CN1856622A - 高堆积体积强吸收性单层薄纸巾纸制品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及吸收性薄纸巾纸制品，所述纸制品包括一个具有第一表面和第二表面的基本连续的纤维结构层，其中所述制品具有大于8g/g的HFS吸收性，并且第一表面显示至少650μm的压花高度，第二表面显示至少约650μm的压花高度。

Description

高堆积体积强吸收性单层薄纸巾纸制品
发明背景
纸制品的压花使得这些制品更具吸收性、更柔软和堆积体积更大，这是本领域所熟知的。压花技术包括针对针压花，其中在各个压花辊上的突出相匹配，使得突出的顶部通过纸制品相互接触，从而压缩制品的纤维结构。该技术也包括阴阳压花或嵌套压花，其中一个或两个辊上的突出与另一个辊上的非突出区域或者凹槽对齐。1990年5月1日授予Burgess等人的美国专利4,921,034提供了压花技术的附加背景。
多层薄页纸制品的深嵌套压花在1997年11月11日授予Laurent等人的美国专利5,686,168和1994年3月15日授予McNeil的5,294,475中提出。尽管这些技术对改进压花效率和这些多层薄纸的胶合是有用的，但是制造商在低密度单层制品中应用这样的深嵌套压花方法时有困难，因为压花方法所施加的应变会撕裂薄页纸制品的纤维结构。这种撕裂极大地降低了薄页纸制品的强度和完整性。
已发现，某些选择的纤维结构可被深嵌套压花而不出现显著的撕裂，从而产生一个基本连续的薄纸层。
发明概述
一种吸收性薄纸巾纸制品，包括一个具有第一表面和第二表面的基本连续的纤维结构层，其中所述制品具有大于8g/g的HFS吸收性，而且第一表面和第二表面均显示至少约650μm的压花高度。
附图简述
图1为深嵌套压花方法中两个啮合的压花辊之间间隙的侧视图。
图2为本发明压花的一层薄纸巾纸制品的一个实施方案的侧视图。
发明详述
本发明涉及吸收性薄纸巾纸制品，所述纸制品包括一个具有第一表面和第二表面的基本连续的纤维结构层，其中所述制品具有大于8g/g的HFS吸收性，并且第一表面和第二表面均显示至少约650μm的压花高度。
术语“吸收性的”或“吸收性”是指纤维结构层允许其吸收并保持流体的特性，特别是水和水的溶液以及悬浮液。在评估纸的吸收性时，不仅一定量的纸所容纳的流体的绝对量是重要的，而且纸吸收流体的速率也是重要的。这里吸收性按本文中试验方法一节所述的水平全纸试验方法进行测量。
术语“纵向”是用来定义在平行于纤网通过造纸、印刷和压花机的行进方向上所加工的材料纤网上的尺寸的专用术语。
类似地，术语“横向”是指在纤网上垂直于其通过造纸、印刷和压花机的行进方向的尺寸。
本文所用术语“薄纸巾纸”是指通常包括薄页纸或纸巾技术的制品，包括但不限于常规毡压或常规湿压纸巾、图样致密纸巾和高堆积体积未压实纸巾。薄纸巾产品的非限制性实施例包括纸巾、面巾纸、卫生纸和餐巾纸等等。
短语“基本连续”定义薄纸层的物理完整性为在纤维结构中基本上没有撕裂。本发明最优选的实施方案以及发明目的是获得没有结构撕裂的压花薄页纸制品。然而，低密度、吸收性纸技术的特性可导致轻度的撕裂缺陷。因此，本文所用短语“基本连续”是指薄纸巾纤维结构每平方英尺薄纸由于压花过程而产生的撕裂缺陷少于5个，优选地该结构每平方英尺的撕裂缺陷少于3个，最优选地该结构每平方英尺的撕裂缺陷少于1个。本文中术语“撕裂”是指湿成形纤维结构在压花过程中被充分地分裂或穿孔而在纤维结构中产生间断的一个区域，在该区域穿过间断而保持连接的纤维较少。
本文所用术语“层”是指用作薄页纸制品的一个单个的纤维结构片。如本文所用，层可包括一个或多个湿法成网的层。当使用多个湿法成网的层时，它们不必由相同的纤维结构制成。另外，在层内可为均匀的或不均匀的。薄页纸层的实际构成由最终薄页纸制品所需要的有益效果决定。
本文所用术语“纤维结构”是指在本领域所知的任何典型造纸机中产生以形成薄纸巾纸层的一个排列或纤维。本文所用“纤维”是指细长的颗粒，其表观长度远远超过其表观宽度，即长度与直径的比率为至少约10。更具体地讲，本文所用“纤维”是指造纸纤维。本发明设想使用多种造纸纤维，例如，天然纤维或合成纤维，或任何其它合适的纤维，以及它们的任意组合。可用于本发明的造纸纤维包括一般称为木浆纤维的纤维素纤维。可适用的木浆包括化学木浆，例如Kraft(牛皮纸)木浆、亚硫酸盐木浆和硫酸盐木浆，以及机械木浆，包括例如碎木浆、热力学木浆以及化学改性的热力学木浆。然而，化学木浆可能是优选的，因为它们能够赋予由其制造的面巾纸片以出众的柔软性触觉。也可使用得自落叶树(在下文中也指“硬木”)和针叶树(在下文中也指“软木”)的木浆。硬木纤维和软木纤维可被共混，或者可供选择地以层状沉积，以提供层积的纤维网。美国专利4,300,981和美国专利3,994,771公开硬木纤维和软木纤维的分层。还可应用于本发明的是衍生自回收纸的纤维，它可包含任何或全部上述种类，以及其它非纤维物质，例如用于促进初始造纸的填充剂和粘合剂。除了上述这些之外，由聚合物，具体地讲是羟基聚合物制成的纤维和/或长丝还可用于本发明。合适的羟基聚合物的非限制性实施例包括聚乙烯醇、淀粉、淀粉衍生物、脱乙酰壳多糖、脱乙酰壳多糖衍生物、纤维素衍生物、树胶、阿拉伯聚糖、半乳聚糖，以及它们的混合物。
薄纸巾纸制品基质优选的实施方案可包括本行业已知的任何薄页纸制品。这些实施方案可根据如下美国专利进行制造：1980年3月4日授予Trokhan的4,191,609、1981年11月17日授予Carstens的4,300,981、1980年3月4日授予Trokhan的4,191,609、1985年4月30日授予Johnson等人的4,514,345、1985年7月9日授予Trokhan的4,528,239、1985年7月16日授予Trokhan的4,529,480、1987年1月20日授予Trokhan的4,637,859、1993年9月14日授予Trokhan等人的5,245,025、1994年1月4日授予Trokhan的5,275,700、1994年7月12日授予Rasch的5,328,565、1994年8月2日授予Trokhan等人的5,334,289、1995年11月15日授予Smurkowski等人的5,364,504、1996年6月18日授予Trokhan等人的5,527,428、1996年9月17日授予Trokhan等人的5,556,509、1997年5月13日授予Ayers等人的5,628,876、1997年5月13日授予Trokhan等人的5,629,052、1997年6月10日授予Ampulski等人的5,637,194、1995年5月2日授予Hermans等人的5,411,636、1995年10月18日以Wendt等人的名义公布的EP 677612。
优选的薄纸巾基质可为通风干燥的或常规干燥的。任选地，其可通过起绉或通过湿微收缩进行缩短。起绉和/或湿微收缩被公开于以下普通转让的美国专利中：2000年4月11日授予Neal等人的6,048,938、1999年8月24日授予Neal等人的5,942,085、1999年2月2日授予Vinson等人的5,865,950、1984年4月3日授予Wells等人的4,440,597、1980年5月4日授予Sawdai的4,191,756和1998年3月17日提交的美国专利序列号09/042,936中。
常规压制薄页纸和制备上述纸张的方法是本领域已知的。参见2001年11月30日提交的普通转让的美国专利申请09/997,950。一种优选的薄页纸是图样致密薄页纸，其特征在于具有相对低纤维密度的相对高堆积体积区域以及相对高纤维密度的致密区域的排列。可供选择地，高堆积体积区域表征为垫座区域。可供选择地，致密区域称为关节区域。在高-堆积体积区域内致密区域可以不连续地间隔开或者在高堆积体积区域内完全或部分相互连接。制备图样致密薄页纸幅优选的方法公开于1967年1月31日授予Sanford和Sisson的美国专利3,301,746，1976年8月10日授予Ayers的美国专利3,974,025，1980年3月4日授予的美国专利4,191,609，及1987年1月20日授予的美国专利4,637,859；1967年1月31日授予Sanford和Sisson的美国专利3,301,746，1974年5月21日授予Salvucci，Jr.等人的美国专利3,821,068，等人。1976年8月10日授予Ayers的美国专利3,974,025、1971年3月30日授予Friedberg等人的美国专利3,573,164、1969年10月21日授予Amneus的美国专利3,473,576、1980年12月16日授予Trokhan的美国专利4,239,065和1985年7月9日授予Trokhan的美国专利4,528,239中。
非压制的非图样致密薄页纸结构也被计划在本发明的范畴内，并且被描述于1974年5月21日授予Joseph L.Salvucci，Jr.和Peter N.Yiannos的美国专利3,812,000和1980年6月17日授予Henry E.Becker、Albert L.McConnell和Richard Schutte的美国专利4,208,459中。
本发明的软化组合物还可施用于无皱薄页纸。本文所用术语“无皱薄页纸”是指未压干的、最优选通过通气干燥法干燥的薄页纸。所得的通气干燥过的纸幅是图样致密的，以致较高密度区域被分散于高堆积体积区，包含图样致密薄页纸，其中较高密度区域是连续的而高堆积体积区是离散的。现有技术中已提出了如此制备无皱薄页纸的技术。例如，1995年10月18日公布的授予Wendt等人的欧洲专利申请0 677 612A2，1994年9月28日公布的授予Hyland等人的欧洲专利申请0 617 164 A1，和1997年8月12日公布的授予Farrington等人的美国专利5,656,132。
用于本发明的造纸纤维通常包含来源于木浆的纤维。可使用其它有纤维质的含纤维纸浆的纤维，如棉绒、蔗渣等，并意图将其包含在本发明的范畴内。还可将合成纤维，如人造丝、聚乙烯和聚丙烯纤维与天然纤维素纤维组合使用。可使用的一种示例性聚乙烯纤维是购自Hercules公司(Wilmington，DE)的Pulpex。
可适用的木浆包括化学木浆，例如Kraft(牛皮纸)木浆、亚硫酸盐木浆和硫酸盐木浆，以及机械木浆，包括例如碎木浆、热力学木浆以及化学改性的热力学木浆。然而，优选化学木浆，因为它们可赋予由其制得的面巾纸片以较好的柔软性触感。也可使用得自落叶树(在下文中也指“硬木”)和针叶树(在下文中也指“软木”)的木浆。还可应用于本发明的是衍生自回收纸的纤维，它可包含任何或全部上述种类，以及其它非纤维物质，例如用于促进初始造纸的填充剂和粘合剂。
可将其它物质加入到含水造纸配料或胚网中，以赋予产品其它所需的特性或改进造纸方法，只要它们可与软化组合物化学性质相容，并且不会显著和不利地影响本发明的柔软性或强度特性。虽然特别地包括下列物质，但是对其的包括并不是包括一切的。其它物质只要不妨碍或削弱本发明的优点，就也可包括其中。
当含水的造纸配料递送至造纸过程时，通常向造纸过程中添加阳离子电荷偏置剂，以控制其ζ电势。使用这些物质是因为大多数固体在本质上具有负的表面电荷，包括纤维素纤维和细纤维丝及大部分无机填充剂的表面。传统上使用的一种阳离子电荷偏置剂是明矾。本领域最近进行电荷偏置是通过使用相对低分子量的阳离子合成聚合物，优选地具有分子量不超过约500,000，更优选地不超过约2001,000，或甚至约100,000。这种低分子量阳离子合成聚合物的电荷密度相对高些。这些电荷密度的范围为约4至约8当量氮阳离子每千克聚合物。一个示例性物质是Cytec公司(Stamford，CT)的产品Cypro 514。在本发明的实施中，明显可以使用上述物质。
本领域提出，为改进构成、排流、强度和吸水量，可使用高表面积、高阴离子电荷的微粒。参见例如1993年6月22日授予Smith的美国专利5,221,435，所公开的内容引入本文以供参考。
如果需要持久的湿强度，则可向造纸配料或初期纸幅中加入阳离子湿强度树脂。上述树脂的适宜类型描述于1972年10月24日公布的美国专利3,700,623和1973年11月13日公布的美国专利3,772,076中，这两个专利均授予了Keim。
当润湿时，许多纸制品必须具有有限的强度，这是因为需要通过盥洗室进入化粪系统或下水道系统对其进行处理。如果赋予这些制品湿强度，短暂的湿强度(其特征在于一旦处于有水存在的条件下，其初始强度部分或全部衰减)是优选的。如果需要短效的湿强度，则粘合剂物质可选自二醛淀粉或其它具有醛官能度的树脂，如National Starch and ChemicalCompany(Scarborough，ME)出售的Co-Bond 1000、Cytec(Stamford，CT)出售的Parez 750和描述于1991年1月1日公布授予Bjorkquist的美国专利4,981,557中的树脂，以及其它本领域已知的具有上述衰变性质的这些树脂。
如果需要增强的吸收性，可使用表面活性剂处理本发明的薄页纸幅。如果使用表面活性剂，其含量为所述薄页纸幅的干纤维重量的优选约0.01％至约2.0％。该表面活性剂优选具有的烷基链含有八个或更多个碳原子。示例性阴离子表面活性剂包括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包括烷基葡萄糖苷，其包括烷基葡萄糖苷酯例如Crodesta SL-40，购自Croda，Inc.(New York，NY)；如1977年3月8日公布的授予Langdon等人的美国专利4,011,389中所描述的烷基葡萄糖苷醚；以及烷基聚乙氧基化酯，例如Pegosperse 200 ML，购自GlycoChemicals，Inc.(Greenwich，CT)及IGEPAL RC-520，购自RhonePoulenc Corporation(Cranbury，NJ)。可供选择地，具有高不饱和度(单和/或多)和/或支链烷基的阳离子软化剂活性成分可明显增强吸收性。
虽然本发明优选的实施方案公开了某些沉积在薄页纸幅表面的软化剂组合物，但本发明还明显包含变化，其中作为造纸过程的一部分，加入了化学软化剂。例如，可通过加入浆料来包含化学软化剂。此外，可使用其形式没有包含在本发明范畴内的其它化学软化剂。优选的化学软化剂包含季铵化合物，其包含，但不限于，熟知的二烷基二甲基铵盐(如二牛油基二甲基氯化铵、二牛油基二甲基甲酯硫酸铵、二(氢化牛油)二甲基氯化铵等)。尤其优选的这些软化剂的变体包括之前提到的二烷基二甲基铵盐及季铵酯的单酯或二酯变体，该季铵酯是由脂肪酸与甲基二乙醇胺和/或甲基三乙醇胺反应，随后与甲基氯化物或二甲基硫酸盐季铵化制得的。
另一类造纸添加的化学软化剂包含熟知的有机活性聚二甲基硅氧烷成分，其包含最优选的氨基官能化聚二甲基硅氧烷。
还可将填充剂材料掺入到本发明的薄页纸中。1997年3月18日授予Vinson等人的美国专利5,611,890公开了填充薄页纸制品，其可适用作本发明的基质，其中将该文献引入本文以供参考。
上述任选化学添加剂的列表实际上仅为示例性的，并不意味是对本发明范围的限制。
用于本发明方法中的另一类优选的基质为包含合成纤维的无纺纤网。此类基质的实施例包括但不限于纺织品(例如，织造和非织造物等)、其它无纺基质和包含合成或多组分纤维的纸状产品。其它优选基质的代表性的实施例可见于以下专利中：1986年12月16日授予Curro等人的美国专利4,629,643、1986年9月2日授予Curro等人的美国专利4,609,518、以Haq的名义提交的欧洲专利申请EP A 112 654、以Trokhan等人的名义于2003年2月6日提交的共同未决的美国专利申请10/360038、以Trokhan等人的名义于2003年2月6日提交的共同未决的美国专利申请10/360021、2002年7月10日以Zink等人的名义提交的共同未决的美国专利申请10/192,372和2000年12月20日以Curro等人的名义提交的共同未决的美国专利申请09/089,356。
本发明的吸收性薄纸巾纸制品包括一个具有第一表面和第二表面的基本连续的纤维结构层。该薄纸巾纸制品具有大于约8g/g的HFS吸收性，优选大于约10g/g，最优选大于约12g/g。
本发明的所有实施方案都由本行业所知的任何深嵌套压花技术进行压花。一层纤维结构由图1所示的深嵌套压花方法进行压花。该结构在两个压花辊100和200之间的间隙50中进行压花。压花辊可由已知用于制造这类辊的任何材料制造，包括但不限于钢、橡胶、弹性体材料以及它们的组合。每个压花辊100和200具有压花突起110和210以及间隙120和220。每个压花突起具有一个突起基部140和一个突起顶面150。压花辊的表面图案，即各个不同突起和间隙的设计方案，可为制品所需要的任何设计方案，但是，对于深嵌套方法，辊的设计应匹配，使得一个辊130的突起顶面伸入另一个辊230的突起顶面外的间隙内，以形成啮合深度300。啮合深度是在嵌套突起顶面130和230之间的距离。用于制造本发明纸制品的成啮合深度300可在从约1mm(0.04英寸)至约2mm(0.08英寸)的范围内，且优选在从约1.27mm(0.05英寸)至约1.78mm(0.07英寸)的范围内，使得在一层薄纸巾制品纤维结构的两个表面上形成的压花高度至少为650μm，优选至少为1000μm，而最优选至少为1250μm。
参见图2，薄纸巾制品10包括以深嵌套压花方法压花的纤维结构20，使得第一表面21显示至少约650μm的压花高度31，优选至少1000μm，最优选至少约1250μm，而第二表面22显示至少约650μm的压花高度32，优选至少1000μm，最优选至少约1250μm。该薄纸巾纸制品的各表面21和22的压花高度31和32按本文中试验方法所述的压花高度试验采用GFMPrimos光学特征图方法测量。
本发明优选的薄纸巾纸制品具有横向拉伸，压花前的“横向拉伸”值大于约8％，优选大于约10％，最优选大于约12％。本文中纸制品的横向拉伸在非压花基底制品上按本文中试验方法一节所述的伸长百分比试验确定。具有能经受深嵌套压花过程这样的期望高拉伸值的优选吸收性纤维结构可由多种方法实现。
本发明的一个有益效果是受权利要求书保护的制品与其本身在压花前相比是高堆积体积制品。就是说，成品的厚度比压花前制品的厚度大很多。成品的厚度大于基底(非压花制品)的厚度约150％，优选大于约175％，而最优选大于约200％。在本发明中，实现该厚度的增加并不显著撕裂原有的一层制品。
由于进行用于制造本发明纸制品的压花过程不产生显著撕裂，一层制品的很多纤维结构强度在通过压花过程时得以保持。本发明的纤维结构在通过压花过程时产生高强度的效率。湿破裂强度效率是纸制品的湿破裂强度，按本文中试验方法一节所述的湿破裂强度试验进行测量，压花后除以基底(非压花纸制品)的湿破裂强度，乘以100％。本发明吸收性一层薄纸巾制品的强度效率大于约60％，优选大于约70％，更优选大于约75％。
实施方案
实施方案1
适用于实现强度大、横向拉伸高的纤维结构的一种纤维结构是在美国专利4,528,239中描述的通风干燥(TAD)不同密度结构。这样的结构可由下面的方法制成。
引导级长网造纸机，通风干燥造纸机用于本发明的实施。将造纸纤维浆液以约0.15％的稠度泵入流浆箱。该浆液由约60％提纯至加拿大标准约500mL游离度的Northern Softwood Kraft纤维和约40％未提纯的Southern Softwood Kraft纤维构成。该纤维浆液包含浓度约每907kg含有11kg(每吨25磅)干纤维的阳离子聚胺氧氯丙烷湿强度树脂，而羧甲基纤维素的浓度约每907kg含有2.9kg(每吨6.5磅)干纤维。
脱水在长网造纸机金属丝上进行，并用真空箱促进脱水。金属丝是一个每英寸具有84条纵向丝和78条横向丝的构型，例如可购自AlbanyInternational的称为84×78-M的那种。
把转移点纤维稠度约22％的湿胚纤维网从长网造纸机金属丝转移到通风干燥载体织物上。金属丝的速度比载体织物快约6％，使得纤维网的湿缩短出现在转移点。载体织物的薄片侧边由具有图案的连续聚合物树脂网构成，所述图案每2.54cm(1英寸)  包含约330个偏转管。偏转管排列成双轴交错的构型，而且聚合物网覆盖载体织物表面积的约25％。聚合物树脂连接到织成的由每2.54cm(1英寸)70条纵向丝和35条横向丝构成的支撑构件上并由该构件支撑。光敏聚合物网突出支撑构件约0.008”(0.020cm)。
在工作于约232℃(450)的通风干燥烘干机作用之后，转移到Yankee干燥机之前，纤维网的稠度为约65％。用喷雾涂敷器以约每907kg产品2.3kg(每吨5磅)的比率将由聚乙烯醇构成的起皱粘合剂水溶液施加到Yankee的表面。Yankee干燥机以约3m/s(600fpm)的速度工作。在用刮粉刀起绉纤网之前，将纤维稠度增加到约99％。刮粉刀的斜角为约25度并且相对于Yankee干燥机而言放置成可提供约81度的冲击角度。Yankee干燥机工作于约157℃(315)，而Yankee盖工作于约176℃(350)。
干燥的起皱纤维网从工作于2.7m/s(540fpm)的两个压光辊之间传送，使得纤维网通过起皱具有6％的净缩短。所得纸的定量为约0.35Pa(22磅/3000平方英尺)，厚度为约.011”(0.028cm)，横向峰值伸长为约9％和湿破裂强度为约420g。
上述的纸还要经受本发明的深压花过程。两个压花辊上刻有互补的嵌套突出。  所述突出的形状为截头圆锥体，顶面直径为约.063”(0.160cm)，底面直径为约0.121”(0.307cm)。每个辊上突出的高度为约0.085”(0.216cm)。
嵌套辊的啮合设置为约0.067”(0.170cm)，而上述纸以约0.6m/s(120fpm)的速度通过啮合间隙进给。所得纸的厚度为约.029”(0.073cm)，横向峰值伸长为约9％且湿破裂强度为约300g。所得纸具有大于1000μm的第一表面压花高度和大于1000μm的第二表面压花高度。
实施方案2
在一个次优选的通风干燥实施例中，美国专利4,528,239描述的不同密度结构可由以下方法制成。
实施例1的通风干燥载体织物被由每英寸225个双轴交错的偏转管构成的载体织物代替，且树脂高度为约0.012”(0.030cm)。所得纸在压花前具有约12％的横向峰值伸长。
该纸还要经受实施例1的压花过程，且所得纸的厚度为约.029”(0.073cm)，横向峰值伸长为约11％和湿破裂强度为约300g。所得纸具有大于650μm的第一表面压花高度和大于650μm的第二表面压花高度。
实施方案3
本发明纤维结构一个可供选择的实施方案是具有大于约5％湿微收缩的纸结构与任何已知的通风干燥方法的结合。湿微收缩在美国专利4,440,597中说明。实施方案3的一个实施例可由以下方法制造。
与通风干燥载体织物相比，金属丝的速度增加，使得湿纤维网缩短10％。实施例1的通风干燥载体织物被每2.54cm(1英寸)具有5个遮蔽织物、36条纵向丝和32条横向丝的载体织物代替。净起皱缩短为20％。所得纸在压花前的定量为约0.35Pa(22磅/3000平方英尺)，横向峰值伸长为约7％和湿破裂强度为约340g。
该纸还要经受实施例1的压花过程，且所得纸的厚度为约0.66mm(0.026英寸)，横向峰值伸长为约6％和湿破裂强度为约275g。所得纸具有大于650μm的第一表面压花高度和大于650μm的第二表面压花高度。
实施方案4
本发明纤维结构的另一个实施方案是具有美国专利5,672,248中所述纵向压痕突起的通风干燥纸结构。根据美国专利5,672,248由Kimberly Clark Corporation制造以商品名Scott销售的市售单层底物经受实施例1的压花过程，该单层底物的定量为约0.39Pa(25磅/3000平方英尺)，湿破裂强度为约340g，厚度为约.032”，横向峰值伸长为约12％。所得纸具有大于650μm的第一表面压花高度值和大于650μm的第二表面压花高度值。
测试方法
定量方法：
本文所用“定量”是每单位面积样本的重量，以磅/3000英寸2或g/m2报告。定量如下测定：准备一个或多个具有确定面积(m2的样本，然后在最小分辨率为0.01g的顶加载天平上称量据本发明的纤维结构和/或包含这种纤维结构的纸制品的样本。所述天平使用气流罩保护其不受气流和其它干扰的影响。当天平上读数恒定时记录重量。计算平均重量(g)和样品的平均面积(m2)。用平均重量(g)除以样品的平均面积(m2)计算出定量(g/m2)。
厚度试验
本文所用“厚度”是指样本的宏观厚度。依照本发明纤维结构的样品厚度如下确定：将纤维结构样品切开使其尺寸大于加载底脚装载面，其中加载底脚装载面的圆形表面积为约20.26cm2(3.14英寸2)。将样品限制在水平平面和加载底脚装载面之间。加载底脚装载面向样品施加的围压为14.7g/cm2(约0.21psi)。厚度为平面和加载底脚装载面之间的所得间隙。此测量可在VIR电子厚度测定器(型号为II，购自马萨诸塞州Philadelphia的Thwing-Albert Instrument Company)上实现。对厚度测量重复并记录至少五(5)次以便计算平均厚度。报告的结果以毫米为单位，或千分之一英寸(密耳)为单位。
密度方法：
依照本发明的纤维结构和/或包括依照本发明纤维结构的薄页卫生纸制品的密度(本文所用的该术语)为所计算的平均(“表观”)密度。本文所用的术语薄页纸密度为用该纸张的定量除以引入本文的经适当单位转换的厚度计算出的平均密度。本文所用的薄页纸厚度为纸张承受1.4kPa(95g/in2)压缩载荷时的厚度。本文所用的术语薄页纸密度为用该纸张的定量除以引入本文的经适当单位转换的厚度计算出的平均密度。本文所用的纤维结构和/或薄页卫生纸产品的厚度为纤维结构或包括此类纤维结构的薄页卫生纸产品在承受14.7g/cm2压缩载荷时的厚度。
湿破裂强度方法
本文所用的“湿破裂强度”是指当纤维结构和/或掺入纤维结构的纸制品润湿并经受垂直于纤维结构和/或纸制品平面的变形时，其吸收能量的能力的量度。湿破裂强度可使用装有2000g测力传感器的Thwing-Albert Burst Tester目录号177测量，该装置购自Thwing-AlbertInstrument Company，Philadelphia，PA。
对于一层产品，根据本发明，从成品辊上取两(2)个可用的纤维结构，并在穿孔处仔细将它们分开。彼此上下地将这两个分开的纤维结构堆叠并切割，使得它们在纵向为约228mm，在横向为约114mm，每个为成品单元的厚度。首先，用小回形针将样品叠连接在一起使样品时效，并在107℃(±3℃)的鼓风炉中用夹具“吹”样品叠的另一端5分钟(±10秒)。加热结束后，从炉中取出样品叠，测试前至少冷却三(3)分钟。取下一个样品条，握着样品的窄横向边缘，把样品中心浸渍在装有约25mm蒸馏水的盘子里。让样品浸在水中四(4)(±0.5)秒。取出样品，握在手中排水三(3)(±0.5)秒，让水横向流出。排水后立刻继续测试。将湿样品放置在耐破度测试仪的样品保持装置的较低环上，样品的外表面向上，使得样品湿的部分完全覆盖样品保持环的开放表面。如果出现细纹，则将样品扔弃，并用一个新样品重复测试。当样品在低样品定位环上适当定位后，打开开关降低耐破度测试仪的上环。现在，样品定位装置已牢固地夹住了待测试样品。这时，通过按耐破度测试仪上的开始按钮立即开始破裂测试。压杆开始朝着样品的润湿表面上升。在样品被撕开或破裂的瞬间，记录最大读数。压杆将自动倒退并返回至初始位置。在另外三(3)个样品上重复上述程序，总共进行四(4)次测试，即四(4)次重复实验。记录下四(4)次重复实验的平均值作为结果，精确到克。
总干拉伸强度试验
本发明的纤维结构和/或包含这种纤维结构的纸制品的“总干拉伸强度”或“TDT”按以下步骤测定。准备2.5cm×12.7cm(一(1)英寸乘五(5)英寸)的纤维结构带和/或包含这种纤维结构的纸制品带。将该带置于在控制条件为温度28℃±2.2℃(73±4)且相对湿度50％±10％的房间内的电子张力检验器(型号为1122，购自Instron Corp.，Canton，Massachusetts)上。张力检验器的十字头速度为约5.1cm/分钟(2.0英寸每分钟)，且标距为约10.2cm(4.0英寸)。所述TDT为所述带的MD和CD拉伸强度的算术和。
伸长率(延伸率)
在拉伸试验之前，待测试的纸样本应该依照TAPPI Method #T402OM-88进行处理。测试前必须将所有的塑料和纸板包装从纸样本上去除。纸样本应该在48％至52％的相对湿度下和22℃至24℃的温度范围内处理至少2小时。样本制备和拉伸测试的所有方面也应该在恒温和恒湿室的条件下进行。
丢弃任何损坏的产品。接下来，拆下5个具有四个可用单元(也称为片)的纸带并一个接一个叠放起来形成一个片中间的穿孔重合的长叠。确定片1和3用于纵向拉伸测量和片2和4用于横向拉伸测量。接下来，用一个裁纸器(宾夕法尼亚州Philadelphia的Thwing-AlbertInstrument Co.的具有安全挡板的JDC-1-10或JDC-1-12)切断穿孔线制作4个分开的叠。确保叠1和3仍被标示用于纵向测试以及叠2和4被标示用于横向测试。
从叠1和3在纵向上裁切两个2.54cm(1英寸)宽的带。从叠2和4在横向上裁切两个2.54cm(1英寸)宽的带。现在有四个2.54cm(1英寸)宽的带用于纵向拉伸测试和四个2.54cm(1英寸)宽的带用于横向拉伸测试。对于这些已完成的产品样本而言，全部八个2.54cm(1英寸)宽的带均为五个可用单元(也称为片)厚。
对于未加工过的叠和/或纸卷样本，从感兴趣的样本区域用一个裁纸器(Thwing-Albert Instrument Co of Philadelphia，Pa.的具有安全挡板的JDC-1-10或JDC-1-12)裁切一个38.1cm(15英寸)×38.1cm(15英寸)的样本，其为8个复层厚。确保一个38.1cm(15英寸)平行于纵向裁切同时另一个平行于横向裁切。确保样本在48％至52％的相对湿度下和在22℃至24℃的温度范围内处理至少2小时。样本制备和拉伸测试的所有方面也应该在恒温和恒湿室的条件下进行。
从这个8个复层厚的预处理过的38.1cm(15英寸)×38.1cm(15英寸)样本裁切四个2.54cm(1英寸)×17.78cm(7英寸)的带，其中长17.78cm(7英寸)的尺寸平行于纵向。注意，这些样本为纵向卷绕或未加工过的叠样本。裁切另外四个2.54cm(1英寸)×17.78cm(7英寸)的带，其中长17.78cm(7英寸)尺寸平行于横向。注意，这些样本为横向卷绕或未加工过的叠样本。确信所有前述裁切均用裁纸器(宾夕法尼亚州Philadelphia的Thwing-Albert Instrument Co.的具有安全挡板的JDC-1-10或JDC-1-12)进行。现在总共有八个样本：四个8个复层厚的2.54cm(1英寸)×17.78cm(7英寸)的带，其中17.78cm(7英寸)尺寸平行于纵向以及四个8个复层厚的2.54cm(1英寸)×17.78cm(7英寸)的带，其中17.78cm(7英寸)尺寸平行于横向。
对于实际的拉伸强度测量，使用一个Thwing-Albert Intelect II标准拉伸试验机(Thwing-Albert Instrument Co.)进行。将平面夹具插入到单元中并根据Thwing-Albert Intelect II的操作手册中给出的说明书标定试验机。将仪器十字头速度设定为10.16cm/min(4.00in/min)并将第一和第二标距设定为5.08cm(2.00英寸)。应当将断裂灵敏度设定为20.0g以及将样本宽度设定为2.54cm(1.00英寸)以及将样本厚度设定在0.0635cm(0.025英寸)。
选择一个测力传感器使得使用时待测试样本的预定拉力结果位于量程的25％和75％之间。例如，可采用一个5000克的测力传感器用于具有1250克(5000克的25％)和3750克(5000克的75％)预定拉力范围的样本。也可将拉伸试验机调整到5000克测力传感器的10％量程范围内，使得其可测试具有125克至375克预定拉力的样本。
取一个拉伸带并将其一端放在拉伸试验机的一个夹具中。将纸带的另一端放在另一个夹具中。确保带的长度尺寸平行于拉伸试验机的侧面。也要确保带不伸出到两个夹具的任一侧面。另外，每个夹具的压力必须要与纸样本完全接触。
在将纸测试带插入两个夹具中之后，可监测仪器张力。如果仪器显示5克或更大的值，则样本被拉得太紧。反之，如果在开始测试后过了2至3秒的时间还没有任何值被记录下来，则拉伸带太松。
根据拉伸试验机仪器手册中所述启动拉伸试验机。试验在十字头自动返回到其初始启动位置之后完成。从仪器刻度或数字面板按最佳精度读取并记录以克为单位的拉伸载荷。
如果仪器不自动执行重新设定条件，则进行必要的调整，将仪器夹具设定到它们的初始启动位置。将下一个纸带如上所述插入两个夹具中并获得以克为单位的拉力读数。获得所有的纸测试带的拉力读数。应当注意，如果在进行测试时在夹具的边缘中或边缘处带产生滑移或断裂，则读数应该被废弃。
如果希望得到最大伸长率(延伸率)，则在测量拉伸强度的同时确定该值。根据厂商的说明书校准伸长刻度并调节任何所需的控制。
对于具有数字式面板的电子拉伸试验机，在拉伸强度测试完成时读取并记录下在第二数字式面板中所显示的数值。对于某些电子拉伸试验机，这个第二数字式面板的数值为最大伸长率(延伸率)；对于其它的电子拉伸试验机，其为延伸的实际英寸值。
对于每个所测试的拉伸带重复该步骤。
计算：最大伸长率(延伸率)-对于在第二数字式面板上显示伸长率的电子拉伸试验机：
最大伸长率(延伸率)＝(伸长率读数之和)除以(读取的读数数目)。
对于在第二数字式面板仪表上显示实际伸长单位(英寸或厘米)的电子拉伸试验机：
最大伸长率(延伸率)＝(伸长的英寸或厘米之和)除以((以英寸或厘米为单位的标距)乘以(读取的读数数目))
结果为百分比。结果的全部数目在5％以上；在5％以下记录下结果，精确到0.1％。
水平全片：
水平全片(HFS)试验方法确定被本发明的纸吸收和保持的蒸馏水含量。该方法通过首先称量被测试纸样品(参见本文中“纸的干称量”)，然后彻底将该纸润湿，在水平位置给润湿的纸排水，最后重新称量(参见本文中“纸的湿称量”)来进行。于是，纸的吸收能力以排除纸所吸收的水量来计算，单位为克。当评价不同的纸样品时，所有被试样品采用同样大小的纸。
确定纸的HFS能力的设备包括：灵敏度为至少±0.01克，且最小容量为1200克的电子秤。该秤应置于平衡台上，并调整到地板/台面重量的最小振动效果。该秤也应有一个特殊的秤盘以能适应被试纸的大小(即，约27.9cm(11英寸)×27.9cm(11英寸))的纸样品)。秤盘可由多种材料制成。树脂玻璃是一种常用的材料。
也需要样品支撑架和样品支撑盖。支撑架和支撑盖都由轻金属机架构成，该机架由0.305cm(0.012英寸)直径的单丝张成，以形成1.27cm2(0.5平方英寸)的网格。支撑架和支撑盖尺寸应使得样品尺寸可完全置于两者之间。
HFS试验在保持23±1℃和50±2％相对湿度的环境中进行。水池或水盆中盛有23±1℃的蒸馏水，深度至7.6cm(3英寸)。
在秤上仔细称量被试纸，精确到0.01克。报告样品的干重，精确到0.01克。将空的样品支撑架置于上述具有特殊秤盘的秤上。然后，将秤调零(称皮重)。小心地将样品置于样品支撑架上。将支撑架盖置于支撑架的顶部。将样品(现在被夹层在架和盖之间)浸没在水池中。在样品已被浸没60秒之后，将样品支撑架和盖轻轻抬出水池。
允许样品、支撑架和盖水平排水120±5秒，注意不要过分摇动或振动样品。接着，小心地移除架盖，并在前面已调零的秤上称量湿样品和支撑架。记录重量，精确到0.01g。这是样品的湿重。
每种纸样品的克吸收能力定义为(纸的湿重-纸的干重)。
压花高度试验方法
用购自德国柏林GFMesstechnik GmbH，Warthestraβe 21，D14513Teltow/的市售GFM Primos Optical Profiler光学轮廓仪测量压花高度。GFM Primos Optical Profiler光学轮廓仪包括基于数字微反射镜投影、由以下主要部件构成的紧凑光学测量传感器：a)具有1024×768直接数字控制微反射镜的DMD投影机，b)高分辨率(1300×1000像素)CCD摄像机，c)适于测量至少27×22mm面积的投影光学元件，以及d)适于测量至少27×22mm面积的记录光学元件；置于坚硬小石板上的台式三角架；冷光源；测量、控制和评价计算机；测量、控制和评价软件ODSCAD 4.0英文版；和用于侧向(x-y)与垂直(z)校准的调节探针。
GFM Primos Optical Profiler光学轮廓系统用数字微反射镜图案投影技术测量样品的表面高度。分析的结果是表面高度(z)对xy位移的分布图。该系统具有27×22的视野，分辨率为21微米。高度分辨率应设置在0.10和1.00微米之间。高度范围是分辨率的64,000倍。
按以下步骤测量纤维结构样品：
打开冷光源。在冷光原上的设置应为4和C，这将显示3000K的读数。
打开计算机、显示器和打印机，并打开ODSCAD 4.0 Primos软件。
从Primos的任务栏选择“开始测量”图标，然后点击“Live Pic”(实时图片)按钮。
在投影头下放一个30mm×30mm调整到约23℃±1℃(73±2)的温度和50％±2％的相对湿度的纤维结构制品的样品，并调节距离以达到最好的聚焦。
反复点击“图案”按钮以投影几个聚焦图案中的一个，有助于达到最好的聚焦(当达到光学聚焦时，软件十字叉应与投影十字叉对齐)。放置投影头，使其垂直于样品表面。
通过投影头侧面的孔改变镜头的光圈和/或在屏幕上改变摄像机“增益”的设置，以调节图像亮度。不要将增益设置为大于7，以控制电子噪声的大小。当亮度最佳时，在屏幕底部标有“I.O.”的红圈将变绿。
选择技术表面/粗糙测量类型。
点击“测量”按钮。这将冻结屏幕上的实时图像，同时图像将被捕捉并数字化。在这期间，重要的是保持样品静止以避免捕捉的图像模糊。图像将在约20秒内被捕捉。
如果图像满意，将图像以扩展名“.omc”保存为计算机文件。这也将保存摄像机图像文件“.kam”。
点击剪贴板/男人图标，将该数据移动到软件的分析部分。
现在，点击图标“画切断线”。确认激活的线被设置为线1。将十字叉移动到计算机屏幕图像左侧的最低点并点击鼠标。然后，在当前的线上将十字叉移动到计算机屏幕图像右侧的最低点并点击鼠标。现在，通过标志点图标点击“对齐”。现在，在该线的最低点点击鼠标，然后在该线的最高点点击鼠标。点击“垂直”距离图标。记录测量的距离。现在，增加激活的线到下一条线，并重复前面的步骤，这样进行直到所有的线(共六(6)条线)都已被测量为止。取全部记录数据的平均值，如果单位不是微米，将其转化为微米(μm)。这个数就是压花高度。对纤维结构制品样品的另一图像重复这一过程，并取压花高度的平均值。
在发明详述中所有引用文献的相关部分均引入本文以供参考；任何文献的引用不可解释为是对其作为本发明的现有技术的认可。
尽管已用具体实施方案来说明和描述了本发明，但对于本领域的那些技术人员显而易见的是，在不背离本发明的精神和保护范围的情况下可作出许多其它的变化和修改。因此，有意识地在附加的权利要求书中包括本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (9)

1.一种吸收性薄纸巾纸制品，所述纸制品包括一个具有第一表面和第二表面的基本连续的纤维结构层，其中所述制品具有大于8g/g的HFS吸收性，并且所述第一表面显示至少约650μm，优选至少约1000μm，更优选至少约1250μm的压花高度，而所述第二表面显示至少约650μm，优选至少约1000μm，更优选至少约1250μm的压花高度。
2.如权利要求1所述的吸收性薄纸巾纸制品，所述纸制品具有大于约8％的横向拉伸值。
3.如权利要求1所述的吸收性薄纸巾纸制品，其中所述纸制品显示大于其压花前厚度150％的成品厚度。
4.如权利要求1所述的吸收性薄纸巾纸制品，其中所述纤维结构层包括通风干燥纤维层。
5.如前述任一项权利要求所述的吸收性薄纸巾纸制品，其中所述纤维结构层包括不同密度纤维层。
6.如权利要求1所述的薄页纸制品，其中所述纤维结构层包括湿法成网纤维结构层。
7.如权利要求1所述的薄页纸制品，其中所述纤维结构层包括气流成网纤维结构层。
8.如权利要求1所述的薄页纸制品，其中所述纤维结构层包括常规纤维结构层。
9.如权利要求1所述的薄页纸制品，其中所述制品具有大于60％的湿破裂强度效率比。
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