素基材和化學造紙?zhí)砑觿┑幕瘜W增強的紙張結(jié)構(gòu)。更準確地說，本發(fā)明涉及包含纖維素基材的紙張結(jié)構(gòu)，所述基材包含至少兩個密度或定量的微觀區(qū)域，其中，將化學造紙?zhí)砑觿┡c紙張結(jié)構(gòu)的微觀區(qū)域?qū)R而被引入。
背景技術(shù)：
消費品，如由纖維幅制得的衛(wèi)生紙、毛巾紙和搽面紙是現(xiàn)代社會不可分割的一部分。通常，這些產(chǎn)品需要具有某些對于消費者來說是可接受的某些關(guān)鍵的物理性能。盡管精確的配合各關(guān)鍵性能以及各性能的絕對值將取決于產(chǎn)品的性質(zhì)，但柔軟度、干濕強度、吸收性、以及令人愉快的美學性質(zhì)通常是人們所希望的性能。柔軟度是當產(chǎn)品與人體的皮膚或其它脆弱的表面接觸時，獲得令人愉快的觸感并保證該產(chǎn)品不粗糙或磨損的纖維幅的一個方面。強度是在使用期間，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)保持其物理完整性的能力。吸收性是在可接受的時間內(nèi)纖維結(jié)構(gòu)獲得并保持接觸液體的性能。美學性質(zhì)指的是當消費者單獨地或結(jié)合周圍環(huán)境對產(chǎn)品進行觀察時所產(chǎn)生的心理-視覺響應(yīng)。
薄頁紙產(chǎn)品最為常用的制備方法是濕成網(wǎng)造紙方法。在所述的方法中，首先，用水將個別的纖維懸浮在稀漿液中。然后將該漿液置于多孔網(wǎng)上，以除去大部分的水，并形成一薄的、相對均勻重量的紙坯。然后，利用多種方式對該紙坯進行模壓和/或干燥，從而形成最終的薄頁紙幅。作為該方法的一部分，通常將模壓和/或干燥的紙幅粘至烘缸上，然后從該烘缸的表面進行起皺，從而賦予所希望的性能。
由許多現(xiàn)成的濕成網(wǎng)法制得的產(chǎn)品均落入上述說明的范圍內(nèi)。在US3,301,746(1967年1月31日授權(quán)于Lawrence H.Sanford和James B.Sisson)；US3,974,025(1976年8月10日授權(quán)于Peter G.Ayers)；US3,994,771(1976年11月30日授權(quán)于George Morgan，Jr.和Thomas F.Rich)；US4,191,609(1980年3月4日授權(quán)于Paul D.Trokhan)；US4,637,859(1987年1月20日授權(quán)于Paul D.Trokhan)中，可找到柔軟、強韌、且吸收性的以及包含至少兩個微觀密度區(qū)域的所述紙幅的例子。這些紙張的特征在于具有致密區(qū)和相對不致密區(qū)的重復(fù)圖案。所述致密區(qū)可以是不連續(xù)的或連續(xù)的。這些致密區(qū)來自于造紙期間通過壓印遞紙織物或毛毯的升高區(qū)域?qū)埛M行局部壓榨所產(chǎn)生的。
其它高松厚、柔軟的薄頁紙幅披露于US4,300,981(1981年11月17日授權(quán)于Jerry E.Carstens)；和US4,440,597(1984年4月3日授權(quán)于Edward R.Wells和Thomas A.Hensler)中。
包含纖維素基材并具有賦予其化學增強特征的化學增強的紙張結(jié)構(gòu)在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。例如，在US3,812,000(1974年5月21日授權(quán)于J.L.Salvucci，Jr.)中披露了通過避免整體壓榨，并在造紙配料中使用去鍵合劑(debonders)和彈性結(jié)合劑(bonders)，獲得的高松厚、柔軟且吸收性的薄頁紙。
在代表性的US3,755,220(1973年8月28日授權(quán)于Friemark等人)；US3,844,880(1974年10月29日授權(quán)于Meisel等人)；和US4,158,594(1979年1月19日授權(quán)于Becker等人)中披露了如上所述的Salvucci所考慮的那些化學去鍵合劑，及其操作理論。
另外，為增加柔軟度，還可用陽離子表面活性劑，以及非陽離子表面活性劑對薄頁紙進行處理。例如可參見US4,959,125(1990年9月25日授權(quán)于Spendel)；和US4,940,513(1990年7月10日授權(quán)于Spendel)。這兩份專利披露了通過用非陽離子、優(yōu)選用非離子表面活性劑對薄頁紙進行處理而增加其柔軟度的方法。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，薄頁紙、特別是高松厚的圖案致密的薄頁紙可通過用各種試劑如植物、動物或合成油，尤其是通常稱之為硅氧烷油的聚硅氧烷材料進行處理而得到改善。例如可參見US5,059,282(1991年10月22日授權(quán)于Ampulski等人)。該專利披露了將聚硅氧烷化合物添加至濕薄頁紙幅(最好纖維濃度在約20％和約35％之間)中的方法。這些聚硅氧烷化合物賦予薄頁紙以絲般柔軟的感覺。
盡管上述方法通?？傻玫娇山邮艿漠a(chǎn)品性能，但這些性能還可以進一步地增加。然而，制備目前的產(chǎn)品以及潛在增強的產(chǎn)品的方法存在著若干個缺點。例如，通常在成形網(wǎng)上沉積之前，將用來增強薄頁紙幅的化學品添加至水和纖維的稀漿中。這是一種加入添加劑的相當方便且節(jié)約成本的方法。然而，有助于吸收性或改善柔軟度的其它化學品通常也添加至薄頁紙制造過程的所謂的濕端。由于用來產(chǎn)生關(guān)鍵性能的各化學品的復(fù)雜性，它們經(jīng)常以不利的方式相互干擾。它們將彼此爭奪在纖維素纖維上所希望的留著率，并損害在纖維中固有的性能。例如，柔軟化學品常常將降低纖維結(jié)合至其它纖維上的自然趨勢，并因此降低所得到紙幅的功能強度。如果使加入濕端的化學造紙?zhí)砑觿┑牧勘３肿钌?，那么對造紙方法以及產(chǎn)品均有利。
如果化學劑是有作用的，那么在該過程的濕端加入的添加劑必須被纖維素纖維留著。這通常借助使用帶有離子電荷；最好是帶有正離子電荷的化學劑來完成，所述的正離子電荷連接至纖維素固有的負離子電荷上。能改善紙幅性能的許多添加劑是不帶電的。在造紙過程的濕端將這些化學品引入稀釋的纖維漿液中將使留著率變差，并加重上面所述的干擾問題。
披露將強度劑和柔軟劑添加至造紙過程濕端的添加方法的專利例子包括US5,223,096(1993年6月29日授權(quán)于Phan和Trokhan)和US5,217,576(1993年6月8日授權(quán)于Phan)。這些濕端添加法通常將使強度劑和柔軟劑均勻地添加至薄頁紙中，因此不能阻止化學品潛在的不希望的相互干擾作用。
將化學品添加至造紙過程濕端的另一個缺點是如果留著的話，化學品將在整個紙幅中分布。在許多場合，希望只將活性成分施加至紙幅的表面上。例如，在利用潤滑柔軟材料時，這可能是所希望的。由于消費者只與表面接觸，因此只將添加的材料施加至表面上，將保證材料的有效利用。將材料施加至表面上還將避免與其它材料如強度添加劑的相互干擾，所述的強度添加劑包含在紙頁的中心可能是最佳選擇。
另外，也可在形成濕紙幅之后，將化學造紙?zhí)砑觿┨砑又晾w維素基材上。例如，可通過化學水溶液將化學添加劑施加至纖維素基材上，然后進行干燥以形成化學增強的紙張結(jié)構(gòu)。不幸的是，將化學品添加至纖維素基材上的先前的方法均將使化學品在基材均勻地分布。這種化學品均勻的分布將使得由包含至少兩個微觀密度區(qū)域的纖維素基材所提供的許多性能上的優(yōu)點無效。
本發(fā)明克服了所有上述的缺點并提供了所希望的另外的益處。特別是，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，與纖維素基材微觀區(qū)域相對齊添加功能化學品，將使多區(qū)域紙張的性能優(yōu)點最大化。例如，正如在下文將討論的，最好將化學柔軟劑添加至紙幅的低密度微觀區(qū)域，從而進一步增強柔軟功能。
通常是通過噴涂或印刷將化學組分施加至纖維素基材上。不幸的是，很難以精確的圖案將化學組分噴涂至基材上。將化學組分印刷至基材上能產(chǎn)生比噴涂法得到的更為準確無誤并且精確的圖案，但這需要帶有升高的凸起或凹槽的印刷輥。帶有升高的凸起和凹板的印刷輥將使得所施加的化學組分的圖案局限在與印刷輥的凸起或凹板相應(yīng)的圖案，而與特定的毛細管基材所希望的圖案無關(guān)。另外，很難將印刷圖案與基材的微觀區(qū)域?qū)省?br> 通過提供過剩的印刷輥和凹板(其中每個用于所希望的圖案)，可以克服這個問題。然而，提供過剩的印刷輥和凹板將增加設(shè)備的開支，如果僅僅是希望進行短期生產(chǎn)，那么對每個所需的圖案提供印刷輥或凹板在經(jīng)濟上可能是行不通的。
因此，希望通過下列的方法能化學地增強薄頁紙、特別是高松的、圖案致密的薄頁紙的預(yù)定的微觀區(qū)域(1)在不明顯影響機器操作性能下，能在工業(yè)造紙系統(tǒng)中采用該方法；(2)使用無毒且對環(huán)境友善的化學組分；和(3)能以維持薄頁紙所希望的抗拉強度、吸收性和低的掉毛性能這樣的方式采用該方法。
重要的是，根據(jù)本發(fā)明的說明，通過與所希望的微區(qū)域?qū)识砑庸δ芑瘜W劑，在沒有對其它性能產(chǎn)生負面影響下，能增強所希望的功能性能。例如，在不負面影響柔軟度的情況下增加抗拉強度；或在不負面影響抗拉強度下改善紙張的柔軟度。
本發(fā)明的目的是提供柔軟、吸收性的薄頁衛(wèi)生紙產(chǎn)品。
本發(fā)明的另一目的是提供柔軟、吸收性的搽面紙產(chǎn)品。
本發(fā)明的又一目的是提供柔軟、吸收性的毛巾紙產(chǎn)品。
本發(fā)明的再一目的是提供一種紙張結(jié)構(gòu)，如薄頁紙幅，它包含至少含兩個微觀密度區(qū)域的纖維素基材，其中，使化學造紙?zhí)砑觿┡c紙張結(jié)構(gòu)的微觀區(qū)域?qū)识尤搿?br> 本發(fā)明的另外一個目的是提供將化學造紙?zhí)砑觿┮氡№摷埛懈倪M的方法，該方法將增加紙張的柔軟度、強度、吸收性、和美學性能或這些性能的結(jié)合。
本發(fā)明的又一個目的是提供與薄頁紙幅的微觀密度區(qū)域?qū)识牖瘜W造紙?zhí)砑觿┑母倪M的方法，從而使多區(qū)域紙張的性能優(yōu)點最大化。
正如下面更為詳細地說明可以知道，利用本發(fā)明，實現(xiàn)了這些目的和其它的一些目的。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及化學增強的紙張結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括纖維素基材，所述基材有相對高密度的第一區(qū)域和相對低密度的第二區(qū)域。相對高密度區(qū)域和相對低密度區(qū)域各自以非無規(guī)、重復(fù)的圖案排列。固著的化學造紙?zhí)砑觿┓植荚谙鄬Ω呙芏葏^(qū)域或相對低密度區(qū)域上。
在特別優(yōu)選的實施方案中，相對高密度的區(qū)域形成基本連續(xù)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而相對低密度的區(qū)域是不連續(xù)的。在該實施方案中，如果打算改善柔軟度和/或吸收性，優(yōu)選將固定的化學造紙?zhí)砑觿┓植荚诓贿B續(xù)的低密度區(qū)域上。同樣地，如果打算例如改善強度，可將固定的化學造紙?zhí)砑觿┨砑又吝B續(xù)的高密度區(qū)域中。此外，正如下面詳細說明的那樣，優(yōu)選對本發(fā)明的化學增強的紙張結(jié)構(gòu)進行穿透干燥。
附圖概述盡管本發(fā)明的說明書以特別指出并明確要求本發(fā)明范圍的權(quán)利要求結(jié)束，但據(jù)信，根據(jù)下述結(jié)合附圖的說明，將對本發(fā)明有更好的理解，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的帶有連續(xù)纖維素網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和其中有化學造紙?zhí)砑觿┑牟贿B續(xù)部位的紙張結(jié)構(gòu)的局部俯視圖；圖2是沿圖1中2-2線所得到的局部側(cè)視圖；圖3是用來生產(chǎn)本發(fā)明結(jié)構(gòu)的一種裝置的示意垂直視圖。
發(fā)明詳述如圖1所述，本發(fā)明化學增強的紙張結(jié)構(gòu)20包含通常是平面的纖維素基材22和化學造紙?zhí)砑觿?4。化學造紙?zhí)砑觿?4通常以如圖3所示的水溶液40的形式添加至纖維素基材22上。參考圖3，以特定的圖案將水溶液40添加至纖維素基材22上。在水溶液40分布至纖維素基材22上之后，通過干燥最大地除去水份，而化學造紙?zhí)砑觿?4留著在纖維素基材上。
再參考圖1，所述的纖維素基材22是一纖維素結(jié)構(gòu)，優(yōu)選是一薄頁紙幅。該纖維素結(jié)構(gòu)22包含多個微觀區(qū)域34和38，所述區(qū)域具有不同的定量和/或密度。只要纖維素基材22宏觀上是平面的并且化學造紙?zhí)砑觿?2與其中之一的微觀區(qū)域?qū)识潭?，纖維素基材22中區(qū)域34和38的任何的排列方式均可接受。
根據(jù)本發(fā)明的纖維素基材22具有限定兩個相互不同密度的可區(qū)分的微觀區(qū)域34和38。優(yōu)選以這樣的圖案來布置區(qū)域34和38，即其中包含基本連續(xù)的網(wǎng)狀區(qū)域32和在基本連續(xù)的網(wǎng)狀區(qū)域內(nèi)的不連續(xù)的區(qū)域36。正如在此所使用的那樣，在一個或兩個基本尺寸上基本沿整個纖維素基材22進行延伸的區(qū)域32被認為是“基本上連續(xù)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)”。相反，不鄰接的區(qū)域36被認為是“不連續(xù)的”。不連續(xù)的區(qū)域36向外凸出至區(qū)域32的遠端，以限定基本連續(xù)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選以非無規(guī)、重復(fù)圖案的方式布置不連續(xù)的區(qū)域36和基本連續(xù)的區(qū)域32。“非無規(guī)的”區(qū)域32和36被認為是可預(yù)知的并可以由制備過程中已知和預(yù)定的特征來產(chǎn)生?！爸貜?fù)”指的是，在纖維素基材22中形成多于一次的圖案。然而，應(yīng)理解的是，如果提供給消費者的纖維素結(jié)構(gòu)22相對較小且圖案相對較大，或者以完整單元的方式將紙張結(jié)構(gòu)20提供給消費者的話，在纖維素基材22中，該圖案似乎只存在一次。更為優(yōu)選的是，以這樣的排列方式布置纖維素基材22的區(qū)域34和38，即帶有高密度的基本連續(xù)的網(wǎng)狀區(qū)域32和在基本連續(xù)的網(wǎng)狀區(qū)域32中的不連續(xù)的低密度區(qū)域36。正如下面將要討論的那樣，優(yōu)選的是，不連續(xù)的低密度區(qū)域36和基本連續(xù)的網(wǎng)狀區(qū)域32位于不同的平面內(nèi)。
對于在此所述的實施方案，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，每平方厘米有約2至約155個低密度不連續(xù)區(qū)域36(優(yōu)選其上分布有化學造紙?zhí)砑觿?(每平方英寸10至1000個不連續(xù)的區(qū)域36)的纖維素基材22較為合適，更準確地說，每平方厘米有約16至約109個低密度不連續(xù)區(qū)域36(每平方英寸100至700個不連續(xù)的區(qū)域36)的纖維素基材22較為合適。
此外，根據(jù)本發(fā)明的纖維素基材22可以包含兩個不同的隆起(elevations)26。纖維素基材22的“隆起”是指其局部偏離平面性?；牡穆∑?6通過將其置于一起參考平面作用的、平坦的水平面上而測定。纖維素基材22不同的隆起26，可通過取與參考平面垂直的在參考平面之上的尺寸與纖維素基材22基本尺寸的高度差來確定。所述的隆起26可能與上述不同密度的區(qū)域34和38重合也可能與之不重合。
優(yōu)選的是，根據(jù)不同密度和不同隆起26所限定的區(qū)域34和38是重合的。因此，不連續(xù)的低密度區(qū)域36還高出基本連續(xù)的網(wǎng)狀區(qū)域32的高密度區(qū)34的隆起26(或者，如果纖維素基材22被顛倒的話低于隆起26)。然而，應(yīng)理解的是，可存在合適的實施方案，即其中這類特定密度的不連續(xù)區(qū)域36不與特定的隆起26重合。
根據(jù)本發(fā)明的纖維素基材22可由纖維素纖維組成；與其它兩個相對很小的尺寸(相互垂直的，并且不僅是徑向的而且與纖維的縱軸方向垂直)相比，所述的纖維具有很大的尺寸(沿纖維的縱軸方向)，因此，該基材22近似線性。當對纖維進行微觀檢查時可發(fā)現(xiàn)，與纖維的基本尺寸相比的其它兩個尺寸相當小，但是所述的這兩個小尺寸既不需要沿纖維的軸長基本相等，也不需要恒定的貫穿纖維的軸長。重要的僅僅在于，纖維能繞其軸進行彎曲，能與其它纖維結(jié)合，并且能通過液體載體分布至成形網(wǎng)(或其等效物)上。
根據(jù)需要，纖維素基材22可以是起皺的或不起皺的。對纖維素基材22進行起皺將按透視法縮小，產(chǎn)生Z方向的貫穿整個基本連續(xù)網(wǎng)狀區(qū)域32的波動。所述的波動將在橫向產(chǎn)生波紋，與通過下述方法可得到的隆起26差相比，這些波紋被認為太小，以致于不存在隆起26差。然而，應(yīng)理解的是，可對起皺的纖維素基材22進行壓花，穿透空氣干燥等，從而產(chǎn)生相對于起皺波動和波紋尺寸較大的隆起26差。在EP0677612A2(轉(zhuǎn)讓給Kimberly-Clark Corporation，1995年10月18日公開)中描述了未起皺、穿透空氣干燥的薄頁紙產(chǎn)品制備方法的例子，在此引入該文作為參考。所述未起皺、穿透干燥的結(jié)構(gòu)適合于本發(fā)明的實施。
包含纖維素基材22中的纖維可以是合成的，如聚烯烴或聚酯；優(yōu)選是纖維素纖維，如棉短絨，人造絲或甘蔗渣；更為優(yōu)選的是木漿，如針葉木漿(裸子植物或針葉樹)或闊葉木漿(被子植物或闊葉樹)，可以是交聯(lián)的，并且可以包含合成材料和纖維素材料的混合物。如果纖維素基材22包含至少約50％重量或至少約50％體積的纖維素纖維(包括但不局限于上述的纖維)，那么就認為纖維素基材22是“纖維素的”。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，木漿纖維的纖維素混合物特別適合于本發(fā)明中所述的纖維素基材22；所述的木漿纖維包含長度約2.0-約4.5毫米，直徑約25-約50微米的針葉木纖維，和長度小于約1毫米，直徑約12-約25微米的闊葉木纖維。
如果選擇用于纖維素基材22的木漿纖維，這些纖維可通過任何制漿法來生產(chǎn)，所述制漿方法包括化學法，如亞硫酸鹽法，硫酸鹽法以及蘇打法；和機械法，如磨木法。另外，還可通過化學法和機械法的結(jié)合來生產(chǎn)纖維，或者還可循環(huán)使用纖維。纖維的種類，結(jié)合以及加工對于本發(fā)明來說并不是至關(guān)重要的。
根據(jù)本發(fā)明的纖維素基材22宏觀上是二維和平面的，其在第三尺寸上有一定的厚度。然而，與前兩個尺寸相比，或與具有相對較大的前兩個尺寸的纖維素基材22的生產(chǎn)能力相比，第三尺寸的厚度相對較小。
根據(jù)本發(fā)明的纖維素基材22包含單一的層并且就纖維的種類而言可以是成層的或分層的。然而，應(yīng)理解的是，可以將兩層或更多的單層(其中之一或全部的層由本發(fā)明制得)以面對面的關(guān)系相連接，從而形成完整的層壓材料。
當然，還應(yīng)理解的是，可以適當?shù)貙⒓徔棽牧匣驘o紡材料用作纖維素基材22，以便滿足上述的密度要求。
可通過現(xiàn)有技術(shù)中熟知的壓花技術(shù)使某些區(qū)域局部致密，或者通過現(xiàn)有技術(shù)中熟知的借助真空或壓力擋板而進入合適的模具然后進行穿透干燥，使某些區(qū)域膨松，而得到帶有不同密度的區(qū)域34和38的纖維素基材22。類似地，可通過現(xiàn)有技術(shù)中熟知的壓花技術(shù)，或者還可通過現(xiàn)有技術(shù)中熟知的借助真空或壓力擋板而進入合適的模具然后進行穿透空氣干燥，而得到帶有在通常垂直于纖維素基材22平面的方向上不同隆起26的纖維素基材22。
優(yōu)選對本發(fā)明的、化學增強的紙張結(jié)構(gòu)進行穿透空氣干燥。特別優(yōu)選的穿透空氣干燥的纖維素基材22根據(jù)普通轉(zhuǎn)讓的US4,529,480(1985年7月16日授權(quán)于Trokhan)，在此引入該專利作為參考，用來顯示帶有不連續(xù)區(qū)域36和基本連續(xù)圖案區(qū)域32的穿透空氣干燥的纖維素基材22，以及用來顯示怎樣制備帶有不同隆起26的根據(jù)本發(fā)明的特別優(yōu)選的纖維素基材22。根據(jù)US4,529,480(授權(quán)于Trokhan)制得的纖維素基材22有相互重合的不連續(xù)的區(qū)域36，這些區(qū)域36不僅密度相對較小，而且隆起26較高(或較低)。
纖維素基材22優(yōu)選在不同區(qū)域34和38之間具有至少約0.13毫米(0.005英寸)的隆起26差。在沒有限定壓力下，利用微觀切片術(shù)(microtomoscopy)或立體觀測的三維掃描電子顯微成像，測量隆起26，所述這些測量技術(shù)均為現(xiàn)有技術(shù)中熟知的技術(shù)。
可以水溶液，乳液，懸浮液等的形式，將化學造紙?zhí)砑觿?4添加至纖維素基材上。例如，如圖3所示，可將包含化學造紙?zhí)砑觿?4的水溶液40添加至纖維素基材22上。
只要可以以所希望的圖案添加化學造紙?zhí)砑觿?4，并固著，化學造紙?zhí)砑觿?4的具體種類對本發(fā)明并不至關(guān)重要，結(jié)果是，化學造紙?zhí)砑觿┎荒芰鲃樱w移，或另外的轉(zhuǎn)移至纖維素基材22的不同部分上，并將所希望的圖案完全變形成不太有用的化學造紙?zhí)砑觿?4的沉積(如均勻的涂層)。優(yōu)選化學造紙?zhí)砑觿?4不僅在干燥狀態(tài)下而且在使用時濕潤狀態(tài)下均是固著的。
參考圖2，優(yōu)選以特定的預(yù)定圖案，將包含化學造紙?zhí)砑觿?4的水溶液40布置在纖維素基材22的不連續(xù)的低密度區(qū)域38中，與之對準，并且固著在其上。盡管其它的圖案，如形成沿纖維素基材22的僅僅一個基本尺寸(即縱向，橫向，或其對角線)延伸的線條的半連續(xù)圖案也是可能的，但優(yōu)選只將帶有化學造紙?zhí)砑觿?4的圖案布置在不連續(xù)的低密度區(qū)域38上。在該優(yōu)選的實施方案中，相對高密度區(qū)域基本不含固著的化學造紙?zhí)砑觿?4。
再參考圖3，本發(fā)明的化學增強的紙張結(jié)構(gòu)20可根據(jù)所列出的裝置50來制備。所述的裝置50包含三個可軸向旋轉(zhuǎn)的輥52，54和56，優(yōu)選的是它們具有互相平行的縱向軸，即計量輥52，遞紙輥54，和支承輥(anvilroll)56。這三個輥52，54和56形成壓區(qū)58和間隙60。壓區(qū)58位于計量輥52和遞紙輥54之間。間隙60位于遞紙輥54和支承輥56之間。
計量輥52是布置在液體前體40的儲槽62中的凹印輥。當軸向旋轉(zhuǎn)時，計量輥52從儲槽62中獲得液體前體62，通過刮刀41精確地調(diào)整計量輥52各凹槽(cell)中的填充量，然后將特定量的水溶液40轉(zhuǎn)移至遞紙輥54上。使纖維素基材22通過遞紙輥54和支承輥56之間的間隙60，所述遞紙輥54上均勻分布有水溶液40。重要的是，纖維素基材22的外形隆起的區(qū)域36和38向外突出并與遞紙輥54接觸，纖維素基材22的剩余部分支撐在支承輥56上；將包含化學造紙?zhí)砑觿?4的水溶液40施加至纖維素基材22上是所希望的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是，通過增加或減小遞紙輥54和支承輥56之間間隙60的間距，當與之接觸時，分別可以將更少和更多量的含水組分40印刷至和施加至纖維素基材22的外形隆起的區(qū)域上。同樣地，改變計量輥52的設(shè)計，可改變施加至恒定間隙60處纖維素基材22上的水溶液40的量。另外，很明顯的是，可以通過噴涂，將遞紙輥54浸于含水組分40中，等，并借此無需計量輥52而將水溶液40施加至遞紙輥54上，或者從計量輥直接印刷至在計量輥52和支承輥56之間形成的間隙60中的基材22上而將水溶液40施加至遞紙輥54上。
當纖維素基材22通過遞紙輥54和支承輥56之間的間隙60時，水溶液40只施加至纖維素基材22這樣的區(qū)域中，所述的區(qū)域具有足以與遞紙輥54的周邊接觸的隆起26。遞紙輥54不與支撐在支承輥56上的纖維素基材22的這些部分接觸。因此，水溶液40不施加至纖維素基材22的這些部分上。
通過調(diào)節(jié)間隙60的間距，可以將不同量的水溶液40，和最終干燥的化學造紙?zhí)砑觿?4施加至纖維素基材22的隆起的區(qū)域中。通常，對于本發(fā)明中所述的實施方案而言，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，每平方厘米不連續(xù)區(qū)域36中施加約1至約500毫克的水溶液40較為合適。
當根據(jù)消費者的喜好選擇紙張結(jié)構(gòu)20中所使用的纖維素基材22之后，某些益處將是顯而易見的。特別是，根據(jù)本發(fā)明的纖維素基材22具有不同隆起26的區(qū)域34和38(其中一個區(qū)域34與支承輥56接觸，另一區(qū)域38與遞紙輥54接觸)提供若干個現(xiàn)有技術(shù)中沒有的優(yōu)點。首先，可以將包含化學造紙?zhí)砑觿?4的水溶液40的特定圖案沉積至纖維素基材22上，而不需要遞紙輥54以便具有凹印圖案或具有徑向延伸的突起。通常帶有圖案的計量輥54比沒有圖案的計量輥54更難制造并且更為昂貴。
所要求保護的本發(fā)明的第二個優(yōu)點是適應(yīng)性，它能使不希望使用帶有圖案的遞紙輥54的用戶實現(xiàn)圖案與纖維素基材22的區(qū)域?qū)?，將化學造紙?zhí)砑觿?4施加至纖維素基材22上是人們所希望的。所述的對準甚至在理想的制備條件下也極難實現(xiàn)，因為纖維素基材22的不同區(qū)域可以幾乎微觀的規(guī)模存在。實際的制備甚至更為復(fù)雜，因為不同區(qū)域32和36的間距以及配準不良的機會可能會改變當纖維素基材22通過裝置50時通常的張力的變更，纖維素基材22的定量，以及其它制備參數(shù)。通過圖3所述的方法實施本發(fā)明，保證了化學造紙?zhí)砑觿?4與纖維素基材22的理想?yún)^(qū)域精確的配準。
第三，如果希望改變施加至纖維素基材22上化學造紙?zhí)砑觿?4的圖案，對于多種圖案而言，可以使用單一的裝置50，該裝置裝有遞紙輥54，并帶有平滑無圖案的圓周。將帶有不同外形的纖維素基材22引入遞紙輥54和支承輥56之間的間隙60中，并適當?shù)卣{(diào)節(jié)間隙60的間距。遞紙輥54可以繼續(xù)設(shè)置通過簡單改變纖維素基材22而獲得的平滑表面以及任何所希望的圖案。一旦選擇特定的纖維素基材22，在現(xiàn)有技術(shù)的制備過程中不能得到所述的適應(yīng)性。
根據(jù)本發(fā)明的若干個變更是可行的。例如，如果希望的話，可構(gòu)成這樣的纖維素基材22，該基材帶有基本連續(xù)的網(wǎng)狀區(qū)域32和不連續(xù)的區(qū)域36，這些區(qū)域的定量不同而不是密度不同。如果對所述的纖維素基材22進行選擇的話，優(yōu)選利用普通轉(zhuǎn)讓的US4,514,345(1985年4月30日授權(quán)于Johnson等人)或普通轉(zhuǎn)讓的US5,245,025(1993年9月14日授權(quán)于Trokhan等人)的圖4的成形網(wǎng)來制備，在此引入這兩份專利作為參考，用來顯示怎樣制備帶有不同定量區(qū)域的纖維素基材22。另外，帶有在基本連續(xù)的網(wǎng)狀區(qū)域32之上(或之下)的許多不同隆起26的不連續(xù)的區(qū)域36也是可行的。以與隆起相關(guān)的量，將化學組分24只施加至具有特別小的隆起26的不連續(xù)區(qū)域36上，或者只施加至各個不連續(xù)的區(qū)域36上。
化學造紙?zhí)砑觿┯糜诒景l(fā)明多密度紙張結(jié)構(gòu)的化學造紙?zhí)砑觿﹥?yōu)選選自強度添加劑，吸收性添加劑，柔軟添加劑，美學添加劑，及其混合物。所有這些添加劑均將在下面一一進行討論。
A.強度添加劑強度添加劑選自永久濕強度樹脂，暫時濕強度樹脂，干強度添加劑，及其混合物。
如果希望永久濕強度的話，該化學造紙?zhí)砑觿┛蛇x自下列的化學劑聚酰胺-表氯醇，聚丙烯酰胺；不溶性聚乙烯醇；脲醛樹脂；聚乙烯亞胺；以及聚氨基葡糖聚合物。聚酰胺-表氯醇是業(yè)已發(fā)現(xiàn)特別有用的陽離子濕強度樹脂。所述樹脂合適的種類描述于US3,700,623(1972年10月24日授權(quán))和US3,772,076(1973年11月13日授權(quán))中，這兩份專利均授權(quán)給了Keim，在此將它們引入作為參考。有用的聚酰胺-表氯醇樹脂的一個市場來源是Hercules，Inc.(Wilmington，Delaware)，所述樹脂的商標為Kymeme557H。
另外還發(fā)現(xiàn)，聚丙烯酰胺樹脂也可用作濕強度樹脂。這些樹脂描述于US3,556,932(1971年1月19日授權(quán)于Coscia等人)和US3,556,933(1971年1月19日授權(quán)于Williams等人)，在此將這兩份專利引入作為參考。有用的聚丙烯酰胺樹脂的一個市場來源是American Cyanamid Co.(Stanford，Connecticut)，所述樹脂的商標為Parez631NC。
另外還發(fā)現(xiàn)可用于本發(fā)明的其它水溶性陽離子樹脂是脲醛樹脂和蜜胺甲醛樹脂。這些多官能樹脂較為常用的官能團是含氮基團，如氨基基團和連接至氮上的羥甲基基團。另外還發(fā)現(xiàn)聚乙烯亞胺類樹脂也可用于本發(fā)明。
如果希望暫時濕強度，那么化學造紙?zhí)砑觿┛蛇x自下列的化學劑陽離子雙醛淀粉基樹脂(如由Japan Carlet生產(chǎn)的Caldas，由National Starch andChemical Corporation生產(chǎn)的National Starch78-0080或Cobond 1000)；和雙醛淀粉。在US4,675,394(1987年6月23日授權(quán)于Solarek等人)中也描述了改性淀粉暫時濕強度樹脂，在此引入該專利作為參考。優(yōu)選的暫時濕強度樹脂包括在US4,981,557(1991年1月1日授權(quán)于Bjorkquist)中描述的那些樹脂，在此引入該專利作為參考。優(yōu)選的暫時濕強度樹脂的另一個例子是Parez750B，由CyTec制造的可從市場得到的改性聚丙烯酰胺樹脂。
如果需要干強度，化學造紙?zhí)砑觿┛蛇x自下列的化學劑聚丙烯酰胺(如由American Cyanamid(Wayne，N.J.)生產(chǎn)的Cypro514和Accostrength711的混合物)；淀粉(如玉米淀粉或土豆淀粉)；聚乙烯醇(如由Air Products Inc.(Allentown，PA)生產(chǎn)的Airvol540)；瓜耳樹膠或刺槐豆膠；和/或羧甲基纖維素(如得自Aqualon Co.(Wilmington，DE)的Aqualon CMC-T)。通常，用于實施本發(fā)明的合適的淀粉的特征在于水溶性和親水性。舉例性的淀粉材料包括玉米淀粉和土豆淀粉，但這并不意味著對合適淀粉材料范圍的限制；而工業(yè)上已知稱為amioca淀粉的蠟狀玉米淀粉是特別優(yōu)選的。Amioca淀粉不同于普通玉米淀粉之處在于它整個都是支鏈淀粉，而普通玉米淀粉不僅包含支鏈淀粉而且還包含直鏈淀粉。在“Amioca-The Starch From WaxyCorn”(H.H.Schopmeyer，F(xiàn)ood Industries，1945年12月，第106-108頁)(Vol.pp.1476-1478)中還描述了amioca淀粉的各種獨特的特征。所述淀粉可以呈顆粒狀或分散狀，但優(yōu)選顆粒形式。優(yōu)選的是將淀粉充分煮透，以便使顆粒溶脹。更優(yōu)選的是，例如通過熬煮使淀粉顆粒溶脹至淀粉顆粒剛好要形成分散體之前這樣的程度。所述高溶脹淀粉顆粒應(yīng)稱之為“充分煮透的”。通常形成分散體的條件將根據(jù)淀粉顆粒的大小，顆粒的結(jié)晶度，以及所存在的直鏈淀粉量而改變。例如，可通過對約4％濃度的淀粉顆粒的含水漿料于約190°F(約88℃)加熱約30至約40分鐘而制得充分煮透的amioca淀粉。其它可以使用的淀粉材料的例子包括改性的陽離子淀粉，如改性成帶有含氮基團如氨基基團和連接至氮上的羥甲基基團這樣的淀粉，所述淀粉得自National Starch and Chemical Company(Bridgewater，New Jersey)。迄今為止，主要將所述改性淀粉材料用作紙漿配料添加劑，以增加濕強度和/或干強度。然而，根據(jù)本發(fā)明，當通過涂布將淀粉施加至薄頁紙幅上時，相對于同樣的改性淀粉材料的濕端添加而言，其對濕強度的作用將減弱。可以想像的是，所述的改性淀粉材料要比未改性的淀粉昂貴，因此，通常優(yōu)選后者。除通過本發(fā)明所述的方法進行添加以外，還可將濕強度樹脂和干強度樹脂添加至紙漿配料中。應(yīng)理解的是，將化合物如上述的濕強度樹脂和暫時濕強度樹脂添加至紙漿配料中是非強制性的，并且對于實施本發(fā)明也不是必須的。
可以單獨地將強度添加劑施加至薄頁紙幅上，或者與柔軟添加劑，吸收性添加劑，和/或美學添加劑同時添加，或者在它們之前或之后添加。相對于沒有粘結(jié)劑處理但其它相同的紙頁而言，為了在干燥時提供掉毛控制以及隨之產(chǎn)生的強度增加，優(yōu)選至少將有效量的強度添加劑施加至紙頁上。以干纖維重量計，留著在干燥紙頁中的強度添加劑優(yōu)選在約0.01％和約2.0％之間；更優(yōu)選的是留著約0.1％至約1.0％的強度添加劑材料，優(yōu)選是淀粉基材料。
B)柔軟添加劑化學柔軟添加劑選自潤滑劑，增塑劑，陽離子去鍵合劑，非陽離子去鍵合劑及其混合物。在本發(fā)明中用作柔軟添加劑的合適的去鍵合劑包括陽離子表面活性劑和非陽離子表面活性劑，其中優(yōu)選陽離子表面活性劑。非陽離子表面活性劑包括陰離子、非離子、兩性和兩性離子的表面活性劑。在制得薄頁紙之后，表面活性劑最好是基本原地不遷移的，以便基本排除后處理時薄頁紙性能的改變，所述的性能可能是由于加入表面活性劑所產(chǎn)生的。例如借助使用其熔融溫度大于本發(fā)明薄頁紙產(chǎn)品在儲存、運輸，交易，以及使用期間通常遭遇的溫度，可以使薄頁紙的性能不發(fā)生改變，例如使用約50℃或更高熔融溫度的表面活性劑。
為提供上述柔軟度/抗張強度益處，施加至薄頁紙幅上的非陽離子表面活性劑的用量為以最終產(chǎn)品達到恒定抗拉強度為準，從賦予所述益處所需的最少有效量至2％，優(yōu)選的是，紙幅留著約0.01％至約2.0％的非陽離子表面活性劑；更優(yōu)選的是，留著約0.05％至約1.0％；最優(yōu)選的是，留著約0.05％至約0.3％。優(yōu)選表面活性劑有8個或更多個碳原子的烷基鏈。舉例性的陰離子表面活性劑是線性烷基磺酸鹽，以及烷基苯磺酸鹽。舉例性的非離子表面活性劑是烷基苷，包括烷基苷酯，如得自Croda，Inc.(New York，NY)的CrodestaSL-40；如描述于US4,011,389(1977年3月8日授權(quán)于W.K.Langdon等人)中的烷基苷酯；烷基聚乙氧基化的酯，如得自GlycoChemicals Inc.(Greenwich，CT)的Pegosperse200ML；烷基聚乙氧基化的酯和酯，如得自Shell Chemical Co.的NeodolR25-12；脫水山梨醇酯，如得自ICI America，Inc.的Span60，乙氧基化的脫水山梨醇酯，丙氧基化的脫水山梨醇酯，混合的乙氧基化/丙氧基化的脫水山梨醇酯，以及聚乙氧基化的脫水山梨醇，如得自ICI America，Inc.的Tween 60。特別優(yōu)選的是將烷基多苷用于本發(fā)明。上面所列出的舉例性的表面活性劑僅僅是說明性的，并不意味著對本發(fā)明范圍的限定。
除化學造紙?zhí)砑觿┤榛砻婊钚詣┎牧弦酝猓谙挛闹腥魏伪砻婊钚詣┚环Q之為“表面活性劑”，在下文中將用作乳化化學造紙?zhí)砑觿┑娜榛M分稱之為“乳化劑”?？梢詫⒈砻婊钚詣﹩为毷┘又帘№摷埳希蛘吲c其它化學造紙?zhí)砑觿┮黄鸹蛘咴谄渲蠡蛑笆┘又帘№摷埳?。在典型的方法中，如果存在另外的添加劑，那么將表面活性劑與其它的添加劑同時施加至纖維素基材上。另外，還希望用用于掉毛控制和/或增加抗拉強度的相對少量的粘結(jié)劑對包含去鍵合劑的薄頁紙進行處理。在本發(fā)明中所使用的術(shù)語“粘結(jié)劑”指的是現(xiàn)有技術(shù)中已知的各種濕強度添加劑和干強度添加劑。如果使用去鍵合劑和吸收性助劑的話，可將粘結(jié)劑與之同時添加，或者在其之前或之后添加。優(yōu)選將粘結(jié)劑與去鍵合劑同時加至薄頁紙幅上(例如將粘結(jié)劑包括在施加至薄頁紙幅中的稀水溶液中)。
如果希望化學柔軟劑起賦予潤滑感的作用，那么它可選自下列化學劑有機材料(如礦物油或蠟，如石蠟或巴西棕櫚蠟，或羊毛脂)；和聚硅氧烷(如在授于Ampulski的US5,059,282中描述的化合物，在此引入作為參考)?？捎糜诒景l(fā)明的合適的聚硅氧烷化合物將在下面進行詳細描述。
為提供上述柔軟度/潤滑感的益處，施加至薄頁紙幅上的聚硅氧烷的用量為以最終產(chǎn)品達到恒定抗拉強度為準，從賦予所述益處所需的最少有效量至2％，優(yōu)選的是，紙幅留著約0.01％至約2.0％的聚硅氧烷化合物；更優(yōu)選的是，留著約0.02％至約1.0％；最優(yōu)選的是，留著約0.03％至約0.3％。優(yōu)選所述的聚硅氧烷化合物具有下述結(jié)構(gòu)的硅氧烷單體單元
對于每個獨立的硅氧單體單元而言，式中R1和R2可分別為氫或任何烷基，芳基，烯基，烷芳基，芳烷基，環(huán)烷基，鹵代烴，或其它基團。所述的基團可以是取代或未取代的。任何特定單體單元的R1和R2基團可以不同于下一個連接的單體單元中相應(yīng)的官能團。此外，聚硅氧烷可以是直鏈的，支鏈的或具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)。另外，基團R1和R2可獨立地為其它的硅雜官能團，如(但并不局限于)硅氧烷，聚硅氧烷，硅烷，以及聚硅烷?；鶊FR1和R2可包含各種有機官能團，例如包括醇，羧酸，醛，酮和胺，酰胺官能團，其中優(yōu)選的是氨基官能的硅氧烷化合物。烷基基團的例子是甲基，乙基，丙基，丁基，戊基，己基，辛基，癸基，十八烷基，等。鏈烯基的例子是乙烯基，烯丙基等。芳基基團的例子是苯基，二苯基，萘基等。烷芳基的例子是甲苯基，二甲苯基，乙苯基，等。芳烷基的例子是苯甲基，α-苯乙基，β-苯乙基，α-苯丁基等。環(huán)烷基的例子是環(huán)丁基，環(huán)戊基，環(huán)己基等。鹵代烴的例子是氯甲基，溴乙基，四氟乙基，氟乙基，三氟乙基，三氟甲苯基，六氟二甲苯基等。披露聚硅氧烷的參考文獻包括US2,826,551(1958年3月11日授權(quán)于Geen)；US3,964,500(1976年6月22日授權(quán)于Drakoff)；US4,364,837(1982年12月21日授權(quán)于Pader)；US5,059,282(1991年10月22日授權(quán)于Ampulksi等人)；以及GB849,433(1960年9月28公開，Woolston)中。在此引入這些專利作為參考。另外，引入本發(fā)明的參考文獻有SiliconCompounds，第181-217頁，由Petrarch Systems，Inc.發(fā)行(1984)，該文包含廣泛列出的聚硅氧烷，并對之進行了說明。
如果希望化學柔軟劑主要對結(jié)構(gòu)進行增塑的話，那么它可選自下列的化學劑聚乙二醇(如PEG400)；二甲胺；和/或甘油。
如果希望陽離子化學柔軟劑主要起去鍵合作用的話，它可選自下列的化學劑陽離子季銨化合物(如二氫化牛脂二甲基甲酯硫酸銨(DTDMAMS)或二氫化牛脂二甲基氯化銨(DTDMAC)，它們均由WitcoCorporation(Greenwich，Connecticut)生產(chǎn)；Berocel 579(由EkaNobel(Stennungsund，Sweden)生產(chǎn))；在授權(quán)于Osbom并在此引入作為參考的US4,351,699和4,447,294中所述的材料；和/或DTDMAMAS或DTDMAC的二酯衍生物)。
特別是，具有下式的季銨化合物(R1)4-m-N+-[R2]mX-式中m為1-3；各個R1為C1-C8的烷基基團，羥烷基基團，烴基或取代的烴基，烷氧基化的基團，芐基基團，或它們的混合物；各個R2為C9-C41的烷基基團，羥烷基基團，烴基或取代的烴基，烷氧基化的基團，芐基基團，或它們的混合物；X-為與柔軟劑相容的適用于本發(fā)明的陰離子；優(yōu)選各R2為C16-C18烷基，最優(yōu)選的是各R2為直鏈的C18烷基。優(yōu)選各R1為甲基，X-為氯化物或甲酯硫酸根。另外，R2取代基也可以由植物油源衍生得到。
具有下式的生物可降解的酯官能季銨化合物(R1)4-m-N+-[(CH2)n-Y-R2]mX-式中各個＝-O-(O)C-，或-C(O)-O-；m為1-3；優(yōu)選等于2；各個n＝1-4，優(yōu)選為2；各個R1取代基為短鏈C1-C6，優(yōu)選為C1-C3的烷基基團，例如甲基(最優(yōu)選)，乙基，丙基等，羥烷基基團，烴基，芐基或其混合物；各個R2為長鏈、至少部分不飽和的(IV大于約5至小于約100，優(yōu)選從約10至約85)C11-C23烴基，或取代的烴基取代基，抗衡離子X-可為任何與柔軟劑相容的陰離子，例如，乙酸根，氯化物，溴化物，甲酯硫酸根，甲酸根，硫酸根，硝酸根等也可用于本發(fā)明。優(yōu)選的是絕大部分R2包含含有至少90％C18-C24鏈長的脂肪?；?。更優(yōu)選的是，絕大部分R2選自含有至少90％C18，C22及其混合物的脂肪?；?。
其它類合適的季銨化合物描述于EP0688901 A2中，該專利已轉(zhuǎn)讓給Kimberly Clark Corporation，于1995年12月12日公開，在此引入作為參考。
另外還可將叔胺柔軟化合物用于本發(fā)明。合適的叔胺柔軟劑的例子描述于US 5,399,241(轉(zhuǎn)讓給了James River Corporation，1995年3月21日授權(quán))中，在此引入該專利作為參考。
C)吸收性添加劑如果希望吸收性助劑增強其吸收速率的話，可選自下列的化學劑聚乙氧基化物(如PEG400)；烷基乙氧基化的酯(如得自Lonza Inc.的Pegosperse200ML)；烷基乙氧基化的醇(如Neodol)；烷基聚乙氧基化的壬基苯酚(如由Rhone-Poulenc/GAF生產(chǎn)的Igepal CO)，乙氧基化的三甲基戊二醇，和/或US4,959,125和4,940,513(授權(quán)于Spendel并且引入本發(fā)明作為參考)中所述的材料。在用表面活性的去鍵合柔軟劑降低潤濕作用的例子中，可以將潤濕劑例如第二表面活性劑添加至涂布液中。例如，能將脫水山梨醇硬脂酸酯與烷基聚乙氧基化的醇混合，以便生產(chǎn)柔軟可潤濕的紙張。
另外，還可將水溶性多羥基化合物用作吸收性助劑和/或潤濕劑。適用于本發(fā)明的水溶性多羥基化合物的例子包括甘油，重均分子量從約150至約800的聚甘油，以及重均分子量從約200至約4000，優(yōu)選從約200至約1000，最優(yōu)選從約200至約600的聚氧乙烯和聚氧丙烯。特別優(yōu)選的是重均分子量從約200至約600的聚氧乙烯。另外還可使用上述多羥基化合物的混合物。例如，在本發(fā)明中，可以使用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。特別優(yōu)選的多羥基化合物是重均分子量約400的聚氧乙烯。該材料可得自聯(lián)合碳化物公司(Danbury，Connecticut)，商品名為“PEG-400”。
如果希望吸收性助劑降低吸收速率的話，可選自下列化學劑烷基烯酮二聚體(如由Hercules Inc.(Wilmington，DE)制造的AquapelR 360XC乳液)；氟代烴(如由3M(Minneapolis，MN)制造的Scotch Guard)；疏水硅酮(如由道康寧(Midland，MI)制造的PDMS DC-200)；氟代調(diào)聚物(如由Dupont(Wilmington，DE)制造的Zonyl 7040)等。
吸收性添加劑可單獨使用或與強度添加劑結(jié)合使用。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，淀粉基強度添加劑是用于本發(fā)明的優(yōu)選的粘結(jié)劑。優(yōu)選的是，用淀粉水溶液對薄頁紙進行處理。除減少成品薄頁紙產(chǎn)品掉毛以外，少量淀粉還可以賦予薄頁紙抗張強度的適度改善，而不會賦予其由于加入大量淀粉所產(chǎn)生的僵硬性(即挺度)。另外，與通過增加抗拉強度的傳統(tǒng)方法而增強的薄頁紙相比，這樣的處理提供了改善的強度/柔軟度關(guān)系的薄頁紙。傳統(tǒng)方法增強的紙頁例如有由增加精制漿或者通過添加其它干強度添加劑所致的增加抗拉強度的紙頁。由于傳統(tǒng)上使用淀粉來增強強度是以犧牲柔軟度為代價的，其中柔軟度不是重要的特征，例如在生產(chǎn)紙板時，因此，本發(fā)明所得出的結(jié)果是尤其令人驚奇的。此外，淀粉已用作印刷紙和書寫紙的填料，以改善其表面適印性。
D)美學添加劑如果希望使用美學添加劑的話，它可選自下列化學劑油墨，染料，香料，不透明劑(如二氧化鈦或碳酸鈣)，光學增亮劑，及其混合物。
另外，使用本發(fā)明中所述的方法，還可改善紙張的美觀性。優(yōu)選將油墨，染料，和/或香料添加至隨后將要施加至薄頁紙幅上的含水組合物中?？梢詥为毷褂妹缹W添加劑，或與潤濕劑，柔軟劑，和/或強度添加劑結(jié)合使用。
分析方法可借助現(xiàn)有技術(shù)中任何可接受的方法來分析留著在薄頁紙幅上的處理化學劑的量。例如，可用有機溶劑對聚硅氧烷進行溶劑萃取，然后通過原子吸收光譜測定萃取物中硅的含量，來確定被薄頁紙留著的聚硅氧烷的量；可通過用有機溶劑進行萃取然后進行氣相色譜測定萃取物中表面活性劑的含量，從而確定非離子表面活性劑如烷基苷的含量；可通過水萃取然后對萃取物進行比色分析而確定陰離子表面活性劑如線性烷基磺酸鹽的含量；通過用淀粉酶將淀粉煮成葡萄糖，然后進行比色分析測定葡萄糖的含量，從而確定淀粉的含量。這些方法只是舉例性的，它們并不意味著排除可用來測定被薄頁紙留著的特定組份含量的其它方法。
薄頁紙的親水性通常是指薄頁紙被水濕潤的趨勢。通過測定干薄頁紙被水完全濕潤所需的時間，似乎也可以對薄頁紙的親水性進行定量。該時間周期被稱之為“濕潤時間”。為了提供恒定且可重復(fù)的對潤濕時間的測試，可以使用下列步驟進行濕潤時間的測定首先，對試樣紙頁進行調(diào)節(jié)(用來對紙樣進行測試的環(huán)境條件是在TAPPI方法T 402中指出的23±1℃和50±2％RH)，提供約4-3/8英寸×4-3/4英寸(約11.1cm×12cm)的薄頁紙結(jié)構(gòu)；其次是，將紙頁折成四個并置的方塊，然后卷成直徑約0.75英寸(約1.9cm)至約1英寸(約2.5cm)的球；第三步是，將球狀的紙頁置于蒸餾水體23±1℃)的表面上并同時開啟計時器；第四步是，當球狀紙頁完全濕潤時關(guān)閉計時器并讀數(shù)。完全濕潤是用肉眼進行觀察的。
薄頁紙優(yōu)選的親水性取決于其預(yù)定的最終用途。薄頁紙能用于各種用途中將是人們所希望的，例如當用于衛(wèi)生紙時，希望在相當短的時間內(nèi)完全濕潤，以便防止沖洗廁所時發(fā)生堵塞。優(yōu)選濕潤時間為2分鐘或更短。更優(yōu)選的是，濕潤時間為30秒鐘或更短。最優(yōu)選的是，濕潤時間為10秒鐘或更短。
當然，本發(fā)明薄頁紙的親水特征可以在制備之后立即測定。然而，在制得薄頁紙之后的頭兩周里，即在薄頁紙制成之后老化兩周后，薄頁紙的親水性可能會大大地增加。因此，上述的濕潤時間最好是在所述的兩周之后進行測量。因此，于室溫在兩周老化之后測定的濕潤時間被稱之為“兩周濕潤時間”。
在本發(fā)明中使用的術(shù)語薄頁紙的密度為紙張的定量(質(zhì)量/單位面積)除以厚度計算得到的平均密度，其中需要進行適當?shù)膯挝晦D(zhuǎn)換。在本發(fā)明中所使用的薄頁紙的厚度是，當經(jīng)受克/英寸2(15.5g/cm2)壓力時紙張的厚度。合適的測量儀器是由Twing-Albert Instrument Co.(Philadelphia，PA 19154)制得的89-100型厚度測量儀。
下面的實施例將對本發(fā)明進行說明，但并不意味著對本發(fā)明進行限定。
實施例1在本發(fā)明的實施過程中，使用中間規(guī)模的長網(wǎng)造紙機。用常規(guī)的碎漿機制得3％重量的NSK(北方針葉木硫酸鹽漿(如得自Weyerhaeuser Corporation，Tacoma Washington的Grand Prairie))的含水漿液。以干纖維重量0.75％的速率，將暫時濕強度樹脂(即由National Starch and Chemical corporation(New-York，NY)銷售的Naional Starch 78-0080))的2％的溶液添加至NSK漿料管中。通過管線內(nèi)的混合器增強了暫時濕強度樹脂在NSK纖維上的吸附。在扇形泵(fan pump)處將NSK漿液稀釋至約0.2％的濃度。在常規(guī)的碎漿機中制得桉樹屬(如巴西的Aracruz)纖維3％重量的含水漿液。在扇形泵處將桉樹屬漿液稀釋至約0.2％的濃度。將各配料組份送至網(wǎng)前箱單獨的層中(即桉樹屬纖維送至外層，NSK在中間層)，并沉積至長網(wǎng)上，以便形成三層的紙坯。通過長網(wǎng)并在擋水板和真空吸水箱的幫助下進行脫水。所述長網(wǎng)為每厘米分別有33根縱向單絲和30根橫向單絲的5-梭道，緞紋組織構(gòu)形。濕紙胚從長網(wǎng)傳遞至第二造紙帶上；在遞紙位置的纖維濃度約為18％。第二造紙帶是一環(huán)形網(wǎng)帶，它帶有優(yōu)選的網(wǎng)狀表面和撓曲的管路。通過在多孔織物上形成光敏聚合物網(wǎng)絡(luò)而制得該造紙帶，其中所述的多孔織物由聚酯制成，并具有20(MD)×18(CD)根長絲的四梭道雙層設(shè)計，該織物是根據(jù)US5,334,289(授權(quán)于Trokhan)所披露的方法制得的，在此引入該專利作為參考。縱向單絲的直徑約為0.22mm，橫向單絲的直徑約為0.28mm。光敏聚合物織物具有約35％的壓節(jié)區(qū)域，并且每平方英寸有562個線性Idaho槽(LinearIdaho Cells)(87個槽/cm2)，線性Idaho槽圖案詳細描述于US5,514,523(1996年5月7日授權(quán)于Trokhan等人)的圖19中，在此引入該專利作為參考。在本方法中使用的光敏樹脂為MEH-1000，由MacDermid Imaging TecbnologyInc.(Wilmington，Delaware)面市的甲基丙烯酸酯化的聚氨酯樹脂。造紙帶的總厚度約為1.2mm，其中在多孔織物上方延伸的光敏聚合物圖案的厚度為0.2mm。
在通過真空脫水箱之后，使載在造紙帶上的紙坯通過通風預(yù)干燥器，然后將紙幅轉(zhuǎn)移至揚克式烘缸上。其它過程以及紙機的狀況如下所列。在真空脫水箱之后纖維濃度約為27％，通過預(yù)干燥器的作用，以及轉(zhuǎn)移至揚克式烘缸之前的濃度約為65％；通過涂布器噴涂含有0.25％的聚乙烯醇(PVA)水溶液的起皺粘合劑；在用刮刀對紙幅進行干起皺之前，將纖維濃度增加至預(yù)計的約98％。該刮刀有約25度的斜角，并相對于揚克式烘缸設(shè)置，以提供約81度的沖擊角；該揚克式烘缸在約350°F(177℃)下運行，并以約800fpm(英尺/分)(約244米/分)的速度運轉(zhuǎn)。然后使干起皺的紙幅在兩個壓光輥之間通過。以輥子重量使兩壓光輥偏置在一起，并以660fpm(約201米/分)的表面速度運轉(zhuǎn)。壓光的紙幅同樣以660fpm(英尺/分)(約201米/分)的表面速度卷在卷紙軸上備用。
在造紙帶與紙坯接觸之前，通過乳液分布輥，將包含化學添加劑組合物的水溶液連續(xù)地施加至造紙帶的紙接觸面上。通過分布輥施加至撓曲元件上的含水化學添加劑組合物包含五種配料水，Regal Oil(由Texaco Oil公司面市的高速透平油)，ADOGEN TA 100(由Witco公司面市的二硬脂基二甲基氯化銨表面活性劑)，鯨蠟醇(由Procter & Gamble公司面市的C16線性脂肪醇)和甘油。五種配料的相對比例如下6.1％重量的Regal Oil，0.3％重量的Adogen，0.2％重量的鯨蠟醇，31.1％重量的甘油，以及余量水。施加至造紙帶上的含水化學添加劑組合物的體積流速約為0.50加侖/小時-橫向英尺(約6.21升/小時-米)。當紙幅與含水化學添加劑組合物接觸時，以紙幅總重量計，濕紙幅中纖維的濃度約為25％。
將紙幅轉(zhuǎn)換成單層的薄頁紙產(chǎn)品。該薄頁紙的定量約為18#/3M平方英尺，含有約1％的甘油和約1％的Regal Oil，它們主要分布在薄頁紙的壓節(jié)區(qū)域中；以及約0.2％的暫時濕強度樹脂，該樹脂分布在整個薄頁紙上。重要的是，所得到的薄頁紙是柔軟的、吸收性的，并且可用作搽面紙和/或衛(wèi)生紙。
實施例2在本發(fā)明的實施過程中，使用中間規(guī)模的長網(wǎng)造紙機。用常規(guī)的碎漿機制得3％重量的NSK(北方針葉木硫酸鹽漿(如得自Weyerhaeuser Corporation，Tacoma Washington的Grand Prairie))的含水漿液。以干纖維重量的0.75％的速率，將暫時濕強度樹脂(即由National Starch and Chemicalcorporation(New-York，NY)銷售的National Starch78-0080))的2％的溶液添加至NSK漿管中。通過管線內(nèi)的混合器增強了暫時濕強度樹脂在NSK纖維上的吸附。在扇形泵處將NSK漿液稀釋至約0.2％的濃度。在常規(guī)的碎漿機中制得桉樹屬(如巴西的Aracruz)纖維的3％重量的含水漿液。在扇形泵處將桉樹屬漿液稀釋至約0.2％的濃度。將各配料組份送至網(wǎng)前箱單獨的層中(即桉樹屬纖維送至外層，NSK在中間層)，并沉積至長網(wǎng)上，以便形成三層的紙坯。通過長網(wǎng)并在擋水板和真空吸水箱的幫助下進行脫水。所述長網(wǎng)為每厘米分別有33根縱向單絲和30根橫向單絲的5-梭道，緞紋組織構(gòu)形。濕紙胚從長網(wǎng)傳遞至第二造紙帶上；在遞紙位置處的纖維濃度約為18％。第二造紙帶是一環(huán)形網(wǎng)帶，它帶有優(yōu)選的網(wǎng)狀表面和撓曲的管路。通過在多孔織物上形成光敏聚合物網(wǎng)絡(luò)而制得該造紙帶，其中所述的多孔織物由聚酯制成，并具有20(MD)×18(CD)根長絲的四梭道雙層設(shè)計，該織物是根據(jù)US5,334,289(授權(quán)于Trokhan)所披露的方法制得的，在此引入該專利作為參考?？v向單絲的直徑約為0.22mm，橫向單絲的直徑約為0.28mm。光敏聚合物織物具有約35％的壓節(jié)區(qū)域，并且每平方英寸有562個線性Idaho槽(LinearIdaho Cells)(87個槽/cm2)，線性Idaho槽圖案詳細描述于US5,514,523(1996年5月7日授權(quán)于Trokhan等人)的圖19中，在此引入該專利作為參考。在本發(fā)明中使用的光敏樹脂為MEH-1000，由MacDermid Imaging TechnologyInc.(Wilmington，Delaware)面市的甲基丙烯酸酯化的聚氨酯樹脂。造紙帶的總厚度約為1.2mm，其中在多孔織物上方延伸的光敏聚合物圖案的厚度為0.2mm。
在通過真空脫水箱之后，使載在造紙帶上的紙坯通過通風預(yù)干燥器，然后將紙幅轉(zhuǎn)移至揚克式烘缸上。其它過程以及紙機的狀況如下所列。在真空脫水箱之后纖維濃度約為27％，通過預(yù)干燥器的作用，轉(zhuǎn)移至揚克式烘缸之前的濃度約為65％；通過涂布器噴涂含有0.25％的聚乙烯醇(PVA)水溶液的起皺粘合劑；在用刮刀對紙幅進行干起皺之前，將纖維濃度增加至約98％。該刮刀有約25度的斜角，并相對于揚克式烘缸設(shè)置，以提供約81度的沖擊角；該揚克式烘缸在約350°F(177℃)下運行，并以約800fpm(英尺/分)(約244米/分)的速度運轉(zhuǎn)。然后使干起皺的紙幅在兩個壓光輥之間通過。以輥子重量使兩壓光輥偏置在一起，并以660fpm(約201米/分)的表面速度運轉(zhuǎn)。壓光的紙幅同樣以660fpm(英尺/分)(約201米/分)的速度卷在卷紙軸上備用。
將包含化學添加劑組合物的水溶液連續(xù)地施加至壓光輥的上部。通過壓光輥施加的含水化學添加劑組合物包含三種配料水，季銨化合物(如由Wicto公司面市的二(氫化)牛脂基二甲基甲酯硫酸銨，商品名為“Varisoft137”)和甘油。三種配料的相對比例如下10％重量的Varisoft137，40％重量的甘油，以及余量水。當紙幅與含水化學添加劑組合物接觸時，以紙幅總重量計，濕紙幅中纖維的濃度約為98％。
將紙幅轉(zhuǎn)換成單層的薄頁紙產(chǎn)品。該薄頁紙的定量約為18#/3M平方英尺，含有約1％的甘油和約0.2％的季銨化合物柔軟劑，它們主要分布在薄頁紙的枕狀區(qū)域中；以及約0.2％的暫時濕強度樹脂，該樹脂分布在整個薄頁紙上。重要的是，所得到的薄頁紙是柔軟的、吸收性的，并且可用作搽面紙和/或衛(wèi)生紙。
實施例3在本發(fā)明的實施過程中，使用中間規(guī)模的長網(wǎng)造紙機。用常規(guī)的碎漿機制得3％重量的NSK(北方針葉木硫酸鹽漿(如得自Weyerhaeuser Corporation，Tacoma Washington的Grand Prairie))的含水漿液。以干纖維重量0.75％的速率，將暫時濕強度樹脂(即由National Starch and Chemical corporation(New-York，NY)銷售的National Starch 78-0080))的2％的溶液添加至NSK漿管中。通過管線內(nèi)的混合器增強了暫時濕強度樹脂在NSK纖維上的吸附。在扇形泵處將NSK漿液稀釋至約0.2％的濃度。在常規(guī)的碎漿機中制得桉樹屬(如巴西的Aracruz)纖維的3％重量的含水漿液。在扇形泵處將桉樹屬漿液稀釋至約0.2％的濃度。將各配料組份送至網(wǎng)前箱各單獨的層中(即桉樹屬纖維送至外層，NSK在中間層)，并沉積至長網(wǎng)上，以便形成三層的紙坯。通過長網(wǎng)并在擋水板和真空吸水箱的幫助下進行脫水。所述長網(wǎng)為每厘米分別有33根縱向單絲和30根橫向單絲的5-梭道，緞紋組織構(gòu)形。濕紙胚從長網(wǎng)傳遞至第二造紙帶上；在遞紙位置的纖維濃度約為18％。第二造紙帶是一環(huán)形網(wǎng)帶，它帶有優(yōu)選的網(wǎng)狀表面和撓曲的管路。通過在多孔織物上形成光敏聚合物網(wǎng)絡(luò)而制得該造紙帶，其中所述的多孔織物由聚酯制成，并具有20(MD)×18(CD)根長絲的四梭道雙層設(shè)計，該織物是根據(jù)US5,334,289(授權(quán)于Trokhan)所披露的方法制得的，在此引入該專利作為參考。縱向單絲的直徑約為0.22mm，橫向單絲的直徑約為0.28mm。光敏聚合物織物具有約35％的壓節(jié)區(qū)域，并且每平方英寸有562個線性Idaho槽(Linear IdahoCells)(87個槽/cm2)，線性Idaho槽圖案詳細描述于US5,514,523(1996年5月7日授權(quán)于Trokhan等人)的圖19中，在此引入該專利作為參考。在本發(fā)明中使用的光敏樹脂為MEH-1000，由MacDermid Imaging Technology Inc.(Wilmignton，Delaware)面市的甲基丙烯酸酯化的聚氨酯樹脂。造紙帶的總厚度約為1.2mm，其中在多孔織物上方延伸的光敏聚合物圖案的厚度為0.2mm。
在通過真空脫水箱之后，使載在造紙帶上的紙坯通過通風預(yù)干燥器，然后將紙幅轉(zhuǎn)移至揚克式烘缸上。其它過程以及紙機的條件如下所列。在真空脫水箱之后纖維濃度約為27％，通過預(yù)干燥器的作用，轉(zhuǎn)移至揚克式烘缸之前的濃度約為65％；通過涂布器噴涂含有0.25％的聚乙烯醇(PVA)水溶液的起皺粘合劑；在用刮刀對紙幅進行干起皺之前，將纖維濃度增加至預(yù)計的98％。該刮刀有約25度的斜角，并相對于揚克式烘缸設(shè)置，以提供約81度的沖擊角；該揚克式烘缸在約350°F(177℃)下運行，并以約800fpm(英尺/分)(約244米/分)的速度運轉(zhuǎn)。然后使干起皺的紙幅在兩個壓光輥之間通過。以輥子重量使兩壓光輥偏置在一起，并以660fpm(約201米/分)的表面速度運轉(zhuǎn)。壓光的紙幅同樣以660fpm(英尺/分)(約201米/分)的速度卷在卷紙軸上備用。
在造紙帶與紙坯接觸之前，通過乳液分布輥，將包含化學添加劑組合物的水溶液連續(xù)地施加至造紙帶的壓節(jié)區(qū)域上。通過分布輥施加至造紙帶壓節(jié)區(qū)域上的含水化學添加劑組合物包含五種配料水，Regal Oil(由Texaco Oil公司面市的高速透平油)，ADOGEN TA 100(由Witco公司面市的二硬脂基二甲基氯化銨表面活性劑)，鯨蠟醇(由Procter & Gamble公司面市的C16線性脂肪醇)和水溶性染料組分。五種配料的相對比例如下6.1％重量的Regal Oil，0.3％重量的Adogen，0.2％重量的鯨蠟醇，0.2％重量的水溶性染料組分，以及余量水。施加至造紙帶上的含水化學添加劑組合物的體積流速約為0.50加侖/小時-橫向英尺(約6.21升/小時-米)。當紙幅與含水化學添加劑組合物接觸時，以紙幅總重量計，濕紙幅中纖維的濃度約為25％。
將紙幅轉(zhuǎn)換成單層的薄頁紙產(chǎn)品。該薄頁紙的定量約為18#/3M平方英尺，并含有約0.2％的暫時濕強度樹脂。重要的是，所得到的薄頁紙是柔軟的、吸收性的具有改善的美觀性，并且可用作搽面紙和/或衛(wèi)生紙。
實施例4在本發(fā)明的實施過程中，使用中間規(guī)模的長網(wǎng)造紙機。用常規(guī)的碎漿機制得3％重量的NSK(北方針葉木硫酸鹽漿(如得自Weyerhaeuser Corporation，Tacoma Washington的Grand Prairie))的含水漿液。以干纖維重量的0.75％的速率，將暫時濕強度樹脂(即由National Starch and Chemicalcorporation(New-York，NY)銷售的National Starch 78-0080))的2％的溶液添加至NSK漿管中。通過管線內(nèi)的混合器增強了暫時濕強度樹脂在NSK纖維上的吸附。在扇形泵處將NSK漿液稀釋至約0.2％的濃度。在常規(guī)的碎漿機中制得桉樹屬(如巴西的Aracruz)纖維的3％重量的含水漿液。在扇形泵處將桉樹屬漿液稀釋至約0.2％的濃度。將各配料組份送至網(wǎng)前箱單獨的層中(即桉樹屬纖維送至外層，NSK在中間層)，并沉積至長網(wǎng)上，以便形成三層的紙坯。通過長網(wǎng)并在擋水板和真空吸水箱的幫助下進行脫水。所述長網(wǎng)為每厘米分別有33根縱向單絲和30根橫向單絲的5-梭道，緞紋組織構(gòu)形。濕紙胚從長網(wǎng)傳遞至第二造紙帶上；在遞紙位置的纖維濃度約為18％。第二造紙帶是一環(huán)形網(wǎng)帶，它帶有優(yōu)選的網(wǎng)狀表面和撓曲的管路。通過在多孔織物上形成光敏聚合物網(wǎng)絡(luò)而制得該造紙帶，其中所述的多孔織物由聚酯制成，并具有20(MD)×18(CD)根長絲的四梭道雙層設(shè)計，該織物是根據(jù)US5,334,289(授權(quán)于Trokhan)所披露的方法制得的，在此引入該專利作為參考?？v向單絲的直徑約為0.22mm，橫向單絲的直徑約為0.28mm。光敏聚合物織物具有約35％的壓節(jié)區(qū)域，并且每平方英寸有562個線性Idaho槽(LinearIdaho Cells)(87個槽/cm2)，線性Idaho槽圖案詳細描述于US5,514,523(1996年5月7日授權(quán)于Trokhan等人)的圖19中，在此引入該專利作為參考。在本發(fā)明中使用的光敏樹脂為MEH-1000，由MacDermid Imaging Technology Inc.(Wilmington，Delaware)面市的甲基丙烯酸酯化的聚氨酯樹脂。造紙帶的總厚度約為1.2mm，其中在多孔織物上方延伸的光敏聚合物圖案的厚度為0.2mm。
在通過真空脫水箱之后，使載在造紙帶上的紙坯通過通風預(yù)干燥器，然后將紙幅轉(zhuǎn)移至揚克式烘缸上。其它過程以及紙機的條件如下所列。在真空脫水箱之后纖維濃度約為27％，通過預(yù)干燥器的作用，轉(zhuǎn)移至揚克式烘缸之前的濃度約為65％；通過涂布器噴涂含有0.25％的聚乙烯醇(PVA)水溶液的起皺粘合劑；在用刮刀對紙幅進行干起皺之前，將纖維濃度增加至預(yù)計的98％。該刮刀有約25度的斜角，并相對于揚克式烘缸設(shè)置，以提供約81度的沖擊角；該揚克式烘缸在約350°F(177℃)下運行，并以約800fpm(英尺/分)(約244米/分)的速度運轉(zhuǎn)。然后使干起皺的紙幅在兩個壓光輥之間通過。以輥子重量使兩壓光輥偏置在一起，并以660fpm(約201米/分)的表面速度運轉(zhuǎn)。壓光的紙幅同樣以660fpm(英尺/分)(約201米/分)的速度卷在卷紙軸上備用。
在紙坯進行遞紙之前，通過噴涂系統(tǒng)，將包含化學添加劑組合物的水溶液連續(xù)地施加至揚克式烘缸的表面上。通過噴涂系統(tǒng)施加至揚克式烘缸表面上的含水化學添加劑組合物包含三種配料水，Airvol 540(由AirProducts and Chemicals(Allentown，PA)面市的聚乙烯醇)和Cypro 711(由American Cyanamid(Wayne，N.J.)提供的聚丙烯酰胺干強度樹脂。三種配料的相對比例如下0.125％重量的聚乙烯醇，0.125％重量的聚丙烯酰胺干強度樹脂，以及余量水。施加至揚克式烘缸表面上的含水化學添加劑組合物的體積流速約為0.11加侖/分鐘-橫向英尺。濕坯紙的總的平均水含量為每磅纖維約0.67磅水。
將紙幅轉(zhuǎn)換成單層的薄頁紙產(chǎn)品。該薄頁紙的定量約為18磅纖維/3000平方英尺面積，并含有約0.01％主要分布在薄頁紙產(chǎn)品高密度區(qū)域中的干強度樹脂。重要的是，所得到的薄頁紙是柔軟的、吸收性的具有改善的美觀性，并且可用作搽面紙和/或衛(wèi)生紙。
權(quán)利要求
1.一種化學增強的紙張結(jié)構(gòu)，包含纖維素基材，所述基材有相對高密度的第一區(qū)域，和相對低密度的第二區(qū)域；所述的相對高密度區(qū)域和相對低密度區(qū)域以非無規(guī)、重復(fù)的圖案排列；和固著的化學造紙?zhí)砑觿?，該添加劑布置在所述相對高密度區(qū)域之一上或布置在相對低密度區(qū)域之一上。
2.一種化學增強的紙張結(jié)構(gòu)，包含纖維素基材，所述基材有第一區(qū)域和低密度的第二不連續(xù)區(qū)域，第一區(qū)域包含基本連續(xù)的高密度網(wǎng)狀區(qū)域；和布置在所述低密度區(qū)域上的固著的化學造紙?zhí)砑觿?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求2的化學增強的造紙?zhí)砑觿?，其中所述的低密度不連續(xù)區(qū)域和所述的基本連續(xù)的網(wǎng)狀區(qū)域位于兩個不同的平面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的化學增強的紙張結(jié)構(gòu)，其中所述的化學造紙?zhí)砑觿┻x自強度添加劑，吸收性添加劑，柔軟添加劑，美學添加劑，及其混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的化學增強的紙張結(jié)構(gòu)，其中所述的化學造紙?zhí)砑觿┦侨彳浱砑觿?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求5的化學增強的紙張結(jié)構(gòu)，其中所述的柔軟添加劑選自潤滑劑，增塑劑，陽離子去鍵合劑，非陽離子去鍵合劑，及其混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的化學增強的紙張結(jié)構(gòu)，其中所述的柔軟添加劑是非陽離子去鍵合劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的化學增強的紙張結(jié)構(gòu)，其中所述的非陽離子去鍵合劑選自脫水山梨醇酯，乙氧基化的脫水山梨醇酯，丙氧基化的脫水山梨醇酯，混合的乙氧基化/丙氧基化的脫水山梨醇酯，及其混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的化學增強的紙張結(jié)構(gòu)，其中所述的柔軟添加劑是陽離子柔軟劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的化學增強的紙張結(jié)構(gòu)，其中所述的陽離子柔軟劑是季銨化合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的化學增強的紙張結(jié)構(gòu)，其中所述的陽離子柔軟劑是二酯季銨化合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求4的化學增強的紙張結(jié)構(gòu)，其中所述的化學造紙?zhí)砑觿┦菑姸忍砑觿?br> 13.根據(jù)權(quán)利要求12的化學增強的紙張結(jié)構(gòu)，其中所述的強度添加劑選自永久濕強度樹脂，暫時濕強度樹脂，干強度添加劑，及其混合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的化學增強的紙張結(jié)構(gòu)，其中所述的強度添加劑是選自聚酰胺-表氯醇樹脂，聚丙烯酰胺樹脂，及其混合物的永久濕強度樹脂。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的化學增強的紙張結(jié)構(gòu)，其中所述的強度添加劑是淀粉基暫時濕強度樹脂。
16.根據(jù)權(quán)利要求4的化學增強的紙張結(jié)構(gòu)，其中所述的化學造紙?zhí)砑觿┦俏招蕴砑觿?br> 17.根據(jù)權(quán)利要求16的化學增強的紙張結(jié)構(gòu)，其中所述的吸收性添加劑選自多羥基化合物，聚乙氧基化物，烷基乙氧基化的酯，烷基乙氧基化的醇，烷基聚乙氧基化的壬基苯酚，乙氧基化的三甲基戊二醇，及其混合物。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的化學增強的紙張結(jié)構(gòu)，其中所述的吸收性添加劑是烷基乙氧基化的醇。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的化學增強的紙張結(jié)構(gòu)，其中所述的吸收性添加劑是多羥基化合物。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的化學增強的紙張結(jié)構(gòu)，其中所述的多羥基化合物選自甘油，聚甘油，聚氧乙烯，聚氧丙烯，及其混合物。
21.根據(jù)權(quán)利要求4的化學增強的紙張結(jié)構(gòu)，其中所述的化學造紙?zhí)砑觿┦敲缹W添加劑。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的化學增強的紙張結(jié)構(gòu)，其中所述的美學添加劑選自油墨，染料，香料，不透明劑，光學增亮劑，及其混合物。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的化學增強的紙張結(jié)構(gòu)，其中所述的美學添加劑是染料。
24.根據(jù)權(quán)利要求6的化學增強的紙張結(jié)構(gòu)，其中所述的潤滑添加劑包括硅氧烷化合物。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的化學增強的紙張結(jié)構(gòu)，其中所述的硅氧烷化合物是氨基官能的硅氧烷。
26.一種穿透干燥的、化學增強的紙張結(jié)構(gòu)，包含纖維素基材，所述基材包含基本連續(xù)的高密度網(wǎng)狀區(qū)域，和分布在其中的不連續(xù)的低密度區(qū)域，所述相對高密度基本連續(xù)的網(wǎng)狀區(qū)域和所述相對低密度不連續(xù)的區(qū)域分別以非無規(guī)重復(fù)的圖案排列，其中所述相對高密度基本連續(xù)的網(wǎng)狀區(qū)域限定第一隆起，所述相對低密度不連續(xù)的區(qū)域限定第二隆起；和固著的化學造紙?zhí)砑觿撎砑觿┎贾迷谒鱿鄬Ω呙芏葏^(qū)域之一上或布置在相對低密度區(qū)域之一上。
27.根據(jù)權(quán)利要求1的化學增強的紙張結(jié)構(gòu)，由包含如下步驟的方法制得通過與輥接觸，將所述化學造紙?zhí)砑觿┯∷⒅了鰠^(qū)域之一上。
28.根據(jù)權(quán)利要求2的化學增強的紙張結(jié)構(gòu)，由包含如下步驟的方法制得通過與輥接觸，將所述化學造紙?zhí)砑觿┯∷⒅了鰠^(qū)域之一上。
29.根據(jù)權(quán)利要求26的化學增強的m紙張結(jié)構(gòu)，由包含如下步驟的方法制得通過與輥接觸，將所述化學造紙?zhí)砑觿┯∷⒅了鰠^(qū)域之一上。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種化學增強的紙張結(jié)構(gòu)(20),該結(jié)構(gòu)帶有不連續(xù)圖案的化學組合物。所述紙張結(jié)構(gòu)(20)包含纖維素基材(22)如薄頁紙。所述基材有相對高密度(34)和相對低密度(38)區(qū)。化學組合物(24)可包括化學柔軟組分或表面活性的組分,并且優(yōu)選施加至基材的低密度區(qū)域(38)。優(yōu)選的是,低密度區(qū)域(38)是不連續(xù)的區(qū)域(36),結(jié)果是,基本連續(xù)的高密度網(wǎng)(32)存在于低密度區(qū)域(36,38)之間。本發(fā)明的紙張結(jié)構(gòu)適用于浴巾紙或搽面紙。優(yōu)選由裝置(50)中的溶液(40),將添加劑(24)施加至紙張(22)上,所述裝置(50)至少包含兩個可軸向旋轉(zhuǎn)的輥,即支承輥(56)和任選的遞紙輥(54),以及計量凹印輥(52),紙張(22)通過輥子間所形成的間隙(60),以及非強制性的壓區(qū)(58)。
文檔編號D21H19/74GK1229448SQ97196745
公開日1999年9月22日 申請日期1997年6月13日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月14日
發(fā)明者保羅·D·特羅克漢, 迪安·V·費恩, 喬·B·梅爾文 申請人:普羅克特和甘保爾公司