專(zhuān)利名稱(chēng)：具有偏向的表面特性的柔軟的加填料的薄頁(yè)紙的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及起皺的薄頁(yè)紙制品和方法。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及由纖維素紙漿與非纖維素的水不溶的顆粒填料制造的起皺的薄頁(yè)紙制品。
背景技術(shù)：
衛(wèi)生用的薄頁(yè)紙制品已被廣泛使用。這樣的物品在商業(yè)上是以適用于各種應(yīng)用諸如面巾紙、衛(wèi)生紙和吸水紙巾的形式提供的。這些制品的規(guī)格，即定量、厚度、強(qiáng)度、紙頁(yè)尺寸、配料介質(zhì)等等經(jīng)常是非常不同的，但是它們是由共同的制備方法，所謂的起皺造紙法而相互聯(lián)系的。
起皺是一種在機(jī)器方向上機(jī)械壓縮紙的方式。其結(jié)果是定量(單位面積的質(zhì)量)增加和許多物理性質(zhì)的驚人變化，特別是當(dāng)在機(jī)器方向測(cè)量時(shí)。起皺通常是在機(jī)器操作中用柔軟的刀片—一種所謂的刮刀片朝向單烘缸而完成的。
單烘缸是一個(gè)大直徑的、通常為8～20英尺的鼓，它用蒸汽加壓來(lái)提供熱表面以便在造紙過(guò)程結(jié)束時(shí)完成造紙紙幅的干燥。紙幅首先在有孔的成型載體上形成、諸如長(zhǎng)網(wǎng)上，在該處紙幅被脫去分散纖維淤漿所必不可少的大量水，被輸送到所謂壓縮段的毛毯或織物，在最后的半干燥條件輸送到完成干燥的單烘缸表面之前，在該處通過(guò)機(jī)械壓縮紙或通過(guò)某些其他脫水方法例如用熱空氣穿透干燥而繼續(xù)脫水。
各種起皺的薄頁(yè)紙制品通過(guò)普通消費(fèi)者對(duì)一組相互矛盾的物理性質(zhì)令人舒適的觸感、即柔軟度和同時(shí)具有的高強(qiáng)度與耐掉毛和掉粉性要求而進(jìn)一步互相聯(lián)系。
柔軟度指由消費(fèi)者在他/她手持具體制品來(lái)回摩擦他/她的皮膚，或在他/她的手中揉皺具體制品時(shí)所感到的觸感。此觸感是由是幾種物理性質(zhì)的結(jié)合而提供的。涉及柔軟度的最重要的物理性質(zhì)之一通常是由技術(shù)熟練人員就制造制品的紙幅硬挺度來(lái)考慮的。硬挺度本身通常被認(rèn)為是與紙幅的強(qiáng)度直接有關(guān)的。
強(qiáng)度是在使用條件下制品和構(gòu)成制品的紙幅保持物理整體性、抗撕裂性、耐破裂性和耐粉碎性的一種能力。
掉毛(linting)和掉粉(dusting)是指紙幅在處理或使用期間掉落未粘合的或松散粘合的纖維或顆粒填料的趨向。
起皺的薄頁(yè)紙通常主要包括造紙纖維。經(jīng)常還包括諸如濕強(qiáng)度膠粘劑或干強(qiáng)度膠粘劑、助留劑、表面活性劑、漿料、化學(xué)軟化劑、皺紋促進(jìn)劑等的少量的化學(xué)功能劑，但是它們一般僅以少量被使用。最常用于起皺的薄頁(yè)紙的造紙纖維是新鮮的化學(xué)木漿。
隨著世界天然資源供應(yīng)受到日漸增大的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境影響，減少林木產(chǎn)品例如在衛(wèi)生用紙等產(chǎn)品中新鮮的化學(xué)木漿的消耗的壓力日漸上升。一種擴(kuò)大給定量的木漿供應(yīng)而不影響制品質(zhì)量的方法是用高產(chǎn)量纖維例如機(jī)械漿或化學(xué)-機(jī)械漿取代新鮮的化學(xué)漿纖維或使用再生纖維。不幸的是，隨著這種變換纖維通常伴隨出現(xiàn)明顯嚴(yán)重的性能變劣。這樣的纖維常具有高的粗糙度并且這會(huì)造成喪失所選擇的原纖維的松軟度所賦予的天鵝絨感。在機(jī)械或化學(xué)-機(jī)械釋放纖維的情況中，高粗糙度是由于保留了原始木材物質(zhì)的非-纖維素組分之故，這樣的組分包括木素與所謂的半纖維素。這造成在不增加長(zhǎng)度的情況下使每一纖維的重量增加?；厥盏募埑３？赡苓€具有高的機(jī)械漿含量，但是，甚至在為縮小此影響而在選擇廢紙的級(jí)別中采取預(yù)期的所有的注意措施的情況下，仍經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)高粗糙度。據(jù)說(shuō)這是由于纖維結(jié)構(gòu)的不純混合物引起的，當(dāng)來(lái)自各種來(lái)源的紙被摻混而制造再生漿時(shí)不純物必然會(huì)存在。例如，由于實(shí)質(zhì)上主要是北美硬木因而可能選用某些廢紙；然而，人們經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)來(lái)自較粗糙的軟木纖維的過(guò)量污染物，甚至最有害的樹(shù)種例如美國(guó)南方松的變種。此處作為參考文獻(xiàn)而編入的Carstens的1981年11月17日頒布的美國(guó)專(zhuān)利4300981解釋了由主纖維所賦予的紋理與表面質(zhì)量。此處作為參考文獻(xiàn)而編入的Vinson的1993年7月20日頒布的美國(guó)專(zhuān)利5228954和Vinson的1995年4月11日頒布的美國(guó)專(zhuān)利5405499公開(kāi)了提高這樣纖維源的品質(zhì)從而它們受到較少的有害影響的方法，但是纖維的取代量仍是受限制的和新的纖維源本身供應(yīng)有所限制從而由此限制其使用。
申請(qǐng)人現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)另一種限制在衛(wèi)生用薄頁(yè)紙中使用木漿以便用低成本、易得到的填料例如高嶺粘土或碳酸鈣部分取代它的方法。盡管本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員知道此作法在造紙工業(yè)的某些部分已被采用多年，但是他們還考慮到將此方法擴(kuò)展到衛(wèi)生用薄頁(yè)紙制品會(huì)涉及到許多具體的困難，這些困難直至今日仍阻礙其實(shí)施。
第一個(gè)主要的限制是在造紙過(guò)程中如何保持填料。在紙制品中衛(wèi)生用薄頁(yè)紙是處于低定量的極端處。當(dāng)薄頁(yè)紙幅從單烘缸被卷繞在紙軸上時(shí)，薄頁(yè)紙幅的定量一般僅為約15g/m2并由于在起皺刮刀處產(chǎn)生的起皺或按比例縮小之故，在機(jī)器的成型、壓縮和干燥段的干纖維定量實(shí)際上低于成品的干定量的約10％～約20％。由于低的定量而引起保留填料困難的復(fù)雜化，薄頁(yè)紙幅占有非常低的密度，當(dāng)它被卷繞在紙軸上時(shí)通常具有表觀密度僅為約0.1g/cm3或以下。盡管知道該膨松性的某些是在起皺刮刀處產(chǎn)生的，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道薄頁(yè)紙幅通常由較游離狀漿料形成的，這意味其組成纖維不是通過(guò)打漿而成為松軟的。在實(shí)踐中要求薄頁(yè)紙?jiān)旒垯C(jī)在非常高速度下操作；因此，游離狀漿料必須防止過(guò)高的成型壓力和干燥負(fù)荷。組成游離狀漿料的較堅(jiān)韌纖維在胚紙幅形成時(shí)保持其支撐胚紙幅的能力。本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員馬上會(huì)認(rèn)識(shí)到這樣低的重量、低密度結(jié)構(gòu)不能提供在紙幅形成時(shí)過(guò)濾細(xì)顆粒的機(jī)會(huì)?；旧衔幢还潭ㄔ诶w維表面的填料顆粒會(huì)被高速趨近的流動(dòng)體系的急流所沖出而被拋入到液相中，并穿過(guò)胚紙幅進(jìn)入到從成型紙幅中排出的水中。用來(lái)形成紙幅的水僅僅重復(fù)循環(huán)使得顆粒濃度增加到一定程度，此時(shí)填料開(kāi)始從紙中排出。在廢水中這樣的固體濃度是不能使用的。
第二個(gè)主要限制是一般不能使顆粒填料在形成的紙幅被干燥時(shí)以各造紙纖維彼此相粘合的方式粘合到造紙纖維上。這將降低制品的強(qiáng)度。填料加入引起強(qiáng)度降低，如果這未被校正的話會(huì)對(duì)本已相當(dāng)軟弱的制品構(gòu)成嚴(yán)重的限制。被要求用來(lái)恢復(fù)強(qiáng)度的步驟例如增加纖維打漿度或使用化學(xué)增強(qiáng)劑也是經(jīng)常受到限制的。
填料對(duì)紙頁(yè)完整性的有害影響還經(jīng)常會(huì)由于插入壓力毛毯或由從壓縮段到單烘缸的輸送不良而引起衛(wèi)生問(wèn)題。
最后，含填料的薄頁(yè)紙制品是易于掉毛或掉粉的。這不僅是因?yàn)樘盍媳旧聿荒鼙缓芎玫匕鼕A在紙幅中，而且還因?yàn)樗鼈兙哂腥缟纤龅囊种普澈系淖饔枚鹄w維錨固到結(jié)構(gòu)中的局部變?nèi)?。此傾向在起皺造紙過(guò)程中和隨后的轉(zhuǎn)化操作中由于紙被加工時(shí)易產(chǎn)生過(guò)多的粉塵而引起操作困難。另一種考慮是使用由加填料的薄頁(yè)紙制的衛(wèi)生用薄頁(yè)紙制品的使用者要求這樣的紙制品是較少掉毛或掉粉的。通過(guò)使用化學(xué)粘合劑或機(jī)械精磨來(lái)克服此傾向的努力總是會(huì)引起薄頁(yè)紙制品變粗。
因此，在單烘缸紙機(jī)上造紙時(shí)使用填料已是受到嚴(yán)格限制的。在此處作為參考文獻(xiàn)被編入的，在1940年10月1日頒布的Thiele的美國(guó)專(zhuān)利2216143討論了填料對(duì)單烘缸紙機(jī)的限制問(wèn)題并公開(kāi)一種如何克服這些限制的結(jié)合方法。不幸的是，該方法需要在毛毯面和單烘缸相接觸時(shí)在紙頁(yè)的毛毯面上涂覆一層粘合劑粘結(jié)的顆粒的麻煩的單元操作。此操作對(duì)近代的高速單烘缸造紙機(jī)是行不通的，而且本領(lǐng)域的熟練人員知道Thiele的方法將生產(chǎn)出的是涂布的薄頁(yè)紙而不是加填料的薄頁(yè)紙制品?！凹犹盍系谋№?yè)紙”與“涂布的薄頁(yè)紙”在生產(chǎn)方法上是有區(qū)別，即，“加填料的薄頁(yè)紙”是在它組合成紙幅之前已具有被添加到纖維的顆粒物質(zhì)的紙，而“涂布的薄頁(yè)紙”是在紙幅基本上組成后具有被添加的顆粒物質(zhì)的紙。作為這樣差別的結(jié)果，加填料的薄頁(yè)紙制品可被認(rèn)為是一種在單烘缸紙機(jī)上制成的重量較輕的、低密度的、起皺的薄頁(yè)紙，它含有被分散在多層薄頁(yè)紙的至少一層的整個(gè)厚度中的，或者被分散在單層薄頁(yè)紙的整個(gè)厚度中的填料。術(shù)語(yǔ)“被分散在整個(gè)厚度中”意指加填料的薄頁(yè)紙的顆粒層幾乎所有部分都含有填料顆料，但是，它沒(méi)有明確地意指這樣的分散在該層中必定是均勻的。事實(shí)上，某些優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)達(dá)到作為薄頁(yè)紙的加填料層厚度函數(shù)的填料的濃度差而預(yù)先能估計(jì)到的。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種克服上述的現(xiàn)有技術(shù)的限制的包含細(xì)顆粒填料的薄頁(yè)紙。本發(fā)明的薄頁(yè)紙是柔軟的，含有保留的填料，具有高的拉伸強(qiáng)度和低掉粉的。
如下面披露的內(nèi)容所述，使用本發(fā)明而獲得此目的和其他的目的。
發(fā)明概述本發(fā)明提供的是一種高強(qiáng)度、柔軟的加填料的薄頁(yè)紙，它的掉毛和掉粉性低并具有偏向的表面粘合特性。具有偏向的表面粘合性加填料的薄頁(yè)紙包括造紙纖維和非纖維素的顆粒填料，所說(shuō)的填料優(yōu)選占所說(shuō)的薄頁(yè)紙重量的約5％～約50％。薄頁(yè)紙制品的表面特性被偏向到掉毛率至少為約1.2，和更優(yōu)選至少為約1.4的程度。意想不到的柔軟度、強(qiáng)度、和抗掉粉性的結(jié)合已通過(guò)用這些級(jí)別的顆粒填料填充具有偏向表面性的起皺的薄頁(yè)紙而獲得。
在其優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的加填料的薄頁(yè)紙的定量為約10g/m2～約50g/m2，和更優(yōu)選為約10g/m2～約30g/m2。它的密度為約0.03g/m3～約0.6g/m3，和更優(yōu)選為約0.05g/m3～約0.2g/m3。
優(yōu)選的實(shí)施方案還包括硬木和軟木類(lèi)二種造紙纖維，其中至少約50％的造紙纖維是硬木和至少約10％是軟木。硬木和軟木纖維最優(yōu)選是通過(guò)提供獨(dú)立的層而分離的，其中軟木纖維相對(duì)于硬木纖維的分?jǐn)?shù)由不同層而有差別的。薄頁(yè)紙最好包括一層內(nèi)層和二層外層，其中內(nèi)層纖維內(nèi)含物主要是軟木而外層纖維內(nèi)含物主要是硬木。
本發(fā)明的優(yōu)選的薄頁(yè)紙是以圖案壓實(shí)的以致使較高密度的區(qū)域被分散在較松的區(qū)域中，包括以圖案壓實(shí)的薄頁(yè)紙，其中較高密度的區(qū)域是連續(xù)的而較松的區(qū)域是不連續(xù)。最優(yōu)選的薄頁(yè)紙是空氣穿透干燥的。
本發(fā)明提供的起薄頁(yè)紙包括造紙纖維和顆粒填料。在其優(yōu)選的實(shí)施方案中，顆粒填料選自粘土、碳酸鈣、二氧化鈦、滑石、硅酸鋁、硅酸鈣、三水合氧化鋁、活性碳、珍珠淀粉、硫酸鈣、玻璃微球、硅藻土以及它們的混合物。當(dāng)從以上物質(zhì)中選擇填料時(shí)，需要考慮若干因素。這些因素包括成本、可獲得性、是否容易被保留在薄頁(yè)紙中、顏色、分散性、折射指數(shù)、以及與所選定的造紙環(huán)境的化學(xué)相容性。
一種特別適用的填料是高嶺土。最優(yōu)選的是所謂“水合硅酸鋁”形式的高嶺土，它與通過(guò)煅燒進(jìn)一步加工的高嶺土相比更優(yōu)選。
本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案使用粘合抑制劑。優(yōu)選的粘合抑制劑包括熟知的二烷基二甲基銨鹽諸如二脂二甲基氯化銨、二脂二甲基硫酸甲酯銨、二(氫化)脂二甲基氯化銨；而二(氫化)脂二甲基硫酸甲酯銨尤其被優(yōu)選。在其最優(yōu)選的形式中，本發(fā)明使用特別偏向單烘缸側(cè)表面的粘合抑制劑。
高嶺土的形狀是自然的扁平狀或塊狀，但是最好使用還未經(jīng)過(guò)機(jī)械脫層處理的粘土，由于這易于減少平均粒徑。平均粒徑通常指等效球體直徑。在本發(fā)明的實(shí)施中平均等效球體直徑大于約0.2微米，更優(yōu)選為大于約0.5微米。最優(yōu)選的是，等效球體直徑大于1.0微米。
此處所用的所有的百分比、比率和比例均以重量計(jì)，除非另有規(guī)定者外。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1為說(shuō)明本發(fā)明的生產(chǎn)高強(qiáng)度、柔軟和低掉毛的、包括造紙纖維和顆粒填料的起皺薄頁(yè)紙的起皺造紙法的示意圖。
圖2為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的基于陽(yáng)離子絮凝劑的一種實(shí)施方案制造起皺造紙法用的制備含水造紙配料步驟的示意圖。
圖3為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的基于陰離子絮凝劑的另一種實(shí)施方案制造起皺造紙法用的制備含水造紙配料步驟的示意圖。
圖4為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的三層狀的單層起皺的薄頁(yè)紙的剖面圖。
發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明盡管此說(shuō)明書(shū)以特別指出和清楚要求保護(hù)本發(fā)明的主題的權(quán)利要求書(shū)來(lái)結(jié)束，但是據(jù)認(rèn)為通過(guò)閱讀下面詳細(xì)的說(shuō)明書(shū)和所附的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明能有更好的了解。
此處所使用的術(shù)語(yǔ)“包括”意指能在本發(fā)明的實(shí)施中被結(jié)合地使用的各種組分、成份或步驟。因此，術(shù)語(yǔ)“包括”包括更限制性的術(shù)語(yǔ)“基本上是由…組成的”和“由…組成的”。
此處所使用的術(shù)語(yǔ)“主要的”意指多于一半以上的重量。
此處所使用的術(shù)語(yǔ)“水溶解的”意指在25℃的水中至少能溶解3％重量的物質(zhì)。
此處所使用的術(shù)語(yǔ)“薄頁(yè)紙幅，紙幅，幅，紙頁(yè)和紙制品”均指通過(guò)下述步驟制備的紙頁(yè)，包括成形含水的造紙配料步驟，在多孔表面上例如在長(zhǎng)網(wǎng)上沉積此配料步驟；和從配料中通過(guò)同時(shí)加壓或不加壓的重力或真空助濾和通過(guò)包括蒸發(fā)的除水步驟；包括將半干狀態(tài)的紙頁(yè)粘合到單烘缸表面，通過(guò)蒸發(fā)到基本上干燥狀態(tài)的除水，從單烘缸上通過(guò)軟起皺括刀移走紙輻，和將所生成的紙頁(yè)卷取到紙軸等的最終步驟。
此處所使用的術(shù)語(yǔ)“加填料的薄頁(yè)紙”意指一種能被稱(chēng)為較低重量的、低密度的在單烘缸紙機(jī)上制成的、包含分散在多層薄頁(yè)紙的至少一層的整個(gè)厚度中的填料的起皺薄頁(yè)紙制品。術(shù)語(yǔ)“分散在整個(gè)厚度”意指加填料的薄頁(yè)紙制品的特定層的基本上所有部分都含填料顆粒，但是，它沒(méi)有特別意味這樣的分散在該層中必定是均勻的。事實(shí)上，某些優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)達(dá)到作為薄頁(yè)紙的加填料層厚度函數(shù)的填料濃度差而預(yù)先能估計(jì)到的。
術(shù)語(yǔ)“多層的薄頁(yè)紙幅，多層的紙幅，多層的幅，多層的紙頁(yè)和多層的紙制品”在本技術(shù)領(lǐng)域中均被相互交換地用于指由二層或更多層含水的造紙配料制成的紙頁(yè)，而造紙配料優(yōu)選包含不同類(lèi)型的纖維，纖維通常是如薄頁(yè)紙制造中所用的較長(zhǎng)的軟木纖維和較短的硬木纖維。各層優(yōu)選是由在一個(gè)或多個(gè)環(huán)形多孔表面上沉積獨(dú)立的稀釋的纖維淤漿而形成的。如果各層起初是在分開(kāi)的多孔表面上形成的話，隨后在濕態(tài)時(shí)各層能被結(jié)合在一起形成多層的薄頁(yè)紙幅。
此處所使用的術(shù)語(yǔ)“單層薄頁(yè)紙制品”意指它是由一層起皺的薄頁(yè)紙構(gòu)成的；該層在性質(zhì)上可以是基本均勻的或者它可以是多層的薄頁(yè)紙幅。此處所使用的術(shù)語(yǔ)“多層薄頁(yè)紙制品”意指它包括多于一層的起皺的薄頁(yè)紙。多層薄頁(yè)紙制品的各層在性質(zhì)上可以是基本均勻的或者它們可以是多層的薄頁(yè)紙幅。
本發(fā)明的方法第一步是形成至少一種的“含水的造紙配料”，作為此處所用的術(shù)語(yǔ)，它指的是一種造紙纖維的懸浮體，通常由木漿和顆粒填料與添加劑組成，添加劑是提供顆粒填料的保留和其他功能性質(zhì)所必不可少的，它們?nèi)芜x包括下文中所述的各種化學(xué)改性劑。造紙配料的典型組分描述于下面的章節(jié)中。
造紙配料的成份造紙纖維可以預(yù)料，在其所有的品種中木漿通常包括本發(fā)明中所用的造紙纖維。然而，可以使用其他的纖維素纖維紙漿例如棉短絨、蔗渣、人造纖維等等而且并不被拒絕。此處有用的木漿包括化學(xué)漿例如亞硫酸鹽紙漿和硫酸鹽紙漿(有時(shí)稱(chēng)牛皮漿)以及機(jī)械漿包括例如磨木漿、預(yù)熱法木片磨木漿(TMP)和預(yù)熱法木片化學(xué)磨木漿(CTMP)。來(lái)自闊葉樹(shù)和針葉樹(shù)的紙漿均可使用。
硬木紙漿和軟木紙漿二者以及它們的混合物可以被用作本發(fā)明的薄頁(yè)紙的造紙纖維。此處所用的術(shù)語(yǔ)“硬木紙漿”是指由針葉樹(shù)(被子植物)的木材獲得的纖維漿，而“軟木紙漿”是指由闊葉樹(shù)(裸子植物)的木材獲得的纖維漿。特別是桉樹(shù)的硬木牛皮漿的摻合物與北方軟木牛皮漿(NSK)特別適用于制造本發(fā)明的薄頁(yè)紙幅。在包括層狀的薄頁(yè)紙幅的本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案中，最優(yōu)選的是，使用例如桉樹(shù)的硬木漿作外層而將北方軟木牛皮漿作內(nèi)層。還可被本發(fā)明使用的是來(lái)自回收紙的纖維，回收紙可以含有任何的或全部種類(lèi)的上述的纖維。
顆粒填料本發(fā)明提供包括造紙纖維和顆粒填料的起皺的薄頁(yè)紙。在其優(yōu)選的實(shí)施方案中，顆粒填料選自粘土、碳酸鈣、二氧化鈦、滑石、硅酸鋁、硅酸鈣、三水合氧化鋁、活性碳、珍珠淀粉、硫酸鈣、玻璃微球、硅藻土以及它們的混合物。當(dāng)從上述物質(zhì)中選出填料時(shí)，幾種因素必須考慮。這些因素包括成本、可獲得性、是否容易被保留在薄頁(yè)紙中、顏色、分散性、折射指數(shù)、以及與所選定的造紙環(huán)境的化學(xué)相容性。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，特別適用的顆粒填料是高嶺粘土。高嶺粘土是一類(lèi)被處理成顆粒的天然存在的硅酸鋁礦物的常用名字。
就此術(shù)語(yǔ)而言，必須指出的是，它是一種在工業(yè)中和現(xiàn)有的專(zhuān)利文獻(xiàn)中所常用的，當(dāng)指高嶺土產(chǎn)物或加工時(shí)，所使用的術(shù)語(yǔ)“水合的”是指未經(jīng)煅燒的高嶺土。當(dāng)將粘土煅燒到溫度高于約450℃時(shí)，該溫度起改變高嶺土的基本晶體結(jié)構(gòu)的作用。所謂的“水合的”高嶺土可以是由粗高嶺土生產(chǎn)的，它已經(jīng)受處理以精選例如泡沫浮選、磁分離、機(jī)械脫層、研磨或類(lèi)似的粉碎，但是未經(jīng)所述的損傷晶體結(jié)構(gòu)的加熱處理。
從技術(shù)意義上的準(zhǔn)確性而言，這些材料被稱(chēng)為“水合的”是不合適的。更具體地說(shuō)，事實(shí)上在高嶺土結(jié)構(gòu)中沒(méi)有分子水。因此，盡管組成可以為，并且經(jīng)常人為地被寫(xiě)成2H2O·Al2O3·2SiO2，長(zhǎng)期以來(lái)人們都知道高嶺土是合適的組成為Al2(OH)4Si2O5的氫氧化硅酸鋁，它被視為與剛引用的水合的分子式相當(dāng)。一旦高嶺土受到煅燒，這就本說(shuō)明書(shū)來(lái)說(shuō)指經(jīng)受溫度超過(guò)450℃的、時(shí)間足以除去羥基的處理，使高嶺土的原始晶體結(jié)構(gòu)受到破壞。因此，盡管技術(shù)上說(shuō)這樣的煅燒高嶺土不再是“高嶺土”，在工業(yè)上常將這些稱(chēng)為煅燒的高嶺土，且就本說(shuō)明書(shū)而言，當(dāng)引用“高嶺土”類(lèi)物質(zhì)時(shí)，煅燒物質(zhì)也被包括在內(nèi)。因此，術(shù)語(yǔ)“水合硅酸鋁”指的是未經(jīng)煅燒的天然高嶺土。
在本發(fā)明的實(shí)施中水合硅酸鋁是最被優(yōu)選的高嶺土形式。因此，優(yōu)選的水合硅酸鋁的特征在于在超過(guò)450℃時(shí)具有前述的近似13％重量的水蒸汽損失。
高嶺土的形態(tài)是自然的扁平狀或塊狀，因?yàn)樗且员∑问教烊淮嬖诘模涓鞅∑澈显谝黄鹦纬伞岸狻被颉皟?cè)”。在加工期間垛分離到某種程度而成為各別的片，但是最好使用未經(jīng)過(guò)度的機(jī)械的脫層處理的粘土，因?yàn)檫@易于降低平均顆粒尺寸。這通常是指等效球體的平均粒徑。在本發(fā)明的實(shí)施中，平均等效球體直徑大于約0.2微米，更優(yōu)選為大于約0.5微米。最優(yōu)選的是，等效球體直徑優(yōu)選大于約1.0微米。
大部分開(kāi)采的粘土受到濕處理。粗粘土的水懸浮通過(guò)離心分離而除去粗雜質(zhì)，并提供化學(xué)漂白用的介質(zhì)。有時(shí)添加聚丙烯酸酯聚合物或磷酸鹽到這樣的淤漿以降低粘度和慢慢地沉降。所得的粘土通常以未經(jīng)干燥的約70％固體含量的懸浮體被輸送，或?qū)⑺鼈冞M(jìn)行噴霧干燥。
對(duì)粘土的處理，例如空氣浮選、泡沫浮選、洗滌、漂白、噴霧干燥、添加諸如淤漿穩(wěn)定劑和粘度調(diào)節(jié)劑等試劑，通常是可以接受的并且根據(jù)特殊的工業(yè)考慮在直接特定的環(huán)境下來(lái)選擇。
每一粘土片本身是聚硅酸鋁的多層結(jié)構(gòu)。連續(xù)排列的氧原子形成每一基層的一個(gè)面。聚硅酸鹽片狀結(jié)構(gòu)邊緣是通過(guò)這些氧原子聯(lián)合在一起的。被連接的八面體氧化鋁結(jié)構(gòu)的連續(xù)排列的羥基形成構(gòu)成二維的聚氧化鋁結(jié)構(gòu)的另一面。分擔(dān)四面和八面體結(jié)構(gòu)的氧原子將鋁原子連接到硅原子上。
組合體的缺陷是造成懸浮體中天然粘土顆粒具有陰離子電荷的主要原因。這發(fā)生的原因是另外的二-、三-、和四-價(jià)陽(yáng)離子取代鋁。結(jié)果是在表面上的某些氧原子成為陰離子的并成為弱的可以離解的羥基。
天然粘土還具有能將其陰離子交換被優(yōu)選的其他陰離子的陽(yáng)離子特性。這發(fā)生的原因是鋁原子缺乏以某些頻率在片的周界產(chǎn)生充分完全的鍵合。它們必須從它們所占有的懸浮體中吸引陰離子來(lái)滿(mǎn)足其剩余的化合價(jià)。如果這些陽(yáng)離子位置未被溶液中的陰離子所滿(mǎn)足的話，粘土能夠通過(guò)使其本身的邊緣面臨組合成形成厚分散體的“卡片屋(card house)”結(jié)構(gòu)來(lái)滿(mǎn)足其自己的電荷平衡。聚丙烯酸酯分散劑與陽(yáng)離子位置的離子交換提供粘土防止這些組合體和簡(jiǎn)化粘土的生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用的排斥特性。
高嶺土WW Fil SD是一種由Dry Branch Kaolin公司(DryBranch，Georgia)銷(xiāo)售的、適用于制造本發(fā)明的起皺的薄頁(yè)紙的噴霧干燥的高嶺土。
淀粉在本發(fā)明的某些方面中，包括作為造紙配料的成份之一的淀粉是有效的。在顆粒填料和纖維存在下的水中具有有限溶解度的淀粉在后面將要詳述的本發(fā)明的某些方面是特別有用的。達(dá)到此目的的一種常見(jiàn)的方法是使用所謂的“陽(yáng)離子淀粉”。
此處所用的術(shù)語(yǔ)“陽(yáng)離子淀粉”所定義的淀粉是已經(jīng)過(guò)進(jìn)一步化學(xué)改性而賦予陽(yáng)離子組成部分的天然淀粉。優(yōu)選的淀粉來(lái)自玉米或土豆，但是也能來(lái)自其他的來(lái)源例如稻米、小麥或木薯。在工業(yè)上還被稱(chēng)為amioca淀粉的蠟狀玉米淀粉特別被優(yōu)選。amioca淀粉與普通的凹玉米淀粉(common dentcorn starch)的差別在于它完全是支鏈淀粉，而普通的玉米淀粉既含有支鏈淀粉也含有直鏈淀粉。amioca淀粉的各種獨(dú)特的特性被進(jìn)一步介紹于“Amioca-The Starch from Waxy Com”(“Amioca，來(lái)自蠟狀玉米的淀粉”)，H.H.Schomeyer，F(xiàn)ood Industries，1945年12月，pp.106-108中。淀粉可以是粒狀形式的、預(yù)凝膠化粒狀形式的或分散形式的。優(yōu)選是分散形式的。如果是預(yù)凝膠化粒狀形式的話，則在其使用前需被分散于冷水中，同時(shí)對(duì)所用的設(shè)備只要進(jìn)行預(yù)堿化處理以克服在形成分散體時(shí)出現(xiàn)任何的凝膠堵塞傾向。已知稱(chēng)為噴射器的合適分散器在工業(yè)中是通用的。如果淀粉是粒狀形式的并且未預(yù)凝膠化，則它必須被蒸煮以引起顆粒膨脹。最好，這樣的淀粉顆粒是被膨脹(如通過(guò)蒸煮)到卻好在淀粉顆粒開(kāi)始分散前的那一點(diǎn)。這樣的高膨脹的淀粉顆粒被稱(chēng)為是“充分蒸煮的”。分散條件一般是隨淀粉顆粒的粒徑、顆粒的結(jié)晶度和直鏈淀粉的量的變化而變化的。充分蒸煮的amioca淀粉，例如，能通過(guò)在約190°F(約88℃)下加熱約4％濃度的淀粉顆粒的含水淤漿時(shí)間為約30～約40分鐘來(lái)制備。
陽(yáng)離子淀粉能被分成下列的一般類(lèi)別(1)叔氨基烷基醚，(2)鎓基淀粉醚，包括季胺、磷鎓、和锍化物衍生物，(3)伯和仲氨基烷基淀粉，和(4)雜類(lèi)淀粉(miscellaneous)(例如，亞氨基淀粉)。新的陽(yáng)離子產(chǎn)物繼續(xù)被開(kāi)發(fā)，但是叔氨基烷基醚和季銨烷基醚是主要的工業(yè)用類(lèi)型。優(yōu)選的是，每分子淀粉葡糖酐單元的陽(yáng)離子淀粉的取代度為約0.01到約0.1陽(yáng)離子取代基，而取代基優(yōu)選選自上述的類(lèi)型。合適的淀粉是由National Starch and ChemicalCompany，(Bridgewater，New Jersey)生產(chǎn)的商品名為RediBOND。帶有陽(yáng)離子部分的級(jí)別只有諸如RediBOND 5320和RediBOND 5327是適用的，而帶另外的陰離子官能度的級(jí)別諸如RediBOND 2005也是適用的。
盡管不受理論所約束，但是據(jù)信，陽(yáng)離子淀粉開(kāi)始是溶于水的，但在填料存在下由于它吸引填料表面上的陰離子而成為不溶性。這引起填料被密集的淀粉分子所覆蓋，淀粉分子形成吸引更多填料顆粒的表面，最后引起填料的聚集。此步驟的基本因素?fù)?jù)認(rèn)為是淀粉分子的大小與形狀而不是淀粉的電荷特性。例如，通過(guò)用電荷偏置的物質(zhì)例如合成的線性聚電解質(zhì)取代陽(yáng)離子淀粉預(yù)期將得到不良的結(jié)果。
在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中，陽(yáng)離子淀粉被優(yōu)選添加到顆粒填料中。在此情況下，被加的陽(yáng)離子淀粉量，以顆粒填料的重量計(jì)，為約0.1％～約2％，但最優(yōu)選為約0.25％～約0.75％。在本發(fā)明的這一方面，最好使用陽(yáng)離子絮凝劑作為助留劑。
在本發(fā)明的另一種實(shí)施方案中，優(yōu)選將陽(yáng)離子淀粉添加到整個(gè)的含水造紙配料中，最好在扇形泵處在最終稀釋前添加。本發(fā)明的這一方面利用陰離子絮凝劑作為助留劑。在本發(fā)明的這一方面中，最好以約五到約二十倍的陰離子絮凝劑的比例添加陽(yáng)離子淀粉。
下面對(duì)以上提到的陽(yáng)離子和陰離子絮凝劑進(jìn)行詳細(xì)的介紹。
助留劑許多材料以所謂的“助留劑”名義銷(xiāo)售。此處所用的這一術(shù)語(yǔ)是指在造紙過(guò)程中被用來(lái)增加細(xì)配料固體在紙幅中的保留量而被使用的添加劑。在不充分保留微細(xì)固體的情況下，它們或流失到加工廢液中或在循環(huán)的白水回路中積聚到過(guò)高的濃度，由此造成包括沉降堆積和泄水不良的生產(chǎn)困難。此處被編入作參考的題目為“Retention Chemistry”(“保留化學(xué)”)，“Pulp andPaper，Chemistry and Chemical Technology”，第三版，第三卷，由J.E.Unbehend和K.W.Britt，A Wiley Interscience Publication一文提供通過(guò)聚合助留劑的功能基本上了解助留劑的類(lèi)型與機(jī)理。絮凝劑通常通過(guò)橋連機(jī)理聚積懸浮的顆粒的。盡管某些多價(jià)陽(yáng)離子被認(rèn)為是常用的絮凝劑，但是在實(shí)踐中它們通常被優(yōu)秀作用的、沿聚合物鏈攜帶更多的電荷位置的聚合物所取代。
陽(yáng)離子絮凝劑本發(fā)明的薄頁(yè)紙制品能通過(guò)使用作為助留劑的“陽(yáng)離子絮凝劑”而被有效地生產(chǎn)，此處所用的術(shù)語(yǔ)“陽(yáng)離子絮凝劑”是指一類(lèi)聚電介質(zhì)。這些聚合物一般來(lái)源于一種或多種的由陽(yáng)離子單體組成或包括陽(yáng)離子單體的烯屬不飽和單體，一般為丙烯酸類(lèi)單體的共聚合。
適用的陽(yáng)離子單體是二烷基氨基烷基的(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯酰胺，每一種作為酸式鹽或季銨鹽。
適用的烷基包括(甲基)丙烯酸二烷基氨基乙酯、二烷基氨基乙基(甲基)丙烯酰胺和二烷基氨基甲基(甲基)丙烯酰胺和二烷基氨基-1，3-丙基(甲基)丙烯酰胺。這些陽(yáng)離子單體優(yōu)選是與非離子單體，優(yōu)選是丙烯酰胺共聚合的。其他適用的聚合物是聚乙烯亞胺、聚酰胺表氯醇聚合物、和例如二烯丙基二甲基氯化銨單體與丙烯酰胺單體的均聚物或共聚物。
作為助留劑適用于紙上的任何慣用的陽(yáng)離子合成聚合物的絮凝劑可以有效地用于制造本發(fā)明的制品。
與球狀結(jié)構(gòu)的陽(yáng)離子化淀粉相比，聚合物優(yōu)選基本上是線型的。
能使用廣范圍的電荷密度，盡管優(yōu)選中密度。用于制造本發(fā)明制品的聚合物含有陽(yáng)離子官能基的量為每克聚合物為低達(dá)約0.2到高達(dá)約2.5毫克當(dāng)量，優(yōu)選為約1到約1.5毫克當(dāng)量。
制造本發(fā)明的薄頁(yè)紙制品有用的聚合物的分子量至少為約500,000，優(yōu)選約1000000以上，有利的分子量為5000000。
令人滿(mǎn)意的材料的例子是RETEN 1232和Microform 2321，二種乳液聚合的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺和RETEN 157(它以固體粒狀供應(yīng))。這些材料均為Hercules，Inc.of Wilmington，Delaware的產(chǎn)品。另一種可使用的陽(yáng)離子絮凝劑是Accurac 91，它是Cytec，Inc.of Stamford，CT.的產(chǎn)品。
熟練技術(shù)人員知道，這些聚合物的理想用量是在廣泛范圍內(nèi)變化的。以聚合物干重量和薄頁(yè)紙干成品重量為基準(zhǔn)計(jì)，低至約0.005％重量的聚合物會(huì)得到有效的結(jié)果，但是通常預(yù)期使用更高的量，而本發(fā)明比工業(yè)實(shí)踐中使用更高的這些材料的量。用量可以高至約0.5％，但通常優(yōu)選為0.1％。
陰離子絮凝劑在本發(fā)明的另一方面，“陰離子絮凝劑”是一種有用的成份。此處所用的術(shù)語(yǔ)“陰離子絮凝劑”指具有側(cè)陰離子基的高分子量的聚合物。
陰離子聚合物通常具有羧酸(-COOH)部分。它們被直接懸置到聚合物主鏈或一般通過(guò)鏈烯基、特別是通過(guò)少數(shù)碳原子的鏈烯基而被懸置到聚合物主鏈上。在含水的介質(zhì)中，除在低pH時(shí)，這樣的羧酸基離子化而為聚合物提供負(fù)電荷。
適用作陰離子絮凝劑的陰離子聚合物并不是全部或主要是由在聚合時(shí)傾向于產(chǎn)生羧酸基的單體單元組成，而是由產(chǎn)生非離子官能度和陰離子官能度的單體的混合物組成的。產(chǎn)生非離子官能度的單體，特別是如果具有極性特征的話，通常顯示出與離子官能度一樣的絮凝傾向。由于此原因摻合這樣的單體是經(jīng)常進(jìn)行的。一種經(jīng)常使用的非離子單元是(甲基)丙烯酰胺。
具有較高分子量的陰離子的聚丙烯酰胺是合格的絮凝劑。這樣的陰離子的聚丙烯酰胺含有(甲基)丙烯酰胺和(甲基)丙烯酸的混合物，其中后者在聚合步驟期間能從摻入的(甲基)丙烯酸單體產(chǎn)生或在聚合后通過(guò)某些(甲基)丙烯酰胺單元的水解作用產(chǎn)生或通過(guò)這二種方法的結(jié)合來(lái)產(chǎn)生。
與球狀結(jié)構(gòu)的陰離子淀粉相比聚合物優(yōu)選基本上是線型的。
能使用廣范圍的電荷密度，盡管優(yōu)選中密度。用于制造本發(fā)明制品的聚合物含有陽(yáng)離子官能基的量為每克聚合物為低達(dá)約0.2到高達(dá)約7毫克當(dāng)量，優(yōu)選為約2到約4毫克當(dāng)量。
用于制造本發(fā)明的薄頁(yè)紙制品的聚合物的分子量至少為約500000，優(yōu)選的分子量為高于約1000000，有利的分子量為5000000。
令人滿(mǎn)意的材料的例子是RETEN 235，它是以固體粒狀供應(yīng)的Hercules，Inc.of Wilmington，Delaware的產(chǎn)品。另一種可使用的陰離子絮凝劑是Accurac 62，它是Cytec，Inc.of Stamford，CT的產(chǎn)品。
熟練技術(shù)人員知道，這些聚合物的理想用量是在廣泛范圍內(nèi)變化的。以薄頁(yè)紙成品干重量為基準(zhǔn)計(jì)，低至約0.005％重量的聚合物會(huì)得到有效的結(jié)果，但是通常預(yù)期使用更高的量，而本發(fā)明比工業(yè)實(shí)踐中使用更高的這些材料的量。用量可以高至約0.5％，但通常優(yōu)選為0.1％。
粘合抑制劑粘合抑制劑被明顯地包括在本發(fā)明中。合格的粘合抑制劑包含熟知的二烷基二甲基銨鹽諸如二脂二甲基氯化銨、二脂二甲基甲酯硫酸銨、二(氫化)脂二甲基氯化銨，而二脂二甲基銨甲酯硫酸銨被優(yōu)選。此特別的材料是從Witco Chemical Inc.of Dublin，Ohio以商品名Varisoft 137購(gòu)得。粘合抑制劑在造紙期間起中止纖維對(duì)纖維的自然粘合作用。如果使用的話，粘合抑制劑的量?jī)?yōu)選為從約0.02％到約0.5％重量，以薄頁(yè)紙干重量為基準(zhǔn)計(jì)。最優(yōu)選的是，粘合抑制劑用于單烘缸一側(cè)的層中。
其他的添加劑其他的材料能被添加到含水的造紙配料或胚幅中而賦予制品以其他的特性或改善造紙過(guò)程，條件是它們是與被選用的顆粒填料在化學(xué)上是相容的并且對(duì)本發(fā)明的柔軟度、強(qiáng)度、或低掉粉性沒(méi)有重大的和不良影響。明顯包括下面的材料，但它們的包括不能是包括一切的。還可以包括其他的材料，只要它們不影響或抵消本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)都行。
將陽(yáng)離子電荷偏置物質(zhì)添加到造紙過(guò)程以控制正被送入到造紙過(guò)程中的含水的造紙配料的ξ電動(dòng)勢(shì)是通常的作法。使用這些材料的原因是大部分的固體在本質(zhì)上具有負(fù)的表面電荷，這包括纖維素纖維和細(xì)粒和大部分無(wú)機(jī)填料的表面。許多該領(lǐng)域方面的專(zhuān)家認(rèn)為，陽(yáng)離子電荷偏置物質(zhì)是特別理想的因?yàn)樗糠种泻瓦@些固體，使它們更容易地被陽(yáng)離子絮凝劑例如上述的陽(yáng)離子淀粉和陽(yáng)離子聚電介質(zhì)所絮凝。一種傳統(tǒng)上使用的陽(yáng)離子電荷偏置物質(zhì)是明礬。在最近的工藝中，電荷偏置是通過(guò)使用較低分子量的陽(yáng)離子的合成聚合物、優(yōu)選為具有分子量為不大于約500000和更優(yōu)選為不大于約200000或甚至約100000的陽(yáng)離子的合成聚合物。這樣低分子量的陽(yáng)離子的合成聚合物的電荷密度是相當(dāng)高的。這些電荷密度為每千克聚合物為約4到約8當(dāng)量陽(yáng)離子氮的范圍。一種適用的材料是Cytec，Inc.of Stamford，CT的Cypro514產(chǎn)品。顯然在本發(fā)明的范圍內(nèi)是允許使用這樣材料的。然而，在使用它們時(shí)應(yīng)該小心。眾所周知，雖然少量的這樣試劑通過(guò)中和較大的絮凝劑分子不能接近的陰離子中心并由此降低顆粒的排斥因而在事實(shí)上有助于保留顆粒；然而，由于這樣的材料能與陽(yáng)離子絮凝劑競(jìng)爭(zhēng)陰離子錨固位置，因此當(dāng)陰離子位置被限制時(shí)，它們通過(guò)負(fù)影響保留顆粒而實(shí)際上具有與預(yù)料的效果相反的效果。
為了改進(jìn)成型、廢水排泄、強(qiáng)度和顆粒的保留而使用高表面積、高陰離子電荷微粒在本技術(shù)領(lǐng)域是被公知的。例如，參見(jiàn)此處作為參考文獻(xiàn)編入的、1993年6月22日頒布的Smith的美國(guó)專(zhuān)利5221435的描述。用于此目的的常用材料是二氧化硅膠體和膨潤(rùn)土粘土。摻合這樣的材料是明顯地屬于本發(fā)明的范圍之內(nèi)的。
如果永久性的濕強(qiáng)度是想望的話，一組包括聚酰胺-表氯醇、聚丙烯酰胺、苯乙烯-丁二烯膠乳、不溶解性聚乙烯醇、脲-甲醛、聚乙烯亞胺、脫乙酰殼多糖聚合物及其混合物的化學(xué)物質(zhì)能被添加到造紙配料或到胚幅中。聚酰胺-表氯醇樹(shù)脂是陽(yáng)離子濕強(qiáng)度樹(shù)脂，它被發(fā)現(xiàn)是特別有用的。合適類(lèi)型的這樣的樹(shù)脂被公開(kāi)在1972年10月24日頒布的美國(guó)專(zhuān)利3700623和1973年11月13日頒布的美國(guó)專(zhuān)利3772076中，二者均頒布給Keim并被編入在此作參考。有用的聚酰胺-表氯醇樹(shù)脂的一個(gè)工業(yè)來(lái)源是Hercules，Inc.ofWilmington，Delaware，它以商標(biāo)Kymene 557 H銷(xiāo)售該樹(shù)脂。
濕態(tài)時(shí)許多起皺的紙制品必須具有受限制的強(qiáng)度，因?yàn)樾枰ㄟ^(guò)廁所將它們排入到化糞或污水系統(tǒng)中。如果賦予這些制品以濕強(qiáng)度的話，它最好是以在水的存在下能被降低其部分或全部的能力為特征的臨時(shí)性濕強(qiáng)度。如果需要臨時(shí)性濕強(qiáng)度的話，粘合劑材料能選自二醛淀粉或有醛官能度的其他樹(shù)脂例如由National Starch and Chemical Company提供的Co-Bond 1000、由Cytec of Stamford，CT提供的Parez 750和1991年1月1日頒布的并被編入于此作參考文獻(xiàn)的Bjorkquist的美國(guó)專(zhuān)利4981557中所介紹的樹(shù)脂。
若需要增大吸收性，則可以使用表面活性劑處理本發(fā)明的起皺的薄頁(yè)紙。如果使用的話，表面活性劑的量?jī)?yōu)選為約0.01％到約2.0％重量，以薄頁(yè)紙的干纖維重量計(jì)。表面活性劑優(yōu)選具有八個(gè)或更多個(gè)碳原子的烷基鏈。示例性的陰離子表面活性劑是線型烷基磺酸鹽和烷基苯磺酸鹽。示例性的非離子表面活性劑是烷基甙，包括烷基甙酯例如Croda，Inc.(New York，NY)的Crodesta SL-40；如1977年3月8日頒布的W.K.Langdon，et al.的烷基甙醚；烷基聚乙氧化酯例如從Glyco Chemicals，Inc.(Greenwich，CT)得到的Pegosperse 200ML和從Rhone Poulenc Corporation(Cranbury，NJ)得到的IGEPAL RC-520。
本發(fā)明還可與要噴在紙幅表面或噴入到單烘缸上的粘合劑和涂料一起使用，這樣的產(chǎn)品是用于控制對(duì)單烘缸的粘合。例如，此處被編入作參考的Bates的美國(guó)專(zhuān)利3926716披露一種使用具有某種水解度與粘度的聚乙烯醇的含水懸浮液以改進(jìn)紙幅對(duì)單烘缸的粘合。這樣的聚乙烯醇是由Air Productsand Chemicals，Inc.of Allentown，PA以商品名Airvol銷(xiāo)售的。被推薦直接用于單烘缸上或在紙頁(yè)表面上的其他單烘缸涂料是陽(yáng)離子聚酰胺或聚胺樹(shù)脂例如由Houghton International of Valley Forge，PA.制造的商品Rezosol和Unisoft以及Hercules，Inc.of Wilmington，Delaware的商品Crepetrol。它們可與本發(fā)明一起使用。最好，紙幅是通過(guò)選自部分水解的聚乙烯醇樹(shù)脂、聚酰胺樹(shù)脂、聚胺樹(shù)脂、礦物油和它們的混合物的粘合劑而被固定在單烘缸的。最優(yōu)選的是，粘合劑選自聚酰胺表氯醇樹(shù)脂、礦物油和它們的混合物。
以上列出任選的化學(xué)粘合劑是示例性的，因此這并不意味是對(duì)本發(fā)明的限制。
含水造紙配料的制備技術(shù)熟練人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，不僅造紙配料的合格的化學(xué)組成對(duì)起皺的造紙過(guò)程是重要的，而且在其他的各種因素中每種組分的相對(duì)量和添加的次序與時(shí)間也是重要的?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，下列的方法是適用于制備含水造紙配料的，但其描述不應(yīng)該被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明范圍的限制，本發(fā)明的范圍是由此說(shuō)明書(shū)結(jié)尾時(shí)所提出的權(quán)利要求書(shū)界定。
首先通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)中充分介紹的任何的常用制漿方法將各別的纖維離析成含水的淤漿。如有必要，則然后對(duì)選定部分的造紙配料進(jìn)行精磨?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，如果以后被用于吸收顆粒填料的含水淤漿精磨到至少相當(dāng)于加拿大標(biāo)準(zhǔn)游離度為600ml，優(yōu)選為550ml或以下，對(duì)保留顆粒方面是有好處的。稀釋一般有助于聚合物和助留劑的吸附；結(jié)果，此時(shí)，在制備過(guò)程的造紙纖維的淤漿優(yōu)選的固體含量為不高于約3～5％重量。
被選用的顆粒填料的制備首先是將其分散到含水的淤漿中。稀釋一般有助于將聚合物和助留劑吸附到固體表面；結(jié)果，此時(shí)，在制備過(guò)程的顆粒填料的淤漿優(yōu)選的固體含量為不高于約1～5％重量。
本發(fā)明的一個(gè)方面是基于陽(yáng)離子絮凝劑保留化學(xué)。它首先涉及在顆粒填料存在下添加具有有限水溶性的淀粉。最好，淀粉是陽(yáng)離子的并且它是作為濃度為0.3％～1.0％重量(基于淀粉和顆粒填料的干重量)的水分散體而被嚴(yán)格地添加到顆粒填料的稀含水淤漿中。
盡管不希望受理論的約束，但是認(rèn)為，淀粉起凝集填料的凝集劑作用并導(dǎo)致顆粒的凝集。以這種方式凝集填料使其更有效地被吸附到造紙纖維的表面。填料吸附到造紙纖維表面能通過(guò)將凝集劑的淤漿與至少一種造紙纖維的淤漿相混合并向所生成的混合物中添加陽(yáng)離子絮凝劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。還有，盡管不希望受理論的約束，但是就此而言認(rèn)為絮凝劑的作用是由于在造紙纖維上的陰離子位置與填料聚集體上的陰離子位置之間的橋接之故。
可在接近造紙過(guò)程中原料制備系統(tǒng)趨近流動(dòng)(approach flow)的任何時(shí)間添加陽(yáng)離子絮凝劑。特別優(yōu)選是在扇形泵之后添加陽(yáng)離子絮凝劑，其中用從過(guò)程返回的再循環(huán)的紙機(jī)水進(jìn)行最終稀釋。在造紙領(lǐng)域中眾所周知的是，剪切階段破壞了由絮凝劑形成的橋接，因此在通常的實(shí)踐中添加絮凝劑是在含水的造紙淤漿經(jīng)受盡可能多的剪切階段后進(jìn)行。
本發(fā)明的第二方面是基于陰離子絮凝劑。在這方面，陰離子絮凝劑優(yōu)選至少被添加到當(dāng)其基本上從其從水的造紙配料中離析后的顆粒填料的含水淤漿中。然后陰離子絮凝劑與顆粒填料的混合物與至少一部分的造紙纖維相混合并將陽(yáng)離子淀粉添加到混合物；這種混合與淀粉的添加最好在過(guò)程的最后稀釋前完成，在最后稀釋中再循環(huán)的紙機(jī)水與含水的造紙配料相混合并通過(guò)扇形泵被輸送到網(wǎng)前箱。
有利的是，在添加淀粉之后提供另外量的絮凝劑。盡管在本發(fā)明的這一方面初始量的絮凝劑是陰離子型的，但是在扇形泵后添加的部分絮凝劑既可以是陰離子型的也可以是陽(yáng)離子型的。最優(yōu)選的是，在用再循環(huán)的紙機(jī)水最終稀釋后，即在扇形泵后添加此第二劑量的絮凝劑。在造紙領(lǐng)域中眾所周知的是，剪切階段破壞了由絮凝劑形成的絮凝物，因此在通常的實(shí)踐中添加絮凝劑是在含水的造紙淤漿經(jīng)受盡可能多的剪切階段后進(jìn)行的。
熟練的技術(shù)人員明白，前述的推薦的將絮凝劑直接添加到顆粒填料是一種最少剪切步驟方法的意外；于是，當(dāng)至少一部分的陰離子絮凝劑被添加到顆粒填料中而它基本上是沒(méi)有含水的造紙配料的其他組分，并且絮凝劑處理過(guò)的顆粒填料是在最后的稀釋步驟前被添加到造紙纖維中時(shí)，本發(fā)明的這一方面產(chǎn)生意想不到的好處。陰離子絮凝劑添加處的合適的比例是約4∶1，即，在扇形泵后被添加的每一份總絮凝劑劑量來(lái)說(shuō)，有利地將約4份直接加入到顆粒填料中。此比例能大大地變化，并且根據(jù)各種條件的變化從約0.5∶1到10∶1的比例可能是合適的。
在制備代表本發(fā)明的每一方面的制品中，如果制備多樣的造紙纖維淤漿，根據(jù)本發(fā)明一種或多種淤漿可被用來(lái)吸附顆粒纖維。即使在造紙過(guò)程中一種或多種的造紙纖維的含水淤漿在到達(dá)其扇形泵前被保持在相對(duì)無(wú)顆粒填料的話，優(yōu)選在這樣淤漿的扇形泵之后添加陽(yáng)離子或陰離子絮凝劑。這是因?yàn)橛糜谏刃伪玫脑傺h(huán)水含有填料聚集體，它們不能被保留在有孔的網(wǎng)上的先前通道中。當(dāng)多種稀纖維淤漿被用于起皺的造紙過(guò)程時(shí)，優(yōu)選將陽(yáng)離子或陰離子絮凝劑物流添加到所有的稀釋的纖維淤漿中并且絮凝劑物流的加入方式應(yīng)是使它與每種稀釋的纖維淤漿的含水的造紙淤漿中的固體流大致成比例。
在一種優(yōu)選的方案中，制備含有硬木紙漿的較短的造紙纖維淤漿并將其用于吸附微細(xì)的顆粒填料，同時(shí)制備含有軟木紙漿的較長(zhǎng)的造紙纖維淤漿并使其基本上沒(méi)有微細(xì)的顆粒。所得的短纖維的淤漿的結(jié)局是被送到三層狀的網(wǎng)前箱的外室以形成三層的薄頁(yè)紙的表面層，其中長(zhǎng)纖維的內(nèi)層是由網(wǎng)前箱的內(nèi)室中導(dǎo)入的較長(zhǎng)的造紙纖維形成的。所得到的加填料的薄頁(yè)紙幅特別適用于轉(zhuǎn)變成單層薄頁(yè)紙制品。
在另一優(yōu)選的方案中，制備含有硬木紙漿的較短的造紙纖維淤漿并將其用于吸附微細(xì)的顆粒填料，同時(shí)制備含有軟木紙漿的較長(zhǎng)的造紙纖維淤漿并使其基本上沒(méi)有微細(xì)的顆粒。所得的短纖維的淤漿的結(jié)局是被送到二室網(wǎng)前箱的一個(gè)室中以形成二層的薄頁(yè)紙的一層，其中長(zhǎng)纖維狀的另一層是由網(wǎng)前箱的第二室中導(dǎo)入的較長(zhǎng)的造紙纖維形成的。所得到的加填料的薄頁(yè)紙幅特別適用于轉(zhuǎn)變成包括二層(其中每一層是這樣定向的以致使由較短的造紙纖維構(gòu)成的層在二層薄頁(yè)紙制品的表面上)的多層薄頁(yè)紙制品。
在另一優(yōu)選的方案中，制備含有硬木紙漿的較短的造紙纖維淤漿并將其用于吸附微細(xì)的顆粒填料，同時(shí)制備含有硬木紙漿的短的造紙纖維淤漿并使其相對(duì)地沒(méi)有微細(xì)的顆粒，和制備含有軟木紙漿的較長(zhǎng)的造紙纖維的淤漿并使其基本上沒(méi)有微細(xì)的顆粒。所得的含有微細(xì)的顆粒填料的短纖維淤漿結(jié)局是被送到多室的網(wǎng)前箱的一室中，而所得的基本上沒(méi)有顆粒的短纖維淤漿被送到另一室中和所得的長(zhǎng)纖維淤漿被送到第三室中。最好，各室的布置是這樣的以致使導(dǎo)入較長(zhǎng)的纖維的淤漿的室被布置在其他的二箱之間而攜帶含有微細(xì)顆粒填料的較短纖維的淤漿的室將其淤漿沉積在多孔表面的相對(duì)側(cè)上。
熟練的技術(shù)人員還明白，網(wǎng)前箱的可見(jiàn)數(shù)目的室能通過(guò)將相同類(lèi)型的含水的造紙配料送入到毗鄰的室而減少。例如，上述的三室網(wǎng)前箱能簡(jiǎn)單通過(guò)將基本上相同的含水造紙配料導(dǎo)入二個(gè)毗鄰箱的任一個(gè)箱中而用作二室的網(wǎng)前箱。
在所有的方案中，必不可少的是構(gòu)成送到每一層中的配料要達(dá)到被本發(fā)明所述的掉毛率。這可以通過(guò)擇優(yōu)地將淀粉添加到出現(xiàn)在離單烘缸側(cè)層的配料中來(lái)實(shí)現(xiàn)并由此降低被添加到出現(xiàn)在單烘缸側(cè)層的配料中的淀粉量。通過(guò)優(yōu)選添加粘合抑制劑到單烘缸側(cè)層還能增加掉毛率。
盡管不希望受理論的約束，但是認(rèn)為，不具有偏置的表面性質(zhì)的加填料的薄頁(yè)紙的單烘缸側(cè)表面比類(lèi)似制成的不含填料的薄頁(yè)紙幅稍不平滑的。這認(rèn)為是由于為了克服與用微細(xì)顆粒取代纖維有關(guān)的強(qiáng)度損失而必須更緊密地粘合纖維的結(jié)果。這種差別在離單烘缸側(cè)是不明顯的，因?yàn)樵搨?cè)當(dāng)然含有更多的表面變化。因此，減少對(duì)網(wǎng)側(cè)的粘合具有正面效應(yīng)，這勝過(guò)與進(jìn)一步增加對(duì)離單烘缸側(cè)的粘合的消極辦法。
通過(guò)參考圖2和圖3能對(duì)制備含水造紙配料方法能有進(jìn)一步的理解，圖2是說(shuō)明制備用于起皺的造紙作業(yè)生產(chǎn)出本發(fā)明的制品的基于陽(yáng)離子絮凝劑的含水造紙配料的示意圖，圖3是說(shuō)明制備用于起皺的造紙作業(yè)生產(chǎn)出本發(fā)明的另一方面的制品的基于陰離子絮凝劑的含水造紙配料的示意圖。以下參照?qǐng)D2進(jìn)行討論貯槽1用于貯存較長(zhǎng)造紙纖維的含水淤漿。淤漿通過(guò)泵2輸送并任選穿過(guò)精磨機(jī)3以充分改進(jìn)長(zhǎng)造紙纖維的強(qiáng)度潛力。添加管4輸送提供成品所需的濕強(qiáng)度或干強(qiáng)度用的樹(shù)脂。然后在混合器5中進(jìn)一步處理淤漿以促進(jìn)樹(shù)脂的吸附。然后將經(jīng)合適處理的淤漿在扇形泵6處用白水7稀釋而形成稀釋的長(zhǎng)造紙纖維淤漿15。管20添加陽(yáng)離子絮凝劑到淤漿15以產(chǎn)生絮凝化的長(zhǎng)纖維淤漿22。
仍參照?qǐng)D2，貯槽8是微細(xì)顆粒填料淤漿貯槽。添加管9輸送陽(yáng)離子淀粉添加劑的水分散體。泵10起輸送細(xì)顆粒淤漿并提供淀粉分散體的作用。在混合器12中處理淤漿以促進(jìn)添加劑的吸收。將所得的淤漿13輸送到與精磨的短纖維造紙纖維的水分散體相混合之處。
仍參照?qǐng)D2，通過(guò)泵14經(jīng)過(guò)管49輸送來(lái)自貯槽11的短造紙纖維淤漿并通過(guò)精磨機(jī)15而成為造紙短纖維16的精磨淤漿。在與調(diào)節(jié)過(guò)的細(xì)顆粒填料13的淤漿混合后，該淤漿成為基于短纖維的含水造紙淤漿17。在扇形泵18中使白水7與淤漿17相混合而使淤漿成為稀釋的含水造紙淤漿19。管21將陽(yáng)離子絮凝劑導(dǎo)入淤漿19，此后，淤漿成為絮凝化的造紙淤漿23。
最好，絮凝化的短纖維基的含水造紙淤漿23被送到圖1所示的起皺造紙過(guò)程中并且分成二股幾乎相等的液流被送入到網(wǎng)前箱的室82和83中，而最終分別形成堅(jiān)韌、柔軟、低掉粉的、加填料的起皺薄頁(yè)紙的離單烘缸側(cè)層75和單烘缸側(cè)層71。同樣，圖2中的含水的絮凝化的長(zhǎng)造紙纖維淤漿22最好被送入到網(wǎng)前箱的室82b中而最終形成為堅(jiān)韌、柔軟、低掉粉的、加填料的起皺薄頁(yè)紙的中間層73。
以下討論圖3貯槽24用于貯存較長(zhǎng)的造紙纖維的含水淤漿。該淤漿通過(guò)泵25被輸入并任選通過(guò)精磨機(jī)26以充分發(fā)揮長(zhǎng)造紙纖維的強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)。加料管27輸入樹(shù)脂以提供成品所希望的干或濕強(qiáng)度。然后，此淤漿在混合器28中被進(jìn)一步處理以有助于吸附樹(shù)脂。然后，將適當(dāng)處理過(guò)的淤漿在扇形泵30中用白水29進(jìn)一步稀釋而形成稀釋的長(zhǎng)造紙纖維淤漿31。管32任選地輸送絮凝劑與淤漿31混合以形成含水的絮凝化的長(zhǎng)造紙纖維淤漿33。
仍參照?qǐng)D3，貯槽34為微細(xì)填料淤漿貯槽。添加管35輸送陰離子絮凝劑的水分散體。泵36起輸送細(xì)顆粒淤漿并提供絮凝劑分散體作用。在混合器37中處理淤漿以促進(jìn)添加劑的吸收。將所得的淤漿38輸送到與短纖維造紙纖維水分散體相混合之處。
仍參照?qǐng)D3，通過(guò)泵40經(jīng)過(guò)管48輸送來(lái)自貯槽39的短造紙纖維淤漿到與處理過(guò)的微細(xì)顆粒淤漿38相混合之處而成為短纖維基含水造紙淤漿41。管46輸送陽(yáng)離子淀粉的含水分散體并借助于在線的混合器50與淤漿41相混合，以形成絮凝化的淤漿47。將白水29導(dǎo)入到絮凝化的淤漿并在扇形泵42中混合成為稀釋的絮凝化的短纖維基的含水造紙淤漿43。管44任選輸送另外的絮凝劑以增加稀釋的淤漿43的絮凝度形成淤漿45。
最好，將來(lái)自圖3的短造紙纖維淤漿45送到圖1中所示的優(yōu)選的造紙過(guò)程中并且分成二股幾乎相等的液流，被送入到網(wǎng)前箱的室82和83中，而最終分別形成為堅(jiān)韌、柔軟、低掉粉的、加填料的起皺薄頁(yè)紙的離單烘缸側(cè)層75和單烘缸側(cè)層71。同樣，圖3中的長(zhǎng)造紙纖維淤漿33最好被送入到網(wǎng)前箱的室82b中而最終形成為堅(jiān)韌、柔軟、低掉粉的、加填料的起皺薄頁(yè)紙的中間層73。
起皺造紙過(guò)程圖1是顯示生產(chǎn)具有偏向的表面粘合性質(zhì)的堅(jiān)韌、柔軟、低掉粉的、加填料的起皺薄頁(yè)紙的起皺造紙過(guò)程的示意圖。將在下面并參照附圖1對(duì)這些優(yōu)選的實(shí)施方案進(jìn)行討論。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的造紙用的優(yōu)選造紙機(jī)80的側(cè)視圖?，F(xiàn)參照?qǐng)D1，造紙機(jī)80包括具有頂室82、中室82b和底室83的層狀的網(wǎng)前箱81，堰板蓋頂(slice roof)84，和長(zhǎng)網(wǎng)85(長(zhǎng)網(wǎng)85圍繞在胸輥86、導(dǎo)向板90、真空吸濾箱91、伏輥92、和許多導(dǎo)向輥94之上或周?chē)?。在操作時(shí)，一種造紙配料經(jīng)過(guò)頂室82被泵送，第二種造紙配料經(jīng)過(guò)中室82b被泵送，而第三種造紙配料經(jīng)過(guò)底室83被泵送，并因此在堰板蓋頂84外以上下關(guān)系送到長(zhǎng)網(wǎng)85上而在其上形成包括層88a、88b、88c的胚幅88。通過(guò)長(zhǎng)網(wǎng)85并借助導(dǎo)向板90與真空吸濾箱91進(jìn)行脫水。長(zhǎng)網(wǎng)按箭頭方向來(lái)回運(yùn)動(dòng)，噴頭95在長(zhǎng)網(wǎng)在胸輥86上開(kāi)始另一次途徑之前對(duì)長(zhǎng)網(wǎng)進(jìn)行清洗。在幅轉(zhuǎn)移段93，胚幅88通過(guò)真空輸送箱97的作用被輸送到多孔載體織物96。載體織物96攜帶幅從轉(zhuǎn)移段93經(jīng)過(guò)真空脫水箱98、經(jīng)過(guò)吹透(blow-through)預(yù)干燥器100和二個(gè)轉(zhuǎn)向輥101后，通過(guò)壓力輥102的作用將紙幅轉(zhuǎn)移到單烘缸干燥器108。然后當(dāng)載體織物96在另外的導(dǎo)向輥101、噴頭103和真空脫水箱105上和周?chē)ㄟ^(guò)而完成其一圈的路徑后被清洗與脫水。預(yù)干燥的紙幅借助于噴霧器109所施加的粘合劑而被粘牢在單烘缸干燥器108的圓柱形表面上。干燥是在蒸汽加熱的單烘缸干燥器108上和通過(guò)熱空氣而完成的，熱空氣是在干燥罩110中被未示出的裝置加熱和循環(huán)的。然后紙幅從單烘缸干燥器108被刮刀111干起皺，以后它被稱(chēng)為包括單烘缸側(cè)層71、中間層73和離單烘缸側(cè)層75的紙頁(yè)70。然后紙頁(yè)70在砑光輥112與113之間和轉(zhuǎn)軸115的周邊部分通過(guò)，并由此被卷繞在配置于軸118的芯117上的輥116上。
仍參照?qǐng)D1，紙頁(yè)70的單烘缸側(cè)層71的產(chǎn)生是從網(wǎng)前箱81的底室83泵取的配料產(chǎn)生的，并且該配料是被直接施加到長(zhǎng)網(wǎng)85和在其上成為胚幅88的層88c。紙頁(yè)70的中間層73的產(chǎn)生是從網(wǎng)前箱81的中室82b輸送的配料產(chǎn)生的，并且該配料形成層88c上的層88b。紙頁(yè)70的離單烘缸側(cè)層75是從網(wǎng)前箱81的頂室82輸送的配料產(chǎn)生的，并且該配料成為胚幅88的層88b上的層88a。雖然圖1顯示具有適用于制造三層幅的網(wǎng)前箱81的紙機(jī)80，網(wǎng)前箱81還可以適用于制造具有不同數(shù)目層的其他多層的薄頁(yè)紙幅。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案是通過(guò)將微細(xì)的顆粒填料摻入到形成層88b的配料中，由此增加了造紙過(guò)程的保留顆粒的有效性而實(shí)現(xiàn)的。
此外，就在圖1中所示的紙機(jī)80上實(shí)施本發(fā)明制造紙頁(yè)70來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)網(wǎng)85相對(duì)于構(gòu)成短纖維配料的纖維的平均長(zhǎng)度而言必須具有較小的徑間距的的細(xì)網(wǎng)孔，以便能產(chǎn)生良好的成型；而多孔的載體纖維96相對(duì)于構(gòu)成長(zhǎng)纖維配料的纖維的平均長(zhǎng)度而言應(yīng)具有較小的開(kāi)孔徑間距的的細(xì)網(wǎng)孔，以基本上避免將胚幅的織物側(cè)隆起到織物96的纖維間的空間中。還有，就制造示例性的紙頁(yè)70的加工條件而言，紙幅在被起皺之前最好被干燥到約80％的纖維濃度，更優(yōu)選為約95％的纖維濃度。
本發(fā)明可應(yīng)用于起皺的薄頁(yè)紙，它們一般包括但并不限于氈壓的起皺薄頁(yè)紙，高膨松圖案壓實(shí)的起皺的薄頁(yè)紙，和高膨松不壓實(shí)的起皺的薄頁(yè)紙。
本發(fā)明的加填料的起皺的薄頁(yè)紙的定量在約10g/m2～100g/m2之間，優(yōu)選在約10g/m2～約50g/m2之間，并且最優(yōu)選在10g/m2～約30g/m2之間。適用于本發(fā)明方法的起皺的薄頁(yè)紙幅具有密度為0.6g/cm3或0.6g/cm3以下，優(yōu)選為約0.03g/m3～約0.6g/m3之間，并且最優(yōu)選在0.05g/m3～約0.2g/m3之間。
本發(fā)明還可應(yīng)用于多層的薄頁(yè)紙幅。由層狀的紙幅形成的薄頁(yè)紙結(jié)構(gòu)描述于1976年11月30日頒布的Morgan，Jr.等人的美國(guó)專(zhuān)利3994771，1981年11月17日頒布的Carstens的美國(guó)專(zhuān)利4300981，1979年8月28日頒布的Dunning等人的美國(guó)專(zhuān)利4166001，和1994年9月7日頒布的Edwards等人的歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)0613979 A1，所有的這些文獻(xiàn)均被編入于此作參考。層優(yōu)選由不同類(lèi)型的纖維組成，纖維一般是較長(zhǎng)的軟木纖維和較短的硬木纖維，如在多層的薄頁(yè)紙制造中所使用的那樣。適用于本發(fā)明的多層的薄頁(yè)紙幅包括至少為二層疊置的層，一內(nèi)層和至少一層與內(nèi)層相連的外層。最好，多層的薄頁(yè)紙包括三層的疊置層，一內(nèi)層或中間層，和二外層，單烘缸側(cè)外層和離單烘缸側(cè)外層，而內(nèi)層處于二外層之間。單烘缸側(cè)外層是這樣被命名的因?yàn)樗纬山佑|單烘缸干燥器表面的表面。二外層優(yōu)選包括具有平均纖維長(zhǎng)度在約0.5與約1.5mm之間、優(yōu)選為小于約1.0mm的較短造紙纖維的主要纖維組分。這些短的造紙纖維通常包括硬木纖維、優(yōu)選為硬木牛皮漿纖維、和最優(yōu)選為由桉樹(shù)得到的纖維。內(nèi)層優(yōu)選包括具有平均纖維長(zhǎng)度至少約2.0mm的較長(zhǎng)造紙纖維的主要纖維組分。這些長(zhǎng)的造紙纖維通常是軟木纖維、優(yōu)選為北方軟木牛皮漿纖維。優(yōu)選的是，本發(fā)明的大部分顆粒填料被含在本發(fā)明的多層的薄頁(yè)紙幅的外層的至少一層中。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，大部分的顆粒填料含在兩外層中。在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中，大部分顆粒填料被含在外層之一中；具體說(shuō)被含于與多孔表面間隔最大距離的外層，即，離單烘缸側(cè)外層中。
由多層的起皺的薄頁(yè)紙制成的起皺的薄頁(yè)紙制品可以是單層薄頁(yè)紙制品或多層薄頁(yè)紙制品。
設(shè)備與方法是本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員所熟知的。在一種典型的方法中，在加壓的網(wǎng)前箱中提供低稠度的紙漿配料。該網(wǎng)前箱具有輸送紙漿配料的薄沉積物到長(zhǎng)網(wǎng)上以形成濕幅用的孔。然后濕幅一般通過(guò)真空脫水而脫水到纖維濃度在約7％～約25％之間(以總的幅重量為基準(zhǔn)計(jì))。
為了制備根據(jù)本發(fā)明中所公開(kāi)的加填料的薄頁(yè)紙制品，將含水的造紙配料沉積在多孔的表面上以形成胚幅。本發(fā)明的范圍還包括由形成多紙層所得的薄頁(yè)紙制品，其中二層或更多層的配料優(yōu)選是由沉積例如來(lái)自多道網(wǎng)前箱中各別的稀釋的纖維淤漿流的沉積而形成的。各層優(yōu)選由不同類(lèi)型的纖維組成，纖維一般是較長(zhǎng)的軟木纖維和較短的硬木纖維，如在多層的薄頁(yè)紙制造中所使用的那樣。如果各個(gè)層開(kāi)始是在各個(gè)網(wǎng)上形成的話，隨后各濕層結(jié)合在一起以形成多層薄頁(yè)紙幅。造紙纖維優(yōu)選由不同類(lèi)型的纖維組成，纖維一般為較長(zhǎng)的軟木纖維和較短的硬木纖維。更優(yōu)選，硬木纖維占所述造紙纖維的至少50％和軟木纖維占所述造紙纖維的至少約10％。
在用于根據(jù)本發(fā)明的制造加填料的薄頁(yè)紙制品的造紙方法中，現(xiàn)有技術(shù)中熟知的包括例如制造常規(guī)的毛毯壓實(shí)的薄頁(yè)紙中的將幅轉(zhuǎn)送到毛毯或織物的步驟被明確包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)的。在此方法步驟中，幅通過(guò)被送到脫水毛毯和通過(guò)壓縮紙幅而脫水從而水通過(guò)壓縮操作從幅中除去而進(jìn)入到毛毯中，在此操作中幅受到相對(duì)的機(jī)械件例如圓柱形輥所產(chǎn)生的壓力。由于以這種方式脫水紙幅需要大的壓力，因此通過(guò)常規(guī)的毛毯壓縮法所制得的幅是密度較高的并且其特征是在整個(gè)幅結(jié)構(gòu)中具有均勻的密度。
在用于制造本發(fā)明的加填料的薄頁(yè)紙制品的造紙方法中，步驟包括將半干的幅送到單烘缸，轉(zhuǎn)送到要本技術(shù)領(lǐng)域中被稱(chēng)為單烘缸的圓柱形蒸汽鼓期間對(duì)幅加壓。緊靠單烘缸受壓的幅側(cè)被稱(chēng)為單烘缸側(cè)外層，而遠(yuǎn)離單烘缸向外的那側(cè)在此處被稱(chēng)為離單烘缸側(cè)外層。幅的轉(zhuǎn)送是通過(guò)機(jī)械裝置例如擠壓幅的相對(duì)的圓柱形鼓來(lái)進(jìn)行的。當(dāng)幅緊靠單烘缸表面受壓時(shí)還可對(duì)幅施以真空?？梢允褂枚鄠€(gè)單烘缸鼓。
在用于制造本發(fā)明的加填料的薄頁(yè)紙制品的造紙方法中更優(yōu)選的改型包括所謂的圖案壓實(shí)法，其中所制得的結(jié)構(gòu)的特征在于具有較低的纖維密度的較高膨松度區(qū)域和分散在高膨松度區(qū)域內(nèi)的較高纖維密度的一系列的壓實(shí)區(qū)。較高膨松度區(qū)域也被稱(chēng)為枕狀區(qū)。壓實(shí)區(qū)也被稱(chēng)為關(guān)節(jié)區(qū)。壓實(shí)區(qū)可以不連續(xù)地分布在高膨松度區(qū)中或可以彼此相互連接，而完全或部分地分布在高膨松度區(qū)中。最好，較高密度區(qū)是連續(xù)的而高膨松度區(qū)是不連續(xù)的。制造圖案壓實(shí)的薄頁(yè)紙幅的優(yōu)選方法公開(kāi)在1967年1月31日頒布的Sanford和Sisson的美國(guó)專(zhuān)利3301746，1976年8月10日頒布的Peter G.Ayers的美國(guó)專(zhuān)利3974025，1980年3月4日頒布的Paul D.Trokhan的美國(guó)專(zhuān)利4191609，1987年1月20日頒布的Paul D.Trokhan的美國(guó)專(zhuān)利4637859，1990年7月17日頒布的Wendt等人的美國(guó)專(zhuān)利4942077，1994年9月28日公開(kāi)的Hyland等人的歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)0617164 A1，1994年9月21日公開(kāi)的Hermans等人的歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)0616074 A1；所有的這些文獻(xiàn)均被編入于此參考。
為了形成圖案壓實(shí)的幅，在形成幅后馬上進(jìn)行將幅轉(zhuǎn)移到成型織物而不是毛毯上的輻轉(zhuǎn)移步驟。將幅并置緊貼一列包括成型織物的支承物上。朝向一列支承物壓縮紙幅，由此在幅中形成其位置在形狀上相應(yīng)于一系列支承物與濕幅之間接觸點(diǎn)的壓實(shí)區(qū)。在此操作期間未受壓的幅的其余部分被稱(chēng)為高膨松區(qū)。高膨松區(qū)可以通過(guò)施加流體壓力，例如用真空型裝置或吹透干燥器而進(jìn)一步去密實(shí)化。幅被脫水和任選地進(jìn)行預(yù)干燥，以這樣的方式以便基本上避免高膨松區(qū)的壓縮。這優(yōu)選是通過(guò)施加流體壓力，例如用真空型裝置或吹透干燥器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，或另一種方式是通過(guò)對(duì)幅朝向一系列的支承物機(jī)械加壓而高膨松區(qū)未受壓來(lái)實(shí)現(xiàn)的。脫水、任選預(yù)干燥和形成壓實(shí)區(qū)的操作可以是結(jié)合進(jìn)行的或部分結(jié)合進(jìn)行的，以減少進(jìn)行加工步驟的總數(shù)。在轉(zhuǎn)移到單烘缸表面處的半干燥幅的水分含量為少于約40％而熱空氣穿透所說(shuō)的半干燥幅，同時(shí)半干燥幅在所說(shuō)的成型織物上形成低密度結(jié)構(gòu)。
圖案壓實(shí)的幅被轉(zhuǎn)移到單烘缸并完成干燥，優(yōu)選仍須避免機(jī)械壓縮。在本發(fā)明中，最好約8％～約55％的起皺薄頁(yè)紙表面為壓實(shí)的關(guān)節(jié)區(qū)，它的相對(duì)密度至少為高膨松區(qū)的125％。
一系列的支承物優(yōu)選為具有圖案狀位移的關(guān)節(jié)的壓印載體織物，在施加壓力時(shí)關(guān)節(jié)在操作中起一系列促進(jìn)形成壓實(shí)區(qū)的支承物作用。關(guān)節(jié)圖案構(gòu)成一系列如前所說(shuō)的支承物。壓印載體織物公開(kāi)在1967年1月31日頒布的Sanford和Sisson的美國(guó)專(zhuān)利3301746，1974年5月21日頒布的Salvucci，Jr.等人的美國(guó)專(zhuān)利3821068，1976年8月10日頒布的Ayers的美國(guó)專(zhuān)利3974025，1971年3月30日頒布的Friedberg等人的美國(guó)專(zhuān)利3573164，1969年10月21日頒布的Amneus的美國(guó)專(zhuān)利3473576，1980年12月16日頒布的Trokhan的美國(guó)專(zhuān)利4239065，1985年7月9日頒布的Trokhan的美國(guó)專(zhuān)利4528239；所有的這些文獻(xiàn)均被編入于此參考。
更優(yōu)選的是，通過(guò)施加流體壓力到幅而引起胚幅與干燥/壓印織物開(kāi)孔的表面相貼合，此后作為低密度造紙方法的一部分在所說(shuō)的織物上進(jìn)行熱預(yù)干燥。
屬于本發(fā)明的另一種變型的加工步驟包括形成所謂的未壓實(shí)的、無(wú)圖案壓實(shí)的多層的薄頁(yè)紙結(jié)構(gòu)步驟，例如被公開(kāi)在1974年5月21日頒布的Joseph L.Salvucci，Jr.和Peter N.Yiannos的美國(guó)專(zhuān)利3812000，1980年6月17日頒布的Henry E.Becker，Albert L.McConnell和Richard Schutte的美國(guó)專(zhuān)利4208459中所述的步驟，在此引用此二篇文獻(xiàn)作參考。一般說(shuō)，非壓實(shí)的、無(wú)圖案壓實(shí)的多層的薄頁(yè)紙結(jié)構(gòu)是通過(guò)在多孔的成型網(wǎng)例如長(zhǎng)網(wǎng)上沉積造紙配料形成濕幅、濕幅排水和在不加機(jī)械壓縮的情況下除去額外的水直至幅的纖維稠度至少為80％、以及起皺幅而制備的。水是通過(guò)真空脫水和熱干燥而從幅中被除掉的。所得的結(jié)構(gòu)是相對(duì)未壓實(shí)纖維的柔軟而低強(qiáng)度的高膨松的紙頁(yè)。在起皺前優(yōu)選將粘合材料施加到部分的幅中。
實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括能夠減少生產(chǎn)給定量薄頁(yè)紙制品所需的造紙纖維的量。此外，薄頁(yè)紙制品的光學(xué)性質(zhì)、特別是遮光性得到提高。這些優(yōu)點(diǎn)是在具有高強(qiáng)度與低掉粉的薄頁(yè)紙制品中實(shí)現(xiàn)的。
此處所使用的術(shù)語(yǔ)“遮光性”是指薄頁(yè)紙幅對(duì)相當(dāng)于電磁光譜的可見(jiàn)光部分的波長(zhǎng)的抗透光性?！氨日诠舛取笔侵该?g/m2單位定量的薄頁(yè)紙幅所賦予的遮光性的量度。測(cè)定遮光性和計(jì)算比遮光度的方法被詳細(xì)地介紹在本說(shuō)明書(shū)的以下章節(jié)中。根據(jù)本發(fā)明的薄頁(yè)紙幅優(yōu)選具有大于約5％、更優(yōu)選為大于約5.5％和最優(yōu)選為大于約6％的比遮光度。
此處所使用的術(shù)語(yǔ)“強(qiáng)度”是指比總拉伸強(qiáng)度，測(cè)定該量度的方法被包括在本說(shuō)明書(shū)的以下章節(jié)中。根據(jù)本發(fā)明的薄頁(yè)紙幅是高強(qiáng)度的。這一般指其比總拉伸強(qiáng)度至少為約0.25米，更優(yōu)選至少為約0.40米。
此處交替使用的術(shù)語(yǔ)“掉毛性”和“掉粉性”是指根據(jù)在受控的摩擦試驗(yàn)中被測(cè)定的薄頁(yè)紙幅的脫落纖維或顆粒填料的趨向，該方法被詳細(xì)地介紹在本說(shuō)明書(shū)的以下章節(jié)中。掉毛與掉粉涉及到強(qiáng)度，因?yàn)槊撀淅w維或顆粒填料的趨向直接涉及這樣的纖維或顆粒在結(jié)構(gòu)中被錨固的程度。隨著錨固的總量的增加，強(qiáng)度將會(huì)增加。然而，可能的情況是，盡管強(qiáng)度是合格的但是掉毛性或掉粉性卻不合格。這是由于掉毛或掉粉可能集中在局部處。例如，薄頁(yè)紙幅表面可能容易掉毛或掉粉，而表面下的粘合程度卻能夠?qū)⒖倧?qiáng)度充分地提高到完全令人滿(mǎn)意的水平。在另一種情況中，強(qiáng)度可能是源于較長(zhǎng)造紙纖維的骨架，而纖維毛或顆粒填料卻可能是被不充分地粘合在結(jié)構(gòu)中。本發(fā)明的加填料的薄頁(yè)紙幅是低掉毛的。最終的掉毛值，代表單烘缸側(cè)與離單烘缸側(cè)的平均掉毛值，低于約12是優(yōu)選的，低于約10更被優(yōu)選，而低于約8最優(yōu)選。
本發(fā)明的多層薄頁(yè)紙幅能被用在要求柔軟、吸收性的多層薄頁(yè)紙幅的任何的應(yīng)用中。本發(fā)明的多層薄頁(yè)紙幅的特別有利的用途是在衛(wèi)生用的薄頁(yè)紙與面巾紙制品方面。單層和多層的薄頁(yè)紙制品能由本發(fā)明的紙幅生產(chǎn)。
具有表面偏向性的柔軟的加填料的薄頁(yè)紙圖4是揭示起皺的薄頁(yè)紙的各層結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的柔軟薄頁(yè)紙制品的的一實(shí)施方案的示意圖。
現(xiàn)參照?qǐng)D4，內(nèi)層120被處于單烘缸側(cè)層121和離單烘缸側(cè)層122之間。內(nèi)層120主要含有軟木纖維123，而外層121和122的每一層主要含有硬木纖維125。
微細(xì)的顆粒填料124最好處于外層121與122之間，并且特別在本發(fā)明的另一方面中它們?cè)趯?shí)踐中被限制在層122中。
在層121中的粘合度被控制在低于層122中的粘合度，以致當(dāng)測(cè)定時(shí)層121的掉毛值高于層122的掉毛值。這是通過(guò)促進(jìn)層121中比層122中較少的粘合而實(shí)現(xiàn)的。技術(shù)熟練人員明白，通過(guò)專(zhuān)門(mén)的措施這是可以實(shí)現(xiàn)的。這些措施的例子包括將層121的配料組合物精磨到較低的程度，在層121中使用較少的粘合劑例如淀粉，或通過(guò)添加粘合抑制劑到層121中。
分析與測(cè)試方法A.密度多層薄頁(yè)紙的密度，作為此處所使用的術(shù)語(yǔ)，是根據(jù)紙的定量除以厚度計(jì)算的平均密度，此處還包括合適的單位轉(zhuǎn)換率。此處所使用的多層薄頁(yè)紙的厚度是當(dāng)受到95克/英寸2(15.5g/cm2)的壓負(fù)荷時(shí)紙的厚度。
B.分子量測(cè)定聚合物的主要區(qū)別特征是其分子大小。使聚合物能用于各種各樣的用途中的諸性質(zhì)幾乎完全來(lái)自其大分子性。為了充分表征這些材料，必不可少的是具有某些定義與測(cè)定其分子量和分子量分布的方法。更適當(dāng)?shù)氖鞘褂眯g(shù)語(yǔ)相對(duì)分子量而不是絕對(duì)分子量，但是在聚合物技術(shù)中更通常的是使用后者。測(cè)定分子量分布并非總是實(shí)際的。然而，使用色譜法正成為更普通的做法。相反，用術(shù)語(yǔ)平均分子量來(lái)表示分子大小是自利的。
平均分子量如果我們假設(shè)簡(jiǎn)單的分子量分布用它來(lái)代表具有相對(duì)分子量(Mi)的各分子的重量分?jǐn)?shù)(Wi)的話，就有可能定義幾種有用的平均值。基于特定大小(Mi)的分子數(shù)目(Ni)進(jìn)行平均而得到數(shù)均分子量

此定義的重要意義在于用克表示的數(shù)均分子量含有阿伏伽德羅數(shù)目的分子。這種定義的分子量是與單一分散分子的分子量相一致的，所謂的單一分散分子是具有相同分子量的分子。公認(rèn)的更重要的意義是，如果在給定質(zhì)量的多分散聚合物的分子數(shù)能以某些方式測(cè)定的話，那么n能被方便地計(jì)算出。這是依數(shù)性測(cè)定的基礎(chǔ)。
對(duì)給定質(zhì)量(Mi)的分子的重量分?jǐn)?shù)(Wi)進(jìn)行平均導(dǎo)致重均分子量的定義

w與n相比是更有用的表達(dá)聚合物分子量的方式，因?yàn)樗鼫?zhǔn)確地反映聚合物的諸如熔體粘度和機(jī)械性質(zhì)等性質(zhì)，因此它用在本發(fā)明中。
C.填料粒徑的測(cè)定粒徑是填料性能的重要的決定因素，特別是當(dāng)它涉及填料在紙頁(yè)中的保留能力時(shí)。粘土顆粒特別是平面狀或膨松狀而不是球形的，被稱(chēng)為“等效球體直徑”的測(cè)量值可用于表示形狀奇特的顆粒相對(duì)直徑，因此等效球體直徑的測(cè)定是工業(yè)上測(cè)定粘土和其他顆粒填料的直徑的一種主要方法。填料的等效球體直徑的測(cè)定可以使用TAAPPI有用的方法655來(lái)進(jìn)行，該方法是基于Sedigraph分析，即通過(guò)從Micromeritics Instrument Corporation of Norcross，Georgia購(gòu)得的那類(lèi)儀器進(jìn)行的。該儀器使用軟X-射線測(cè)定顆粒填料的分散淤漿的重力沉降率并使用斯托克斯定律計(jì)算等效球體直徑。
D.紙中填料的定量分析熟練技術(shù)人員知道，有許多種定量分析紙中非纖維素填料的方法。為了有助于本發(fā)明的實(shí)施，二種方法可被應(yīng)用于最優(yōu)選的無(wú)機(jī)型填料。第一種方法，灰化法(ashing)，一般被用于無(wú)機(jī)填料。第二種方法，XRF高嶺土測(cè)定法，特別適合于本發(fā)明實(shí)施中特別適用的填料即高嶺土。
灰化法灰化法是通過(guò)使用馬弗爐進(jìn)行的。在該方法中，首先清洗、校正和涂油四位的天平，其次將干凈的空鉑碟在四位的天平盤(pán)上稱(chēng)重。以克為單位記錄空鉑碟的重量到萬(wàn)分位。在不再涂油天平的情況下，將接近10克的加填料的薄頁(yè)紙?jiān)嚇有⌒牡卣郫B放入到鉑碟中。以克為單位記錄的鉑碟與紙的重量到萬(wàn)分位。
然后用本生燈火焰在低溫下對(duì)鉑碟中的紙進(jìn)行預(yù)灰化。這必須小心地慢慢進(jìn)行以避免浮在空氣中的灰分的形成。如果觀察到浮在空氣中的灰分的話，必須準(zhǔn)備新的試樣。在預(yù)灰化步驟的火焰熄滅后，將試樣放入到馬弗爐中。馬弗爐的溫度應(yīng)為575℃。讓試樣在馬弗爐中完全灰化約4小時(shí)。此后，用夾子取出試樣并放置在干凈的滯火表面上。讓試樣冷卻30分鐘。在冷卻后，稱(chēng)量灰分/鉑碟組件的重量，以克為單位記錄重量到萬(wàn)分位。
在加填料的薄頁(yè)紙中的灰分含量是通過(guò)從灰分/鉑碟組件的重量中減去干凈的空鉑碟重量而計(jì)算出的。以克為單位記錄灰分重量到萬(wàn)分位。
通過(guò)已知填料在灰化時(shí)的失重(例如由于高嶺土中的水蒸汽損失之故)的知識(shí)可以將灰分含量轉(zhuǎn)化成填料重量。為了測(cè)定該值，首先在四位天平盤(pán)上稱(chēng)出干凈的空鉑碟的重量。以克為單位記錄空鉑碟重量到萬(wàn)分位。在不再涂油天平的情況下，將接近3克的填料小心地放入到鉑碟中。以克為單位記錄鉑碟/填料組件的重量到萬(wàn)分位。
然后將此試樣小心地放入到575℃的馬弗爐中。讓試樣在馬弗爐中完全灰化約4小時(shí)。此后，用夾子取出試樣并放置在干凈的滯火表面上。讓試樣冷卻30分鐘。在冷卻后，稱(chēng)量鉑碟/灰分組件的重量，以克為單位記錄重量到萬(wàn)分位。
使用以下的方程式計(jì)算在灰化時(shí)起始填料的百分失重率

灰化時(shí)高嶺土的失重率％為10～15％。然后按下式將以克為單位的原始灰分重量轉(zhuǎn)換成以克為單位的填料重量

然后能根據(jù)下式計(jì)算在起始加填料的薄頁(yè)紙中的填料百分率

XRF測(cè)定高嶺粘土XRF法勝過(guò)馬弗灰分法的主要優(yōu)選優(yōu)點(diǎn)在于速度快，但它并不是可通用的。XRF分光儀能在5分鐘內(nèi)定出紙?jiān)嚇又懈邘X粘土的量相比于馬弗爐灰化法需要幾小時(shí)。
X射線熒光法是基于由X射線管源產(chǎn)生的X光子轟擊試樣的研究的。此高能光子的轟擊現(xiàn)象引起芯層電子被試樣中存在的元素光發(fā)射。然后這些空的芯層被外殼電子所充填。這種由外殼層電子充填導(dǎo)致形成熒光過(guò)程以致使其它的X光子被存在于試樣中的元素所發(fā)射。每種元素對(duì)X射線熒光轉(zhuǎn)換具有不同的“指紋”能量。此能量和這些被發(fā)射的X射線熒光光子有關(guān)元素的鑒別是用鋰攙雜的硅半導(dǎo)體檢測(cè)器測(cè)定的。此檢測(cè)器使有可能測(cè)定碰撞光子的能量和由此識(shí)別試樣中存在的元素。可以識(shí)別大部分試樣基體中從鈉到鈾的元素。
在粘土填料的情況，被檢測(cè)到的元素是硅和鋁。在粘土分析中用的具體的X射線熒光儀是由Baker-Hughes Inc.of Mountain View，California制造的Spectrace 5000。在粘土的定量分析時(shí)第一步是用一組已知的加粘土的薄頁(yè)紙標(biāo)準(zhǔn)物校準(zhǔn)儀器，例如用包括8％～20％粘土的薄頁(yè)紙標(biāo)準(zhǔn)物來(lái)校準(zhǔn)儀器。
在這些標(biāo)準(zhǔn)的紙?jiān)嚇又写_切的粘土量是用上述的馬弗爐灰化法測(cè)定的。一張空白紙?jiān)嚇幼鳛闃?biāo)準(zhǔn)物之一也被包括在其內(nèi)。至少應(yīng)使用五張含有理想的目標(biāo)粘土量的標(biāo)準(zhǔn)物來(lái)校準(zhǔn)儀器。
實(shí)際校準(zhǔn)過(guò)程之前，X射線管被接上設(shè)定為13千伏和0.2毫安的電源。儀器還被設(shè)定到與粘土中所含的硅與鋁的檢測(cè)信號(hào)相結(jié)合。首先通過(guò)切成2″×4″的條制備紙?jiān)嚇?。然后此紙?jiān)嚇訔l被折成離單烘缸側(cè)朝外的2″×2″大小。將此試樣放置在試樣杯的頂部并用夾環(huán)保持在該位置。在試樣準(zhǔn)備期間，必須小心以將試樣平放在試樣杯頂部。然后使用該組已知的標(biāo)準(zhǔn)物校準(zhǔn)儀器。
在用該組已知的標(biāo)準(zhǔn)物校準(zhǔn)儀器后，將線形校準(zhǔn)曲線貯存在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)器中。此線形校準(zhǔn)曲線被用于計(jì)算未知的粘土量。為了確保X射線熒光體系的穩(wěn)定與工作性，已知粘土含量的校核試樣與每組未知粘土含量的試樣一起進(jìn)行操作。如果校核試樣分析導(dǎo)致不正確的值(含量偏離已知粘土含量10～15％)的話，儀器有故障和/或需再校準(zhǔn)。
就每種造紙條件來(lái)說(shuō)，至少對(duì)三張未知試樣中的粘土含量進(jìn)行測(cè)定。對(duì)這三張?jiān)嚇觼?lái)說(shuō)，應(yīng)取平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。如果對(duì)粘土施加方法有懷疑或故意在紙的橫向(CD)或縱向(MD)改變粘土含量的話，應(yīng)該對(duì)更多的試樣在CD或MD方向進(jìn)行測(cè)定。
E.薄頁(yè)紙掉毛的測(cè)定用Sutherland摩擦測(cè)試儀測(cè)定由薄頁(yè)紙產(chǎn)品產(chǎn)生的掉毛量。此測(cè)試儀使用馬達(dá)將增重的毛毯在靜止的薄頁(yè)紙上來(lái)回摩擦五次。在摩擦試驗(yàn)前后測(cè)定亨特顏色L值。計(jì)算這些二種亨特顏色L值之間的差值作為掉毛值。
試樣的制備在掉毛摩擦試驗(yàn)前，被試驗(yàn)的試樣應(yīng)根據(jù)Tappi方法#T4020M-88進(jìn)行調(diào)整處理。此處，試樣在相對(duì)濕度為10～35％和溫度為22～40℃下被預(yù)調(diào)整24小時(shí)。在此預(yù)調(diào)整步驟后，試樣在相對(duì)濕度為48～52％和溫度為22～24℃下被調(diào)整24小時(shí)。此摩擦試驗(yàn)還應(yīng)該在恒定的溫度與濕度的室內(nèi)進(jìn)行。
Sutherland摩擦測(cè)試儀可從Testing Machines，Inc.(Amityville，NY，11701)獲得。首先通過(guò)除掉和廢棄任何可能已在加工時(shí)例如在輥外側(cè)磨損的產(chǎn)物來(lái)制備試樣。就多層的成品而言，切出每段含有二頁(yè)多層制品的三張?jiān)嚇硬⒎胖霉ぷ髋_(tái)面上。對(duì)單層制品而言，切出每段含有二頁(yè)單層制品的六張?jiān)嚇硬⒎胖霉ぷ髋_(tái)面上。然后將試樣折疊成一半以致使褶痕沿薄頁(yè)紙的橫向(CD)伸延。就多層的成品而言，在試樣折疊后應(yīng)確保朝外的一面是相同的朝外的面。換句話說(shuō)，不能將各層相互撕開(kāi)并且摩擦試驗(yàn)時(shí)的各面是制品內(nèi)側(cè)相互面對(duì)的面。對(duì)單層制品而言，準(zhǔn)備三張具有離單烘缸面朝外的試樣和三張具有單烘缸面朝外的試樣。注意哪些試樣是單烘缸側(cè)朝外的和哪些試樣是離單烘缸側(cè)朝外的。
從Cordage Inc.(800 E.Ross Road，Cincinnati，Ohio，45217)得到30″×40″的Crescent#300薄紙板。使用切紙刀切出六片尺寸為2.5″×6″的紙板。通過(guò)將紙板壓入到Sutherland摩擦測(cè)試儀的下壓釘上而在六張紙板的每一張上沖出二個(gè)孔。
如果用單層的成品進(jìn)行測(cè)試的話，對(duì)中并小心地將每張2.5″×6″的紙板片放置在六張先前折疊的試樣上。確保紙板的6″邊與每一薄頁(yè)紙?jiān)嚇拥目v向(MD)相平行。如果用多層的成品進(jìn)行測(cè)試的話，僅需要三張2.5″×6″的紙板片。對(duì)中并小心地將每張紙板片放置在三張先前折疊的試樣上。同樣要確保紙板的6″邊與每一薄頁(yè)紙?jiān)嚇拥目v向(MD)相平行。
將薄頁(yè)紙暴露部分的一邊折入到紙板的背面。用得自3M Inc.(3/4″寬Scotch Brand，St，Paul，MN)的膠帶將此邊固定到紙板上。緊握另一突出的薄頁(yè)紙邊并且將它整齊地折疊到紙板的背面上。在保持將紙整齊地配合到紙板上的同時(shí)，膠帶將此第二邊固定到紙板的背面。對(duì)每張?jiān)嚇又貜?fù)此程序。
翻轉(zhuǎn)每張?jiān)嚇雍蛯⒈№?yè)紙的橫向邊用膠帶固定到紙板上。膠帶的一半應(yīng)與薄頁(yè)紙接觸而另一半應(yīng)粘合到紙板上。對(duì)每個(gè)試樣重復(fù)該過(guò)程。如果在試樣制作過(guò)程的任何時(shí)侯薄頁(yè)紙?jiān)嚇映霈F(xiàn)破裂、撕裂或磨損時(shí)，該試樣應(yīng)被廢棄并用新的薄頁(yè)紙?jiān)嚇訔l制作新的試樣。
如果用多層轉(zhuǎn)變的制品進(jìn)行測(cè)試的話，在紙板上放三張?jiān)嚇?。?duì)單層成品來(lái)說(shuō)，在紙板上放三張離烘缸側(cè)朝外的試樣和三張烘缸側(cè)朝外的試樣。
毛毯的準(zhǔn)備從Cordage Inc.(800 E.Ross Road，Cincinnati，Ohio，45217)得到一片30″×40″的Crescent#300紙板。使用切紙刀切出六片尺寸為2.25″×7.25″的紙板。在紙板的白色側(cè)畫(huà)出二條與短邊平行的線，一條距紙板的頂邊為1.125″而另一條距紙板的最下邊為1.125″。用剃刀使用直尺作引導(dǎo)器小心地刻劃線的長(zhǎng)度。將其刻到深度約為紙頁(yè)厚度的一半。這樣的刻劃使紙板/毛毯組件緊緊地配合在Sutherland摩擦測(cè)試儀的重物周?chē)?。在紙板的此刻劃面上?huà)出與紙板的長(zhǎng)邊平行的箭頭。
切出六塊尺寸為2.25″×8.5″×0.0625″的黑毛毯(由New England Gasket，550 Broad Street，Bristol，CT06010得到的F-55或等同物)。將此毛毯放置在紙板的未刻劃的毛面上以致使毛毯與紙板的長(zhǎng)邊平行和對(duì)齊。確保毛毯的絨毛面朝上。同時(shí)還使毛毯在紙板的最上和最下邊外伸出約0.5″。整齊地將伸出的毛毯邊折疊到紙板的背面用Scotch牌膠帶固定。制備總數(shù)為六塊的毛毯/紙板組件。
就最優(yōu)的再現(xiàn)性而言，所有的試樣均應(yīng)由同一批毛毯制作。顯然，單一批毛毯可能會(huì)被完全用盡。在那些情況中，必須獲得新的一批的毛毯，對(duì)新的一批毛毯必須測(cè)定修正系數(shù)。為了測(cè)定修正系數(shù)，對(duì)新與老的一批毛毯來(lái)說(shuō)需要獲得有關(guān)的代表性的單一的薄頁(yè)紙?jiān)嚇雍妥銐虻拿阂灾苽?4塊紙板/毯試樣。
如下所述，在摩擦之前對(duì)新和老的毛毯的24塊紙板/毛毯試樣測(cè)定得亨特L讀數(shù)。對(duì)老批毛毯的24塊紙板/毛毯試樣和對(duì)新批毛毯的24塊紙板/毛毯試樣分別計(jì)算出平均值。
接著，按以下所述對(duì)新批毛毯的24塊紙板/毛毯試樣和老批毛毯的24塊紙板/毛毯試樣進(jìn)行摩擦試驗(yàn)。確保對(duì)老和新批毛毯的24個(gè)試樣使用同一批號(hào)的薄頁(yè)紙。此外，在制作紙板/薄頁(yè)紙?jiān)嚇訒r(shí)必須如此選取紙以致使新批毛毯與老批毛毯受到盡可能有代表性的薄頁(yè)紙?jiān)嚇拥挠绊?。?duì)一層的薄頁(yè)紙制品而言，廢棄任何可能已被損壞或擦刮的制品。接著，得到每條有二個(gè)有用單元(也被稱(chēng)為二頁(yè))長(zhǎng)的48條薄頁(yè)紙。將48條試樣中的第一條的二有用單元條放置在工作臺(tái)的最左邊而將48條試樣中的最后一條的二有用單元條放置在工作臺(tái)的最右邊。對(duì)最左邊的試樣在其角隅的1cm×1cm區(qū)域內(nèi)標(biāo)上數(shù)字“1”，繼續(xù)連續(xù)標(biāo)記各試樣直到第48條試樣以致最右邊的最后一條的試樣被標(biāo)記為數(shù)字48為止。
新毛毯用24個(gè)奇數(shù)的試樣和老毛毯用24條偶數(shù)的試樣。24條奇數(shù)試樣的順序是從最低到最高。24條偶數(shù)試樣的順序是從最低到最高。現(xiàn)在，用字母“Y”標(biāo)記每組的最低數(shù)。用字母“O”標(biāo)記每組的次高數(shù)。以這種交替的“Y”/“O”方式繼續(xù)標(biāo)記各試樣。使用“Y”試樣作單烘缸側(cè)朝外的掉毛分析和使用“O”試樣作離單烘缸側(cè)的掉毛分析。就一層制品來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有總數(shù)24塊的新批毛毯和老批毛毯，12塊用于單烘缸側(cè)朝外的掉毛分析和12塊用于離單烘缸側(cè)的掉毛分析。
按如下所述對(duì)所有24塊老批毛毯進(jìn)行摩擦和測(cè)定亨特顏色L值。記錄老批毛毯的12個(gè)單烘缸側(cè)亨特顏色L值。平均此12個(gè)值。記錄老批毛毯的12個(gè)離單烘缸側(cè)亨特顏色L值。平均此12個(gè)值。從單烘缸側(cè)的摩擦試樣的平均亨特顏色L值減去初始的未摩擦試樣的平均亨特顏色L值，這是單烘缸側(cè)試樣的Δ平均差。從離單烘缸側(cè)的摩擦試樣的平均亨特顏色L值減去初始的未摩擦試樣的平均亨特顏色L值，這是離單烘缸側(cè)試樣的Δ平均差。計(jì)算單烘缸側(cè)的Δ平均差和離單烘缸側(cè)的Δ平均差之和并且將該總和除以2，這是老毛毯的未修正的掉毛值。如果老毛毯存在毛毯修正系數(shù)的話，將其加到老毛毯的未修正的掉毛值上，所得的值是老毛毯的修正的掉毛值。
按如下所述對(duì)新毛毯的所有24塊進(jìn)行摩擦和測(cè)定亨特顏色L值。記錄新毛毯的12個(gè)單烘缸側(cè)亨特顏色L值。平均此12個(gè)值。記錄新毛毯的12個(gè)離單烘缸側(cè)亨特顏色L值。平均此12個(gè)值。從單烘缸側(cè)的摩擦試樣的平均亨特顏色L值減去初始的未摩擦試樣的平均亨特顏色L值，這是單烘缸側(cè)試樣的Δ平均差。從離單烘缸側(cè)的摩擦試樣的平均亨特顏色L值減去初始的未摩擦試樣的平均亨特顏色L值，這是離單烘缸側(cè)試樣的Δ平均差。計(jì)算單烘缸側(cè)的Δ平均差和離單烘缸側(cè)的Δ平均差之和并且將該總和除以2，這是新毛毯的未修正的掉毛值。
取老毛毯的修正的掉毛值與新毛毯的未修正的掉毛值之間的差值，此差值是新批毛毯的修正因子。
將此毛毯修正因子加到新毛毯的未修正的掉毛值應(yīng)被認(rèn)為是老毛毯的修正的掉毛值。
同樣類(lèi)型的程序被應(yīng)用到具有24塊老毛毯試樣和24塊新毛毯試樣的二層薄頁(yè)紙制品。但是，僅對(duì)消費(fèi)者所使用的這些層的外側(cè)層進(jìn)行摩擦測(cè)試。如以上所指出的，應(yīng)確保試樣是這樣制作的以致使老和新毛毯所得的是有代表性試樣。
四磅重物(weight)的維護(hù)四磅重物具有四平方英寸的有效接觸面積以提供每平方英寸為一磅的接觸壓力。由于接觸壓力能通過(guò)改變被安裝在重物的表面上的橡皮墊片而變化，因此重要的是使用僅由制造商(Brown Inc.，Mechanical ServicesDepartment，Kalamazoo，MI.)供應(yīng)的橡皮墊片。如果它們變得堅(jiān)硬、被磨耗或破裂的話，則必須被更換。
當(dāng)不使用時(shí)，重物必須這樣放置以使墊不支承重物的全部重量。最好將重物貯存在其一邊。
摩擦測(cè)試儀的校準(zhǔn)在使用前必須先校準(zhǔn)Sutherland摩擦測(cè)試儀。首先，通過(guò)將測(cè)試儀的開(kāi)關(guān)移動(dòng)到“控制”位置而打開(kāi)Sutherland摩擦測(cè)試儀。當(dāng)測(cè)試儀的手柄接近使用者的位置時(shí)，將測(cè)試儀的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到“自動(dòng)”位置。通過(guò)將儀表盤(pán)上的指示儀的指針移動(dòng)到“5”的設(shè)定位置，將測(cè)試儀設(shè)定到5沖程。一個(gè)沖程是將重物向前和向后完整地移動(dòng)一次。在每次測(cè)試開(kāi)始與結(jié)束時(shí)摩擦塊的端部應(yīng)處于最接近使用者的位置。
按以上所述在紙板上制備薄頁(yè)紙?jiān)嚇?。此外，按以上所述在紙板上制備毛毯試樣。這二種試樣被用于校準(zhǔn)儀器而不被用來(lái)獲取實(shí)際試樣的數(shù)據(jù)。
通過(guò)將按釘滑動(dòng)塞進(jìn)紙板上的孔而將校準(zhǔn)的薄頁(yè)紙?jiān)嚇臃胖迷跍y(cè)試儀的底板上。按釘防止試樣在測(cè)試期間的移動(dòng)。將校準(zhǔn)毛毯/紙板試樣以紙板側(cè)與重物墊相接觸的方式夾持在四磅的重物上。確保紙板/毛毯組件被平靠到重物放置。將重物鉤入在測(cè)試儀手柄上并慢慢地將薄頁(yè)紙?jiān)嚇又糜谥匚?毛毯組件之下。最接近操作者的重物的端部必須在薄頁(yè)紙?jiān)嚇拥募埌迳隙辉诒№?yè)紙?jiān)嚇颖旧砩?。毛毯必須被平放在薄?yè)紙上并且必須與薄頁(yè)紙100％接觸。通過(guò)按壓“按下”按鈕開(kāi)動(dòng)測(cè)試儀。
計(jì)算沖程數(shù)并觀察和記錄相對(duì)于試樣的毛毯覆蓋的重物的開(kāi)始與停止位置。如果沖程的總次數(shù)是五和如果最接近操作者的毛毯覆蓋的重物的端部在此次測(cè)試的開(kāi)始與結(jié)束時(shí)是處于薄頁(yè)紙?jiān)嚇由系脑挘?zhǔn)測(cè)試儀并備用。如果沖程的總數(shù)不是5或者如果最接近操作者的毛毯覆蓋的端部在此次測(cè)試的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)是處于薄頁(yè)紙?jiān)嚇由系脑?，重?fù)此校準(zhǔn)程序直至計(jì)數(shù)到五個(gè)行程為止時(shí)，最靠近操作者的毛毯覆蓋的重物的端部在測(cè)試的開(kāi)始與結(jié)束時(shí)仍處于紙板上。
在試樣的實(shí)際測(cè)試期間，監(jiān)視并觀察沖程數(shù)與毛毯覆蓋的重物的開(kāi)始位置與終止位置。當(dāng)必要時(shí)進(jìn)行再校準(zhǔn)。
亨特比色計(jì)的校準(zhǔn)根據(jù)儀器的操作手冊(cè)所提出的方法調(diào)整亨特色差儀的黑色與白色標(biāo)準(zhǔn)板。還檢查標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性和如果在過(guò)去的八小時(shí)期間尚未進(jìn)行過(guò)的話還要進(jìn)行每日顏色的穩(wěn)定性檢查。此外，必須檢查零反射率和必要時(shí)進(jìn)行再調(diào)整。
將白色標(biāo)準(zhǔn)板放置在儀器口下的試樣臺(tái)上。開(kāi)啟試樣臺(tái)并使試樣板提高到試樣口下。
使用“L-Y”、“a-X”和“b-Z”標(biāo)準(zhǔn)化按鈕調(diào)整儀器以便在“L”、“a”和“b”按鈕依次被下壓時(shí)讀出“L”、“a”和“b”的標(biāo)準(zhǔn)白色板值。
試樣的測(cè)試在測(cè)定掉毛時(shí)第一步是開(kāi)始在衛(wèi)生薄頁(yè)紙上摩擦前測(cè)定黑毛毯/紙板試樣的亨特顏色值。在測(cè)定中的第一步是將標(biāo)準(zhǔn)白色板降低到亨特比色儀的儀器口下。在標(biāo)準(zhǔn)板的頂上用指向比色儀后部的箭頭定出毛毯覆蓋的紙板的中心。開(kāi)啟試樣臺(tái)并使毛毯覆蓋的紙板提高到試樣口下。
由于毛毯的寬度僅稍大于視區(qū)的直徑，因此要確保毛毯完全覆蓋視區(qū)。在確信完全覆蓋后，下壓L按鈕并等待片刻以使讀數(shù)穩(wěn)定。讀出并記錄L值到0.1單位。
如果使用D25D2A頭的話，下降毛毯覆蓋的紙板和標(biāo)準(zhǔn)板，將毛毯覆蓋的紙板旋轉(zhuǎn)90°以致使箭頭指向儀器的右側(cè)。接著，開(kāi)啟試樣臺(tái)重新檢查以確保視區(qū)完全被毛毯所覆蓋。下壓L按鈕。讀出并記錄L值到0.1單位。就D25D2M裝置來(lái)說(shuō)，記錄的值是亨特顏色L值。就還記錄旋轉(zhuǎn)試樣讀數(shù)的D25D2A頭來(lái)說(shuō)，亨特顏色L值是二次記錄值的平均值。
使用此方法對(duì)所有的毛毯覆蓋的紙板的亨特顏色L值進(jìn)行測(cè)定。如果的亨特顏色L值全都處在相互偏差為0.3單位的話，取平均值以獲得初始的L讀數(shù)。如果亨特顏色L值并不處在偏差為0.3單位的話，將那些處在此范圍外的毛毯/紙板組件廢棄。制作新的試樣并重復(fù)亨特顏色L測(cè)定直至全部試樣均處在相互偏差為0.3單位之內(nèi)。
就測(cè)定實(shí)際的薄頁(yè)紙/紙板組件而言，將薄頁(yè)紙/紙板組件通過(guò)將按釘塞進(jìn)紙板上的孔而將薄頁(yè)紙?jiān)嚇?紙板組件放置在測(cè)試儀的底板上。按釘防止測(cè)試期間試樣的移動(dòng)。將校準(zhǔn)毛毯/紙板試樣以紙板側(cè)與重物墊相接觸的方式夾持在四磅的重物上。確保紙板/毛毯組件被平靠到重物放置。將重物鉤入在測(cè)試儀手柄上并慢慢地將薄頁(yè)紙?jiān)嚇又糜谥匚?毛毯組件之下。最接近操作者的重物的端部必須在薄頁(yè)紙?jiān)嚇拥募埌迳隙辉诒№?yè)紙?jiān)嚇颖旧砩?。毛毯必須被平放在薄?yè)紙?jiān)嚇由喜⑶冶仨毰c薄頁(yè)紙表面100％接觸。
接著，通過(guò)下壓“按下”按鈕啟動(dòng)測(cè)試儀。在五次沖程的終點(diǎn)測(cè)試儀將自動(dòng)停止。注意毛毯覆蓋的重物相對(duì)于試樣的停止位置。如果朝向操作者的毛毯覆蓋的重物的端部在紙板上的話，測(cè)試儀正在正確操作。如果朝向操作者的毛毯覆蓋的重物的端部在試樣上的話，則廢棄此次測(cè)定并在Sutherland摩擦測(cè)試儀校準(zhǔn)部分中所指出的那樣進(jìn)行再校準(zhǔn)。
移動(dòng)重物與毛毯覆蓋的紙板。檢查薄頁(yè)紙?jiān)嚇?。如果被撕裂的話，則廢棄毛毯與薄頁(yè)紙并重新開(kāi)始。如果薄頁(yè)紙?jiān)嚇邮峭暾麩o(wú)缺的話，從重物上除去毛毯覆蓋的紙板。如以上就空白毛毯所述那樣測(cè)定毛毯覆蓋的紙板上的亨特顏色L值。記錄在摩擦后的毛毯的亨特顏色L讀數(shù)。摩擦、測(cè)定和記錄所有的剩余試樣的亨特顏色L值。
在全部的試樣已被測(cè)定后，除掉與廢棄所有的毛毯。不再使用毛毯條。紙板被使用到直至它們彎曲、撕裂或不再具有平滑的表面時(shí)為止。
計(jì)算通過(guò)從試樣的離單烘缸側(cè)和烘缸側(cè)每一測(cè)量值減去測(cè)得的未使用過(guò)的毛毯的平均起始L讀數(shù)測(cè)定出ΔL值。記住，多層制品僅摩擦紙的一面。因此，多層制品將得到三個(gè)ΔL值。將這三個(gè)ΔL值平均并從此最終的平均值中減去毛毯因子。這最終的值被稱(chēng)為二層制品的織物面的掉毛值。
對(duì)已測(cè)定單烘缸側(cè)與離單烘缸側(cè)的單層薄頁(yè)紙幅來(lái)說(shuō)，從三個(gè)單烘缸側(cè)L讀數(shù)的每一個(gè)和三個(gè)離單烘缸側(cè)L讀數(shù)的每一個(gè)中減去測(cè)得的未使用的毛毯的平均起始L讀數(shù)。計(jì)算三個(gè)單烘缸側(cè)值的平均Δ。計(jì)算三個(gè)離單烘缸側(cè)值的平均Δ。從這些平均值的每一個(gè)中減去毛毯因子。這最終的值被稱(chēng)為薄頁(yè)紙幅的離單烘缸側(cè)的掉毛值和單烘缸側(cè)的掉毛值。根據(jù)單烘缸側(cè)上的掉毛值與離單烘缸側(cè)上的掉毛值之比，得到“掉毛率”。換句話說(shuō)，使用下式

通過(guò)采用單烘缸側(cè)與離單烘缸側(cè)上的平均掉毛值，就整個(gè)單層薄頁(yè)紙幅來(lái)說(shuō)，得到最終的掉毛值。換句話說(shuō)，使用下式來(lái)計(jì)算最終的掉毛值

F.測(cè)定薄頁(yè)紙的小組柔軟度(Panel Softnees)在理想情況下，在柔軟度測(cè)定前，被測(cè)試的紙?jiān)嚇討?yīng)根據(jù)Tappi方法#T4020M-88進(jìn)行調(diào)整處理。此時(shí)，試樣在相對(duì)濕度為10～35％和溫度為22～40℃下被預(yù)調(diào)整24小時(shí)。在此預(yù)調(diào)整步驟后，試樣在相對(duì)濕度為48～52％和溫度為22～24℃下被調(diào)整24小時(shí)。
在理想情況下，紙柔軟度測(cè)定應(yīng)該在恒定的溫度與濕度的室內(nèi)進(jìn)行。如果此條件做不到的話，所有的試樣包括對(duì)照試樣均應(yīng)在同樣的環(huán)境暴露條件下進(jìn)行試驗(yàn)。
柔軟度測(cè)定應(yīng)以類(lèi)似于在“Manual on Sensory Testing Methods”，ASTM Special Technical Publication 434，由the American Society For Testingand Materials 1968出版中所述的方式作為成對(duì)比較試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行，該文獻(xiàn)被編入于此作參考。柔軟度是通過(guò)使用被稱(chēng)為成對(duì)的差別試驗(yàn)的主觀測(cè)試來(lái)主觀評(píng)估的。該方法利用試驗(yàn)材料本身之外的標(biāo)準(zhǔn)。就觸感柔軟度來(lái)說(shuō)，提供受試者見(jiàn)不到的二種試樣，要求受試者根據(jù)觸感柔軟度從中選出一種。試驗(yàn)結(jié)果以小組柔軟度單位(Panel Score Unit，簡(jiǎn)稱(chēng)PSU)記錄。就得到在此處以PSU記錄的柔軟度數(shù)據(jù)的柔軟度試驗(yàn)來(lái)說(shuō)，進(jìn)行許多小組柔軟度試驗(yàn)。在每次試驗(yàn)中要求十個(gè)進(jìn)行柔軟度判斷的評(píng)判員定出三組成對(duì)試樣的相對(duì)柔軟度級(jí)別。每個(gè)評(píng)判員一次將這些樣品對(duì)評(píng)估為一對(duì)每對(duì)的一個(gè)試樣被稱(chēng)為X而另一個(gè)試樣被稱(chēng)為Y。簡(jiǎn)言之，每個(gè)X試樣相對(duì)于其成對(duì)的Y試樣是如下被定級(jí)的1.如果X被評(píng)為或許稍比Y軟的話則得到+1級(jí)，如果Y被評(píng)為或許稍比X軟的話則得到-1級(jí)；2.如果X被評(píng)為確實(shí)稍比Y軟的話則得到+2級(jí)，如果Y被評(píng)為確實(shí)稍比X軟的話則得到-2級(jí)；3.如果X被評(píng)為比Y軟得多的話則得到+3級(jí)，如果Y被評(píng)為比X軟得多的話則得到-3級(jí)；4.如果X被評(píng)為比Y完全軟得多的話則得到+4級(jí)，如果Y被評(píng)為比X完全軟得多的話則得到-4級(jí)。
平均各級(jí)別而所得的值以PSU單位表示。所得的數(shù)據(jù)被認(rèn)為是一次小組測(cè)試的結(jié)果。如果評(píng)估多于一對(duì)的試樣對(duì)，那么所有的試樣對(duì)根據(jù)其通過(guò)成對(duì)的統(tǒng)計(jì)分析所得的級(jí)別被有序地排列。然后，按要求根據(jù)值的大小上升或下降而得到零PSU值，由此選擇出基于此零基標(biāo)準(zhǔn)的試樣。然后其他試樣通過(guò)其與零基標(biāo)準(zhǔn)的相對(duì)級(jí)別確定出具有正或負(fù)的值。進(jìn)行許多次小組測(cè)試并加以平均，約0.2PSU代表主觀上感受到的柔軟度的明顯差值。
G.測(cè)定薄頁(yè)紙的遮光性使用Colorquest DP-9000光譜色譜儀測(cè)定百分遮光性。將在處理器背面的開(kāi)/關(guān)開(kāi)關(guān)打開(kāi)。預(yù)熱儀器二小時(shí)。如果儀器已處于等候狀態(tài)的話，按壓儀表板上的任何按鈕并讓儀器再預(yù)熱30分鐘。
使用黑色玻璃和白色瓷磚校準(zhǔn)儀器。確保讀數(shù)模式已校準(zhǔn)并根據(jù)DP-9000儀器手冊(cè)的校準(zhǔn)部分的說(shuō)明校準(zhǔn)DP-9000儀。為了校準(zhǔn)DP-9000儀，按壓處理器上的CAL鍵，然后按照屏幕上的提示進(jìn)行。然后您讀取黑色玻璃與白色瓷磚的數(shù)字。
DP-9000還必須根據(jù)DP-9000儀器手冊(cè)的指示調(diào)到零位。按壓設(shè)定鍵而進(jìn)入到設(shè)定模式。定義下列的參數(shù)UF濾光片OUT顯示器ABSOLUTE讀數(shù)間隔SINGLE試樣IDON或OFF平均 OFF
統(tǒng)計(jì)量 SKIP顏色坐標(biāo)XYZ顏色指數(shù)SKIP色差標(biāo) SKIP色差指數(shù)SKIPCMC比率SKIPCMC工業(yè)因子SKIP觀察器10度照明DM1第二次照明SKIP標(biāo)準(zhǔn)WORKING目標(biāo)值SKIP容差SKIP證實(shí)顏色坐標(biāo)被設(shè)定在XYZ，觀察器被設(shè)定到10度，和照明被設(shè)定在D。在白色的未校準(zhǔn)的瓷磚上放置一層試樣。還可以使用白色的已校準(zhǔn)的瓷磚。升高試樣與瓷磚到試樣口下的位置并測(cè)定Y值。
降低試樣與瓷磚。在試樣本身不旋轉(zhuǎn)的情況下，除掉白色瓷磚并用黑色玻璃取代。再次提高試樣與黑色玻璃并測(cè)定Y值。在白色瓷磚與黑色玻璃讀數(shù)之間應(yīng)保證一層薄頁(yè)紙?jiān)嚇游幢恍D(zhuǎn)。
通過(guò)采用黑色玻璃上的Y讀數(shù)與白色瓷磚上的Y讀數(shù)的比計(jì)算百分遮光率。然后將此值乘以100得到百分遮光率。
根據(jù)本說(shuō)明書(shū)的目的，將此遮光率換算成“比遮光率”，實(shí)際上，“比遮光率”是修正了定量變化的遮光率。將百分遮光率換算成比遮光率百分?jǐn)?shù)的公式如下比遮光率＝(1-(遮光率/100)(1/定量)×100，式中，比遮光率單位是每g/m2的百分?jǐn)?shù)，而遮光率的單位是百分?jǐn)?shù)，定量的單位是g/m2。
比遮光率應(yīng)記錄到0.01％。
G.薄頁(yè)紙強(qiáng)度的測(cè)定干拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度是在1英寸寬的試樣條上使用Thwing-Albert Intelect II標(biāo)準(zhǔn)拉伸試驗(yàn)機(jī)(Thwing-Albert Instrument Co.，10960 Dutton Rd.，Philadelphia，PA，19154)測(cè)定的。此方法是用在成品紙制品、紙卷試樣和未轉(zhuǎn)化的原料紙的。試樣調(diào)整與制備在拉伸試驗(yàn)前，被測(cè)試的紙?jiān)嚇討?yīng)根據(jù)Tappi方法#T4020M-88進(jìn)行調(diào)整處理。在測(cè)試前全部的塑料與紙板的包裝材料必須被小心地從紙?jiān)嚇又谐簟＜堅(jiān)嚇討?yīng)在相對(duì)濕度為48～52％和溫度為22～24℃下被調(diào)整至少2小時(shí)。試樣的制備與拉伸試驗(yàn)的所有步驟還應(yīng)該在恒定的溫度與濕度的室內(nèi)進(jìn)行。
對(duì)成品來(lái)說(shuō)，應(yīng)廢棄任何被損壞的產(chǎn)品。接著，取出四個(gè)有用單元(也被稱(chēng)為頁(yè))的5條成品并將一條疊在另一條的頂部而形成具有在紙頁(yè)間重合的穿孔的長(zhǎng)垛。檢出頁(yè)1和3供縱向拉伸測(cè)定用和檢出頁(yè)2和4供橫向拉伸測(cè)定用。接著，使用切紙刀(由Thwing-Albert Instrument Co.，10960 Dutton Rd.，Philadelphia，PA，19154提供的具有安全罩的JDC-1-10或JDC-1-12)切穿孔線以制成4個(gè)各別的坯料。確保垛1和3被認(rèn)出是供縱向測(cè)試用的和垛2和4被認(rèn)出是供橫向測(cè)試用的。
從垛1和3在縱向切出二條1″寬的條。從垛2和4在橫向切出二條1″寬的條?，F(xiàn)在有四條1″寬的供縱向拉伸測(cè)試用和四條1″寬的供橫向拉伸測(cè)試用的條。就這些成品紙?jiān)嚇佣?，所有的八條1″寬的條有五個(gè)有用單元(還被稱(chēng)為頁(yè))厚。
對(duì)未轉(zhuǎn)化的原料紙和/或卷取的試樣來(lái)說(shuō)，使用切紙刀(由Thwing-AlbertInstrument Co.，10960 Dutton Rd.，Philadelphia，PA，19154提供的具有安全罩的JDC-1-10或JDC-1-12)從試樣的被測(cè)試區(qū)切出8層厚的15″×15″的試樣。確保一條15″的切割線與縱向平行而另一條15″的切割線與橫向平行。確保試樣在相對(duì)濕度為48～52％和溫度為22～24℃下被調(diào)整至少2小時(shí)。試樣的制備與拉伸試驗(yàn)的所有程序還應(yīng)該在恒定的溫度與濕度的室內(nèi)進(jìn)行。
從此預(yù)調(diào)整的、8層厚的15″×15″的試樣中切出四條1×7″的試樣條，它們的長(zhǎng)7″的切割線與縱向平行。注意這些試樣被作為縱向的卷取的原料紙或未轉(zhuǎn)化的原料紙?jiān)嚇印Ｇ谐隽硗馑臈l1× 7″的試樣條，它們的長(zhǎng)7″的切割線與橫向平行。注意這些試樣被作為橫向的卷取的原料紙或未轉(zhuǎn)化的原料紙?jiān)嚇?。確保先前的所有的切割是使用切紙刀(由Thwing-Albert Instrument Co.，10960 Dutton Rd.，Philadelphia，PA，19154提供的具有安全罩的JDC-1-10或JDC-1-12)切制的。現(xiàn)有總數(shù)為八條的試樣四條8層厚的1″×7″條，其7″的切割線與縱向平行的試樣和四條8層厚的1″×7″條，其7″的切割線與橫向平行的試樣。
拉抻試驗(yàn)機(jī)的操作就實(shí)際的拉抻強(qiáng)度測(cè)定來(lái)說(shuō)，是使用Thwing-Albert Intelect II標(biāo)準(zhǔn)拉伸試驗(yàn)機(jī)(Thwing-Albert Instrument Co.，10960 Dutton Rd.，Philadelphia，PA，19154)進(jìn)行的。將平面夾子插入到單元中并根據(jù)Thwing-Albert Intelect II的操作手冊(cè)的指南校準(zhǔn)試驗(yàn)機(jī)。將機(jī)器的橫梁的速度設(shè)定為4.0英寸/分并將第1和第2量規(guī)的長(zhǎng)度設(shè)定為2.00英寸。斷裂靈敏度應(yīng)被設(shè)定在20.0克和試樣寬度設(shè)定在1.00″和厚度為0.025″。
選擇測(cè)力計(jì)以使被測(cè)定試樣的預(yù)計(jì)的拉伸結(jié)果在使用時(shí)處于25％～75％。例如，5000克測(cè)力計(jì)能被用于具有預(yù)計(jì)的拉伸值為1250克(5000克的25％)和3750克(5000克的75％)的試樣。拉伸試驗(yàn)機(jī)還能被設(shè)定于5000克測(cè)力計(jì)的10％的范圍內(nèi)以使能測(cè)定具有預(yù)計(jì)的拉伸值為125克～375克的試樣。
取拉伸試樣條中的一條并將其一端置于拉伸試驗(yàn)機(jī)的一個(gè)夾子中。將紙條的另一端放入另一個(gè)夾子中。確保試樣的長(zhǎng)邊與拉伸試驗(yàn)機(jī)的各面平行。還要確保各條未突出在二夾子的面外。此外，每個(gè)夾子的壓力必須與紙?jiān)嚇映浞值亟佑|。
在將紙?jiān)囼?yàn)條插入到二夾子中后，可以監(jiān)控儀器的拉伸。如果它顯示出5克或更高的值的話，試樣是被太拉緊了。反之，如果在試驗(yàn)開(kāi)始后2～3秒鐘的時(shí)間過(guò)去了，未記錄任何值，則拉伸條是太松了。
按拉伸試驗(yàn)機(jī)手冊(cè)中所述那樣開(kāi)動(dòng)拉抻試驗(yàn)機(jī)。在橫梁自動(dòng)地返回到其起始位置后，試驗(yàn)就完成了。從儀表標(biāo)尺或數(shù)字儀表計(jì)中以克為單位讀數(shù)并記錄拉抻載荷到最接近的單位。
如果儀表未自動(dòng)進(jìn)行復(fù)位的話，必須進(jìn)行調(diào)整以將儀表的夾子設(shè)定到其起始的開(kāi)始位置。按如上所述將下一個(gè)紙條插入到二夾子中并得到以克表示的拉伸讀數(shù)。獲得所有的紙?jiān)嚇訔l的拉伸讀數(shù)。應(yīng)該指出的是，在進(jìn)行試驗(yàn)的同時(shí)如果在夾子中或邊上條滑動(dòng)或破裂的話，應(yīng)該舍去這些讀數(shù)。
計(jì)算就四條縱向的1″寬的成品條來(lái)說(shuō)，將四條各別記錄的拉伸讀數(shù)相加。將該總數(shù)除以被試的條的數(shù)目。此數(shù)目通常應(yīng)該為四。還將該記錄的拉伸讀數(shù)的和除以每一拉伸條的未使用單元數(shù)。對(duì)1層或2層的制品來(lái)說(shuō)，此數(shù)通常為五。
對(duì)橫向的成品條重復(fù)此計(jì)算。
對(duì)于以縱向切割的未轉(zhuǎn)化的原料紙或卷狀試樣來(lái)說(shuō)，將四個(gè)各別記錄的拉伸讀數(shù)相加。將該總數(shù)除以測(cè)試的條的數(shù)目。此數(shù)通常為四。還將該記錄的拉伸讀數(shù)的和除以每一拉伸條的未使用單元數(shù)。此數(shù)通常為八。
對(duì)橫向的未轉(zhuǎn)化的或卷狀試樣紙條重復(fù)此計(jì)算。
所有的結(jié)果均為克/英寸單位。
為了本說(shuō)明書(shū)的目的，拉伸強(qiáng)度應(yīng)被轉(zhuǎn)換成“比總拉伸強(qiáng)度”，“比總拉伸強(qiáng)度”的定義為在縱向和橫向測(cè)定的拉伸強(qiáng)度之和除以定量，并將單位修正到以米表示的值。
實(shí)施例提供以下的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明如何實(shí)施本發(fā)明。這些實(shí)施例是被用來(lái)幫助說(shuō)明本發(fā)明的，而不應(yīng)被理解為是對(duì)本發(fā)明范圍的限制。本發(fā)明的范圍僅由權(quán)利要求書(shū)來(lái)限定。
實(shí)施例1此對(duì)比例是說(shuō)明一種并不包含本發(fā)明特征的參考方法的比較例。此方法以下面的各步驟來(lái)說(shuō)明首先，使用慣用的制漿機(jī)制備稠度約為3％的NSK的含水淤漿并通過(guò)原料管道送入到長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)的網(wǎng)前箱。
為了賦予產(chǎn)品臨時(shí)性濕強(qiáng)度，制備Parez750的1％分散體并將其以足以輸送基于NSK纖維干重量的1.25％的Parez750添加到NSK原料管中。通過(guò)將被處理的淤漿穿過(guò)在線的混合機(jī)增大臨時(shí)性濕強(qiáng)度樹(shù)脂的吸附量。
用白水在扇形泵中稀釋NSK淤漿到約0.2％稠度。
使用慣用的再碎漿機(jī)制成約3％重量的桉樹(shù)纖維的含水淤漿。
將此桉樹(shù)類(lèi)淤漿通過(guò)原料管到另一扇形泵中，在扇形泵中用白水稀釋到約0.2％的稠度。
將NSK淤漿與桉樹(shù)纖維淤漿導(dǎo)入到適當(dāng)?shù)匮b有層狀板的多通道網(wǎng)前箱中以便在泄放到輸送長(zhǎng)網(wǎng)之前保持作為各別層的物流。使用三室網(wǎng)前箱。占最終紙干重量80％的桉樹(shù)淤漿導(dǎo)入到二外層的每一層的室中，而占最終紙干重量20％的NSK淤漿導(dǎo)入到二桉樹(shù)纖維層之間的層的室中。在網(wǎng)前箱的出口處NSK淤漿與桉樹(shù)纖維淤漿結(jié)合成復(fù)合淤漿。
復(fù)合淤漿被排放到輸送長(zhǎng)網(wǎng)上并借助導(dǎo)流板與真空箱而被脫水。
濕胚幅以約15％的稠度(在轉(zhuǎn)移點(diǎn)處)從長(zhǎng)網(wǎng)輸送到每英寸分別具有84根縱向與76根橫向單絲，和具有約36％關(guān)節(jié)區(qū)的帶5-梭口的緞紋組織構(gòu)型圖案的成型織物。
進(jìn)一步的脫水是通過(guò)真空輔助的排水而完成的直至幅的纖維稠度為28％。
在保持與帶圖案的成型織物接觸的同時(shí)，通過(guò)空氣吹透而將具有圖案的幅預(yù)干燥到約62％重量的纖維稠度。
然后用含0.125％聚乙烯醇水溶液的噴霧起皺粘合劑將此半干的幅粘附到單烘缸表面。此起皺粘合劑是以幅干重的0.1％粘合劑固體量被送入到單烘缸表面的。
在幅用刮刀從單烘缸干起皺前纖維的稠度增加到約96％。
刮刀的斜角為約25度并以相對(duì)于單烘缸設(shè)置以形成約81度的沖擊角。
通過(guò)以約800fpm(英尺/分鐘)(約每分鐘為244米)操作單烘缸干燥器來(lái)調(diào)整百分起皺率到約18％，同時(shí)干幅以656fpm(約每分鐘為201米)的速度被形成為卷。
將此幅轉(zhuǎn)化成定量約為18磅/3000英尺2的三層、單層的起皺的具有圖案壓實(shí)的薄頁(yè)紙制品。
實(shí)施例2此實(shí)施例說(shuō)明制造加填料的薄頁(yè)紙的本發(fā)明的一種實(shí)施方案。
使用慣用的碎漿機(jī)制成約3％重量的桉樹(shù)纖維的含水淤漿。以相對(duì)于起皺薄頁(yè)紙的最終的干重量為0.02％的干重量的比率添加Cypro514到淤漿中。然后將此處理后的淤漿通過(guò)原料管送到造紙機(jī)。
顆粒填料為由Dry Branch Kaolin of Dry Branch，GA制造的等級(jí)為WWFil Slurry的高嶺粘土。它作為70％固體的淤漿經(jīng)過(guò)原料管被輸送，在原料管中與作為0.3％水分散體被輸送的陰離子絮凝劑一Accurac 62相混合。Accurac 62是以相當(dāng)于絮凝劑的干重量與制得的起皺薄頁(yè)紙的成品干重量之比約0.015％的比率被輸送的。通過(guò)將混合物穿過(guò)在線的混合機(jī)來(lái)增大絮凝劑的吸附量。這形成填料顆粒的調(diào)制處理過(guò)的淤漿。
然后將填料顆粒的聚集的淤漿混合到輸送精磨的桉樹(shù)纖維的原料管中。
將桉樹(shù)纖維與填料顆粒的混合物以大概相等量分成二股各別的物流并被通向紙機(jī)。然后用陽(yáng)離子淀粉RediBOND 5320處理每股物流，陽(yáng)離子淀粉是作為1％的水分散體被輸入的。最終形成單烘缸側(cè)的物流用以淀粉干重量與制得的起皺薄頁(yè)紙的成品干重量之比約0.1％的淀粉處理。最終形成離單烘缸側(cè)的物流以為粉干重量與制得的起皺薄頁(yè)紙的成品干重量之比約0.5％的淀粉處理。通過(guò)將所生成的混合物穿過(guò)在線的混合機(jī)來(lái)增大陽(yáng)離子淀粉的吸附量。然后將所制得的每種淤漿用白水在它們各自的扇形泵的進(jìn)口處稀釋到稠度約為固體填料顆粒與桉樹(shù)纖維重量的0.2％。在輸送聚集的填料顆粒與桉樹(shù)纖維的混合物的扇形泵后，將稀釋到濃度約0.05％固體物的另外的Accurac 62以相當(dāng)于填料與桉樹(shù)纖維固體重量之比約0.065％的比率添加到每種混合物中。
通過(guò)將等量的Varisoft 134與聚乙二醇400的混合物在溫度約為88℃熔融在一起制備粘合抑制劑組合物。然后將此熔融的混合物裝入到溫度約為66℃的被攪拌的水流中達(dá)到以Varisoft含量計(jì)為約2％濃度。將此粘合抑制劑組合物添加到桉樹(shù)纖維與顆粒纖維淤漿流之一中以便使它添加到最終形成與單烘缸表面相接觸的層中。被添加的粘合抑制劑的量使成品薄頁(yè)紙包括占其干重約0.15％的Varisoft 134重量。
使用慣用的制漿機(jī)制備約3％稠度的NSK的含水淤漿并使其通過(guò)原料管通向長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)的網(wǎng)前箱。
為了賦予成品臨時(shí)性的濕強(qiáng)度，制備Parez 750的1％分散體并將其以足以輸送基于NSK纖維干重的1.25％的Parez 750添加到NSK原料管中。通過(guò)將處理過(guò)的淤漿穿過(guò)在線的混合機(jī)而增大臨時(shí)性濕強(qiáng)度樹(shù)脂的吸附量。
在扇形泵處用白水稀釋NSK淤漿到稠度約為0.2％。在扇形泵后，以相當(dāng)于填料與NSK纖維的固體量的約0.065％的量將被稀釋到濃度約為0.05％固含量的另外的Accurac 62添加到混合物中。
NSK淤漿與桉樹(shù)纖維淤漿導(dǎo)入到適當(dāng)?shù)匮b有層狀板的多通道網(wǎng)前箱中以便在排放到輸送長(zhǎng)網(wǎng)之前保持作為各別層的物流。使用三室網(wǎng)前箱。占最終紙干重量80％的含有充分的固含量的桉樹(shù)和顆粒填料被送到通到二外層的每一層的室中，而占最終紙干重量20％的含充分固含量的NSK淤漿被送到通到二桉樹(shù)纖維層之間的層的室中。在網(wǎng)前箱的出口處NSK淤漿與桉樹(shù)纖維淤漿被結(jié)合成復(fù)合淤漿。
復(fù)合淤漿被排放到輸送長(zhǎng)網(wǎng)上并借助導(dǎo)流板與真空箱而被脫水。
濕胚幅以約15％的稠度(在轉(zhuǎn)移點(diǎn)處)從長(zhǎng)網(wǎng)被轉(zhuǎn)移到每英寸具有84根縱向與76根橫向單絲，和具有約36％關(guān)節(jié)區(qū)的帶5-梭口的緞紋組織構(gòu)型圖案的成型織物上。
進(jìn)一步的脫水是通過(guò)真空輔助的排水而完成的直至幅的纖維稠度約為28％。
在保持與帶圖案的成型織物接觸的同時(shí)通過(guò)空氣吹透而將有圖案的幅預(yù)干燥到約62％重量的纖維濃度。
然后用含0.125％聚乙烯醇水溶液的噴霧的起皺粘合劑將此半干的幅粘附到單烘缸表面。此起皺粘合劑是以幅干重的0.1％粘合劑固體量被送入到單烘缸表面的。
在幅用刮刀從單烘缸干起皺前纖維的稠度增加到約96％。
刮刀的斜角為約25度并相對(duì)于單0烘缸放置以形成約81度的沖擊角。
通過(guò)以約800fpm(英尺/分鐘)(約每分鐘為244米)操作單烘缸干燥器來(lái)調(diào)整百分起皺率到18％，同時(shí)干幅以656fpm(約每分鐘為200米)的速度形成卷。
將此幅轉(zhuǎn)制成定量約為18磅/3000英尺2的三層、單層的起皺的具有圖案壓實(shí)的薄頁(yè)紙制品。
實(shí)施例3此實(shí)施例說(shuō)明制造加填料的薄頁(yè)紙的本發(fā)明的一種實(shí)施方案。
使用慣用的碎漿機(jī)制備約3％重量的桉樹(shù)纖維的含水淤漿。以相對(duì)于起皺薄頁(yè)紙的最終的干重量為0.02％的干重量的比率添加Cypro 514到淤漿中。然后將此處理后的淤漿分成二股相等的物流，每股物流通過(guò)其各自原料管而被送入到紙機(jī)。
顆粒填料為由Dry Branch Kaolin of Dry Branch，GA制造的等級(jí)為WWFil Slurry的高嶺粘土。它作為70％固含量的淤漿經(jīng)過(guò)原料管輸送，在原料管中與作為0.3％水分散體輸送的陰離子絮凝劑一Accurac 62相混合。Accurac 62是以相當(dāng)于絮凝劑的干重量與制得的起皺薄頁(yè)紙的成品干重量之比約0.015％的比率被輸送的。通過(guò)將混合物穿過(guò)在線的混合機(jī)來(lái)增大絮凝劑的吸附量。這形成填料顆粒的調(diào)制處理過(guò)的淤漿。
然后將填料顆粒的聚集淤漿混合到輸送桉樹(shù)纖維的原料管之一中并用陽(yáng)離子淀粉RediBOND 5320處理最終的混合物，陽(yáng)離子淀粉是作為1％的水分散體和以所制得的起皺薄頁(yè)紙的成品干重量的0.75％的比率被輸送的。通過(guò)將所得的混合物穿過(guò)在線的混合機(jī)來(lái)增大陽(yáng)離子淀粉的吸附量。然后在扇形泵的入口處用白水稀釋所得的淤漿到稠度約為基于固體填料顆粒與桉樹(shù)纖維的重量的0.2％。在輸送聚集的填料顆粒與桉樹(shù)纖維的混合物的扇形泵后，將稀釋到濃度約0.05％固含量的另外的Accurac 62以相應(yīng)于填料與桉樹(shù)纖維的固體重量的約0.065％的比率添加到混合物中。
其它輸送桉樹(shù)纖維的原料管在扇形泵的入口處用白水稀釋到濃度約為固體填料顆粒與桉樹(shù)纖維重量的0.2％。在輸送聚集的填料顆粒與桉樹(shù)纖維的混合物的扇形泵后，將稀釋到濃度約0.05％固含物的另外的Accurac 62以相應(yīng)于桉樹(shù)纖維的固體重量的約0.065％的比率添加到混合物中。
通過(guò)將等量的Varisoft 134與聚乙二醇400的混合物在溫度約為88℃熔融在一起制備粘合抑制劑組合物。然后將此熔融的混合物裝入到溫度約為66℃的被攪拌的水流中達(dá)到以Varisoft含量計(jì)為約2％濃度。將此粘合抑制劑組合物添加到桉樹(shù)纖維淤漿流中以便使它被添加到最終形成與單烘缸表面相接觸的層中。被添加的粘合抑制劑的量使成品薄頁(yè)紙包括占其干重約0.15％的Varisoft 134。
使用慣用的制漿機(jī)制備約3％稠度的NSK的含水淤漿并使其通過(guò)原料管通向長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)的網(wǎng)前箱。
為了賦予成品臨時(shí)性的濕強(qiáng)度，制備Parez 750的1％分散體并將其以足以輸送為NSK纖維干重的1.25％的Parez 750添加到NSK原料管中。通過(guò)將處理過(guò)的淤漿穿過(guò)在線的混合機(jī)而增大臨時(shí)性濕強(qiáng)度樹(shù)脂的吸附量。
在扇形泵處用白水稀釋NSK淤漿到稠度約為0.2％。在扇形泵后，以相當(dāng)于填料與NSK纖維的固體量的約0.065％的量將被稀釋到濃度約為0.05％固含量的另外的Accurac 62添加到混合物中。
三種淤漿(NSK，與填料相混合的桉樹(shù)纖維和無(wú)填料的桉樹(shù)纖維)被導(dǎo)入到適當(dāng)?shù)匮b有層狀板的多通道網(wǎng)前箱中以便在泄放到輸送長(zhǎng)網(wǎng)之前保持作為各別層的物流。使用三室網(wǎng)前箱。將無(wú)顆粒填料的桉樹(shù)纖維淤漿送入到直接卸料到成型網(wǎng)表面上的室中。含NSK的淤漿被送到中間室中，而桉樹(shù)纖維與顆粒填料相混合的淤漿被送入到遠(yuǎn)離成型表面的外層室中。包括足夠量的固體流的NSK淤漿占最終的紙的干重量的約20％，只有桉樹(shù)纖維的淤漿包括足夠量的固體流而占最終的紙的干重量的約36％，和與顆粒填料相混合的桉樹(shù)纖維淤漿包括足夠量的固體流而占最終的紙的干重量的約44％。這些淤漿在網(wǎng)前箱的出口處被混合而形成復(fù)合淤漿。
復(fù)合淤漿被排放到輸送長(zhǎng)網(wǎng)上并借助折流板與真空箱而被脫水。
濕胚幅以約15％的纖維稠度(在轉(zhuǎn)移點(diǎn)處)從長(zhǎng)網(wǎng)被轉(zhuǎn)移到每英寸具有84根縱向與76根橫向單絲，和具有約36％關(guān)節(jié)區(qū)的帶5-梭口的緞紋組織構(gòu)型圖案的成型織物上。
進(jìn)一步的脫水是通過(guò)真空輔助的排水而完成的直至幅的纖維稠度約為28％。
在保持與帶圖案的成型織物接觸的同時(shí)，通過(guò)空氣吹透而將具有圖案的幅預(yù)干燥到約為62％重量的纖維稠度。
然后用含0.125％聚乙烯醇水溶液的噴霧的起皺粘合劑將此半干的幅粘附到單烘缸表面。此起皺粘合劑是以幅干重的0.1％粘合劑固體量被送入到單烘缸表面的。
在幅用刮刀從單烘缸干起皺前纖維的稠度被增加到約96％。
刮刀的斜角為約25度并相對(duì)于單烘缸放置以形成約81度的沖擊角。
通過(guò)以約800fpm(英尺/分鐘)(約每分鐘為244米)操作單烘缸干燥器來(lái)調(diào)整百分起皺率到約18％，同時(shí)干幅以656fpm(約每分鐘為200米)的速度形成卷。
將此幅轉(zhuǎn)化成定量約為18磅/3000英尺2的三層、單層的起皺的具有圖案的壓實(shí)薄頁(yè)紙制品。
實(shí)施例1 實(shí)施例2實(shí)施例3高嶺土含量 無(wú) 8％9.5％高嶺土保留(總)％ 未得到 83.2％ 96.3％拉伸強(qiáng)度(克/英寸)370 370369比遮光性％ 5.065.45 5.27單烘缸側(cè)掉毛 7.3 9.410.5離單烘缸側(cè)掉毛 7.2 5.57.5掉毛率 1.0 1.71.4最終的掉毛數(shù) 7.3 7.59.1柔軟度記分 +0.08 +0.56 +0.權(quán)利要求
1.一種堅(jiān)韌、柔軟、低掉粉、加填料的、層狀的起皺薄頁(yè)紙，其特征在于它包括造紙纖維和非纖維素的顆粒填料，所說(shuō)的薄頁(yè)紙具有這樣的偏向的表面粘合性以致使掉毛率至少為1.2，和更優(yōu)選至少為1.4。
2.權(quán)利要求1的薄頁(yè)紙，其中所說(shuō)的顆粒填料選自粘土、碳酸鈣、二氧化鈦、滑石、硅酸鋁、硅酸鈣、三水合氧化鋁、活性碳、珍珠淀粉、硫酸鈣、玻璃微球、硅藻土以及它們的混合物，所說(shuō)的顆粒填料優(yōu)選為粘土，所說(shuō)的顆粒填料更優(yōu)選為高嶺粘土。
3.權(quán)利要求1或2的薄頁(yè)紙，其中所說(shuō)的薄頁(yè)紙的定量為10g/m2～50g/m2，更優(yōu)選為約10g/m2～約30g/m2，和密度為0.03g/m3～約0.6g/m3，和更優(yōu)選為0.05g/m3～0.2g/m3。
4.權(quán)利要求1～3的薄頁(yè)紙，其中所說(shuō)的顆粒填料占所說(shuō)的薄頁(yè)紙重量的5％～50％、更優(yōu)選為占所說(shuō)的薄頁(yè)紙重量的8％～20％。
5.權(quán)利要求1～4的薄頁(yè)紙，其中所說(shuō)的造紙纖維包括硬木纖維與軟木纖維的摻合物，所說(shuō)的硬木纖維占所說(shuō)的造紙纖維的至少為50％和所說(shuō)的軟木纖維占所說(shuō)的造紙纖維的至少為10％。
6.權(quán)利要求1～5的薄頁(yè)紙，其中所說(shuō)的薄頁(yè)紙包括三個(gè)疊置的層，內(nèi)層、單烘缸側(cè)外層和離單烘缸側(cè)外層，所說(shuō)的內(nèi)層處于二個(gè)所說(shuō)的外層之間。
7.權(quán)利要求6的薄頁(yè)紙，其中所說(shuō)的內(nèi)層包括平均長(zhǎng)度至少為大于2.0mm的軟木纖維，和所說(shuō)的外層包括平均長(zhǎng)度小于1.0mm的硬木纖維，其中軟木纖維優(yōu)選包括北方軟木牛皮漿纖維和硬木纖維優(yōu)選包括桉樹(shù)牛皮漿纖維。
8.權(quán)利要求6或7的薄頁(yè)紙，其中所說(shuō)的微細(xì)的顆粒填料主要處在離單烘缸側(cè)外層中。
9.權(quán)利要求6～8的薄頁(yè)紙，其中粘合抑制劑添加到單烘缸側(cè)層中，粘合抑制劑優(yōu)選是二(氫化)脂二甲基甲酯硫酸銨。
10.權(quán)利要求1～9的任一項(xiàng)權(quán)利要求的薄頁(yè)紙，其中所說(shuō)的薄頁(yè)紙是這樣的圖案壓實(shí)的薄頁(yè)紙以致使較高的密度區(qū)被分散在高膨松區(qū)之內(nèi)，優(yōu)選較高的密度區(qū)是連續(xù)的而高膨松區(qū)是不連續(xù)的。
全文摘要
公開(kāi)了用于制造柔軟、吸收性衛(wèi)生用品諸如浴巾紙、面巾紙、和吸收性紙巾中的柔軟、堅(jiān)韌和低掉毛的薄頁(yè)紙幅。該薄頁(yè)紙包括纖維例如木漿和非纖維素、水不溶性的顆粒填料例如高嶺粘土并具有偏向的表面特性。
文檔編號(hào)D21H17/68GK1207149SQ96199542
公開(kāi)日1999年2月3日 申請(qǐng)日期1996年10月10日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月7日
發(fā)明者肯尼思·D·文森, 羅伯特·M·鮑登, 霍華德·T·迪森, 戴維·J·洛倫茨, 查爾斯·W·尼爾, 保羅·T·韋斯曼 申請(qǐng)人:普羅克特和甘保爾公司