CN104995353A - 微原纤化材料成分的湿铺片材 - Google Patents

Abstract

由纤维网形成的湿铺片材，特征在于以所述网中的总纤维材料含量的重量计，初始纤维网含有>50％计算的干微原纤化材料成分，其中所述原纤化材料成分具有>70的SR值；和特征在于所述片材中的湿含量为>30wt.-％。

Description

微原纤化材料成分的湿铺片材

技术领域

本文件涉及微原纤化材料成分(组合物)的湿铺片材。更具体地，本公开内容涉及形成所述片材的方法及其用途。

背景技术

卫生手巾纸(tissue)如湿或潮的小手巾(也被称为湿纸巾、湿毛巾或者湿手帕)通常为纸或者布的小湿片，为方便起见，其经常以折叠和单独包装的形式出现。这些用于个人卫生、清洁或者家庭清洁。

通常，基础材料作为空气铺纸(无尘纸)生产，其中纤维通过空气携带和形成至纸的结构。制造技术包括湿铺无纺布、熔融纺丝网、干铺网、针刺毡和其它技术。这些技术中的每个可单独使用或者在复合结构中使用。这些产品可在多纤维化学品(棉、木质纸浆、聚酯、聚丙烯、尼龙等)中和以多种物理特征获得，从而进一步加宽了可用选择。

取决于应用，将它们用水或者其它液体如异丙醇湿润。可将纸用软化剂、洗剂或者添加的香料处理以得到合适的性质或者"感觉"。空气铺纸与正常的湿铺纸和手巾纸相比是非常蓬松(bulky)、多孔和软的。它具有良好的吸水性质和比正常手巾纸结实得多，这也使得它难以冲洗(flush)，因为它不容易碎裂，相反，可能阻塞下水道系统。

用于这种空气铺纸的主要特征是它是软的，不刮擦，不起毛，即，无尘，无静电，它是结实的(甚至在湿润时)并因此可冲洗和再使用。此外，所述材料是清洁的，卫生的并可消毒。它具有纺织品状表面和褶皱，且它可染色、印刷、印花、涂覆和使得耐溶剂。存在两种干铺无纺方法：梳理(carding)和空气铺置。梳理是形成无纺纺织品材料的公知的方法。将纤维在通过梳理机系统时分离和排列，然后直接送至或者通过对于粘合技术的交叉铺网机送。在空气铺置中，使用空气流作为短纤维的媒介物。将纤维收集在移动带或者穿孔鼓上，其中它们形成随机取向的网。通常，空气铺网具有比梳理网低的密度和高的柔软度。空气铺网在可用的纤维和纤维共混物方面提供大的通用性。HVAC是一种应用，其中空气铺置材料是常见的。

然而，空气铺纸不像在正常造纸方法中一样使用水作为纤维的携带介质。纤维通过空气携带和形成至纸结构。空气铺置结构是各向同性的。原材料通常为卷(roll)形式的长纤维化针叶木短纤浆。将所述浆在锤磨机中分离纤维。纤维分离是在进入造纸机之前使纤维彼此解除的方法。用于干纤维分离的重要参数是切碎能(shredding energy)和节疤(knot)含量。通常，空气铺纸由约85％纤维构成。粘合剂(binder)必须作为喷雾或者泡沫施用。或者，可将另外的纤维或者粉末添加至所述浆，然后可通过热将其活化和固化。

湿手帕可用于许多家庭用途如婴儿手帕，其可用从温和清洁成分至基于醇的'清洁剂'的任何溶液饱和。当然，这些湿手帕存在不利的环境状况，因为它们通常不可生物降解，其它选择如使用棉或者毛巾布类型的手帕涉及使用大量的水和经常洗涤织物。因此需要“更加绿色的”替代物。

对于传统湿手帕的一个新担心是它们实际上可导致皮疹，切在由MayoClinic(Rochester,Minnesota)进行的研究中，已经将用作防腐剂的被称为甲基氯化异噻唑啉酮或者MCI的添加剂作为特定担心指出。因此也需要不使用防腐剂的湿手帕，所述防腐剂可以以任何方式有害于环境。

今天，人们甚至发现用于如下的湿手帕：宠物护理，和当然在饭前或者饭后洗手或者其它卫生原因。此外，在化妆中相当常见地使用湿手帕。

其它类型的卫生手巾纸可包括清洁垫，其实质上是已经为了特定预期用途预先用水、醇和其它活性成分浸湿的纤维海绵。它们是即用型卫生产品和它们是处置污垢或者其它不希望的要素的简单和方便的解决方案。存在由美容业提供的不同类型的清洁垫：卸妆垫、抗斑处理物和抗痤疮垫，其通常含有水杨酸、维生素、薄荷醇和其它处理物。用于防止感染的清洁垫通常用醇饱和并捆扎在无菌包装中。在处理创伤时，手和仪器可用这些垫消毒。此外，还存在浸有醇和苯佐卡因的疼痛缓解垫。这些垫对于处理较小的擦伤、烧伤和虫咬是良好的。它们消毒伤口并且减轻疼痛和瘙痒。

产品的可处置性问题是无纺布工业非常担心的问题。今天，垃圾掩埋法、焚化、多重污水处理和住宅垃圾处理系统(residential septic systems)是用于无纺产品处置的常见选择。针对后面的处置路线的产品(经由住宅和商业卫生间)被称为可冲洗的。目前的可冲洗产品具有局限性。

干燥产品如卫生纸被设计成具有最小限度的湿强度，使得手巾纸可在卫生管道工程系统中的搅动下碎裂。它们不是设计用于在使用中将遭遇水的应用。可冲洗湿手帕具有高湿强度并且在处置后不失去它们的强度。这些产品在处置系统中仍然是完整的和可识别的。此外，在制造常规湿毛巾/手帕中涉及相对高的生产成本，且空气铺网通常用昂贵的粘合剂进行粘合。这些常规湿手帕当暴露于空气时还快速干燥，并且通常不可生物降解。

发明内容

本公开内容的一个目标是提供用于不同类型应用的改进的湿片材，其消除或者减轻现有技术湿片材的至少一些缺点。

所述目标全部或者部分地通过根据所附独立权利要求的湿片材和形成这种片材的方法实现。实施方案在所附从属权利要求中和在以下说明书和附图中阐述。

根据本发明的第一方面，提供了由纤维网形成的湿铺片材，其中以所述网中的总纤维材料含量的重量计，所述初始纤维网含有>50％计算的干微原纤化材料成分，其中所述原纤化材料成分的SR值为>70。片材(即，最终产品)中的湿含量为>30wt.-％。

湿含量可主要由水组成，其提供从引起变态反应(allergenic)和环境的视角来看非常有利的产品。因此不需要添加剂以将由湿纤维网形成的湿片材保持潮湿(或者甚至湿润)的添加剂，例如常用的那些，例如，如US2011/0268777中所示。最终产品片材因此本身为湿或者潮的产品。

“初始网”是指通过这样形成的网：将物料(stock)悬浮液供应至造纸机或者类似系统或者基于例如将纤维悬浮液沉积在丝网(wire)上的系统的丝网上，然后部分地将所述湿网脱水。“网中的总纤维材料含量”指网的纤维材料最大部分地含有微原纤化材料成分，即，意味着这是实际的物料悬浮液，而不意味着已经将微原纤化材料混合至包含常规纤维素纤维的纸浆(pulp)悬浮液中，由此形成包含微原纤化材料成分和水或者主要由微原纤化材料成分和水组成的湿铺片材。然而，所述网也可包含用于最终产品的其它材料如填料、工艺化学品，和功能化学品。还应理解的是，微原纤化材料由此优选不是干材料，而可为从未干燥类型的材料。

高SR值意味着所述材料为微原纤化材料，例如微原纤化纤维素，而非例如高度精制的纸浆。

这种材料可具有高初始湿拉伸强度，这意味着所述网在造纸机中具有优异的运行性质，甚至当所述网相对湿时仍然如此。这意味着，对于随后的用途如湿手帕等，湿铺片材可在常规造纸机中容易地形成。

由所述湿网形成的湿铺片材能够长时间地维持它的湿气和湿性质，即，它是湿的或者潮的材料。初始湿拉伸强度甚至在低固体物的情况下仍然是非常高的，这意味着材料可用于吸收水，即使它已经是湿的。材料的伸展性质也非常好，这使得片材的处理非常简单，可将它卷成大卷，或者切割成较小块或者压缩或者挤压成不同的形状，然后干燥。

根据一个替代的实施方案，湿含量可为>40wt.-％，或者更优选>60wt.-％，或者甚至更优选>70wt.-％。

根据第一方面的另一实施方案，初始网可含有>60％，或者>70％，或者>80％，或者>90％，或者>95％，或者>97％的计算的干微原纤化材料成分，以所述网中的总纤维材料含量的重量计。

基本上由100％MFC构成的湿铺片材因此可由纤维湿网形成。

微原纤化材料成分可包含微原纤化多糖。

根据一个实施方案，微原纤化材料成分可包含微原纤化纤维素。

通过这种湿片材，因此还提供了将高固体物含量MFC材料提供至MFC的最终使用者的方式，例如卷在卷筒或者卷轴上，但是还作为片材。

根据本发明的一个替代实施方案，微原纤化材料成分的至少一部分可由微原纤化多糖或者微原纤化纤维素组成，其纤维长度为200至10000nm，或者更优选为200至700nm，或者甚至更优选为200至500nm。

替代地，所述成分还可包含具有不同纤维长度(即，具有不同粗度(coarseness))的不同级份或者部分，取决于湿片材的希望的性质。还可认识到，所述材料包含具有极小纤维长度(即，所谓的纳米原纤化纤维素粒子，其通常具有小于200nm的纤维长度)的级份或者部分。

这意味着，粒子尺寸可为0.2-1.0mm，取决于微原纤化纤维素的来源。所述微原纤化纤维素可进一步具有高于70的SR值，并且优选为85-97。这可提供湿网的改善的撕裂强度和由此的运行能力，较少的细粒(其降低了脱水问题)和较长原纤维也可提供以下可能性：从湿丝网(或者脱水丝网)提起湿网，同时仍然没有将任何不同于MFC的纤维材料添加至物料溶液。

微原纤化纤维素可为从未干燥类型的微原纤化纤维素。

通过MFC为从未干燥的MFC，可维持MFC的所有有利性质，例如高废物吸收能力、高粘合能力等。

根据第一方面的一个实施方案，所述片材可在减少的干燥的情况下在造纸机中形成。

造纸机是指常规造纸机，例如福德林尼尔(Fourdrinier)造纸机，以及不对机器进行任何特殊改变。然而，由于当材料运行通过干燥区段时增加的网破裂的风险，这种材料优选通过没有干燥区段的机器制造。

根据又一实施方案，所述网或者片材可在基本上不干燥的情况下在造纸机中形成。

这意味着，最终产品片材或者网仍然是湿的，即，在造纸机中经历减少的干燥，非常小的干燥或者无干燥。这也通过在湿铺片材中湿含量超过30％来限定。

这意味着，可将最终产品片材或者网以湿态卷在大卷上或者以湿态切割成适当尺寸的片材。

根据一个实施方案，已将至少一种表面活化剂(surface active agent)或者聚合物添加至初始湿网。

通过添加表面活性剂或者聚合物如表面活性剂(tensides)，例如通过喷洒到湿网上或者添加至造纸机的湿端循环中，可增加网的初始湿强度。此外，表面活化剂或者聚合物的添加也可改善经干燥的湿MFC片材的再湿润性质和再制浆性质。这继而可提供可冲洗而不会在下水道系统中导致问题(例如常规空气铺置湿手帕当冲洗时会遇到的问题)的MFC片材。

根据第一方面的替代施方案，将碱土金属碳酸盐或者其前体添加至网中，使得湿铺片材包含微原纤化纤维素和所述碱土金属碳酸盐。

因此可添加碱土金属碳酸盐，例如以WO2011/110744 A1中所示的方式，使得沉淀碳酸钙形成在MFC原纤维之上或者之中。在一个实施方案中，碱土金属碳酸盐或者其前体是其纳米粒子，使得纳米或者微米PCC形成在MFC原纤维之上或者之中。

碱土金属碳酸盐可在片材中用作填料材料。

碳酸盐的添加可改善外观、对油和其它类型杂质的吸收能力。碳酸盐的添加也可改善在丝网区段中的片材和挤压后的固体的脱水，并由此改善初始湿强度。

碱土金属碳酸盐可为碳酸钙和其中所述片材包含>30wt.-％碳酸钙，或者>35wt.-％碳酸钙。

通过引入大量碳酸钙作为填料材料，生产成本甚至可进一步降低。通过引入这些大量填料形成的片材显示与纯MFC片材相似的性质。

根据本发明的第二方面，提供了在造纸机中由湿纤维网形成湿铺片材的方法，其中以所述网中的总纤维材料含量的重量计，初始湿纤维网含有>50％的计算的干微原纤化材料成分，其中所述微原纤化材料成分的SR值为>70，和其中所述片材中的湿含量为>30％，其中所述方法包括以下步骤：

i)在造纸机的流浆箱(head box)中提供以悬浮液中的总纤维材料含量的重量计含有>50％的计算的干微原纤化材料成分的物料悬浮液；

ii)将所述物料悬浮液供应至造纸机的形成区段中的第一丝网上，以此方式形成初始湿网；

iii)在造纸机的挤压区段中湿挤压所述湿网，由此形成所述湿铺片材。

根据第二方面的一个实施方案，初始湿纤维网可含有>60％，或者>70％，或者>80％，或者>90％，或者>95％，或者>97％的计算的干微原纤化材料成分，以所述网中的总纤维材料含量的重量计，和其中步骤i)包括提供物料悬浮液，其以悬浮液中的总纤维材料含量的重量计含有相应量的干微原纤化材料成分。

根据另一方面，所述片材中的湿含量可为>40％，或者>50％，或者>60％，或者>70％。

微原纤化材料成分可包括微原纤化多糖。

微原纤化材料成分可包括微原纤化纤维素。

根据第二方面的一个实施方案，微原纤化材料成分的至少一部分可由纤维长度为200至10000nm，或者更优选为200至700nm，或者甚至更优选为200至500nm的微原纤化多糖或者微原纤化纤维素组成。

微原纤化纤维素可为从未干燥类型的微原纤化纤维素。

通过MFC为从未干燥的MFC，可维持MFC的所有有利性质，例如高吸水能力、高粘合能力、高表面积等。

根据第二方面的一个实施方案，所述方法可进一步包括以下步骤：在减少的干燥或者不干燥下使所述湿网或者片材运行通过造纸机的干燥区段。

根据第二方面的又一替代方案，可将碱土金属碳酸盐或者其至少一种前体在造纸机的形成区段中添加至所述湿网或者所述物料悬浮液。

由此，可形成在微原纤化纤维素和碱土金属碳酸盐之间的复合或者混杂材料，因为碳酸盐能够沉积在MFC的原纤维之上或者之中。碳酸盐可优选为碳酸钙。此外，可将碳酸盐或者，优选地，其前体(在这种情况中为二氧化碳和石灰乳)以WO2011/110744 A1中所公开的方式添加，即，通过在线法，这允许非常有效率地和快速地形成沉淀碳酸钙。此外，可将碳酸盐或者其前体以纳米粒子的形式添加，使得例如纳米PCC形成在MFC原纤维之上或者之中。

根据另一实施方案，所述方法还可包括以下步骤：在步骤i)中将表面活化剂或者聚合物提供至所述湿网，或者在步骤ii)中将所述表面活化剂或者聚合物施加至所述湿网上。

这意味着，可将表面活化剂或者聚合物添加在湿端循环中或者例如喷洒在形成在丝网上的初始湿网上。

根据一个替代的实施方案，在步骤i)中，流浆箱中的温度可为>50℃，或者更优选>55℃，或者甚至更优选>60℃。

根据本发明的第三方面，提供了可通过根据第二方面的方法得到的湿铺片材。

根据第五方面，提供了根据第一或者第三方面的湿铺片材用于卫生手巾纸应用的用途。

“卫生手巾纸”是指(但是不排除任何其它可能的应用)湿手帕、面巾(washcloth)、小片(patch)、小毛巾、餐巾纸、厨房清洁手帕、地板清洁手帕、清洁座位手帕(sanitary seat wipe)等。

这意味着，所述片材可用于例如湿手帕如婴儿手帕、清洁垫等的应用，并且任选地具有添加的化学品或者活性成分如消毒剂、用于疼痛缓解的试剂等。MFC片材是非常难以干透的，并且由于片材基本上仅含MFC和水作为湿润剂(moisturizer)，从引起变态反应和环境的视角来看它也是有利的。此外，不需要另外的化学品或者添加剂以保持片材湿或者潮。

此外，由于所述片材可在常规造纸机中制造，各种类型的手巾纸可以非常成本效率的方式制造。同样，可将片材的原材料MFC通过常规手段和方法以具有成本效率的方式制造。

这也可开启这些类型的卫生手巾纸的新用途，如厨房清洁、地板和窗户清洁和作为吸水材料。

与例如常规制造的空气铺置湿手帕相反，所述湿片材在卫生间中进一步可冲洗，并且也可生物降解。

本发明的各个方面的优选特征就每个其它方面而言需要进行必要的修正。本申请所述的现有技术文献以法律所允许的最大程度结合。在以下实施例中用附图进一步描述本发明，其不以任何方式限制本发明范围。如借助于实施方案的实施例提及的，更具体地描述了本发明的实施方案，所述实施例的唯一目的是说明本发明并且不以任何方式限制其范围。

附图说明

现在将以实例的方式并参考示意性附图描述本发明的实施方案，其中：

图1a和1b是常规造纸机的示意性侧视图。

图2a是卷在卷轴上的片材的示意性透视图。

图2b是在图2b中示出并显示了拉伸强度方向的片材的切出部。

图3显示了挤压成盘(tray)形式的湿手帕。

图4显示了由湿手帕形成的管(芯(core))。

图5显示了将湿手帕围绕木材锯块缠绕。

具体实施方式

根据一个实施方案，根据本发明的原纤化纤维素材料可为微原纤化多糖，例如微原纤化纤维素(MFC)。MFC为通常由来自阔叶木或者针叶木纤维两者的木质纤维素纤维制成的材料。它也可由微生物来源、农业纤维如麦秆浆、竹子、马铃薯或者其它非木质纤维来源和由再循环纸浆或者再生纤维素制成。在微原纤化纤维素中，单独的微原纤维已经部分地或者全部地彼此分离。微原纤化纤维素原纤维通常非常细(～20nm)并且根据本发明，纤维长度可为200至10000nm。MFC也可含有较大原纤维和甚至长度最高达1mm的纤维，即，相对粗的MFC材料。

微原纤化多糖也可由其它生物聚合物如淀粉、泥炭、蛋白质或者甚至合成聚合物制成。生物来源可含有纤维素原纤维，或者然后生物质可溶解在适当的溶剂中和例如使用熔融-或者电-纺丝纺成纤维。也可制备在不同生物聚合物之间的共混物以得到改善强度性质，例如在纤维素和蛋白质的情况中。另一可能性是将合成聚合物与生物聚合物共混，其也解决了与例如强度有关的问题。MFC的原纤维也可为聚合物涂覆的或者接枝的或者交联的原纤维，即，化学或者物理改性的原纤维。

在US20120090119中，公开了不同类型的纤维和长丝，其可包含在根据本发明的微原纤化材料成分的定义中。

根据一个实施方案，这种涂层可为碳酸钙，其已经沉积在MFC的原纤维之上和/或之中。根据一个替代的实施方案，所述涂层包含形成在原纤维上的纳米-PCC。几乎所有PCC通过水化石灰的直接碳酸化(被称为石灰乳方法)制造。将石灰用水消化以形成Ca(OH)₂，和为了形成沉淀碳酸钙(在水中不溶)，将消石灰与(捕获的)二氧化碳组合。然后可将PCC在造纸业中用作填料或者着色剂。它也可用作塑料中的填料或者在家庭护理产品、牙膏、食物、药物、油漆、油墨等中用作添加剂。

在PCC的定义中，当形成晶体时，可使用其它二价金属离子代替钙离子。一个实例是使用Mg(OH)₂和二氧化碳，其形成碳酸镁。

“在线产生”意味着沉淀碳酸钙(PCC)直接产生在造纸物料的流中，即，捕获的二氧化碳与消石灰乳在线组合，而非与造纸方法分开的产生。PCC的分开生产进一步需要使用保持材料以使PCC固定、粘附或者吸附至纤维。可更合适地在在线PCC方法中添加PCC，或者其前体，其通常被认为提供了清洁的造纸机系统，并且具有对其它留着(retention)化学品的降低的需要。在线PCC方法例如公开在WO2011/110744中。

在在线生产中，不在水相中形成PCC，而是优选直接形成在例如微原纤化纤维素的原纤维上。这意味着，PCC可非常紧密地粘合至微原纤化纤维素，并因此形成PCC/MFC复合材料，而非PCC仅掺合至MFC悬浮液或者浆料中。

其它类型的填料如膨润土、高岭土、滑石(talk)、塑料颜料、CaCO₃、彩色颜料、TiO₂等也可用作湿网中的填料。

用于本发明的微原纤化纤维素也可为分级的部分，含有大部分的长原纤维–由此给予大的湿强度/和湿撕裂值，此外，正常纤维可用作组分。

根据一个实施方案，MFC可为羧甲基化的或者TEMPO氧化的、氨基甲酸酯化的、酶处理的MFC。

根据另一实施方案，片材可包含超级吸收剂纤维如交联的MFC或者交联的CMC或者交联的多糖。

在本发明中，优选使用所谓的从未干燥的微原纤化纤维素形成网和片材。

根据一个替代的实施方案，微原纤化纤维素材料可包含例如微原纤化纤维素的不同微原纤化级份，其中至少一个级份为具有粗粒度(即，0.2-1.0mm)的MFC。

片材形成的描述

根据一个实施方案，根据本公开的湿铺片材可在常规类型的造纸机中制造。这种造纸机1的实例显示在图1a和1b中，其中图1b为图1a的延续。

图1a示出了形成区段5或者所谓的造纸机湿端和挤压或者湿挤压区段6。在流浆箱2中，通常提供和制备物料溶液或者悬浮液4。可将物料溶液4例如加热至希望的温度，或者过筛以除去杂质等。在流浆箱2中，也可将不同类型的造纸添加剂或者化学助剂添加至物料溶液，例如但不限于如留着化学品、填料和表面活化剂或者聚合物的添加剂。

可添加在湿端或者尺寸压机(size press)中的其它类型的添加剂可为如淀粉、PVOH、CMC，或者胶乳(SB、SA)、交联剂、光学增亮剂或者着色剂、抗微生物剂、固定剂、润滑剂、防腐剂、分散剂等的添加剂。

根据一个实施方案，提供含有总纤维材料重量的至少80％干微原纤化纤维素的物料悬浮液或者溶液。根据可选实施方案，物料悬浮液含有总纤维材料重量的至少90％，或者甚至更优选至少95％或者最优选至少97％干微原纤化纤维素。这意味着，最终产品湿片材在一些情况中可包含至少99％，或者甚至多达100％的MFC，这意味着根据本发明的物料悬浮液不是常规纸浆悬浮液，而是“基本上纯的”微原纤化纤维素悬浮液。“基本上纯”是指悬浮液也可含有或者包含其它添加剂、化学品或者造纸助剂或者它不含其它纸浆，但是可含有一些其它化学品和添加剂。

基于物料悬浮液中的固体物，MFC含量可为20-65wt.-％(即，干重/湿重的百分比)，或者更优选为25-35wt.-％。根据一个实施方案，物料悬浮液中的MFC含量可为约35wt.-％。

将含有微原纤化纤维素的物料悬浮液4提供在形成区段5中的丝网3上。湿网3由此在丝网上形成。箭头4指明网的方向或者加工方向。

在形成区段5后，所述网通过挤压区段6，或者湿挤压区段。挤压操作可通过以下实施：使湿网3通过一系列辊隙(nip)，其通过彼此挤压的辊7形成，并通过吸收来自所述网的挤出水的压毡8辅助。

在湿挤压操作后，可使所述网或者片材3通过干燥区段9。干燥可以许多不同的方式实施，但是一种方式是使用干燥筒10和蒸汽(steam)。在本申请中，实施很少的干燥或者不实施干燥，其也描述在下面的实施例1中，其中在干燥筒中不使用蒸汽。所述网3由此甚至在通过干燥区段9后保持湿或者潮的。在干燥区段9后，可使所述网或者片材3通过压延区段和一系列压延机(重钢辊)12以使片材平滑，并最终卷在卷筒或者卷轴13上。

根据上述方法的一个实施方案，可使用留着化学品。

根据另一实施方案，所述网可通过泡沫形成技术和/或泡沫涂覆技术形成。泡沫形成技术描述在GB1,329,409、US4,443,297和WO96/020701中。泡沫形成可改善在丝网或者形成区段中的脱水和固体含量。

根据又一实施方案，初始拉伸湿强度可通过以下提高：与MFC网一起使用表面活化剂或者聚合物。这些表面活化剂或者聚合物可优选添加至湿端循环中或者例如通过喷雾在形成丝网上的网上而施加。表面活化剂或者聚合物可改善性质如经干燥的MFC片材的再湿润和再制浆，由此使它可冲洗。

根据又一实施方案，在网中可使用防腐剂，例如在US2009/0035340中描述的那些。

根据一个实施方案，可添加染色的正常制浆纤维以改善或者改变湿片材的外观。

根据一个实施方案，可改变湿铺片材的表面纹理，例如通过印上的指节图案(knuckle pattern)，一种这样的技术公开在US6670521中。

然而，不应将根据本发明制造湿铺片材的上述方式理解为在不必明显调节或者重构和修饰机器的情况下制造片材的唯一方式。

根据另一实施方案，可使用其它变型的脱水技术(不限于常规脱水技术)，例如e-脱水。

此外，通过改变工艺参数，可使所述方法扩大至500-1800m/分钟。

在US2012291974中，公开了造纸方法和系统，其中使具有高含量纳米原纤化纤维素的纸浆悬浮液运行通过机器。为了避免从丝网脱离的问题和减少干燥收缩，已经将机器改变以引入长丝网，使得所述网能够在同一丝网上从形成区段运行至至少挤压区段。为了制造仅含微原纤化纤维素的本发明的湿铺片材，不需要进行这种改变。此外，US20122291974没有公开湿铺微原纤化片材产品的制造，而是公开了干燥的纸产品。

根据本发明，意料不到地发现，湿形成的或者铺置的MFC片材具有极高初始湿强度，其使得可以与通常的纸相似的方式处理湿MFC片材。当使得MFC能够适当脱水时，这使得可在通常的造纸机中制造湿MFC纸。

还意料不到地发现，湿压的MFC片材可具有相对高的固体物如>20％，并且已经在此固体物含量下，湿网非常结实，即，具有高初始湿拉伸强度。

经常将冲洗性质视为问题，并且这种问题的不同解决方案已经被提出，如WO 02/085272中公开。在湿条件中，湿MFC片材可容易地再制浆和冲洗。然而，当根据本发明的MFC片材已经干燥时，由于更多氢键的形成情况变得不同，并且干MFC片材由此不再能够以容易的方式再制浆。

正常的湿手帕非常快地干燥，因此，经常使用一些添加剂(如US2011/0268777中所公开的，显示例如改性的黄原胶、聚醚二甲聚硅氧烷)以较长时间地维持潮湿。由于MFC通常为亲水的凝胶状材料，其非常难以干燥，它也比其它正常的纸更好地维持潮湿。因此，湿MFC片材比正常湿手帕更长时间地保持潮湿是有利性质。

正常湿小毛巾中的吸水能力通常非常小或者接近于零，但是由于MFC能够吸收大量的水，吸收性质仍然相对良好，甚至在根据本发明的湿铺MFC片材的情况下仍然如此。由于MFC在制造过程中从未干燥，所以吸收性质非常良好地维持。

此外，由于可将MFC制成具有极高开口面积，它与通常的纤维相比也具有由于它的可利用表面所导致的非常良好的“污垢”吸收性质。

通常不将纤维素视为变应原，且由于MFC片材不需要粘合剂等，从引起变态反应的视角来看湿铺MFC片材可被视为非常安全的。

常规湿小毛巾通常用胶乳、PLA等类型的粘合剂粘合，其使得湿小毛巾难以生物降解。根据本发明的湿铺MFC片材由纯纤维素制成，因此它是可生物降解的。

如上所述，意料不到地发现，湿铺MFC片材可用常规造纸机制造，其可使得它们的制造非常具有成本效率和能量效率。与干法或者空气形成的材料相比，这进一步开启了使用现有机器大量地制造新型产品的可能性。对于成本是主要考虑因素的市场，卷型的湿MFC片材将为理想解决方案。

根据本发明的湿铺片材具有极高的初始湿拉伸强度。

所述片材的拉伸强度可在不同方向上测量，如图2a和2b所示。在图2a中，示出卷在卷轴13上的片材3，和切出部15在图2b中示出，其也显示了加工方向MD，和横向CD。

湿铺片材具有在一定范围内的初始湿拉伸强度，即，拉伸强度/干克重，其可为2-30，或者优选为4-8Nm/g(在加工方向上)和3-20，或者优选为3-7Nm/g(在横向上)。

SR(Schopper-Riegler)值(即，湿网的排水能力的量度)通常为90-97。这意味着，由于SR值特别高(即，>80)，片材非常耐受脱水，即，使片材脱水花费很长时间。造纸硫酸盐浆的典型值在精制之前为13-14和在精制之后(准备好造纸)为22-30。

具有>70SR的脱水水平的纸浆被视为微原纤化纤维素。因此，根据本发明，所用材料为微原纤化纤维素，其SR值超过70，更优选超过80和甚至更优选超过90。

根据又一替代的方案，可组合用于成形湿片材的其它技术，例如通过以下方法制造多层片材：用上述湿铺技术形成一个层，然后用其它技术如喷雾或者泡沫涂覆形成随后的一个或者多个层。随后的层可为MFC或者含有MFC的成分。

由于湿网具有如此高的初始湿强度，可提供化学品的在线表面施胶或者涂覆，其使得可在生产线的末端具有即用产品。由此，根据一个实施方案，低表面能乳液和化学品如松香施胶可在方法中添加。

实施例

实施例1

来自湿漂白松树的MFC用常规MFC制造系统制造。这种系统的实例为纤维素材料的酸性水解，例如公开在WO 2009021687 A1中，或者通过硫酸盐浆纤维素的酶法水解制造的MFC悬浮液，例如公开在WO2011004300 A1中，酸性水解继而高压均化，例如公开在US20100279019中，或者通过技术人员已知的任何其它方法。微原纤维由此可通过使用机械力如精制机、挤出机、均化器或者粉碎机从未处理的或者预处理的纤维释放。在这种悬浮液中的MFC的浓度通常为约1-6％和剩余部分为水。也可使用离子液体产生微原纤化纤维素。

在本实施例中，原材料为从未干燥的漂白的松树浆，并酶法预处理。测量的SR值为>93SR，即，极高。

湿网在常规试验性造纸机中制造，相对于通常造纸工艺进行了工艺改进。

实验数据:

ο50g/m2干片材重量(在机器中可容易地调节)

ο湿含量30-45％(在机器中可容易地调节)

‐由于MFC物料悬浮液的高SR值，脱水是困难的，因此不得不进行一些改变；

ο白水温度提高至70℃(正常为40-45℃)

ο丝网速度10m/分钟(正常为45-60m/分钟)

οC-PAM(阳离子聚丙烯酰胺)用作留着化学品(400-800g/t)

■丝网留着率为约85％，其显示，一些细粒穿过丝网

‐在3辊隙(全部双覆毡)中湿挤压

ο辊隙压力15或者0/15或者25/15或者45kN/m

ο由于片材碎裂(超过了压毡可除去的水)，辊隙压力不得不降低

‐在干燥筒中未使用蒸汽(因此，在干燥区段中未发生干燥或者发生非常少的干燥)

‐从湿MFC片材测量的值为

ο从湿片材测量的(在制造4周后)

■SR>92(从湿片材测量)

■水留着值(200目)270％

ο从干片材测量的(空气干燥)

■SR 13

■水留着值(200目)92％

‐断裂伸长在加工方向(MD)上为10-15％，在横向(CD)上为18-25％

‐初始湿拉伸强度在加工方向(MD)上为200-400N/m，在横向(CD)上为180-350N/m

然而，断裂伸长和强度在一定程度上可用丝网/挤压/干燥区段中的拉伸调节或者影响。

SR-数目或者值使用EN ISO 5267-1标准操作测量。水留着值(WRV)使用SCAN-C 62标准操作测量。

在上面的实施例中水留着值的降低显示，MFC的纤维粘合能力在干燥后下降，这显示了将从未干燥的MFC材料用于湿铺片材的益处。

将材料中的湿含量定义为当在105℃±2℃将样品干燥至恒重时的重量损失。将它表示为未干燥样品的重量百分比，并通过技术人员已知的技术测量。

湿铺片材的实际测试:

‐将A4片材从MFC的湿网切割并包装在热密封铝箔袋/包裹中用于随后的测试(见下面):

试验编号1：剥桔子然后擦手。手感觉干净和干燥。最初我认为小毛巾可能太干，但是情况不是那样，它工作良好而没有给你留下湿的皮肤(留下湿的皮肤是使用这种类型的产品的通常情况)。

试验编号2：在剥虾后擦手。结果：非常好的清洁效果。使用了一个小毛巾，但是很可能需要两个以将结果归类为优良。

试验编号3：在旧报纸的帮助下点火后擦手。结果：非常好的清洁效果。需要两个小毛巾以得到优异结果。或者，如果小毛巾要是稍微更湿一点的话，相信结果会更好。该第三毛巾似乎比前两个干一点，它可能已经在包装中干燥了一些。

试验编号4：将湿片材浸入水中，然后再次衡量。湿网能够吸收约120g/m²水。此后，湿网保持它的原来的形状和处理能力。

试验编号5：

‐取得A4尺寸湿片材，并使用它手动清洁玻璃窗

‐窗户在视觉上看起来脏，其中具有许多水滴形状的污垢

‐容易地清洁了约1m²的玻璃窗面积并将污垢收集至湿片材，其中这在视觉上可见。

‐窗户显然变得更加干净

‐湿片材非常容易和简单地使用(不需要水或者洗涤添加剂)

‐在擦窗户时注意到的一个特征是，没有过量的水流出湿手帕(这当过量(不干净的)水干燥至窗户表面时通常导致视觉缺陷)

实施例2

在下面的实施例中，制造MFC(空气干燥的)的3层层合体并测试。

‐将一些水喷雾至玻璃板的顶部

‐将3个湿片材(每个约50gsm)放在板的表面上，使得得到玻璃和湿片材的良好接触。

‐使用一些小压力以确保片材之间的良好接触，使得得到层合体结构

‐将3个片材的层合体结构干燥

‐与玻璃的非常良好的接触在干燥期间保持并且由于在玻璃和湿片材之间的粘合未发生干燥收缩或者发生非常小的干燥收缩

‐得到非常平滑的和在视觉上吸引人的表面和表面外观，其也预期是非常良好的或者接近于完美的印刷表面

‐可用一些力剥离3片材层合体

‐层合体完美地拷贝了玻璃板织构，其中拷贝了所有的小细节

‐测量了3片材层合体的强度性质

ο约150gsm

ο加工方向(md)拉伸强度15kN/m

ο断裂伸长(md)2.5％

ο横向拉伸强度12kN/m

ο断裂伸长(cd)3.5％

湿形成的片材的用途

在下面，将讨论根据本发明的湿铺片材的数个不同用途。这些绝不限制所述片材的潜在用途的数目。

如上所述，湿片材可用于卫生手巾纸应用，例如用于婴儿，用于擦地板、窗户等的湿手帕。

湿片材也可用作湿分保护料，例如，它可用作用于面部应用的保湿面膜，此外，由于它是非变应原的事实，可想到湿片材可用作外科湿手帕或者绷带，可能添加有抗感染剂或者用于创伤治愈等的活化剂。

根据一个替代的实施方案，湿片材可含有金属，或者金属离子，例如银粒子，如EP12711456中所公开。

湿片材也可用作湿分控制片材，例如在食品应用中。

根据一个实施方案，可将数个网用水和压力(作为替代物，也可使用胶乳、淀粉外部添加剂)附着在一起，然后在张力下干燥以形成MFC层合体。这种层合体的用途可为碳酸饮料的包装，其中需要高强度和低伸长，作为基于纤维的材料的一部分，或者作为不同类型容器如盘、板等的顶部或者内表面。层合体还可用于装饰表面，其中需要良好外观和高表面强度，即，装饰层合体。

根据另一实施方案，层合体可用于石膏板。干燥的材料也可用于建筑和结构材料或者用作具有良好水蒸汽渗透性的防风材料。

根据另一实施方案，根据本发明的湿铺片材可用作芯制造材料。在通常的芯中，有时芯顶部由较高强度芯板制造，因此，这种网卷材料可为适合的，这种芯的制造方法公开在US2004216853中。

根据又一实施方案，湿铺片材可用于包装应用如盘或者缠绕材料。

根据又一实施方案，湿铺片材可用作复合材料。塑料状刚性物体从所述片材简单地通过以下方法制造：将湿网/片材置于模具上并让它们干燥，基本上与玻璃纤维层合体相同的方式。为了进一步改善强度性质，额外的水和/或一些胶乳或者类似的施胶添加剂可用于改善原纤维/原纤维接触和粘合。

根据另一实施方案，湿铺片材可用作涂覆材料，通过压缩和在压缩下加热，在任何材料顶部上的湿网将产生不透明的高强度表面。此外，在这种情况中，一些额外的水和/或粘合剂可用于改善最终产品性质。

根据又一实施方案，湿铺片材可用于制造盘和类似物体，由于湿网/片材具有接近于20％和10％的伸长，通过在压力下干燥数个片材可将其压成不同形状-可制造盘/板/表面。

根据替代的实施方案，湿铺片材可用于制造厚纸货板，例如在USD602675或者FI20021490 A中公开的那些，或者用于制造用于保护的型材(profiles)，例如在FI112623 B中公开的那些。

根据一个实施方案，可将湿铺片材卷在卷筒或者卷轴13上，并因此作为湿片材销售至最终消费者用于其随后的用途。

根据又一实施方案，湿铺片材可为单层或者多层，或者可选择地，MFC可仅在一个层中或者作为一个层中的一部分使用。

因此可将湿网提供至离线转化，这意味着湿网可用于转化方法如在其它材料的存在下进一步干燥、生产芯，或者与其它网胶粘。

实施例3-5

‐3)压成盘形式的湿手帕

ο压制以湿/从未干燥的形式进行，因为压缩是热的(>100℃)，湿手帕将在压制期间干燥并获取永久形状

■由于大的断裂伸长，可制成更困难的形式(与通常的纸/板的相比)

‐4)由湿手帕形成的管

ο将湿手帕围绕管缠绕并使其干燥

ο得到极轻重量和结实的管

‐5)将湿手帕围绕木材锯块缠绕并干燥

ο形成非常好的表面，易于涂画的表面

ο湿手帕非常良好地附着至木材表面

这些实施例3-5分别反映在图3-5中。

上面已经描述了本发明的各种实施方案，但是本领域技术人员意识到其它小改变，其将落在本发明范围内。本发明的宽度和范围不应被任何上述示例性实施方案限制，而是应仅根据以下权利要求和它们的等同物限定。例如，任何上述方法或者材料可与其它已知方法或者材料组合。本发明范围内的其它方面、优点和改变对于本发明所属领域的技术人员而言将为显而易见的。

Claims (26)

1.由纤维网形成的湿铺片材，特征在于

以重量计作为干微原纤化材料成分计算，初始纤维网含有所述网中的总纤维材料含量的>50％，其中所述原纤化材料成分的SR值为>70；和所述片材中的湿含量为>30wt.-％。

2.权利要求1中的湿铺片材，其中所述湿含量为>40wt.-％，或者更优选>60wt.-％，或者甚至更优选>75wt.-％。

3.权利要求1中的湿铺片材，其中所述初始网含有>60％，或者>70％，或者>80％，或者>90％，或者>95％，或者>97％的计算的干微原纤化材料成分，以所述网中的总纤维材料含量的重量计。

4.前述权利要求中的任一项的湿铺片材，其中所述微原纤化材料成分包含微原纤化多糖。

5.前述权利要求中的任一项的湿铺片材，其中所述微原纤化材料成分包含微原纤化纤维素。

6.权利要求4或者5中的任一项的湿铺片材，其中所述微原纤化材料成分中的至少一部分由纤维长度为200至10000nm，或者更优选为200至700nm，或者甚至更优选为200至500nm的微原纤化多糖或者微原纤化纤维素组成。

7.权利要求5或者6中的任一项的湿铺片材，其中所述微原纤化纤维素为从未干燥的类型的微原纤化纤维素。

8.前述权利要求中的任一项的湿铺片材，其中所述片材在减少的干燥的情况下在造纸机中形成。

9.权利要求8中的湿铺片材，其中所述网或者片材在基本上不干燥的情况下在造纸机中形成。

10.前述权利要求中的任一项的湿铺片材，其中已经将至少一种表面活化剂或者聚合物添加至初始湿网。

11.前述权利要求中的任一项的湿铺片材，其中将碱土金属碳酸盐或者其前体添加至所述网中，使得湿铺片材包含微原纤化纤维素和所述碱土金属碳酸盐。

12.权利要求11中的湿铺片材，其中所述碱土金属碳酸盐为碳酸钙和其中所述片材包含>30wt.-％碳酸钙，或者>35wt.-％碳酸钙。

13.在造纸机中由湿纤维网形成湿铺片材的方法，其特征在于初始湿纤维网含有>65％的干微原纤化材料成分，以所述网中的总纤维材料含量的重量计，其中所述微原纤化材料成分的SR值为>70，和所述片材中的湿含量为>30％，其中所述方法包括以下步骤：

i)在造纸机的流浆箱中提供物料悬浮液，其以所述悬浮液中的总纤维材料含量的重量计含有>65％的干微原纤化材料成分；

ii)将所述物料悬浮液供应至所述造纸机的形成区段中的第一丝网上，以此方式形成初始湿网；

iii)在所述造纸机的挤压区段中湿挤压所述湿网，由此形成所述湿铺片材。

14.权利要求13中的方法，其中所述初始湿纤维网含有>80％，或者>90％，或者>95％或者>99％的干微原纤化材料成分，以所述网中的总纤维材料含量的重量计，和其中步骤i)包括提供物料悬浮液，其以所述悬浮液中的总纤维材料含量的重量计含有相应量的干微原纤化材料成分。

15.权利要求13或者14中的任一项的方法，其中所述片材中的湿含量为>40％，或者>50％，或者>60％，或者>70％。

16.权利要求13至15中的任一项的方法，其中所述微原纤化材料成分包含微原纤化多糖。

17.权利要求13至16中的任一项的方法，其中所述微原纤化材料成分包含微原纤化纤维素。

18.权利要求16或者17中的任一项的方法，其中所述微原纤化材料成分中的至少一部分由纤维长度为200至10000nm，或者更优选为200至700nm，或者甚至更优选为200至500nm的微原纤化多糖或者微原纤化纤维素组成。

19.权利要求13至18中的任一项的方法，其中所述微原纤化纤维素为从未干燥的类型的微原纤化纤维素。

20.权利要求13至19中的任一项的方法，其进一步包括以下步骤：在减少的干燥或者不干燥的情况下使所述湿网或者片材运行通过所述造纸机的干燥区段。

21.权利要求13至20中的任一项的方法，其中将碱土金属碳酸盐或者其至少一种前体在所述造纸机的形成区段中添加至所述湿网或者所述物料悬浮液。

22.权利要求13至21中的任一项的方法，其进一步包括以下步骤：在步骤i)中将表面活化剂或者聚合物添加至所述湿网，或者在步骤ii)中将所述表面活化剂或者聚合物施加至所述湿网上。

23.权利要求13至22中的任一项的方法，其中在步骤i)中，所述流浆箱中的温度为>50℃，或者更优选>55℃，或者甚至更优选>60℃。

24.可通过权利要求13-24中的任一项的方法得到的湿铺片材。

25.权利要求1-12中的任一项或者权利要求24的湿铺片材用于卫生手巾纸应用的用途。

26.权利要求1-12中的任一项或者权利要求24的湿铺片材用于包装应用如盘、芯或者缠绕材料的用途。