TW200838685A - Molded wet-pressed tissue - Google Patents

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TW200838685A TW096138117A TW96138117A TW200838685A TW 200838685 A TW200838685 A TW 200838685A TW 096138117 A TW096138117 A TW 096138117A TW 96138117 A TW96138117 A TW 96138117A TW 200838685 A TW200838685 A TW 200838685A
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200838685 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明屬於具有機器方向和跨機器方向之造紙纖維的 敵紋濕壓薄紙張。該薄紙張具有連續的波狀皺谷，其以機 器方向之連續的單平面巨型皺脊（柔軟的皺脊）所分隔。相 對於波狀皺谷的纖維密度’此巨型皺脊的纖維密度是較低 的0 【先前技術】 過去二十年，已有許多嘗試要結合穿透式乾燥法對鬆 度所產生之好處以及溼壓法的除水效率，但是往往所得到 的疋無法達成目彳示的衣私’而不是獲致這兩種技術的最佳 部分；不僅是關於生產率和用於除水之能源支出，還是關 於產品特性。例如揭露於2001年9月11曰核准予Edwards 等人的美國專利第6,287,426號，其製程内容合併於此以供 參考之用。此製程使用以一毛毯和一平滑不透水皮帶之間 所形成的高壓除水夾口，以致於增加該濕紙幅稠度至約 35%到48%。接著，該除水紙幅以真空輥筒的輔助被轉換 到一「紙幅壓紋」編織物上’於烘乾前令紙幅產生紋路。 儘管Edwards等人所揭露的製程可用於相當高基重的紙 幅，但是其並不適用於商業應用品中所需以高速處理的輕 基重薄紙幅，此乃因低基重濕紙幅（幾乎沒有抗拉強度） 從平滑皮帶轉換到紙幅結構織物的困難性所造成。此外， 已知用於此製程中的紙幅壓紋織物會造成顆粒感和柔軟度 不足的薄紙。 因此，需要有一種增進柔軟度、高鬆度、和低基重的 5 C:\Eunice 2008\PK-001O9\PK-mi-0957\PK^l-0957'Spe-EG-2008-04-O3.Doc 200838685 濕壓製薄紙。 【發明内容】 現今發現於Edwards等人的製程中使用特別的壓紋織 物能夠製造出一獨特的濕壓薄紙張。如此產出的薄紙張能 以南速生產，同時展現穿透式烘乾產品的近乎全部鬆度和 柔軟度，亦兼具美感。該薄紙張以寬鬆間隔開來的連續「柔 軟皺脊」為特徵，其係由壓紋織物的設計所傳給這些薄紙 平板。當特別壓紋織物與其他製程的修定結合使用時，例 修 如某種不透水皮帶合併此所述的其他製程條件一起使用， 本發明能夠以高速製造低基重薄紙張。然而，本發明亦能 使用Edwards等人的原製程在低速下製造低基重薄紙張。 因此以一個觀點來看，本發明屬於具有機器方向和跨 機器方向之造紙纖維的皺紋濕壓薄紙張。該薄紙張具有連 續的波狀皺谷，其以係由機器方向之連續的單平面巨型皺 脊（柔軟的皺脊）所分隔。相對於波狀皺谷的纖維密度，此 巨型皺脊的纖維密度是較低的。 • 以另一個觀點來看，本發明屬於具有機器方向和跨機 器方向之造紙纖維的皴紋濕壓薄紙張，該薄紙張具有連續 小型皺脊的波狀皺谷，其以紙張機器方向之連續的單平面 巨型皺脊所分隔，此處的巨型皺脊平均厚度對小型皺脊平 均厚度之比率是大於等於1.5。於此所討論的「厚度」是指 從結構的一侧到另一側的最短距離。以此觀點，單平面皺 脊的纖維密度可有利地低於波狀皺谷的纖維密度。 本發明之薄紙張交替的巨型皺脊和皺谷是由壓紋織物 的三維表面輪廓傳給該薄紙張。在製程中，藉由一上游的 6 C:\ Eunice 2008\ΡΚ-ωΐ-〇9\ΡΚ-ωΐ-0957\ PK-Wl-〇957-Spe-EG-2008-04-03-Doc 200838685 濕愿去水步驟均勻地密實薄铋 .λ ^ 壓紋織物過程中使紙張模製成型具形貌的 和敵谷的_。，在錢成錢巨型皱脊 隹/、、、氏張u壓紋織物支撐並對著烘 表面壓擠賴張，同時紙_著於烘乾機表面之際1出 於紙張面亚不與壓紋織物接觸的該巨型皺脊進—步穷垂 因為在紙張巾_谷相對雜脊是在凹處，t對著= 表面鶴紙張時其進-步密實的程度較小。之後，當此紙 幅起敏時，讀谷中產生以紙張跨機器方向具有浪峰的「小
型皺脊」。這些小魏脊造成紙張機ϋ方向的起伏，同時連 結鄰近機器方向巨赌脊間的距離。強力附著於烘乾機表 面的該機器方向巨缝脊易受起_影響1果是，巨型 皺脊區域純谷區軸起來變得更㈣鍵、更厚和較 密。因為對烘乾機_著力是沿著巨㈣脊區域十分連續 的’該起敏(解鍵)是相當均句，_當以橫剖面觀察時，、 在皺脊中的紙張表面形貌保持實質地單平面。以放大相片 能夠立即測量本發明薄紙張之各式結構特色的尺寸，例如
本文所顯不；或可由表面輪廓測定法來測量尺寸，此為本 技藝所普遍周知。因為當紙張成形時其基重變異極小‘，所 以各式紙張結構的厚度與纖維密度成正比。 這個結構是不同於傳統以透氣式乾燥的薄紙，其中遠 離烘乾機表面的區域無法被壓擠到密實，因此其密度將類 似或甚至低於緊鄰烘乾機之紙張區域的密度。 除非另有說明，本文所使用紙張之「沿其機器方向」 一詞，意指巨型皺脊和皺谷的定向可相對於紙張實際機器 方向（0度）的〇度到約土30度。該巨型皺脊基本上是連續 的，而不是分離的。於是，相對於紙張機器方向之巨型皺 7 〇：\£«„ία2008\ρ^1^^ρ^Ι.〇95Λρχ^Ι_〇9575^Ε^^^^ 200838685 脊和皺谷的定線或定向能夠從0到約±30度，更明確地從0 到約土15度，更明確地從0到約±10度，更明確地從0到約 ±5度，同時更明確地該對齊能夠與機器方向（0度）平行。 再者，相對於機器方向的定線或定向能夠從約±5到約土 15 度，同時更明確地從約±10到約±15度。該皺脊能夠是筆直 的或波浪狀的，以便改善其薄紙張的外觀美感。就波浪狀 或其他反覆角度的皺脊而言，是以總體平均方向來決定此 皺脊的定線。 該巨型皺脊之平均厚度對於皺谷區域内該小型皺脊之 平均厚度的比率會是大於或等於1.5，更明確地從約1.5到 約6,更明確地從約1.5到約5,更明確地從約1.5到約4， 更明確地從約1.5到約3，同時更明確地從約2到約3。 巨型皺脊的機器方向寬度能夠小於皺谷的寬度，以便 提供美感給薄紙結構。巨型皺脊的機器方向寬度亦能夠大 於皺谷的寬度，以便改善乾燥效能和提供較大的柔軟皺 脊。更明確地，巨型皺脊的寬度能夠從約0.5到約1.5公釐， 更明確地從約0.75到約1.25公釐，同時更明確地約1公 釐。該巨型皺脊之跨機器方向間隔，以頂峰到頂峰距離來 測量，能夠從約0.5到約4公釐，更明確地從約1到約3.5 公釐，同時更明確地從約1.5到約2.5公釐。 該皺谷寬度，以紙張的跨機器方向測量，能夠從約0.5 到約2.5公釐，更明確地從約0.5到約2公釐，同時更明確 地從約1到約2公釐。 該小型皺脊的尺寸和間隔將取決於壓紋織物的設計和 起皺條件的組合。大體上，此小型皺脊的機器方向間隔， 以頂峰到頂峰的距離測量，能夠從約0.2到約1公釐，更 8 C: ν Eunice 2卿\ ΡΚ·001·09' WM)01*0957\ ΡΚ*001 ·0957却 e-EG*200S"04*03. Doc 200838685 月確地從約〇·3到約〇·8公釐，同時更明確地從約〇·4到約 〇·6公釐。此小型皺脊的高度，以皺谷的底部到小型皺脊的 頂峰測里，能夠從約Q·仍到約0.5公釐，更明確地從約〇· 1 到約0.4公釐，同時更明確地從約〇1到約〇.3公釐。 本發明之薄紙的最終基重可為小於或等於每平方公尺 40公克’更明確地從約每平方公尺10公克到約4〇公克 (gSm)，更明確地從約每平方公尺10公克到約30公克，同 時更明確地從約每平方公尺15公克到約20公克。組成薄 紙張的纖維能夠是任何造紙纖維，特別是纖維素纖維，例 如硬木和軟木纖維。 本發明之薄紙張的「鬆度」能夠大於等於約每公克1〇 立方公分的纖維，更明確地從約每公克立方公分到約 20立方公分纖維(ce/g)。於此所使用的「薄紙張」是一單 層薄紙，而不是一多層產品。 【實施方式】 於此所使用的「鬆度」，是一薄紙張在負載下（定義於 後）的總體厚度（以微米表示）除以乾基重（以每平方米的 公克數表示）後的商數。該產生的紙張鬆度是以每公克的 立方公分表示。更明確地，該薄紙整個紙張厚度是依照 TAPPI之T402測試方法「紙張、紙板、紙漿、紙巾和相關 產之;^準條件和測試環境」和T4η 〇m_89「紙張、紙板 和合板的厚度」用於堆疊紙張的注意事項3，來測量一單 張薄紙張的代表厚度。用於完成測試T411 〇.89之測微計 疋由位於俄勒岡州紐柏市(Newberg，〇reg〇n)的愛芬可公司 (Emveco Inc.)所提供的愛芬可2〇(KA薄紙厚度測試器 9 C:\Eunice 2008\ΡΚ-ωΐ -09\ ΡΚ-Ό01^957\ PK-001-〇957-Spe-EG-2008-〇4-03. Doc 200838685 (Emveco 200-A Tissue Caliper Tester) 〇 該湏丨J微言十具有 2 千 帕斯卡的負載、2500平方公釐的壓腳面積、56.42公釐的 壓腳直徑、3秒的暫停時間和每秒0.8公釐的下降速率。 於此所使用的「機器方向（MD)抗張強度」是當一樣品 在此機器方向拉伸到斷裂時，每3英对樣品寬度的尖學負 載。同樣地，該「跨機器方向（CD)抗張強度」是當一樣品 在此跨機器方向拉伸到斷裂時，每3英对樣品寬度的尖峰 負載。樣品於斷裂前的伸長百分率是其拉伸率。 用於測量抗張強度和拉伸率的程序如下所述。使用由 位於賓夕法尼亞州費城(Philadelphia，PA)的吐溫亞伯儀器 公司（Thwing-Albert Instrument Company)，型號 JDC 3-10、 序號37333之JDC精密樣品切刀pDC Precision Sample Cutter)以機器方向（MD)或跨機器方向（CD)任何一方向切 割一 3英吋(76·2公釐）寬乘上5英吋（12·7公釐）長的長條紙 準備用於抗張強度測試的樣品。用於測試抗張強度的儀器 疋一 MTS糸統新太克ns(MTS System Sintech 11S)其序號 6233。該資料擷取軟體是由北卡羅來納州研究三角園區 (NC，Research Triangle Park)的 MTS 系統公司（MTS System Corp·)的TestWorks㊣視窗3·10版。該負載物可擇一 50牛 頓力或最大1〇〇牛頓力，其取決於被測試樣品的強度，使 得大部分的尖峰負載分布於負載物全比例值的10%到90% 之間。於钳口間的標準距離是4+Λ0.04英吋（101.6+/-1公 釐）。使用氣動操作鉗口，同時以橡膠塗裝鉗口。其最小握 把面寬是3英吋(76·2公釐），同時钳口的最適高度是〇.5 英对（12·7公釐）。其十字頭速度是10+/-0.4英吋/分鐘 (254+/-1公釐/分鐘），同時期斷裂敏感度設定為65%。該樣 10 C: \ Eunice 2008\ ΡΚ^Χ)1-Ό9\ΡΚ-001Ό957\ PK-001^957-Spe-£G-2005-0«)3. Doc 200838685 品放置於此儀器的鉗口中，其水平和垂直中 务 啟動該測試，當樣品斷裂時終止測試。該尖峰負 品的「機H方向抗㈣度」或「跨機时向抗張/疋樣 試樣品的方向。每個產品或紙張至少 表樣。口，料產^或紙張全部個職㈣朗 為機器方向或跨機器方向橫絲抗張強度。 =p 2製備第五圖和第六圖之薄紙厚度剖面圖顯微，昭片 所述。大約2到3平方公分的小紙張樣品放置
tt位於金屬钻上’其位於-絕緣的開放 ^内之液悲氮池中。以-從未使用過的刺刀刀片切㈣ 1紙’此刀片首先以酒精清潔。切割線稍微歪斜於樣口的 機器方向，以致於沿著切割線有不同的區域，苴將顯°一 * 該薄紙織物的不同密度區域而無須製造多個樣^。切=是 以鉗子或鑷子握住剃刀於薄紙之上，同時則、木植對著薄 屬钻支持面敲擊刹刀背部。此法將乾淨地切割冷凝 =、ί不會造成薄紙結構形狀的變形。以新的刺刀刀片平 r紙=作::::=得約略5繼: 平滑面朝上的樣品屬附μι μ㈣1以又⑽f將 於厚卡ML/厚卡黏_樣品邊緣需突出 下^1公釐。此樣品置於光學顯微鏡之 :看:::面朝向鏡頭。照亮和放大到-程度，可以方便 “本文之第—圖及第七圖，用非接觸的表面輪廓測定法 生溥紙於烘乾機接觸面的卩維圖I，描述於給予 ullally等人的已公開美國專利申請uS2〇〇5/〇236122 Α1 α併於此以供參考。更明確地，三維光學表面形貌圖 11 C. \ Eunice 200ϊ\ PK-001-09\ PK-001-0957\ PK-001-0957-Spe-EC-2008-04^)3.Doc 200838685 可使用MicroProfTM測量系統配以具有10奈米z向分辨率 的CHR150N光學距離測量感測器，此系統由德國格拉巴 赫市（Gladbach，Germany)的夫里士研究技術公司（Fries Research and Technology GmbH)製造。此 MicroProf 使用光
學鏡頭的色差去分析從樣品表面所反射的定焦白光，因而 測定Z向距離。樣品以喷霧黏著方式固定於玻璃片上。一 x-y表用於以機器方向（MD)和跨機器方向（CD)移動樣品。 機器方向（MD)和跨機器方向（CD)分辨率設定在2〇微米。 該三維表面輪廓測定圖能夠由MicroProf以統一的資 料檀案格式輸出，供予表面形貌軟體TalyMapUniversal分 析，此軟體版本3·1·1〇由位於英國列斯特市（Leicester， England)的泰勒霍普森精密公司（Taylor-Hobson Precision Ltd·)製造。該軟體使用Mountains®科技度量衡軟體平台 允許使用者輸入各式剖面圖，接著執 订=同的運1异兀(數學轉換)或剖面圖研究（圖形表示或數值 計算），同時以一適於桌上排版軟體的格式表現出來。 yMap軟體中’用於此任務的運算元包含定限（以 已夫冋度對σ彳面圖施予人卫截尾）和濾波。定限清理影 像古移除個別纖維或I面灰塵、並調整所紀錄的深度範圍。 j以〇·2公釐戴斷值用於平滑表面，.每10個資 碑平句人同時藉由移除區域性的粗糙來移除個別的 =二者Ϊ大該剖面圖的某部分並執行-連續立體正投 7二的此產生該表面的三度空間連續呈現，並輔以 权擬的光源反射。以旦彡你 像，顯示於第二圖中假著色法顯示該結果產生一影 12 C:\Eunice2008\P請顺狀撕術㈣顧猶命 200838685 基於簡潔的考量，任何於本說明書中所提出的數值區 間，當被解釋為用以支持其列舉以所提及特定範圍内的整 數值（或近似數值）為端點之任何次區間的書面描述。假 。又本忒月書揭鉻從1到5的區間，將被視作支持任何下 列次區間，W、“、^以、2-4、2-3、3n4、和 4-5。同樣地，於本說明書所揭露從〇1到〇·5的區間，將 被視作支持任何下列次區間，〇1-〇·4、〇1_〇·3、〇1_〇,2、 0.2-0.5、0·2_0·4、0·2-0·3、〇·3-〇·5、0.3-0.4、和 〇.‘〇·5。 • 本發明現在將以參考繪圖進一步說明。除非有其他的 陳述，則在不同圖形中的類似參考數字代表類似的特色。 、，參考第圖，其所顯示是一依照本發明之薄紙張示意 平面圖。其所顯示於起皺作用中，薄紙張接觸烘乾機表面 的那一面。其所顯示是紙張的機器方向（MD)和跨機器方向 (CD)。其亦顯示以紙張機器方向之單平面巨型皺脊（丨）。其 亦顯示波狀皺谷(2)，和於起皺作用中所產生的皺谷内之: 型皺脊(3)的頂峰。 • ▲第-A圖是第-圖的薄紙張沿著Α·Α線之橫剖面的示 意圖。其所顯示是該巨型敵脊的橫剖面，說明所示該巨型 皺脊的厚度(Τ)對照於皺谷内小型皺脊的厚度⑴。 立第-Β圖是第-圖的薄紙張沿著Β_Β線之橫剖面的示 思圖，進-步說明所示該巨型皺脊的厚度對照於小型敏脊 的厚度。其亦顯示空載厚度(〇,說明此兩種厚度在觀念上 的差異。 一第二圖是本發明之薄紙張與烘乾機接觸面的三維表 示，其取自於表面輪廓測定法，其與第一圖所示類似。該 紙張與洋基乾燥器接觸面的表面範圍以參照編號4指出。 13 C:\Emtice 2008\ΡΚ-ωΐ-09\PK-001-0957\ PK-O01-〇957^EC-2008-04-03. Doc 200838685 以參考數字5指定紙張織物面（非洋基面）的表面範圍，同 時沿著每個軸尚簡單緣製出紙張的巨型敏脊和於皴谷區域 内的小型毅脊雨者間在厚度(和密度)上的不同。此薄紙是 用本文範例一所述之方法，並使用第九圖的^織物。 第三圖是本發明之薄紙張烘乾機接觸面的放大俯視照 片’其與用來形成該紙張之對應的堡紋織物並列，盆顯示 如上述的機器方向連續巨型皺脊和包含的小型皺脊的皺 谷。（在不同圖示中的照片，由上方和側面提供給其光源， 目此織物的低祕是黑暗的和凸起處是光亮的。包含尺規 的照片，於照片下方每-垂直刻度間隔尺寸代表〇 5公董。） 第四圖是第三圖薄紙張的放大平面圖。 第五A圖和五B圖是第四圖沿著A_A線所取得的放大 剖面圖照片’其說明本發明之薄紙張於機器方向巨型敏脊 的實際單平面低密度特徵。該巨型級脊片段的厚度顯示其 範圍從約75到約15G微米，該厚度是從巨型皺脊織物的一 側到織物的對面侧的最短距離。該空載厚度（也就是所討 論結構每一面上的想像平面之間的距離，並考量到任何起 • 伏）約200微米。為本文之討論，「實際單平面」巨型皺脊 能夠被數值特徵化，例如以空载厚度對平均厚度的比率約 為2或更小。於此所討論的量測平均厚度，沿著每一薄紙 張已知線至少測量10組隨機厚度，以便取得一代表數值。 第六A圖和六B圖是第四圖沿著B_B線片段所取得的 放大棱剖面照片’其說明了本發明之薄紙張小型敵脊的起 伏和南密度。該小型皺脊片段的厚度顯示出從約45到約 60微米的範圍。該總空載紙張厚度約3〇〇微米。 第七圖是本發明之薄紙張於烘乾機面的一灰階表面輪 14 叫一，姻鞭卿5猶侧術♦一侧D〇c 200838685 廊測定影像，其說明了機器方向巨型敏脊的相對高度和敏 谷間的區域，其包含了以紙張跨機器方向於敲谷區域内的 小型皺脊。 第八圖是可用於依照本發明製造薄紙張 圖。大體上，製造本發明之薄紙張的方法包含：⑻藉由二 澱一造紙纖維的水懸浮液於一成形織物上，產生具有基重 :勺=於或等於4G公克每平方米的濕薄紙紙幅；⑻移動該 濕薄紙紙幅到由造紙毛毯所支撐的除水壓力夾口 ；（c)壓 • 擠造紙毛毯和粒子皮帶間的濕薄紙紙幅，此處的濕薄紙紙 幅被除去水分達到稠度大於或等於3〇%的水分，同時轉換 到粒子皮帶的表面；（d)用真空輔助，將除水後的紙幅從粒 子皮帶轉換到壓紋織物，以便將除水後的紙幅成形於織物 的表面輪廓；（e)由壓紋織物所支撐的同時對著洋基烘乾機 的表面壓擠紙幅，同時將紙幅轉換到洋基烘乾機的表面， 和（f)令紙幅乾燥和起皺，以便產生一皺紋薄紙張。 其所顯示是一傳統式新月型造紙機，然而能夠使用任 何標準濕式造紙機。更明確地，當成型織物（1〇)和毛毯(9) • 部分地包覆著成型輥(8)時，一流漿箱（7)沉澱造紙纖維的水 懸浮液於之兩者之間。該成型織物是由導輥（12)所引導。 此處所使用之「毛毯」是一可吸水的造紙織物，設計成吸 收水分和從紙幅中移除水分。不同設計的造紙用毛毯是廣 為人知的技術。 該新成型的紙幅由毛毯運送到由吸力輥（14)、粒子皮帶 (16)和壓輥（19)之間所形成的除水壓力夾口。在該壓力夾口 中，該紙幅被壓擠於毛毯和不滲水粒子皮帶（16)之間時， 對其除水達到稠度約大於或等於30%，更明確地約大於或
C:\Eunice 2m8\PK~Wl-09\PK~001~0957\PKWl~0957-Spe-EC-2m~M~03.DOC 200838685 等於40%，更明確地從約40%到約5〇%，同時更明確地從 約45%到約50%。此處所使用的「稠度」，指的是為基於纖 維之紙幅絕對乾燥重量的百分比。當依照本發明製造輕量 薄紙幅時，為除水而施予該濕紙幅的壓擠位準最好比較高。 在此所使用的「粒子皮帶」是不透水的、或十分不透 水的轉換皮帶，於格外平滑的表面中具有許多小凹洞和凸 塊，該凹洞由製造皮帶時皮帶材料中預先内嵌的移位粒子 或氣泡所形成。該凹洞的尺寸和分佈可有所不同，但是據
信其陡峨的侧壁角度和這些小凹洞尺寸防止皮帶表面的完 全弄濕，因為液體水無法進入此凹洞（類似蓮花葉的物理特 性）。該凹洞的出現亦帶來乘隙而入的空氣，其介於皮帶表 面和濕紙幅之間。空氣或水汽的出現辅助分解了介於紙幅 和皮帶表面之間的水薄膜，同時從而降低紙幅和皮帶表面 間的黏著程度。此外，一粒子皮帶不像溝槽皮帶會有關於 磨耗的問題，因為舊凹洞被磨損時會露出新的顆粒並脫 脫，產生新凹洞。如此的粒子皮帶範例被揭露於1994年3 月29曰核准予Eklund等人的美國專利第5,298，124號，標 題為「一壓力夾内之轉換皮帶的封閉牽引轉換」其内容合 併於此以供參考。 口 一旦離開了該壓力夾口，該紙張停留在不透水的粒子 皮帶’接者以帶有真空槽(41)之真空輥(23)的辅助被轉換到 -壓紋織物(22)。壓力夾口的張力能由㈣（18)的位置調 正選用的模製盒(25)能用於提供壓紋織物紙幅以外的 模製成形。 在此所使㈣「壓紋織物」’是_三维造紙織物，特別 n織㈣紙織物’其具有的形貌，當該除水後紙張類 C:\Emtice 200«\PiC-001-09\PK-«)l-0957\PX-〇Oi-〇9S7-Spe.EG.2〇〇8 ^ 16 200838685 應其表面模製成形時能形成如上所述紙張中皺脊和皺谷。 更明碟地次，一壓紋織物是一編織的造紙織物，其具有紋 理的紙張接觸面以及基本上連續的機器方向波紋，其以波 谷分隔該波紋由多個群集的經紗股和一個或多個直徑之 多個緯紗股支撐而成，此處的波紋寬度是從約1到約5公 釐，更明確地從約1·3到約3公釐，同時更明確地從約19 到約2·4公釐。該織物跨機器方向之波紋所產生的頻率是 從约母公分0·5到約8，更明確地從約3.2到約7·9，更明 確地從每公分約4.2到約5.3。該波紋通道深度會是從約0·2 到約1·6公釐，其深度為介於該織物的頂部平面和該薄紙 紙幅可接觸到最低可視織物接合處之間的Ζ向距離。更明 確地，從約0·7到約u公釐，同時更明確地從約0.8到約 1么屋。本文所稱「接合處」是由經紗股和緯紗股交疊而 成的結構。熟悉造紙織物的人士應可理解，圖示織物之變 化可達到所求形貌和紙幅纖維支撐面。 用於影響薄紙紙幅從粒子皮帶轉換到壓紋織物的真空 位準將取決於壓紋織物的性質。該真空拾取端（真空轉換輥) 扮演輕量薄紙紙幅從轉換皮帶轉換到壓紋織物的功能比在 較重等級紙張中的功能更形重要。因為該濕紙幅抗張強度 非常低’該轉換必須在皮帶和織物分離前完成，否則該紙 幅將受損。另一方面，即使施予適度真空(2〇千帕斯卡）之 短暫微量牽引力，對於較重紙幅具有足夠的強度以便完成 轉換。對於輕量薄紙紙幅，需要較強的真空以便造成於薄 紙下方的水汽快速散開，同時將該紙幅推離皮帶和於織物 分離以前轉換紙幅到織物上。另一方面，該真空不能太強 以至於造成轉換後在紙張中產生小孔。 C:\Eunice2008\PK-001~09\PK~W1^957\PK办n~09S7-Spe-EG-2(m~04~03.Doc 17 200838685 一「_幅到壓紋織物的轉換能夠包含—「急促」轉換或 牽引」，換。取決於壓紋織物的性質，急促轉換能有 較南紙張厚度。當使用急促轉換時，其急促轉換 位準會是約小於或等於5%。
田以壓紋織物作為支撐面時，該紙幅經由壓親(24)被轉 換到洋基烘乾機(27)表面，於此之後令該紙幅乾燥並以一 刀片（21)起皺。此圖亦顯示了洋基烘乾機罩⑴和起皺黏 膠噴務鉍膠裝置(31)。該產出的皺紋紙幅（32)之後輥動到一 母輕筒（沒有顯示），並依需要轉變成最後產品型式和包裝。 如，在一連續商業基礎上實現前述的方法時，對織物之清 β έ疋特別有盈的’特別是使用殘留在織物上最小水量的 約小於或等於每平方米3公克）。適當的織物清潔法 包含空氣噴流、熱清除、易於清潔的塗層織物、和高壓水 嘴杈。 第九圖是一造紙織物之紙張接觸面的平視照片，該造 =織物有助於當作用於製造本發明之薄紙張的壓紋織物， μ片中顯示間隔連續或基本上連續的機器方向結構，其於 ^發明之薄紙張中產生機器方向皺脊。第九圖顯示用於製 ^深刻、波紋結構的編織圖案以及三個不同直徑緯紗股的 特疋位置’其中織物皺脊是比個別的經紗股更高和更寬。 該織物是一單層結構，織物的紙張接觸面和織物的機器面 ，含有所有經紗股和緯紗股。該波紋通道深度是〇.967公 I或經紗股直徑和緯紗股加權平均直徑總合的293%。為了 建到本發明的目的，該織物能加以磨光。對於如此具有表 面形貌的織物，接觸面通常是介於15%到30%之間，因此 磨光可藉由增加織物對著烘乾機緊密擠壓的分量而改善乾
18 C:\Etmicf200e\PK-001-09\PK-001-0957\PiC-001-0957-Spe-EG-2008-04-03.DOC 200838685 燥效能。 第十圖是另一個造紙織物之紙張接觸面的俯視照片， 該造紙織物有助於當作用於製造本發明薄紙張的壓 '紋織 物。本結構中只出現/個緯紗股直徑，同時其產生的波紋 通道深度是0.72公釐，或經紗股直徑和加重平均緯紗股直 徑總合的218%。 第十-較另〆個造紙織物之紙張接觸面的俯視昭 片，該造紙織物有助於當作用於製造本發明薄紙張的壓=
織物。本結構中出現雨個不同直徑的緯紗股，而且產生广 紙巨型皺脊的織物波紋是平行於機器方向。 辱 第十二圖是另-個合適壓紋織物之薄紙接觸面的俯視 照片，顯示的是傾斜的波紋織物。該織物波紋是基本上、 續、非分離，並且是由複數個經紗股集合而成，=是由一 種不同直徑的多個緯紗股所支撐。使用一個或多個=捏: 緯紗股能夠建構出類似的織物。該經紗股方向美本上η化 機器方向定位，同時每個個別的經紗股皆加入=紋的二^ 和皺谷的織物。該織物皺脊和皺谷的定位是相對於紙張 器方向約5度的角度為其方向。該角度是編織結構和織物 經緯密度兩者的函式。當其做為皺紋薄成製程的壓 織物或透氣式乾燥織物時’由於洋基烘乾機和捲筒間的 度差異可以縮短其所產出之薄紙皺脊和皺谷的角度，如枝 准於溯年us 10日’標題為「製造吸水性紙品又之系絶 的美國專利第5,832,962號所描述，其内容合併於此以供參」 考之用。舉例來說’對於以較洋基乾燥器速度低2〇%之速 度捲起紙巾肖的_程序*言’如第十二圖所示織物將是與 洋基乾燥裔接觸那一面的薄紙敏脊縮短角度為度，。 19 c: \ Ewnice 2«»\ ΡΚ*001·09\ PK-00K957\ PK*O0I*O957-Spe-£G>2OOi-(年03‘Doc 200838685 第十三圖是另一個造紙織物之薄紙接觸面的俯視照 片’其有助於當作用於製造本發明薄紙張的壓紋織物，圖 中顯示用來產生深刻、波狀波紋的編織圖案和該不同直徑 緯紗股的特定位置。該織物波紋基本上是連續的，但沿著 相對於機器方向呈一小角度（最多15度）對齊。該波紋比起 個別的經紗股較高和較寬，同時由於該經紗股方向基本上 是機器方向，個別的經紗股皆加入織物皺脊和織物皺谷。 以在跨機器方向的移動而言，該織物波紋的角度規則地反
轉方向，其產生一波狀波紋外觀，能夠加強薄紙美觀或降 低相鄰近薄紙層間沿著該波紋結構相互套疊的現象。對於 起敵的應用例而言，該波狀波紋亦用來沿著薄紙紙幅所黏 附之洋基燥乾機的表面變換位置。在所顯示的織物中，該 波紋穿越波紋間跨機器方向間隔的約略一半位置之後，反 轉方向。 第十四圖是本發明之薄紙張的俯視照片，其具有以機 w方向行進的波狀巨型敵脊，同時使用第十三圖的壓紋織 物製成。
。如第一圖到帛七圖中所顯示的依照本發明之 更、=是使用如上所述與第八圖相關製程所製造而成。 13 8八古兄’使用一新月型成型裝置以製造-每平方采 人北gsm)的輕量紙張。該漿料是以3㈣比例混 i是：尤加利漿纖維。該造紙機在洋基供乾器的速 時邛乂里:00公尺。該濕薄紙、紙幅被轉換到-毛毯，同 ===真空除水達到約25%固體的織。 紙 伸長夹口以每米600千牛頓咖⑽、6百萬帕斯卡 C: \ Ewnice 200S \ ΡΚ·00】 ·09\ PiC*OOI*Oft57\ PKO02*0957-Sp<r-£G*20W-04*03. Doc 20 200838685 (MPa)尖峰壓力的負载壓榨除水 毯和紙幅，此皮帶啤仞且士 ,月反㈣釋耗 (施球綠子轉^：、有3微米粗糙度的阿爾巴尼 到轉換皮帶。該:if二:一旦脫離壓榨’該紙幅被黏附 皮f和紙幅通過壓輥，同時送去盥如第六 圖所顯示的壓紋織物接觸，該壓紋織物經由磨光以改蓋接 下來與洋基烘乾機表面的接觸區域。在K7百萬帕^ (MPa)負載下的預估接觸區域約冑遍。從㈣到真空概 的距離約為4米。該壓紋織物在進人與真空_觸後，盆 與轉換皮帶和薄紙紙幅的接觸距誠為25公釐。就在該織 物和轉換皮帶分離以前，從真空輥内部提供約％千帕斯卡 (kPa)的真空位準，造成該紙幅從轉換皮帶轉換到壓纹織 物、。在=幅轉換到織物時，有5%的急促轉換，但是這個差 異速度是可選擇的。該紙幅和織物行進到洋基烘乾機 的壓輥，此處的成型紙幅被壓擠到洋基烘乾機表面。藉由 在壓輥之前將黏膠噴霧到洋基表面，將該紙幅黏附到洋基 以低於洋基乾燥器速度之20%的速度捲起該紙幅 之薄紙張的物理特性如下： 。該產出 基重（絕對乾燥） 公克每平方米（gsm) 17.3 厚度 微米（#m) 300 鬆度 立方公分每公克(cm3/g ) 17.3 拉伸率(機器方向） °/〇 39.6 拉伸率(跨機器方向) °/〇 9.6 抗張強度(機器方向） 牛頓每米（N/m) 125 抗張強度(跨機器方向） 牛頓每米（N/m) 54
C:\EMnice2008\PK-002-09\PK-OOI-0957\PK-001-0957-Spe-EG-Z008-04-03.DOC 21 200838685 紙 該薄紙張變換為壓光且具有良好柔軟度的兩層衛生 紐p大致如制1述之方法製成之薄紙平板， 除了該造紙機在洋基烘乾機的速度為每分鐘1〇〇〇米，且其 基重疋以單層成品為目冑。其乾燥機基妓每平方米22 〇 △克(22.0 gsm)，同％提供給真空輥内部的真空位準是4〇 千帕斯卡(kPa)。其壓故織物是類似第九圖的風格。 其產出之薄紙張的物理特性如下： 基重（絕對乾燥） 厚度 鬆度 拉伸率（機器方向） 拉伸率（跨機器方向） 器方向）牛頓每米⑽） 抗張強度（跨機时向）牛_米（仏） =三。薄紙張大致是依如範例—所述的方法製成， 盆懕=氏機在洋基烘乾機的速度為每分鐘1DG()求，同時 物是類似第十三圖的風格。其基重是每平方米 棘拖13· 7gsm)。在紙幅轉換到織物時，有3%的急促 轉換。該產㈣紙是類似於第十四圖所示。 其產出之薄紙張的物理特性如下： 基重(絕對乾燥） 公克每平方米㈣ 微米（.//m) 立方厘米每公克(cm3/g) f\y 公克每平方米（gsm) 微米 立方厘米每公克（cm3/g) % °/〇 % 27. 6 316 11.4 30.0 5. 6 193 90 厚度 鬆度 拉伸率(機器 方向） 17· 1 293 14.2 28.8 22 C: \ Eunice 2008\PK-001-09\PK-001-0957\ PiC-001-0957-Spe-£G-2008-04-03. Doc 200838685 拉伸率(跨機器方向） ％ 69 抗張強度(機器方向） 牛頓每米（N/m) 124 抗張強度(跨機器方向）牛頓每米（N/m) 41 範例四。一薄紙張大致是依範例一所述的方法製成， 除了該造紙機在洋基烘乾機的速度為每分鐘6⑽米。其基 重疋母平方米14· 5公克（14.5 gsm)。在紙幅轉換到織物 曰寸，有5%的急促轉換。
其產出之薄紙張的物理特性如下： 基重（絕對乾燥） 厚度 鬆度 拉伸率（機器方向） 拉伸率(跨機器方向） 抗張強度(機器方向） 抗張強度(跨機器方向） 公克每平方米（gsm) 微米（/zm) 立方厘米每公克(cm3/g) °/〇 % 牛頓每米（N/m) 牛頓每米（N/m) 18.1 311 17.2 35· 3 11.2 75 39
接著’藉由以另一捲筒具有類似特性的基板疊合，該 基板被轉換成二層的衛生紙捲筒 ，在最終產品中係以兩基 板的織^面彼此相對。該兩層產品用不銹鋼親以哪微米 025夬吋)的間隔壓光，同時捲動到一 43公釐直徑的軸 心t ° 肖費者測試中，這個產品凌駕於現有商業衛生紙 產如。最終產品的所得物理特性如下： 公克每平方米（gsm) 31.2 微米（/zm) 344 立方厘米每公克(cm3/g) 11.0 % 16.6 % 6.8 C: \ Eunice 2008 \ PK-WJ-09\PK-001-0957\ PK-001 -0957-Spe-EG-2008-04-03. Doc 基重（絕對乾燥） 厚度 鬆度 拉伸率(機器方向） 拉伸率(跨機器方向) 23 200838685 抗張強度(機器方向） 牛頓每米（N/m) 156 抗張強度(跨機器方向） 牛頓每米（N/m) 65 捲筒直徑 公釐(mm) 123 捲筒鬆度 立方厘米每公克(cm3/g) 10.2 可想而知，前述為舉例目的而提出的範例並不應被解 釋為限制本發明範疇，其發明範疇是以下列申請專利範圍 和所有等同項所定義。 【圖式簡單說明】 • 第一圖是依照本發明之薄紙張的示意平面圖。 第一 A圖是第一圖的薄紙張在機器方向的橫剖面圖。 第一 B圖是第一圖的薄紙張在跨機器方向的橫刳面 圖。 第二圖是類似於第一圖所顯示之本發明薄紙張的烘乾 機接觸面之實際三维表示圖，其取自輪廓測定法。 第三圖疋依照本發明之薄紙張於烘乾機接觸面之放大 # 俯視照片，其與所對應用於紙張成形方法中的壓紋織物並 列呈現，其顯不連續機器方向的皺脊和皺谷所包含的小型 皺脊，如上所述。 第四圖疋第二圖之薄紙張的放大平面圖。 第五A圖和第五β圖是沿著第四圖a—a、線之放大橫剖 面照片，顯不本發明之薄紙張之機器方向敵脊區域的實際 單平面低密度特徵。 第六A圖和第圖是沿著第四圖β—Β線之放大橫剖 24 c： \ Eunice Z008\PK-O0b09\ΡΚ-ωΐ-0957\PK-001-0957-Spe-EG-2W8-04-03. Doc 200838685 面照片，顯示本發明之薄紙張之機器方向皺脊區域的起伏 和相當高的密度。 第七圖是本發明之薄紙張於烘乾機面的表面輪廓測定 影像，顯示機器方向的皺脊和皺谷，包含於敏谷區域内之 跨機器方向的小型皺脊。 第八圖是一適於產生本發明薄紙張之濕壓薄紙製程的 簡單圖解說明。 第九圖到第十三圖是適於產生本發明薄紙張之壓紋織 物的放大照片，顯示間隔連續或基本上連續的機器方向結 構，其製造出本發明薄紙張中機器方向皺脊。第九圖是第 三圖所部分顯示之相同織物。 第十四圖是使用第十三圖壓紋織物所製造本發明薄紙 的放大照片。 【主要元件符號說明】 1 Mono-planar macro-ridges 單平面巨型皺脊 2 Undulating valleys 波狀皺谷 3 Peaks of the mini-ridges 小型皺脊的頂峰 MD Machine direction (MD) 機器方向 CD Cross-machine direction (CD) 跨機器方向 A-A A-A 機器方向 B-B B-B 跨機器方向 T Thickness of the macro-ridges 巨型皺脊厚度 T Thickness of the mini-ridges 小型皺脊厚度 C No-load caliper 空載厚度 4 Surface boundary of the 紙張洋基接觸面的 25 cv嗔侧_卿 200838685
Yankee-contacting side of the sheet 表面範圍 5 Surface boundary of the fabric side (non-Yankee side) of the sheet 紙張織物面（非洋基 面）的表面範圍 7 Headbox 流漿箱 8 Forming roll 成形輥 9 Felt 毛毯 10 Forming fabric 成型織物 12 Guide roll 導輥 14 Suction roll 吸力輥 16 Particle belt 粒子皮帶 18 roll 輥筒 19 Press roll 壓輥 21 Doctor blade 刮刀片 22 Texturizing fabric 壓紋織物 23 Vacuum roll 真空輥 24 Press roll 壓輥 25 Molding box 模型盒 27 Yankee dryer 洋基烘乾機 30 Yankee dryer hood 洋基烘乾機罩 31 Creping adhesive spray applicator 起皺黏膠喷霧施膠 裝置 32 Creped web 皺紋紙幅 41 Vacuum slot 真空槽 26 C:\ Eunice 2008\PK-001-09\ΡΚ-ωΐ-0957\ PK-001-0957-Sj>e-EG-2008-04-03.Doc

Claims (1)

  1. 其中該單平面 項之薄紙張，其中該巨 方向從0到土 15度的角 200838685 十、申請專利範圍： -機器方和-跨2維製成讀紋祕薄紙張，其具有 谷，係以紙張機哭士 方向，該薄紙張具有連續波狀皺 巨型鈹脊的纖連續單平面E魏脊所分隔；該 的。 a相對於波狀皺谷的纖維密度是較低 -機器方向和成之皺紋濕壓薄紙張，其具有 續波狀敵谷，传料’該薄紙張具有小型皺脊的連 分隔;該巨二 率是大於鱗於〗.5。从度對小_脊之平均厚度的比 身 甲請專利範圍第2項之薄紙張， 歒脊之纖維密度是小於波狀歒谷之纖維密度 4·如申請專利範圍第1或2項之薄铋择，並由姑g 型皺脊是平行於紙張的機器方向。、 ^ 5· 如申請專利範圍第1或2 型皺脊的定位是以相對於紙張機器 度為其方向。 6.如申請專利範圍第1或2項之薄紙張，其中該巨 型敵脊的定位是以相對於紙張機器方向從G到别度的角 度為其方向。 7.如申請專利範圍第1或2項之薄紙張，其中該巨 型皺脊的定位是以相對於紙張機器方向從〇到±5度的角度 為其方向。 X ^ c：\ Eunice 2008\ PK-001-09\ PK-001-0957\PK-001-0957-Spe-EG-2008-04-03. Doc 27 200838685 8.如申請專利範圍第1或2項之薄纸萨，= 型敏脊之平f、（4補，其中該巨 十均厚度對小型皺脊之厚度的比率是從。到卜 二2專利範圍第1或2項之薄紙張，其中該 5〇 B厚輯小悲脊之厚度的比率是從i.5到 巨创1如中請專利範圍第1或2項之薄紙張，其中該 4〇之平均厚度對小型毅脊之厚度的比率是從b到 巨型:脊之:!二利範圍第14 2項之薄紙張，其中該 3含之千均厚度對小型皴脊之厚度的比率是從Μ到 巨型皺脊之利範圍第1 *2項之薄紙張，其中該 含之料厚度料龍脊之厚度㈣率是從2到3。 如申明專利範圍第j或 巨型敲脊之寬度是小於皺谷之寬度。專錢其中该 I販貧之見度疋從〇·5到1·5公釐。 15.如申請專利範圍第！或 巨型議物㈣輪_，^；、=4^該 谷寬1 度6是二請==或2項之薄紙張，其中該敏 17.如申請專利範圍第1或2項之薄紙張，盆中 賴之機器方向間隔以頂峰到頂峰測量，會是從、0.2^1 C:\Emice ΖΟ〇8\ΡΚ^〇ι^ρΚ4)〇] 1-0957\ PK-001-0957-Spe-£G-200S-04-03. D 28 200838685 公釐。 18. 如申請專利範圍第1或2項之薄紙張，其中該小 型皺脊高度是從0.05到0.5公釐。 19. 如申請專利範圍第1或2項之薄紙張，其中基重 是從10到40公克每平方米。 20. 如申請專利範圍第1或2項之薄紙張，其中鬆度 是從10到20立方公分每公克。
    29 C: \ Eunice 2008 \ ΡΚ-001-09\ΡΚ-00Ί-0957\PK-001-0957-Spe-EG-2008-04-03. Doc
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