CN110832140A - 用于测量纤维产品的崩解的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于测量纤维产品的崩解的方法和系统。该方法包括将纤维产品的样品在水性溶液中崩解，任选地通过机械能进行促进，将水性溶液通过筛网以获得透过物和筛网上的保留级分，并由透过物分析至少一种参数，例如通过重量分析、光学分析、电化学分析、容量分析或其组合。其优点包括可调节性、速度和与纤维产品的实际可冲散性或再浆化性的高度相关性，以及在用于制造表现为受控崩解的纤维片(诸如可冲散或可再浆化的纤维片)的方法中的实用性。

Description

用于测量纤维产品的崩解的方法
技术领域
本发明大体上涉及纤维产品领域，诸如可冲散和可再浆化的纤维产品。更具体地，本发明涉及用于测量纤维产品的崩解的方法和系统。此外，本发明涉及用于制造表现为受控崩解的纤维片的方法。
背景技术
造纸业一直需要对于其预期用途足够强韧但在被丢弃后仍能够崩解的纤维产品。湿强度是在其他加工步骤或使用期间与水或湿气接触的纤维产品的理想属性。这类产品的实例包括卫生用品，诸如餐巾纸、纸巾、家用纸巾和一次性医院穿戴品，以及待涂覆、胶合的某些纸和纸板品种，等等。纤维产品的完整性或强度至少部分是由于纤维之间的氢键。当产品湿润时，水会破坏氢键并降低纤维产品的强度。当浸泡在水中时未经处理的纤维素纤维聚集体通常会失去其超过90％的强度。
为了提高纤维产品的完整性或强度，可使用两种主要方法。一种方法是防止水达到和破坏氢键，例如通过特殊的湿部和表面处理，诸如施胶或涂层。第二种方法是在纤维产品中加入添加剂，使得形成不会断裂的纤维间键，通常称为永久性湿强度，或抵抗被水断裂的键，称为暂时性湿强度。第二种方法是大多数纤维产品所选择的技术，包括在形成纸产品之前向纸浆中添加水溶性湿强度树脂，或在湿纤维幅上添加水溶性湿强度树脂。所谓的永久性湿强度树脂(诸如聚酰胺胺环氧氯丙烷)得到的纤维产品，当放置在水性介质中时可保持其初始湿强度的相当大一部分。一些纤维产品，诸如厕纸等，一般在短暂使用之后就被丢弃到化粪池系统中。如果纤维产品旨在或倾向于通过城市垃圾冲散或进入化粪池系统中，永久地保持其抗水解强度特性会造成系统可能会发生堵塞。类似地，对于要回收的纤维产品，不期望有太高的永久性湿强度，因为再浆化将需要苛刻的条件和大量的能量。可冲散性或再浆化性是制造商越来越多地使用暂时性湿强度添加剂的主要原因，这些添加剂提供的湿强度足以满足预期用途，但之后在与水接触后会衰减。湿强度的衰减有助于在再浆化期间或当通过城市垃圾冲散或进入化粪池系统时更容易崩解。用于提供具有良好初始湿强度且该初始湿强度随时间显著衰减的纤维产品的方法正在不断发展。
可冲散性是许多纤维产品(诸如非织造物)的主要问题。特别是擦拭巾经常堵塞城市废水系统中的管道和泵。INDA(国际非织造织物行业协会)一直在与擦拭巾制造商、废水处理厂和当地政府官员合作以解决这一日益严重的问题，并已提供了一种搅动箱崩解测试，用于评价产品在水或废水中受到机械搅拌时崩解的可能性。新技术和纤维来源的开发正在进行，以提供可冲散但仍满足预期用途的高质量要求的纤维产品。
并非所有标记为可冲散的纤维产品都是真正可分散的，因为它们并不能在产品于厕所和化粪池系统中遇到的所有条件下都很好地分散。许多标记为可冲散的纤维产品之所以可冲散，只是因为它们尺寸小，即，它们小到足以通过管道系统而不会堵塞。然而，它们并不一定会分解成更小的碎片或纤维簇，或者仅在很小的程度上分解。例如，几乎所有声称可冲散的产品都可以通过INDA可冲散性指南以及甚至搅动箱崩解测试，但是它们中仅有少数是真正可分散的，因为它们不会充分分散以通过较小管道和污水处理系统中其他类型的限制。因此，即使这样的纤维产品在冲散后立即通过了管道系统，但它们也可能堵塞由城市/市政系统控制的污水系统和排放物澄清池。
INDA搅动箱崩解测试的其他缺点是其具有多个步骤，且需要几个小时甚至一天来获得结果，并且结果仅指示通过/未通过信息，对于例如分散成单个纤维、细小纤维或纤维束或崩解速度则给出很少信息甚至没有信息。
尽管需求在不断增加，但可用于测量或验证纤维产品的崩解速度的技术仍然非常少。因此，需要用于测量纤维产品的崩解的可靠且简单的方法，其不需要复杂或昂贵的设备，并能够提供可分散性的快速通过/未通过指示、崩解的定量指示和/或崩解速度。
发明内容
本发明的目的是最小化或甚至消除现有技术中存在的缺陷。
本发明的另一目的是提供用于测量纤维产品的崩解的可靠方法。
本发明的又一目的是提供用于测量纤维产品的崩解的系统。
本发明的另一目的是提供用于制造表现出受控崩解的纤维片的方法，使用该方法用于测量根据本发明的纤维产品的崩解。
这些目的是通过具有在所附权利要求的特征部分中提出的特征的本发明而实现的。
在从属权利要求中提出了本发明的一些优选实施方式。
本发明有助于可靠地评价纤维产品在水性介质中的崩解能力，且更具体地对其分散性。此外，使用本发明的一些实施方式，可以评估纤维产品是否在宏观尺度上崩解为碎片，即断裂成相对大的碎片，或是否在微观尺度上崩解为碎片，即分散为纤维束或单个纤维，从而改进对纤维产品崩解的评价和理解。这在开发或制造真正可冲散和可再浆化的纤维产品时是特别有用的，其将在减少厕所、管道、贮槽或化粪池堵塞，减少运作故障，提高再生纸和碎纸的再浆化中的产率和减少环境污染(例如土地处置)方面提供大量的节省。
本发明的其他优点在下面的附图和具体实施方式中描述和举例。本说明书中所提到的实施方式和优点在适用时与根据本发明的方法、系统、工艺和纤维片相关，尽管并不总是具体提及。
附图说明
为了进一步理解本发明而被包括的并且构成本说明书一部分的附图，说明了本发明的一些实施方式并与说明书一起帮助解释本发明的原理。在附图中：
图1示出了手巾样品的筛分的透过物的崩解-％和浊度随静态混合时间的变化。
图2示出了手巾样品的筛分的透过物的崩解-％和浊度随静态混合速度的变化。
图3示出了转轮和振荡台(振动器)相比，纸巾和手巾样品的筛分的透过物的崩解-％和浊度。
图4示出了当使用垂直混合轮(最左侧)和振荡台(振动器)，用增加的静态混合速度持续30min(除了400rpm的振动器为60min)时，手巾样品的筛分的透过物的崩解-％和浊度。
图5a示出了崩解-％随时间(h)的变化，对于2-层浴纸巾S3，使用混合轮的26rpm，以及Britt罐的100rpm，同时通过1/4"筛网进行筛分，并在平行中使用1/16"筛网，以及图5b示出了对于2-层浴纸巾S2的相同内容。
图6示出了崩解-％随时间(h)的变化，对于四种2-层浴纸巾，使用混合轮的26rpm，以及没有混合，同时通过1/2"筛网进行筛分。证明了永久性或暂时性或无湿强度剂的影响。
图7示出了崩解-％随时间(h)的变化，对于三种2-层纸巾，使用混合轮的40rpm，以及没有混合，同时通过1/4"筛网进行筛分。
图8是根据本发明的一些实施方式的系统的流程图说明。
具体实施方式
发明人惊奇地发现，被证实与纤维产品的可冲散性和再浆化性有关的崩解可以通过本发明的方法以可靠的方式进行测量。此外，还发现该测量方法可以用于控制崩解，例如在生产纤维片时监测纤维片的可冲散性和再浆化性。
所谓可冲散，通常是指纤维产品能够通过卫生装置(诸如厕所)被丢弃，而不会堵塞或以其他方式干扰处置过程。可冲散性的当前标准由第三版INDA/EDANA《一次性非织造产品的可冲散性评价指南(用于评价一次性非织造产品与管道和污水设施的兼容性的方法)》(2013年6月)设定的。对于被认为是可冲散的产品，当正确遵循供应商推荐的使用说明时，它需要清洁厕所并适当维护排水管道系统；通过废水输送系统，并与废水处理、再用及排放系统兼容，而不会造成系统阻塞、堵塞或其他运作问题；且在离开现场和城市废水处理系统的排出物中以及在应用于土壤的来自污水处理厂的消化污泥中是不可识别的。
所谓崩解，是指在其中纤维产品变弱，失去其完整性并断裂成更小部分的过程。通常，它在操作上是由暴露于特定环境条件之后产品的质量损失定义的。崩解可能是由于可溶性成分的溶解、产品中组成的化学或生物降解、将产品断裂成更小产品的物理力或上述因素的组合。
所谓分散，是指一种崩解过程，其特点在于物质断裂成细小的碎片，这些碎片彼此分离且或多或少在水中均匀分布。纤维产品的分散性可以看作是纤维产品崩解成纤维束和/或单个纤维和细小纤维。
通常，如果产品通过了INDA FG502中规定的搅动箱崩解测试，则认为该产品是可分散的。虽然崩解和分散性都指产品的分解，但崩解是一个更广泛的术语，涉及产品的宏观和微观崩解和分解，而分散性是指产品物理分离成细小碎片。因此，任何不直接测量分散级分的方法可能不足以评价纤维产品的真实分散性。
用于测量纤维产品的崩解的典型方法包括：
(a)在时间点t0，将纤维产品的至少一个样品浸没在容器中的过量水性溶液中，用于开始样品(一个或多个)的崩解，样品具有初始干重mi，
(b)任选地使来自步骤(a)的浸没的样品(一个或多个)经受机械能，以促进样品(一个或多个)崩解成崩解样品(一个或多个)，
(c)在第一时间段之后，在时间点t1，将含有纤维产品的第一崩解样品(即来自步骤(a)或(b)的样品)的水性溶液通过第一筛网，以获得含有崩解样品的通过级分的透过物和在第一筛网上的崩解样品的保留级分，并任选地继续浸没任何其他浸没的样品(一个或多个)，
(d)对来自步骤(c)的含有崩解样品的通过级分的透过物的至少一个参数进行分析，用于获得至少一个特征值，并任选地通过除以纤维产品的基重、厚度、比容或密度，或除以初始样品干重mi来归一化特征值。
任选地，将所获得的特征值与预定的参考值进行比较，从而确定所获得的特征值与预定的参考值之间的差异。所述预定的参考值可对应例如已知性质，诸如崩解-％。
本发明的方法有助于确定与例如崩解水平相关的特征值，或表示例如纤维产品的崩解速度的特征值的时间序列。在测量崩解速度或崩解曲线时，必须在时间点t0浸没所有样品，并继续浸没样品直到在期望时间点t1、t2…tn执行了步骤(c)所述的级分的分离。由于任何较大的固体被收集在筛网上，可以提高对透过物分析的准确性，且降低误差幅度，尤其是当使用光学分析时。另外，可以评估纤维产品是否仅在宏观尺度上崩解为碎片，即断裂成保留在筛网上的相对大的碎片，或者是否该崩解成碎片也或甚至主要涉及分散成穿过筛网进入透过物中的纤维束或单个纤维和细小纤维。这种评价对于获得对纤维产品的可冲散性或再浆化性的改进的评价和理解具有重要价值。
在一些实施方式中，将表示纤维产品的例如崩解速度的特征值的时间序列或崩解水平与由其他样品(诸如不同质量的纸巾)或使用不同工艺参数得到的样品获得的相应值进行比较。在一些实施方式中，将特征值与预定的参考值的比或纤维产品的所述崩解速度与由其他样品或使用不同工艺参数得到的样品获得的相应值进行比较。这些允许识别和修改工艺(工艺参数)，以获得纤维产品的增强的分散性。在一些实施方式中，对至少一种参数的分析包括重量分析、光学分析、电化学分析、容量分析或其任何组合。优选地，该分析包括至少重量分析，因为其准确性和定量显示出实际崩解程度。
在一些实施方式中，重量分析包括：
(e)将来自步骤(c)的透过物通过具有干重m1的过滤装置过滤，以获得滤液和在过滤装置上的崩解样品的通过级分，
(f)干燥并称量过滤装置和崩解样品的通过级分以获得重量m2，并通过用下式计算得到纤维产品的崩解-％：
以及任选地，通过除以纤维产品的基重、厚度、比容或密度，或除以初始样品干重mi来归一化崩解-％。
在一些实施方式中，通过除以纤维产品的基重、厚度、比容或密度来归一化特征值或崩解-％，尤其是当纤维产品是纤维片时，因为这可以提高测量方法的准确性。这是因为基重、厚度(厚度)、比容(比体积)和密度(比重)都涉及对崩解有影响的与纤维产品的体积有关的信息。
根据本发明用于测量纤维产品的崩解的一些特定方法包括：
(a)在时间点t0，将纤维产品的至少一个样品浸没在容器中的过量水性溶液中，用于开始样品(一个或多个)的崩解，样品具有初始干重mi，
(b)任选地使浸没的样品(一个或多个)经受机械能，以促进样品(一个或多个)崩解成崩解样品(一个或多个)，
(c)在第一时间段之后，在时间点t1，将含有纤维产品的第一崩解样品的水性溶液通过第一筛网，以获得含有崩解样品的通过级分的透过物和在第一筛网上的崩解样品的保留级分，并任选地继续浸没任何其他浸没的样品(一个或多个)，
(d)对来自步骤(c)的含有崩解样品的通过级分的透过物进行重量分析，以获得纤维产品的崩解-％，其中重量分析包括
(e)将透过物通过具有干重m1的过滤装置进行过滤，以获得滤液和在过滤装置上的崩解样品的通过级分，
(f)干燥并称量过滤装置和崩解样品的通过级分以获得重量m2，并通过用下式计算得到纤维产品的崩解-％：
Figure BDA0002345312250000081
以及任选地，通过除以纤维产品的基重、厚度、比容或密度，或除以初始样品干重mi来归一化崩解-％。
在一些实施方式中，除了或代替重量分析，可以使用非重量分析，因为非重量分析可能更快且更省力，例如仅涉及使用单个自动检测器。这些分析可以得到足够准确的关于崩解或分散性的信息，尤其是通过/未通过类型的信息，或甚至定量信息，特别是当已准备好校准曲线时，例如通过相对于崩解-％(任选地归一化的)绘制仪器响应曲线。优选地，除重量分析之外还使用所述非重量分析。
根据本发明用于测量纤维产品的崩解的一些其他方法包括：
(a)在时间点t0，将纤维产品的至少一个样品浸没在容器中的过量水性溶液中，用于开始样品(一个或多个)的崩解，样品具有初始干重mi，
(b)任选地使浸没的样品(一个或多个)经受机械能，以促进样品(一个或多个)崩解成崩解样品(一个或多个)，
(c)在第一时间段之后，在时间点t1，将含有纤维产品的第一崩解样品的水性溶液通过第一筛网，以获得含有崩解样品的通过级分的透过物和在第一筛网上的崩解样品的保留级分，并任选地继续浸没任何其他浸没的样品(一个或多个)，
(d)对来自步骤(c)的含有崩解样品的通过级分的透过物进行至少一种非重量分析，优选光学分析、电化学分析、容量分析或其任何组合，以获得纤维产品的至少一种特征值，更优选地对透过物进行光学分析以获得透过物的浊度，
并将所获得的特征值与预定的参考值进行比较，预定的参考值对应于例如已知性质，诸如崩解-％，从而确定所获得的特征值与预定的参考值之间的差异。
纤维产品可以是任何纤维产品或其一部分，包括(作为连贯的聚集体)纤维素纤维、非纤维素聚合纤维或其任何组合。在一些实施方式中，纤维产品包括纤维素纤维或基本上由纤维素纤维组成。换句话说，基于纤维产品的干重，纤维产品可包括至少80％(w/w)、至少90％(w/w)、至少95％(w/w)、至少98％(w/w)、99％(w/w)以及甚至100％(w/w)的纤维素纤维。纤维产品的实例包括纸制品、非织造物、棉塞、棉塞保持器、尿布、填塞物、衬垫、医用敷料、模制品(诸如运输包装或海绵)。纸制品的实例包括纸巾、手巾、印刷纸、书写纸、纸板、硬纸板、瓦楞、碎纸、再生纸、浴纸等。非织造物的实例包括卫生擦拭物、家庭清洁擦拭物、毛巾等。纤维素纤维是指例如从木材、棉花、亚麻、大麻、黄麻、苎麻、红麻、蕉麻或剑麻中分离的任何纤维素纤维或木质纤维素纤维，或诸如人造纤维、莱赛尔纤维(lyocell)、粘胶纤维的再生纤维素的纤维。通常，纤维素纤维包括通过化学制浆诸如硫酸盐法制浆或亚硫酸盐法制浆、机械制浆、热机械制浆、化学热机械制浆或有机溶剂制浆获得的纸浆纤维。纤维素纤维可以被漂白。除了或者代替纤维素纤维，纤维产品可以包括非纤维素聚合物纤维，诸如聚乙烯、聚丙烯或聚酯的纤维，其形式为例如单组分或双组分纤维。在一些实施方式中，基于纤维产品的干重，纤维产品可包括或基本上由以下组成：至少80％(w/w)、至少90％(w/w)、至少95％(w/w)、至少98％(w/w)、99％(w/w)以及甚至100％(w/w)的非纤维素聚合物纤维。纤维产品还可包括干强度树脂、湿强度树脂、软化剂、粘结剂、填料、色素、油墨或可以抵抗或减缓纤维产品崩解的其他物质。在一些实施方式中，基于纤维产品的干重，纤维产品包括最多10％(w/w)或最多5％(w/w)或最多3％(w/w)的添加剂。
在一些实施方式中，纤维产品为纤维片，优选为纸制品或非织造物。在一些实施方式中，纤维产品是在纸或纸板制造中形成的纤维幅或其残余物。所述幅可能含有工艺用水(“湿幅”)或基本上是干的。这些纤维产品代表了需要可靠的方法和系统来测量崩解，并评价这些产品的可冲散性和再浆化性的最大产品群。该方法和系统有益于开发可分散的产品，诸如可冲散或可再浆化的纸产品和非织造物。
便利地，在浸没到过量的水性溶液中之前，将纤维产品切成类似尺寸的碎片或样品进行测试和比较，例如1"×1"或2"×2"或3"×3"等。一个样品可以包括纤维产品的两个或更多个子样品。优选地，对至少一个额外样品确定样品的初始干重mi，并用于相同产品批次和相同尺寸的所有样品。这是因为干燥可能导致样品的固化或角化，这可能会对样品的崩解或分散性产生影响。水性溶液可以是任何水性溶液，诸如去离子水，但优选是自来水，以更好地模拟实际冲散条件。过量是指没有被纤维产品的样品完全吸收，而是覆盖了它，并可以使它漂浮的这样的量。纤维产品的量(纤维产品的样品的量)可以小于水性溶液的50％(w/w)，诸如水溶液的至多30％(w/w)，或至多20％(w/w)，或至多10％，或至多5％(w/w)。在一些实施方式中，如果纤维产品的样品的量为水溶液的至多3％(w/w)，或甚至至多1％(w/w)，则可以提高测量的准确性，例如更好地模拟冲散条件。
容器可以是适用于接收纤维产品的样品和水性溶液的任何容器或器皿，并在施加机械能时承受机械能。它可具有任何形状并且是任何合适的材料。优选地，容器是可密封的，并且可以在方法的任何步骤中，特别是当施加机械能时，例如通过帽子、盖子或盖板进行密封，以防止溢出。在一些实施方式中，容器在内部包括进一步促进崩解的内置元件，诸如挡板或板。
筛网可以是包括至少一个开口优选多个开口以避免减慢筛分和堵塞筛网的任何合适的筛网，例如穿孔板或筛子。开口可以是任何形状。在一些实施方式中，筛网具有的网目尺寸最大为约1"，但优选最大为约1/2"，其通过样品的松散纤维、细小纤维、纤维束和大碎片；或者网目尺寸最大为约1/4"，其通过样品的松散纤维、细小纤维、纤维束和小碎片；或者网目尺寸最大为约1/8"，其通过样品的松散纤维和细小纤维。例如，筛网具有的网目尺寸的范围可以为约0.053"至约1"，优选约1/16"至约1/2"，或者约1/16"至约1/4"。通过较大碎片的约1"或约1/2"的网目尺寸在大多数情况下对于评价可分散性来说可能过大。然而，在评价或量化纤维产品崩解是如何进行时，尤其是在使用不同网目尺寸的至少两个筛网的实施方式中，这样的筛网可能是有用的。因此需要注意的是，使用较大的样品尺寸(固体样品的宽度/直径)可能是必须的。合适的样品尺寸(宽度/直径):网目尺寸比例，例如浴纸巾，可以为4:1至10:1之间，或6:1至8:1之间。分别地，样品尺寸(固体样品的宽度/直径)可以是网目尺寸的400％至1000％之间，或600％至800％之间。样品尺寸(固体样品的宽度/直径)可以是网目尺寸的至少300％，优选至少400％，更优选至少500％。最大为约1/4"的网目尺寸例如对于评价纤维产品的可冲散性可能是最优的。最大为约1/8"或甚至最大为约1/16"的网目尺寸例如对于评价纤维产品的再浆化性可能是最优的，因为单个纤维的产率对于最小化丢弃量是重要的。如本文所使用的，网目尺寸是指筛网开口的尺寸(以英寸为单位)。
增加机械能的引入(例如更高的每分钟转数)通常会提高分散速度，并允许使用更小的网目尺寸和/或缩短分散时间。在一些实施方式中，使浸没的样品(一个或多个)经受机械能，以促进样品(一个或多个)崩解成碎片，以更好地模拟冲散或再浆化条件，并缩短实施该方法所需的时间。然而，已知纤维产品很容易分散，可能根本不需要经受机械能。适当地使测试条件与实际使用条件相一致，诸如冲散或再浆化。在冲散中，机械能通常较低，且产品应崩解以允许冲散而不会堵塞。在再浆化中，能量应足够以崩解并分散应用，而不会破坏纤维并因而损害待形成的再生产品的性能。
在物理科学中，机械能是势能和动能的总和。它是与物体的运动和位置有关的能量。使纤维产品的浸没的样品(一个或多个)经受机械能，以促进样品(一个或多个)崩解成碎片，这可以通过能够引起浸没在水性溶液中的样品(一个或多个)的运动和/或位置改变的任何装置来实现。合适的装置的实例包括静态混合器、动态混合器和声波处理器，诸如超音波处理器。
在一些实施方式中，在步骤(b)中机械能通过静态混合和/或超声波处理产生，优选通过静态混合产生。超声波和静态混合两者都提供温和的混合，以避免过度的剪切力。注意到废水系统中相对平缓的流动，以这种方式，崩解测试可提供纤维产品的可冲散性的更可靠的指示。静态混合是优选的，因为可以容易地调整能量水平，且实际结果表明，与超声波处理相比，静态混合促在进崩解中更有效。此外，静态混合更好地模拟了通过废水管道系统冲散的纤维产品的涡旋和搅动运动。
在一些实施方式中，静态混合是通过使浸没在水性溶液中的纤维产品的样品(一个或多个)进行旋转和/或振荡运动来实施的。这可以通过任何合适的方式实现，但优选通过例如使用夹具或其他固定装置将容器(一个或多个)安装到旋转混合器或振荡平面上。振荡平面可以被布置为例如从一侧向另一侧倾斜，或提供水平的圆环形或椭圆形振动或振荡。优选地，振荡平面为振荡台。旋转混合器可以水平、垂直或倾斜地旋转装有浸没的样品的容器。在一些实施方式中，旋转混合器是转轮、滚瓶或滚筒式搅拌机，优选转轮。
机械能也可以由动态混合器产生。然而，注意到废水系统中相对平缓的流动，动态混合器的作用可能会对纤维产品产生过强的剪切力以至于崩解测试对产品的崩解能力(诸如可冲散性)提供过于乐观的印象。另一方面，为了评价纤维产品的再浆化性，动态混合可能是更合适的选择。在一些实施方式中，在步骤(b)中机械能是通过动态混合产生的，例如使用搅拌器、搅拌机或转子定子型混合器。
在一些实施方式中，在步骤(a)和/或(b)期间向水性溶液中添加了至少一种化学物质。以这种方式，例如如果正在开发改进的再浆化过程，或者研究化学物质在化粪池或厕所冲洗水中的效果，当纤维产品与水接触时，则可以评价这些化学物质对崩解特性(诸如崩解-％或速度)的影响。也可以改变其他条件，尤其是步骤(a)和/或(b)期间的其他条件，诸如温度或压力，例如以评价它们对再浆化效率的影响。
在一些实施方式中，在步骤(c)中，用冲洗水冲洗第一筛网上的崩解样品的保留级分，以便将任何截留的细小纤维冲洗通过筛网进入透过物。这可以通过用冲洗水冲洗筛网上的保留级分来进行。然而，这对于减少纤维和细小纤维的截留可能不是有效的，因为这些可能仍然留在团块状的和折叠的较大碎片内。优选地，冲洗步骤是通过将保留级分重悬浮于冲洗水中并将重悬浮的保留级分通过筛网来进行的。这些实施方式可提供改进的准确性，因为可以最小化保留在筛网上的较大碎片对纤维和细小纤维的截留。优选地，冲洗步骤进行至少两次，以进一步提高准确性。
在一些优选实施方式中，在步骤(c)中，进一步用水稀释含有纤维产品的第一崩解样品的水性溶液，然后通过第一筛网。在这些实施方式中，纤维产品的样品量可以是包括稀释用水的水性溶液的至多3％(w/w)或至多1％(w/w)，或甚至至多0.1％(w/w)。替代地或额外地，在一些实施方式中，在步骤(c)中含有纤维产品的第一崩解样品的水性溶液在伴有温和搅拌下通过第一筛网，以使样品碎片在整个筛分过程中均匀悬浮。所有这些实施方式均可提供测量方法的改进的准确性，因为包括纤维和细小纤维的崩解的碎片可更均匀地悬浮，从而最小化保留在筛网上的较大碎片对纤维和细小纤维的截留。
在一些实施方式中，用冲洗水从容器中冲洗纤维产品的崩解样品的任何残余物并通过第一筛网。以这种方式，可以进一步提高这些实施方式的准确度。
在一些实施方式中，在步骤(c)中，通过混合以促进含有纤维产品的第一崩解样品的水性溶液通过第一筛网。混合可以通过任何混合装置进行，例如通过筛网上方的叶轮，以保持包括纤维和细小纤维的崩解碎片在运动，并从而在通过筛网时更均匀地悬浮。用于通过混合以促进水性溶液通过第一筛网的优选设备类型是配备有具有合适网目尺寸的筛网和叶轮的Britt罐。这些实施方式可以进一步提高测量方法的准确性，因为可以最小化较大碎片对纤维和细小纤维的截留。
在一些实施方式中，在时间点t2将第二崩解样品，和任选地在任何其他时间点tn将任何其他崩解样品进行步骤(c)至(f)，并将获得的崩解-％值作为时间(t1、t2…tn)的函数作图以获得纤维产品的崩解速度。当了解纤维产品随时间的崩解情况很重要时，这些实施方式是尤其有益的，例如为了识别表现出延迟崩解的产品。
在一些实施方式中，该方法还包括每个样品的平行样品，其在步骤(c)中通过具有的网目尺寸小于第一筛网的网目尺寸的第二筛网，以获得含有崩解的平行样品的通过级分的平行透过物，和在第二筛网上的崩解的平行样品的保留级分，然后进行步骤(d)来获得平行特征值。这些实施方式中的一些可还包括步骤(e)和(f)，用于获得纤维产品的平行崩解-％。以这种方式，可以评估和量化纤维产品的崩解是如何进行的。例如，样品的特征值，诸如崩解-％，可以代表纤维产品的总崩解，包括宏观尺度崩解；以及平行特征值，诸如平行崩解-％，可以代表仅崩解成游离纤维和细小纤维的微观尺度崩解。原则上，还可以依次布置网目尺寸减小的多个筛网以评估相同的样品。
崩解-％可能与纤维产品的实际可冲散性或再浆化性，或者纤维产品的安全崩解有关。这种相关性可能取决于纤维产品的类型，且例如对于纸巾和手巾是不同的。此外，任何有助于纤维片的湿强度的掺入水性悬浮液中或添加到湿纤维幅或干燥纤维片上的化学添加剂的存在，可能对崩解-％有显著影响。如本领域技术人员已知的，存在影响纤维产品的崩解性质的几个已知因素，诸如配料类型、过程化学和临时湿强度。通过适当地选择分析方法和待分析的参数，就可以获得关于这些已知因素的信息，或确定影响崩解性质的新因素。
在一些实施方式中，对来自步骤(c)的含有崩解样品的通过级分的透过物进行至少一种参数的分析，以获得至少一个特征值，其中至少一种参数的分析包括光学分析、电化学分析、容量分析或其任何组合。特别地，包含通过检测器进行检测的分析可以提供可冲散性或再浆化性的快速通过/未通过指示，例如，当将获得的特征值与对应于例如已知崩解-％的预定的参考值进行比较时。当分析包括这些分析之一时，该方法可以提供进一步的信息，例如关于崩解机制的信息。参数可以是例如浊度、粒度、电荷密度、碱度或电导率。在优选实施方式中，参数是浊度，且分析是光学分析，例如用浊度计(turbidimeter)、浑度计(nephelometer)、比浊计、光度计、紫外可见分光光度计、激光浊度计、反射计、光纤系统或光学后向散射传感器(OBS)进行，优选比浊计。对于使用具有的网目尺寸最大为1/8"优选最大为1/16"的筛网获得的透过物，即不包含大碎片的透过物，光学分析能够提供准确的结果。纤维产品中高含量的再生纤维材料可在光学分析中提供增加的值，因此光学分析可用于识别这样的产品。浑度计直接测量由悬浮颗粒(这里是纤维产品样品的碎片)散射的光强度(通常在射束方向90°处)，强度与光路中悬浮颗粒的量成正比。浑度计通常提供比浊度计更好的精度和灵敏度，且可以有益于含有小颗粒的低浊度的溶液。浊度计测量通过溶液之后的光强度，并量化剩余透射光的量。浊度计可能有益于相对浑浊的溶液，在该溶液中散射颗粒相对于所使用的光波长较大。比浊计可包含用于侧面散射(通常以90°)的光、任选地前向散射的光以及透射的光的测量系统，获得浊度值作为90°信号与透射值或与前向散射值和透射值的总和的比值。比浊计可能有益于强烈颜色和/或各种颜色的溶液，或高浊度的溶液，诸如包含大量再生纤维材料的纤维产品。紫外-可见分光光度计可用于通过测量在固定波长或全光谱范围内悬浮颗粒对光的吸收来进行光学检测。OBS通过从OBS测量头发射的脉冲红外光的后向散射来监测溶液浊度。所有这些光学分析都易于进行，并提供快速且准确的检测。不论所使用的光学分析的类型，在下文中使用光学分析来测量浊度的装置均一般地称为浊度计。
在一些实施方式中，来自步骤(c)的含有崩解样品的通过级分的透过物的一部分或全部透过物可路由到通过检测器(诸如浊度计)的分析(例如，通过测量浊度计的流通池)，以检测崩解样品的水性溶液或分散碎片的至少一种参数。
除了对来自步骤(c)的含有崩解样品的通过级分的透过物进行分析之外，还可以对筛网上的崩解样品的保留级分进行分析。例如，当对透过物进行提供快速通过/未通过指示的分析时，可以对保留级分进行更耗时的重量分析。
参考图8，用于测量纤维产品的崩解的典型系统包括：
至少一个容器3，配置为接收水性溶液2和浸没在其中的纤维产品的样品1，样品具有初始干重mi；
任选地单元4，配置为使浸没的样品(一个或多个)经受机械能，以促进样品(一个或多个)崩解成碎片，
第一筛网6，配置为将含有纤维产品的崩解样品的水性溶液5分级成含有崩解样品的通过级分的透过物7和在第一筛网上的崩解样品的保留级分8；以及
至少一个分析单元11，配置为对含有崩解样品的通过级分的透过物7进行至少一种参数的分析，以获得至少一个特征值，和/或
重量分析单元，包括：
包括具有干重m1的过滤装置的过滤单元12，配置为将透过物7分离成滤液13和在过滤装置上的崩解样品的通过级分14，
干燥单元9，配置为干燥代表性样品(一个或多个)、过滤装置和过滤装置上的崩解样品的通过级分14，和称重单元10，配置为称量干燥的代表性样品(一个或多个)以获得mi，称量干燥的过滤装置以获得m1，并称量干燥的过滤装置上的崩解样品的通过级分以获得m2，以及
处理单元15，用于通过下式计算来获得纤维产品的崩解-％：
Figure BDA0002345312250000171
以及，任选地，用于通过除以纤维产品的基重、厚度、比容或密度，或除以初始样品干重mi来归一化崩解-％。
在一些实施方式中，单元4是用于静态混合或超声波处理的装置，优选是用于静态混合的装置。
在一些实施方式中，用于静态混合的装置被配置成产生旋转和/或振荡运动，并包括用于安装容器(一个或多个)的夹具(一个或多个)。
在一些实施方式中，用于静态混合的装置是振荡平面或旋转混合器。
过滤装置可以是为此目的而设计的任何过滤装置，诸如滤纸，以与例如布氏漏斗和真空瓶一起构成过滤单元。过滤装置收集来自方法的步骤(c)的崩解样品的通过级分。
在一些实施方式中，至少一个分析单元11配置为用于光学分析，诸如浊度计、浑度计、比浊计、光度计、紫外可见分光光度计、激光浊度计、反射计、光纤系统或光学后向散射传感器(OBS)，优选比浊计。优选地，该系统包括至少一个分析单元11和重量分析单元，从而为纤维产品的崩解提供更多信息。
用于制造表现为受控崩解的纤维片(诸如可冲散或可再浆化纤维片)的典型工艺，包括：提供包括纤维素纤维、非纤维素聚合物纤维或其任何组合的水性悬浮液；将水性悬浮液排干以形成湿纤维幅，以及干燥湿纤维幅以获得纤维片；其中，将有助于纤维片的湿强度的至少一种化学添加剂掺入水性悬浮液中或添加到湿纤维幅或干燥纤维片上；根据本发明的方法测量纤维片的崩解，以获得纤维片的特征值；将获得的值与预定值进行比较；以及根据获得的值与预定值的差异来调整至少一种化学添加剂的掺入或添加。
在纤维片的制造过程期间，可以定期或偶尔地进行一次或多次测量，例如作为质量控制。用于制造表现为受控崩解的纤维片的方法可能特别受益于使用快速分析(诸如光学分析)测量崩解的方法。
化学添加剂可以是单独或与其他化学添加剂组合而对纤维片的湿强度有贡献的任何化学添加剂。有助于纤维片的湿强度的化学添加剂的实例包括湿强度剂诸如永久性湿强度剂或暂时性湿强度剂、降解剂、湿强度衰减增强剂或干强度剂。
预定(参考)值是指预期与例如某类型的纤维产品的分散性或可冲散性或再浆化性的期望水平相关的例如崩解-％或浊度值。例如可以通过创建校正曲线来确定这样的预定值。
获得的值和预定值之间的差异可能会触发例如，如果检测的值没有达到与分散性相关的预定值，则减少湿强度剂用量；或者如果检测的值表明了非常高的分散性潜力，则增加湿强度剂用量，以便不会损害预期用途所需的强度水平。
本发明还涉及表现为受控崩解的纤维片，诸如可冲散或可再浆化的纤维片，其可通过根据本发明的一种或多种实施方式的方法获得。
本发明的实施方式或在本说明书中描述的任何特定特征或特点均可以全部或部分地相互组合。甚至若干实施方式或特定特征或特点可以全部或部分地组合在一起，以形成本发明的其他实施方式。这种修改和变化旨在包括在本发明的范围内。本发明所涉及的方法、系统、工艺或纤维片，可以包括在本说明书中描述的本发明的至少一种实施方式。
下面将参考附图对本发明的一些实施方式进行更详细的描述。本发明在下面详细公开了本发明的一些实施方式和实例，使得本领域技术人员能够使用本发明。并非对实施方式的所有步骤都进行了详细讨论，因为对于本领域技术人员来说许多步骤基于本说明书将是显而易见的。
实施例
开发了用于纤维产品的崩解测量方法的这些实施方式以定量评估在环境条件和最小剪切下纤维产品(诸如纸巾或手巾)的崩解速度。该方法旨在解决在低剪切和低停留时间下纤维产品的初始崩解，以及使用较长停留时间和较高剪切值的纤维产品的崩解。使用的设备都是便携式的，允许在实验室或在现场使用。该方法既适用于测量游离纤维和细小纤维的释放，也适用于测量片变成较小碎片和纤维束的宏观尺度崩解或断裂。
实施例1
设备
·水平混合轮
·可编程定轨振动器
·200ml玻璃瓶
·分析天平，精度为0.001g
·实验室烘箱，加热至105℃
·铝称重盘
·裁剪台或剪刀
·动态排水罐(优选数字输出)，DDJ，具有网目尺寸为约1/16"的粗后备筛网
·收集容器
·4L真空瓶，带有150mm直径的布氏漏斗
·Whatman#4定性滤纸，直径150mm，Cat.No.1004150
·Hach 2100P浊度计，型号2100P。该模型采用浊度测量的浑度法原理运行。该光学系统包括钨丝灯、监测散射光的90°检测器和透射光检测器。仪器的微处理器计算来自90°检测器和透射光检测器的信号的比。该求比技术校正了来自颜色和/或光吸收材料(诸如活性炭)的干扰，并补偿了灯强度的波动，从而提供了长期的校正稳定性。光学设计也最小化了杂散光，以提高测量精度。
·600ml烧杯(2)
样品制备
纸巾或手巾样品一式三份进行，并报告每个样品的平均值。在多层样品的情况下，在测试之前不对层进行分离。
在穿孔层处分离纸巾样品，并轻轻地依次堆叠在顶部。每个测试使用四个纸巾方块。修剪纸巾的所有四个边缘以得到3"乘3"的中心方块。将纸巾的堆叠片切成1"乘1"小块。将代表性纸巾方块在烘箱中105℃下干燥一小时，并将纸巾重量记为“初始干重”mi，其用于相同产品且相同尺寸的所有样品。
设备准备
设置混合轮：
插入水平混合轮。单元的旋转臂是呈角度的，以便当夹具被罐充塞时，它保持在原地且不会向前倒。混合轮的控制系统以％输出而不是RPM读取。使用秒表，计算每分钟的转数以确定实现35RPM所需的％输出。插入动态排水罐(DDJ)系统并置于水槽和水源附近。从DDJ容器中取出细筛网，仅剩下安装的粗后备筛网和两个O形环。数字速度读数设置在100RPM，且叶轮设置在距筛网约0.5cm处。烘箱设定在105℃。
设置定轨振动器：
插入振动台并接通单元。将RPM输出和定时器设定到所需设置。将振动台的内置加热器关闭。
崩解方法
1.将具有代表性初始干重的纸巾方块放入干净玻璃罐中。
2.将200ml体积的去离子水小心倒在纸巾样品上，并将罐盖上盖子，然后进行测试。
3.在制备了所有样品之后，将它们放入混合装置(水平混合轮或定轨振动器)中。将设备设定到表1所列的时间和混合/速度条件。
4.在混合时间结束之后，关闭混合单元并移除所有罐。
5.以类似于细小组分分级试验(Tappi细小组分分级程序)的方式通过DDJ筛分样品。将罐的内容物倒入封堵的DDJ容器中。然后用400ml干净的自来水冲洗罐，分两次加入，并把冲洗水加入到DDJ容器中。
6.把DDJ容器放入支架中，并开启叶轮一分钟。这种混合的目的是分散细小纤维，而不是剪切纸巾纤维。
7.在DDJ设备下放置较大的收集容器。
8.一分钟之后，移除罐底部的塞子，并将容器的游离内容物冲入收集容器中。
9.使用Hach浊度计2100P立即对收集容器中的部分液体进行浊度分析。将浊度计用Hach校正标准进行校正，并在使用前用用于测试水相的去离子水源进行归零。
10.将塞子重新安装在DDJ容器中，并以15秒的间隔再冲洗四份600ml等量的清洁水。这些冲洗循环的目的是从纸巾样品中充分冲洗细小纤维。
11.所有冲洗完成之后，拆卸DDJ容器。在布氏漏斗中放入O.D.预称量的滤纸，并然后在真空瓶上过滤收集容器的内容物。
12.将滤纸垫干燥1小时，并记录O.D.重量(m2)。
13.总崩解或游离纤维和细小纤维各自计算如下：
Figure BDA0002345312250000221
表1.静态混合参数
混合轮 振动台
纸巾 26rpm,30min 75rpm,30min
手巾 69rpm,3hrs* 400rpm,30min
表2.样品的简要说明
S1 32gsm多层卫生间手巾
S2 2层浴纸巾
S3 2层浴纸巾
S4 2层浴纸巾2
S5 2层浴纸巾
S6 OCC卫生间手巾卷
S7 OCC卫生间手巾卷
S8 卫生间手巾
S9 2层浴纸巾
结果：该实施例使用1/16"筛网，因此该测试测量了游离纤维和细小纤维级分的产率，而非宏观尺度的崩解。
手巾的崩解速度显示出与停留时间和速度两者均有很好的相关性，如图1和图2分别所示。从这些结果中选择400rpm和30分钟搅拌时间的测试参数来进行测试，以便得到对崩解速度进行快速且准确的测量。
对于纸巾样品，选择150rpm和30分钟的测试参数用于振动台。为了得到可以在容器内提供足够剪切的温和的搅拌，150rpm的搅拌速度是必要的。对于垂直混合轮，条件是26rpm和30分钟。图3示出了由振动台和水平混合轮两者测试的四种纸巾样品的％崩解和浊度结果的比较。结果非常相似。
图4示出了用垂直混合轮(最左侧，67rpm)和振动台(200、300和400rpm)对手巾进行测试得到的结果的比较。除了使用最高速度(400rpm)的振动台测试之外，其余均施加机械能30min。混合轮和振动台上测试的最高速度(400rpm)之间的结果相似。振动台结果中的浊度比用混合轮更接近真实崩解-％。
实施例2
设备
·水平到垂直可调的轮混合器以45度角设置
·(4)200ml带盖玻璃瓶，(8)当游离纤维和细小纤维也会被定量时
·分析天平，精度为0.001g
·实验室烘箱，加热至105℃
·铝称重盘
·裁剪台或剪刀
·动态排水罐(DDJ也称为Britt罐)，使用标准排水封堵塞内的3/8"
内径排水管修改。DDJ叶轮本身可以在需要时使用。具有1/2"直径穿孔和11/16"错位的4.125"直径DDJ筛网。任选地，具有7/64"错位的1/16"直径穿孔筛网用于游离纤维和细小纤维量化。
·4L收集烧杯
·4L真空瓶，带有150mm直径的布氏漏斗
·Whatman#4定性滤纸，直径150mm，Cat.No.1004150
·250ml和1000ml量筒
·1L烧杯(4)
·有自来水的500ml挤瓶
样品制备
总共制备四个或八个测试样品，对于四个不同时间段的每个时间段使用一个测试样品，以生成崩解情况相对时间的曲线，且任选地，对于相同四个时间段的每个时间段使用一个平行测试样品，以生成游离纤维和细小纤维相对时间的曲线。应基于“预期结果”选择时间。例如，对于预期具有高崩解速度的产品，建议在15、30、60和90分钟处的4点曲线；对于具有中等崩解速度的产品，建议1、2、4和6小时，以及对于预期具有低崩解速度的产品，建议24、48、72和96小时。还可以根据增加轮混合器RPM的需要减少测试时间(该方法的标准设置是26RPM)。如果样品是多层的，则在测试前不应对层进行分离。
如果有穿孔，则将纸巾或手巾样品在穿孔处分离，并然后切割或直接从未穿孔的卷或片切割成3"×3"方块。将代表性纸巾方块在烘箱中105℃下干燥一小时，并将纸巾重量记为“初始干重”mi，其用于相同产品且相同尺寸的所有样品。
每个测试使用3"×3"小块的总共大约0.5g的几个方块。使用分析天平称量并记录测试小块的重量(mi)。至少需要4个或8个测试样品(以3"×3"小块，2.00g或4.00g最小总O.D.重量)。将每个测试样品的代表性重量记录并标记在待用于每个测试样品的相关样品罐上。
设备准备
设置轮混合器和DDJ：
插入轮混合器，并确保电源线不碍事。该单元的旋转臂应具有45度角，以便当夹具被罐充塞时，它保持在原地且不向前倒。在单元的底部有小的开放空间，也可以在那里放置重物以防止单元向前俯仰。
混合轮的控制系统以％输出而不是RPM读取。使用秒表，计算每分钟的转数以确定实现26RPM所需的％输出。对于崩解非常慢的产品(即高湿强度)，可以提高混合器速度以减少测试时间。该型号混合器的最大速度为约至多70RPM。
动态排水罐(DDJ)系统应置于水槽和自来水源附近。
在DDJ容器中两个O-环之间放置具有1/2"直径穿孔的筛网用于测试和定量宏观崩解，或放置具有1/16"直径穿孔的筛网用于定量游离纤维和细小纤维。
烘箱应设定在105摄氏度。
此外，烘箱干燥至少4张Whatman滤纸一小时，每个纸巾测试样品使用一张滤纸，用于崩解的重量量化。如果也将量化游离纤维和细小纤维，则烘箱总共干燥8张。测量并记录每张的O.D.重量(m1)。
崩解方法
1.将具有代表性初始干重(mi)的纸巾方块放入干净的200ml玻璃罐中。
2.将150ml体积的自来水小心倒在纸巾样品上，并将罐盖上盖子，并准备好用于测试。
3.在制备所有样品之后，将它们在混合装置中夹好或放在一旁浸泡。
4.每次混合时间或浸泡时间完成之后，关闭混合单元并移除罐或取一个已经浸泡的罐。在时间研究中，对于其他后续样品，重新打开混合器。
5.以类似于细小组分分级试验(Tappi细小组分分级程序)的方式通过DDJ对样品进行筛分。把DDJ容器放进支架中。在DDJ设备下面放置4L收集容器。根据需要调整DDJ保持器的高度。
6.将冲洗出罐的内容物，并用600ml稀释到1L烧杯中。然后将1L烧杯倒入封堵的DDJ容器中。
7.在约5秒之后，移除罐底部的排水夹，并将容器的崩解的内容物冲入收集容器中。
8.将排水夹重新安装在DDJ容器中，并在接受5秒的混合后，加入三份额外的750ml等量自来水并冲洗通过。沿对面的壁往下倒每个等量，以避免直接倒在纸巾上。这样做还生成了竖向的顺时针混合，这将纸巾样品重新悬浮在整个DDJ中。这些冲洗循环的目的是从任何较大残余纸巾块充分冲洗松散纤维、细小纤维、纤维束和小纸巾碎片以通过筛网。对于游离纤维和细小纤维测试的注意事项：虽然并不期望根据运行的测试来验证该方法，但是如果遇到高游离纤维水平(超过50％左右)，则可能需要更多的清洗周期。在每个排水循环过程中可以留意冲洗的程度，以查看随着自来水排水在1/16"直径穿孔的筛网上收集了多少松散材料。根据需要相应地调整该测试中使用的冲洗循环的次数。
9.在所有冲洗完成之后，拆卸DDJ容器。在筛网上方的罐中剩余的纤维被丢弃并清洗干净以用于下一次测试。残留在筛网下方的DDJ底部或DDJ塞和排水管中的任何纤维和纤维束都应冲洗到4L收集容器中。为此目的可以使用含有自来水的挤压瓶。
10.冲洗干净并重新组装DDJ容器和排水塞。
11.在布氏漏斗中放入O.D.预称量的滤纸，并然后在真空瓶上过滤4L收集容器的内容物。
12.烘箱干燥滤纸垫1小时，并记录O.D.重量(m2)。
13.任选地，如果要对游离纤维和细小纤维积分进行定量，则在步骤11中用1/16"直径的穿孔筛网重新组装DDJ容器，并对第二个样品重复步骤5-12。
14.总崩解或游离纤维和细小纤维各自计算如下：
Figure BDA0002345312250000271
结果：
图5a和图5b示出了崩解-％随时间(h)的变化，对于2-层浴纸巾(图5a S3；图5bS2)，在混合轮上使用26rpm，以及Britt罐使用100rpm，同时通过1/4"筛网与1/16"筛网进行筛分。这些图示出了随时间总崩解(1/4")与游离纤维和细小纤维崩解(1/16")的差异。对于5a中测试的产品，总崩解(即包括宏观尺度崩解)随时间继续，而游离纤维和细小纤维释放稳定在约30％。对于5b中测试的产品，崩解主要以释放的游离纤维和细小纤维进行，只有很少的宏观尺度崩解。
图6示出了崩解-％随时间(h)的变化，对于四种2-层浴纸巾，使用混合轮的26rpm，以及没有混合，同时通过1/2"筛网进行筛分。证明了永久性或暂时性或无湿强度剂对崩解速度的影响。
图7示出了崩解-％随时间(h)的变化，对于三种2-层纸巾，使用混合轮的40rpm，以及没有混合，同时通过1/4"筛网进行筛分，因此与图6相比测试使用更高rpm但更小筛网尺寸1/4"。通过利用更高的rpm混合(即更高的能量输入)可以显著提高崩解速度并减少测试时间。
对于本领域技术人员来说，很明显随着技术的进步，本发明的基本思想可以以各种方式来实现。因此，本发明及其实施方式并不限于上述实施例，相反，它们可以在权利要求的范围内变化。

Claims (18)

1.一种用于测量纤维产品的崩解的方法，包括：
(a)在时间点t0，将纤维产品的至少一个样品浸没在容器中的过量水性溶液中，用于开始所述样品的崩解，所述样品具有初始干重mi，
(b)任选地使浸没的样品经受机械能，以促进所述样品崩解成崩解样品，
(c)在第一时间段之后，在时间点t1，将含有所述纤维产品的第一崩解样品的水性溶液通过第一筛网，以获得含有崩解样品的通过级分的透过物和在所述第一筛网上的崩解样品的保留级分，并任选地继续浸没任何其他浸没的样品，
(d)对来自步骤(c)的含有所述崩解样品的通过级分的所述透过物进行至少一种参数的分析，以获得至少一个特征值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所获得的特征值与预定的参考值进行比较，从而确定获得的特征值与所述预定的参考值之间的差异。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述至少一种参数的分析包括重量分析、光学分析、电化学分析、容量分析或其任何组合。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述重量分析包括：
(e)将所述透过物通过具有干重m1的过滤装置进行过滤，以获得滤液和在所述过滤装置上的所述崩解样品的通过级分，
(f)干燥并称量所述过滤装置和所述崩解样品的通过级分以获得重量m2，并通过用下式计算得到所述纤维产品的崩解-％：
Figure FDA0002345312240000011
以及任选地，通过除以所述纤维产品的基重、厚度、比容或密度，或除以初始样品干重mi来归一化所述崩解-％。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，在时间点t2将第二崩解样品，和任选地在任何其他时间点tn将任何其他崩解样品进行步骤(c)至(f)，并将获得的崩解-％值作为时间(t1、t2…tn)的函数作图以获得所述纤维产品的崩解速度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，将所述
(a)特征值与预定的参考值的比或
(b)所述纤维产品的所述崩解速度
与由其他样品或使用不同工艺参数得到的样品获得的相应值进行比较。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，在步骤(b)中所述机械能由静态混合和/或超声波处理产生，优选通过静态混合产生。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，静态混合是通过使浸没在所述水性溶液中的所述纤维产品的样品进行旋转和/或振荡运动来实施的。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，使所述样品进行旋转和/或震荡运动是通过将所述容器安装到旋转混合器或振荡平面上来实施的。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，在步骤(c)中，用冲洗水冲洗所述第一筛网上的所述崩解样品的保留级分，以便将任何截留的细小纤维冲洗通过所述筛网进入所述透过物。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其中，在步骤(c)中所述第一筛网具有的网目尺寸最大为1/2"，优选最大为1/4"，更优选最大为1/8"。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其中，在步骤(c)中，通过混合以促进含有所述纤维产品的第一崩解样品的所述水性溶液通过所述第一筛网。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的方法，还包括每个样品的平行样品，其在步骤(c)中通过具有的网目尺寸小于所述第一筛网的网目尺寸的第二筛网，以获得含有崩解的平行样品的通过级分的平行透过物，和在所述第二筛网上的崩解的平行样品的保留级分，然后进行步骤(d)来获得平行特征值。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，在步骤(c)中所述第一筛网具有的网目尺寸最大为1/2"，且所述第二筛网具有的网目尺寸最大为1/8"。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的方法，其中，所述纤维产品是纤维片，优选纸或非织造物。
16.一种用于测量纤维产品的崩解的系统，其中，所述系统包括：
至少一个容器(3)，配置为接收水性溶液(2)和浸没在其中的纤维产品的样品(1)，所述样品具有初始干重mi；
任选地单元(4)，配置为使浸没的样品经受机械能，以促进所述样品崩解成碎片，
第一筛网(6)，配置为将含有所述纤维产品的崩解样品的水性溶液(5)分级成含有所述崩解样品的通过级分的透过物(7)和在所述第一筛网上的所述崩解样品的保留级分(8)；以及
至少一个分析单元(11)，配置为对含有所述崩解样品的通过级分的所述透过物(7)进行至少一种参数的分析，以获得至少一个特征值，和/或
重量分析单元，包括：
包括具有干重m1的过滤装置的过滤单元(12)，配置为将所述透过物(7)分离成滤液(13)和在所述过滤装置上的所述崩解样品的通过级分(14)，
干燥单元(9)，配置为干燥代表性样品、所述过滤装置和所述过滤装置上的所述崩解样品的通过级分(14)，和称重单元(10)，配置为称量干燥的代表性样品以获得mi，称量干燥的过滤装置以获得m1，并称量干燥的所述过滤装置上的所述崩解样品的通过级分以获得m2，以及
处理单元(15)，用于通过下式计算来获得所述纤维产品的崩解-％：
以及任选地，用于通过除以所述纤维产品的基重、厚度、比容或密度，或除以所述初始样品干重mi来归一化所述崩解-％。
17.一种用于制造表现为受控崩解的纤维片的方法，包括：
-提供包括纤维素纤维、非纤维素聚合纤维或其任何组合的水性悬浮液；
-排干所述水性悬浮液以形成湿纤维幅，并干燥所述湿纤维幅以获得纤维片；
其中，将有助于纤维片的湿强度的至少一种化学添加剂掺入所述水性悬浮液中或添加到所述湿纤维幅或干燥纤维片上；
-按照权利要求1至15中任一项所述的方法测量所述纤维片的崩解，以获得所述纤维片的特征值；
-将获得的值与预定值进行比较；以及
-根据所述获得的值与所述预定值之间的差异调整所述至少一种化学添加剂的掺入或添加。
18.一种表现为受控崩解的纤维片，可通过权利要求17的方法获得。
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