專利名稱：處理纖維結(jié)構(gòu)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及處理需要用處理組合物處理的纖維結(jié)構(gòu)和由其制造的產(chǎn)品的方法，所述處理組合物包含化學(xué)添加劑，如化學(xué)軟化劑。
背景技術(shù)：
薄頁(yè)衛(wèi)生紙(如面巾紙和/或衛(wèi)生紙)及摻入到其中的纖維結(jié)構(gòu)的柔軟性是最重要的。柔軟的目的是使這些產(chǎn)品可用來(lái)清潔皮膚而無(wú)刺激。制造可促進(jìn)舒適地清潔而不會(huì)使性能受損的軟薄頁(yè)紙產(chǎn)品一直是致力于研究改進(jìn)薄頁(yè)紙的工程師和科學(xué)家們的目標(biāo)。已有無(wú)數(shù)次的嘗試來(lái)降低研磨作用，即提高薄頁(yè)紙制品的柔軟性。
已受到相當(dāng)重視的一個(gè)領(lǐng)域是向薄頁(yè)衛(wèi)生紙制品中加入化學(xué)軟化劑(本文中還稱為“化學(xué)柔軟劑”)。
因?yàn)樵谠旒埞に嚨臐穸思尤牖瘜W(xué)軟化劑具有熟知的不利副作用，所以在纖維結(jié)構(gòu)脫水后，通常是在它部分或完全干燥后，再向薄頁(yè)紙纖維結(jié)構(gòu)(纖維網(wǎng))中加入化學(xué)軟化劑已受到注意。
如果有人可使用簡(jiǎn)單的體系僅在干紙幅纏繞之前將功能添加劑直接噴在干紙幅的表面上，將克服許多這些問(wèn)題。然而，使用噴霧系統(tǒng)將功能添加物涂敷于纖維網(wǎng)上伴隨有許多問(wèn)題，并且在機(jī)器速度下不可能在紙幅上得到功能添加劑均勻、完整的覆蓋。傳統(tǒng)地，在印刷和書寫紙以及包裝紙工業(yè)，涂層材料由壓力型噴嘴噴出，該噴嘴使用流體壓力來(lái)分散流體，產(chǎn)生液體的大液滴，從而在纖維網(wǎng)上得到斑點(diǎn)狀的覆蓋層。用于工業(yè)上的典型噴霧系統(tǒng)高速推動(dòng)流體，當(dāng)流體撞擊纖維網(wǎng)時(shí)產(chǎn)生足夠大的力來(lái)產(chǎn)生跳彈效應(yīng)，產(chǎn)生斑點(diǎn)狀不均勻的涂覆層。如果使用典型的高壓涂敷，液流的中心更集中，從而在涂敷表面上產(chǎn)生條痕，而噴霧扇的外邊緣則為空氣而無(wú)液流，典型的傳輸效率小于50％。扇的外邊緣也可能在到達(dá)底物之前干燥，從而導(dǎo)致較差的傳輸效率。較差的傳輸效率也可造成設(shè)備的污染，因?yàn)榭諝庵袛y帶過(guò)量噴霧，與從紙幅釋放出的灰塵混合，并且所得混合物沉積在它可能接觸的任何表面上，從而污染設(shè)備和工作環(huán)境。
在精細(xì)纖維網(wǎng)與高粘度添加劑(如約0.05Pa·s(50cP)和約5Pa·s(5000cP)之間)組合的情況下，由于灰塵和功能性添加劑的混合物將衛(wèi)生的影響提高到一個(gè)新水平，因此對(duì)衛(wèi)生的要求尤其提高了。在任何在干燥、精細(xì)的纖維網(wǎng)上直接使用常規(guī)噴霧技術(shù)的嘗試中，灰塵和功能性添加劑的混合物都顯而易見(jiàn)?；覊m和功能性添加劑的混合物很容易形成，并且對(duì)操作的可靠性有明顯的影響。研究人員使用術(shù)語(yǔ)“kgnarr”來(lái)指這種當(dāng)功能性化學(xué)添加劑與涂敷添加劑區(qū)域移動(dòng)纖維網(wǎng)周圍的灰塵混合時(shí)形成的污染。造紙過(guò)程中，消除kgnarr對(duì)于獲得功能性化學(xué)添加劑在精細(xì)纖維結(jié)構(gòu)上的可靠涂敷是必要的。
因此，需要一種簡(jiǎn)單、靈活和有效的方法，這種方法在纖維結(jié)構(gòu)移動(dòng)時(shí)(典型地以例如大于約100米/分鐘的高速)將化學(xué)添加劑如化學(xué)軟化劑涂敷在纖維結(jié)構(gòu)(纖維網(wǎng))上，而不產(chǎn)生kgnarr。
發(fā)明概述本發(fā)明通過(guò)提供用包含化學(xué)添加劑的處理組合物處理纖維結(jié)構(gòu)的方法滿足了上述要求。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種處理需要護(hù)理的纖維結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括以下步驟a.提供一個(gè)轉(zhuǎn)移表面，所述表面包含處理組合物，所述處理組合物包含化學(xué)添加劑，其中所述處理組合物可釋放地與所述轉(zhuǎn)移表面相結(jié)合；b.提供一種纖維結(jié)構(gòu)；c.用所述轉(zhuǎn)移表面接觸所述纖維結(jié)構(gòu)，使得化學(xué)添加劑轉(zhuǎn)移至所述纖維結(jié)構(gòu)，其中轉(zhuǎn)移表面與纖維結(jié)構(gòu)之間存在速度差異，使纖維結(jié)構(gòu)被處理。
在本發(fā)明的另一方面，提供了一種處理需要護(hù)理的纖維結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括以下步驟
a.提供一種包含化學(xué)添加劑的處理組合物，其中所述處理組合物的粘度介于約0.05Pa·s(50cP)和約5Pa·s(5000cP)之間；b.提供一種需要處理的纖維結(jié)構(gòu)；c.提供一種涂敷器，通過(guò)其可將處理組合物遞送至纖維結(jié)構(gòu)；d.提供包括排放表面的涂敷器；e.保持涂敷的排放表面與纖維結(jié)構(gòu)相接觸，距離大于約10cm；和f.通過(guò)涂敷器的排放表面將化學(xué)添加劑遞送至纖維結(jié)構(gòu)，使纖維結(jié)構(gòu)被處理。
在本發(fā)明的另一方面，提供了一種處理需要處理的纖維結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括以下步驟a.提供一種包含化學(xué)添加劑的處理組合物，其中所述處理組合物的粘度小于約5Pa·s(5000cP)；b.提供一種棉絨值大于約2的纖維結(jié)構(gòu)，其中所述纖維結(jié)構(gòu)需要處理；c.提供一種涂敷器，通過(guò)該涂敷器可將處理組合物遞送至纖維結(jié)構(gòu)，其中所述涂敷器包括至少一個(gè)噴嘴，優(yōu)選多個(gè)噴嘴，其中所述至少一個(gè)噴嘴包括液體出口，該出口終止于距纖維結(jié)構(gòu)小于約20cm的間距；和d.通過(guò)噴嘴排放化學(xué)添加劑，使纖維結(jié)構(gòu)被處理。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種依據(jù)本發(fā)明所述的方法制造的纖維結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種包括如本發(fā)明所述纖維結(jié)構(gòu)的單層或多層薄頁(yè)衛(wèi)生紙。
因此，本發(fā)明提供了用化學(xué)添加劑處理纖維結(jié)構(gòu)的方法、由此制造的纖維結(jié)構(gòu)、以及由此制造的薄頁(yè)衛(wèi)生紙制品。
附圖概述

圖1是如本發(fā)明所述方法的示意圖。
圖2是本發(fā)明的轉(zhuǎn)移表面方法實(shí)施方案的示意圖。
圖3是本發(fā)明的非接觸涂敷器方法實(shí)施方案的示意圖。
圖4是適用于本發(fā)明非接觸涂敷器方法實(shí)施方案的噴嘴示意圖。
圖5是用本發(fā)明的擺動(dòng)噴嘴所獲得的噴霧排放示意圖。
圖6是可用于本發(fā)明非接觸涂敷器方法實(shí)施方案噴嘴的噴嘴清潔體系示意圖。
圖7是本發(fā)明的擠出涂敷實(shí)施方案的示意圖。
圖8是適用于本發(fā)明擠出涂敷方法實(shí)施方案的縫口擠出模頭的分解示意圖。
發(fā)明詳述薄頁(yè)衛(wèi)生紙本發(fā)明的纖維結(jié)構(gòu)用于紙制品，尤其是衛(wèi)生薄頁(yè)紙制品中，其包括，但不限于常規(guī)氈壓薄頁(yè)紙；圖樣致密薄頁(yè)紙；以及高堆積體積未壓實(shí)的薄頁(yè)紙。薄頁(yè)紙可以為均一化或多層結(jié)構(gòu)；且由此制得的薄頁(yè)紙制品可為單層或多層結(jié)構(gòu)。薄頁(yè)紙的定量?jī)?yōu)選介于約10g/m2和約120g/m2之間，而密度為約0.60g/cc或更低。優(yōu)選定量低于約35g/m2；密度為約0.30g/cc或更低。最優(yōu)選密度介于約0.04g/cc和約0.20g/cc之間，密度用本文所述的“定量稱量方法”來(lái)測(cè)定。
當(dāng)用本文所述的“棉絨方法”測(cè)量時(shí)，本發(fā)明的纖維結(jié)構(gòu)和/或包含本發(fā)明纖維結(jié)構(gòu)的薄頁(yè)衛(wèi)生紙制品具有的棉絨值大于約1和/或大于約2和/或大于約3直至消費(fèi)者可接受的棉絨值，典型地直至其中消費(fèi)者無(wú)法在不產(chǎn)生顯著棉絨的值的情況下處理該纖維結(jié)構(gòu)和/或薄頁(yè)衛(wèi)生紙制品。
當(dāng)化學(xué)添加劑涂敷于其上時(shí)，本發(fā)明的纖維結(jié)構(gòu)可以大于約100米/分鐘、和/或大于約300米/分鐘、和/或大于約500米/分鐘的速度移動(dòng)。
纖維結(jié)構(gòu)可用制造單層胚纖維網(wǎng)的纖維配料或制造多層胚纖維網(wǎng)的纖維配料來(lái)制造。
一種或多種短纖維可存在于具有一種或多種長(zhǎng)纖維的纖維配料中。
此外，一種或多種短纖維可存在于具有一種或多種長(zhǎng)纖維的配料層中。
當(dāng)用本文所述的“總干拉伸強(qiáng)度方法”測(cè)量時(shí)，本發(fā)明的纖維結(jié)構(gòu)和/或包括這種纖維結(jié)構(gòu)的紙制品的總干拉伸強(qiáng)度大于約59g/cm(150克/英寸)，和/或?yàn)榧s79g/cm(200克/英寸)至約394g/cm(1000克/英寸)，和/或?yàn)榧s98g/cm(250克/英寸)至約335g/cm(850克/英寸)。
當(dāng)用本文所述的“總濕拉伸強(qiáng)度方法”測(cè)量時(shí)，本發(fā)明的纖維結(jié)構(gòu)和/或包括這種纖維結(jié)構(gòu)的紙制品，其總濕拉伸強(qiáng)度大于約9.8g/cm(25克/英寸)，和/或?yàn)榧s12g/cm(30克/英寸)至約78.7g/cm(200克/英寸)，和/或?yàn)榧s59g/cm(150克/英寸)至約196.8g/cm(500克/英寸)。濕強(qiáng)度可通過(guò)加入本領(lǐng)域熟知的永久性濕強(qiáng)度或暫時(shí)性濕強(qiáng)度樹脂來(lái)提供。
處理組合物本發(fā)明的處理組合物包含化學(xué)添加劑和任選載體、電解質(zhì)、穩(wěn)定劑和/或加工助劑。
化學(xué)添加劑本發(fā)明的化學(xué)添加劑可包括任何化學(xué)成分，當(dāng)其涂敷于和/或摻入纖維結(jié)構(gòu)中時(shí)，為纖維結(jié)構(gòu)提供有益效果。
在一個(gè)實(shí)施方案中，化學(xué)添加劑為液體形式。
當(dāng)用本文所述的“粘度法”測(cè)量時(shí)，在另一個(gè)實(shí)施方案中，液體形式的化學(xué)添加劑具有大于約0.01Pa·s(10cP)、和/或0.03Pa·s(30cP)、和/或0.05Pa·s(50cP)的粘度。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，液體形式的化學(xué)添加劑具有的粘度小于約5Pa·s(5000cP)。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，液體形式的化學(xué)添加劑包含液滴，其平均液滴主要尺寸為約5微米至約500微米。
合適的化學(xué)添加劑包括但不限于化學(xué)軟化劑。本文所用術(shù)語(yǔ)“化學(xué)軟化劑”和/或“化學(xué)柔軟劑”是指改進(jìn)了由持有特定紙制品并用之擦拭其皮膚的使用者所感知的觸感的任何化學(xué)成分。雖然對(duì)于毛巾料制品而言柔軟性是略有需要的，但對(duì)于面巾紙和衛(wèi)生紙而言，柔軟性是尤其重要的性質(zhì)。此類可觸知的柔軟性的特征在于，但不限于，摩擦性、柔韌性和光滑度以及主觀描述信息，如象光滑、天鵝絨、絲綢或法蘭絨般的感覺(jué)。
化學(xué)軟化劑是可賦予薄頁(yè)紙光滑感的任何化學(xué)成分。僅為示例性的目的，這包括基蠟(如石蠟和蜂蠟)、油(如礦物油和硅油)、硅氧烷凝膠、以及凡士林和更復(fù)雜的潤(rùn)滑劑和潤(rùn)膚劑如具有長(zhǎng)(C10-C22)烴基鏈的季銨化合物、功能性硅氧烷、和具有長(zhǎng)(C10-C22)烴基鏈的具有官能團(tuán)化合物，如胺、酸、醇和酯。
尤其優(yōu)選的化學(xué)軟化劑進(jìn)一步詳述如下i.季銨軟化劑優(yōu)選適合用作本發(fā)明化學(xué)軟化劑的季銨化合物具有化學(xué)式 其中m為1至3；每個(gè)R1獨(dú)立地為C1-C6烷基、羥烷基、烴基或取代烴基、烷氧基、芐基或它們的混合物；每個(gè)R2獨(dú)立地為C14-C22烷基、羥烷基、烴基或取代烴基、烷氧基、芐基或它們的混合物；并且X-為適用于本發(fā)明的任何軟化劑相容的陰離子。
優(yōu)選每個(gè)R1是甲基，X-是氯離子或甲酯硫酸根。優(yōu)選每個(gè)R2獨(dú)立地為C16-C18烷基或鏈烯基，最優(yōu)選每個(gè)R2獨(dú)立為直鏈C18烷基或鏈烯基。
這些軟化劑尤其優(yōu)選的變體被認(rèn)為是這些季銨化合物的單酯或二酯變體，這些季銨化合物具有下式(R1)4-m-N+-[(CH2)n-Y-R3]mX-其中Y為-O-(O)C-、或-C(O)-O-、或-NH-C(O)-、或-C(O)-NH-；m為1至3；n為0至4；每個(gè)R1獨(dú)立地為C1-C6烷基、羥烷基、烴基或取代烴基、烷氧基、芐基或它們的混合物；每個(gè)R3獨(dú)立地為C13-C21烷基、羥烷基、烴基或取代烴基、烷氧基、芐基或它們的混合物，X-為任何軟化劑相容的陰離子。
優(yōu)選Y為-O-(O)C-、或-C(O)-O-；m＝2；而n＝2。每個(gè)R1優(yōu)選獨(dú)立地為C1-C3烷基，最優(yōu)選甲基。優(yōu)選每個(gè)R3獨(dú)立地為C13-C17烷基和/或鏈烯基，更優(yōu)選R3獨(dú)立地為直鏈C15-C17烷基和/或鏈烯基、C15-C17烷基，最優(yōu)選每個(gè)R3獨(dú)立地為直鏈C17烷基。
如上所述，X-可為任何軟化劑相容的陰離子，例如，乙酸根、氯離子、溴離子、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X-是氯離子或甲酯硫酸根。
一種尤其優(yōu)選的物質(zhì)是所謂的DEEDMAMS(二乙基酯基甲酯硫酸二甲基銨)，本文進(jìn)一步定義其中烴基鏈衍生自牛油脂肪酸，該酸可任選地部分硬化至碘值為約10至約60。
ii.潤(rùn)膚露劑組合物本文所定義的合適化學(xué)軟化劑可包括潤(rùn)膚露劑組合物。本文所用“潤(rùn)膚露劑組合物”是一種可軟化、撫慰、柔和、覆蓋、潤(rùn)滑或潤(rùn)濕皮膚的化學(xué)軟化劑。潤(rùn)膚劑典型地可實(shí)現(xiàn)若干這些目標(biāo)，如撫慰、保濕和潤(rùn)滑皮膚。
用于本發(fā)明的潤(rùn)膚劑可為石油基脂肪酸酯型、烷基乙氧基化物型或這些潤(rùn)膚劑的混合物。合適的石油基潤(rùn)膚劑包括那些鏈長(zhǎng)為16至32個(gè)碳原子的烴或烴的混合物。具有這些鏈長(zhǎng)的石油基烴包括礦物油(也稱為“液體凡士林”)和凡士林(也稱為“地蠟”、“石油凝膠”和“礦物凍”)。礦物油通常指的是含有16至20個(gè)碳原子的烴的粘性較低的混合物。凡士林通常指的是含有16至32個(gè)碳原子的烴的粘性較高的混合物。凡士林是用于摻入到薄頁(yè)衛(wèi)生紙制品的纖維結(jié)構(gòu)的一種尤其優(yōu)選的潤(rùn)膚劑，且一種合適的物質(zhì)以White ProtopetIS購(gòu)自Witco，Corp.，Greenwich，Conn.。礦物油也是用于摻入面巾紙制品中的纖維結(jié)構(gòu)中的優(yōu)選潤(rùn)膚劑。此類礦物油也購(gòu)自Witco Corp.。
合適的脂肪酸酯型潤(rùn)膚劑包括衍生于C12-C28脂肪酸，優(yōu)選C16-C22飽和脂肪酸；和短鏈(C1-C8，優(yōu)選為C1-C3)一元醇的那些。這類酯有代表性的實(shí)施例包括棕櫚酸甲酯、硬脂酸甲酯、月桂酸異丙酯、肉豆蔻酸異丙酯、棕櫚酸異丙酯、棕櫚酸乙基己酯。合適的脂肪酸酯潤(rùn)膚劑還可衍生于較長(zhǎng)鏈的脂肪醇(C12-C28、優(yōu)選為C12-C16)和較短鏈的脂肪酸如乳酸的酯，如乳酸月桂酯和乳酸鯨蠟酯。
合適的烷基乙氧基化物型潤(rùn)膚劑包括C12-C18脂肪醇乙氧基化物，其具有的氧化乙烯單元平均為3至30，優(yōu)選為約4至約23。這類烷基乙氧基化物有代表性的實(shí)施例包括月桂基聚氧乙烯醚-3(具有平均3個(gè)氧化乙烯單元的月桂基乙氧基化物)、月桂基聚氧乙烯醚-23(具有平均23個(gè)氧化乙烯單元的月桂基乙氧基化物)、十六烷基聚氧乙烯醚-10(具有平均10個(gè)氧化乙烯單元的乙酰基乙氧基化物)和硬脂基聚氧乙烯醚-10(具有平均10個(gè)氧化乙烯單元的硬脂基乙氧基化物)。這些烷基乙氧基化物潤(rùn)膚劑典型地與例如凡士林的石油基潤(rùn)膚劑聯(lián)合使用，烷基乙氧基化物潤(rùn)膚劑與石油基潤(rùn)膚劑的重量比率為約1∶1至約1∶3，優(yōu)選約1∶1.5至約1∶2.5。
潤(rùn)膚露劑組合物可任選地包括“固定劑”，如此稱謂是因?yàn)閾?jù)信其可用來(lái)防止?jié)櫮w劑的遷移，使得潤(rùn)膚劑主要保留在施用該潤(rùn)膚劑的紙結(jié)構(gòu)的表面上，從而潤(rùn)膚劑可給予最大限度的軟化有益效果以及可用于傳送至使用者的皮膚。用于本發(fā)明的合適固定劑包含多羥基脂肪酸酯、多羥基脂肪酸酰胺以及它們的混合物。若用作固定劑，酯或酰胺的多羥基部分必須具有至少兩個(gè)游離羥基。據(jù)信這些游離羥基是通過(guò)氫鍵與薄頁(yè)紙幅(該紙幅上施用露劑組合物)的纖維素纖維共交聯(lián)的那些，和也通過(guò)氫鍵單交聯(lián)酯或酰胺的羥基的那些，從而俘獲并固定其它組分在露劑基質(zhì)內(nèi)。優(yōu)選的酯和酰胺將在多羥基部分具有三個(gè)或更多游離羥基，并且性質(zhì)上典型地為非離子的。由于那些使用應(yīng)用了露劑組合物的紙制品的皮膚敏感性，這些酯和酰胺也應(yīng)相對(duì)溫和并對(duì)皮膚無(wú)刺激。
可用于本發(fā)明的合適多羥基脂肪酸酯將具有下式
其中R為C5-C31烴基，優(yōu)選直鏈的C7-C19烷基或鏈烯基，更優(yōu)選直鏈的C9-C17烷基或鏈烯基，最優(yōu)選直鏈的C11-C17烷基或鏈烯基或它們的混合物；Y為多羥基烴基部分，其具有至少2個(gè)游離羥基直接連接到鏈上的烴基鏈；而n至少為1。合適的Y基團(tuán)可衍生自多元醇如甘油、季戊四醇；糖如棉子糖、麥芽糖糊精、半乳糖、蔗糖、葡萄糖、木糖、果糖、麥芽糖、乳糖、甘露糖和赤蘚糖；糖醇如赤蘚醇、木糖醇、麥芽糖醇、甘露糖醇和山梨醇；和糖醇的酸酐如脫水山梨糖醇。
一類用于本發(fā)明的合適的多羥基脂肪酸酯包含某些脫水山梨糖醇酯，優(yōu)選為C16-C22飽和脂肪酸的脫水山梨糖醇酯。因?yàn)槠涞湫偷纳a(chǎn)方式，這些脫水山梨糖醇酯通常包含-酯、二酯、三酯等的混合物。合適的脫水山梨糖醇酯的有代表性的實(shí)施例包括脫水山梨糖醇棕櫚酸酯(例如，SPAN40)、脫水山梨醇硬脂酸酯(例如，SPAN 60)和脫水山梨糖醇二十二烷酸酯，它們包含這些脫水山梨糖醇酯的一個(gè)或多個(gè)單-、二-和三-酯的形式，例如脫水山梨醇單-、二-和三-棕櫚酸酯，脫水山梨醇單-、二-和三-硬脂酸酯，脫水山梨糖醇單-、二-和三-二十二烷酸酯以及混合的牛油脂肪酸脫水山梨糖醇單-、二-和三-酯。也可使用不同脫水山梨糖醇酯的混合物，例如脫水山梨糖醇棕櫚酸酯與脫水山梨醇硬脂酸酯。尤其優(yōu)選的脫水山梨糖醇酯為脫水山梨醇硬脂酸酯，典型地為單-、二-和三-酯(加上一些四酯)的混合物例如SPAN 60，和以商標(biāo)名GLYCOMUL-S由Lonza，Inc.出售的脫水山梨醇硬脂酸酯。雖然這些脫水山梨糖醇酯典型地包含單-、二-和三-酯(加上一些四酯)的混合物，單-和二-酯通常為這些混合物中最主要的成分。
iii.聚硅氧烷和/或其它硅氧烷物質(zhì)適用于本發(fā)明的其它合適的化學(xué)軟化劑包括硅氧烷物質(zhì)，例如聚硅氧烷化合物、陽(yáng)離子硅氧烷、季硅氧烷化合物和/或氨基硅氧烷。通常，用于本發(fā)明的適宜的聚硅氧烷物質(zhì)包括單體硅氧烷單元為下式的那些
其中，對(duì)于每個(gè)獨(dú)立的硅氧烷單體單元而言，R1和R2各自獨(dú)立地為氫或任何烷基、芳基、鏈烯基、烷芳基、芳烷基、環(huán)烷基、鹵代烴或其它基團(tuán)。任意的這些基團(tuán)都可以是取代的或未取代的。任何特定單體單元的R1和R2基團(tuán)可不同于下一個(gè)鄰接的單體單元的相應(yīng)官能度。另外，聚硅氧烷可以是直鏈、支鏈、或環(huán)狀的結(jié)構(gòu)。基團(tuán)R1和R2可另外獨(dú)立地為其它含硅官能團(tuán)，例如但不限于硅氧烷、聚硅氧烷、硅烷和聚硅烷?；鶊F(tuán)R1和R2可包含任何多種有機(jī)官能度，其包括例如醇、羧酸、苯基和胺官能度。
示例性的烷基是甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、辛基、癸基、十八烷基等。示例性的鏈烯基是乙烯基、烯丙基等。示例性的芳基是苯基、二苯基、萘基等。示例性的烷芳基是甲苯基、二甲苯基、乙基苯基等。示例性的芳烷基是芐基、α-苯乙基、β-苯乙基、α-苯丁基等。示例性的環(huán)烷基是環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基等。示例性的鹵代烴基是氯甲基、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。
優(yōu)選的聚硅氧烷包括直鏈有機(jī)聚硅氧烷物質(zhì)，其具有下式 其中每個(gè)R1-R9基團(tuán)獨(dú)立地為任何C1-C10未取代烷基或芳基，而R10為任何取代的C1-C10烷基或芳基。優(yōu)選每個(gè)R1至R9基團(tuán)獨(dú)立地為任何C1-C4未取代烷基。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到例如R9或R10是否為取代基在技術(shù)上沒(méi)有區(qū)別。優(yōu)選b與(a+b)的摩爾比介于0和約20％之間，更優(yōu)選介于0和約10％之間，最優(yōu)選介于約1％和約5％之間。
在一個(gè)尤其優(yōu)選的實(shí)施方案中，R1至R9為甲基，且R10為取代的或未取代的烷基、芳基或鏈烯基。此類物質(zhì)在本文通常被描述為聚二甲基硅氧烷，其具有可適用于特殊情況的特定官能團(tuán)。示例性的聚二甲基硅氧烷包括，例如，具有烷基烴R10基團(tuán)的聚二甲基硅氧烷，和具有一個(gè)或多個(gè)氨基、羧基、羥基、醚、聚醚、醛、酮、酰胺、酯、硫醇、和/或包括此類官能團(tuán)的烷基和鏈烯基類似物的其它官能團(tuán)的聚二甲基硅氧烷。例如，作為R10的氨基官能化烷基可為氨基官能化的或氨基烷基官能化的聚二甲基硅氧烷。這些聚二甲基硅氧烷的示例性列出并不因此意味著排除其它沒(méi)有具體列出的。
用于本發(fā)明的聚硅氧烷的粘度可以如聚硅氧烷通常的粘度變化那樣寬泛地變化，只要該聚硅氧烷可成為被施用至本文薄頁(yè)紙制品的形式。這包括，但不限于，低至約2.5×10-5m2/s(25厘沲)至約20m2/s(20,000,000厘沲)或甚至更高的粘度。
不受理論的束縛，據(jù)信觸覺(jué)有益效果功效與重均分子量有關(guān)，粘度也與重均分子量有關(guān)。因此，由于直接測(cè)量分子量困難，本文使用粘度作為關(guān)于賦予薄頁(yè)紙柔軟性的表觀操作參數(shù)。
任選成分a.載體本文所用“載體”是可用于稀釋處理組合物的化學(xué)添加劑在處理組合物中形成化學(xué)添加劑分散體的物質(zhì)。載體可溶解化學(xué)添加劑(真溶液或膠束溶液)，或者化學(xué)添加劑可被分散于整個(gè)載體中(分散體或乳液)。懸浮液或乳液的載體典型地為它們的連續(xù)相。即，分散體或乳液的其它組分以分子級(jí)分散，或作為離散顆粒分散于整個(gè)載體中。
對(duì)本發(fā)明而言，使用載體的一個(gè)目的是稀釋處理組合物中的化學(xué)添加劑濃度，使化學(xué)添加劑可有效并經(jīng)濟(jì)地涂敷于纖維結(jié)構(gòu)。例如，如下所述，涂敷上述活性成分的一個(gè)方法是將它們噴在輥上，然后該輥將化學(xué)添加劑傳送到移動(dòng)的纖維結(jié)構(gòu)上。典型地，僅需要非常低含量(如按所述結(jié)合的薄頁(yè)紙重量計(jì)大約2％)的化學(xué)添加劑來(lái)有效賦予纖維結(jié)構(gòu)以需要的有益效果，如觸覺(jué)柔軟性。這意味著需要有非常精確的計(jì)量和噴霧體系來(lái)將“純”化學(xué)添加劑分配在整幅工業(yè)規(guī)模的薄頁(yè)紙幅上。
載體的另一個(gè)用途是可遞送對(duì)于纖維結(jié)構(gòu)而言更不易流動(dòng)形式的化學(xué)添加劑。具體地講，需要涂敷本發(fā)明的處理組合物，以使處理組合物的化學(xué)添加劑主要存在于纖維結(jié)構(gòu)的表面上，最小限度地被吸附到纖維結(jié)構(gòu)的內(nèi)部。不受理論的束縛，據(jù)信化學(xué)添加劑與優(yōu)選載體的交互作用產(chǎn)生懸浮顆粒，較之如果沒(méi)有載體涂敷化學(xué)添加劑的情況，其結(jié)合更迅速且耐久。例如，據(jù)信季軟化劑在水中的懸浮液呈現(xiàn)膠束狀，其可基本沉積在存在于纖維結(jié)構(gòu)表面的纖維表面上。不使用載體涂敷，即以熔融狀態(tài)涂敷的季軟化劑，對(duì)比起來(lái)趨于芯吸至纖維結(jié)構(gòu)內(nèi)部而不是存在于纖維結(jié)構(gòu)的外表面上。由于移動(dòng)到纖維結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，所述有益效果如觸覺(jué)柔軟性受到不利影響。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，化學(xué)添加劑可溶解在載體中形成溶液。優(yōu)選該載體與化學(xué)添加劑以及與化學(xué)添加劑沉積的纖維結(jié)構(gòu)相容。此外，合適的載體應(yīng)不包含任何產(chǎn)生安全問(wèn)題(薄頁(yè)紙制備過(guò)程中或?qū)τ谟没瘜W(xué)添加劑處理薄頁(yè)紙制品的使用者)的成分，并且不應(yīng)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生無(wú)法接受的危險(xiǎn)性。
用作本發(fā)明載體的適宜物質(zhì)包括羥基官能化液體，最優(yōu)選水。
b.電解質(zhì)除了載體之外，處理組合物還可包含電解質(zhì)。電解質(zhì)可與載體相結(jié)合。滿足上述適用于本發(fā)明載體的物質(zhì)的通用標(biāo)準(zhǔn)并有效降低化學(xué)添加劑在水中分散體粘度的任何電解質(zhì)，適用于本發(fā)明的處理組合物中。具體地講，任何符合上述標(biāo)準(zhǔn)的已知水溶性電解質(zhì)均可包含在本發(fā)明處理組合物中。
當(dāng)存在時(shí)，電解質(zhì)可使用的量按所述處理組合物的重量計(jì)最高為約25％，但優(yōu)選按所述處理組合物重量計(jì)不超過(guò)約15％?；陔娊赓|(zhì)的無(wú)水重量，優(yōu)選電解質(zhì)的含量按所述處理組合物的重量計(jì)介于約0.1％和約10％之間。還更優(yōu)選該電解質(zhì)的用量按所述處理組合物的重量計(jì)介于約0.3％和約1.0％之間。電解質(zhì)的最小量應(yīng)為足以提供所需粘度的量。分散體典型顯示非牛頓流變特性，且為剪切變稀的，并且使用本文所述的“粘度方法”中所述的方法在25℃和100秒-1的剪切速率下測(cè)定時(shí)，要求的粘度通常為約0.05Pa·s(50厘泊(cp))直至約5Pa·s(5000cp)，優(yōu)選介于約0.1Pa·s(100cp)和約500cp之間。
合適電解質(zhì)的非限制性實(shí)施例包含堿金屬或堿土金屬的鹵化物、硝酸鹽、亞硝酸鹽和硫酸鹽，以及相應(yīng)的銨鹽。其它有用的電解質(zhì)包含簡(jiǎn)單有機(jī)酸的堿金屬和堿土金屬鹽，如甲酸鈉和醋酸鈉，以及相應(yīng)的銨鹽。如果需要，各種電解質(zhì)的相容共混物也適用。
處理組合物也可包含可與載體相結(jié)合的微量組分成分，如用于pH調(diào)節(jié)的無(wú)機(jī)酸和/或緩沖劑體系(對(duì)于某些化學(xué)添加劑而言可能需要保持水解穩(wěn)定性)以及作為加工助劑在本發(fā)明的處理組合物被涂敷于纖維結(jié)構(gòu)上時(shí)減小起泡的消泡成分(例如，硅氧烷乳劑，其以Dow Corning 2310購(gòu)自位于Midland，Mich.的Dow Corning，Corp.)。
c.穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑也可用于本發(fā)明的處理組合物中以提高分散體的均勻性和壽命。例如，可包含乙氧基化的聚酯，如HOE S 4060，購(gòu)自位于Charlotte，N.C.的Clariant Corporation來(lái)用于此目的。
d.加工助劑加工助劑也可用于本發(fā)明的處理組合物中。合適的加工助劑的非限制性實(shí)施例包括增白劑，如TINOPAL CBS-X，購(gòu)自位于Greensboro，N.C.的CIBA-GEIGY。
形成化學(xué)添加劑組合物如上所述，本發(fā)明的處理組合物可以是化學(xué)添加劑在載體中的分散體。載體可包括電解質(zhì)和/或穩(wěn)定劑和/或加工助劑和/或pH調(diào)節(jié)劑和/或消泡劑。根據(jù)化學(xué)添加劑、所需的涂敷量和如處理組合物中化學(xué)添加劑需要的特定含量的其它因素，化學(xué)添加劑的量可在處理組合物的約10％和處理組合物的約60％之間變化。優(yōu)選化學(xué)添加劑的含量介于處理組合物的約20％和約50％之間。最優(yōu)選化學(xué)添加劑的含量為處理組合物的約45％。根據(jù)用于制造本發(fā)明處理組合物的方法，按所述處理組合物重量計(jì)，在處理組合物中可能存在的增塑劑的含量典型地介于約2％和約20％之間，優(yōu)選為約15％。如上所述，該載體的優(yōu)選主要組分是水。
涂敷方法本發(fā)明提供處理需要處理的纖維結(jié)構(gòu)的方法。該方法包括用包含化學(xué)添加劑的處理組合物接觸纖維結(jié)構(gòu)。
圖1示意性表示纖維結(jié)構(gòu)制造方法10，其適于用本發(fā)明所述的涂敷方法12將包含化學(xué)添加劑(未示出)的處理組合物涂敷到纖維結(jié)構(gòu)14上。纖維結(jié)構(gòu)14可由本領(lǐng)域已知的任何合適的纖維結(jié)構(gòu)成型方法來(lái)形成，包括但不限于常規(guī)的造紙方法和/或通風(fēng)干燥造紙方法。纖維結(jié)構(gòu)14通過(guò)載體織物16被傳送至圓筒干燥機(jī)18，如Yankee干燥機(jī)，在此處纖維結(jié)構(gòu)14可被轉(zhuǎn)移到圓筒干燥機(jī)18。當(dāng)轉(zhuǎn)移織物16經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向輥22時(shí)，可使用壓輥20來(lái)輔助轉(zhuǎn)移至圓筒干燥機(jī)18。在一個(gè)實(shí)施方案中，圓筒干燥機(jī)18的表面24可含有通過(guò)粘合劑源(如噴霧涂敷器28)涂敷于其上的粘合劑26。圓筒干燥機(jī)18可被加熱，如蒸氣加熱，以有利于纖維結(jié)構(gòu)14直接和/或間接接觸圓筒干燥機(jī)18的表面24時(shí)纖維結(jié)構(gòu)14的干燥。熱空氣也可通過(guò)熱空氣源，如烘干罩30，施用于纖維結(jié)構(gòu)14。然后纖維結(jié)構(gòu)14可從圓筒干燥機(jī)18上轉(zhuǎn)移。使用起縐刀片32的起縐操作可用于從圓筒干燥機(jī)18上移除纖維結(jié)構(gòu)14。只要纖維結(jié)構(gòu)14已從圓筒干燥機(jī)18上移除，隨后纖維結(jié)構(gòu)14就通過(guò)涂敷方法12用化學(xué)添加劑(未示出)進(jìn)行處理。纖維結(jié)構(gòu)14的一面或兩面都可用化學(xué)添加劑處理。只要纖維結(jié)構(gòu)14已通過(guò)涂敷方法12用化學(xué)添加劑處理，隨后就用任何本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的合適方法(如借助卷軸36)將處理過(guò)的纖維結(jié)構(gòu)14’纏繞在母輥34上。
優(yōu)選將所述處理組合物涂敷于干燥的纖維結(jié)構(gòu)上。本文所用術(shù)語(yǔ)“干纖維結(jié)構(gòu)”既包括干燥至含水量少于其平衡含水量的纖維結(jié)構(gòu)(過(guò)干-參看下文)，也包括含水量與大氣水分平衡的纖維結(jié)構(gòu)。半干的纖維結(jié)構(gòu)包括含水量超過(guò)其平衡含水量的纖維結(jié)構(gòu)。
本文所用術(shù)語(yǔ)“熱纖維結(jié)構(gòu)”是指處于相對(duì)于室溫的較高溫度的纖維結(jié)構(gòu)。優(yōu)選纖維結(jié)構(gòu)的高溫為至少約43℃，更優(yōu)選至少約65℃。
纖維結(jié)構(gòu)的含水量是相對(duì)于纖維結(jié)構(gòu)的溫度和放置纖維結(jié)構(gòu)的環(huán)境的相對(duì)濕度而言的。本文所用術(shù)語(yǔ)“過(guò)干纖維結(jié)構(gòu)”是指在23℃和50％相對(duì)濕度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下將其含水量干燥至低于其平衡含水量的纖維結(jié)構(gòu)。置于23℃和50％相對(duì)濕度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下的纖維結(jié)構(gòu)的平衡含水量為大約7％。通過(guò)使用本領(lǐng)域已知的干燥方法例如Yankee干燥機(jī)或通風(fēng)干燥法將其升高至高溫，可使本發(fā)明的纖維結(jié)構(gòu)過(guò)干。優(yōu)選過(guò)干纖維結(jié)構(gòu)的含水量按重量計(jì)少于7％，更優(yōu)選為約0至約6％，最優(yōu)選含水量為約0至約3％。
暴露于通常環(huán)境中的纖維結(jié)構(gòu)典型具有的平衡含水量在5％至8％的范圍內(nèi)。當(dāng)纖維結(jié)構(gòu)被干燥和起縐時(shí)，纖維結(jié)構(gòu)中的含水量通常小于3％。制造好后，纖維結(jié)構(gòu)從大氣中吸水。在本發(fā)明的優(yōu)選方法中，利用當(dāng)纖維結(jié)構(gòu)從Yankee干燥機(jī)上移除離開刮粉刀時(shí)的低含水量(或如果方法不涉及Yankee干燥機(jī)，當(dāng)上述纖維結(jié)構(gòu)從替代的干燥部件上移除時(shí)，類似纖維結(jié)構(gòu)的低含水量)的優(yōu)點(diǎn)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，將本發(fā)明的處理組合物在過(guò)干的纖維結(jié)構(gòu)從干燥部件上分離后不久并在它纏繞到母輥上之前涂敷于其上。
可供選擇地，本發(fā)明的處理組合物可涂敷于半干的纖維結(jié)構(gòu)上，例如當(dāng)纖維結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)布上、在干燥的毛布或織物上時(shí)，或當(dāng)纖維結(jié)構(gòu)接觸Yankee干燥機(jī)或其它可供選擇的干燥部件時(shí)。
最后，當(dāng)纖維結(jié)構(gòu)未纏繞在母輥上時(shí)，例如在離線轉(zhuǎn)換加工操作期間，也可將處理組合物涂敷于水分與其環(huán)境平衡的干纖維結(jié)構(gòu)上。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的處理組合物可在纖維結(jié)構(gòu)已烘干或起縐后，更優(yōu)選當(dāng)纖維結(jié)構(gòu)仍處于高溫時(shí)涂敷。優(yōu)選在纖維結(jié)構(gòu)纏繞到母輥上之前將處理組合物涂敷于干燥并起縐的纖維結(jié)構(gòu)上。
借助于處理組合物可將化學(xué)添加劑特別加入纖維結(jié)構(gòu)任何一面或兩面；優(yōu)選將化學(xué)添加劑僅涂敷于纖維結(jié)構(gòu)的一面；纖維結(jié)構(gòu)中具有凸起區(qū)域的一面，該面以后將定向?yàn)槌虮№?yè)衛(wèi)生紙產(chǎn)品的外表面。按所述纖維結(jié)構(gòu)的重量計(jì)，本發(fā)明適用于將含量為至少約0.1％、和/或至少約0.3％、和/或至少約0.5％的處理組合物涂敷于纖維結(jié)構(gòu)上。
在一個(gè)實(shí)施方案中，為了防止本發(fā)明的柔軟薄頁(yè)衛(wèi)生紙產(chǎn)品具有不可接受的(對(duì)某些使用者而言)油膩感，加入纖維結(jié)構(gòu)中的處理組合物的含量按所述纖維結(jié)構(gòu)的重量計(jì)小于約8％，優(yōu)選小于約5％，更優(yōu)選小于約3％。
可供選擇地，也可借助本發(fā)明的處理組合物將有效量的化學(xué)添加劑涂敷于初始干燥后已冷卻并已與其環(huán)境達(dá)到水分平衡的纖維結(jié)構(gòu)上。涂敷本發(fā)明處理組合物的方法基本相同子上述將這種組合物涂敷于熱和/或過(guò)干纖維結(jié)構(gòu)上的方法。
1)轉(zhuǎn)移表面涂敷(即，利用壓光輥和/或轉(zhuǎn)向輥和/或舒展輥和/或Yankee干燥機(jī))如圖2所示，圖1的涂敷方法12可包括使用轉(zhuǎn)移表面38，如壓光輥和/或圓筒干燥機(jī)、轉(zhuǎn)向輥或舒展輥(未示出)，將包含化學(xué)添加劑的處理組合物涂敷到纖維結(jié)構(gòu)14的表面上。本文所用的“舒展輥”包括設(shè)計(jì)用來(lái)施加橫向應(yīng)力以便使移動(dòng)/滑動(dòng)纖維結(jié)構(gòu)光滑(例如除皺)的輥。非限制性實(shí)施例包括弧形輥，市售自Stowe Woodward-Mount HopeCompany，Westborough，MA。本文所用的“轉(zhuǎn)向輥”是指任何使移動(dòng)/滑動(dòng)纖維結(jié)構(gòu)卷入的主要直輥。轉(zhuǎn)向輥包括可由外部傳動(dòng)的惰輪，或者它們可由移動(dòng)/滑動(dòng)的纖維結(jié)構(gòu)傳動(dòng)。外部傳動(dòng)的轉(zhuǎn)向輥為優(yōu)選的，因?yàn)榕c本文指定的纖維結(jié)構(gòu)相比，它容易保持輥表面的相對(duì)速度差。
使用本領(lǐng)域已知的任何合適方法將包含化學(xué)添加劑40的處理組合物涂敷于轉(zhuǎn)移表面38上。當(dāng)纖維結(jié)構(gòu)14的表面接觸轉(zhuǎn)移表面38時(shí)，處理組合物40，特別是化學(xué)添加劑被從轉(zhuǎn)移表面38轉(zhuǎn)移至纖維結(jié)構(gòu)14的表面，從而制得處理過(guò)的纖維結(jié)構(gòu)14’。根據(jù)纖維結(jié)構(gòu)14接觸轉(zhuǎn)移輥38的方式，可能需要另一個(gè)可能的轉(zhuǎn)移表面，如另一個(gè)壓光輥，如38’。附加的轉(zhuǎn)移表面38’可能但未必包含處理組合物40。轉(zhuǎn)移表面38可包括刮粉刀42，以將過(guò)量處理組合物40從轉(zhuǎn)移表面38上除去。壓光輥轉(zhuǎn)移表面38以不同于纖維結(jié)構(gòu)14的速度移動(dòng)。例如，壓光輥可以與纖維結(jié)構(gòu)速度相比至少約0.3％和/或至少約0.5％和/或至少約0.7％和/或至少約1％的速度差移動(dòng)，如旋轉(zhuǎn)。
轉(zhuǎn)移表面通常保持在與接觸它的纖維結(jié)構(gòu)的溫度接近的溫度。因此，它典型地處于約15℃(60°F)至約82℃(180°F)的溫度。
優(yōu)選以宏觀上均勻的方式將處理組合物涂敷于轉(zhuǎn)移表面上以便隨后轉(zhuǎn)移到纖維結(jié)構(gòu)上，使得基本整個(gè)纖維結(jié)構(gòu)表面均得益于處理組合物的功效。在涂敷于轉(zhuǎn)移表面上之后，任何載體的至少部分揮發(fā)性組分優(yōu)選揮發(fā)，優(yōu)選留下薄膜，該薄膜包含載體揮發(fā)性組分的任何殘留未揮發(fā)部分、化學(xué)添加劑以及處理組合物的其它非揮發(fā)性組分?！氨∧ぁ笔侵皋D(zhuǎn)移表面上的任何薄涂層、煙霧或薄霧。該薄膜在微觀上是連續(xù)的或由離散的成分構(gòu)成。如果薄膜由離散的成分構(gòu)成，該成分可以具有相同的尺寸或變化的尺寸；進(jìn)一步地雖然該成分以規(guī)則的方式或不規(guī)則的方式排列，但是在宏觀上薄膜是均勻的。優(yōu)選地，薄膜由離散成分組成。
宏觀上均勻地將處理組合物涂敷于轉(zhuǎn)移表面上的方法包括噴霧和印刷。已發(fā)現(xiàn)，噴霧是經(jīng)濟(jì)的并且在處理組合物的用量和分配上可精確控制，因此它是更優(yōu)選的。優(yōu)選在Yankee干燥機(jī)之后且在母輥之前將分散的處理組合物從轉(zhuǎn)移表面上涂敷于干燥并起縐的纖維結(jié)構(gòu)上。完成此涂敷的尤其方便的方法是將處理組合物涂敷于一對(duì)加熱壓光輥的一個(gè)或兩個(gè)上。所述壓光輥除了用作本處理組合物的熱轉(zhuǎn)移表面以外，還用于將干燥纖維結(jié)構(gòu)的厚度減小或控制到成品所需的厚度。這些方便的方法更詳細(xì)地描述于美國(guó)專利6,162,329中。
在一個(gè)實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)移表面可用本領(lǐng)域已知的任何合適的清潔方法來(lái)清潔。
2)非接觸(即，噴霧)涂敷如圖3所示，圖1的涂敷方法12可包括使用非接觸涂敷器如噴嘴44將處理組合物涂敷到纖維結(jié)構(gòu)14的表面上，來(lái)涂敷包含化學(xué)添加劑的處理組合物以制成處理過(guò)的纖維結(jié)構(gòu)14’。除了如圖3所圖示說(shuō)明的噴霧涂敷外，包含化學(xué)添加劑的處理組合物還可通過(guò)滴落和/或覆蓋(未示出)來(lái)非接觸地涂敷。在圖3中，一排噴嘴44，優(yōu)選擺動(dòng)噴嘴，安裝在化學(xué)添加劑分配集管46上?；瘜W(xué)添加劑48通過(guò)至少一個(gè)噴嘴44以噴霧、優(yōu)選擺動(dòng)噴霧的方式涂敷至纖維結(jié)構(gòu)14的表面。
可使用噴嘴清潔體系50來(lái)保持噴嘴44沒(méi)有碎片、灰塵和/或殘余的化學(xué)添加劑。此外，可任選將柱狀轉(zhuǎn)向輥52使用在纖維結(jié)構(gòu)14’的已處理表面上，以控制使可能不接觸纖維結(jié)構(gòu)14’表面的顆粒、優(yōu)選化學(xué)添加劑顆粒接觸纖維結(jié)構(gòu)14’的表面。如果使用任選的柱狀轉(zhuǎn)向輥52，則它優(yōu)選以不同于纖維結(jié)構(gòu)14’的表面速度差被傳動(dòng)。優(yōu)選此表面速度差大于0.1％，更優(yōu)選大于0.3％，最優(yōu)選大于0.5％。
圖4示意性表示擺動(dòng)噴嘴44’的一個(gè)實(shí)施方案，該噴嘴具有液體出口54和空氣出口56。本文所用術(shù)語(yǔ)擺動(dòng)噴嘴是指促使壓出物離開該噴嘴后進(jìn)行振蕩運(yùn)動(dòng)的噴嘴。不受理論的約束，振蕩的流動(dòng)運(yùn)動(dòng)據(jù)信是流體流每一側(cè)被霧化空氣射流包圍時(shí)所產(chǎn)生的交互力的結(jié)果，所述空氣射流的方向通常平行于流體流。因此由每個(gè)側(cè)面空氣出口56所定向的空氣流相對(duì)于液體出口54的角度應(yīng)當(dāng)限制不超過(guò)約20°，優(yōu)選小于約10°。較大的角度趨于過(guò)早除去導(dǎo)致氣溶膠部分生成的流體噴射，其趨于從涂敷區(qū)域移出，并促進(jìn)產(chǎn)生kgnarr。包括非接觸涂敷器的合適噴嘴的非限制性實(shí)施例以零件號(hào)107921購(gòu)自Illinois Tool Works Dynatec。
圖5示意性地圖示說(shuō)明由擺動(dòng)噴嘴44’所產(chǎn)生噴霧的一個(gè)實(shí)施方案?；瘜W(xué)添加劑48從液體出口54出來(lái)，在此處它受到從空氣出口56出來(lái)的空氣流的壓力。當(dāng)化學(xué)添加劑48從液體出口54噴出時(shí)，它開始擺動(dòng)，如區(qū)域A所示。隨著擺動(dòng)振幅的增大，化學(xué)添加劑48拉長(zhǎng)，如區(qū)域B所示。隨著化學(xué)添加劑48在區(qū)域B內(nèi)的拉長(zhǎng)，化學(xué)添加劑破碎成細(xì)長(zhǎng)的化學(xué)添加劑48’碎片。然后細(xì)長(zhǎng)的化學(xué)添加劑48’開始收縮回為小滴48”，優(yōu)選球形小滴。
用于噴嘴44的噴嘴清潔體系50的實(shí)施方案示于圖6中。該噴嘴清潔體系50包括橫向清潔噴嘴58，在操作過(guò)程中，該噴嘴將空氣60導(dǎo)向噴嘴44(優(yōu)選每個(gè)噴嘴44)的液體出口54和空氣出口56，從而去除出口54和56上的所有積聚的碎片。
在一個(gè)實(shí)施方案中，將噴嘴44放置于鄰近纖維結(jié)構(gòu)14’，間距小于約10cm、和/或小于約5cm、和/或小于約3cm、和/或小于約1cm、和/或小于約0.51cm。
合適的非接觸涂敷器的非限制性實(shí)施例市售自Illinois ToolWorks。
3)擠出涂敷如圖7所示，圖1的涂敷方法12可包括使用擠出體系如縫口擠塑模頭62來(lái)涂敷化學(xué)添加劑48?；瘜W(xué)添加劑48從縫口擠塑模頭62擠出到纖維結(jié)構(gòu)14的表面上制成處理過(guò)的纖維結(jié)構(gòu)14’。
圖8用分解圖表示了如本發(fā)明所述適用的縫口擠出模頭62的實(shí)施方案?；瘜W(xué)添加劑48流入朝向墊片68的縫口擠出分配部分66的化學(xué)添加劑分配室64中。化學(xué)添加劑48通過(guò)墊片68的分配槽72的擴(kuò)口70(排放表面)處的毛細(xì)作用力被涂布，其中它然后從縫口擠塑模頭62擠出?？p口擠出邊緣74確保化學(xué)添加劑48通過(guò)墊片68的分配槽72的擴(kuò)口70從縫口擠塑模頭62出來(lái)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，涂敷器的排放表面接觸纖維結(jié)構(gòu)的距離大于約10cm、和/或大于約15cm、和/或大于約20cm。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，排放表面可用本領(lǐng)域已知的任何合適的清潔方法來(lái)清潔。
測(cè)試方法棉絨方法纖維結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的棉絨量用Sutherland Rub Tester來(lái)測(cè)量。此測(cè)試儀使用馬達(dá)在纖維結(jié)構(gòu)上摩擦已稱重的氈5次，同時(shí)將纖維結(jié)構(gòu)限制在靜止位置。在整個(gè)這種方法中，此纖維結(jié)構(gòu)可被稱為“纖維網(wǎng)”。在摩擦試驗(yàn)之前和之后測(cè)量Hunter色彩L值。然后，用這兩種Hunter色彩L值之間的差值計(jì)算棉絨值。
i.樣品準(zhǔn)備在棉絨摩擦測(cè)試之前，應(yīng)按照Tappi Method#T402OM-88對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行處理。此時(shí)，在10％至35％的相對(duì)濕度水平和22℃至40℃的溫度范圍下將樣品預(yù)處理24小時(shí)。在此預(yù)處理步驟后，應(yīng)在48％至52％的相對(duì)濕度和22℃至24℃的溫度范圍下處理樣品24小時(shí)。這種摩擦測(cè)試也應(yīng)限于在恒溫和恒濕的室內(nèi)進(jìn)行。
Sutherland Rub Tester可購(gòu)自Testing Machines，Inc.(Amityville，N.Y.，1701)。首先，通過(guò)除去和丟棄可能已經(jīng)在處理過(guò)程中(例如在輥的外側(cè)上)被擦傷的任何制品來(lái)準(zhǔn)備纖維網(wǎng)。對(duì)于由多層纖維網(wǎng)制成的制品而言，可用這種測(cè)試在多層制品上進(jìn)行棉絨測(cè)量，或者如果可分開各層而不損壞試樣，則可在構(gòu)成制品的個(gè)別層上進(jìn)行測(cè)量。如果給定樣品的表面間不同，則必須測(cè)試兩個(gè)表面并平均各值以便得到綜合的棉絨值。有時(shí)，制品由朝外的表面相同的多層纖維網(wǎng)制成，在這種情況下，僅需要測(cè)試一個(gè)表面。如果打算測(cè)試兩個(gè)表面，則必須獲得用于測(cè)試的六個(gè)試樣(單表面測(cè)試僅需要三個(gè)試樣)。應(yīng)將每個(gè)試樣對(duì)折，使得折痕沿著纖維網(wǎng)樣品的橫向(CD)延伸。對(duì)于兩表面測(cè)試而言，制成第一表面“朝外”的3個(gè)樣品和第二表面“朝外”的3個(gè)樣品。記住哪一個(gè)樣品是第一表面“朝外”和哪一個(gè)是第二表面“朝外”。
從Cordage Inc.(800 E.Ross Road，Cincinnati，Ohio，45217)得到76cm×102cm(30″× 40″)的Crescent #300紙板。用裁紙刀裁出六片尺寸為6.4cm×15cm(2.5″× 6″)的紙板。通過(guò)在SutherlandRub試驗(yàn)機(jī)的固定銷上用力壓紙板在六個(gè)紙板的每一個(gè)中打出兩個(gè)孔。
將每片6.4×15cm(2.5×6″)紙板片居中并小心地放置在前面六個(gè)折疊樣品的頂部。確保紙板的15cm(6″)尺寸平行于每個(gè)薄頁(yè)紙樣品的縱向(MD)。將每片紙板片居中并將其小心地放置在前面三個(gè)折疊樣品的頂部。再次確定紙板的15cm(6″)尺寸平行于每個(gè)纖維網(wǎng)樣品的縱向(MD)。
將纖維網(wǎng)試樣的暴露部分的一個(gè)邊緣折疊到紙板的后面。用購(gòu)自3MInc.(1.9cm(3/4″)寬的Scotch Brand，St.Paul，Minn.)的膠帶將這個(gè)邊緣固定到紙板上。小心地抓住另一個(gè)伸出的薄紙邊緣并且將其整齊地折疊到紙板的后面。在保持纖維網(wǎng)試樣與紙板緊密貼合的同時(shí)，將這個(gè)第二邊緣用膠帶粘貼到紙板后面。對(duì)于每個(gè)樣品重復(fù)該步驟。
翻轉(zhuǎn)每個(gè)樣品并將纖維網(wǎng)試樣的橫向邊緣粘貼到紙板上。膠帶的一半應(yīng)該接觸纖維網(wǎng)試樣，同時(shí)將另一半粘貼到紙板上。對(duì)于每個(gè)樣品重復(fù)該步驟。如果在樣品制備工序期間的任何時(shí)候薄紙樣品斷裂、撕破或產(chǎn)生磨損，將其丟棄并用一個(gè)新的薄紙樣品帶制成一個(gè)新樣品。
目前具有3個(gè)在紙板上第一側(cè)表面“朝外”的樣品和(可任選地)3個(gè)在紙板上第二側(cè)表面“朝外”的樣品。
ii.氈制備從Cordage Inc.(800 E.Ross Road，Cincinnati，Ohio，45217)得到76cm×102cm(30″×40″)的Crescent #300紙板。用裁紙刀裁出六片尺寸為5.7cm×18.4cm(2.25″×7.25″)的紙板。在紙板的白色側(cè)面上畫兩條平行于短尺寸并距頂部和底部最大邊緣2.85cm(1.125″)的線。使用一個(gè)直尺作為導(dǎo)向裝置用一個(gè)刀片小心劃出線的長(zhǎng)度。劃到約整個(gè)片厚的約一半的深度。這種劃線使紙板/氈組合能夠緊密貼合在Sutherland Rub試驗(yàn)機(jī)的砝碼周圍。在紙板的這個(gè)劃線側(cè)面畫一個(gè)平行于紙板的長(zhǎng)尺寸延伸的箭頭。
裁出六片黑氈(F-55或等價(jià)物，購(gòu)自Bristol，Conn.的550Broad Street的New England Gasket，06010)，尺寸為5.7cm×21.6cm×0.158cm(2.25″×8.5″×0.0625″)。將氈放置在紙板的未劃線的綠色側(cè)面頂部上，使得氈和紙板兩者的長(zhǎng)邊緣平行并成一直線。確保氈的絨毛側(cè)面朝上。也允許約1.27cm(0.5″)伸出到紙板的頂部和底部最大邊緣之外。用Scotch牌膠帶將兩個(gè)伸出的氈邊緣整齊地折疊到紙板的背側(cè)。制備總計(jì)六個(gè)氈/紙板組合物。
為使再現(xiàn)性最好，所有的樣品應(yīng)該用同一批氈進(jìn)行制作。很顯然，存在著單批氈完全用光的情況。在必須得到新的一批氈的那些情況下，應(yīng)該為氈的新批確定一個(gè)修正因子。為確定修正因子，要獲得有代表性的單個(gè)所關(guān)心的纖維網(wǎng)樣品和足夠的氈以組成24個(gè)新批和舊批的紙板/氈樣品。
如下所述并且在進(jìn)行任何摩擦之前，得到氈的新批和舊批的24個(gè)紙板/氈樣品中的每一個(gè)的Hunter的L讀數(shù)。計(jì)算舊批的24個(gè)紙板/氈樣品和新批的24個(gè)紙板/氈樣品二者的平均值。
緊接著，如下所述摩擦測(cè)試新批的24個(gè)紙板/氈板和舊批的24個(gè)紙板/氈板。確保對(duì)于舊批和新批的24個(gè)樣品中的每一個(gè)均使用同一纖維網(wǎng)批號(hào)。另外，在制備紙板/薄紙樣品過(guò)程中纖維網(wǎng)的取樣必須這樣進(jìn)行，將氈的新批和氈的舊批暴露開來(lái)，使薄紙樣品盡可能地具有代表性。丟棄任何可能已經(jīng)損壞或擦傷的制品。緊接著，得到用于校準(zhǔn)的48個(gè)纖維網(wǎng)樣品。將第一個(gè)樣品放置在實(shí)驗(yàn)室工作臺(tái)的最左側(cè)和將48個(gè)樣品中的最后一個(gè)放置在工作臺(tái)的最右側(cè)。在樣品的角上1cm×1cm面積內(nèi)將最左側(cè)的樣品標(biāo)上數(shù)字“1”。繼續(xù)將樣品連續(xù)標(biāo)記到48，使得最右側(cè)的最后一個(gè)樣品的編號(hào)為48。
對(duì)于新氈的樣品采用24個(gè)奇數(shù)編號(hào)以及對(duì)于舊氈的樣品采用24個(gè)偶數(shù)編號(hào)。按從最小到最大的順序排列奇數(shù)樣品。按從最小到最大的順序排列偶數(shù)樣品。此刻，用字母“F”(對(duì)于“第一側(cè)面”)標(biāo)記每批的最小號(hào)碼。用字母“S”(對(duì)于第二側(cè)面)標(biāo)記下一個(gè)最大號(hào)碼。繼續(xù)按這種交替的“F”/“S”模式標(biāo)記樣品。對(duì)于第一表面“朝外”的棉絨分析采用“F”樣品以及對(duì)于第二側(cè)表面“朝外”棉絨分析采用“S”樣品。目前氈的新批和氈的舊批具有的樣品總數(shù)為24個(gè)。在這24個(gè)樣品中，十二個(gè)是用于第一側(cè)表面“朝外”棉絨分析以及12個(gè)是用于第二側(cè)表面“朝外”棉絨分析。
對(duì)于舊氈的所有的24個(gè)樣品如下面所述摩擦和測(cè)量Hunter色彩L值。記錄下舊氈的12個(gè)第一側(cè)表面的Hunter色彩L值。對(duì)12個(gè)數(shù)值進(jìn)行平均。記錄下舊氈的12個(gè)第二側(cè)表面的Hunter色彩L值。對(duì)12個(gè)數(shù)值進(jìn)行平均。從第一側(cè)表面摩擦樣品的平均Hunter色彩L讀數(shù)中減去平均初始未摩擦氈的Hunter色彩L讀數(shù)。這是第一側(cè)表面樣品的增量平均差。從第二側(cè)表面已摩擦樣品的Hunter色彩L的平均讀數(shù)中減去初始未摩擦的氈的Hunter色彩L的平均讀數(shù)。這是第二側(cè)表面樣品的增量平均差。計(jì)算第一側(cè)表面的增量平均差和第二側(cè)表面的增量平均差之和并將這個(gè)總和除以2。這是舊氈的未修正的棉絨值。如果對(duì)于舊氈存在著一個(gè)通用的氈修正因子，則將它加到舊氈的未修正的棉絨值上。該值為舊氈的修正棉絨值。
如下所述對(duì)于新氈的所有的24個(gè)樣品摩擦和測(cè)量Hunter色彩L值。記錄下新氈的12個(gè)第一側(cè)表面的Hunter色彩L值。對(duì)12個(gè)數(shù)值進(jìn)行平均。記錄下新氈的12個(gè)第二側(cè)表面Hunter色彩L值。對(duì)12個(gè)數(shù)值進(jìn)行平均。從第一側(cè)表面摩擦樣品的平均Hunter色彩L讀數(shù)中減去平均初始未摩擦氈的Hunter色彩L讀數(shù)。這是第一側(cè)表面樣品的增量平均差。從第二側(cè)表面已摩擦樣品的Hunter色彩L的平均讀數(shù)中減去初始未摩擦的氈的Hunter色彩L的平均讀數(shù)。這是第二側(cè)表面樣品的增量平均差。計(jì)算第一側(cè)表面的增量平均差和第二側(cè)表面的增量平均差的總和并將這個(gè)總和除以2。其為新氈的未修正的棉絨值。
取舊氈的修正棉絨值和新氈的未修正的棉絨值之差。該差值為氈的新批的氈修正因子。將這個(gè)氈修正因子加到新氈的未修正棉絨值上應(yīng)該與舊氈的修正的棉絨值完全相等。注意以上程序意味著用一個(gè)雙面試樣進(jìn)行校準(zhǔn)。如果希望或必須采用單面試樣進(jìn)行氈校準(zhǔn)，則它可得到令人滿意的結(jié)果，然而，對(duì)于每個(gè)氈仍然應(yīng)該進(jìn)行總共24次測(cè)試。
iii.4磅砝碼的保養(yǎng)四磅砝碼具有四平方英寸的有效接觸區(qū)域，提供每平方英寸一磅的接觸壓。由于接觸壓力可通過(guò)更換安裝在砝碼表面上的橡膠墊而改變，采用僅由廠商(Brown Inc.，Mechanical Services Department，Kalamazoo，Mich.)供應(yīng)的橡膠墊很重要。如果這些墊變硬、磨損或碎裂，則必須進(jìn)行更換。當(dāng)不使用時(shí)，必須要使得墊不支撐砝碼的總重量來(lái)放置砝碼。砝碼最好側(cè)放保存。
iv.摩擦試驗(yàn)機(jī)儀器校準(zhǔn)在使用之前首先必須校準(zhǔn)Sutherland Rub Tester。首先，通過(guò)將試驗(yàn)機(jī)開關(guān)移動(dòng)到“cont”位置開啟Sutherland Rub Tester。當(dāng)試驗(yàn)機(jī)懸臂處在與使用者最近的位置時(shí)，將試驗(yàn)機(jī)的開關(guān)旋到“auto”位置。通過(guò)將大刻度盤上的指針臂移動(dòng)到“five”位置設(shè)定，將試驗(yàn)機(jī)設(shè)定為運(yùn)行5個(gè)行程。一個(gè)行程是砝碼的一次和完全的前進(jìn)和倒退運(yùn)動(dòng)。在每次試驗(yàn)的開始和結(jié)束時(shí)，摩擦塊的末端應(yīng)該處在與操作者最近的位置。
如上所述在紙板樣品上準(zhǔn)備一個(gè)試樣。另外，如上所述在紙板樣品上準(zhǔn)備一個(gè)氈。這兩種試樣將被用于儀器的校準(zhǔn)并且將不被用于采集實(shí)際樣品的數(shù)據(jù)。
通過(guò)將紙板上的孔滑進(jìn)固定銷上將這個(gè)校準(zhǔn)纖維網(wǎng)樣品放置在試驗(yàn)機(jī)的底板上。固定銷防止樣品在測(cè)試期間移動(dòng)。將校準(zhǔn)氈/紙板樣品夾緊到四磅砝碼上，其中紙板側(cè)接觸砝碼墊。確保紙板/氈組合物平靠著砝碼。將這個(gè)砝碼鉤吊到試驗(yàn)機(jī)懸臂上并輕輕地將薄紙樣品放在砝碼/氈組合物的下面。砝碼最靠近操作者的末端必須在纖維網(wǎng)樣品的紙板上而不是纖維網(wǎng)樣品自身上。氈必須平靠在薄紙樣品上并且必須100％與纖維網(wǎng)表面接觸。按下“push”按鈕啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)。
數(shù)行程的數(shù)目并觀察和留意壓著砝碼的氈相對(duì)于樣品的開始和停止位置。如果行程總數(shù)是五，并且如果最接近操作者的壓著砝碼的氈的末端在本試驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)是在纖維網(wǎng)樣品的紙板上，則試驗(yàn)機(jī)被校準(zhǔn)并可投入使用。如果行程總數(shù)不是五，或者如果最接近操作者的壓著砝碼的氈的末端在本試驗(yàn)或是開始或是結(jié)束時(shí)是在實(shí)際纖維網(wǎng)樣品上，則重復(fù)此校準(zhǔn)程序直到數(shù)到5個(gè)行程在試驗(yàn)的開始和結(jié)束時(shí)最接近操作者的壓著砝碼的氈的末端均位于紙板的上方為止。在樣品的實(shí)際測(cè)試期間，監(jiān)控和觀察行程數(shù)和壓著砝碼的氈的開始和停止點(diǎn)。必要時(shí)重新校準(zhǔn)。
v.HUNTER COLOR METER標(biāo)定根據(jù)儀器的操作手冊(cè)中所述程序調(diào)節(jié)黑白標(biāo)準(zhǔn)板的Hunter ColorDifference Meter。也要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的穩(wěn)定性檢查以及日常穩(wěn)定性檢查，如果在過(guò)去的八小時(shí)內(nèi)還沒(méi)有這么做的話。另外，必須檢查零反射并且如果需要進(jìn)行重新調(diào)節(jié)。將標(biāo)準(zhǔn)白板放在儀器孔下面的樣品臺(tái)上。松開樣品臺(tái)并使樣品板能夠被升高到樣品孔的下面。使用“L-Y”、“a-X”和“b-Z”校準(zhǔn)旋鈕調(diào)節(jié)儀器以在依次壓下“L”、“a”和“b”按鈕時(shí)讀出“L”、“a”和“b”的標(biāo)準(zhǔn)白板值。
vi.樣品的測(cè)量棉絨測(cè)量中的第一步驟是在纖維網(wǎng)樣品上進(jìn)行摩擦之前測(cè)量黑氈/紙板樣品的Hunter色值。該測(cè)量的第一步驟是從Hunter測(cè)色儀的儀器孔下降低標(biāo)準(zhǔn)白板。在標(biāo)準(zhǔn)板的頂部上，使覆蓋著紙板的氈居中，其中箭頭指向色差計(jì)的背側(cè)。松開樣品臺(tái)，使覆蓋著紙板的氈能夠被升高到樣品孔下。
因?yàn)闅謱拑H略大于視區(qū)直徑，要確保氈完全覆蓋視區(qū)。在確認(rèn)完全覆蓋之后，按下L按鈕并等待讀數(shù)穩(wěn)定。讀出并記錄下這個(gè)L值，精確到0.1個(gè)單位。
如果采用了D25D2A頭，則降低覆蓋著紙板的氈和板，將覆蓋著紙板的氈旋轉(zhuǎn)90°，因此箭頭指向測(cè)色計(jì)的右側(cè)。接下來(lái)，松開樣品臺(tái)并再一次檢查以確保視區(qū)完全被氈蓋住。按下L按鈕。讀數(shù)并記錄下這個(gè)值，精確到0.1個(gè)單位。對(duì)于D25D2M單元，所記錄下的值為Hunter色彩L值。對(duì)于也記錄下了旋轉(zhuǎn)樣品讀數(shù)的D25D2A頭而言，Hunter色彩L值是兩個(gè)記錄值的平均值。
對(duì)于所有的覆蓋著紙板的氈采用本技術(shù)測(cè)量Hunter色彩L值。如果所有Hunter色彩L值彼此相差不到0.3個(gè)單位，則取平均值得到初始L讀數(shù)。如果Hunter色彩L值相差超過(guò)0.3個(gè)單位，則廢棄那些超出界限之外的氈/紙板組合。準(zhǔn)備新的樣品并重復(fù)Hunter色彩L測(cè)量，直到所有的樣品彼此相差不到0.3個(gè)單位為止。
對(duì)于實(shí)際的纖維網(wǎng)樣品/紙板組合測(cè)量，通過(guò)將紙板上的孔滑進(jìn)固定銷上將纖維網(wǎng)樣品/紙板組合放置在試驗(yàn)機(jī)的底板上。固定銷防止樣品在測(cè)試期間移動(dòng)。將校準(zhǔn)氈/紙板樣品夾緊到四磅砝碼上，其中紙板側(cè)接觸砝碼墊。確保紙板/氈組合平靠在砝碼上。將這個(gè)砝碼吊在試驗(yàn)機(jī)臂上并輕輕地將纖維網(wǎng)樣品放在砝碼/氈組合的下方。砝碼最靠近操作者的末端必須在纖維網(wǎng)樣品的紙板上而不是纖維網(wǎng)樣品自身上。氈必須平放在纖維網(wǎng)樣品上并且必須100％與纖維網(wǎng)表面接觸。
緊接著，通過(guò)按下“push”按鈕啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)。在五次行程結(jié)束時(shí)，試驗(yàn)機(jī)將自動(dòng)停止。注意壓著砝碼的氈相對(duì)于樣品的停止位置。如果壓著砝碼的氈朝向操作者的末端是在紙板上，則試驗(yàn)機(jī)運(yùn)行正常。如果壓著砝碼的氈朝向操作者的末端是在樣品上，將這次測(cè)量作廢并如SutherlandRub Tester Calibration部分所述重新校準(zhǔn)。
將砝碼從覆蓋著紙板的氈上卸去。檢查纖維網(wǎng)樣品。如果撕破了，則丟棄氈和纖維網(wǎng)樣品并重新開始。如果纖維網(wǎng)樣品完整無(wú)損，則從砝碼上除去覆蓋著紙板的氈。對(duì)于坯氈，如上所述在覆蓋著紙板的氈上確定Hunter色彩L值。摩擦后記錄下氈的Hunter色彩L讀數(shù)。摩擦、測(cè)量和記錄下所有剩余樣品的Hunter色彩L值。在所有的纖維網(wǎng)試樣已經(jīng)被測(cè)量之后，除去并扔掉所有的氈。氈條不被再次使用。紙板使用到它們被彎曲、撕破、變軟和不再具有光滑表面為止。
vii.計(jì)算通過(guò)從樣品的第一側(cè)表面和第二側(cè)表面的每個(gè)測(cè)量值中減去未使用的氈的平均初始L讀數(shù)確定ΔL值如下。
對(duì)于在兩個(gè)表面上測(cè)量的樣品，從三個(gè)第一側(cè)表面L讀數(shù)中的每一個(gè)和三個(gè)第二側(cè)表面L讀數(shù)中的每一個(gè)中減去未使用氈的平均初始L讀數(shù)。計(jì)算三個(gè)第一側(cè)表面值的平均增量。計(jì)算三個(gè)第二側(cè)表面值的平均增量。從這些平均值中的每一個(gè)中減去氈因子。最終結(jié)果即為纖維網(wǎng)第一側(cè)表面的棉絨值和第二側(cè)表面的棉絨值。
通過(guò)取第一側(cè)表面和第二側(cè)表面上的棉絨值的平均值，獲得了可適用于特定纖維網(wǎng)或制品的棉絨值。換句話講，計(jì)算棉絨值要采用下式
對(duì)于只針對(duì)一個(gè)表面測(cè)量的樣品，從三個(gè)L讀數(shù)中的每一個(gè)中減去未使用的氈的平均初始L讀數(shù)。計(jì)算三個(gè)表面值的平均增量。從這個(gè)平均值中減去氈因子。最終結(jié)果即為那個(gè)特定纖維網(wǎng)或制品的棉絨值。
粘度方法粘度使用Dynamic Stress Rheometer Model SR500(市售自Rheometrics Scientific，Inc.，Piscatawy，NJ)在100秒-1的剪切速率下測(cè)量。樣品經(jīng)過(guò)線性應(yīng)力掃描，該掃描施加一定范圍的應(yīng)力，每次都在恒定振幅下。粘度測(cè)試的條件為樣品板為25mm平行絕緣板；裝置間隙為0.5mm；樣品溫度是與涂敷化學(xué)添加劑時(shí)的纖維結(jié)構(gòu)溫度一致的溫度；樣品體積為至少0.2455cm3；起始剪切應(yīng)力為10達(dá)因/平方厘米；最終剪切應(yīng)力為1,000達(dá)因/平方厘米；應(yīng)力遞增為每20秒施加25達(dá)因/平方厘米。
方法在間隙打開的情況下，將樣品置于樣品板上。按制造商的說(shuō)明書關(guān)閉間隙并操作流變儀來(lái)使用以上所規(guī)定的應(yīng)力遞增量來(lái)測(cè)量粘度，粘度為起始剪切應(yīng)力和最終剪切應(yīng)力之間的剪切應(yīng)力的函數(shù)。
結(jié)果與計(jì)算所得圖繪制成x軸為log剪切速率(s.sup.-1)，左y軸為log粘度，泊(P)，右y軸為應(yīng)力(達(dá)因/cm.sup.2)。粘度值在剪切速率為100(s.sup.-1)的條件下讀取。粘度通過(guò)乘以100從P換算成厘泊(cP)。
密度方法本文所用術(shù)語(yǔ)如本發(fā)明所述的纖維結(jié)構(gòu)和/或包含如本發(fā)明所述纖維結(jié)構(gòu)的薄頁(yè)衛(wèi)生紙制品的密度是計(jì)算的平均(“表觀”)密度。本文所用術(shù)語(yǔ)薄頁(yè)紙的密度是以該紙的定量除以厚度計(jì)算得出的平均密度，其中進(jìn)行適當(dāng)?shù)膯挝粨Q算。本文所用的薄頁(yè)紙厚度是該紙?jiān)诮?jīng)受95克/英寸壓縮載荷時(shí)的厚度。本文所用術(shù)語(yǔ)薄頁(yè)紙的密度是平均密度以該紙的定量除以厚度計(jì)算得出的平均密度，其中進(jìn)行適當(dāng)?shù)膯挝粨Q算。本文所用的薄頁(yè)紙厚度是該紙?jiān)诮?jīng)受15.5g/cm sup.2(95克/英寸.sup.2)壓縮載荷時(shí)的厚度。本文所用術(shù)語(yǔ)薄頁(yè)紙的密度是以該紙的定量除以厚度計(jì)算得出的平均密度，其中進(jìn)行適當(dāng)?shù)膯挝粨Q算。本文所用的薄頁(yè)紙厚度是該紙?jiān)诮?jīng)受15.5g/cm.sup.2(95克/英寸.sup.2)載荷時(shí)的厚度。本文所用術(shù)語(yǔ)薄頁(yè)紙的密度是以該紙的定量除以厚度計(jì)算得出的平均密度，其中進(jìn)行適當(dāng)?shù)膯挝粨Q算。本文所用的薄頁(yè)紙厚度是該紙?jiān)诮?jīng)受15.5g/cm.sup.2(95克/英寸.sup.2)載荷時(shí)的厚度。本文所用術(shù)語(yǔ)薄頁(yè)紙的密度是以該紙的定量除以厚度計(jì)算得出的平均密度，其中進(jìn)行適當(dāng)?shù)膯挝粨Q算。本文所用的薄頁(yè)紙厚度是該紙?jiān)诮?jīng)受15.5g/cm.sup.2(95克/英寸.sup.2)載荷時(shí)的厚度。本文所用術(shù)語(yǔ)薄頁(yè)紙的密度是以該紙的定量除以厚度計(jì)算得出的平均密度，其中進(jìn)行適當(dāng)?shù)膯挝粨Q算。本文所用的薄頁(yè)紙厚度是該紙?jiān)诮?jīng)受15.5g/cm sup.2(95克/英寸.sup.2)壓縮載荷時(shí)的厚度。同樣纖維結(jié)構(gòu)或薄頁(yè)衛(wèi)生紙制品的定量除以厚度，進(jìn)行適當(dāng)?shù)膯挝粨Q算。本文所用的纖維結(jié)構(gòu)和/或薄頁(yè)衛(wèi)生紙制品的厚度是該纖維結(jié)構(gòu)或包含這種纖維結(jié)構(gòu)的薄頁(yè)衛(wèi)生紙制品在經(jīng)受15.5g/cm2的壓縮載荷時(shí)的厚度。
定量稱量方法本文所用的“定量”是每單位面積樣品的重量，記為磅/3000平方英尺或g/m2。定量的測(cè)定是通過(guò)準(zhǔn)備一個(gè)或多個(gè)具有確定面積(m2) 的樣品，然后在最小分辨率為0.01g的上皿天平上稱量如本發(fā)明所述的纖維結(jié)構(gòu)和/或包含這種纖維結(jié)構(gòu)的紙制品的樣品。所述天平使用氣流罩防止其受氣流和其它干擾的影響。當(dāng)天平上讀數(shù)恒定時(shí)記錄重量。計(jì)算平均重量(g)和樣品的平均面積(m2)。用平均重量(g)除以樣品的平均面積(m2)計(jì)算出定量(g/m2)。
總干拉伸強(qiáng)度方法本發(fā)明的纖維結(jié)構(gòu)和/或包含這種纖維結(jié)構(gòu)的紙制品的“總干拉伸強(qiáng)度”或“TDT”測(cè)定如下。準(zhǔn)備2.5cm×12.7cm(一(1)英寸乘五(5)英寸)的纖維結(jié)構(gòu)帶和/或包含這種纖維結(jié)構(gòu)的紙制品帶。將該帶置于在控制條件為溫度方28℃±2.2℃(約73°F±4°F)且相對(duì)濕度為50％±10％的房間內(nèi)的電子張力檢驗(yàn)器(Model 1122，購(gòu)自Instron Corp.，Canton，Massachusetts)上。張力檢驗(yàn)器的十字頭速度為約5.1c米/分鐘(2.0英寸每分鐘)，且標(biāo)距為約10.2cm(4.0英寸)。所述TDT為所述帶的MD和CD拉伸強(qiáng)度的算術(shù)和。
本文所用的“縱向”或“MD”是指平行于所述纖維結(jié)構(gòu)在造紙機(jī)和/或產(chǎn)品制造設(shè)備上流向的方向。
本文所用的“橫向”或“CD”是指在所述纖維結(jié)構(gòu)和/或包含該纖維結(jié)構(gòu)的紙制品的同一平面內(nèi)垂直于縱向的方向。
總濕拉伸強(qiáng)度方法使用電子張力檢驗(yàn)器(Thwing-Albert EJA Materials Tester，Thwing-Albert Instrument Co.，10960 Dutton Rd.，Philadelphia，Pa.，19154)，并且以十字頭速度為約10.16cm(4.0英寸)每分鐘，而標(biāo)距為約2.54cm(1.0英寸)運(yùn)行，使用2.54cm(1英寸)寬且長(zhǎng)度大于7.6cm(3英寸)長(zhǎng)的纖維結(jié)構(gòu)帶。帶的兩端置于機(jī)器的上夾具中，然后將帶的中心置于不銹鋼釘(直徑0.5cm)周圍。證實(shí)該條帶均勻地彎曲在鋼釘周圍后，在啟動(dòng)十字頭運(yùn)動(dòng)之前將該條帶浸泡在約20℃的蒸餾水中，浸泡時(shí)間為5秒。測(cè)試的最初結(jié)果是以一列以載荷(克力)對(duì)十字頭位移(離開起始點(diǎn)的厘米數(shù))形式的數(shù)據(jù)。
該樣品在MD和CD定向兩種情況下都進(jìn)行測(cè)試。纖維結(jié)構(gòu)的濕拉伸強(qiáng)度計(jì)算如下總濕拉伸強(qiáng)度＝最大載荷MD(gf)/2(英寸寬度)+最大載荷CD(gf)/2(英寸寬度)在發(fā)明詳述中所有引用文獻(xiàn)的相關(guān)部分均引入本文以供參考；任何文獻(xiàn)的引用不可解釋為是對(duì)其作為本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)的認(rèn)可。
盡管已用具體實(shí)施方案來(lái)說(shuō)明和描述了本發(fā)明，但對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，在不背離本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍的情況下可作出許多其它的變化和修改。因此，有意識(shí)地在附加的權(quán)利要求書中包括本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種處理需要處理的纖維結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括將包含化學(xué)添加劑的處理組合物遞送至所述纖維結(jié)構(gòu)以使所述纖維結(jié)構(gòu)被處理的步驟，特征在于所述化學(xué)添加劑被一種或多種下列遞送體系遞送至所述纖維結(jié)構(gòu)a.提供一個(gè)接觸所述纖維結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)移表面，其中在所述轉(zhuǎn)移表面和所述纖維結(jié)構(gòu)之間存在速度差，并且其中所述處理組合物是可釋放地與所述轉(zhuǎn)移表面相結(jié)合；和/或b.提供一種涂敷器，通過(guò)該涂敷器可將所述化學(xué)添加劑遞送至所述纖維結(jié)構(gòu)，其中所述涂敷器包括與所述纖維結(jié)構(gòu)接觸，距離大于10cm的排放表面，其中所述化學(xué)添加劑從所述排放表面排放至所述纖維結(jié)構(gòu)；和/或c.提供一種噴嘴涂敷器，通過(guò)該涂敷器可將所述化學(xué)添加劑遞送至所述纖維結(jié)構(gòu)，其中所述噴嘴涂敷器包括至少一個(gè)包含液體出口的噴嘴，所述液體出口終止于距所述纖維結(jié)構(gòu)小于3cm的間距，其中所述化學(xué)添加劑通過(guò)所述至少一個(gè)噴嘴排放。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述轉(zhuǎn)移表面選自Yankee干燥機(jī)表面、壓光輥表面、舒展輥表面、轉(zhuǎn)向輥表面以及它們的混合。
3.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述纖維結(jié)構(gòu)顯示具有大于2的棉絨值。
4.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中當(dāng)所述化學(xué)添加劑接觸所述纖維結(jié)構(gòu)時(shí)，所述纖維結(jié)構(gòu)正以大于500米/分鐘的速度移動(dòng)。
5.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述處理組合物為液體形式；優(yōu)選粘度大于50cP和小于5000cP的液體。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述化學(xué)添加劑包含小滴，所述小滴的平均小滴主要尺寸為5微米至500微米。
7.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述化學(xué)添加劑包含化學(xué)軟化劑；優(yōu)選季化合物；更優(yōu)選地所述化學(xué)軟化劑具有下式 其中m為1至3；每個(gè)R1獨(dú)立地為C1-C6烷基、羥烷基、烴基或取代烴基、烷氧基、芐基以及它們的混合物；每個(gè)R2獨(dú)立地為C14-C22烷基、羥烷基、烴基或取代烴基、烷氧基、芐基以及它們的混合物；X-為任何與軟化劑相容的陰離子。
8.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述纖維結(jié)構(gòu)在造紙機(jī)上制備。
9.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述速度差為至少0.1％；優(yōu)選至少0.5％；更優(yōu)選至少1％。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述涂敷器包括縫口擠塑模頭。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述至少一個(gè)噴嘴包括擺動(dòng)噴嘴。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法還包括清潔所述遞送系統(tǒng)的步驟。
13.一種依據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法制造的纖維結(jié)構(gòu)。
14.一種單層或多層薄頁(yè)衛(wèi)生紙制品，所述薄頁(yè)衛(wèi)生紙制品包括如權(quán)利要求13所述的纖維結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供了處理需要用化學(xué)添加劑(如化學(xué)軟化劑)處理纖維結(jié)構(gòu)和由其所制造的產(chǎn)品的方法。
文檔編號(hào)D21H23/52GK1802471SQ200480015974
公開日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2004年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月17日
發(fā)明者K·D·文森, J·A·菲克, K·P·穆罕默德, R·M·波旁, P·J·科法羅 申請(qǐng)人:寶潔公司