由粗纤维素纤维制成的软薄页纸制造技术

本发明专利技术提供一种用于制造柔软、吸收性的卫生制品诸如浴巾纸、面巾纸、卫生巾的薄页纸幅。该薄页纸包含由如预浸预热木片磨木浆或循环浆得到的粗纤维素纤维组成的化学软化纤维素纤维。该纤维素纤维具有增强的润滑性以致它们具有由方程式：ＤＣＯＦ＞４．２７↑［＊］Ｃ－４４．２３表示的相对于复合平均粗糙度Ｃ（ｍｇ／１００ｍ）的降低的摩擦系数（ＤＣＯＦ，以百分点表示）。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般性地涉及薄页纸；更具体地说本专利技术涉及由因为其较高的粗糙度而被称为低级的低级纤维素浆制成的卫生用薄页纸。随着日渐增长的从经济和环境角度考虑天然纤维的世界性供应问题，对利用诸如由废纸和高产率的机械或化学-机械制浆法生产的那些低级纤维素纤维的压力逐渐增加。不幸的是，当被添加到卫生用薄页纸中时，这样的纤维会引起卫生薄页纸产品的消费者所追求的产品特性(即外观美感和特别是柔软度方面)相当严重的恶化。有问题的纤维特性主要是粗糙度。上述的低级纤维素纤维通常具有高的粗糙度。这引起由因为其松软性而被选择的主要纤维所赋予的柔软感的损失。引入本专利技术作参考的Carstens的1981年11月17日颁布的美国专利4,300,981号说明了由这些主要纤维所赋予的织纹与表面质量。当低级纤维被选用时，如果低级纤维具有高粗糙度的话，就缺乏理想的表面质量。在机械或化学-机械释出的纤维情况中，高粗糙度是由于保留天然木材物质的非纤维素组分之故而引起，这样的组分包括木素与所谓的半纤维素。这使每个纤维在不增加其长度的情况下重量增加。废纸还往往具有高的机械浆量，但是甚至在选择废纸级别时非常仔细以尽可能减少机械浆量的情况下，仍然经常会出现高的粗糙度。据说这是由于在当来自许多原料的纸相混合以制成再生浆时天然存在的纤维组织的杂质混合物。例如，某些废纸由于它本质上主要为北美硬材而可被选用；然而，人们经常发现大量来自较粗糙的软材纤维的杂质，甚至最有害的品种诸如各种美国南方松。在整个造纸史中，许多专利技术人已将他们的活动指向克服低级纤维的局限性以使它们适于此处所述的应用。在已被提出的用于软化薄页纸的许多化学添加剂中，没有一种已被证明是足以令人信服地从先前所述的粗糙的配料中制造真正的软薄页纸的，除非使用过量或不必要的添加剂而形成相当昂贵的产品，因此这种产品被降到对大多数人来说是不能使用的特殊位置。因此，本专利技术的一个目的是提供一种具有理想的触感低密度纤维薄页纸结构。本专利技术的另一目的是将通常被认为是粗糙和低品质的临界量的纤维掺入到上述的目的物中。本专利技术的另一目的是在不大量使用增加制备和分配产品的费用的化学处理剂的情况提供薄页纸。使用将在以下公开内容中所说的本专利技术实现这些或其它的目的。现已发现，通过构成薄页纸的纤维的粗糙度与制造薄页纸的纤维配料的摩擦系数之间的关系能够达到意想不到的柔软度。此关系使在无需添加多余量的添加剂以掩盖粗纤维硬度的情况下提供软薄页纸成为可能。本专利技术涉及由化学软化的纤维素纤维组成的软薄页纸。该化学软化的纤维素纤维包含足够量的粗糙纤维以将薄页纸的复合平均粗糙度提高到大于约11.0mg/100m。该化学软化的纤维素纤维相对于其复合平均粗糙度C(mg/100m)来说具有降低的摩擦系数(DCOF，以百分点表示)，用下列方程式表示DCOF＞4.27×C-44.23。该软薄页纸具有比抗张强度在约9与约25g/in/g/m2之间和密度在约0.05与约0.20g/cc之间。在本专利技术的优选实施方案中，本专利技术提供了一种预定的处理方法，该处理方法能够用相当数量的、优选为约0.05％至约2.0％重量的化学软化剂在纤维的比表面上基本上涂覆该纤维。优选的化学软化剂包括具有通式 的季铵化合物。在上述的结构中，每个R1为C14～C22烃基、优选为牛脂；R2为C1～C6烷基或羟烷基，优选为C1～C3烷基；X-为相容的阴离子，诸如卤化物(例如氯化物或溴化物)或甲基硫酸根。如在Swern编辑的贝利的工业油脂产品，第三版(Bailey′s Industrial Oil and Fat Products，Third Edition，John Wiley andSons(New York 1964))中所讨论的那样，牛脂是具有可变组成的天然存在的物质。在由Swern编辑的上述的同一参考文献中的表6.13指出，通常78％或更多的牛脂脂肪酸含有16或18个碳原子。一般说来，牛脂中存在的一半的脂肪酸是不饱和的，主要呈油酸形式。合成的及天然的“牛脂”均处于本专利技术的范围内。每个R1优选为C16～C18烷基、更优选为直链C18烷基。优选的是，每个R2为甲基和X为氯化物或甲基硫酸根。适用于本专利技术的季铵盐化合物的例子包括熟知的二烷基二甲基铵盐，诸如二牛脂二甲基氯化铵、二牛脂二甲基甲基硫酸铵、二(氢化)牛脂二甲基氯化铵；而二(氢化)牛脂二甲基甲基硫酸铵是优选的。此特定材料在市场上可从Witco Chemical Company Inc.of Dublin，Ohio以商品名“VarisoftR137”购得。还可以使用季铵化合物的生物可降解的单及二酯变体，这意味着它们均处于本专利技术范围之中。除非另有规定，此处所有的百分比、比率以及比例均以重量计。附图说明图1为描述生产优选的纤维素纸浆方法的示意流程图，其中首先进行长度分类步骤，接着进行离心分离步骤。图2为描述生产优选的纤维素纸浆的另一种方法的示意流程图，其中首先进行离心分离步骤，接着进行长度分类步骤。以下对本专利技术进行更详细的介绍。简言之，本专利技术为一种低消耗自然资源的薄页纸，当考虑到其配料的粗糙度时该薄页纸具有迄今未获得过的柔软度。现已发现，通过降低各别纤维相对于其表面积的表面摩擦系数能够获得意想不到的柔软度。此处使用的术语“摩擦系数”系指由在根据TAPPI标准方法T-205制备的纸试样的平滑表面上拖曳熔结玻璃滑板所需的力而确定的摩擦系数。下文将提供测定用的方法的详细描述，然而摩擦系数还能通过产生类似值的其他方法来确定。在整个说明书中术语“降低的摩擦系数”用字首缩略词DCOF代表并以百分点为单位表示，指通过添加化学软化剂，摩擦系数被降低的百分量。换句话说，为了测定一种纤维配料的DCOF，使用无化学软化剂的纤维试样制备标准的手抄纸，以及使用添加化学软化剂后的纤维试样制备标准的手抄纸。使用每种手抄纸测定摩擦系数，并使用下式计算DCOFDCOF=COFB-COFACOFB×100]]>式中，DCOF为降低的摩擦系数，COFB和COFA分别为从未处理的纤维和处理过的纤维制得的手抄纸的摩擦系数。如此处所用的术语“化学软化剂”是指能增加造纸纤维的润滑性而同时基本上是牢固地存在于纤维(be substantive to the fibers)的化合物，即甚至当纤维被分散于水中时它仍保留在纤维上。本专利技术优选含有，以干纤维为基准计，约0.05％至约2.0％重量的化学软化剂。最优选形式的化学软化剂是具有以下结构式的0.05％至2.0％的季铵盐化合物 在以上所指定的结构中，每个R1为C14～C22烃基，优选为牛脂；R2为C1～C6烷基或羟烷基，优选为C1～C3烷基；X-为相容的阴离子，诸如卤化物(例如氯化物或溴化物)或甲基硫酸盐。如在Swern编辑的贝利的工业油脂产品，第三版(Bailey′s Industrial Oil and Fat Products，Third Edition，JohnWiley and Sons(New York 1964))中所讨论的那样，牛脂是具有可变组成的天然存在的物质。在由Swern编辑的上述的同一参考文献中的表6.13指出，通常78％或更多的牛脂的脂肪酸含有16或18个碳原子。一般说来，存在于牛脂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软薄页纸，其特征在于它包含化学软化的纤维素纤维，所说的纤维素纤维含有足够量的粗纤维以将薄页纸的复合平均粗糙度提高到大于１１．０ｍｇ／１００ｍ、优选大于１２ｍｇ／１００ｍ，其中所说的纤维素纤维具有以方程式： ＤＣＯＦ＞４．２７＊Ｃ－４４．２３ 表示的相对于复合平均粗糙度（Ｃ，以ｍｇ／１００ｍ表示）的降低的摩擦系数（ＤＣＯＦ，以百分点表示），其中所说的薄页纸具有比抗张强度在９与２５ｇ／ｉｎ／ｇ／ｍ↑［２］之间、优选为在１１与１７／ｇ／ｉｎ／ｇ／ｍ↑［２］之间，和密度在０．０５与０．２０ｇ／ｃｃ之间、优选在０．０８与０．１５ｇ／ｃｃ之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：肯尼思D文森，霍华德T迪森，
申请(专利权)人：普罗克特和甘保尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]