CN110139961A - 具有独特物理强度性质的吸收性纸产品 - Google Patents

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Abstract

吸收性手巾纸产品，其具有机器方向和与机器方向垂直的机器横向，其中吸收性手巾纸产品包括两层吸收性手巾纸幅材，其中每个纸幅材包含手巾纸幅材的干纤维基础的约20％至约90％重量的精制长纤维软木浆纤维混合物，精制长纤维软木浆纤维混合物包括：手巾纸幅的干纤维基础的约18.5％至约88.5％重量的长纤维软木浆纤维，其中长纤维软木浆纤维在加入混合物之前任选地进行精制；手巾纸幅的干纤维基础的约0.25％至约5.0％重量的阳离子强化聚合物，手巾纸幅的干纤维基础的约10％至约55％重量的硬木浆纤维混合物；以及不超过约10％重量的水分。

Description

具有独特物理强度性质的吸收性纸产品
本申请要求于2016年9月19日提交的序号为62/396,812的美国临时专利申请号的申请日的权益。
技术领域
本公开涉及2层纸制品。更具体地，本公开涉及具有独特物理强度性质的2层吸收性纸产品。甚至更具体地说，本公开涉及具有高干拉伸强度和高横向湿拉伸强度与横向干拉伸强度比的2层吸收纸产品。
背景技术
诸如面巾纸、纸巾、浴巾、餐巾纸和其他类似产品的薄页纸产品被设计成包括几种重要的性质。例如，产品应具有良好的松厚度、良好的吸收性、柔软的手感，并且应具有良好的强度和耐久性。遗憾的是，当采取措施增加产品的一种性质时，产品的其他特性通常会受到不利影响。
配方设计师多年来一直试图平衡纸张结构中的软木纤维水平，以确保其结构具有足够的强度，同时尽量减少较高水平的软木纤维的负面影响。
纸巾类产品的配方设计师已经做出了努力来证明该问题的一个例子，致力于开发具有更高的使用中湿强度同时保持或降低干强度的新产品。然而，由于配方设计师使用典型的造纸机工艺变量来增加产品的使用中湿强度，其他消费者期望的属性，例如吸收性和/或柔软性通常会降低。配方设计师为改善纸巾而苦苦挣扎的问题是，如何在保持或改善柔软度和/或吸收性的同时增加手巾的使用湿强度，和/或减少软木包含，同时保持或降低总产品干强度和增加片材柔韧性。制造商可用于增加强度的所有普通造纸机工艺变量通常会对片材感觉产生负面影响并且可能对产品吸收性产生负面影响。
因此，仍然需要新的纤维纸结构，其进一步优化手巾产品的物理产品性能，手巾产品增加湿强度而不牺牲柔软性、吸收性和造纸可靠性。具体地，需要新的纤维纸结构，其在保持或降低干强度的同时增加湿强度。这种结构对于多密度造纸结构特别有价值，这种结构的非限制性实例是在通风干燥、织物绉纱NTT、ATMOS和UCTAD机器流程上制造的。
发明概述
本公开的发展是吸收性手巾纸产品，其具有机器方向和与制造手巾纸幅材的造纸机的方向垂直的机器横向，其中吸收性手巾纸产品包括2层吸收性手巾纸幅材，其中每个幅材包括(a)手巾纸幅材的干纤维基础的约20％至约90％重量的精制软木浆纤维混合物，精制软木浆纤维混合物包含i.)手巾纸幅材的干纤维基础的约18.5％至约88.5％重量的软木浆纤维，其中软木浆纤维在加入混合物之前任选地进行精制；ii.)手巾纸幅材的干纤维基础的约0.25％至约5.0％重量的阳离子强化聚合物，(b)手巾纸幅材的干纤维基础的约10％至约55％重量的硬木浆纤维混合物，以及(c)不超过约10％重量的水分，其中纸巾幅材的均方拉伸强度的范围为约10N·m/g至约18N·m/g；其中纸幅材的横向湿拉伸强度与横向干拉伸强度比值的范围为约0.20至约0.50。
附图说明
图1是通过用于本公开的通风干燥造纸机制造多密度吸收纸巾的方法的一个实施方案的示意图。
图2是用于本公开的用于制备多密度吸收性手巾幅材产品的替代“新纸巾技术”(“NTT”)工艺的示意图。
图3是用于本公开的用于制造多密度吸收性手巾幅材产品的高级纸巾模塑系统“ATMOS”工艺的示意图。
图4是用于本公开的用于制造多密度吸收性手巾幅材产品的未起皱但通风干燥技术“UCTAD”工艺的示意图。
图5是用于印刷和压印吸收性纸产品的设备的示例性实施方案的示意图。
图6是进给压区和出料压区压印/印刷过程的单元的实施例的示意图。
发明详述
本公开涉及具有高湿拉伸强度与干拉伸强度比同时保持干拉伸的吸收性手巾纸产品，尽管具有较低的对软木料流的精制能量输入并且同时保持阳离子树脂添加常数。该吸收性手巾纸产品包括两层吸收性手巾纸幅材。
每个纸巾幅材包含手巾纸幅材的干纤维基础的约20％至约90％重量的精制软木浆纤维混合物。精制软木浆纤维混合物包含手巾纸幅材的干纤维基础的约18.5％至约88.5％重量的软木浆纤维。软木浆纤维在加入混合物之前任选地进行精制。软木浆纤维混合物还包含手巾纸幅材的干纤维基础的约0.25％至约5.0％重量的阳离子强化聚合物。纸巾幅材还包含手巾纸幅材的干纤维基础的约10％至约55％重量的硬木浆纤维混合物。纸巾幅材包含不超过约10％重量的水分。
两层纸巾产品保持通过具有约10Nm/g至约18Nm/g的均方拉伸指数度量的或通过约500N/m至约1000N/m的干拉伸强度度量的干强度。如通过具有范围从约0.20至约0.50，优选约0.295至约0.35的横向湿拉伸强度与横向干拉伸强度比值所度量的，纸巾幅相对于幅材的干强度具有改善的湿强度。
如本文所用，“纸产品”是指任何形成的纤维结构产品，传统上但不是包含纤维素纤维。在一个实施方案中，本公开的纸产品包括吸收性手巾产品(“薄页纸产品”)。在另一个实施方案中，本公开的纸制品可包括软卫生纸产品。
如本文所用的“吸收性手巾产品”是一类纸产品，其被设计和制造以满足消费者对液体吸收和湿擦洗以及柔软手感的需要。吸水手巾纸幅材采用与卫生纸和面巾纸的幅材相同的造纸技术制造，但原材料、造纸工艺设置、基重和其他原材料经过优化，可提供所需的消费者属性。
本公开的纸产品是指包含薄页纸产品或纸手巾产品的纸产品。所公开的纸张技术通常包括但不限于传统的毡压或常规湿压薄页纸、图案致密薄页纸、湿皱纹薄页纸产品、通风干燥薄页纸产品，无论是起绉还是未起皱。例如，本公开的造纸工艺可以利用粘合剂起皱、湿起皱、双绉、压花、湿压、气压、通风干燥、起皱通风干燥、未起皱通风干燥以及形成纸幅材的其他步骤。这些技术的一些例子公开在美国专利4,529,480,5,048,589,5,399,412,5,129,988,5,494,554,5,607,551,6,398,916,7,744,726和8,388,803。
当形成诸如本公开的产品的多层手巾产品时，单独的层可以根据需要由相同的工艺或不同的工艺制成。例如，在一个实施方案中，手巾幅材可以是使用本领域已知的工艺形成的起皱通风干燥幅材。
为了形成这样的幅材，由辊适当地支撑和驱动的环形行进成形织物接收从流浆箱发出的分层或非层状造纸原料。真空箱设置在成形织物下方，并适于从纤维配料中除去水，以帮助形成幅材。从成形线/织物，通过真空辅助或机械装置将成形的幅材转移到第二织物，并且该第二模板可以是线、毡或纺织物，只要在模板的结构中产生所需的形貌即可。使用片材成形模板，其形成具有多个高局部基重的纤维富集区域与多个较低局部基重区域相互连接的造纸结构。织物被支撑以通过多个引导辊围绕连续路径移动。可以包括设计用于促进幅材从织物到织物的转移的拾取辊以转移幅材。
然后将形成的幅材干燥至水分含量小于约10重量％水分，优选小于约6重量％，更优选小于约4重量％水分。优选地，将形成的幅材干燥，将加热的空气吹过成形的幅材，然后转移到可旋转的加热干燥筒(例如杨克烘缸(Yankee dryer))的表面。任选地，干燥筒在树脂粘合剂涂料组合物下面设置有树脂保护涂层。树脂粘合剂涂料组合物优选是可再润湿的。操作该工艺使得在将幅材转移至干燥循环时保持粘合剂涂层以提供足够的湿粘性强度以在干燥期间固定幅材。还保持粘合剂树脂涂料组合物，使得粘合剂涂料组合物在干燥时是柔韧的，使得在完成干燥时可以从干燥筒中除去纸幅材而没有显着的片材损坏。如果干燥织物具有形貌，则可以将幅材直接从穿透干燥织物转移到杨克烘缸，或者优选地，转移到印模织物上，然后印模织物用于将织物转移到杨克烘缸。然后通过起皱刀片将幅材从干燥筒中取出。幅材的起皱进一步减少了幅材内的内部粘合并增加了柔软性和吸收性。
在其他实施方案中，基础幅材通过未起皱通风干燥工艺形成。相关的未起皱的通风干燥薄页纸工艺描述于例如美国专利5,656,132和6,017,417中。
根据本公开的纤维结构可以是通风干燥纤维结构、差别密度纤维结构、差别基重纤维结构、湿法成网纤维结构、气流成网纤维结构、起皱或未起皱纤维结构、图案致密化或非图案致密化纤维结构、压实或未压实纤维结构、双重再起皱纤维结构，如本领域所熟知的，如美国专利3,301,746,3,974,025,4,191,609和4,637,859,6,398,906和8,388,803中所例示。
本公开的吸收性手巾纸幅材具有机器方向和与机器方向正交的机器横向。这里使用的“机器方向”(MD)和“机器横向”(CD)定义如下。纸幅材的“机器方向”是纸幅材平面内与造纸机长度平行的方向。纸幅材的“机器横向”是纸幅材平面内垂直于造纸机的长度并因此垂直于机器方向的方向。总干拉伸是机器方向和横向机器拉伸的总和。
如本文所用，短语“造纸配料”是指纤维素或非纤维素纤维、造纸功能助剂(强度、吸收性或柔软性改进)、填料和其他用于形成造纸幅材的造纸工艺材料的含水混合物。设想的纤维素纤维是作为软木浆纤维销售的标准“市场”可用材料，例如漂白的软木牛皮纸，硬木浆纤维，例如漂白的硬木牛皮纸，非木纤维，再生纤维，合成聚合物纤维和/或漂白的桉树牛皮纸浆，并且不包括已经改性以增强表面粘合特性的纤维材料，例如专利6,379,494中教导的增强的羧化纤维或类似的纤维改性方法。
本公开的吸收性手巾纸幅材包含约20％至约90％，优选约30％至约80％，更优选约40％至约70％，甚至更优选约50％至约60％的精制软木浆纤维混合物，其包含软木浆纤维和阳离子强化聚合物。
如本文所用，短语“干纤维基础的重量百分比(％)”是指参考成分(包括任何载体和/或递送载体)与干燥的最终纤维幅材(一旦所有水和其他挥发性材料从造纸幅材上除去)的百分比。
如本文所用，“纤维”是指细长的物理结构，其表观长度大大超过其表观直径，即长度与直径之比至少约为10且小于200。具有非圆形截面和/或管状形状的纤维是常见的；在这种情况下，“直径”可以被认为是具有等于纤维横截面积的横截面积的圆的直径。更具体地，如本文所用，“纤维”是指纤维结构形成纤维。本公开考虑使用各种纤维结构形成纤维，例如天然纤维，例如纤维素纳米丝和/或木浆纤维，非木纤维或任何合适的纤维及其任何组合。
可用于本公开的天然纤维结构形成纤维包括动物纤维、矿物纤维、植物纤维、人造纺丝纤维和工程纤维元件，例如纤维素纳米丝。动物纤维可以例如选自包含羊毛、丝绸及其混合物的组。植物纤维可以例如衍生自选自包含木材、棉花、棉短绒、亚麻、剑麻、蕉麻、大麻、草丝兰属(hesperalo)、黄麻、竹子、甘蔗渣、西班牙草、稻草、黄麻、大麻、乳草松、葛根、玉米、高粱、葫芦、龙舌兰、毛状体、丝瓜及其混合物的植物。
木纤维；通常被称为木浆通过本领域技术人员熟悉的许多化学制浆方法中的任何一种从其来源中释放出来，包括牛皮纸(硫酸盐)、亚硫酸盐、多硫化物、苏打制浆等。此外，纤维可以是使用机械和半化学方法从其来源中释放出来，包括例如圆木、热机械浆、化学机械浆(CMP)、化学热机械浆(CTMP)、碱性过氧化物机械浆(APMP)、中性半化学亚硫酸盐纸浆(NSCS)也考虑在内。如果需要，可以通过本领域技术人员熟悉的任何一种方法或组合方法使纸浆变白，包括使用二氧化氯、氧气、碱性过氧化物等。然而，化学纸浆可能是优选的，因为它们赋予优异的触感和/或所需的薄页纸片性能。可以使用源自落叶树(下文中称为“硬木”)和针叶树(下文中，也称为“软木”)的纸浆和/或衍生自非木本植物的纤维以及人造纤维。硬木、软木和/或非木纤维可以混合，或者可选地可以以层的形式沉积，以提供成层和/或分层的幅材。美国专利4,300,981和3,994,771公开了软木和硬木纤维的分层。同样适用于本公开的是衍生自再生纸的纤维，以及其它非纤维材料，例如用于促进原始造纸和纸张转换的粘合剂。木浆纤维可以是短的(典型的硬木纤维)或长的(典型的软木纤维和一些非木纤维)。
可用于本公开的纸巾幅材的软木纤维的实例包括但不限于衍生自松树、云杉、冷杉、tamarak、铁杉、柏树和雪松的纤维。来自牛皮纸工艺并且源自更北方气候的软木纤维可能是优选的。这些通常被称为北漂白软木牛皮纸(NBSK)纸浆。
本公开的吸收性手巾纸幅材的软木浆纤维混合物包含手巾纸幅材的干纤维基础的约18.5％至约88.5％、优选约25％至约75％、更优选约35％至约65％、甚至更优选约45％至约55％重量的软木浆纤维。
在加入软木浆纤维混合物之前，可任选地对软木浆纤维进行踩踏以增强粘合。这种纤维的制备包括机械精制处理，其中纤维被压缩和/或经受高剪切以使纤维更柔韧并通过纤维原纤化、纤维膨胀和增加的纤维柔韧性产生增加的纤维与纤维粘合区域。精制可以通过造纸领域的技术人员已知的任何方法进行。出人意料地得知，机械精制可以小于约20千瓦时每骨干吨(kWh/bdt)，优选小于约10kWh/bdt，更优选纤维不精制，同时仍然提供增强的湿强度，同时保持恒定的化学添加量并保持纸幅材干燥强度。
可以通过化学处理或纸浆和造纸领域中已知的“化学精制”来实现增强纤维粘合的任选处理，以通过纤维原纤化增加纤维与纤维粘合区域，纤维膨胀从而也增加纤维柔韧性。
短硬木纤维的非限制性实例包括衍生自纤维来源的纤维，所述纤维来源选自包含阿拉伯树胶、桉树、枫树、橡树、白杨、桦树、杨木、桤木、白蜡树、樱桃树、榆树、山核桃、杨树、口香糖、核桃树、洋槐、梧桐、山毛榉、楸树、黄樟、石梓属、合欢属和木兰的组。
吸收性纸巾纸幅材包含约10％至约55％，优选20％至约45％，更优选约30％至约40％的硬木浆纤维混合物，包括硬木纸浆。
本公开的吸收性纸巾纸幅材的不同实施方案还可包含另外的纸浆纤维，只要它们各自的表面不被改性即可。
可以以任何量将再循环纤维添加到配料中。尽管可以使用任何合适的再循环纤维，但在许多情况下优选具有相对低水平的磨木浆的再循环纤维，例如，木质素含量小于15重量％或小于10重量％木质素含量的再循环纤维可能是优选的，取决于所用的配料混合物和应用。
“合成聚合物纤维”和类似术语是指由合成聚合物如聚酯、尼龙和聚烯烃等制成的纤维。聚酯通常通过已知的聚合技术由脂族或芳族二羧酸与饱和脂族或芳族二醇获得。优选的芳族二酸单体是低级烷基酯，例如对苯二甲酸或间苯二甲酸的二甲酯。典型的脂族二羧酸包括己二酸、癸二酸、壬二酸、十二烷二酸或1,4-环己烷二甲酸。优选的芳族二羧酸或其酯或酸酐被酯化或酯交换并与饱和脂族或芳族二醇缩聚。典型的饱和脂族二醇优选包括低级链烷二醇，例如乙二醇。典型的脂环族二醇包括1,4-环己烷二醇和1,4-环己烷二甲醇。典型的芳族二醇包括芳族二醇，例如氢醌、间苯二酚和萘二醇的异构体(1,5-；2,6-；和2,7-)。也可以使用脂族和芳族二羧酸以及饱和脂族和芳族二醇的各种混合物。最典型地，芳族二羧酸与脂族二醇聚合以产生聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(对苯二甲酸+乙二醇)。另外，芳族二羧酸可与芳族二醇聚合以产生全芳族聚酯，例如聚对苯二甲酸亚苯基酯(对苯二甲酸+对苯二酚)。聚酯的实例包括：聚对苯二甲酸；聚(1,4-丁二醇)对苯二甲酸酯；和1,4-亚环己基二甲基对苯二甲酸酯/间苯二甲酸酯共聚物和其它衍生自芳族二羧酸的直链均聚物酯，包括间苯二甲酸、二苯甲酸、萘二甲酸，包括1,5-；2,6；和2,7-萘二羧酸；4,4-二亚苯基二羧酸；双(对羧基苯基)甲烷酸；乙烯-双-对苯甲酸；1,4-四乙基乙烯双(对羟基苯甲酸)；亚乙基双(对-四亚甲基酸；1,3-三亚甲基双(对羟基苯甲酸)；和1,4-四乙基乙基双(对羟基苯甲酸)，和选自2,2-二甲基的二醇-1,3-丙二醇；环己烷二甲醇和通式HO(CH2)nOH的脂族二醇，其中n是2-10的整数，例如乙二醇；1,4-四乙二醇；1,6-己烷乙二醇；1,8-辛二醇；1,10-癸二烯乙二醇；以及1,3-丙二醇；以及通式HO(CH2CH20)nH的聚乙二醇，其中n是2至10,000的整数，以及芳香族二氢，如对苯二酚，间苯二酚和萘二醇的异构体(1,5-；2,6-；和2,7)。还可以存在一种或多种脂族二羧酸，如己二酸、癸二酸、壬二酸、十二烷二酸酸或1,4-环己烷二甲酸。
合适的聚烯烃树脂包括通过常规方式聚合烯烃如乙烯、丙烯、丁烯-1，戊烯-1,4-甲基戊-1-烯等制备的材料。有用的聚烯烃聚烯烃是高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯。其他聚烯烃均聚物和乙烯共聚物可用于本公开的实践中。这些其他聚烯烃包括低密度聚乙烯(LDPE)、极低密度聚乙烯(VLDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和聚丁烯(PB)。然而，这些其他聚烯烃可以与其他聚烯烃如聚丙烯或高密度聚乙烯(HDPE)共混。
可用于本公开实践的尼龙或聚酰胺树脂是本领域公知的，包括半结晶和无定形树脂，其可以通过例如等摩尔量的含有4至12个碳原子的饱和二羧酸与二胺的缩聚反应、通过内酰胺的开环聚合或通过聚酰胺与其他组分的共聚合来制备，例如形成聚醚聚酰胺嵌段共聚物。聚酰胺的实例包括聚己二烯乙烯己二酰胺(尼龙66)、聚六亚甲基壬二酰胺(尼龙69)、聚六亚甲基癸二酰胺(尼龙610)、聚六亚甲基十二酰胺(尼龙612)、聚十二亚甲基十二酰胺(尼龙1212)、聚己内酰胺(尼龙6)、聚山梨酸内酰胺、聚-1,1-氨基十一烷酸以及己二酸、间苯二甲酸和六亚甲基二胺的共聚物。
与纤维素相比，合成聚合物纤维通常是疏水性的，并且缺少用于与湿强度树脂结合的阴离子位点或足够的羟基以有效地与纸浆衍生的纤维氢键结合。与本公开结合使用的合适纤维包括熔纺纤维、熔喷纤维、具有多个链段的可裂膜纤维，特别是分段双组分纤维，它们通过在盘磨机中精制而能够分裂成它们的链段。可从Fiber Innovation Technology获得的一种合适的纤维是16段，2旦尼尔尼龙/聚酯双组分纤维，其特征细度为0.125旦尼尔，如下所述。
用于制造可分裂纤维的分段纤维制备通常与热塑性纤维相关，其中纤维具有由不同聚合物形成的链段。参见，例如，Pike等人的美国专利5,759,926，以及Sasse等人的美国专利号5,895,710以及Polanco等人的美国专利申请公开第2003/0203695号(美国专利申请序号10/135,650)。
结合本公开生产和使用的可分裂纤维可具有分段饼形、海形构造的岛、并排构型、中空构造等。参见Murakami等人的美国专利4,735,849、图6A-6D以及美国专利申请公开第US 2002/0168912号(美国专利申请序号09/852,888)，图2-9。如下所述，可分裂纤维在掺入配料中之前适当地分解。
通过使用通过本领域技术人员已知的多种溶剂制备的纤维素涂料，也可以预期用于本公开的人造纤维。将该纺丝原液纺成纤维，该纤维可以使用或进一步原纤化并掺入吸收性片材中。不限于理论，合成纤维素如Lyocell与通过精制和其他方法减小尺寸以产生更小的纤维和纤维段的改性Lyocell一起被考虑。美国专利7,718,036显示了各种考虑的溶剂和在纸巾和手巾结构中包含原纤化纤维素。
在制备用于造纸操作的纤维期间，长纤维和一些短纤维纸浆经受机械或化学处理，由此纤维被压缩，经受高剪切和/或化学处理以使纤维更柔韧并且通过纤维原纤化、纤维膨胀和增加纤维柔韧性，产生增加的纤维与纤维粘合面积。本领域技术人员将认识到三种主要的精制纸浆纤维的产品是：1)根据精制强度和稠度，百分比纤维完全不受影响，2)显着百分比的纤维被原纤化，由此纤维细胞壁被分层并且微纤维被暴露并保持与原始纤维结合，和3)将一定百分比的纤维和微纤维切成或机械破碎成非常小的碎片(长度小于200微米)，该部分称为细粒部分。这些细粒可以是初级(存在于原生木材中的那些)或二级的(在精制过程中产生的细粒)。已经发现，通过改变精制强度，稠度和其它加工条件，可以产生称为纤维素纳米丝的新纤维成分，并且通过优化加工阶段和单元操作，可以生产得到的纸浆纤维流含有超过40％的个性化纤维素纳米丝。
这些“纤维素纳米丝”可用于本公开的实施方案中。它们可以来自软木和/或硬木，因此可以含有软木或硬木的纤维元素。纤维素纳米丝尺寸和高纵横比将该材料区分为独特的纤维类别，并且不以软木或硬木材料为特征。高纵横比是指纤维长度除以至少200至约5000，优选大于约600至约1000的纤维宽度。纤维素纳米丝具有纳米范围内的平均宽度，例如约30nm至约500nm 100的平均宽度，平均长度为微米范围或更高，例如平均长度高于约10μm，优选约100μm至约2mm，更优选约200μm至约1mm，甚至更优选约300μm至约500μm。这种纤维素纳米丝可以例如从仅使用机械手段的方法获得，例如，2012年1月19日提交的美国专利申请公开第2013/0017394号中所公开的方法。另外，只要保持指定的几何形状，纤维素纳米丝可以由多种方法制成。用于制备纤维素纳米丝的工艺包括但不限于改性精制设备、均化器、声波纤维处理和化学纤维处理，包括酶纤维改性。
在“纳米纤维素专利趋势：关于纤维素纳米晶体、微纤维配对和细菌纤维素的专利的综合评论”，Charreau等，Nanotechnology，2013 7,56-80的论文中，作者回顾了多年来涉及微纤化纤维素(MFC)的各种术语并且“纤维素纳米丝”可以适用于这些一般术语。本公开的“纤维素纳米丝”材料具体是在Hua，X.等的题为“High aspect ratio cellulosenanofilaments and method for their production”的公开US20130017394 A1中公开的方法的结果。通过该方法生产的材料是独特的，因为所公开的方法生产的纤维素纳米丝的纵横比(长度/宽度)显着高于先前公开的材料。
纤维素纳米丝在结构上与其他纤维素原纤维非常不同，例如使用其他用于木浆纤维的机械分解的方法制备微纤化纤维素(MFC)或纳米原纤化纤维素(NFC)，因为它们具有原纤化纤维素材料的至少40％，优选75％更优选地90％重量的长丝，具有高达300-350μm的长丝和约100-500nm的直径。NFC中的原纤化纤维素材料通常具有短于100μm的长度，而NFC中的原纤化纤维素材料通常具有短于1μm的长度。然而，本领域技术人员应该认识到，在纤维素纳米丝材料的生产中，与使用机械方法生产的其他原纤化纤维素材料一样，不是具有单一尺寸值的均质材料。上述纤维素纳米丝材料和在精制纸浆流中含有>50％纤维素纳米丝的精制纸浆流的优选混合物是本公开的基础。
在本公开所考虑的实施方案中可能的纤维素纳米丝的另一个设想应用是在运输到造纸站点之前将一小部分纯纤维素纳米丝和/或纤维素纳米丝和其它精制产品的混合物包含在原始或再循环纸浆流中。以这种方式，可以通过添加纤维素纳米丝来增强原始纤维源，然后可以将纤维素纳米丝添加到造纸过程中而不引入新的纤维剂量流。通过在纸浆生产设施中加入具有纳米丝的纤维素，人们可以生产所谓的“超级纸浆”，其特征仅可能通过纤维素纳米丝包含来实现。因此，在本公开中考虑了许多不同的纤维素单丝添加方法，这些方法包括但不限于直接纯纤维素纳米丝包含，包括纤维素纳米丝和其它精制副产物的混合物，优选纳米纤维素含量大于50％并且纤维素纳米丝在包含在造纸厂之前通过包含在原始纤维或再生纤维中添加。
本文所用的短语“原纤化纤维素纤维”是经过机械或化学处理的纤维素纤维，在该机械或化学处理中，单独或成束的纤维素长丝从纤维体中释放出来但在一端保持与纤维连接，形成更多的粘合区域并增加纤维与纤维的接触。处理程度决定了从纤维中释放出的纤维素纳米丝的数量。
如本文所用，短语“非纤维素纤维”是指由由除纤维素之外的材料组成的天然或人造纤维组成的造纸纤维组。非纤维素纤维包括但不限于人造纺丝纤维、来自动物来源的纤维和/或微藻。另外，形成本公开产品的纤维可以通过合适的纺丝操作从聚合物熔体组合物纺丝，例如熔喷和/或纺粘，和/或它们可以从天然来源获得。这种纤维可以是单组分和/或多组分的。例如，纤维元件可包括双组分纤维和/或长丝。双组分纤维和/或长丝可以是任何形式，例如并列、芯和鞘、海洋中岛等。长丝的非限制性实例包括熔喷和/或纺粘长丝。可纺成长丝的聚合物的非限制性实例包括天然聚合物，例如淀粉、淀粉衍生物、纤维素，例如人造丝和/或莱赛尔纤维素，以及纤维素衍生物、半纤维素、半纤维素衍生物和合成聚合物，包括但不限于热塑性聚合物长丝，如聚酯、尼龙、聚烯烃，如聚丙烯长丝、聚乙烯长丝，以及可生物降解的热塑性纤维，如聚乳酸长丝、聚羟基链烷酸酯长丝、聚酯酰胺长丝和聚己内酯长丝。纤维的非限制性实例包括纸浆纤维，例如木浆纤维和合成短纤维，例如聚丙烯、聚乙烯、聚酯、其共聚物、人造丝、玻璃纤维和聚乙烯醇纤维。切段纤维可以通过纺丝丝束然后将两者切割成小于5.08cm(2英寸)的片段来生产，从而产生纤维。
如本文所用，短语“纤维素细粒”是指长度小于200微米的一类纤维材料。这些材料可以包括树中的主要或天然存在的材料，或者它们可以被分类为二级的，通过制浆和/或处理纸浆纤维产生的那些，因此可以包含纤维部分和/或纤维素纳米丝部分。细粒不是均质材料，仅用于表示具有限定长度限制的一类材料。
本公开的吸收性手巾纸幅材的优选实施方案包含约0.05至约20.0％，优选约1.0％至约10.0％，更优选约1.0％至约3.0％的纤维素纳米丝。
可用于本公开的阳离子增强聚合物包括但不限于阳离子水溶性树脂。这些树脂赋予纸张湿强度，并且在造纸领域中是众所周知的。这些树脂包括聚酰胺表氯醇(PAE)、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、聚丙烯酰胺树脂、二醛淀粉及其混合物。
在一些实施方案中，可以使用其他强度剂来进一步增强薄页纸产品的强度。如本文所用，“湿强度剂”是这样的任何材料，当添加到纸浆纤维中时，可以提供湿几何拉伸强度与干燥几何拉伸强度比超过约0.1的所得幅材或片材。通常将这些称为“永久”湿强度或“临时”湿强度剂。如本领域所熟知的，临时和永久湿强度剂有时也可用作干强度剂以在干燥时增强薄页纸产品的强度。任选化学成分的列表本质上仅是示例性的，并不意味着限制本公开的范围。也可以包括其他材料，只要它们不干扰或抵消本公开的优点即可。
湿强度剂可以以各种量施用，这取决于幅材的所需特性。例如，在一些实施方案中，加入的总湿强度剂在一些实施方案中可以为约0.5至50kg/T，在2至约15kg/T之间，并且在一些实施方案中，在约3至约5kg/T之间，可以将强度剂掺入多层纸巾幅材的任何层中。可用于本公开的阳离子湿强树脂包括但不限于阳离子水溶性树脂。这些树脂赋予纸张湿强度，并且在造纸领域中是众所周知的。该树脂可赋予纤维片临时或永久的湿强度。这些树脂包括聚酰胺表氯醇(PAE)、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、聚丙烯酰胺树脂、二醛淀粉及其混合物。
强度添加剂可选自包含永久湿强度树脂、临时湿强度树脂、干强度添加剂及其混合物的组。如果需要永久湿强度，化学造纸添加剂可选自以下化学品组：聚酰胺环氧氯丙烷，聚丙烯酰胺，不溶聚乙烯醇；脲甲醛；聚乙烯亚胺；和壳聚糖聚合物。聚萘氧基环氧树脂树脂是阳离子湿强树脂，已发现它具有特别的实用性。合适类型的这种树脂描述于均授予Keim的于1972年10月24日发布的第3,700,623号美国专利和1973年11月13日发布的第3,772,076号美国专利中。有用的聚酰胺表氯醇树脂的一种商业来源是特拉华州威尔明顿市的Soienis LLC，以商标557H销售这种树脂。
还发现聚丙烯酰胺树脂可用作湿强树脂。这些树脂描述于1971年1月19日授予Coscia等人的美国专利第3,556,932号和1971年1月19日授予Williams等人的美国专利第3,556,933号。聚丙烯酰胺树脂的一种商业来源是芬兰赫尔辛基的Kemira Oyj，其以Fennorez销售一种这样的树脂。
在本公开中可用的其它水溶性阳离子树脂是脲甲醛和三聚氰胺甲醛树脂。这些多官能树脂中更常见的官能团是含氮基团，例如与氮连接的氨基和羟甲基。聚乙烯亚胺类树脂也可用于本公开。
如果需要临时湿强度，则化学造纸添加剂可选自以下化学品组：阳离子二硫化淀粉基树脂(例如由日本Carlet生产的Caldas，National Starch 78-0080或Cobond 1000，均由National Starch and Chemical Corporation生产)；和二脲淀粉。改性淀粉临时湿强度树脂也描述于1987年6月23日授予Solarek等人的美国专利第4,675,394号中。优选的临时湿强度树脂包括1991年1月1日授予Bjorkquist的第4,981,557号美国专利中所述的那些。优选的临时湿强度树脂的另一个实例是Fennorez，一种可商购的改性聚丙烯酰胺树脂-由芬兰赫尔辛基的Kemira Oyj制造。如果需要干强度，则化学造纸添加剂可选自以下化学品组。聚丙烯酰胺(例如由美国Cyanamid of Wayne，N.J.生产的Cypro 514和ACCOSTRENGTH711的组合)；淀粉(如玉米淀粉或马铃薯淀粉)；聚乙烯醇(例如由Air Products Inc ofAlientown，Pa.生产的AJHVGL 540)；瓜尔豆或刺槐豆胶；和/或羧甲基纤维素(例如来自GA的Atlanta的CPKelco的Calexes)。通常，用于实施本公开的合适淀粉的特征在于水溶性和亲水性。示例性的淀粉材料包括玉米淀粉和马铃薯淀粉，尽管它并不意图限制合适的淀粉材料的范围。工业上称为支链淀粉的蜡质玉米淀粉是特别优选的。支链淀粉与普通玉米淀粉的不同之处在于它完全是支链淀粉，而普通玉米淀粉含有支链淀粉和直链淀粉。支链淀粉的各种独特特征进一步描述于“Amioca-The Starch From Waxy Corn”，H.H.Schopmeyer，Food Industries，December 1945，pp.106-108(Vol.pp.1476-1478)。淀粉可以是颗粒状或分散形式，但优选颗粒形式。优选将淀粉充分蒸煮以引起颗粒的溶胀。更优选地，淀粉颗粒通过蒸煮膨胀至淀粉颗粒分散之前的程度。这种高度溶胀的淀粉颗粒应称为“完全蒸煮”。分散条件通常可以根据淀粉颗粒的大小、颗粒的结晶度和存在的直链淀粉的量而变化。例如，可以通过在约190°F(约88℃)下加热约4％稠度的淀粉颗粒的含水浆液约30至约40分钟来制备完全蒸煮的淀粉。可以使用的其它示例性淀粉材料包括改性的阳离子淀粉，例如那些经过改性以具有含氮基团的那些，例如氨基和与氮连接的羟甲基，可从National Starch and Chemical Company(Bridgewater，N.J.)获得。迄今为止，这种改性淀粉材料主要用作纸浆配料添加剂以增加湿强度和/或干强度。然而，当根据本公开应用于纸巾幅材时，相对于相同改性淀粉材料的湿端添加，它们对湿强度的影响可能降低。考虑到这种改性淀粉材料比未改性淀粉更昂贵，后者通常是优选的。除了通过本公开所述的方法加入之外，这些湿强度和干强度树脂可以加入纸浆配料中。应该理解的是，向纸浆配料中加入化学化合物如湿强度和临时湿强度树脂是任选的，对于本发明的实施不是必需的。
在本公开方法的优选实施方案中，阳离子强化聚合物以生产的吸收性手巾或卫生纸产品的干纤维基础的约0.25％至约5.0％，优选约0.5％至约3.0％，更优选约1.0％至约2.0％重量的量加入到配料中。通常，制造吸收性手巾产品的方法添加更高含量的聚合物，其中聚合物的加入量高达约5.0％，优选高达约3.0％，更优选高达约1.5％。相反，生产卫生纸产品的方法添加略低水平的强化聚合物，其中聚合物加入高达约3.0％，优选高达约1.5％。
在本公开内容中应理解和预期，现在或将来可生产的聚合物和聚合物溶液具有比目前造纸制造商可获得的浓度或活性水平更高的浓度或活性水平，这可导致等同于吸收性手巾纸幅材的含量低于本发明公开的限制的实施方案。
本公开的纤维结构可以是均匀的或可以是分层的。如果是分层的，则纤维结构可包含至少两层和/或至少三层和/或至少四层和/或至少五层。
“本文所用的基重是以lbs/3000ft2或g/m2报告的样品的每单位面积重量。本公开的纤维手巾结构和/或卫生纸产品可具有在10g/m2至约120g/m2和/或约14g/m2至约80g/m2和/或约20g/m2至约60g/m2之间的基重。
通过制备一个或多个特定面积(m2)的样品并在最小分辨率为0.01克的顶部装载天平上对根据本公开的纤维结构的样品和/或包含这种纤维结构的纸制品进行称重来测量基重。使用防风罩保护天平免受气流和其他干扰。
当天平上的读数变得恒定时，记录重量。计算平均重量(g)和样品的平均面积(m2)。通过将平均重量(g)除以样品的平均面积(m2)来计算基重(g/m2)。
如本文所用的“卫生纸产品”是指柔软的低密度(即小于约0.15g/cm3)幅材，可用作用于后尿道和排便后清洁(卫生纸)、用于耳鼻喉科流出物(面巾纸)、多功能吸收和清洁用途(吸水手巾)的擦拭工具。根据本发明制备的卫生纸产品可以进行任何合适的后处理，包括但不限于印刷，压花，压延，切割，折叠，与其他纤维结构相结合和/或卷绕等。
在纸巾产品的吸收性手巾纸幅材的优选实施方案中，纤维结构包含约20％至90％重量的精制软木浆纤维混合物。长纤维软木纸浆纤维混合物包括手巾产品的干纤维基础的约18.5％至约88.5％重量的软木浆，其中软木浆在与阳离子强化聚合物相结合之前任选地精制或不精制。阳离子强化聚合物以能够将约0.25％至约5.0％重量的聚合物加入造纸配料的方式加入含水流中。在软木浆和阳离子聚合物的组合之后，将手巾纸幅材的干纤维集成的约0.05％至约20％重量的纤维素纳米丝混合到流中。在本公开的该实施方案中，然后将该软木纤维、纤维素纳米丝和阳离子流与手巾产品的干纤维基础的10％至55％重量的硬木浆纤维混合物混合，并由上面讨论的过程形成纤维片。两层吸收性手巾纸的均方拉伸指数为约11N·m/g至约18N·m/g，总干燥拉伸强度值为约500N/m至约1000N/m，定向湿拉伸强度与横向干拉伸强度比为约0.20至约0.50。
在本公开的另一个实施方案中，将软木纤维流馈入到造纸系统的单独的一层或多层中，并与10至55重量％的硬木浆纤维流分离。该方法实施方案产生更高强度的吸收性手巾幅材产品，其平均方形拉伸指数为约11N·m/g至约18N·m/g，横向湿拉伸强度与横向干拉伸强度比为约0.20至约0.50。
本申请的吸收性纸巾幅材还包含阳离子强化聚合物。通常，阳离子强化聚合物可以以各种量施用，这取决于幅材的所需特性。例如，在一些实施方案中，加入的总湿强度剂在一些实施方案中可以为约0.5至50kg/T之间，在2至约15kg/T之间，并且在一些实施方案中，在约3至约5kg/T之间。强度聚合物可以掺入多层纸巾幅材的任何层中。
任选成分-化学造纸添加剂：
如果需要，可任选地将各种化学添加剂组合物加入到吸收性纸巾幅材中，以进一步增强消费者所需的益处，例如柔软性、较低的棉绒、吸收性和/或片材柔韧性。化学添加剂选自由松解剂、硅软化添加剂、非硅软化添加剂、非阳离子强化添加剂、吸收添加剂和美学添加剂组成的组。
松解剂-
还可以施加化学松解剂以软化幅材。具体地，化学松解剂可以减少幅材的一个或多个层内的氢键量，这导致更柔软的产品。取决于所得组织产品的所需特性，松解剂的施用量可为纸幅材的干纤维基础的0％至约3.0％，优选约0.1至约2.0％，更优选约0.5至约1.0％重量。松解剂可以掺入单层或多层纸巾幅材的任何层中。
在本公开中用作柔软剂添加剂的合适的松解剂包括阳离子和非阳离子表面活性剂，优选阳离子表面活性剂。非阳离子表面活性剂包括阴离子、非离子、两性和两性离子表面活性剂。优选地，在薄页纸被制造之后，表面活性剂基本上是非原位迁移的，以基本上消除可能由于包含表面活性剂而导致的薄页纸性能的制造后变化。例如，这可以通过使用熔融温度高于在储存、运输、销售和使用本公开的薄页纸产品实施方案期间通常遇到的温度的表面活性剂来实现：例如，熔融温度为约50℃或更高。
施加到纸巾幅材上以提供上述柔软度/拉伸有益效果的非阳离子表面活性剂的含量范围从在最终产品的恒定拉伸基础上赋予这种有益效果所需的最小有效水平到约2％：优选在由幅材保留约0.01％和约2％的非阳离子表面活性剂；更优选地，在约0.05％和约1.0％之间；最优选地，在约0.05％和约0.3％之间。表面活性剂优选具有8个或更多个碳原子的烷基链。示例性的阴离子表面活性剂是直链烷基磺酸盐和烷基苯磺酸盐。示例性的非离子表面活性剂是烷基糖苷，包括烷基糖苷酯，例如 SL-40，其可从Croda，Inc.(New York，N.Y.)获得；烷基糖苷醚，如1977年3月8日授予W.K.Langdon等人的美国专利4,011,389中所述的；烷基聚乙氧基化酯，如200ML，购自GlycoChemicals，Inc.(Greenwich，Conn.)；烷基聚乙氧基化醚和酯，如NEODOLR 25-12可从ShellChemical Co获得，脱水山梨糖醇酯，如得自ICI美国公司的SPAN 60，乙氧基化脱水山梨糖醇酯，丙氧基脱水山梨糖醇酯，混合乙氧基化丙氧基脱水山梨糖醇酯和聚乙氧基化脱水山梨糖醇醇，如来自ICI美国公司的TWEEN 60。烷基聚糖苷特别优选用于本公开。以上列举的示例性表面活性剂本质上仅仅是示例性的，并不意味着限制本公开的范围。
硅-
如果需要主要通过赋予润滑感而起作用的化学柔软剂，则可以使用聚硅氧烷或“硅”。取决于所得薄页纸产品的所需特性，硅的施用量可为纸幅材的干纤维基础的0％至约3.0％，优选约0.1至约2.0％，更优选约0.5至约1.0％重量。硅可以结合到单层或多层纸巾幅材的任何层中。下面详细描述用于本公开的合适的硅化合物。
聚硅氧烷化合物优选具有以下结构的单体硅氧烷单元：
其中，R1和R2，对于每个独立的硅氧烷单体单元可各自独立地为氢或任何烷基、芳基、链烯基、烷芳基、芳烷基、环烷基、卤代烃或其他基团。任何这些基团可以是取代的或未取代的。任何特定单体单元的R1和R2基团可以不同于下一个相邻单体单元的相应官能团。另外，聚硅氧烷可以是直链、支链或具有环状结构。基团R1和R2可另外独立地为其他硅烷官能团，例如但不限于硅氧烷、聚硅氧烷、硅烷和聚硅烷。基团R1和R2可以含有多种有机官能团中的任何一种，包括例如醇、羧酸、醛、酮和胺、酰胺官能团，优选氨基官能的硅氧烷化合物。示例性的烷基是甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、辛基、癸基、十八烷基等。示例性的链烯基是乙烯基、烯丙基等。示例性的芳基是苯基、二苯基、萘基等。示例性的烷芳基是甲苯基、二甲苯基、乙基苯基等。示例性的芳烷基是苄基、α-苯基乙基、β-苯基乙基、α-苯基丁基等。示例性的环烷基是环丁基、环戊基、环己基等。示例性的卤代烃基是氯代甲基、溴乙基、四氟乙基、异芴基、三氟乙基、三氟苯甲酰基、六氟氧基甲基等。公开了聚硅氧烷的参考文献包括1958年3月11日授予Geen的第2,826,551号美国专利；1976年6月22日授予Drakoff的第3,964,500号美国专利；1982年12月21日授予Pader的第4,364,837号美国专利；1991年10月22日授予Ampulski等人的第5,059,282号美国专利；1960年9月28日公布的Woolston的英国专利第849,433号。此外，由Petrarch Systems公司1984年分发的Silicon Compounds第181-217页一般包含聚硅氧烷的广泛列表和描述。
强度添加剂-
可以在添加柔软剂、吸收性和/或美学添加剂的同时，之前或之后将强度添加剂单独施加到纸巾幅材上。至少有效量的强度添加剂，优选淀粉，在干燥时相对于非粘合剂处理提供棉绒控制和伴随的强度增加，但其他方面相同的片材优选施加到片材上。优选地，基于干纤维重量计算，在干燥片材中保留约0.01％至约2.0％的强度添加剂；并且，更优选地，保留约0.1％至约1.0％的强度添加剂材料，优选淀粉基材料。
软化添加剂-
以下将化学造纸添加剂乳化表面活性剂材料以外的任何表面活性剂称为“表面活性剂”，并且作为乳化化学造纸添加剂的乳化组分存在的任何表面活性剂在下文中称为“乳化剂”。表面活性剂可以单独或与其他化学造纸添加剂同时，在之后或在之前施加到薄页纸上。在典型的方法中，如果存在另一种添加剂，则将表面活性剂与其他添加剂同时施加到纤维素基材上。还可能需要用相对低含量的粘合剂处理含有薄页纸的松解剂，以控制棉绒和/或增加拉伸强度。
如果需要主要通过赋予润滑感而起作用的化学柔软剂，则可以从以下化学品组中选择。有机材料(如矿物油或蜡如石蜡或烧焦腊，或羊毛脂)和聚硅氧烷(如授予Ampulski的美国专利第5,059,282号中所述的化合物)。下面详细描述用于本公开的合适的聚硅氧烷化合物。
如果需要主要通过增塑结构起作用的化学柔软剂，则可以选自以下化学品组：聚乙二醇(例如PEG 400)；二甲胺；和/或甘油。
如果需要主要通过脱粘起作用的阳离子化学柔软剂，则可以从以下化学品组中选择。阳离子季铵化合物(例如二氢硫酸二甲基铵硫酸盐(DTDMAMS)或二氢化牛油二甲基氯化铵(DTDMAC)均由Witco Corporation of Greenwich，Conn.生产；Berocel 579(由EkaNobel of Stennungsund，Sweden生产)；在授予Osborn的美国专利第4,351,699号和第4,447,294号中描述的材料；和/或DTDMAMS或DTDMAC的二酯衍生物)。特别是具有下式的季铵化合物：
(R1)4-m-N+-[R2]mX-
m是1到3；
每个R1都是C1-C8烷基、羟烷基、烃基或取代的烃基、烷氧基化基团、苄基或其混合物；每个R2是C9-C41烷基、羟烷基、烃基或取代的烃基、烷氧基化基团、苄基或它们的混合物；X-是任何适用于本公开与柔软剂相容的阴离子。优选地，每个R2是C16-C18烷基，最优选每个R2是直链C18烷基。优选地，每个R1是甲基，X-是氯或甲基硫酸根。可选地，R2取代基可以源自植物油来源。可生物降解的酯官能季铵化合物具有下式：
(R1)4-m-N+-[(CH2)n-Y-R2]mX-
每个Y＝-O-(O)C-，或-C(O)-O-；
m＝1到3；优选地，m＝2；
每个n＝1到4；优选地，n＝2；
每个R1取代基是短链C1-C6，优选C1-C3，烷基，例如甲基(最优选)，乙基，丙基等，羟烷基，烃基，苄基或其混合物；每个R2是“长链”，至少部分不饱和的(IV大于约5至小于约100，优选约10至约85)C11-C23烃基或取代的烃基取代基，并且反离子X-可以是任何与柔软剂相容的阴离子，例如乙酸盐、氯化物、溴化物、甲基硫酸盐、甲酸盐、硫酸盐、硝酸盐等也可用于本公开中。优选地，大多数R2包含含有至少90％C18-C24链长的脂肪酰基。更优选地，大部分R2选自含有至少90％C18，C22及其混合物的脂肪酰基。
其他类型的合适的季铵化合物描述于1995年12月12日授予Kimberly-Clark公司的欧洲专利第0 688 901 A2号中。
叔胺软化化合物也可用于本公开。合适的叔胺软化剂的实例描述于1995年3月21日转让给詹姆斯河公司的美国专利号5,399,241中。
吸收性添加剂
如果需要增强的吸收性，可以使用表面活性剂来处理本公开的纸幅材。如果使用的话，在一个实施方案中，表面活性剂的含量可为纸幅材的基于干纤维重量的约0.01％至约2％。在一个实施方案中，表面活性剂具有八个或更多个碳原子的烷基链。可替代地，具有高度不饱和(单和/或多)和/或支链烷基的阳离子柔软剂活性成分可以大大增强吸收性。
如果需要提高吸收速率的吸收性助剂，可以从以下化学品组中选择：聚乙氧基化物(如PEG 400)；烷基乙氧基化酯(如Lonza公司的PEGOSPERSE 200ML)；烷基乙氧基化醇(如Neodol)；烷基聚乙氧基化壬基酚(例如由Rhone-Poulenc/GAF生产的IGEPAL CO)，乙氧基化三甲基戊二酮，和/或授予Spendel的美国专利号4,959,125和4,940,513中所述的材料。在表面活性剂松解剂软化剂降低润湿性的那些情况下，可以将润湿剂，例如第二表面活性剂加入到涂覆溶液中。例如，山梨糖醇硬脂酸酯可与烷基聚乙氧基化醇混合以产生柔软的可湿性纸。
水溶性多羟基化合物也可用作吸收助剂和/或润湿剂。适用于本公开的水溶性多羟基化合物的实例包括甘油，重均分子量为约150至约800的聚甘油和重均分子量为约200至约4000、优选约200至约1000、最优选约200至约600的聚氧乙烯和聚氧丙烯。特别优选重均分子量为约200至约600的聚氧乙烯。也可以使用上述多羟基化合物的混合物。例如，甘油和聚甘油的混合物、甘油和聚氧乙烯的混合物、聚甘油和聚氧乙烯的混合物等可用于本公开。特别优选的多羟基化合物是重均分子量为约400的聚氧乙烯。该材料可从UnionCarbide Company of Danbury，Conn以商品名“PEG-400”购得。
如果需要降低吸收速率的吸收助剂，可以从以下化学品组中选择。Aikyiketenedimers(例如AQUAPELR 360XC EmulsioN-由特拉华州的威尔明顿的Hercules公司制造)；碳氟化合物(如明尼苏达州明尼阿波利斯的3M公司的Scotch Guard)、疏水性硅氧烷(如密歇根州米德兰的Dow Coirning的PDMS DC-200)、氟调聚物(如特拉华州的威尔明顿的Dupont制造的ZONYL 7040)等。
吸收性添加剂可以单独使用或与强度添加剂组合使用。已发现基于淀粉的强度添加剂是用于本公开的优选粘合剂。优选地，薄页纸用淀粉水溶液处理。除了减少成品薄页纸产品的掉毛之外，低含量的淀粉还赋予薄页纸的拉伸强度适度的改善，而不会赋予由于添加高含量淀粉而导致的僵硬性(即刚度)。而且，与通过增加拉伸强度的传统方法增强的薄页纸相比，这提供了具有改进的强度/柔软度关系的薄页纸：例如，由于纸浆的精制增加或通过添加其他干强度添加剂而具有增加的拉伸强度的薄片。该结果特别令人惊讶，因为在柔软性不是重要特性的应用中，淀粉传统上以牺牲柔软性为代价来建立强度：例如，纸板。另外，顺便提及，淀粉已被用作印刷和书写纸的填料以改善表面可印刷性。
美学添加剂
如果需要美学添加剂，可以从以下化学品组中选择：油墨；染料；香水；遮光剂(如TiO2或碳酸钙)、荧光增白剂及其混合物。利用本公开中描述的方法也可以改善纸的美观性。优选将油墨、染料和/或香料加入含水组合物中，随后将其施加到纸巾幅材上。美学添加剂可以单独施用或与润湿、软化和/或强度添加剂组合施用。
本公开的两层纸幅材具有高的干拉伸强度。纸幅材的均方根拉伸范围为约8N·m/g至约20N·m/g。优选的实施方案纸幅材的均方根拉伸范围为约10N·m/g至约18N·m/g。单独测量干拉伸强度，本公开的两层纸幅材具有约500N/m至约1000N/m的总干拉伸强度，优选地约600N/m至约900N/m的总干拉伸强度，更优选地约700N/m至约800N/m的总干拉伸强度。
在本公开的造纸机上生产的单层纸幅材也具有高的横向(CD)湿拉伸强度。纸幅材的单层实施方案具有约25N/m至约80N/m的横向(CD)湿拉伸强度。优选的实施方案纸幅材具有约30Nm/g至约55Nm/g的横向湿拉伸强度。如单独测量的，本发明的纸幅材具有范围为约0.20至约0.50N/m的横向湿拉伸强度与横向干拉伸强度比，优选实施方案具有范围从约0.295到约0.35的CD湿拉伸强度与CD干拉伸强度比。
制作过程
在图1中，具有造纸流浆箱1的双线成形器将造纸纤维的水悬浮液的配料注入或沉积到多个成形织物上，例如外成形织物5和内成形织物3，从而形成湿纸巾幅材6。本公开的成形方法可以是造纸工业中已知的任何常规成形方法。这种成形方法包括但不限于长网造纸机，诸如吸乳辊成形机的屋顶成形机，以及诸如双线成形机和新月成形机的间隙成形机。
当内成形织物3围绕成形辊4旋转时，湿纸巾幅材6在内成形织物3上形成。内成形织物3用于支撑并承载在该过程中下游的新形成的湿纸巾幅材6，因为湿纸巾幅材6部分脱水至基于纤维干重的约10％的稠度。湿纸巾幅材6的额外脱水可以通过已知的造纸技术进行，例如真空吸水箱，而内部织物3支撑湿纸巾幅材6。湿纸巾幅材6可以另外脱水至稠度为至少约20％，更具体地约20％至约40％，更具体地约20％至约30％。
成形织物3通常可由任何合适的多孔材料制成，例如金属线或聚合物长丝。例如，一些合适的织物可包括但不限于Albany 84M和94M，购自Albany International(Albany，N.Y.)Asten 856,866,867,892,934,939,959或937；Asten Synweve Design 274，所有这些都可用于Asten Forming Fabrics，Inc.(Appieton，Wis.)；和可从Voith Fabrics(Appieton，Wis.)获得的福伊特2164。包括非织造基层的成形织物或毡也可以是有用的，包括Scapa公司用挤出的聚氨酯泡沫如Spectra系列制成的那些。
然后将湿纸幅材6从成形织物3转移到转移织物8，同时固体稠度为约10％至约40％，特别是约20％至约30％。如本文所用，“转移织物”是位于织物制造过程的成形部分和干燥部分之间的织物。
可以在正压和/或负压的帮助下进行到转移织物8的转移。例如，在一个实施方案中，真空靴9可施加负压，使得成形织物3和转移织物8同时在真空槽的前缘处会聚和发散。通常，真空靴9提供的压力为约10至约25英寸汞柱。如上所述，真空转移靴9(负压)可以通过使用来自幅材的相对侧的正压来补充或替换，以将幅材吹到下一个织物上。在一些实施方案中，其他真空靴也可用于帮助将纤维幅材6拉到转移织物8的表面上。
通常，转移织物8以比成形织物3更慢的速度行进，以增强幅材的MD和CD拉伸，这通常是指幅材在其机器横向(CD)或机器方向(MD)上的拉伸(表示为样品失效的伸长百分比)。例如，两种织物之间的相对速度差可以为约1％至约30％，在一些实施方案中为约5％至约20％，在一些实施方案中为约10％至约15％。这通常被称为“急速转移”。在“急速转移”期间，纸幅材的许多粘合被认为是破裂的，从而迫使纸张弯曲并折叠到转移织物8的表面上的凹陷中。这种模制成转移织物8的表面的轮廓。可以增加幅材的MD和CD伸长。从一种织物到另一种织物的急速转移可遵循以下任一专利中所教导的原理，美国专利5,667,636,5,830,321,4,440,597,4,551,199,4,849,054。
然后将湿纸巾幅材6从转移织物8转移到通风干燥织物11中。通常，转移织物8以与通风干燥织物11大致相同的速度行进。但是，现在已经发现，当织物从转移织物8转移到通风干燥织物11时，可以进行第二次急速转移。这种急速转移在本文中称为发生在第二位置并且通过在比转移织物8的速度较慢的速度下操作通风干燥织物11来实现。通过在两个不同的位置，即第一和第二位置进行急速转移，可以生产具有增加的CD拉伸的薄页纸产品。
除了将湿纸巾幅材从转移织物8急速转移到通风干燥织物11之外，湿纸巾幅材6可以宏观地借助真空转移辊12或真空转移靴如真空靴9重新排列以与通风干燥织物11的表面相符合。如果需要，通风干燥织物11可以以比转移织物8的速度慢的速度运行，以进一步增强得到的吸收性薄页纸产品的MD拉伸。可以通过真空辅助实现转移，以确保湿纸巾幅材6与通风干燥织物11的形貌一致。
在由通风干燥织物11支撑的同时，通过通风干燥器13将湿纸巾幅材6干燥至最终稠度为约94％或更高。然后，幅材15通过卷筒22与卷轴23之间的卷绕压区并且缠绕成一卷纸巾25，用于随后的转换，例如切割，折叠和包装。
优选借助真空将幅材转移到通风干燥织物中进行最终干燥，以确保幅材的宏观重排，以得到所需的松厚度和外观。使用单独的转移和通风干燥织物可以提供各种优点，因为它允许两种织物专门设计以独立地满足关键产品要求。例如，转移织物通常被优化以允许高冲击转移水平有效转化为高MD拉伸，而通风干燥织物设计成提供松散性和CD拉伸。因此，具有中等粗糙和中等三维转移织物和通风干燥织物是有用的，所述织物在优化配置中非常粗糙且是三维的。结果是，相对光滑的片材离开转移部分，然后进行宏观重新排列(具有真空辅助)，以提供通气干燥织物的高松厚度、高CD拉伸表面拓扑结构。片材拓扑结构从转移到通风干燥织物完全改变，纤维在宏观上重新排列，包括显着的纤维-纤维运动。
干燥过程可以是任何非压缩或压缩干燥方法，其倾向于保持湿纸幅材的体积或厚度，包括但不限于通风干燥，红外辐射，微波干燥，维美德NTT，福伊特ATMOS等。在其商业可获得性和实用性方面，通风干燥是众所周知的，并且是用于本公开目的的非压缩干燥纸幅材的常用方法。合适的通风干燥织物包括但不限于具有基本上连续的机器方向脊的织物，其中脊由组合在一起的多根经纱构成，例如美国专利号6,998,024中所公开的那些。其它合适的通风干燥织物包括美国专利7,611,607中公开的那些，特别是表示为Fred(tl207-77)、Jeston(tl207-6)和Jack(tl207-12)的织物。优选将纸幅材在通风干燥织物上干燥至最终干燥度，而不是压在杨克烘缸的表面上，并且没有随后的起皱。
一旦湿纸巾幅材6已经非压缩干燥，从而形成干燥的纸巾幅材15，就可以通过在卷取之前将干燥的纸巾幅材15转移到杨克烘缸来弄皱干燥的纸巾幅材15，或者使用替代的缩短方法，例如美国专利号4,919,877中公开的微起皱。
在伤口产品中，通常有利的是以最软的面朝向消费者的方式卷绕产品，因此优选剪切过程以增加该侧面的柔软度。然而，也可以处理幅材的空气侧而不是织物侧，并且在这些实施方案中，可以将空气侧柔软度增加到高于织物侧的水平。
本公开的方法非常适合于形成多层薄页纸产品。多层薄页纸产品可包含两层、三层或更多层。在一个特定的实施方案中，根据本公开形成两层卷状薄页纸产品，其中两个层均使用相同的造纸工艺制造，例如，未起皱的通风干燥。然而，在其他实施方案中，各层可以通过两种不同的方法形成。通常，在卷绕成卷之前，第一层和第二层连接在一起。可以使用任何合适的方法将幅材层压在一起。例如，该方法包括卷曲装置，该卷曲装置使得各层通过纤维缠结机械地连接在一起。然而，在替代实施方案中，可以使用粘合剂以将各层连接在一起。
转换和整理的过程
根据本公开制备的吸收性手巾幅材可经受任何合适的后处理，包括但不限于印刷，压花，压延，纵切，折叠，与其他纤维结构组合等，以形成最终的双层吸收性纸巾产品。
本发明涉及两层纸巾，特别涉及两种不同密度层的组合，以产生具有独特和优异的CD湿拉伸与CD干拉伸比的结构。本发明考虑了许多先前教导的过去组合两个层的方法，其包括纸巾具有两个光滑的外侧面，这在例如美国专利1,964,700已知并教导；在这种结构中采用的手巾层是幅材，它们可以连续起皱，压花并与它们的粗糙面相结合，以便在各层之间产生空隙或气隙。光滑的外侧面为使用者的皮肤提供光滑的感觉和大的有效面积，而内部气隙限制了各层之间的液体转移速率并且在手巾润湿时抑制手巾崩解。在美国专利1,961,914中认识到多层手巾在使用中或在切割等中分离的趋势，提供了用于仅仅局部地或在其边缘处粘合地联合各层。美国专利1,786,781教导了在手巾中提供粘合剂，该粘合剂是水吸附的，因此避免了对某些倾向于降低手巾的干燥能力的粘合剂的排斥。各层之间的粘合剂施加可以采用许多形式，例如专利1,786,781的粘合剂点或用于重压花动作的应用，如例如美国专利2,978,006中所示出的。可选地，粘合剂可以沿着手巾中的压缩线作为尺寸施加，从而在通过使材料通过具有如美国专利1,033,992所述或如美国专利1,900,257所示的小口袋的卷而产生的吸收手巾区域周围加强手巾。美国专利3708366A教导我们如何在连续的压区中进行压花作用，其中一个层经受多个压花，第二层经受仅一个这样的动作，从而根据需要限制一个手巾层上的机械压制作用，从而控制其吸收性；而且，机械装置可简化为包括压花和支撑辊并占据最小空间的单个叠辊。产品本身可以包括仅在受控区域且以受控的量施加的粘合剂，并且如果需要，可以依靠单独的压花作用来进行层粘合。当使用时，粘合剂优选以小的不连续量施加，以避免最终产品变硬。可以使用许多粘合剂中的任何一种，例如聚乙酸乙烯酯乳液、聚乙烯醇的水溶液、合成胶乳等。优选地，在本例中，它们稍微粘稠并且快速干燥以限制幅材渗透并确保粘合的快速产生。
专利US 4276338 A教导我们，手巾结构的本质是吸收体，其包括以大致平行且共同延伸的排列紧密连接在一起的两个相邻层，使得第一层的主面紧密地层压到第二层的主面上。相对于第二层的低密度区域，第一层的低密度区域被布置，使得各层的低密度区域的重叠百分比最小化。在本发明的最优选实施例中，各层的低密度区域的重叠百分比为零。然而，难以在操作环境中完全没有吸收材料的第一层和第二层的重叠。因此，可以容忍大于零的重叠百分比，但是以一些性能损失为代价。在本发明范围内的最大重叠水平由层的随机取向限定，其中第一层和第二层连接而不考虑孔的对准并分析重叠百分比。优选的最大重叠水平是略小于在随机排列结构中观察到的重叠百分比的重叠百分比。显然，在本发明范围之外的是两层结构，其中所有低密度区域基本上重叠。
必须存在某些性质以使吸收体在本发明的范围内。首先，连接在一起的各层的主面必须彼此紧邻，因此如果本发明要正常工作，中间材料的量必须是最小的。这并不排除可以在层之间设置少量诸如粉末状“超级吸收剂”(例如淀粉-噻吩腈共聚物等)之类的物质的可能性。通过层压和胶合，该结构能够在使用时基本上保持其新颖的排列。在本发明的一种(高度优选的)模式中，两层相同的片材层被层压以形成“双面”片材，其中每个(外部)相对的主面是工作面。
在实施本发明的另一种模式中，两个非同心材料层连接在一起以形成层状结构，该层状结构可具有一个或多个工作面，这取决于一个或多个外部主面是否具有工作面的所有必要属性。
在不脱离本发明的情况下，本文所述的双层结构可具有与其外部部分并置的附加层。这种层的第一个实施例是在本发明的新颖结构的远离其工作面一侧的另一个吸收层，以增加该结构的吸收能力。附加层的第二个实施例是这样的结构，其中本发明的两个层占据吸收体的内部区域，从而在本发明的吸收结构的每个工作层的外部找到吸收层。本发明结构的这种布置的用途是分配已经被吸收体捕获的流体。(结合前面的实施方案将意识到，如本文所定义的“工作面”不必是最终吸收制品的外表面。)
在本发明的另一个实施方案中，层可以插入在本发明结构的工作面与待用吸收体处理的流体之间。例如，研磨材料的开放稀松布可以与本结构的工作面并置，以增加完成的制品擦洗表面的寿命和效用。
可以如本文所教导的那样连接不同的材料，以提供具有特殊性能的吸收结构。例如，具有不同亲水性或孔径的材料可以如本文所教导的那样连接，以产生具有所需亲水性或孔径梯度的复合材料。
可以制造具有许多形状和构造的制品，其结合了本发明的特征。如上所述，本发明的优选实施方案包括两个平的，大致平行的共同延伸的层，它们连接在一起以形成双面结构。但这并不限制可能的结构范围。
举一个例子，本发明的结构可以包括具有工作面和相对的主面的薄片材料，相对的主面连接到三维形状的主面上，该三维形状的主面限定了满足这里定义的层的要求的表面。在这种情况下，三维形状可以是单层，其中只有一部分(外表面)具有本文所需的层的属性，而不脱离本发明的范围。
在不脱离本发明的结构要求的情况下，本发明的结构可以附接到手柄或其他工具以执行清洁或擦拭功能。类似地，本发明的结构可以作为完整吸收制品的一个或多个部分并入，例如，作为擦拭物的一系列离散区域。
上面指出了各层粘合的要求；本发明中心的两层必须广泛地结合在一起，以便在所示的排列中保持结构的大部分或全部低密度区域。可以设计许多粘合方案以满足这种对准需要，而基本上不会降低层的吸收能力和效率。在实施本发明的优选方式中，采用不连续的粘合，这意味着多个离散粘合剂分布在层的内表面上，由未粘合材料的区域(优选连续区域)分开。
将纤维网粘合在一起以形成吸收结构的许多技术是已知的，因此不会尝试对每种这样的技术进行编目。可以这么说，在这里有用的粘合技术中是点粘合；熔融粘合的热、超声波或辐射方法；缝合、缝纫和其他需要使用机械紧固装置的粘接方法；针刺等手段。粘合区域可以随机地(但必须均匀地)分布在层上，或者可以形成上面在低密度区域的描述中描述的任何图案。
重要的是，没有明显的粘合层表面没有粘合，以防止层的排列损失。已经发现，如果观察到以下条件，则可以满足该目标。粘合区域应占结构表面积的约2％至约25％。相邻粘合中心之间的跨度应至少约为1/4英寸(6毫米)且不超过约2英寸(51毫米)。特定粘合的跨度应不小于约1/64英寸(0.40mm)且不大于约1/4英寸(6mm)。
如在上面的背景技术部分中所解释的，吸收结构具有许多用途。因此，本发明可用于制造许多不同类型的吸收制品。
上面提到的本发明的双面优选实施方案本身可用作手巾或擦拭巾，与未根据本发明对齐的擦拭物相比，其表现出改善的擦拭效果。
本发明可用于绷带和吸收敷料。本发明的双层结构可用于诸如顶片或绷带吸收材料的元件之类的装置中。
各种类型的经期用具，例如卫生棉条、内裤护罩、卫生巾等都需要有效和可靠的吸收，因此本发明的材料可以用作与这种装置相关的顶片或吸收元件。
用于失禁的尿布和其他衣服需要极高的吸收性来执行其预期的功能，但是在这种衣服中不希望有大的体积，特别是当它们要在外衣下穿着时不显眼。因此，本发明的双层材料所显示的有益效果非常适合用作尿布顶片和尿布吸收芯的元件。
本发明的改进也可以用于手术单、衣服和其他物品中。最后，本结构的用途不限于一次性服装，因为本文所述的技术同样可以应用于耐用服装，
图5显示了可用于将两个纸幅材组合成压花和穿孔的双层成品的示例性过程。精确的转换过程对于所公开的公开内容并不重要，但是用作可以实现转换变换的一种方法。
该设备包括一个退绕单元10，用于将连续纸幅材送入相应的制造步骤。在退绕单元10中，将母卷11展开并以连续纸幅材12的形式送入相应的单元。母卷是待以片材或卷的形式转换成多个单独的卫生纸产品的一大卷纸。不同的母卷具有不同的性质，这些性质影响片材通过设备的传送。在所示的实施例中，首先将连续卷材输送到印刷单元13。在幅材通过设备的运动方向上看，在印刷单元的前面，即印刷单元的上游，设置有S形包装的形式的进给压区14，其由两个辊14a，14b构成。在印刷单元13之外，即印刷单元的下游，设置有S形包装形式的输出压区15，并且输出压区也具有两个辊15a和15b。印刷单元位于进给压区14与输出压区15之间，并且包括四个印刷滚筒16,17,18和19以及一个用于所有四个印刷滚筒的支承辊20。显而易见的是，印刷单元13是四色印刷单元，因此包括四个印刷滚筒。然而，其他传统的印刷单元布置和具有不同数量的颜色也是可能的，如本领域技术人员显而易见的，在附图中，连续幅材从退绕单元10传送到印刷单元13，即，如图所示，连续幅材12从左向右移动。因此，如在连续幅材12的移动方向上看到的，进给压区14位于印刷单元的上游，并且输出压区15位于印刷单元的下游。
在离开输出压区15之后，将幅材输送到压花单元21。压花单元21包括压花辊22和相应的支承辊23。传感器24，其是反馈控制(未示出)的部分，位于幅材的一个表面上方。如果需要，调节印刷滚筒16,17,18,19和压花滚筒22的驱动器的速度比，以校正任何偏差。此外，压花滚筒22和印刷滚筒16,17,18,19的驱动器通过齿轮箱或主从伺服驱动器连接。
显而易见的是，压花单元21包括第二压花辊25和第二支承辊26。例如，第二连续幅材27可以被供给到压花单元以进行压花，然后层压到第一连续幅材上，这样可以制造多层纸产品。当然，可以使用压花单元的替代布置，这是本领域技术人员公知的。
在压花之后，纸幅材被输送到穿孔单元28，穿孔单元28包括穿孔辊29和支承辊30。包括两个辊31a和31b的另外的压区点31可以位于穿孔单元28的上游。在进行穿孔之后，连续幅材12，或者如果两个幅材层压，则多层幅材27由复卷单元32重绕。因此，最终产品可以卷形式提供，例如用于卫生纸卷或者厨房手巾纸卷。可选地，代替穿孔单元，可以提供切割单元。在这种情况下，最终产品具有单片的形式，例如餐巾纸。
现在参考图6，该图示意性地示出了进给压区14和仅包围一个印刷压区33的输出压区15的布置。印刷压区33由印刷辊33a和支承辊33b限定。所有三个压区14,15和33的驱动器被耦合，并且这些压区点中的幅材速度是相同的，使得幅材通过该过程而不改变其张力或伸长率。在离开输出压区15之后，幅材松弛。
如可以从图5中所示的相应的速度/张力曲线中获得的，在印刷滚筒上具有例如200mm重复长度的印刷设计可以印刷在细长幅材上。幅材在进给压区和输出压区之间伸长，并且在离开输出压区之后，它再次松弛。在伸长率为5％的情况下，印刷在如此细长的幅材上的200mm印刷设计在离开输出压区15后将在幅材上收缩至约190mm。因此，在弹性伸长的情况下，系统也可用于校正印刷重复长度和任何其它重复长度之间的基本不匹配，例如在具有压花和/或穿孔的优选实施方案中。例如，对于典型的家用手巾，0％至5％的范围将允许将重复长度调节0mm至12mm。通过相应的压区点的驱动器来调节幅材12的伸长率。箭头34表示幅材12的移动方向。
实施例1：吸收性手巾
从包含本公开的纤维素纳米丝的Valment Karlstad TAD示范机获得的手巾母卷在Green Bay Wisconsin的Fabio Perini试验转换线上进行转换。使用以下压花辊设置转换线：
顶级D9106pe(Perini DESL(嵌套)手巾图案)
降低D9235pe(Perini DESL(嵌套)手巾图案)
转换生产线使用安装辊进行操作，以建立一致的压花和适当的胶水添加，以确保适当的层压和幅材张力。复卷机设置为手巾参数，86张纸张，9.0英寸纸张长度，5英寸卷筒直径和11英寸卷筒高度，以模拟市场层压优质手巾。执行试验，转换产品由威斯康星州阿普尔顿的Institute of Paper Science Testing Company进行测试，结果如下：
观察：由于选择用于转换的辊的产品变化，我们未能保持产品组内的产品干拉伸恒定。在工艺和测试方法变化中，CD拉伸不是恒定的并且具有289-319N/m的范围。对于高拉伸产品参数，低拉伸演示的范围为221-241N/m，令人惊讶的是CD湿拉伸从84.2N/m增加到99.8N/m以及60-72.3N/m，这令人惊讶地将CD湿干拉伸比从0.27增加至0.31。更令人惊讶的是湿拉伸随着精制能量输入的减少而增加，因为有充分证据表明，在正常精制控制极限期间，湿拉伸通常随着精制而增加。
分析测试方法
以下测试方法代表用于确定与此相关的吸收性纸幅材的物理特性的技术。
1.样品调理和制备
所有用于测试的样品都是在调节环境中制备的，通常遵循公认的纸张测试标准。样品的调理环境具有约50％的创造性湿度和约74华氏度的温度。
2.总干拉伸强度
本公开的吸收性纸幅材样品的干拉伸强度特性通过实施国际标准化组织ISO 12625-4：2005，纸巾和薄页纸产品-第4部分：测定拉伸强度，断裂拉伸和拉伸能量吸收的测 试方法来确定。ISO 12625-4用于测量机器方向(MD)和机器横向(CD)干拉伸强度。总干拉伸强度是机器方向干拉伸强度和机器横向干拉伸强度的数学总和。
3.均方干拉伸强度
均方干拉伸强度指数是从ISO 12625-4结果导出的计算参数，并且等于MD拉伸指数平方加上CD拉伸指数平方的平方根。均方干拉伸可以提供更具代表性的度量来评估每单位质量的总片材强度。
4.湿拉伸强度
本公开的吸收性纸幅材样品的湿拉伸强度特性通过实施国际标准化组织ISO 12625-5：2005，纸巾和薄页纸产品-第5部分：测定湿拉伸强度的测试方法来确定。ISO12625-5用于测量机器方向(MD)和机器横向(CD)湿拉伸强度。
5.CD湿拉伸：CD干拉伸比
机器横向湿拉伸强度与机器横向干拉伸强度的特征比计算为两个特征参数的数学比。
比率＝CD湿拉伸强度/CD干拉伸强度
当在本公开中使用时，术语“包括”、“包含”和来自根术语“包括”的其他衍生词旨在是开放式术语，其指定存在任何所述特征、元素、整数、步骤或组件，并且不旨在排除一个或多个其他特征、元素、整数、步骤、组件或其组的存在或添加。
本文公开的尺寸和值不应被理解为严格限于所述的确切尺寸和值。相反，除非另有说明，否则每个这样的尺寸和/或值旨在表示所述尺寸和/或值以及围绕该尺寸和/或值的功能等效范围。例如，公开为“40mm”的尺寸旨在表示“约40mm”。
虽然已经说明和描述了本公开的特定实施方案，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种其他改变和修改。因此，旨在在所附权利要求中覆盖在本公开范围内的所有这些变化和修改。

Claims (24)

1.吸收性手巾纸产品，其具有机器方向和与机器方向垂直的机器横向，其中吸收性手巾纸产品包括两层吸收性手巾纸幅材，其中每个纸幅材包括：
(a)手巾纸幅材的干纤维基础的约20％至约90％重量的精制软木浆纤维混合物，该精制软木浆纤维混合物包括：
i.)手巾纸幅材的干纤维基础的约18.5％至约88.5％重量的软木浆纤维，
其中所述软木浆纤维在加入所述混合物之前任选地进行精制；
ii.)薄页纸幅材的干纤维基础的约0.25％至约5.0％重量的阳离子强化聚合物，
(b)薄页纸幅材的干纤维基础的约10％至约55％重量的硬木浆纤维混合物；以及
(c)不超过约10％重量的水分；
其中所述两层纸产品的均方拉伸强度的范围为约10N·m/g至约18N·m/g；并且
其中所述两层纸产品的横向湿拉伸强度与横向干拉伸强度比值的范围为约0.295至约0.33。
2.如权利要求1所述的吸收性手巾纸幅材，其中，所述软木浆纤维以小于约25kWh/bdt的输送能量进行精制。
3.如权利要求1所述的吸收性手巾纸幅材，其中，所述软木浆纤维以小于约10kWh/bdt的输送能量进行精制。
4.如权利要求1所述的吸收性纸巾纸幅材，其通过在所述纤维幅材内引入差别密度的造纸工艺生产。
5.如权利要求1所述的吸收性手巾纸幅材，其中，所述手巾纸幅材通过通风干燥的造纸工艺生产。
6.如权利要求1所述的吸收性手巾纸幅材，其中，所述手巾纸幅材通过NTT造纸工艺生产。
7.如权利要求1所述的吸收性手巾纸幅材，其中，所述手巾纸幅材通过ATMOS工艺生产。
8.如权利要求1所述的吸收性手巾纸幅材，其中，所述造纸工艺是UCTAD干燥工艺。
9.吸收性手巾纸幅材，其具有机器方向和与机器方向垂直的机器横向，其中吸收性手巾纸产品包括两层吸收性手巾纸幅材，其中每个纸幅材包括：
(a)手巾纸幅材的干纤维基础的约20％至约90％重量的精制软木浆纤维混合物，该精制软木浆纤维混合物包括：
i.)手巾纸幅材的干纤维基础的约18.5％至约88.5％重量的软木浆纤维，
其中所述软木浆纤维在加入所述混合物之前任选地进行精制；
ii.)手巾纸幅材的干纤维基础的约0.25％至约5.0％重量的阳离子强化聚合物，
(b)手巾纸幅材的干纤维基础的约10％至约55％重量的硬木浆纤维混合物；以及
(c)不超过约10％重量的水分；
其中纸幅材的总的干拉伸强度值的范围为约500N/m至约1000N/m；并且
其中纸幅材的横向湿拉伸强度与横向干拉伸强度比值的范围为约0.295至约0.33。
10.如权利要求9所述的吸收性手巾纸幅材，其中，所述软木浆纤维以小于约25kWh/bdt的输送能量进行精制。
11.如权利要求9所述的吸收性手巾纸幅材，其中，所述软木浆纤维以小于约10kWh/bdt的输送能量进行精制。
12.如权利要求9所述的吸收性手巾纸幅材，其通过在所述纤维幅材内引入差别密度的造纸工艺生产。
13.如权利要求9所述的吸收性手巾纸幅材，其中，所述手巾纸幅材通过通风干燥的造纸工艺生产。
14.如权利要求9所述的吸收性手巾纸幅材，其中，所述手巾纸幅材通过NTT造纸工艺生产。
15.如权利要求9所述的吸收性手巾纸幅材，其中，所述手巾纸幅材通过ATMOS工艺生产。
16.如权利要求9所述的吸收性手巾纸幅材，其中，所述造纸生产是UCTAD干燥过程。
17.吸收性手巾纸产品，其具有机器方向和与机器方向垂直的机器横向，其中所述吸收性手巾纸产品包括两层吸收性手巾纸幅材，其中每个纸幅材包括：
(a)手巾纸幅材的干纤维基础的约20％至约90％重量的精制软木浆纤维混合物，该精制软木浆纤维混合物包括：
i.)手巾纸幅材的干纤维基础的约18.5％至约88.5％重量的软木浆纤维，
其中所述软木浆纤维在加入所述混合物之前任选地进行精制；
ii.)手巾纸幅材的干纤维基础的约0.25％至约5.0％重量的阳离子强化聚合物，
iii.)手巾纸幅材的干纤维基础的约0.05％至约20％重量的纤维素纳米丝；
(b)手巾纸幅材的干纤维基础的约10％至约55％重量的硬木浆纤维混合物；以及
(c)不超过约10％重量的水分；
其中手巾纸幅材的均方拉伸强度的范围为约10Nm/g至约18Nm/g；并且
其中所述手巾纸幅材的横向湿拉伸强度与横向干拉伸强度比值的范围为约0.20至约0.50。
18.如权利要求17所述的吸收性手巾纸幅材，其中，所述软木浆纤维以小于约25kWh/bdt的输送能量进行精制。
19.如权利要求17所述的吸收性手巾纸幅材，其中，所述软木浆纤维以小于约10kWh/bdt的输送能量进行精制。
20.如权利要求17所述的吸收性手巾纸幅材，其通过造纸工艺生产，所述造纸工艺在所述纤维幅材内引入差别密度。
21.如权利要求17所述的吸收性手巾纸幅材，其中，所述手巾纸幅材通过通风干燥的造纸工艺生产。
22.如权利要求17所述的吸收性手巾纸幅材，其中，所述手巾纸幅材通过NTT造纸工艺生产。
23.如权利要求17所述的吸收性手巾纸幅材，其中，所述手巾纸幅材通过ATMOS工艺生产。
24.如权利要求17所述的吸收性手巾纸幅材，其中，所述造纸工艺是UCTAD干燥工艺。
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