CN107532385A - 包含源自芒草的纸浆纤维的薄纸及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及由一层或多层构成的薄纸幅，其中至少一层包含纸浆纤维，所述纸浆纤维源自至少一种属于芒草属的植物，其中所述纸浆纤维选自化学纸浆纤维、经过化学预处理的机械纸浆纤维及其混合物。根据本发明的芒草纸浆纤维的使用可以导致拉伸强度极大的增加以及良好的柔软度值。

Description

包含源自芒草的纸浆纤维的薄纸及其制造方法
发明描述
本发明涉及一种柔软并且结实的薄纸(Tissue paper)，其包含源自属于芒草属的植物、特别是源自巨芒(Miscanthus Gigantheus)的纤维。本发明还涉及制造所述薄纸的方法以及通过这种方法获得的产品，例如，卫生纸、手巾、家用纸巾(household towel)等。
发明背景
基于薄纸的材料在现代社会具有广泛应用。卫生纸、纸巾例如手巾或家用(厨房)毛巾、面巾纸和纸巾手帕是主要的商品。这些产品通常由包含硬木和软木类型纤维的造纸纸浆制备。
这些产品的强度、柔软度、主要用于含水体系的吸收性，以及其棉绒和防尘性是它们最重要的物理性质。通常调整这些物理性质以满足普通消费者的需求。
薄纸产品通常在潮湿和干燥状态下分别暴露于极其不同的强度要求。例如，在家用纸(纸巾)的情况下，当暴露于含水液体或含水食品时其至少在一段特定的时间保持强度。另一方面，卫生纸在使用后的某一时候应溶解在水中，以避免污水系统堵塞。此外，出于明显的原因，卫生纸在使用过程中不能立即失去其强度性质。
同时，因为基于薄纸的产品是为了与身体和皮肤紧密接触，所以触觉性质如柔软度等极其重要。因此，为了确保消费者的舒适度，基于薄纸的产品必须表现出足够的柔软度。
然而，强度和柔软度通常是矛盾的性质。如果强度上升，由于纤维与纤维结合的增加，薄纸的柔软度将下降。相反地，如果柔软度增加，由于有限的纤维与纤维的结合，强度降低。
现有技术描述了用于实现强度和柔软度之间良好平衡，或增加一种性质而不会不利地影响另一种性质的许多方法。
EP 0 029 269 A1公开了一种多层薄纸和由其制备的基于薄纸的产品，例如具有光滑和柔软顶面的卫生纸和面巾纸。该薄纸包括由至少60重量％的诸如北硬木亚硫酸盐和/或桉树硬木的短硬木纤维形成的面向外的表面的绒毛顶层，其与包含长软木纤维的配料结合。设置在外层上的短造纸纤维表现出足够的自由端部分以实现柔软度，而长纤维配料确保强度。然而，对于某些应用而言，这种薄纸主要是在干燥状态下没有表现出足够的强度。
用于改变薄纸的强度和柔软度的另一种常见的措施在于将增强和/或软化组合物加入基于纸巾的材料。在这方面，现有技术描述了增强树脂，例如聚酰胺胺-表氯醇(epichlorine)树脂。然而，单独使用增强树脂通常提供相当僵硬并且具有差不多普通纸触觉性质的薄纸。因此，增强树脂通常与软化组合物组合使用，由于软化剂也与纤维间氢键相互作用，这又降低了强度。
WO 94/10381 A1公开了柔软并且结实的薄纸幅，其可用于毛巾、餐巾纸、面巾纸和卫生纸产品中。薄纸幅通常包含基于纤维素的配料，例如北方软木牛皮纸和桉树纤维的混合物，以及包含作为软化剂的阳离子表面活性剂的化学软化组合物。然而，表面活性剂削弱了纸幅中纤维之间的结合。结果，薄纸幅没有显示出足够的强度。因此，通过加入例如聚酰胺胺-表氯醇树脂的粘合树脂来补偿由表面活性剂引起的强度损失。
同样地，US 5,397,435和US 5,312,522公开了基于薄纸的产品，例如纸巾、面巾纸和卫生纸，其包含含有例如季铵化合物的表面活性剂的化学软化组合物和例如聚酰胺-表氯醇树脂的增强树脂的组合。然而，如上所述，因为一种组合物(例如软化或增强)的作用常常由于另一种组合物引起的相反效应而受到影响，通过使用软化和增强的化学组合物的组合通常不能提供显著的改进。
此外，减少薄纸中的化学品例如软化和/或增强的化学组合物的量是期望的。这主要适用于这些化学组合物倾向于刺激皮肤或触发某些使用者过敏反应的情况。此外，环境中一些软化和/或增强的化学组合物的生物降解性已经引起了关注。
WO 96/06223 A1提出了由北方软木牛皮纸和桉树硬木牛皮纸组成的薄纸，其包含以分层方式加入的“脱粘”剂和增强剂的组合，以最大化每种添加剂的有效性，同时最小化添加剂之间的相互作用。然而，以分层方式添加不同的化学组合物显著增加了制造过程的复杂性。
这些在薄纸制造领域中普遍存在问题的典型实例使得上述性质彼此冲突以至于改善一种性能的尝试对另一种性能是有害的。
此外，已经注意到，在薄纸制造方法中，当纤维纸幅进行最终干燥和起皱步骤时，包含桉树纸浆纤维的初级(原始)纤维纸幅有时对扬克式滚筒没有显示出期望的强粘合。
从使用软木和桉树纸浆的混合物的常用的薄纸产品开始，本发明的目的是提供具有改进的性能，特别是改进的强度和良好的柔软度的薄纸幅和产品。
本发明的另一个目的是提供制备这种薄纸幅的方法。根据本发明的一个方面，提供一种方法，其涉及在该方法的最终干燥和起皱步骤期间“初级”纤维纸幅对扬克式滚筒改善的粘合。
发明内容
本发明涉及由一层或多层构成的柔软并且结实的薄纸幅，其中这些层中的至少一层包含纸浆纤维，所述纸浆纤维源自至少一种属于芒草属的植物、特别是源自巨芒。本发明还涉及由所述薄纸幅制造的薄纸产品，例如卫生纸、手巾、家用纸巾、手帕、餐巾纸和面巾纸。
本发明还涉及制备薄纸幅的方法，其包括以下步骤：
(a)提供纸浆纤维，其包含源自至少一种属于芒草属的植物，优选源自巨芒的纤维；
(b)形成所述纤维的含水悬浮液；
(c)将悬浮液供给到造纸的流浆箱(headbox)；
(d)将悬浮液沉积在线(wire)上以形成湿纸幅；
(e)将湿纸幅脱水；和
(f)将纸幅干燥和起皱。
纸浆纤维选自化学纸浆纤维、经过化学预处理的机械纸浆纤维，及其混合物。
通过其优异的强度和良好的柔软度区分本发明的薄纸幅和薄纸产品。
本发明包括以下实施方案(“项目”)：
1.由一层或多层构成的薄纸幅，其中至少一层包含纸浆纤维，所述纸浆纤维源自至少一种属于芒草属的植物，其中所述纸浆纤维选自化学纸浆纤维、经过化学预处理的机械纸浆纤维及其混合物。
2.根据项目1所述的薄纸幅，其中所述纸浆纤维源自巨芒、中国芒(MiscanthusSinensis)或南荻(Miscanthus Sacchariflorus)，且优选源自巨芒。3.根据项目1或2所述的薄纸幅，其中，基于薄纸幅的总重量，源自至少一种属于芒草属的植物、优选源自巨芒的纸浆纤维，以至少5重量％，优选以10重量％-90重量％，更优选以15重量％-80重量％，甚至更优选以20重量％-70重量％的量存在。
4.根据项目1、2或3中任一项所述的薄纸幅，其中所述纸幅由两层或三层构成，所述层由不同纸浆制备，其中这些层中的至少一层由包含纸浆纤维的纸浆制备，所述纸浆纤维源自至少一种属于芒草属的植物、优选源自巨芒。
5.根据项目1、2、3或4中任一项所述的薄纸幅，其中存在于所述薄纸幅中的剩余的纤维选自包含以下的纸浆纤维：硬木纤维、软木纤维和非木纤维，所述硬木纤维例如桉树、山毛榉、白杨、刺槐或桦木纤维；所述软木纤维例如松木、云杉、红柏、铁杉和落叶松纤维；所述非木纤维例如棉花、甘蔗渣、大麻、亚麻(linen)、剑麻、稻草或亚麻(flax)纤维。
6.根据项目4或5所述的薄纸幅，其中所述纸幅由两层构成，其中
(i)第一层由纸浆纤维(i-a)或由纸浆纤维(i-b)制备，
所述纸浆纤维(i-a)由源自至少一种属于芒草属的植物、优选源自巨芒的纤维以及任选存在的硬木纤维组成，
所述纸浆纤维(i-b)包含源自至少一种属于芒草属的植物、优选源自巨芒的纤维、软木纤维和任选存在的硬木纤维或由源自至少一种属于芒草属的植物、优选源自巨芒的纤维、软木纤维和任选存在的硬木纤维组成，且
(ii)第二层由纸浆纤维制备，所述纸浆纤维包含软木纤维或由软木纤维组成。
7.根据项目6所述的薄纸幅，其中
(i)第一层由纸浆纤维(i-a)制备，其中源自至少一种属于芒草属的植物、优选源自巨芒的纤维与硬木纤维的重量比，如果存在，为100/0-10/90，优选为100/0-20/80，且
(ii)第二层由纸浆制备，所述纸浆包含软木纤维或由软木纤维组成，并且
其中基于薄纸幅的总重量，源自至少一种属于芒草属的植物、优选源自巨芒的纸浆纤维的重量比优选为10-90重量％，更优选为10-80重量％，特别地为25-75重量％，如40-70重量％。
8.根据项目6所述的薄纸幅，其中
(i)第一层由纸浆纤维(i-b)制备，所述纸浆纤维(i-b)由源自至少一种属于芒草属的植物、并且优选源自巨芒(MG)的纤维、软木纤维(SW)和任选存在的硬木纤维(HW)组成，其中基于纸浆纤维(i-b)的总重量，以％计的MG/HW/SW的重量比为10-90/0-50/10-90，优选20-80/0-50/20-80，且
(ii)第二层由纸浆纤维制备，所述纸浆纤维包含软木纤维或由软木纤维组成，并且其中基于薄纸幅的总重量，源自至少一种属于芒草属的植物、优选源自巨芒的纸浆纤维的重量比优选为10-50重量％，例如10-30重量％。
9.根据项目1、2、3、4、5、6、7和8中任一项所述的薄纸幅，其中源自巨芒的纸浆纤维通过化学、化学-机械或高产率化学制浆方法得到，优选苏打方法或CTMP方法(化学-热-机械制浆)。
10.根据项目1、2、3、4、5、6、7、8或9中任一项所述的薄纸幅，其中硬木纸浆纤维源自桉树和/或所述软木纸浆纤维是北方漂白软木牛皮浆(Northern Bleached SoftwoodKraft)(NBSK)纤维，其中所述NBSK纤维优选被精制至19-35°SR的细度(fineness)。
11.根据项目1、2、3、4、5、6、7、8、9或10中任一项所述的薄纸幅，其中(i)所述纸幅中存在的所有纤维是初级纸浆纤维，或(ii)初级和次级(回收)纸浆纤维的混合物，其中基于薄纸幅，次级(回收)纸浆纤维的比例不超过90重量％。
12.根据项目1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11中任一项所述的薄纸幅，其由一层或多层构成，其中源自至少一种属于芒草属的植物的纸浆纤维满足以下要求：
(i)平均纤维长度为0.5-1.2mm，优选为0.8-1.0mm；
(ii)平均纤维直径为10-25μm；和
(iii)平均纤维壁厚度为3.0-5.0μm。
13.薄纸产品，其包含至少一片层，所述片层由项目1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12中任一项所述的薄纸幅制备。
14.根据项目13所述的薄纸产品，其中所述薄纸产品选自卫生纸、手巾、家用纸巾、手帕、餐巾纸和面巾纸。
15.根据项目13或14所述的薄纸产品，其中所述薄纸产品是由2-4个片层构成的卫生纸，其中优选至少一个外片层，更优选两个外片层由项目7的薄纸幅制备，并且外片层/两个外片层的布置使得在所述卫生纸中，其包含源自至少一种属于芒草属的植物、优选源自巨芒的纸浆纤维的第一层(i)位于卫生纸的外表面上。
16.根据项目13或14所述的薄纸产品，其中所述薄纸产品是由2-4个片层构成的手巾或家用纸巾，其中优选至少一个片层，任选地所有片层由项目7的薄纸幅或项目8的薄纸幅制备。
17.根据项目13、14、15或16中任一项所述的薄纸产品，其中所述薄纸产品不含软化剂和/或不含增强树脂。
18.制备根据项目1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12中任一项所述的薄纸幅的方法，包括以下步骤：
(a)提供化学纸浆纤维，所述化学纸浆纤维包含源自至少一种属于芒草属的植物、优选源自巨芒的纤维；
(b)形成所述纸浆纤维的含水悬浮液；
(c)将所述悬浮液供给到造纸的流浆箱；
(d)将所述悬浮液沉积在线(wire)上以形成湿纸幅；
(e)将所述湿纸幅脱水；和
(f)将所述纸幅干燥和起皱。
在本描述涉及“优选的”实施方案/特征之处，只要“优选的”实施方案/特征的组合在技术上是有意义的，则这些“优选的”实施方案/特征的组合也应被视为公开。
因此在下文中，术语“包含”的使用应被理解为公开，作为更为限定的实施方案，术语“由...组成”也是如此。
附图说明
图1-显示了具有起皱刮刀的扬克式滚筒上起皱过程的示意图。图1给出了影响起皱过程的各种角度所使用的术语的纵览。在图1中，以下参考数字表示：
(1)扬克式(Yankee)滚筒，
(2)绉顶角(Crepe pocket angle)，
(3)斜角，
(4)刀架角度，
(5)纸张脱离角度，
(6)起皱的纸张，和
(7)伸出(Stick out)。
具体实施方式
1.薄纸幅
本发明的薄纸幅由一层或多层构成，其中至少一层包含纸浆纤维，所述纸浆纤维源自至少一种属于芒草属的植物。
本文所用的术语“薄纸”涵盖从造纸机(tissue machine)获得的“基础(未加工)薄纸”(“薄纸幅”)以及由基础薄纸(base tissue)制备的单片层或多片层最终产品("薄纸产品")，并通过进一步转换步骤为最终用户的需求量身定制。
对于“薄纸幅(tissue paper web)”，我们理解为从造纸机获得的单片层基础薄纸。薄纸幅是通过包括以下步骤的方法制备的纸张：形成纸浆纤维的含水悬浮液，即所谓的“配料”，将所述含水悬浮液沉积在线上以形成湿纸幅，脱水，干燥并将纸幅起皱。
薄纸幅具有8-50g/m2，特别地为10-30g/m2，尤其为12-25g/m2的基重。
本发明的薄纸幅由一层或多层(即单层纸幅或多层纸幅)构成。术语“层(layer)”是指具有限定的纤维组合物的纸幅内的层。通过用加压的单层或多层流浆箱将一个或多个纸浆配料流沉积到线上形成一层或多层。这种技术是本领域技术人员所熟知的。它使得在纸幅的每层中使用不同种类的纤维成为可能。本发明的“多层”薄纸幅可以具有2-5层，通常2或3层。
本文所用的术语“片层(ply)”是指在处理(“转换”)一张或多张基础薄纸幅之后获得的在最终薄纸产品中的一个片层或多个片层的薄纸。每个单片层由包括一层或多层例如一、二、三、四层的薄纸幅组成。
基于生产工艺(湿法成型)的潜在兼容性，“纸巾”生产可以算作造纸技术。纸巾的生产以其极低的基重和更高的拉伸能量吸收指数区别于纸张生产。
拉伸能量吸收指数是从拉伸能量吸收得出的，其中拉伸能量吸收与检测前的试样体积(拉伸负载前夹具之间的样品长度、宽度、厚度)相关。关于作为材料参数的表征这些平面产品的应力-应变特性的弹性模量，纸张和薄纸一般也不同。
纸巾的高拉伸能量吸收指数来自外部或内部起皱。前者是通过压缩由于起皱刮刀的作用引起的粘结到干燥的圆筒上的纸幅产生，或在后一情况下由于两根线(“纤维”)之间的速度差异引起。这使得仍然湿润的、可塑性变形的纸幅通过压缩和剪切在内部被分解，从而使其在负载下比未起皱的纸更可拉伸。也可以通过利用线本身赋予纸巾3D结构实现高拉伸能量吸收指数。典型的纸巾和纸巾产品的大部分功能特性来自于高拉伸能量吸收指数(见DIN EN 12625-4和DIN EN 12625-5)。
薄纸的典型性质包括能够吸收拉伸应力能量、其悬垂性、良好的类似织物的柔性、通常被称为整体柔软度(bulk softness)的性质、高表面柔软度，具有可感知厚度的高比容、尽可能高的液体吸收性，并且根据应用，合适的湿和干强度以及产品外表面的有趣的视觉外观。这些特性允许薄纸用作，例如清洁布(例如家用纸巾)、卫生产品(例如卫生纸、手巾)、纸手帕、化妆巾(面巾纸)或作为餐巾/餐巾纸。
本发明的薄纸幅和由其制备的薄纸产品的特征在于其具有一定量的纸浆纤维，所述纸浆纤维源自至少一种属于芒草属的植物。
“芒草”属包括约15种多年生根茎草。芒草通常在广泛的气候范围内发现，从热带和亚热带到北亚和欧洲的温带地区。根据本发明，纤维可以选自源自五节芒(MiscanthusFloridulus)、南荻、中国芒、巨芒、Miscanthus Tinctorius和高山芒(MiscanthusTransmorrisonensis)种类的纤维。
优选纸浆纤维源自南荻、中国芒和巨芒。更优选的是，纸浆纤维源自巨芒。
当使用源自至少一种属于芒草属的植物的上述纸浆纤维形成本发明的薄纸幅时，所得到的薄纸幅/产品表现出改进的性能，特别是改进的强度和良好的柔软度。当使用源自巨芒的纸浆纤维时，强度的提高甚至更显著，同时保持良好的柔软度。
此外，当使用源自至少一种属于芒草属的植物的上述纸浆纤维形成本发明的薄纸幅时，得到的薄纸幅/产品对含水体系表现出优异的吸收。
此外还认为本发明的包含源自至少一种属于芒草属的植物的纸浆纤维的薄纸幅/产品可以表现出属于芒草属植物天然属性的抗微生物/抗菌性质。
基于薄纸幅的总重量，本发明的薄纸幅包含至少为5重量％，优选为10重量％，更优选为10重量％-80重量％，且甚至更优选20重量％-70重量％的上述纸浆纤维，所述纸浆纤维源自至少一种属于芒草属的植物。
本发明中使用的“纸浆纤维”选自化学纸浆纤维、经过化学预处理的机械纸浆纤维及其混合物。
根据DIN 6730的“化学纸浆”是从植物原料获得的纤维材料，其中大多数非纤维素组分通过没有实质上机械后处理的化学制浆除去。
在本发明中，还可以使用经过化学预处理的机械纸浆，例如化学-机械纸浆(CMP纸浆)或化学-热-机械纸浆(CTMP纸浆)。
根据本发明的一个实施方案，所要求保护的薄纸幅和薄纸产品不包括完全通过机械方法由木制备的纤维材料，即纯机械纸浆，例如磨木纸浆和精制机械纸浆。
优选通过化学、化学-机械(CMP)或高产量化学制浆法获得源自至少一种属于芒草属的植物的纸浆纤维。优选使用碱性化学制浆或预处理方法。纸浆纤维优选通过使用苏打制浆法或CTMP法(化学-热-机械制浆法)获得，其描述于P.Cappelletto等人的IndustrialCrops and Products,11(2000)205-210。纸浆纤维更优选通过苏打制浆法获得。也可以使用硫酸盐蒸煮(Kraft cooking)。
此外，可以通过常规技术制备和/或处理源自至少一种属于芒草属的植物的纸浆纤维。例如，鉴于生产对环境无害的产品和工艺步骤，可以通过使用无氯漂白步骤漂白所述纸浆纤维。
根据一个实施方案，源自至少一种属于芒草属的植物、优选源自巨芒的纸浆纤维，其长度为0.5-1.2mm，优选0.8-1.0mm，直径为10-25μm，例如13-21μm，优选为13-15μm，壁厚为3.0-5.0μm。纤维尺寸是均值(平均值)，其可以通过本领域公知的技术例如描述于C.Ververis等人的Industrial Crops and Products 19(2004)245-254测定。
在下文中，为了简洁起见，我们把源自至少一种属于芒草属的植物、优选源自巨芒，并且选自化学纸浆纤维、经化学预处理的机械纸浆纤维及其混合物的纸浆纤维称为“MG纸浆纤维”。
根据一个实施方案，薄纸幅由两层或三层构成，所述层由不同纸浆制备，其中这些层的至少一层由包含MG纸浆纤维的纸浆制备。
根据另一个实施方案，存在于本发明的薄纸幅中的剩余的纤维，即不是MG纸浆纤维的纤维，选自包含以下的纸浆纤维：硬木纤维、软木纤维和非木纤维。其中硬木纤维例如桉树、山毛榉、白杨、刺槐或桦木纤维；软木纤维例如松木、云杉、红柏、花旗松、铁杉和落叶松纤维；非木纤维例如棉花、甘蔗渣、大麻、亚麻(linen)、剑麻、稻草或亚麻(flax)纤维。
对于“硬木纤维”我们理解为源自落叶乔木(被子植物)的木质物质的纤维纸浆。通常，硬木纤维是长度为1-2mm，直径为15-30μm，壁厚为2-3μm的“短”纤维。例如桉树的硬木通常通过硫酸盐法(Kraft process)制浆。
可用于本发明的硬木纤维优选源自桉树、山毛榉、白杨、刺槐和桦木，更优选源自桉树。
对于“软木纤维”，我们理解为源自针叶树木植物(裸子植物)的木质物质的纤维纸浆。通常，软木纤维是长度为3-4mm，直径为30-40μm，壁厚为3-4μm的“长”纤维。它们通常通过硫酸盐法制浆。
可用于本发明的软木纤维优选源自松木、云杉、红柏、花旗松、铁杉和落叶松。更优选地，可用于本发明的软木纤维是北方漂白软木牛皮浆(NBSK)纤维。优选地，待使用的至少一部分NBSK纤维是精制的，更优选精制至19-35°SR的细度，例如19-26°SR。
对于“非木纤维”，我们理解为源自植物的非木质物质如棉花、甘蔗渣、大麻、亚麻(linen)、剑麻、稻草或亚麻(flax)。
根据一个优选的实施方案，所述薄纸幅由两层构成，其中
(i)第一层由以下制备：
(i-a)纸浆纤维，其由MG纸浆纤维和任选存在的硬木纤维组成，或
(i-b)纸浆纤维，其包含MG纸浆纤维、软木纤维和任选存在的硬木纤维或由MG纸浆纤维、软木纤维和任选存在的硬木纤维组成，且
(ii)第二层由纸浆纤维制备，所述纸浆纤维包含软木纤维或由软木纤维组成。
虽然通常优选的是，第二层由(仅)由软木(“SW”)纤维组成的纸浆纤维制备，但是本发明还扩展到如下实施方案，该层由包含软木纤维和其它纸浆纤维的纸浆纤维制备，其它纸浆纤维例如MG纸浆纤维和/或硬木纤维和/或非木纤维如甘蔗渣纤维或上述其它纤维。基于存在于第二层中的纸浆纤维的总重量，优选以至多60重量％的量使用这些其它纸浆纤维。
考虑到总共80％的MG纸浆纤维的示例性案例，各自基于薄纸幅的总重量，可以例如出于技术性原因分配配料，在第一层中50％MG纸浆纤维，而第二层由30％MG纸浆纤维加20％SW纸浆纤维组成。在替代实施方案中，第一层使用50％MG纸浆纤维，且第二层使用30％桉树加20％SW纸浆纤维。
以上也适用于以下实施方案，其中第二层由纸浆制备，所述纸浆包含软木纤维或由软木纤维组成。
根据另一优选实施方案，特别地适用于制造卫生纸，薄纸幅由两层构成，其中
(i)第一层由以MG纸浆纤维和任选存在的硬木纤维组成的纸浆纤维制备，(i-a)其中MG纸浆纤维与硬木纤维的重量比，如果存在，为100/0-20/80，并且
(ii)第二层由纸浆制备，所述纸浆包含软木纤维或由软木纤维组成，
并且其中基于薄纸幅的总重量，MG纸浆纤维的重量比优选为10-80重量％，特别优选为25-75重量％，例如40-70重量％。
根据另一优选实施方案，特别地适用于家用纸巾和手巾的制造，薄纸幅由两层构成，其中
(i)第一层是由MG纸浆纤维、软木纤维(SW)和任选存在的硬木纤维(HW)组成的(i-b)纸浆纤维制备，其中基于纸浆纤维(i-b)的总重量，以％计的MG/HW/SW的重量比为10-90/0-50/10-90，优选为20-80/0-50/20-80，例如20-70/10-50/20-70，或20-80/0/20-80或20-50/0-30/40-60，且
(ii)第二层由纸浆纤维制备，所述纸浆纤维包含软木纤维或由软木纤维组成，
并且其中基于薄纸幅的总重量，MG纸浆纤维的重量比优选为10-50重量％，例如10-30重量％。
用于本发明的MG纸浆纤维可以是精制纤维，并且优选是未精制的。存在于本发明的薄纸幅(即不是MG纸浆纤维的纤维)中的剩余的纤维可以是未精制纤维、精制纤维及其混合物。优选地，至少一部分待使用的软木纤维(即长纤维)，任选地所有的软木纤维是精制的。优选地，待使用的硬木纤维(即短纤维)是未精制的。
根据一个实施方案，硬木纸浆纤维源自桉树和/或软木纸浆纤维是北方漂白软木牛皮浆(NBSK)纤维，其中所述NBSK纤维优选被精制至19-35°SR的细度，特别是19-26°SR，例如19-24°SR。
对于“未精制纤维”，我们理解纤维是天然存在的或通过其各自的制备方法(化学或机械制浆，回收等)获得。虽然取决于纤维来源，未精制的硬木和软木纸浆纤维通常具有约12-15°SR的游离度值。相比之下，未精制的MG纸浆纤维(来自纸浆厂)可以具有34-36°SR范围内的SR值，通常约35°SR。用于本发明的薄纸幅和产品的未精制纤维通常来自硬木。也通常使用MG纸浆纤维，因为其来自造纸厂而不进一步精制。然而，待使用的未精制纤维也可以来自软木，例如，通过亚硫酸盐方法处理的如云杉的软木。
对于“精制纤维”，我们理解为经过精制工艺的纤维。这些工艺是本领域技术人员公知的。精制纤维通常具有大于15-小于35°SR的游离度值。在本发明中，优选将软木纤维精制至19-35°SR的细度，特别是19-26°SR，例如19-24°SR。精制纤维通常来自软木。
如果要组合长精制纤维和未精制纤维，当作为真正混合物的单层片层或是基于单独的纸浆流的多层片层时，它们优选以90/10-10/90的比例使用，更优选为80/20-20/80，最优选为75/25-40/60。
此外，存在于本发明薄纸幅中的纸浆纤维可以是初级纤维材料、次级纤维材料(回收纸浆)及其混合物。
根据一个实施方案，(i)薄纸幅中存在的所有纤维均为初级纸浆纤维，或(ii)初级和次级(回收)纸浆纤维的混合物。优选地，基于薄纸幅的总重量，次级(回收)纸浆纤维的比例，如果存在，不超过90重量％。更优选其重量比为70重量％或更少，例如，50重量％或更少。
对于“初级纸浆纤维”，我们理解为从以前未曾用于制造过程的木质物质(如硬木、软木)和非木质物质(如棉花、甘蔗渣、大麻、芒草等)的制浆过程中获得的纤维。
对于“次级纸浆纤维”，我们理解为以前在制造过程中使用过的纤维(例如纸或纸巾制造)，并且已经再生(回收)作为本发明方法的原料。次级纸浆纤维可以通过本领域的常规技术从例如废纸中回收。
本发明的薄纸幅可以包括软化和/或增强化学组合物。
在一个实施方案中，本发明的薄纸幅不含软化剂(脱粘剂)。在另一个实施方案中，本发明的薄纸幅不含增强化学添加剂，例如增强树脂，例如不含以下所述的水溶性阳离子或阴离子聚合物。本发明的薄纸幅也可以不含软化剂(脱粘剂)和增强化学添加剂。
当薄纸幅包含软化剂和/或增强树脂时，可以使用例如欧洲专利EP 1583 869B1中描述的水溶性阳离子聚合物、水溶性阴离子聚合物和/或基于阳离子表面活性剂的软化剂。
1.a水溶性阳离子聚合物
当使用水溶性阳离子聚合物时，可将其加入纸浆纤维中，使得保留的量为，基于纤维的总量(干重，EN 20638：1993)，0.01-5重量％，特别是0.01-3重量％，例如0.5-2重量％(例如0.5-1.5重量％)。
待使用的阳离子聚合物包含阳离子基团，例如足量的带正电荷的四价氮原子以赋予分子水溶性。术语“水溶性”是指在水(20℃)中的溶解度至少为1g/l，特别是至少10g/l，更特别是至少20g/l。
优选地，阳离子水溶性聚合物是湿增强剂。其可以选自但不限于脲-甲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、聚乙烯胺、聚酰脲-甲醛树脂、乙二醛-丙烯酰胺树脂和通过聚亚烷基多胺与多糖如淀粉以及各种天然树胶的反应获得的阳离子材料，以及通过含氮聚合物与表氯醇反应而得到的含3-羟基吖丁啶鎓离子(3-hydroxyazetidinium ion)的树脂。在US 3,998,690和EP 1 583 869B1中更详细地描述了合适的材料。
最优选的类型的阳离子聚合物是包含3-羟基吖丁啶鎓离子的树脂。它们包括但不限于中性或碱固化的热固性湿增强树脂，其可以选自聚氨基酰胺-表氯醇树脂，聚胺-表氯醇树脂和氨基聚合物-表氯醇树脂。这些的实例是可众所周知的可购自Ashland的树脂。
1.b水溶性阴离子聚合物
当使用水溶性阴离子聚合物时，可将其加入纤维素纤维中，使得纤维保留的量为，基于未处理的纤维素纤维(根据DIN EN 20638的干重)的总量，0.01-3重量％，特别是0.1-2重量％，例如0.2-1重量％。
对于“水溶性阴离子聚合物”，我们理解为具有足够量的阴离子基团，例如可溶于水的羧基的聚合物。
对于“水溶性”，我们理解为在水(20℃)中的溶解度至少为1g/l，特别是至少10g/l，且更特别是至少20g/l。
水溶性阴离子聚合物可以从已知的阴离子干增强剂中选择。在欧洲专利EP 1 583869 B1中描述了合适的干增强剂。
水溶性阴离子聚合物可以选自多元羧酸和酸酐如基于淀粉的聚合物、衍生自(甲基)丙烯酸的聚合物和共聚物、衍生自马来酸酐共聚物、羧酸的乙烯基共聚物和基于纤维素的聚合物。基于淀粉的聚合物、羧酸的乙烯基共聚物和基于纤维素的聚合物是优选的。其中，最优选使用羧基烷基化多糖，特别是羧基烷基化纤维素。
水溶性羧基烷基化多糖包括羧甲基纤维素(CMC)、羧甲基羟基纤维素(CMHEC)、羧甲基羟丙基纤维素(CMHPC)、羧甲基瓜尔(carboxymethylguar)(CMG)，羧甲基刺槐豆胶、羧甲基淀粉等及其碱金属盐或铵盐。
上述阴离子聚合物还包括丙烯酰胺的阴离子聚合物。这些可以通过本领域已知的方法通过丙烯酰胺聚合物或共聚物的水解制备，或者通过本领域已知的方法，在自由基引发下通过丙烯酰胺与丙烯酸或丙烯酸钠和任选存在的其它单体共聚来制备。还可以使用聚(丙烯酸)或其盐，例如聚丙烯酸钠或聚丙烯酸铵。该组中其它可行的聚合物是聚(丙烯酸)及其盐，以及聚(丙烯酸钠)。
可以使用市售的阴离子聚合物，其羧基(或羧酸盐)含量为约0.5-约14毫当量每克，例如CMC。
上述水溶性阳离子聚合物的使用量高于水溶性阴离子聚合物。优选的阳离子聚合物/阴离子聚合物重量比为1/1-10/1，更优选为2/1-7/1，最优选为3/1-5/1。
1.c基于阳离子表面活性剂的软化剂
根据一个实施方案，本发明的薄纸幅/产品不含软化化学添加剂(例如软化剂/脱粘剂)。
当使用软化剂时，基于未处理的纤维素纤维的总量(根据DIN EN 20638的干重)，基于阳离子表面活性剂的软化剂(在现有技术中有时称为“脱粘剂”)的加入量使得0.005-3重量％，特别是0.01-2.5重量％，例如0.5-2重量％的量保留于纤维中。
软化剂可以选自WO 97/04171中所述类型的季铵化合物(例如季铵化蛋白化合物，硅酮季铵化合物或季铵化蛋白化合物)或阳离子磷脂。所有合适的基于表面活性剂的软化剂都具有阳离子单元(优选季铵单元)且共同优选具有8-24个，更优选14-22个碳原子的长链脂族基团。长链脂肪族基团优选与阳离子基团直接连接。
季铵化合物也可以选自符合EP 1 583 869B1的[0079]-[0091]中公开的化学式I、II、III、IV或V的那些。
2.薄纸产品
本发明还涉及一种薄纸产品，其包含至少一个由薄纸幅制备的片层。
为了实现所需的成品如卫生纸和手巾，具有12g/m2-38g/m2的通常基重的单片层基础薄纸在随后的转换步骤中组合成最终的片层数，取决于最终的薄纸产品的目标属性，为2-5层。
多片层纸巾产品的总基重优选不超过75g/m2，更优选低于65g/m2，例如，低于55g/m2。
因为产品与用户的身体和皮肤接触，为了最佳地使用其强度和柔软度，希望在最终的纸巾产品的一个或两个外片层中使用本发明的薄纸幅，即包含MG纸浆纤维的薄纸幅。
当本发明的薄纸幅是多层时，期望外片层/多个外片层的外层或多个外层，即与使用者的身体和皮肤接触的层包含MG纸浆纤维。由此产生由优异的强度和良好的柔软度区分的薄纸产品。
本发明的薄纸产品优选选自卫生纸、手巾、家用纸巾、手帕、餐巾/餐巾纸和面巾纸。
根据一个优选的实施方案，薄纸产品由2-5个片层，例如2-4个片层的卫生纸构成，其中优选至少一个外片层，更优选两个外片层是由本发明的薄纸幅制备。
更优选地，这适用于具有第一层(i)和第二层(ii)的薄纸幅的前述“进一步优选的实施方案”，这被称为特别适用于制造卫生薄纸并且可以用于至少一个外片层，更优选地用于具有例如2、3、4或5个片层卫生纸的两个外片层。
在该产品中，优选的是，外片层/两个外片层的布置使得在卫生纸中，包含MG纸浆纤维的第一层(i)位于卫生纸的外表面上。由此，可以实现应用于使用者皮肤时改善的强度和柔软感。
根据另一优选实施方案，薄纸产品是由2-5个片层，例如2-4个片层构成的手巾或家用纸巾。优选地，至少一个片层，任选地，所有片层是由本发明的薄纸幅制备。
更优选地，这适用于具有第一层(i)和第二层(ii)的薄纸幅的前述“进一步优选的实施方案”，其被称为特别适用于制造手巾或家用纸巾，以及可以用于具有例如2、3或4个片层的手巾或具有例如2、3、4或5个片层的家用纸巾的至少一个外片层，更优选地两个外片层。
根据另一优选实施方案，本发明的薄纸产品(例如卫生纸、手巾和家用纸巾)不含软化剂和/或不含增强添加剂，例如，树脂。
3.制造薄纸幅和薄纸产品的方法
本发明还涉及制备如前文和以下所述的薄纸幅的方法，该方法包括以下步骤：
(a)提供纸浆纤维，其包含源自至少一种属于芒草属的植物、优选源自巨芒的纤维，即MG纸浆纤维；
(b)形成所述纸浆纤维的含水悬浮液；
(c)将悬浮液供给到造纸的流浆箱；
(d)将悬浮液沉积在线上以形成湿纸幅；
(e)将湿纸幅脱水；和
(f)将纸幅干燥和起皱。
(a)在上述方法中使用的纸浆纤维可以通过本领域已知的常规技术制备，例如分级、分选、洗涤、浮选(floating)、清洁、增稠和/或成纤。
当在上述方法中使用精制纸浆纤维时，所述纤维可以通过使用本领域公知的技术进行精制。通常，待精制的纤维材料被运送到精制单元。在精制(打浆)期间纤维的纤维化通过纤维本身或由精制棒进行。在精制期间，纤维经受各种物理负载。作用在纤维上的轴向和切向剪切和压缩力在纤维精制方面起着特别的作用。纤维形态的关联变化涉及但不限于撕开并除去纤维材料的外壁层(初级壁)和/或将纤维和原纤维化物(fibrillation)从壁层中暴露出来和/或部分缩短总纤维单位和/或剪断原纤维(fibrils)。
(b)在提供包含MG纸浆纤维的纸浆纤维之后，由其制造含水悬浮液。基于含水量，含水悬浮液优选包含3-4重量％的纸浆纤维。然后将含水悬浮液稀释至0.5-1.5重量％，优选0.8-1.2重量％的数量级的稠度(consistency)。
在本发明的一个实施方案中，可用上述阴离子和阳离子水溶性聚合物处理含水悬浮液。优选地，水溶液用于添加这些化学品，但也可以将它们直接加入。
通常，如果要添加这些化学品，则优选首先加入阴离子聚合物(在阳离子聚合物之前)，以确保与纤维素纤维的最佳相互作用。在优选30秒-24小时，特别是1-30分钟的时间之后，阳离子聚合物也供给至含水浆料。此外，优选在将含水浆液导入流浆箱中且脱水之前经过一段时间(优选为1-30分钟)。也可以使用不同的添加顺序，如EP 1 583 869B1中所述。
(c)在步骤(c)中，根据本领域已知的方法将悬浮液进给至造纸的流浆箱。在通常的方法中，在加压(例如多层)流浆箱中提供低稠度纸浆配料。流浆箱具有开口，用于将纸浆配料的薄沉积物递送到Fourdrinier线上以在随后的步骤(d)中形成湿纸幅，其中悬浮液沉积到线上以形成湿纸幅。根据本发明的一个优选实施方案，如果使用专门构建的流浆箱(即多层流浆箱)形成物理上具有不同纤维材料层的初级纤维纸幅，则基础薄纸的柔软度和强度受到多层薄纸幅的制备的影响。
(d)湿法铺设步骤和进一步的制备步骤也按照本领域已知的方法进行。通过将纤维放置在造纸机的两个连续旋转线之一或之间可形成薄纸，同时除去主要的稀释水的量，直到获得8-35％的干固体含量。
成形线在本领域中通常称为Fourdrinier线。一旦配料沉积在成形线上，就称为纸幅。根据刚刚描述的方法制造纸幅的具体技术和设备是本领域技术人员所熟知的。
(e)然后通常通过重力或真空脱水将纸幅通常脱水至约8％-约35％(总纸幅重量)之间的纤维稠度，并通过压制操作进一步脱水纸幅，其中使纸幅经受通过相对的机械部件例如圆柱滚筒产生的压力。可以使用购自Voith的NipcoFlex-T靴类压制机进行压制操作。
(f)在常规的纸巾制造过程中，所形成的初级纤维纸幅通过机械和热方法在一个或多个步骤中干燥，直到获得通常约93-97％的最终干固体含量。干燥之后是起皱过程，其对成品纸巾产品的性质至关重要。起皱步骤包括在通常为4.5-6m直径的干燥筒，所谓的扬克式滚筒上，通过起皱刮刀，在具有上述最终干固体含量的基础薄纸上起皱(如果对纸巾质量的要求较低可以使用湿起皱)。根据本发明，起皱的、最终干燥的基础薄纸(基础纸巾)随后可用于进一步加工成薄纸产品。
当薄纸在扬克式滚筒上起皱时，优选将刀架角度(图1中的参考数字(4))确定为10-35°。在常规的纸巾制造过程中，通常使用11-13°的值。如果使用如下所述的通空气干燥(TAD)技术，则所述刀架角度优选为20-35°，特别优选为22-30°。
当实施本发明时，刮刀刀片相对于纸巾表面的几何形状也可能对所获得的产品的性质产生影响。因此，当斜角从20°升高到25°-30°时，可增加厚度和相对湿强度。对于“水平角”，我们可以理解为图1给出的角度(3)。
本发明的发明人出人意料地发现，在本发明的薄纸制造方法中，包含MG纸浆纤维的初级(原始)纤维纸幅在最终干燥和起皱步骤中强烈地粘附至扬克式滚筒。此外，本发明人已经观察到，由于纸幅对扬克式滚筒的强粘附性，实现了更细的起皱，并且获得了更平滑的纸巾表面。纸幅对扬克式滚筒的牢固和可控的粘附通常有利于薄纸制造过程。
除了上述常规的纸巾制造方法，本发明还可以利用改进的技术，其中通过使用3D结构织物或塑料带的湿式成型仍然湿的初级(原始)纤维纸幅和/或通过TAD工艺中的特定干燥来实现比体积的改善。以这种方式，也实现了由此制备的薄纸体积柔软度的改善。TAD(通空气干燥)技术的特征在于在扬克式滚筒上最后接触干燥之前，通过将热空气吹过纤维纸幅，将离开制片(sheet-making)阶段的“初级”纤维纸幅预干燥成干固体含量例如约80％。因此，对于TAD工艺，不需要压制“初级”纤维纸幅。纤维纸幅由透气线或带支撑，并且在其运输期间被导引在透气旋转圆柱滚筒的表面上。支撑线或带的构造使得可以产生在湿润状态下制备通过变形破碎的压缩区域的任何图案，导致增加的平均比容，并因此导致体积柔软度的增加，而不会明显地降低纤维纸幅的强度。这种图案固定在TAD-滚筒的区域中。此后，该图案进一步压印在TAD织物和扬克式滚筒之间。
也可以在将纸张从成形线直接转运到TAD织物的过程中或经由转运织物起皱。对于这种起皱，成形织物比接收片材的下一个织物运行得更快(急转移)。例如，当在c-卷绕构造中应用用于制备基础薄纸和通常的双筛片材(double-screen sheet)形成的TAD技术时，例如所谓的形成内片的筛因此可以比下一个织物或随后的毡的速度快高达40％，最初形成并已经预先排出的纸幅被转移到下一个TAD织物。这样造成仍然湿润并且使得可塑性变形的纸幅通过压缩和剪切在内部被破碎，从而使其相比于没有经受“内部”或外部起皱的纸，在负荷下更可拉伸。在转运织物和所谓的TAD压印织物之间或两个转运织物之间的其它实施方案中，也可以实现在不同的速度下这种仍然可塑性变形的纸幅的转运的同时生效。
当将基础纤维纸幅或基础薄纸加工(“转化”)成最终产品时，通常单独或组合使用以下程序步骤：切割成尺寸(纵向和/或交叉切割)，产生多个片层，制备化学和/或机械的(例如通过压花)片层粘连，体积和结构压花，层压，折叠，压印，穿孔，洗剂的应用，平滑，堆叠，卷起。可通过使用Kapp-Chemie GmbH提供的Kappasil和Kappaflex粘合剂等粘合剂进行化学的片层粘合。
为了生产例如手帕、卫生纸、手巾、家用纸巾等多个片层的薄纸产品，中间步骤优选以所谓的加倍进行，其中在成品中所需数量的片层的基础薄纸为通常在普通多片层母卷(master roll)上聚集。
源自已经任选地缠绕成几个片层的基础薄纸至成品的处理发生于加工机器中，其包括操作诸如纸巾的反复平滑、边缘压花，在一定程度上结合全部区域和/或局部施用粘合剂以产生待组合在一起的各片层(基础薄纸)的片层粘连，以及纵向切割、折叠、交叉切割、放置并将多个单独的纸巾及其包装组合在一起，并且将它们组合在一起形成较大的外包装或束。单独的纸片层的纸幅也可以预压花，且然后根据脚对脚(foot-to-foot)或嵌套(nested)方法在辊缝中组合。
这些转化技术是本领域已知的。
现在通过以下实施例进一步说明本发明。
4.实施例
使用以下测试方法来评估所制备的薄纸。测试样品在测试之前在50％相对湿度和23℃下处理至少12小时。
4.1.基重
根据EN ISO 12625-6:2005，薄纸和纸巾产品，第6部分：确定克重来确定基重。
4.2.厚度(caliper)
根据EN ISO 12625-3:2014第3部分的改进方法，通过精密千分尺(精度0.001mm)进行测量。为此，测量样品在固定参考板和平行压力脚之间产生的距离。压力脚的直径为35.7±0.1mm(名义面积为10.0cm2)。施加的压力为2.0kPa±0.1kPa。压力脚可以以2.0±0.2mm/s的速度移动。
可用的设备是厚度计型号L & W SE050(可从Lorentzen & Wettre,Europe获得)。
将待测量的基础薄纸(纸幅)切成20×25cm的片，并在23℃，50％RH(相对湿度)的气氛中处理至少12小时。为了进行测量，准备10个基底薄纸片的堆叠并放置在压板下方，然后将其降低。然后在压力稳定后5秒钟读取堆叠的厚度值。然后将厚度测量重复九次，并以相同的方式处理和制备其它的样品。
将10个值的平均值作为测量的10层基础薄纸片的厚度(以下称为“10片层厚度”)。
将待测量的成品(即单片层或多片层薄纸产品)切成20×25cm的片，并在23℃，50％RH的气氛中处理至少12小时。
对于测量，将一片放置在压板下方，然后降低。然后在压力稳定后5秒读取片的厚度值。然后将厚度测量重复九次，并以相同的方式处理其它的样品。
所获得的10个值的平均值取为测量的成品(例如双片层手巾)的一片(“一片厚度(one sheet caliper)”)的厚度。
4.3.体积cm3/g
薄纸的体积用下述公式计算：
X＝t/w
X＝体积(cm3/g)
t＝纸张的平均厚度(μm)
w＝纸张的基重(g/m2)
4.4干拉伸强度N/m(MD+CD)
根据EN ISO 12625-4：2005，薄纸和纸巾产品，第4部分：宽度相关的断裂强度、断裂伸长率和拉伸能量吸收的确定测定干强度。
用于测量的拉伸试验机具有两个宽度为50mm的夹具。每个夹具可以沿测试片的整个宽度沿直线(夹紧线)牢固地夹紧测试片，但不损坏测试片。夹紧线之间的距离设定为100mm。对于特殊测试，如果样品的可用长度低于100mm(例如横向的卫生纸)，则距离减小。
将待测量的薄纸产品，即两片单片层或多片层产品，切成具有平行边缘的50mm宽的测试片。通过沿机器方向和横向切割将每张片材切成两种不同类型的测试片。然后将获得的测试片在23℃，50％RH(相对湿度)的气氛中处理至少12小时。
将待测量的测试片没有任何应变地放置在夹具之间，并且消除任何可观察到的松弛。开始时，施加25cN的预拉伸力(拉伸零点)，然后夹具之间的伸长速率恒定保持在5cm/min。得到断裂测试片所需的最大拉伸力。用六个测试片重复测量，并将所得值平均。
用下述公式计算干拉伸强度：
平均干拉伸强度[N/m]＝(平均最大拉伸力[N]/测试片的初始宽度[mm])×103
对沿机器方向(MD)和横向(CD)分别报告结果。
4.5.湿拉伸强度N/50mm(MD+CD)
根据EN ISO 12625-5:2005薄纸和纸巾产品，第5部分：湿拉伸强度的确定来测定湿强度。
用于测量的设备是具有50mm宽的一个夹具的垂直拉伸强度测试仪，能够牢固地夹持测试片而不会滑动。如本领域所公知，在夹具的下方，布置薄金属棒并且进一步在其下方布置装有水的垂直移动的Finch杯浸泡装置。
为了制备测试片，将两片单片层或多片层纸各自切成5×15cm的具有平行边缘的测试“条”。从各片中，通过沿机器方向(MD)和横向(CD)上切割来制备两种类型的测试片。
为了确保样品的湿强度充分发展，在进行拉伸试验测量之前，人工老化待测试的样品。通过根据ISO标准将空气循环干燥柜中的样品加热至80℃持续30分钟实现老化。
为了测试，条形测试片在Finch杯浸泡装置中的金属棒周围缠绕一次以形成环，然后将测试片环的两端固定在布置于浸泡装置上方的夹具中。将测试片的两端没有任何应变地固定在夹具中，并且使测试跨度设定为4.5cm。为了开始测量，将填充水的Finch杯升高，使得棒和条完全浸入水中。之后，将测试件浸泡15秒，然后立即开始拉伸试验。以5cm/min的伸长速率测定破裂浸渍的测试片所需的湿拉力。用六个测试片重复测量，并将所得值平均。
然后用下述公式计算湿拉伸强度：
平均湿拉伸强度[N/m]＝(平均最大拉伸力[N]/试件的初始宽度[mm])×103
对沿机器方向(MD)和横向(CD)分别报告结果。
4.6.几何平均拉伸指数(干)
根据EN ISO 12625-4:2005通过以下公式计算几何平均拉伸指数：
几何平均拉伸指数[Nm/g]＝SQRT((拉伸强度MD[N/m]×拉伸强度CD[N/m])/(基重[g/m2])2)
根据EN ISO 12625-6，薄纸和纸巾产品，第6部分：克重的确定测定薄纸的基重，如上文第4.1项所述。
4.7.游离度值
根据DIN-ISO 5267/1；1999年3月测量游离度值(°SR)。
4.8.柔软度
柔软度由至少五名合格人员组成的专家小组评定。
将最终的薄纸产品(即三片层卫生纸、双片层手巾或双片层家用纸巾)与柔软度标准进行比较。评价程序在于评估表面和体积柔软度、握力和悬垂性。通过小组成员的判断，根据与已知柔软度值的标准相比较排序测试产品。将每个小组成员的结果平均作为相应成品的最终柔软度值。
因此，通过与以前分配1.5-4.0的柔软度值的纸巾参比进行比较，可以量化纸巾柔软度的非常小的差异。所有小组成员给出平均柔软度等级。
4.9.吸收
根据PrENV 12625-8薄纸和纸巾产品，第8部分：确定吸水时间和吸水能力，根据EP1 362 143 B1描述的篮式浸泡试验方法，项目5-测试方法和图1)测定吸收(g/g)。
4.10.原料、化学品和造纸机
纸浆
使用三种不同类型的纸浆纤维如下：
·来自Canfor Pulp Ltd.的北方漂白软木牛皮(NBSK)纸浆，ECF 90纸浆级(“SW纸浆”)
·来自Suzano Pulp and Paper，Brazil的桉树硬木纤维制备的化学纸浆；特别主要漂白的桉树硫酸盐浆(Extra Prime Bleached Eucalyptus Kraft Pulp)ECF级(“HW纸浆”)
·由SCA Hygiene Products从巨芒(“MG纸浆”)制备的化学纸浆。
使用苏打制浆法制备“MG纸浆”。苏打制浆使用NaOH作为活性蒸制化学品以实现在高温下发生的脱木质素。蒸制后，使用常规漂白剂将纸浆漂白并干燥。
化学品
以下实施例中使用的化学品如下所示：
·对于扬克涂层：
>来自Buckman的粘合剂2624；
>来自Buckman的增塑剂2616；
>来自Buckman的脱模剂2098e
·来自Ashland的湿增强树脂KymeneTM 557H(12.5％固体)。
·粘合剂：Kappasil 260-4410，Kappaflex binder 72-0004和Kappaflexgrau65-0012均各自购自Kapp-Chemie GmbH,Germany。
以下重量比(“kg/t”)总是指经处理的纤维素纤维的量(干重)。
造纸机
将常规的薄纸制造机适用于制备三片层卫生纸(实施例1))、双片层手巾(实施例2)和双片层家用纸巾(实施例3)。该机配备干燥起皱配置，并配有双层流浆箱；新月形成形器；转向抽吸辊；NipcoFlex-T靴式压制机；带干燥罩的扬克烘干机；以及用于卷起薄纸的卷绕部分。
机器设置在整个试验中保持在以下范围内：
扬克速度：1000m/min
靴式压制机线负载：90kN/m
起皱因子：13％
扬克前干燥度：42to 48％
罩温度：190–330℃
最终纸巾干燥度：94–97％
实施例1-1(参比卫生纸)
为了实现所需的成品卫生纸，在随后的转换步骤中将单片层基础薄纸组合到最终片层数(3)。所有三个片层均按照以下相同的方式制备：
第一配料料流由未精制HW纸浆制备。
然后，将SW纸浆精制成21°SR的游离度值以制备第二配料流。
将这两个配料提供给两层流浆箱的两个室。通过流浆箱将配料流保持分开并沉积在成形线和毡之间，分别形成包含40重量％精制的SW纸浆和60重量％未精制的HW纸浆的双层原始纸幅。
原始纸幅在靴式压制机中脱水至约42-48％的干燥度，然后引导至扬克式滚筒，使得HW纸浆层与扬克式滚筒(“Y”)的表面接触，并且SW纸浆层与罩(“H”)相对。
干燥和起皱后，获得了每个基重为约17g/m2和约为1.25mm的10片层厚度的三张两层基础薄纸幅。
这三张纸幅通过装饰层压/压花相互粘合并切割成尺寸。
在装饰层压/压花步骤中，三张纤维纸幅通过压花站的辊隙进给，该压花站包括具有形成微背景的突起和设计元件(羽毛)的压花辊和与其相对布置的橡胶辊。也可以使用通过单独的辊筒/辊隙产生装饰和背景压花的技术方案。在中间片层到达辊隙之前，并且在与一个外部纸幅(片层)叠合之后，将粘合剂选择性地施加到辊隙中连接在一起的中间纸幅(片层)的那些区域，其中两个外部纸幅(片层)的相应区域使用压花辊的突出设计元件。
基于粘合剂的总重量(922.18kg)，用于将三张纸幅粘合在一起的粘合剂由49重量％的水(452.16kg)、46重量％的Kappasil(260-4410)(422.40kg)、4.5重量％的Kappaflex粘合剂(72-0004)(43.20kg)和0.5重量％的Kappaflex grau(65-0012)(4.42kg)组成。
将三张纸幅进给到压花站并以这样的方式结合，使得两张外层纸幅(片层)的HW纸浆层(由第一配料制备)分别位于三片层卫生纸的外侧。
实施例1-2(具有12％MG纸浆的卫生纸)
除了以下差异之外以与实施例1-1相同的方式制备三片层卫生纸。
·第一配料流分别为未精制的MG纸浆和未精制HW纸浆的1/4的混合物。
·将用于第二配料流的SW纸浆精制成稍微更高的游离度值22°SR。
在制造所得到的双层纸幅时，分别基于纸幅的总重量，SW纸浆层(40％)位于罩侧，而扬克一侧的层包含12％MG纸浆和48％HW纸浆。
通过装饰层压/压花将这三层纸幅彼此粘合，并以与实施例1-1中所述相同的方式切割成尺寸。它们以这样的方式粘合，使得两张外纸幅(片层)的包含MG纸浆的层(由第一配料流制备)分别位于三片层卫生纸的外侧。
实施例1-3(具有60％MG纸浆的卫生纸)
除了以下区别之外以与实施例1-1相同的方式制备三片层卫生纸：
·第一配料流仅包含未精制的MG纸浆。
在制造所得到的双层纸幅时，分别基于纸幅的总重量，SW纸浆层(40％)位于罩(“H”)上，而扬克侧(“Y”)上的层包含60％的MG纸浆。
通过装饰层压/压花将这三层纸幅彼此粘合，并以与实施例1-1中所述相同的方式切成尺寸。它们以这样的方式粘合，使得两张外层纸幅(片层)的包含MG纸浆的层各自位于三片层卫生纸的外侧。
根据上文说明的步骤评价实施例1-1、1-2和1-3中得到的卫生纸的性质。结果如下表1所示。
表1
1如前所述的“一片厚度”
这些测试数据表明，根据本发明使用MG化学纸浆纤维可以导致拉伸强度的主要绝对增加，而同时不伴随柔软度的损失，或者仅轻微损失柔软度。
此外，出人意料地观察到，在该方法的最终干燥和起皱步骤期间，包含MG纸浆纤维的实施例1-2和1-3的原始纤维纸幅相比于包含桉树纸浆纤维的参比实施例1-1的纸幅显示出对扬克式滚筒更好的粘合。
实施例2-1(参比手巾)
如下所述制备两个薄纸片层。
将SW纸浆精制成21°SR的游离度值，并制备两种不同的纸浆浆料(配料)：
·第一配料流分别是精制SW纸浆和未精制HW纸浆的1/1混合物。
·第二配料流只包含精制SW纸浆。
·基于总纸浆量，将5.0kg/t的KymeneTM 557H加入到第一和第二配料流中。
将这两种配料流供应到两层流浆箱。配料流通过流浆箱保持分离并沉积在Fourdrinier线上，以形成包含50重量％的精制SW纸浆和50重量％的上述精制SW纸浆和未精制HW纸浆的1/1混合物的双层原始纸幅。
原始纸幅在靴式压制机中脱水至约42％-48％的干燥度，然后引导至扬克式滚筒，使第一配料与扬克式滚筒的表面接触，第二配料(仅SW纸浆)与罩相对。
获得每个基重为约21g/m2的两张基础薄纸幅和约1.37mm的10片层厚度，并缠绕在巨型卷筒上。
通过装饰层压/压花将这两张纸幅粘合在一起，切割成尺寸并卷起至手巾分配器。
在装饰层压/压花步骤中，两层纸幅通过压花站的辊隙进给，该压花站包括具有形成微背景的突起和设计元件(叶和标识)的压花辊和与其相对布置的橡胶辊。在一张纸幅(片层)到达辊隙之前，将粘合剂选择性地施加到在辊隙中连接在一起的那些区域，其中其他纸幅(片层)的相应区域使用压花辊的突出设计元件。
用于将两张纸幅粘合在一起的粘合剂与实施例1-1中使用的粘合剂相同。
在粘合步骤中，将该纸幅叠加并以这样的方式进给至压花站，使得仅包含软木纸浆的层彼此相接并位于双片层手巾内(如下表所示)。
1)从第1配料制备/2)从第2配料制备
实施例2-2(具有10％MG纸浆的手巾)
除了以下区别之外以与实施例2-1所述相同的方式制备双片层手巾：
·第一配料流分别包含未精制的MG纸浆、未精制HW纸浆和精制的SW纸浆的2/3/5混合物。
此外，根据实施例2-1的步骤，
·第二配料流包含仅精制的SW纸浆。
·基于总纸浆量，将5.0kg/t的KymeneTM 557H加入第一和第二配料流中。
在制造所得到的双层纸幅时，分别基于片层的总重量，SW层(50％)在罩侧，扬克一侧的层包含10％的MG、15％的HW和25％的SW纸浆。
获得每个基重为约21g/m2和约为1.20mm的10片层厚度的两张双层基础薄纸幅，并卷绕在巨型卷筒上。
这两张纸幅通过装饰层压/压花粘合在一起，以与实施例2-1中所述相同的方式切割成尺寸并卷起。相应地，在最后的双片层手巾中，包含仅软木纸浆的层彼此接触，并且包含MG纸浆的层(由第一配料制备)位于外部(如下表所示)。
1)从第1配料制备/2)从第2配料制备
实施例2-3(具有25％MG纸浆的手巾)
如下所述制备组成组成双片层手巾的两个片层的两张纸幅。
除了以下差异之外以与实施例2-1中所述相同的方式制备第一纸幅和第二纸幅：
·第一配料流分别是精制SW纸浆和未精制MG纸浆的1/1混合物。此外，根据实施例2-1的步骤，
·第二配料流包含仅精制的SW纸浆。
·基于总纸浆量，将5.0kg/t的KymeneTM 557H加入到第一和第二配料流中。
将两个配料流通过流浆箱保持分离，并以这样的比例沉积于Fourdrinier线上，以形成分别基于纸浆的总量(＝纸幅的总重量)，包含75重量％的精制SW纸浆和25重量％的MG纸浆的双层原始纸幅。
在所得到的纸幅的制造中，各自基于纸幅的总重量，SW纸浆层(50％)位于罩侧，而扬克侧的层包含25％的SW+25％的MG。
第一和第二基础薄纸幅度分别具有约21g/m2的基重和约1.20mm的10片层厚度，并分别缠绕在巨型卷筒上。
第一纸幅和第二纸幅通过装饰层压/压花粘合在一起，以与实施例2-1中所述相同的方式切割成尺寸并缠绕在手巾分配器卷轴上。
在最终的双片层手巾中，包含仅软木纸浆的层彼此接触，并且包含MG纸浆的层位于外侧(如下表所示)。
1)从第1配料制备/2)从第2配料制备
根据上文说明的步骤评价实施例2-1、2-2和2-3中获得的手巾的性质。结果如下表2所示。
表2
1如前所述的“一片厚度”
这些测试数据表明，与例如桉树的HW纸浆纤维相比，使用根据本发明的MG化学纸浆纤维可以导致拉伸强度的绝对增加。
此外，还出人意料地观察到，在该方法的最终干燥和起皱步骤期间，包含MG纸浆纤维的实施例2-2和2-3的原始纤维纸幅比包含桉树纸浆纤维的参比实施例2-1的纸幅对扬克式滚筒显示出更好的粘合。
实施例3-1(参比家用纸巾)
在实施例2-1中制备的相同的薄纸幅用于制造双片层家用纸巾。通过在嵌套配置中的压印将两张薄纸幅相互叠合并粘合(层压)。
在层压/压花步骤中，两张纸幅通过压花站的辊隙进给，压花站包括具有形成图形图案的突起的压花辊和与其相对布置的橡胶辊。在一张纸幅(片层)到达辊隙之前，将与实施例1-1中所述相同的粘合剂选择性地施加到在辊隙中连接在一起的纸幅的那些区域，其中其他纸幅(片层)的相应区域使用压花辊的突出元件。
实施例3-2(具有10％MG纸浆的家用纸巾)
在实施例2-2中制备的相同的薄纸幅用于制造双片层家用纸巾。以与实施例3-1中所述相同的方式将两张薄纸幅层压并压花。
实施例3-3(25％MG纸浆的家用纸巾)
在实施例2-3中制备的相同的薄纸幅用于制造双片层家用纸巾。以与实施例3-1中所述相同的方式将两张薄纸幅层压并压花。
实施例3-1、3-2和3-3中得到的家用纸巾的性质按上文的方法评价。结果如下表3所示。
表3
1如前所述的“一片厚度”
这些测试数据表明，根据本发明的MG纸浆纤维的使用可以导致拉伸强度的绝对增加，而柔软度没有显著损失。
此外，出人意料地观察到，在该方法的最终干燥和起皱步骤期间，包含MG纸浆纤维的实施例3-2和3-3的原始纤维纸幅比包含桉树纸浆纤维的参比例3-1的纸幅显示出对扬克式滚筒更好的粘合。

Claims (18)

1.由一层或多层构成的薄纸幅，其中至少一层包含纸浆纤维，所述纸浆纤维源自至少一种属于芒草属的植物，其中所述纸浆纤维选自化学纸浆纤维、经过化学预处理的机械纸浆纤维及其混合物。
2.根据权利要求1所述的薄纸幅，其中所述纸浆纤维源自巨芒(MiscanthusGigantheus)、中国芒(Miscanthus Sinensis)或南荻(Miscanthus Sacchariflorus)，且优选源自巨芒。
3.根据权利要求1或2所述的薄纸幅，其中，基于所述薄纸幅的总重量，源自至少一种属于芒草属的植物、优选源自巨芒的纸浆纤维，以至少5重量％，优选以10重量％-90重量％，更优选以15重量％-80重量％，甚至更优选以20重量％-70重量％的量存在。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的薄纸幅，其中所述纸幅由两层或三层构成，所述层由不同纸浆制备，其中这些层中的至少一层由包含纸浆纤维的纸浆制备，所述纸浆纤维源自至少一种属于芒草属的植物、优选源自巨芒。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的薄纸幅，其中存在于所述薄纸幅中的剩余的纤维选自包含以下的纸浆纤维：硬木纤维、软木纤维和非木纤维，所述硬木纤维例如桉树、山毛榉、白杨、刺槐或桦木纤维；所述软木纤维例如松木、云杉、红柏、铁杉和落叶松纤维；所述非木纤维例如棉花、甘蔗渣、大麻、亚麻(linen)、剑麻、稻草或亚麻(flax)纤维。
6.根据权利要求4或5所述的薄纸幅，其中所述纸幅由两层构成，其中
(i)第一层由纸浆纤维(i-a)或由纸浆纤维(i-b)制备，
所述纸浆纤维(i-a)由源自至少一种属于芒草属的植物、优选源自巨芒的纤维以及任选存在的硬木纤维组成，
所述纸浆纤维(i-b)包含源自至少一种属于芒草属的植物、优选源自巨芒的纤维、软木纤维和任选存在的硬木纤维或由源自至少一种属于芒草属的植物、优选源自巨芒的纤维、软木纤维和任选存在的硬木纤维组成，且
(ii)第二层由纸浆纤维制备，所述纸浆纤维包含软木纤维或由软木纤维组成。
7.根据权利要求6所述的薄纸幅，其中
(i)第一层由纸浆纤维(i-a)制备，其中源自至少一种属于芒草属的植物、优选源自巨芒的纤维与硬木纤维的重量比，如果存在，为100/0-10/90，优选为100/0-20/80，且
(ii)第二层由纸浆制备，所述纸浆包含软木纤维或由软木纤维组成，并且
其中基于所述薄纸幅的总重量，源自至少一种属于芒草属的植物、优选源自巨芒的纸浆纤维的重量比优选为10-90重量％，更优选为10-80重量％，特别地为25-75重量％，如40-70重量％。
8.根据权利要求6所述的薄纸幅，其中
(i)第一层由纸浆纤维(i-b)制备，所述纸浆纤维(i-b)由源自至少一种属于芒草属的植物、并且优选源自巨芒(MG)的纤维、软木纤维(SW)和任选存在的硬木纤维(HW)组成，其中基于纸浆纤维(i-b)的总重量，以％计的MG/HW/SW的重量比为10-90/0-50/10-90，优选20-80/0-50/20-80，且
(ii)第二层由纸浆纤维制备，所述纸浆纤维包含软木纤维或由软木纤维组成，并且其中基于所述薄纸幅的总重量，源自至少一种属于芒草属的植物、优选源自巨芒的纸浆纤维的重量比优选为10-50重量％，例如10-30重量％。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的薄纸幅，其中源自巨芒的纸浆纤维通过化学、化学-机械或高产率化学制浆方法得到，优选苏打方法或CTMP方法(化学-热-机械制浆)。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的薄纸幅，其中所述硬木纸浆纤维源自桉树和/或所述软木纸浆纤维是北方漂白软木牛皮浆(NBSK)纤维，其中所述NBSK纤维优选被精制至19-35°SR的细度。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的薄纸幅，其中
(i)所述纸幅中存在的所有纤维是初级纸浆纤维，或
(ii)初级和次级(回收)纸浆纤维的混合物，其中基于所述薄纸幅，次级(回收)纸浆纤维的比例不超过90重量％。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的薄纸幅，其由一层或多层构成，其中源自至少一种属于芒草属的植物的纸浆纤维满足以下要求：
(i)平均纤维长度为0.5-1.2mm，优选为0.8-1.0mm；
(ii)平均纤维直径为10-25μm；和
(iii)平均纤维壁厚度为3.0-5.0μm。
13.薄纸产品，其包含至少一个片层，所述片层由根据权利要求1-12中任一项所述的薄纸幅制备。
14.根据权利要求13所述的薄纸产品，其中所述薄纸产品选自卫生纸、手巾、家用纸巾、手帕、餐巾纸和面巾纸。
15.根据权利要求13或14所述的薄纸产品，其中所述薄纸产品是由2-5个片层构成的卫生纸，其中优选至少一个外片层，更优选两个外片层由权利要求7所述的薄纸幅制备，并且所述外片层/两个外片层的布置使得在所述卫生纸中，其包含源自至少一种属于芒草属的植物、优选源自巨芒的纸浆纤维的第一层(i)位于所述卫生纸的外表面上。
16.根据权利要求13或14所述的薄纸产品，其中所述薄纸产品是由2-5个片层构成的手巾或家用纸巾，其中优选至少一个片层，任选地所有片层由权利要求7的薄纸幅或权利要求8的薄纸幅制备。
17.根据权利要求13-16中任一项所述的薄纸产品，其中所述薄纸产品不含软化剂和/或不含增强树脂。
18.制备根据权利要求1-12中任一项所述的薄纸幅的方法，包括以下步骤：
(a)提供化学纸浆纤维，所述化学纸浆纤维包含源自至少一种属于所述芒草属的植物、优选源自巨芒的纤维；
(b)形成所述纸浆纤维的含水悬浮液；
(c)将所述悬浮液供给到造纸的流浆箱；
(d)将所述悬浮液沉积在线上以形成湿纸幅；
(e)将所述湿纸幅脱水；和
(f)将所述纸幅干燥和起皱。
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