CN1213422A - 高密度吸湿结构 - Google Patents

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Abstract

将包括脱色的化学热机木浆纤维和一种湿润强度树脂的低密度非皱折透气干燥网被砑光,以便增加其密度并且减小厚度。当这些网湿润时,它们大致恢复到其初始的厚度和密度,并且基本上保持其初始的流体处理特性。所以,这些网在干燥时很薄在湿润时很厚。这些网可以用于包括纸巾,擦拭巾和婴儿和成人的护理用品的流体处理物品的很多用途。

Description

高密度吸湿结构
在制造用于吸收和存留例如水，奶，咖啡或尿，鼻腔排泄物和其他身体排泄物的流体的以纤维为主体的材料时，这些吸湿材料通常具有低密度和相应的高空隙体积的特性。虽然该高空隙体积可以吸收和存留流体，但却使吸湿产品具有低密度并且占用相当大的体积。由于被吸湿材料吸收的流体需要存留在该纤维网的大多数小室中，所以内部空隙体积是吸湿材料的特性。到现在为止，大多数设计用于吸收和存留流体的材料，虽然具有较大空隙体积，但是固有的低密度和松散的。
材料的低密度在给吸湿产品提供了令人希望的性能的同时，也使产品具有松散低密度的缺陷。对于产品的生产者，低密度的吸湿材料给该产品的包装和运输带来不便。对于批发商，低密度的吸湿材料给最终产品的储存，搬运，运输带来不便。对于零售商，需要用大量的货架空间放置相当少的产品。对于最终的使用者来说，需要处理，储存和使用松散的，低密度的材料。对于例如尿布，妇女卫生垫和织物以及毛巾产品，产品在吸湿方面的功能超过低密度使该产品松散的缺陷；可是如果可以选择，大多数消费者将选择更薄，而较不松散的产品。尽管产品的优点是明显的，但还有具有例如薄，致密并且高吸湿性能的其他优点的材料可以符合产品设计，生产和消费者的要求。
本发明涉及在干燥状态下具有相当高的密度并且不松散，但当接触例如水，咖啡和奶和例如血液，尿，鼻腔排泄物，和其他人体排泄物的人体流体等含水流体时，就膨胀并且空隙体积增大以便接收和存留该流体的材料。这种薄而致密的材料适用于新型的不松散的消费者用品的设计。这些材料也可以形成在商业和专业领域里用于存留流体的新型的，改进的产品的基底。
在授予Chen等的1994年9月21日提出申请的共同未决的专利申请流水号08/310,186中，公开了一种具有特殊湿润可弹性恢复和吸湿性的低密度湿铺织物片。该材料的一种令人希望特性是当该片饱含流体时具有抵抗该结构塌陷的特性。该反抗湿润塌陷的特性使这些纤维网处理流体有非常显著的改进。该材料在饱含流体时的低密度和维持其低密度的能力是独一无二的。这些材料在开发用于吸湿目的的消费者产品方面有着广泛的用途。除了通常在卫生纸和毛巾方面的用途外，这些材料还可以用于尿布，床垫和妇女卫生用品的组成部分。
现已发现，上述发明和类似的湿润可弹性恢复结构可以在适合的条件下压缩，以便提供保持其流体处理和吸收特性的具有相当高密度的材料。当接触到含水溶液和流体时，这些材料膨胀并且形成可以吸收和存留流体的内部空隙。在制造当干燥时很薄，但在湿润时膨胀并且可以存留大量流体的吸湿材料时，该特性是特别有用的。与暴露到流体相联系的膨胀基本上是初始的低密度结构的恢复。通过使用具有这种反抗湿润特性的基底片，其后的压缩保证了当干燥时是薄的但当湿润时变厚的特性。
这种被压缩的材料在吸湿用品方面具有很多用途。由于这些结构被证明可以有效地吸收人们希望这些吸湿用品吸收并且存留的大多数种类的流体，加入这些材料到尿布，妇女卫生用品，和其他吸湿介质中特别有价值的。另外，由这些被压缩的产品制成的毛巾和卫生纸在保持其流体处理特性的同时是不松散的，并且比普通的未被压缩的材料更柔软更舒适。
因此，一方面，本发明涉及由具有大约0.1或更大的湿：干几何平均弹性比，0.3g/cm3或更大的密度和大约4克水/克纤维或更大的吸湿能力的高屈服率木浆纤维制成的吸湿结构。
具体地说，本发明涉及包括高屈服率的木浆纤维和一种湿网强度添加剂的造纸纤维的一种被压缩的非皱折的透气-干燥网，该网具有大约0.3g/cm3或更大的密度和大约4克水/克纤维的吸湿能力。
在另一方面，本发明涉及制造一种吸湿结构的方法，该方法包括：(a)形成一个具有大约0.2g/cm3或更小的密度的结构，该结构包括高屈服率木浆纤维，并且具有大约0.1或更大的湿：干几何平均弹性比，(b)压缩该结构以便将它的密度增加到大约0.3g/cm3或更大，当该结构饱含蒸馏水时，其密度将降低20％或更多。
更具体地说，本发明涉及制造一种吸湿结构的一种方法，该方法包括：(a)形成一种包括高屈服率木浆纤维的并且具有0.1或更大的湿：干几何平均弹性比的非皱折的透气-干燥网，(b)将该网上压轮机以便将其密度提高到大约0.3g/cm3或更大，当该网饱含蒸馏水时，其密度将降低20％或更多。
在实施本发明的方法时，可以用许多方法对低密度的薄片进行压缩。在造纸工业领域，众所周知的是，使薄片通过一个或多个滚筒或辊隙可以压缩并且使材料表面光滑。用于这种目的的设备称作砑光机或高度砑光机。用于本发明的低密度薄片的碾压效果取决于温度，所施加的压力和压力持续的时间。为了上述目的，砑光既可以在周围环境的温度下进行也可以在升高的温度下进行。适合的砑光压力可以在50到大约1400磅/延英寸(pli)的范围内。适合的温度可以是大约20℃到大约240℃。砑光持续时间可以和辊隙的压力一同变化，以便产生令人希望的薄片的厚度。
除了对低密度网的砑光或高度砑光外，该网也可以利用被用于平整和压缩如在授权给Sudall等的美国专利5,399,412号中公开的多层擦拭巾产品(multi-wiper)的平板挤压或织物辊隙进行压缩。在这个例子中，多层擦拭巾通过一个辊隙覆盖在织物上并且该多层产品的整体厚度减小了。相同的加工过程可以用于生产本发明的薄片。通过在织物或多层织物上压制图形，生产出的薄片可以具有高度压缩的区域和低度压缩的区域。生产出的薄片对流体的反应导致整个薄片出现体积增加，或多或少的不均匀性。
适合用于制造本发明的密度相对低的薄片的纤维是湿润可弹性恢复纤维，包括高屈服率木浆纤维(下面进一步讨论)，亚麻纤维，乳草，焦麻纤维，大麻纤维，棉或天然湿润弹性可恢复的纤维中的任何一种或任何可化学或物理变化(例如横向连接或卷曲)，并且具有变形后在湿润状态下弹性恢复的能力的木浆纤维，该纤维与变形后在湿润状态下保持变形并且不能恢复的非弹性恢复的纤维相反。湿润抵抗连接是导致几何平均湿润弹性强度：几何平均干燥弹性强度比为0.1或更大的，在湿润状态下抵抗结构破坏的纤维-纤维接合点。
这里使用的“高屈服率木浆纤维”是指通过可以提供大约65％或更大，更具体地说大约75％或更大，更具体地说从大约75％到大约95％的屈服率的捣成浆的加工过程产生的那些造纸纤维。这种捣成浆的加工过程包括脱色的化学热机木浆(BCTMP)，化学热机木浆(CTMP)压力/压力热机木浆(PTMP)，热机木浆(TMP)，热机化学木浆(TMCP)，高屈服率亚硫酸盐浆，和高屈服率牛皮纸浆，其中的任何一种都使制成的纤维具有高含量的木素。优选的高屈服率木浆纤维的特点包括比较完整，未被破坏的(木材的)管泡，高打浆度(超过250CSF)，和低颗粒含量(通过Britt容器实验证明小于25％)。
密度相对低的薄片中的高屈服率木浆纤维的数量可以至少占干重的大约10％或更多，更具体的说占干重的大约30％或更多，更具体地说占干重的大约50％或更多，并且达到占干重的100％。对于成层状的薄片，这些相同数量的纤维可以施用在一个或多个独立的层上。因为高屈服率木浆纤维一般比其他造纸纤维更不柔软，所以将该纤维用在最终产品的中间是有利的，例如将该纤维用在一个三层薄片的中间层，在两层产品的例子中，将该纤维用在每一层的朝内的层面上。
在压缩以前，用于本发明的低密度的薄片具有大约0.3g/cm3或更小的密度，更具体地说是0.15g/cm3或更小，更具体地说是0.1g/cm3或更小。现已确信，这些密度相对低的薄片一旦成形，就在大致不减小湿润可弹性恢复纤维之间连接的数量的情况下进行脱水是很重要的。用于干燥织物和毛巾的一般方法-透气干燥，是保持该结构的可取的方法。
用于本发明目的的密度相对低的薄片的主体部分，是用于在湿润状态下固定纤维之间的连接的材料。一般来说，纤维被一起固定在纸和织物产品上的方法，包括氢和有时是氢键和共价键和/或离子键的结合。重要的是要提供一种允许纤维以固定纤维到纤维连接点、并且在湿润状态下纤维连接不被破坏的方式连接的材料。在本例中，湿润状态总是意谓着产品暴露于水或其他含水溶液，但也可以意谓着暴露于例如尿，血液，黏液，月经，淋巴液和其他人体排泄物中。
有许多给纸和纸板提供湿润强度的一般用在造纸工业的材料适用于本发明。这些材料在本技术领域称作湿润强度添加剂，并且商业可提供的来源很广泛。如果将一种材料加入纸或织物中，可以使纸或织物具有超过0.1的湿润强度：干燥强度比，那么，对于本发明的目的，这种材料就被称为一种湿润强度添加剂。一般来说，这些材料被称作永久湿润强度添加剂，或称作“暂时”湿润强度添加剂。为了区别永久湿润强度添加剂和暂时湿润强度添加剂，将永久湿润强度添加剂定义为当加入纸或织物时，可以提供一种在水中至少浸泡5分钟后，可以保持超过初始湿润强度的50％的产品的那些树脂。暂时湿润强度添加剂是使产品在水中至少浸泡5分钟后，可以保持小于初始湿润强度的50％的树脂。两类材料都可以用于本发明。添加在本浆纤维中的湿润强度添加剂的数量，至少以纤维的干燥重量为基础占干重的0.1，更具体的说，占干重的0.2或更多，更具体的说，从大约0.1到大约3。
永久湿润强度添加剂可以给该结构提供大体上长期的湿润可弹性恢复特性。这种类型的结构可以用于例如纸巾和许多吸湿生活用品的需要长期湿润可弹性恢复的产品。相反，暂时湿润强度添加剂可以提供具有低密度和高弹性可恢复特性的结构，但不能提供当暴露在水或人体流体时，具有长期抵抗结构破坏能力的结构。虽然该结构最初具有良好的完整性，但是在一段时间以后，该结构将失去其湿润可弹性恢复特性。该特性可以用于提供刚开始湿润时具有很强的吸湿力，但是经过一段时间后就失去了完整性的材料。该特性可以用于提供可冲洗的产品。只要得到在纤维/纤维连接点的防水连接的主要特性，产生湿润强度的机理对本发明的产品几乎没有影响。
用于本发明的永久湿润添加剂是可以自身交连(同类交连)或与纤维素或木纤维的其他成份交连的水溶性的，阳离子低聚合或聚合的树脂。用于上述目的的使用最广泛的材料是被称为聚酰胺-聚胺-表氯醇(PAE)类树脂的聚合物。这些材料在授权给Keim(U.S.3,700,623和3,772,076)的专利中有描述，并且由Hercules,Inc.,Wilmington,Delaware作为Kymene 557H销售。有关材料由Henkel ChemicalCo.,Charlotte,North Carolina和Georgia-Pacific Resins,Inc.,Atlanta,Georgia销售。
聚酰胺-表氯醇树脂也可以用于本发明的粘接树脂。由Monsanto研制并且注册商标为Santo Res的材料是可以用于本发明的活化基的聚酰胺-表氯醇树脂。这些材料在授权给Petrovich(U.S.3,855,158；U.S.3,899,388；U.S.4,129,528和U.S.4,147,586)的专利和授权给van Eenam(U.S.4,222,921)的专利中有描述。尽管这些材料一般不用于生活用品，聚乙胺树脂也适用固定本发明的产品中的连接点。其他种类的永久类型湿润强度添加剂的例子，是通过甲醛与蜜胺或尿素反应得到的聚酰胺塑料树脂。
可以用于本发明的暂时湿润强度树脂包括，但不限于，由American Cyanamid研制的并且以商品名Parez 631 NC销售(现可以从Cytec Industries,West Paterson,New Jersey购买到)的那些树脂。上述和类似的树脂在授权给Coscia等的U.S.3,556,932和授权给Williams等的3,556,933中有描述。其他可以用于本发明的暂时湿润强度添加剂，包括例如那些可以从National Starch购买到的以Co-Bond 1000的名称销售的改性淀粉。可以确信，这些和有关的淀粉被授权给Solarek等的U.S.4,675,394掩盖。例如在Japanese Kokai Tokkyo Koho JP 03,185,197中描述的衍生的二乙醛淀粉，也可以作为有用的材料用于提供暂时湿润强度。可以预计的是，例如那些在授权给Bjorkquist的U.S.4,981,557；U.S.5,008,344和U.S.5,085,736中描述的其他暂时湿润强度材料，也可以用于本发明。就以上列出的湿润强度树脂的种类而论，应该理解的是，该名单只是为了举例而既不意味着排除其他种类的湿润强度树脂，也不意味着限制本发明的范围。
尽管以上描述的湿润强度添加剂用于本发明有特别的优点，但是其他类型的粘接剂也可以用于提供必须的湿润可弹性恢复。在网成形或干燥后，该湿润强度添加剂可以通过喷射，涂刷等方法涂敷在湿润测。
这里使用的湿润：干燥比值是几何平均湿润弹性强度除以几何平均干燥强度的值。几何平均弹性强度是该产品在机器方向的弹性强度和横向机器方向的弹性强度之积的平方根。弹性强度是由具有一个3英寸夹头宽度，一个4英寸夹头跨度，并且十字头速度为10英寸/分种的Instron弹性测试仪测量的。本发明的吸湿结构具有0.1或更大的湿润：干燥比，具体地说为大约0.2或更大，更具体地说为大约0.35或更大，更具体地说为大约0.5或更大。
这里使用的“密度”是象下面描述的那样测量一个单一薄片的厚度而定的。得出的密度是用该薄片的基重除以上述厚度而计算出的。本发明的吸湿结构的密度是大约0.3g/cm3或更大，更具体地说大约0.4g/cm3或更大，更具体地说大约0.45g/cm3到大约0.6g/cm3，更具体地说大约0.5g/cm3到大约0.65g/cm3。
当饱含蒸馏水时，本发明的吸湿结构的密度可以下降大约20％或更多，本更具体地说是大约40％或更多，更具体地说是大约60％或更多，更具体地说是大约80％或更多，更具体地说是大约40％到大约80％。
这里使用的“厚度”是用具有如下技术要求的200-A型号EMVECO测量的该薄片的厚度，该技术要求为：压力滑脚下降速度为0.8mm/秒；压力滑脚的表面和基准面必须精确在0.001mm范围内平行；能够在较准的量规或在零位调整的0.001mm内重复读取；一个与在零位置的压力滑脚的整个面积接触的平坦的毛面的圆形规定的面(基础面)；容量0到12.7mm；敏感度0.025mm，加载2.0千帕；基准面面积2500mm2；基准面直径56.4mm。单层样品以压力滑脚至少离样品的边缘1/4英寸的方式放在基准面上。两个读数的平均值是被测量的厚度，以英寸表示。厚度可以在湿润或干燥条件下测量。
当本发明的吸湿结构充分湿润或饱含蒸馏水时，其厚度可以增加大约200％或更多，更具体地说是大约400％或更多，更具体地说是大约600％，并且更具体地说是从大约200％到大约600％。
本发明的吸湿结构的吸湿容量可以是大约4克水/克纤维或更多，更具体地说是大约10克水/克纤维或更多，更具体地说是大约20克水/克纤维或更多，并且更具体地说是从大约10克到大约20克水/克纤维。该吸湿容量可以按照在此可以作为参考的1995年3月21日授权给Sudall等的题为“具有高强度和吸湿能力的非皱折的透气干燥的毛巾和擦拭巾”的美国专利5,399,412确定。
这里使用的“表面深度”是指通过以下描述的非接触光学方法测量的，定义为由于织物重复的地形图形引起的特征最大表面高度的差。对于覆盖着干燥或成形的织物的织物，该表面深度是如图1A和1B中所示的，该表面上的典型的单元网格的最低部分和最高部分之间的特征高度差。上述名词与表面织物分析技术领域里称为尖峰到谷底的最大的高度系数Rmax，以及在“表面组织分析：手册”中由LeighMummery(Hommelmerke GmbH,Muhlhausen Germany,1990 pp28-29)教授的相同。为了从一个包括多达5个重复结构的高度侧面图中得到表面深度，每个重复的结构(单元)都被单独考虑，以得到该结构的最大的尖峰到谷底的差。侧面图上多达5个重复结构的最大值被认为是该侧面图的表面深度。侧面图应该选择具有最大高度变化的重复表面结构的区段。应该考虑包含相同数量的具有同一性的重复结构的多个侧面图。从不同的侧面图得出的表面深度值的平均值，被认为是该结构的特性表面深度。
这里使用的表面深度测量是打算分辨比一个单一的纤维直径尺寸大的结构，所以希望有大约70微米的间隙分辨率(即，该表面的轮廓图或高度图中的像素的高和宽是大约70微米)，而Z-方向(高)分辨率应该是大约2微米或更好。如果样品的轮廓上的肉眼可见的偏差是由于样品的弯曲而不是由于单元网格结构产生的，那么应该采用多项式拟合或其他方法去除较大的误差，并且保证根据该表面上的典型重复结构的尖峰到谷底的高度测量尖峰到谷底的高度。
上述表面深度可取地用一种计算机控制的具有38毫米视界的白光范围移动的波动光栅干涉仪进行测量。该设备的一个有用的装置的原理在Bieman等的文章中描述。(L.Bieman,K.Harding和A.Boehnlein的题为“使用范围移动的波动光栅的绝对测量”，SPIE光学会议会刊，1614卷第259到264页，1991年)。一种适合的可以从市场买到的波动光栅干涉仪，是由Medar,Inc.(FarmingtonHills,Michigan)生产的具有38毫米视界(在37到39.5毫米范围内的视界是满足要求的)的CADEYES干涉仪。
在CADEYES波动光栅干涉仪设备中，CCD图象中的每个像素是属于与一个特别高的范围有关的一个波动光栅干涉条纹。在此作为参考的由Bieman等描述并且最初在1991年12月3日授权给Boehnlein的美国专利5,069,548中描述的范围移动的方法，是用于分辨图象中每个点的干涉条纹数(分辨每个点属于哪一个干涉条纹)。干涉条纹数可以决定测量点相对于参考平面的绝对高度。范围移动技术(在本技术领域有时称为相移动)也是用于局部干涉条纹分析(精确测定干涉条纹占据的高度范内的测量点的高度)。这些范围移动方法与一个照相机为主体的干涉条纹仪相结合，可以精确并且快速的进行绝对高度测量，尽管该表面上高度可能不连续，也可以进行测量。如果使用合适的光学，图象硬件，数据采集装置和软件，而将波动光栅干涉条纹仪原理和范围移动结合起来，该技术可以测量样品表面上大约250000个分立的点(像素)中每一个的绝对高度。测量的每个点在其高度测量中都具有大约1.5微米的精确度。
计算机控制的干涉仪系统用于获得地形数据，然后形成该地形数据的灰度图象，该图象在以下称为“高度图”。高度图一般以256或更多的灰度梯度显示在计算机显示器上，并且根据从被测量的样品得到的地形数据进行测量。另外，光学系统应该使用38mm×38mm视界。38mm2测量面积所得的高度图应该包括与大约500个像素对应的、在被显示的高度图的水平和垂直方向的大约250000个数据点。上述高度图的像素大小是由提供可以由计算机软件分析的样品上的干涉波纹图形的一个512×512 CCD照相机测量的。高度图上的每个像素代表一个在样品上的相应的X和Y定位的测量值。在推荐的系统中，每个像素具有大约70微米的宽度。Z方向的高度测量必须具有一个小于2微米的标定精度和一个至少1.5mm的Z方向。(对于测量方法的背景，见CADEYES产品指南，Medar,Inc.,Farmington Hills,MI,1994或Medar公司的其他CADEYES手册和出版物。)
为了测量表面深度，操作者应该在高度图上根据特征重复结构画出象细丝痕迹的轮廓线，然后根据以上给出的表面深度的定义自动或手动测量典型结构的表面深度。
另外，表面粗糙系数Ra，也可以被测量。该广泛应用的系数给出了一个侧面图与穿过它的最小二次方线的平均绝对偏差。一般不测量一个单一侧面图的粗糙度，而是选择高度图中具有10000到20000像素的一个区域，该区域没有明显弯曲，并且这些点和穿过这些点的最小二次方配合轮廓的平均绝对偏差应该被测定并且作为粗糙系数。尽管这个表面面积粗糙系数在用于CADEYES设备的在市场可以买到的软件中标为Ra，但是必须注意的是正在被采用的是一种面积为主的测量，而不是一般用于轮廓曲线仪的轮廓以线为主的Ra系数。
一旦将干涉条纹干涉仪系统安装好并且在工厂较准，以便保证精确度和以上规定的Z方向范围，就可以提供精确的例如洗浴织物的材料的地形数据。(本技术领域的技术人员可能通过在已知尺寸的表面上进行测量而确定工厂较准的精度)。在进行试验的过程中，一个干燥或湿润织物的样品平放在与仪器的测量平面排齐或基本排齐的一个表面上，并且所放高度应该保证想要的最低和最高区域都在该仪器的测量区域中。
将该仪器适当放置后，使用PC软件开始获得数据，并且一般在开始获得数据的时间的30秒内获得并显示250000个数据点的高度地图。(使用CADEYE装置，噪声干扰的“对比度阈级”设置在1，假定一些噪声干扰没有对数据点的过量干扰)。使用一个以用于Windows(3.0版本)的Microsoft Visval Basic Professional为基础的用户界面的各人计算机CADEYES软件，完成数据的处理和显示。该Visual Basic界面允许实用者增加用户分析工具。
当测量一个织物表面的38mm2面积的地形时，要选择特征结构以便形成从画在该表面的高度图上的直线上获得的两维高度轮廓线。这些轮廓是平滑的(最好由构成最小二次方线性拟合的轮廓调整)。该轮廓中应该可见到3到5个重复结构。然后，象以上描述的那样计算表面深度。
当使用蒸馏水充分湿润本发明的吸湿结构时，其表面深度可以增加大约300％或更多，更具体地说增加大约400％或更多，更具体地说增加大约500％或更多，更具体地说增加大约300％到大约600％。该值将决定于该结构在压缩之前的3维数和其干燥结构的可压缩性，因为该湿润的结构的表面深度趋于接近该干燥的初始表面深度。
图1是可以用于制造本发明的湿润可弹性恢复的吸湿结构的一种非皱折的透气干燥的造纸过程的简图，
图2是用于本发明目的的一种织物砑光方法的图示说明，
图3是用于本发明目的的一个简单加热的砑光机滚筒的挤压过程的图示说明，
图4a是说明表面深度的一个织物的横截面视图，
图4b是说明表面深度的一个与图1a相同的织物的横截面视图。
参考图1，所示的是一种制造根据本发明的透气干燥的纸薄片的方法。(为简便起见，用于限定一些织物传送路线的各种张力滚筒在图中示出但没有编号。可以理解的是，可以对图1所示的设备和方法进行改进而不背离本发明的范围)。图中所示是一个具有将造纸纤维的含水悬浊液的流体11喷射或涂敷在成形织物13上的层状的造纸头箱10的双股线成形设备，当新形成的网部分脱水到大约10％干燥重量的稠度时，该织物用于在加工过程中支撑和传送新形成的湿网。当湿网由成形的织物支撑时，湿网的进一步脱水可以通过例如真空抽吸的方法进行。
接着，湿网从成形织物被传送到以比成形织物慢的速度运行，的一个传送织物17，以便使该湿网被拉伸。传送过程优选地在一个真空靴18的帮助下进行，以便象在以Engel等的名义在1994年4月12日提出申请的申请流水号08/330,166中描述的那样，上述成形织物和传送织物同时在真空口的导缘汇合和分开。
在一个真空传送滚筒20或一个真空传送靴的帮助下，可选地再次使用一个前面描述的固定的缝隙传送器，将上述湿网从传送织物传送到透气干燥织物19。该透气干燥织物可以以和上述传送织物相同或不同的速度运行。如果希望，透气干燥织物可以以一个较慢的速度运行以便进一步加强拉伸。优选地可以借助真空完成传送，以便保证该薄片的变形与透气干燥织物一致，这样可以形成令人希望的体积和表面。适合的透气干燥织物包括在此作为参考的在1995年7月4日授权给Chiu等的题为“用于制造柔软织物产品的设备”的美国专利号5,429,686中描述的具有三维轮廓的纤维。
用于该网传送的真空值可以从大约3到大约5英寸水银柱(75到大约380毫米水银柱)，优选地大约5英寸(125毫米)水银柱。上述真空靴(负压力)可以由该网的相对一侧的正压力代替以便将该网吹到下一个织物上，从而补充或取代用真空将该网吸到下一个织物上。也可以用一个或多个真空滚筒代替该真空靴。
当由上述透气干燥的织物支撑时，该湿网被透气干燥器最终干燥到大约94％或更大的稠度，接着被传送到一个乘载织物22。用乘载织物22和一个可选的乘载织物25将该经干燥的基底片23传送到滚筒24上。一个任选的压力驱动滚筒26可用于促进该网从乘载织物22传送到织物25。适用于上述目的乘载织物是具有细小图形的相当光滑的织物Albany International 84M或94M和Asten959或937。
图2说明了一种用于本发明的目的的另一种砑光方法，其中该薄片在两个纤维之间的辊隙中被压光。
图3示意说明了用于生产本发明的材料的一个简单加热的砑光机的滚筒挤压过程。
图4a和图4b描述了表面深度。
为了说明本发明，低密度非皱折的透气干燥(UCTAD)的薄片的如图1所示地生产，并且改变砑光条件，以提高该薄片的密度。然后，将该薄片充分湿润和充分的干燥。然后，对湿润之前和湿润之后的该薄片的厚度和机器方向(MD)和横穿机器方向(CD)的弹性强度进行测量。
另外，对重砑光非皱折的织物薄片的样品在湿润前后的表面深度进行测量。从现有的砑光的薄片切下正方形的样品，并且将其放在一个限制了一个2平方英寸的边缘但不压缩或改变将要光学测量的样品表面的载物台下。用38mm视界的CADEYES系统测试该干燥表面的地形。该干燥的样品被用室温(72°F)去除离子的水喷淋弄湿直到该样品饱和。喷淋在大约15秒内完成。该样品被允许平衡大约30秒，用纸巾轻轻吸拭该样品并且将其放到载物台里用CADEYES进行地形测量。样品的纹理较粗的一侧朝上(一般是织物侧)进行测量。该湿润样品的测量在从开始弄湿大约3分钟内完成，并且最好应该在符合TAPPI条件的房间内进行。
对从湿润的样品得出的地形数据进行处理以便提供特征表面深度值，可以将该值和干燥的表面深度值进行比较。应该注意的是应该保证表面深度测量反映该表面的重复结构的地形，并且该薄片没有显著的弯折或变形。
上述测试的结果汇总在下面的表1和表2中：
                     表1
    样品     砑光 干燥表面深度，mm 湿润表面深度，mm Ra干燥mm Ra湿润mm
1-950517-12：非皱折透气干燥，100％云杉脱色的化学热机木浆40gsm,20#Kymene/ton纤维，15％快速传送，TAD织物116-1.     2500磅/英寸265℃,18英尺/分 ca.0.05mm  0.15mm ＜0.025  0.063
1-950517-9：非皱折透气干燥，100％云杉脱色的化学热机木浆60gsm,0#Kymene/ton纤维，15％快速传送，TAD织物116-1.     1500磅/英寸265℃,36英尺/分 ＜0.04mm  0.16mm ＜=0.01a  0.062
1-95017-10：非皱折透气干燥，100％云杉脱色的化学热机木浆60gsm,20#Kymene/ton纤维，15％快速传送，TAD织物116-1.     1500磅/英寸2 0.05mm ＞0.3mm ＜=0.017  0.063
1-950516-6：非皱折透气干燥，100％桉树类，60gsm,20#Kymene/ton纤维，15％快速传送，TAD织物116-1.     40磅/英寸265℃,36英尺/分 ＜0.03mm(光滑) 0.17-0.2mm(当干燥时织物再次塌陷)     NA ＜0.055
非皱折透气干燥，100％云杉脱色的化学热机木浆10# Kymene/ton纤维，     400磅/英寸2100英尺/分 0.1 0.35 0.016 0.075
非皱折透气干燥，100％云杉脱色的化学热机木浆10# Kymene/ton纤维， 未砑光(Uncal) 0.35 0.55 0.11 0.13
                                  表2
                            湿润并且  当湿润时  当湿润时横干燥后    机器方    穿机器方向样品ID              厚度为  的厚度  向的弹性    的弹性
云杉脱色的化学热机木24.92   25.72   6.72   2.14   5.63  2.52浆 80gsm砑光1500磅/英寸2   4.07    19.77   6.85   1.72   5.87  1.45云杉脱色的化学热机木20.51   21.16   4.26   1.97   3.95  1.53浆 60gsm砑光1500磅/英寸2   2.90    15.36   4.98   0.97   3.95  0.9云杉脱色的化学热机木14.66   15.62   2.32   0.82   2.13  0.85浆 40gsm砑光1500磅/英寸2   2.12    10.18   2.73   0.4    2.39  0.44桉树类80gsm         25.57   25.74   3.36   1.58   2.91  1.13砑光1500磅/英寸2   3.11    5.49    5.83   1.6    4.96  1.44桉树类60gsm         22.27   22.26   2.24   1.03   1.86  0.76砑光1500磅/英寸2   2.51    5.33    4.09   0.93   2.83  0.68桉树类40gsm         13.01   13.27   1.14   0.5    1.05  0.39砑光1000磅/英寸2   2.51    4.26    1.46   0.39   1.37  0.35
上面的数据说明，当湿润时，本发明的高密度材料基本恢复到压缩前的初始状态。
应该理解的是，用于说明的上述例子不能限制由以下权利要求书和其等效物限定的本发明的范围。

Claims (34)

1．一种吸湿结构，包括湿润可弹性恢复的纤维，并且湿：干几何平均弹性比为0.1或更大，密度大于0.3g/cm3，吸湿容量为4克水/克纤维或更大。
2．根据权利要求1的结构，其特征在于湿润可弹性恢复的纤维是高屈服率木浆纤维。
3．根据权利要求1的结构，其特征在于高屈服率木浆纤维是脱色的化学热机木浆纤维。
4．根据权利要求1的结构，其特征在于当该结构饱含水时，其密度降低大约20％或更多。
5．根据权利要求1的结构，其特征在于当该结构饱含水时，其密度降低大约40％或更多。
6．根据权利要求1的结构，其特征在于当该结构饱含水时，其密度降低大约60％或更多。
7．根据权利要求1的结构，其特征在于当该结构饱含水时，其密度降低大约80％或更多。
8．根据权利要求1的结构，其特征在于当该结构饱含水时，其表面深度增加大约300％或更多。
9．根据权利要求1的结构，其特征在于当该结构饱含水时，其表面深度增加大约300％到大约600％。
10．根据权利要求1的结构，其特征在于当该结构饱含水时，其厚度增加大约200％或更多。
11．根据权利要求1的结构，其特征在于当该结构饱含水时，其厚度增加大约400％或更多。
12．根据权利要求1的结构，其特征在于当该结构饱含水时，其厚度增加大约600％或更多。
13．一种包括湿润可弹性恢复纤维和湿润强度添加剂的造纸纤维的非皱折的透气-干燥的网，该网具有大约0.3g/cm3或更大的密度和约4克水/克纤维的吸湿容量。
14．根据权利要求13的网，其特征在于该湿润可弹性恢复纤维是脱色的化学热机木浆纤维。
15．根据权利要求13的网，其特征在于当该网饱含水时，其密度降低大约20％或更多。
16．根据权利要求13的网，其特征在于当该网饱含水时，其密度降低大约40％或更多。
17．根据权利要求13的网，其特征在于当该网饱含水时，其密度降低大约60％或更多。
18．根据权利要求13的网，其特征在于当该网饱含水时，其密度降低大约80％或更多。
19．根据权利要求13的网，其特征在于当该网饱含水时，其表面厚度增加大约300％或更多。
20．根据权利要求13的网，其特征在于当该网饱含水时，其表面厚度增加大约300％到大约600％。
21．根据权利要求13的网，其特征在于当该网饱含水时，其厚度增加大约200％或更多。
22．根据权利要求13的网，其特征在于当该网饱含水时，其厚度增加大约400％或更多。
23．根据权利要求13的网，其特征在于当该网饱含水时，其厚度增加大约600％或更多。
24．一种制造吸湿结构的方法，包括：
(a)形成一种具有大约0.2g/cm3或更小的密度的结构，该结构包括湿润可弹性恢复纤维并且具有0.1或更大的湿：干几何平均弹性比；
(b)压缩该结构以便使其密度增加到大约0.3g/cm3或更大，其特征在于当该结构饱含水时，其密度下降大约20％或更多。
25．根据权利要求24的方法，其特征在于压缩该结构使其密度增加大约100％或更多。
26．根据权利要求24的方法，其特征在于压缩该结构使其密度增加大约200％或更多。
27．根据权利要求24的方法，其特征在于压缩该结构使其密度增加大约300％或更多。
28．根据权利要求24的方法，其特征在于压缩该结构使其密度增加大约400％或更多。
29．一种制造吸湿结构的方法，包括：
(a)形成一种包括湿润可弹性恢复纤维，并且具有0.1或更大的湿：干几何平均弹性比的非皱折的透气-干燥的网；
(b)砑光该网以便使其密度增加到大约0.3g/cm3或更大，其特征在于当该结构饱含水时，其密度降低大约20％或更多。
30．根据权利要求29的方法，其特征在于该网被用大约35磅/延英寸到大约1500磅/延英寸的压力砑光。
31．根据权利要求29的方法，其特征在于该网被用大约50磅/延英寸到大约1200磅/延英寸的压力砑光。
32．根据权利要求29的方法，其特征在于砑光使其密度增加200％或更多。
33．根据权利要求29的方法，其特征在于砑光使其密度增加300％或更多。
34．根据权利要求29的方法，其特征在于砑光使其密度增加400％或更多。
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