CN1139692C - 棉短绒卫生用纸产品及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供柔软、光亮和高强度的卫生用纸产品和制备这种卫生用纸产品的方法。本发明的卫生用纸产品是由棉短绒纤维制备的，这些产品除具有平衡的性能外，还显示意想不到的医学益处或优点。

Description

棉短绒卫生用纸产品及其制备方法
发明的领域
本发明概括地说是涉及棉短绒卫生用纸产品。更具体地说，本发明涉及具有包括软度或对比粗度和强度在内的平衡性能的棉短绒卫生用纸产品。本发明还涉及制备这些卫生用纸产品的方法。
发明的背景技术
卫生用纸产品，如面巾纸和卫生纸，是相对重量轻、密度低的纸，它们无疑被认为是基本的纤维日用品。制备这些卫生用纸产品所使用的纤维的主要来源是平均纤维长度从小于1毫米(＜1mm)到大约2毫米的木桨纤维。这样的纤维包括化学木桨，如亚硫酸盐法和硫酸盐法木桨(即Kraft)和机械木桨，如热机械浆(TMP)和化学热机械浆(CTMP)。除了从循环纸获得纤维外，从落叶树(硬木)和针叶树(软木)制得的木桨被用作纤维的来源。这些已有技术的卫生用纸产品含有微量的化学功能试剂，包括湿强和干强粘合剂、助留剂、表面活性剂、胶料、化学软化剂等。要注意，某些已有技术的卫生用纸产品具有高含量的粉尘和纤维屑。而且，与这些纤维相关的固有粗度，以及残留工艺试剂的存在，导致卫生用纸产品可能成为用户的刺激物。
上面提到的已有技术的卫生用纸产品是由纸页制造的，而纸页是利用普遍的造纸工艺和技术制备的，包括：形成纸浆或水纤维浆的步骤；将这种浆沉积在多孔表面，如长网成形器的成形网或在筒模造纸机械中使用的成形筒的表面；从沉积浆中排除水，如通过重力或真空帮助排水；接着将所得这种半干纸页粘附于杨克氏干燥器上，通过蒸发完全排除半干纸页的水；从杨克氏干燥器上取下完全干燥的纸页；将所得到的纸页卷在卷轴上。
在这些卫生用纸产品中使用的造纸纤维是利用普通的成浆法将木桨的各个纤维释放到水浆中制备的，如果需要，由精磨减少纤维长度。
卫生用纸工业早已考虑并设法供给具有生存医学条件如外体破裂或病症(如肿胀的组织)或对现有卫生用纸产品显示过敏反应倾向的部分公众。为适应这批公众所作的努力包括提供不含香料、保护剂和其他非实质性成份或组份的卫生用纸产品，这些成份会加重生存条件或促进、激发变应性或其他人体反应。但是，即使这样改造过的产品，大概会因部分地由于它们所固有的粗度，对这部分公众会继续存在问题。
经济和环境的考虑使卫生用纸工业出现了新的趋势，这就是减少像面巾纸和卫生纸这样的产品使用的木桨量。实现这种减少的方法包括用高产量的纤维或循环使用的纤维代替木桨纤维。另一个这样的方法揭示在Vinson等人的U.S.Pat.5,611,890中，涉及用便宜易得的装填材料如高岭土和碳酸钙代替木桨。遗憾的是，这些方法一般对其产品的柔软性和触感有不利的影响。
棉花令人满意的触感早已获得公认，在某些纸工业中使用棉纤维多年来己屡见不鲜。但是，把这种纤维源扩大用于卫生用纸产品，在制备工艺的每一个阶段，从原料棉短绒的选择到短绒成浆工艺和卫生用纸制造工艺，都存在重要的技术和制造上的障碍。
由棉种得到的原料棉短绒，长度、外来颗粒或粉尘和残留棉丝纤维、机械微尘都有很大的变化，因而等级差异也很大。例如，第一次切割的棉短绒，主要用于纸币和高质量的不变纸和文献纸，它们是长纤维(即＞10毫米)，含有棉丝纤维和机械微尘残余。因而，试图制备棉短绒纸浆时，要进行深度精磨和清洗。这些棉短绒纸浆用来制备面巾纸和卫生纸时，存在另外的工艺问题。本申请人已发现，当包含这样的原料棉短绒水纤维浆通过普通卫生用纸生产工艺的泵和洗涤器时，会存在过量的纤维“索”。我们还发现，即使通过精磨和打浆对这样的纤维进行进一步的软化处理，以改善所得纸页的物理特性，纸页仍带有硬质小球造成的“麻点”。
第二次和第三次切割的棉短绒依来源国家的不同而变化。例如，来自亚洲和欧洲的二次切割棉短绒比来自美国的要长得多，倾向形成棉球，但比上述情况要轻得多。亚洲和欧洲的三次切割棉短绒比美国的二次切割棉短绒要短，但尘含量高。
长的棉短绒纤维会造成民用纸浆厂和卫生用纸厂使用的圆盘精磨机的严重堵塞。特别是民用纸浆厂使用的双圆盘精磨机，已经发现，如果精磨机档板间的缝隙过窄和过浅，不能保证纤维有干净的通道，这些缝隙将被硬质纤维团堵塞，从而导致精磨能力的损失和纸页布有硬虱卵、小球和纤维的缺欠。
市场上出售有不同等级的棉短绒纸浆。但是，要注意，市场上出售的这些纸浆，没有单一的等级品种可用于生产具有软度或对比粗度和强度平衡性能的卫生用纸产品。此外，由纸浆生产者引用的许多有关纤维长度的表示法是不适当的，且易引起误解。而且，已经发现，市场上买到的几种表面上明显等量的纸浆，并不能保证制备相等量的卫生用纸产品。
在棉短绒工业中，使用两种仪器(即Clark分级器和BauerMcNett分级器)来考核纤维的相对长度。这两种仪器都是依据在降低粗度的筛网上从稀浆收集纤维的原则工作的。例如，Clark分级器装备有美国14、30、50和100目的筛网。水纤维浆首先通过14目筛网。长纤维就被阻挡在筛网上或筛网的上游水箱。而后，同样的过程在30、50和100目的筛网上进行。使每个水箱排干，收集纤维并称重。在每种筛网及其相联水箱中阻留的纤维重量百分数就是纤维相对长度的数量表达。一般地说，14目筛网上阻留的百分数在各种等级纸浆的技术规格中均有详细说明。
如上所述，尽管棉短绒纸浆技术规格相近，但在性能上会有重要差别。例如，以“精磨过的第一次切割棉短绒纸浆”销售的等级，开始总是相当长的纤维，在纸浆干燥前需猛烈地精磨。等级规格将包括美国14目筛网上45-55％的纤维长度。这种所谓“第一次切割基浆”具有明显的卷索成球倾向，但生产的卫生用纸产品强度好。相反，作为过滤纸浆销售的等级，开始以相当短的纤维混合物存在，仅需足够的精磨就在纸浆干燥器上形成纸页。等级规格将包括40-50％的纤维长度。这种过滤纸浆等级形成不了多少纤维或小球，但生产的卫生用纸产品强度相对较差。
除了由每一种原料棉短绒等级和每一种市场上的棉短绒纸浆等级所固有的变化产生的不确定性外，还要进一步注意，棉纤维比木纤维更易缠连，因而还会出现其他的工艺难点。
普通卫生用纸厂设备的设计，是为了适合或加工平均纤维长度从＜1mm到大约2mm的相对干净的木浆纤维。因此，利用这样的普通设备由棉短绒纸浆制备卫生用纸产品，很快就会出现问题。利用棉短绒纸浆最不适用于普通卫生用纸厂设备的工艺是原料准备、成浆、泵送、精磨和筛分工艺。已经发现，使用这样的纸浆，在所使用的筛网和精磨器不能提供不堵塞所需的干净程度和深度精磨的场合，会导致设备的立刻堵塞。要注意，普通卫生用纸厂使用的精磨器一般都是小型的，不能提供加工这种棉短绒纸浆所需要的马力。
SU-A-417 566(SU’566)公开了用于制造环境卫生和家用纸张，该文件的纸的定量为60±5g/m2，不能构成薄棉纸类。事实上，SU’566公开的纸可以用于生产环境卫生和家用的纸制品，所述纸浆制品是短期使用，并且是不洗涤的(内衣、布纹纸、非常简单的各类衣服)。
SU’566还公开了棉纺废料和亚麻纺织废料在上述纸浆中的应用。在该文件中没有定义词汇“棉纺废料-III和IV型纤维”，但它是纺织工业的生产废料是可以理解的，即是废料和长度为6.5-19mm短棉麻纤维的混合物，在研磨时纤维的长度(即6-8mm)不会减小。
EP-A-0 824 160(EP’160)涉及制造高定量纸张纸浆的方法，所述的纸张包括高质量证券纸如钞票纸等。EP’160的纸浆是由一年生植物的纤维包括棉花、亚麻、稻草、甘蔗渣、香蕉杆、棉短绒、麻等制造。
当EP’160涉及用于制造高定量纸张的纸浆时，有关纤维缩短的程度和纤维来源的特征的问题，对于用所述纸浆制造的纸张在整体上说不是关键，因此在此文中没有相关建议。
GARY A.Smook：Handbook for Pulp and PaperTechnologists，p195-196，指出打浆锤(Hollander beaters)被用于加工棉花给料。但是，该文献中没有教导或建议这些棉花给料可用于生产轻定量、低密度纸张或薄棉纸。
N.K.AHUJA等人的Pulp and Paper Manufacture，p111-112解释了棉短绒是什么；这些纤维的处理(精制)；原纸辊和第一、第二次切割的平均纤维长度，以及棉短绒纤维在制造含棉纸中的应用。
然而，上述文献并没有教导或建议棉短绒纤维在卫生用纸产品中的应用。因此，尽管上述文献指出，短绒纤维的质量是变化的，但是却没有公开这种纤维原料的必要特征(如：外来的微粒或污垢含量，残余的人造短纤维和机械装置上的尘埃的程度)。
GB 1 239 311A(GB’311)是与DE-A-1 916 063相同的专利，该文件涉及制备用于造纸的、低木质素含量的非木浆纤维材料的改进方法。所述的方法特别涉及使用改进的滚筒式提取器的清洗机，以便在其转移至打浆机之前进行加工。但是，该文件中没有教导或建议这些纤维材料可用于生产轻定量、低密度纸张或薄棉纸。
USP-3,737,369(US’369)涉及改进的甘蔗渣纸。按照该文件所述，甘蔗渣和其它类似的植物纤维材料具有相当高的半纤维素含量，在用通常的苏打方法加工打浆之后，这些材料的基本比例维持不变。由于有此特性，所述的甘蔗渣浆水合特别快，并且可以看出非常容易精制和内在性质减弱，特别是如此制造的纸的撕裂强度更是如此。
为了解决这些问题，US’369指出用含有98-85wt％木质纤维素的植物材料纤维，如蔗糖的甘蔗渣与2-15wt％的棉短绒的混合物制造纸浆。与100％甘蔗渣纸浆材料制造的纸相比，由此混合物制造的纸浆加工时所消耗能量和所生产的纸的强度特性得到改进。以降低甘蔗渣纤维的水合作用为唯一目的时可使用棉短绒。
US’369指出不使用由短绒纸单独制备的纸浆。如该文件中的表IV清楚说明的，用短绒纸单独制备纸浆时，与CanadianStandard Freeness 650ml和500ml相当时的打浆次数(即对比操作B和C)比按照所公开的发明制备纸浆时的打浆次数要超过三次。更重要的，与该发明用甘蔗渣/棉短绒纤维混合物制备的纸浆所制成的纸(即实施例1、2和3)相比，用4mm短的棉短绒纸浆制成的纸(即对比实施例C)大大地减少了拉伸断裂和爆裂因素值。
JP-A-56 068 178(JP’178)公开了在含有过氧化氢的碱性溶液中消化纤维质粗原料的方法。与本发明为了减少机械和化学预处理的要求不同，该方法可避免产生令人讨厌的气体。
JP-A-61 012 991(JP’991)公开了将棉短绒、叶子、种子壳和棉绒与氧和碱(例如：氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠)的混合物进行连续消化的方法。
在基于棉纤维产品的技术中，需要满足具有生存医疗问题的群体和普通消费者偏爱的需求。因而，本发明的目的就是克服上述局限和缺点。
本发明比较具体的目的是提供由棉短绒纤维制备的卫生用纸产品。
本发明更具体的目的是提供具有包括软度或对比粗度和强度在内的平衡性能的卫生用纸产品。
发明概要
本发明提供棉短绒纸浆的制备方法，该方法包括使包含平均纤维长度从大约2-16毫米棉短绒纤维的水棉短绒浆，由荷兰式打浆机进行温和的、长时间的精磨大约2-3小时，直到得到平均纤维长度从大约0.3-3.0毫米为止。
本发明还提供由平均纤维长度从大约2-16毫米的原料棉短绒纤维制备的柔软结实的卫生用纸产品，该产品包含平均纤维长度从大约0.3-3.0毫米的棉短绒纤维和有效量阳离子淀粉衍生物。
本发明进一步提供上述卫生用纸产品的制备方法，包括：
选择原料棉短绒纤维或它们的混合物；
机械清洗选定的纤维；
蒸煮机械清洗过的纤维以形成纸浆；
漂白纸浆；
打浆或精磨漂白过的纸浆，直到平均纤维长度达到从大约0.3-3.0毫米为止；
在精磨过的纸浆中加入有效量的阳离子淀粉衍生物；及
使漂白和精磨过的纸浆形成纸页。
本发明的上述和其他特点和优点从下面的描述中将变得更为明显。
附图的简要说明
图1是本发明的浴巾纸或卫生纸产品的扫描电子显微照片(放大1100倍)；
图2是由The Proctor & Gamble Company，Inc生产的商品名称为“CHARMIN”(“CHARMIN”浴巾纸)的浴巾纸或卫生纸产品的扫描电子显微照片(放大1100倍)；
图3是由Kimberly-Clark公司生产的商品名称为“COTTONELLE”(“COTTONELLE”浴巾纸)的浴巾纸或卫生纸产品的扫描电子显微照片(放大1100倍)；
图4是本发明的面巾纸产品的扫描电子显微照片(放大1100倍)；
图5是由Kimberly-Clark公司生产的商品名称为“KLEENEX”(“KLEENEX”面巾纸)的面巾纸产品的扫描电子显微照片(放大1100倍)；
图6是通过2毫米打孔器取下活组织检查样品的方法，从显示角质层和有生存力的表皮层的面部，获得的表皮样品的8毫米电子显微照片(放大8900×3.7倍)；
图7是通过2毫米打孔器取下活组织检查样品的方法，从使用5天KLEENEX面巾纸而导致的角质层皮层显示超显结构变化的面部，获得的表皮样品的8毫米电子显微照片(放大8900×3.7倍)；
图8是通过2毫米打孔器取下活组织检查样品的方法，从使用5天The Proctor & Gamble Company，Inc生产的商品名称为“PUFFS PLUS”(“PUFFS PLUS面巾纸”)面巾纸产品，而导致的角质层皮层显示超显微结构变化的面部，获得的表皮样品的8毫米电子显微照片(8900×3.7倍)；
图9是通过2毫米打孔器取下活组织检查样品的方法，从使用5天本发明的面巾纸产品而导致的角质层皮层显示超显微结构变化的面部，获得的表皮样品的8毫米电子显微照片(放大8900×3.7倍)。
实施本发明的最佳模式
本发明涉及一项惊人的发现，即在制备诸如面巾纸和卫生纸以及其非织物产品中，使用棉短绒纤维作为唯一的或占优势的纤维源，这不仅是有生存力的，而且提供的产品除了平衡的性能外，还具有意想不到的医学益处或优点。虽然本发明的棉短绒纤维和纸浆，在下面的描述中主要与卫生用纸产品的制备有关，但本发明并不受如此的限制。棉短绒纤维和由其制备的棉短绒纸浆可用来制备绉纹的和非绉纹的非织物产品，如女性保健品、其他卫生用品、尿布衬里等。
涉及由具有某些炎症症状的群体使用本发明卫生用纸产品的初步医疗研究表明，使用这种产品可用来改善大多数受试人的症状。特别地，集中于受慢性或复发阴门和阴道感染和其他炎症困扰的妇女，使用本发明产品的初步典型试验研究已得出结论，这些症状不管是裂缝感染、继发感染、疼痛和溢液，在统计上都有明显改善。
本发明的关键除了制备有生存力的棉短绒纸浆外，还包括选择和鉴定有生存力等级的原料棉短绒纤维。如上面提到的那样，原料棉短绒纤维和所得到的纸浆的物理特性，除了决定所得纸页的物理特性外，还将决定加工这些材料的普通卫生用纸厂设备的能力。
本发明的棉短绒纤维平均纤维长度是大约2-16毫米，优先包括来自美国和墨西哥的二次切割棉短绒和三次切割的亚洲棉短绒混合物。当使用二次和三次切割的亚洲棉短绒混合物时，要注意优选的混合物比例变化范围是从大约1∶4到大约1∶1(即以重量计大约20％到大约50％二次切割品和大约80％到大约50％三次切割品)。
这里使用的术语“二次切割棉短绒”指棉种第二次通过普通棉短绒机的剥绒锯时从棉种上取下的纤维。而术语“三次切割棉短绒”指棉种第三次通过这样的剥绒锯时从棉种上取下的纤维。
本发明的原料棉短绒纤维一般具有以下的物理特性：
  美国的二次切割棉短绒   墨西哥的二次切割棉短绒   亚洲的二次切割棉短绒   亚洲的三次切割棉短绒
平均纤维长度(mm) 3-5 3-5 3-6 2-3
粉尘和棉种碎片含量(％) 12 12 14 16
棉丝纤维和机械微尘残余(％) 1-3 1-3 3-5 0
正如由上述物理特性指出的那样，由美国和墨西哥的二次切割棉短绒制造的棉短绒纸浆生产具有最佳纸张均度、最少小球和最低粉尘含量的卫生用纸。此外，这种纸浆还具有在卫生用纸厂设备上最好的加工性能。
在本发明比较优选的实施方案中，原料棉短绒纤维的平均纤维长度是大约2-10毫米，更优选的是4-6毫米。
在另一个比较优选的实施方案中，原料棉短绒纤维的平均粗度是从大约25％-70％，更优选的是从大约35％-55％。这里使用的术语“粗度”指纤维细胞壁厚度除以纤维细胞壁厚度和细胞腔直径之和所得商的百分数。作为说明，具有比较环形细胞腔的棉短绒纤维，有代表性的纤维直径是从大约0.7-1.1密耳，而细胞壁的厚度是从大约0.16-0.40密耳。
这里要注意的是，通过使用少量的平均纤维长度超出上述指定范围的纤维，本发明卫生用纸产品的强度和蔽光性会增加。具体地说，来自长的二次切割棉短绒和未分等级的棉短绒的较长纤维可用来增加强度。但是，这样的纤维一定不要太长，使用量也不能太多，以免引起在卫生用纸厂设备上的捆扎现象。而且，比较短的纤维，如短的二次切割品、三次切割品或种毛纤维，可以用来填充卫生用纸的空隙，因而增加所得纸的蔽光性。在优选的实施方案中，以重量计从大约48-72％的美国二次切割棉短绒纤维的较长纤维和从大约38-52％的亚洲较短纤维同上述原料棉短绒纤维一起使用。
这里使用的术语“未分等级的棉短绒”，指一次和二次切割棉短绒纤维的混合物。这种混合物可由棉种一次通过以能分离两种纤维的方式调整剥绒锯条间隙的棉短绒机而得到。这样的混合物还可以接近1∶4的比例由手工混合一次和二次切割棉短绒而得到。
这里使用的术语“种毛纤维”，指在纤维分离器中通过打浆充满种毛的纤维从棉种种毛分离出的非常短的纤维。
本发明的阳离子淀粉衍生物是经过化学改性使其部分带上阳离子的自然起源的淀粉。优选的淀粉来自玉米和土豆。在比较优选的实施方案中，本发明的阳离子淀粉衍生物是土豆淀粉。
所使用的淀粉可以是粒形、预胶质化粒形或分散形。在优选的实施方案中，使用15-35％的土豆淀粉衍生物的水浆。适宜的淀粉可由National Starch and Chemical Company，Bridgewater，New Jersey获得，商品规格是REDI-BOND 2038，5330和5330A。
在优选的实施方案中，将阳离子淀粉衍生物加入到包含有漂白精磨过的水纤维浆中，加入量以含水量大约5％的棉短绒纸浆总重量为基准，在大约0.1-5.6％的范围内变化。更优选的范围是大约0.3-1.3％。
本发明的卫生用纸产品试图用作面巾纸时，还要把一定量的湿强树脂加入到水纤维浆中，按重量计，优选的范围是0.05-3.0％，更优选的范围是0.1-1.0％。优选的湿强树脂可由Hercules Incorporated，Wilmington，DE 19894-0001获得，商品规格是KYMENE 557H湿强树脂。
为便于加工和给予卫生用纸产品其他特性或特征，其他材料可加入到水纤维浆中，只要它们不相反地冲击或影响本发明卫生用纸产品的软度和/或强度或对具有生存医学条件或过敏性的那些人的相容性就行。
本发明的卫生用纸产品可由单层或多层卫生用纸纸幅制备，因而可取单层卫生用纸产品和多层卫生用纸产品的形式。
在一个实施方案中，本发明的卫生用纸产品是双层卫生用纸产品，其中每一层都构成单独的一层，它包含平均纤维长度从大约0.3-3.0毫米的棉短绒纤维和有效量的阳离子淀粉。
在另一个实施方案中，本发明的卫生用纸产品是包含三个接触层的一层卫生用纸产品，这三层是由普通木浆纤维构成的内层或中心层和由上述棉短绒纤维构成的两个外层，其厚度或厚薄的变化范围是从大约0.06-0.35毫米。
在另一个实施方案中，本发明的卫生用纸产品是双层卫生用纸产品，其中每一层都构成双层纸页。第一层由上述棉短绒纤维制造，其厚度从大约0.02-0.50mm；第二层由普通的木浆纤维制造，其厚度从大约0.08-0.80mm。该双层纸页与木浆纤维层彼此面对面叠加，这样每一棉短绒纤维层都构成外层。
本发明优选的卫生用纸产品的定量是大约1-35克/平方米(g/m2)，更优选的是大约6-30g/m2。优选的卫生用纸产品的密度在大约0.02和大约0.39克/立方厘米(g/cm3)之间，更优选的在大约0.08和0.29g/cm3之间。
就纵向抗张强度来说，优选的卫生用纸产品的抗张强度≥140克/英寸(g/in)(≥55g/cm)(双层纸页，Tappi方法，#494)，更优选的是大约190-330g/in。而方形纸(纵向抗张强度＝横向抗张强度)是本发明想要得到的，优选的横向抗张强度大约是纵向抗张强度的60-70％。
为制备本发明的卫生用纸产品需首先制备水纤维浆或纸浆，下面予以描述。
含水纤维浆或纸浆的制备
首先，原料棉短绒纤维要进行机械清洗，以除去农田废料、种毛纤维、棉种和沙石。机械清洗技术是本领域的专业技术人员所熟知的，除机械打浆技术外，还包括气体分离技术，由于这些成份间密度的差异，纤维得以从废料中分离。在优选的实施方案中，原料纤维由四级机械打浆系统进行机械清洗，该系统由气流输送，各级之间均有密度分离步骤。机械清洗的时间范围从大约1到大约4分钟，到大部分高密度的杂物从低密度的纤维中分离出去止。
一旦原料纤维完成机械清洗，就优选将其用1.8-5.6％的氢氧化钠溶液和精炼妥尔油所饱和。具体地说，原料纤维用苛性钠溶液喷淋，而后机械加压，以排除过量的溶液，同时迫使溶液穿透纤维，由此来确定纤维同溶液的比率。优选的纤维同溶液的比率范围从大约1∶3到大约1∶5。
接着将饱和的纤维转移到蒸煮器中，通过直接注入蒸汽对其加热。蒸煮步骤的目的有三个。第一，通过皂化作用使棉籽油和腊变成水溶性的脂肪的钠盐。第二，溶解棉籽和种毛纤维碎片。第三，调整纤维素的粘度或分子量。
苛性碱液的强度、纤维同溶液的比率、蒸煮器的温度、压力、蒸煮时间是决定棉短绒粘度的全部因素。而且，蒸煮器的温度、压力和蒸煮时间影响最终棉短绒卫生用纸产品的亮度、粉尘含量和强度。特别地，如果蒸煮过程太温和，所得到的卫生用纸产品亮度将太低，而粉尘含量将很高。另一方面，如果蒸煮过程过于苛刻，纤维的强度将减少。在优选的实施方案中，饱和纤维被蒸煮的温度范围从大约140℃到大约195℃，压力范围从大约0.28MPa到大约1.24Mpa，时间范围压力范围从大约25分钟到大约3小时。蒸煮的棉短绒具有的粘度范围优选从大约50秒到大约5000秒，更优选的是从大约100秒到大约1000秒，这里所指粘度是由刊登在 Industrial and Engineering Chemistry Analytical Edition，Vol，1，Page 49，January 15，1992上的CAS方法测定的。该文献中引用的粘度值，都是由已校准的小球下降通过20cm的2.5克纤维素溶解在组成为165克氨、30克紫铜和10克蔗糖的溶剂中形成的溶液所需的秒数。
在比较优选的实施方案中，饱和纤维还要在蒸煮器中经受氧化步骤。据推理，与棉短绒加工有关的木素会产生种毛纤维，当棉种毛纤维在蒸煮过程溶解时，会形成带色的化合物。已经发现，在蒸煮器中增加氧化步骤，会减少带色化合物，产生比较光亮的浆料。正如本领域内的专业技术人员易于明白的那样，这个为制备亮度可接受的纸浆的步骤即使不能消除，也能减少以后必须使用的氯基漂白剂的量。
上述氧化步骤优选由两个方法中的一个来完成。在第一个方法中，过氧化氢(H2O2)被用作脱木素试剂，将其加入到1.8-5.6％的氢氧化钠溶液和精炼妥尔油中，以构成1-5％的H2O2溶液。当棉短绒注入蒸煮器时，将所得到的过氧化物溶液加到棉短绒上。而后按照上面描述的工艺参数进行蒸煮。过氧化物的良好漂白作用由良好的混合和高温蒸煮得以实施。要注意，这个方法会导致过氧化物某种程度的分解，由此会影响这个方法的效率。
在第二个方法中，氧被用作脱木素试剂。具体地说，是在蒸汽加热之前或在蒸煮循环结束时，加入每公吨大约0.11到大约0.78MPa原料纤维的氧。正如本领域内的专业技术人员易于明白那样，加入的氧量将取决于蒸煮器的压力极限和蒸煮棉短绒所使用的蒸汽压力。
在更优选的实施方案中，氧被用作脱木素试剂，并在蒸汽加热之前加入到蒸煮器中。已经进一步发现，氧与苛性溶液和蒸煮过程的高温结合，会比仅是高温苛性溶液的蒸煮更大程度地减少纤维素的粘度。
蒸煮过的原料棉短绒从蒸煮器转移前的最后步骤，优选使用二氧化碳作为残留碱的中和试剂。二氧化碳的使用起着降低纸浆灰分含量的作用。很显然，所得到的钙含量可通过用脱离子水冲洗蒸煮过的棉短绒以排除由中和反应形成的碳酸氢盐而减少。
一旦原料棉短绒纤维完成蒸煮，所得到的纸浆就转移到漂白系统。可按照普通的漂白技术使用少量的元素氯进行漂白。这样的普通技术优选地实施程度是使粘度减少从大约30％到大约55％。在这个范围内的粘度减少会获得高亮度的纸浆，而纸浆强度又下降的最小。
在优选的实施方案中，不使用元素氯。具体地说，pH从大约2.0到大约4.5的亚氯酸钠和次氯酸钠的混合物，以每公吨纤维从大约4到大约12千克亚氯酸钠的量，被加入到蒸煮过的纤维中。而后把漂白系统或装置的温度提高到从大约48℃到大约60℃，并维持这样的温度从大约35分钟到大约55分钟。要注意，这种化学品的结合，会产生二氧化氯，它成为主要的漂白剂。
接着，把相当纸浆重量百分数从大约0.4到大约1.4的过氧化氢加入到上述漂白混合物或液体中，以取代第二阶段的次氯酸盐的漂白。还要把相当纸浆重量百分数从大约0.1到大约0.3的螯合剂(如硫酸镁)，以及相当纸浆重量百分数从大约0.1到大约0.7的控制pH缓冲液(如硅酸钠-氢氧化钠溶液)，加入到上述漂白液体中。而后把漂白系统的温度提高到从大约74℃到大约88℃，并维持这样的温度从大约45分钟到大约70分钟。在优选的实施方案中，漂白液体的固含量是从大约12％到大约19％。
最后，纸浆被酸化到pH从大约2.5到大约3.5，以减少灰分含量。另外，要把从大约2到大约5千克的亚氯酸钠和次氯酸钠3∶1的混合物加入到漂白纸浆中，以实现这种灰分含量的减少。灰分含量优选减少到的水平，是相当纸浆干重百分数从大约0.05到大约0.65。
在比较优选的实施方案中，用氯游离的化学品进行漂白。具体地说，是把每公吨纤维从大约35到大约90千克的过氧化氢加入到蒸煮过的纤维或纸浆中。把漂白装置的温度提高到从大约71℃到大约88℃，并维持这样的温度从大约50分钟到大约90分钟。如果需要，过氧化物漂白步骤可以重复，以达到所希望的亮度。一旦所希望的亮度达到了，为了去除漂白化学品，就用pH从大约3到大约5的酸性水冲洗纤维。
令人惊讶地是，在蒸煮期间用氧处理并用过氧化氢漂白产生的棉短绒纸浆，其亮度值与由普通漂白技术生产的棉短绒纸浆相等。而且，由氧和过氧化物生产的纸浆，其强度要大于由普通漂白技术生产的相同亮度的纸浆。一旦纸浆被漂白，就要将其转移到精磨装置，在这里纤维被切割和细纤维化。
精磨的结果和类型对最终产品质量的影响，即使不是决定性的，也是重要的。已经发现，温和的长时间的精磨，如使用荷兰式打浆机，提供民用卫生用纸厂可接受的精浆。在优选的实施方案中，在荷兰式打浆机中纤维被精磨的时间，从大约2到大约3小时，直到得到平均纤维长度从大约0.3到大约3.0毫米为止。
在精磨后，如果希望的话，要把有效量的阳离子淀粉衍生物加入到精浆中。
卫生用纸幅的制备
在非集成系统中(即纸浆厂远离卫生用纸厂)，把漂白的精浆纤维形成纸页再输送到卫生用纸厂。在集成系统中(即纸浆厂与卫生用纸厂相连接)，漂白的精浆纤维一般是以水纤维浆的形式通过管线由纸浆厂的漂白/精磨区域输送到卫生用纸厂。
要注意，在卫生用纸厂为把水纤维浆从一个工艺点输送到另一个工艺点所使用的浆料泵，一般装备有一面敞开的多叶轮推进器，如2-4型，并在低RPM(即≤1,800)运转。要进一步注意，在较高速度下运转的泵以及五叶轮和六叶轮推进器，处理水棉短绒纸浆时要出现堵塞。已经发现，在本发明的实践中使用的浆料泵是具有大叶轮间隙(即4.4-7.6厘米)的低速(即880到1,200RPM)、高容量泵。
一旦卫生用纸厂收到漂白的精浆纤维，就机械成浆使纤维分离。在优选的实施方案中，从3％到大约4.2％的水棉短绒纤维浆，在室温下用最少60分钟的时间，在一个能够产生湍流以避免在水浆表面下形成死点和在水浆表面上形成非搅动漂浮浆料的系统中，用机械法制成纸浆。在更优选的实施方案中，3.4％到大约4.4％的水棉短绒纤维浆，按上述系统机械成浆，维持的温度范围从大约49℃到大约57℃，最少时间是40分钟。
用机械法制成纸浆的纤维要接着经过一个或两个精磨步骤，纤维被优选精磨成400-680毫升排水的加拿大标准游离度。
对于仅由一台双盘精磨机的卫生用纸厂来说，所使用的精磨机优选中等大小的，能产生4.5-6.0净实用马力天/每吨加工纤维(“净HPD/T”)。顺便说明，双盘精磨机具有两组能形成两个交界面的两个叠加的精磨扳。每一组精磨扳，一个是旋转的，一个是固定的，每组板间的距离可以调整。正如本领域内的专业技术人员易于明白的那样，纤维浆通过每个交界面泵送过去，由每个精磨板的切割面将纤维切割精磨。当精磨板在比较接近的状态下运动时，会有更多的纤维被切割和精磨，同时有更多的能加于纤维上。“净实用马力”是加到纤维上的能的数量，而用在这里表示所施加的马力与“无负载马力”之差，后者是当精磨板间的距离或间隙大得精磨不发生时，运转精磨扳所需的马力量。一般地，“净实用马力”大约等于施加马力的80-85％。例如，装备有600马力马达的精磨机可提供480-510的净实用马力。因此，如果卫生用纸厂的卫生用纸机在3.0吨/小时或72吨/每天下运转，净HPD/T就在6.67和7.08之间。
对于装备有两台精磨机的卫生用纸厂来说，精磨机优选串联放置，并把第一个精磨机的精磨板装备成切割功能多于细纤维化的状态。这样的精磨板，与提供细纤维化多于切割的精磨板相比，具有略大的刀间隙，因而不太易于由棉短绒纤维堵塞。这种板的类型可从J&L Machine Company，Waukesha，Wisconsin买到，产品规格是24-EJ109/110型和24-EJ127/128型。更优选的是，调整第二个精磨机的精磨板使其比第一个精磨机提供略多的细纤维化。这种板可从J&L Machine Company，Waukesha，Wisconsin买到，产品规格是24-EJ101/102型和24-EJ103/104型。很显然，通过两个精磨机串联，调整切割和细纤维化的程度，以处理更宽范围的纤维混合物。
在另一个优选的实施方案中，使用具有双盘离心的精磨机，可使浆料流过第一个交界面，而后再通过第二个交界面。显然，这样的离心允许为形成第一个交界面而使用一种类型的精磨板，形成第二个交界面使用第二种类型的精磨板。
在更优选的实施方案中，采用两种浆料制备系统，每个系统都有专用的精磨机。这样的安排允许分别处理或加工不同类型的棉短绒纸浆，而后再进行混合，这与首先混合纤维而后再切割和细纤维化混合的浆料是不同的。
一旦纤维被精磨，包含已精磨纤维的水浆就用循环水稀释，直到纤维浓度达到从大约0.1％到大约0.4％为止。而后将稀释的浆料直接通过筛孔从大约1.0到大约1.9毫米和/或孔洞从大约1.0到大约2.4毫米的压力筛。再直接进入造纸机的流浆箱，在这里进行充分混合，以便在沉积到成形网或成形筒以前提供均匀的浆。由重力、真空助排水、机械加压等使沉积的浆料逐渐脱水到大约3 0％含固量。接着由适用的粘合剂固定在蒸汽加热的杨克氏烘缸的圆筒表面。在杨克氏烘缸上完全排水。把所得到的干纸幅，由相对烘缸表面从大约8°到大约30°的角度安装的刮刀或起绉浆叶从杨克氏烘缸“起绉“，再卷到辊筒上。
对于本发明的卫生用纸产品是双层产品(如每层含有一个包含棉短绒纤维和阳离子淀粉或淀粉衍生物的单层)的实施方案，和/或本发明的卫生用纸产品是包含三个连续层(如内层或中心层含普通的木浆纤维而两个外层含棉短绒纤维)的一层卫生用纸产品的实施方案，两种浆料制备系统和双层流浆箱都可供每一层的制做使用。另外，两种浆料制备系统和单层流浆箱，也可供制备以后按不同的比率计量到单层中去的两种类型的浆料使用。
现在详细地谈谈附图，本发明的浴巾纸和面巾纸卫生用纸产品的扫描电子显微照片连同CHARMIN和COTTONELLE的浴巾纸以及KLEENEX的面巾纸的扫描电子显微照片一起展示。图1-5表明，本发明的棉短绒纤维卫生用纸产品和已有技术的木浆纤维卫生用纸产品之间，在纤维取向和结构上有明显的不同。具体地说，图1和4展示的纤维具有平滑的“带状”结构，表明细纤维化的程度较高。这些纤维与已有技术卫生用纸产品的较无组织的木浆纤维相比，是以比较规则的指纹涡排列的，显得比较柔软，说明纤维到纤维的接触紧密，混合得也较好。图2、3和5明显不同，它们展示的是木浆纤维，这种纤维倾向保留得比较平直和刚性，在与其他纤维接触时显得不太适应，细纤维化的程度较低。
具体实施例
实施例1
为确定由最近经受了正常阴道分娩的妇女使用本发明的卫生用纸产品(与普通的木浆卫生用纸产品比较)，是否在会阴修复后可减轻阴道的刺激，进行了典型试验研究。在阴道分娩后随会阴修复而产生的会阴疼痛或不适是常见的。外阴切开手术和会阴撕裂的正确缝合有助于减少不适，但其他因素或许是重要的。
在这项研究中，于1996年8-11月，在英国伦敦的QueenCharlotte和Chelsea医院，招募了100名正常阴道分娩并进行了会阴修复(二级撕裂或外阴切开术)的妇女。具有一级或三级撕裂或有会阴疾病的妇女排除在外。这些妇女在产后第一天以非正式的书面协议被招募。由计算机产生无规号码获得无规则分布，给予每个参与者10卷以分别标记为A(48名妇女)和B(52名妇女)密封的本发明的卫生用纸产品或普通木浆卫生用纸产品。研究者和受试者均不知配给的卫生用纸类型，卫生用纸A和B身份，直到有了分析结果之后才揭封。
在产后24小时完成征求意见表，并附上可视摸拟量刻痕(刻度为0-100毫米)，以评价会阴疼痛。第二批邮政征求意见表在产后8周给每位妇女寄去。再次使用可视摸拟量刻痕评价会阴的不适，研究者问的是关于会阴瘙痒和肿胀、性交、肠体型和人乳哺育的恢复等方面的问题。
研究者收到了92份完整的征求意见表，46份来自A组，46份来自B组。由χ2实验和t-实验分别对可比较的数据和平均疼痛刻痕进行结果分析。结果示于下面表1。
                       表1
              典型试验研究结果总结典型试验研究参与者     A组        B组         P值
                   (n＝46)    (n＝46)外阴切开术人数         9(20％)    18(39％)    0.04二级撕裂人数           37(80％)   28(61％)    0.04在8周时会阴疼痛人数           4(9％)     7(15％)     0.41会阴瘙痒人数           4(9％)     11(24％)    0.048会阴肿胀人数           1(2％)     4(9％)      0.80仍人乳哺育人数         34(74％)   32(79％)    0.64性交恢复人数           20(4 3％)  28(61％)    0.10性交疼痛人数           3(15％)    7(25％)     0.40
两组妇女的平均出生体重、经产数或产后24小时痔发病率无明显差别。B组比A组外阴切开术人数多很多，但使用的缝合材料和技术无差别，由助产士和医生缝合的人数差不多。
在每组中诉苦便秘的人数、在8周时不再人乳哺育和仍在人乳哺育的人数和已恢复性交的人数差不多。在两组间产后24小时的平均会阴疼痛刻痕无重要差异，疼痛刻痕和会阴肿胀的改善无差别。使用本发明卫生用纸产品的妇女，在8周时没有几个诉苦会阴疼痛或肿胀。在使用本发明卫生用纸产品的妇女中，在8周时会阴瘙痒的人数更少，与使用木浆卫生用纸产品的妇女相比，是4/46(9％)对11/46(24％)(P＜0.05)。
这项研究表明，使用本发明的卫生用纸产品可减少会阴刺激，这已由正常阴道分娩会阴修复后在8周时较低程度的疼痛、瘙瘁和肿胀所证明。
实施例2
吸收能力试验
1、亲水性
卫生用纸产品的亲水性指卫生用纸产品被水湿润的倾向。吸水性或亲水性，可通过测定在一定的时间内由卫生用纸样品吸收的水量和每一个样品达到最大吸水程度所需要的总时间来定量化。
对该实施例，采用ASTM D5801-95中详述的方法，来测定本发明的面巾纸和浴巾纸产品、CHARMIN和COTTONELLE的浴巾纸PUFFS和KLEENEX面巾纸的吸收能力。
将样品放在平行分离的试验板上，使其底面挨着板，上面盖一试验重物。每一个试验板都借助于虹吸管与单独的液体水箱连接。液体被吸收到样品上。所导致的水箱中液体的减少由秤测定，并由相连接的计算机记录。
在这个方法中所描绘的试验条件包括负液体压头。水箱的液面在样品与试验板接触的底面以下。
为了本项评价，提供了每种被试验样品的直径是50±1毫米的5个样品纸页。液体水箱包含大约200ml的水，放置在电子称上。60ml的注射器附着在连接水箱的管瑞，用它通过水管抽水，直到充满止。而后将水管连接到一个软管倒钩上，倒钩处于放置在平台上的直径50毫米的试验板上，并对秤进行校准。将样品放在试验板上，50g的重物放于样品的上面，以确保样品和液体间均衡的接触。
调整平台直到水管中的水接触到样品为止。使样品处在水箱中的水面以下差不多4毫米，以维持负液体压头。每3秒用秤和计算机来记录液体水箱中水的重量。使样品吸水，直到吸水率小于0.01g/15秒止，假定这时样品已饱和。
依据电子秤由计算机记录吸收的水量。去除饱和的样品。干燥试验板，液体水箱再次充满水。对其余4个样品纸页重复上述程序，并平均所得结果。而后对其余样品按此方法重复测定。
上述吸水性或亲水性试验的结果列入下面表2。
                      表2
                 吸收的水重(g)
                 在3秒      在9秒
样品
浴巾纸
本发明的         0.51       1.01
CHARMIN          0.05       0.84
COTTONELLE       0.06       0.72
面巾纸
本发明的         0.06       0.71
PUFFS            0.07       0.40
KLEENEX          0.02       0.64
表2详述的吸水性或亲水性试验结果证明，本发明的浴巾纸和面巾纸卫生用纸产品，同市场上已有技术的浴巾纸和面巾纸相比，具有更大的吸水倾向。
2、病菌吸收试验
a.金黄色葡萄球菌
对于这项试验，利用金黄色葡萄球菌ATCC#6538作为液体挑战溶液，重复上述方法(即ASTM D5801-95)。
对上述金黄色葡萄球菌吸收试验的结果列入下面的表3。
                      表3
         吸收的金黄色葡萄球菌液体挑战溶液(g)
                      在3秒      在6秒
样品
浴巾纸
本发明的               0.44       0.93
CHARMIN                0.07       0.74
COTTONELLE             0.07       0.61
面巾纸
本发明的               0.19       0.79
PUFFS                  0.05       0.15
KLEENEX                0.06       0.42
与上面详述的亲水性试验结果一致，表3详述的黄色葡萄球菌吸收试验结果证明，本发明的浴巾纸和面巾纸卫生用纸产品，同市场上已有技术的浴巾纸和面巾纸相比，吸收较大量的黄色葡萄球菌。
b.白色念珠菌
对于这项试验，利用白色念珠菌ATCC#10231作为液体挑战溶液，重复上述方法(即ASTM D5801-95)。
对上述白色念珠菌吸收试验的结果列入下面的表4。
                      表4
           吸收的白色念珠菌液体挑战溶液(g)
                  3秒       6秒        9秒
样品
浴巾纸
本发明的         0.19      0.84       0.97
CHARMIN          0.42      0.81       0.91
COTTONELLE       0.08      0.61       0.83
面巾纸
本发明的         0.37      0.82      0.93
PUFFS            0.05      0.15      0.34
KLEENEX          0.08      0.45      0.67
表4详述的白色念珠菌吸收试验结果证明，本发明的面巾纸同PUFFS和KLEENEX面巾纸相比，可以吸收更大量的白色念珠菌。此外，本发明的浴巾纸卫生用纸产品比COTTONELLE的浴巾纸吸收更大量的白色念珠菌。要注意，虽然CHARMIN浴巾纸在3秒试验中有较好的性能，但本发明的浴巾纸卫生用纸产品在6秒和9秒试验中，要胜过CHARMIN和COTTONELLE。
3.尿吸收试验
对于这项试验，利用合成尿作为液体挑战溶液，重复上述方法(即ASTM D5801-95)。
对上述合成尿吸收试验的结果列入下面的表5。
                          表5
                        吸收的尿(g)
                          在3秒
样品
浴巾纸
本发明的                  0.46
CHARMIN                   0.36
COTTONELLE                0.03
面巾纸
本发明的                  0.46
PUFFS                     0.04
KLEENEX                   0.07
表5详述的尿吸收试验证明，本发明的浴巾纸和面巾纸卫生用纸产品，同市场上已有技术的浴巾纸和面巾纸相比，吸收更大量的尿。
实施例3
磨损试验
对于这个实施例，采用下面的方法确定由本发明的浴巾纸和面巾纸卫生用纸产品、CHARMIN的浴巾纸和KLEENEX的面巾纸对聚碳酸酯放大镜表面磨损的程度。对于这个方法，为每一个被试验的样品提供12个尺寸为21.74×21.3cm的样品纸页。每个样品对半折叠后再对半折叠，把折叠的纸页放在承载机械研磨机的垫片上。将机械研磨机数字化为一定时间内有完整的具体转数。利用BKY加德纳浊度计(Gardner Hazemeter Plus)测定无涂层聚碳酸酯放大镜的浊度，而后稳定地附着在研磨机上。将上面放有折叠纸页的垫片与放大镜在一定的压力下接触，最好是模拟正常的擦抹压力。使折叠的纸页对放大镜摩擦总数1200个循环。再一次测定放大镜的浊度。将摩擦前后测定的浊度值彼此相减。对其余11个样品纸页重复这个方法，计算12个样品纸页的平均表面摩擦程度或浊度值的增加。对其他的卫生用纸产品重复上述方法测定。
所得结果列入下面的表6。
                                                        表6
                                              浊度的增加(1200循环之后)
                                                       样品号样品            1        2         3         4        5        6        7        8        9        10       11       12
浴巾纸
本发明   8.1   5.2   7.4   6.8   7.2   3.8   3.8   7.4   4.0   4.8   2.8   3.4
charMIN   9.0   10.8   10.9   6.2   8.8   2.4   8.4   7.5   5.4   11.6   6.4   3.6
面巾纸
本发明   1.0   1.2   0.8   0.7   1.6   1.2   0.8   2.1   2.1   0.5   1.4   1.0
KLEENEX   4.1   1.4   1.8   1.7   3.1   3.6   10.2   3.0   2.8   4.7   4.2   5.2
表6详述的表面磨损试验结果证明，本发明的浴巾纸和面巾纸卫生用纸产品比已有技术的浴巾纸和面巾纸磨损的程度低。
实施例4
粉尘和清洗试验
对于这个实施例，采用下面的方法确定由本发明的浴巾纸和面巾纸卫生用纸产品、CHARMIN和COTTNELLE的浴巾纸以及PUFFS和KLEENEX的面巾纸从硬树脂表面排除粉尘和油物的程度。对于这个方法，要以对在试验期间所使用的每一个放大镜都能精确地投放相同数量和位置的特定方式，将粉尘和油放在硬树脂放大镜上。这个试验所使用的机械可让卫生用纸产品同放大镜在预定的压力下接触5个循环时间。对分散有粉尘和油的放大镜，开始要利用BKY加德纳浊度计测定其浊度。而后就把它安置在机械上完成5个循环时间的测试。再从机械上取下放大镜并测定浊度。再把放大镜安放在机械上进行另外一个5个循环时间。这种方法总共重复60个循环。
与前面的试验相同，要为每一个被试验的卫生用纸样品提供36个尺寸为21.75×21.3cm的样品纸页。每个样品对半折叠后再对半折叠，对折叠的纸页按上述方法试验。
所得结果列入下面的表7。
                                                            表7
                                                  浊度的增加(60个循环之后)
                                                           样品号样品                     1         2        3       4        5        6       7        8        9       10       11       12
浴巾纸
本发明   .09   .03   .02   .06   .04   .09   .07   .05   .06   .02   .05   .05
charMIN   .15   .22   .15   .11   .10   .14   .12   .14   .17   .14   .14   .12
COTTONELLE   .16   .15   .15   .11   .14   .14   .16   .08   .10   .16   .15   .14
面巾纸
本发明   .06   .06   .06   .06   .09   .06   .06   .05   .04   .07   .04   .03
PUFFS   .23   .27   .22   .32   .27   .27   .18   .30   .20   .35   .37   .27
KLEENEX   .08   .06   .11   .17   .15   .06   .13   .08   .07   .10   .05   .11
表7详述的去除粉尘和油污试验的结果证明，本发明的浴巾纸和面巾纸卫生用纸产品，比已有技术的浴巾纸和面巾纸从硬树脂放大镜表面去除粉尘和油污的能力要好得多。
实施例5
干燥掉毛试验
按照在IES-RP-CC-003-87-T、ASTM F51-68(89)(EI)和ASTM F50-96中详述的方法，验证了本发明的浴巾纸和面巾纸卫生用纸产品、CHARMIN和COTTNELLE的浴巾纸以及PUFFS面巾纸的干燥掉毛程度。
把样品放入一个直径大约43cm，宽度33cm不锈钢辊筒小室中，对样品卫生用纸产品进行试验，辊筒每分钟可旋转10转(RPM)。一些三角板被固定在小室内。
把旋转辊筒连同驱动装置一起放入等级为100层流的罩子中。空气采样管被安放在辊筒室内，以便从室内抽吸空气。调整收集管的开口端，使小室的三角木在24.3毫米以内，并大致放于中央。
用一根4-5英尺长的软管把空气采样管连到激光颗粒计数器上。在试验前使激光颗粒计数器加热最少15分钟。
对空转室内的颗粒密度测定三次，每次1分钟。可接受的背景值＜100粒(≥0.5μm)/分。使小室转动，直到获得可接受的计数。用异丙醇和低掉毛的卫生抹布对室内侧进行清洗。当颗粒密度背景值可接受时，将试验样品放入旋转室内，收集10分钟的计数。
使无试验样品的旋转室转动三个1分钟，测定出空白对照值。从试验样品的计数中减去三个1分钟的平均空白计数。
将该试验装置保存在HEPA过滤器清洗台内的固定位置。小心地从保护性包装中取出试验样品，放入旋转室内。立即起动驱动装置和计数器，记时器定在10分钟。在减去空白对照数后，报告≥5μm的颗粒数/分钟。除了对整个样品进行试验外，还要对对半撕开的样品进行试验。
按照上述试验得到的结果列入下面的表8。
                                                    表8
                                                   颗粒数
                                                   样品号样品                       1          2          3         4       5       6       7       8      9      10      11      12
浴巾纸
本发明  2,700  4,000  5,600
charMIN  7,000  5,800  8,500
COFTONELLE  5,600  7,400  8,400
面巾纸
本发明  4  3  7  8  4  11  9  4  4  4  4  2
PUFFS  27  16  35  80  36  35  23  62  28  28  70  73
KLEENEX  23  18  15  10  17  23  16  9  15  17  12  11
表8详述的干燥掉毛试验的结果证明，本发明的卫生用纸产品，比试验的已有技术的卫生用纸产品存留或产生明显少的掉毛颗粒残留。
实施例6
面部皮肤刺激试验
对于这个实施例，采用下面的方法确定由本发明的面巾纸卫生用纸产品和KLEENEX以及PUFFS的面巾纸产品引起或产生的对面部皮肤磨损的程度。对于由加里福尼亚皮肤研究所(CSRI)，San Diego，CA进行的这项试验或研究，63个受试对象都使用缝拢的面方纸和TUCKS可随意使用的肛殖区卫生纸参与了三天的“冲洗”期。在某一天，对每一个受试者进行基本的直观评价。通过把D-SQUAME(CuDerm Corporation，Dallas，TX)塑料膜紧密地贴近皮肤加压，将其固定在每一位受试者的左右面颊到左右前额15秒钟。取下塑料膜，并将其贴在参考卡片上包含的黑色区域，参考卡片要设计成能半定量地提供皮肤脱落水平的指示。这些塑料膜作为角质层脱落的基准。在取下D-SQUAME塑料膜后，由技术员用一页卫生用纸产品样品在每个受试者脸(中线)的左边和右边机械摩擦(旋涡式摩擦)30秒钟。而后再由技术员对每个受试者脸的对侧机械摩擦(旋涡式摩擦)30秒钟。15分钟后，取一张D-SQUAME塑料膜紧密地贴近每个受试者两处处理面的皮肤加压15秒钟。取下D-SQUAM E塑料膜，并将其贴在上述等同的参考卡片上包含的空白区域。由见到或见不到皮肤鳞片来说明脱落增加的水平。皮肤鳞片的增加表明是比较重的脱落(即皮肤的中等微磨损)。
休息1小时后，再用卫生用纸产品样品重复30秒钟的机械摩擦程序，并在休息15分钟后使用D-SQUAME塑料膜。再经另外一个小时的休息后，进行机械脱落过程采样，作为最后的处理，并将结果编制成表。对每个受试者脸面的最终可视评价在这三次处理后进行。可视评价必须利用四点临床鳞片，以判断皮肤的红斑、水肿、丘疹和泡囊(美国北美接触性皮炎组(per NorthAmerican Contact Dermatitis Group))。
脱落减少的程度高说明磨损的水平低。上述面部皮肤刺激试验的结果列入下面的表9。
                            表9
    样品                 脱落程度的减少(％)
    面巾纸
    本发明               64
    KLEENEX              36
    PUFFS                36
表9详述的试验结果证明，KLEENEX和PUFFS的面巾纸产品对面部皮肤磨损的程度差不多是本发明面巾纸产品的两倍。
实施例7
正常皮肤的显微镜超微结构损伤
对本发明面巾纸卫生用纸产品、KLEENEX面巾纸或PUFFSPLUS面巾纸对照使用5天，对正常皮肤的电子显微镜超微结构变化的结果，进行了评价。对于这项由CSRI进行的评价，利用NEUTROGENA甘油肥皂和由CSRI提供的普通缝合面巾纸，使20位受试者最初参与了三天的“冲洗”期，以确保所有的受试者面部皮肤，在研究开始前实质上经受了相同医学条件的处理。在研究的某一天(基准)，受试者接受了可视医学评价。此外，用8毫米孔径的显微探针，在每个受试者的耳左右听觉区、前额、颏和颊完成色度计(Minolta CR300)读数。根据由色度计检测的反映皮肤的折射指数，该仪器提供临床和亚临床红斑(暗红色)的客观证明。某一天或四天后，每位受试者使用了本发明的面巾纸卫生用纸产品、KLEENEX面巾纸或PUFFS PLUS面巾纸，并完成为试验样品的使用提供资料的日记。所有的受试者均不知遵循这项研究所收到的面巾纸产品的类型和商标。在研究的第六天，从每位受试者的面部获得2毫米打孔器大小的活组织检查样品，作为5天对照使用各自试验样品的结果，为显示角质层皮层的超微结构的变化，完成了这些卫生用纸样品的电子显微照片。显示标准表皮样品的电子显微照片，和在使用了上述某一种面巾纸产品后，具有角质层皮层超微结构变化的有代表性的受试者的表皮样品的电子显微照片，分别呈现于图6，7，8和9。
由5天对照使用各个试验样品所得到的平均A°卫生用纸分离，通过测定从皮肤外表的最上分离区到角质层的距离来确定，如受试者的电子显微照片所示。这是利用主要为由一个物体电子显微图像来测定其大小和距离而设计的图解法来确定的(J.Submicrosc.Cytol.13，95，1981)。结果列于下面的表10。
                         表10
       样品                   卫生用纸分离
       面巾纸                平均A°
       本发明                 20
       KLEENEX                212
       PUFFS PLUS             120
表10和图6-9给出的试验结果表明，本发明的卫生用纸产品同KLEENEX和PUFFS PLUS的产品相比，对正常皮肤的损伤程度要小得多。在使用了本发明的卫生用纸产品后留下完整的角质层皮层，而使用指定的已有技术的卫生用纸产品引起表皮层明显分离，这个事实是本发明产品具有很小磨损和损伤的惊人证明。
虽然本发明已根据它的详细实施方案进行了说明和描述，但本领域内的专业技术人员一定要明白，各种形式和细节的变化都没有脱离本专利申请的精神范围。

Claims (26)

1.柔软、光亮和高强度的卫生用纸产品，其特征是由平均纤维长度从2毫米到16毫米的原料棉短绒纤维制备的，并包含平均纤维长度从0.3毫米到3.0毫米棉短绒纤维和有效量的阳离子淀粉衍生物。
2.权利要求1的柔软、光亮和高强度的卫生用纸产品，其中所述的原料棉短绒纤维是二次切割的棉短绒纤维，平均纤维长度从3毫米到5毫米，粉尘和棉种碎片含量按重量计≤12％，棉丝纤维和机械微尘残留量按重量计≤3％。
3.权利要求1的柔软、光亮和高强度的卫生用纸产品，其中所述的原料棉短绒纤维包含二次和三次切割的棉短绒纤维混合物，这里所说的混合物包含：
平均纤维长度从3毫米到6毫米，粉尘和棉种碎片含量按重量计≤14％，棉丝纤维和机械微尘残留量按重量计≤5％的二次切割棉短绒纤维；和
平均纤维长度从2毫米到3毫米，不含棉丝纤维和机械微尘和粉尘、棉种碎片含量按重量计≤16％的三次切割棉短绒纤维。
4.权利要求3的柔软、光亮和高强度的卫生用纸产品，其中所述的混合物，按重量计包含从20％到50％二次切割的棉短绒纤维和从80％到50％三次切割的棉短绒纤维。
5.权利要求1的柔软、光亮和高强度的卫生用纸产品，其中所述的原料棉短绒纤维，平均纤维长度从2毫米到10毫米。
6.权利要求1的柔软、光亮和高强度的卫生用纸产品，其中所述的原料棉短绒纤维，平均纤维长度从4毫米到6毫米。
7.权利要求1的柔软、光亮和高强度的卫生用纸产品，其中所述的原料棉短绒纤维，平均粗度从25％到70％。
8.权利要求1的柔软、光亮和高强度的卫生用纸产品，其中所述的原料棉短绒纤维，平均粗度从35％到55％。
9.权利要求1的柔软、光亮和高强度的卫生用纸产品，其中所述的阳离子淀粉衍生物，是来自玉米或土豆并已经化学改性使其部分带上阳离子的淀粉。
10.权利要求1的柔软、光亮和高强度的卫生用纸产品，其中所述的阳离子淀粉衍生物，是土豆淀粉。
11.权利要求1的柔软、光亮和高强度的卫生用纸产品，其中所述的卫生用纸产品，是还含有按重量计从0.05％到3.0％湿强树脂的面巾纸卫生用纸产品。
12.权利要求1的柔软、光亮和高强度的卫生用纸产品，其中所述的卫生用纸产品是双层卫生用纸产品，它的每一层都是包含平均纤维长度从0.3毫米到3.0毫米的原料棉短绒纤维和有效量的阳离子淀粉衍生物的一个单层。
13.权利要求1的卫生用纸产品，这里所述的卫生用纸产品，定量从1到35克/平方米，密度在0.02和0.39克/立方厘米之间，纵向抗张强度≥140克/英寸(≥55克/厘米)和横向抗张强度是所述纵向抗张强度的60-70％。
14.权利要求1的柔软、光亮和高强度的卫生用纸产品，其中所述的卫生用纸产品是一个单层的卫生用纸产品，它包含由平均纤维长度从2毫米到16毫米的原料棉短绒纤维制备的平均纤维长度从0.3毫米到3.0毫米棉短绒纤维和有效量的阳离子淀粉衍生物的第一和第二外层；和处在所述的第一层和第二层之间的包含木纤维的内层，这里所述的第一和第二外层，每层的厚度或厚薄从0.06毫米到0.35毫米。
15.权利要求1的柔软、光亮和高强度的卫生用纸产品，其中所述的卫生用纸产品是双层卫生用纸产品，其中每一个单层都是双层纸页，并包含：由平均纤维长度从2毫米到16毫米的原料棉短绒纤维制备的平均纤维长度从0.3毫米到3.0毫米棉短绒纤维和有效量的阳离子淀粉衍生物的厚度或厚薄从0.02毫米到0.50毫米的第一层；和包含木纤维的厚度或厚薄从0.08毫米到0.80毫米的第二层，
这里所述的所谓双层纸页的第二层，处在所述双层卫生用纸产品所述第一层之间。
16.制备柔软、光亮和高强度的卫生用纸纸页产品的方法，其特征包括：
选择平均纤维长度从2毫米到16毫米的原料棉短绒纤维或它们的混合物；
机械清洗所述选定的纤维；
蒸煮所述的机械清洗过的纤维以形成纸浆；
漂白所述的纸浆；
打浆或精磨所述的漂白过的纸浆，直到平均纤维长度达到从0.3毫米到3.0毫米止；
在精磨过的纸浆中加入有效量的阳离子淀粉衍生物；及
使漂白和精磨过的纸浆形成纸页。
17.权利要求16的方法，其中所述的漂白纸浆，是由荷兰式打浆机进行温和的、延长到从2小时到3小时的精磨，直到平均纤维长度达到从0.3毫米到3.0毫米止。
18.权利要求16的方法，其中所述的方法还包括：
用包含氢氧化钠和精妥尔油的1.8-5.6％苛性碱溶液饱和所述机械清洗过的纤维；和
机械加压所述的饱和纤维，达到纤维同苛性碱溶液的比率从1∶3到1∶5。
19.权利要求18的方法，其中所述的苛性碱溶液还包含含有过氧化氢的脱木素试剂。
20.权利要求16或18的方法，其中所述的机械清洗过的纤维，是在氧气存在下蒸煮过的，这里所说氧气的存在量是从0.11到0.78Mpa/公吨纤维。
21.权利要求16的方法，其中所述的机械清洗过的纤维，是在温度范围从140℃到195℃，压力范围从0.28到1.24Mpa，时间范围从25分钟到3小时的条件下蒸煮过的。
22.权利要求21的方法，其中所述的蒸煮过的纤维或纸浆具有从50-5,000秒的粘度。
23.权利要求18的方法，其中所述的方法还包括：在漂白前用二氧化碳中和所说的纸浆。
24.权利要求16的方法，其中所述的纸浆，是通过把亚氯酸钠和次氯酸钠的混合物，以从4到12千克亚氯酸钠/公吨纸浆的量，加入到所述的纸浆中进行漂白的。
25.权利要求16的方法，其中所述的纸浆，是通过把过氧化氢，以从35到90千克/公吨纸浆的量，加入到所述的纸浆中进行漂白的。
26.由权利要求书16-25中的任何一个方法制备的柔软、光亮和高强度的卫生用纸纸页产品，其中含有平均纤维长度从0.3毫米到3.0毫米的原料棉短绒纤维和有效量的阳离子淀粉衍生物。
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