具有暂时湿强度的柔软薄页纸的制作方法

专利名称：具有暂时湿强度的柔软薄页纸的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有暂时湿强度的纸产品。本发明尤其涉及具有所需柔软性、具有暂时湿强度的纸产品，与此同时，当暴露至常规污水体系中时，该产品拥有迅速分散的能力。
背景技术：
纸幅或纸页，有时称之为薄页纸或薄页纸幅或纸页在现代社会中有着广泛的用途。所述这些产品包括如毛巾纸，搽面纸和卫生纸这样的主要产品。这些纸产品可具有各种希望的性能，包括湿强度和干强度，柔软度以及抗掉毛性。
强度是产品以及其组成纸幅维持物理完整性并且在使用条件下，特别是在湿态时耐撕裂、耐破和耐剪切的能力。
柔软度是消费者握住一特定的产品，将其对着皮肤摩擦，或在其手中揉搓所感受到的触觉。该触觉是由若干物理性能的组合所提供的。本领域普通技术人员通常认为有关柔软度的重要的物理性能是制备所述产品的纸幅的挺度，表面平滑度和润滑性。挺度通常又被认为直接与纸幅的干强度和构成纸幅的纤维的挺度有关。特别是，当干强度增加时，柔软度将降低。
抗掉毛性是纤维产品，以及其组成纸幅在使用条件下粘结至一起的能力；所述使用条件包括湿态时。换句话说，抗掉毛性越高，纸幅掉毛的倾向将越低。
纸产品的干强度应足以能够制备该产品，以及在相对干燥的条件使用该产品。可以借助机械处理以便保证在相邻造纸纤维的羟基之间形成足够的氢键，或者借助使用某些干强度添加剂，来增加干强度。所述的干强度添加剂通常是天然或合成的聚合物。举例性的干强度添加剂包括淀粉和淀粉衍生物、聚乙烯醇以及聚丙烯酰胺。
湿强度是使用时与含水液体接触的许多一次性纸产品的理想特征，所述产品如餐巾纸，毛巾纸，家用薄页纸，一次性医用服装等。特别是，经常希望所述的纸产品具有足够的湿强度，以便保证其在潮湿或润湿条件下的使用。例如，湿润的薄页纸或毛巾纸可以用来清洁身体等。不幸的是，当用水饱和未经处理的纤维素纤维集合物时，通常将损失其强度的95％至97％，因此，在湿润或潮湿的条件下，所述未处理集合物通常将无法使用。
传统上，给纸产品提供湿强度的一种方法是将添加剂掺入纸产品中，所述添加剂将有助于形成不会断开的纤维间键，或者对于暂时湿强度而言，这些键将经得住由于水所造成的断裂。水溶性湿强度树脂可以添加至纸浆中，通常在形成纸产品之前添加(湿部添加)。所述树脂通常包含阳离子官能团，以致使其能容易地被纤维素纤维留着，所述纤维素纤维是天然阴离子性的。
已经使用或披露了许多树脂特别用于给纸产品提供湿强度。这些湿强度添加剂中的一些将使纸产品具有永久湿强度，即当置于含水介质中时，随着时间推移，纸张将保留其起始湿强度的绝大部分。举例性的这类树脂包括尿素-甲醛树脂，蜜胺-甲醛树脂和聚酰胺-表氯醇树脂。这些树脂具有有限的湿强度衰退。
纸产品的永久湿强度经常是不需要的和不希望的性能。如卫生纸等这样的纸产品通常在简短使用周期之后处理入污水体系等中。如果纸产品永久地保留其湿强度性能的话，将导致这些体系的阻塞。因此，最近以来，制造商们将暂时湿强度添加剂添加至纸产品中，对于所述纸产品，湿强度足以提供预期的用途，但是在吸水时湿强度将衰退。湿强度的衰退将有利于纸产品流过排污体系。现已提出了许多方法来提供所要求保护的纸产品，即具有良好的起始湿强度，但随着时间推移湿强度将明显衰退的纸产品。
一种暂时湿强度添加剂是含醛树脂，如COBOND1000；醛官能化的阳离子淀粉(得自National Starch & Chemical公司，Bloomfield,NJ)；得自CytecIndustries,Inc.(West Paterson,NJ)的PAREZ 631NC和PAREZ 750A，醛官能化的阳离子聚丙烯酰胺。
描述具有暂时湿强度的纸产品的举例性专利包括US4,981,557(1991.1.1授权于Bjorkquist)；US5,690,790(1997.11.25授权于Hedlam等人)；和US5,723,022(1998.3.3授权于Dauplaise等人)。尽管这些专利描述了在暴露至水或水溶液中之后随时间推移强度将衰退的纸产品，但是没有一篇专利描述过在暴露至水中之后的短时期内维持强度，在暴露至水中之后随时间的推移强度将衰退相结合的低密度纸产品，并且当用于毛巾纸，卫生纸等时所述纸产品具有特别希望的柔软度。特别是，上述专利描述的纸产品具有建议需要改善柔软度这样的干抗张强度性能，或者在缺乏任何干抗张强度性能下，当暴露至水中时需要改善短期维持干强度性能。
因此，一直需要对用于毛巾纸，卫生纸等的纸产品进行改进。特别是，当一开始湿润时需要纸产品维持其更大百分比的干强度性能，而在进一步暴露至水中或水溶液中时，其起始湿强度将明显衰退。另外，还需要具有所述希望的湿强度性能并且还是柔软和抗掉毛的纸产品。
发明概述本发明的柔软、低密度纸产品包含造纸纤维和阳离子暂时湿强度树脂。所述纸产品的密度小于约0.6克/厘米3，定量在约10和约65克/米2之间，干强度小于约500克/英寸(197克/厘米)，起始湿强度与干强度之比大于约0.15∶1，而三十分湿强度与起始湿强度之比小于约0.4。本发明的纸产品可以均匀结构的形式或以多层结构的形式来生产，并且可以是起皱或未起皱的。
附图简要说明

图1是阐明用于造纸方法的含水造纸配料的制备步骤的简图，所述方法适用于生产本发明的纸产品。
图2是阐明用于生产本发明纸产品的造纸方法的简图，其中在干燥后使产品起皱。
图3是其中纸产品不进行起皱的另一干燥方法的简图。
发明详细说明尽管本说明书以特别指出且明确要求保护作为本发明主题的权利要求结束，但据信，在结合附图和所附的实施例对下面详细说明进行阅读时，将能够更好地理解本发明。
在此使用的术语“抗掉毛性”是纤维产品，以及其构成纸幅在使用条件下粘结至一起的能力，所述使用条件包括湿态时。换句话说，抗掉毛性越高，纸幅掉毛的倾向将越低。
在此使用的术语“粘结剂”指的是造纸技术中已知的各种湿强度树脂和干强度树脂，以及助留剂树脂。
在此使用的术语“水溶性的”指的是在25℃至少3％溶于水中的材料。
在此使用的术语“薄页纸幅，纸幅，纸页和纸产品”均指由包括下面步骤的方法制得的纸页，所述步骤是形成含水配料；将该配料沉积至多孔表面，如长网上；以及如借助重力或真空帮助的排水，压榨或没有压榨，和蒸发，从配料中除去水份。
在此使用的术语“含水造纸配料”为造纸纤维和下面描述的化学品的水悬浮液。
在此使用的术语“多层薄页纸幅，多层纸幅，多层纸页和多层纸产品”均指由两层或多层含水造纸配料制得的纸页，所述配料优选由不同种类的纤维组成，所述纤维通常是薄页纸制造中使用的相对较长的针叶木纤维和相对较短的阔叶木纤维。优选的是，将稀释纤维悬浮液的独立液流沉积至一个或多个环形多孔网上而形成各层。如果各层一开始在独立的网上形成，那么，然后在湿态时将各层结合，以便形成层状复合纸幅。
在此使用的术语“多层薄页纸产品”指的是至少由两层组成的薄页纸。每个各别的层依次可由单层纸幅或多层薄页纸幅组成。借助将两层或多层薄页纸幅粘结在一起如借助胶合或压花，而形成多层结构。
在此使用的术语“穿透干燥”技术指的是借助热空气对纸幅进行干燥的技术。
在此使用的术语“机械脱水”技术指的是借助利用脱水毛毯的机械压榨对纸幅进行干燥的技术。
本发明纸张的一般说明根据本发明的纸张具有起始湿强度、湿强度衰退、柔软度和抗掉毛性的希望的结合。尽管现有技术通常使用化学强度添加剂(干强度添加剂，湿强度树脂，等等)来增强造纸纤维的强度性能，但本申请人发现，当根据本发明的方法将造纸纤维和暂时湿强度树脂形成纸张结构时，得到的低密度薄页纸具有干强度、高起始湿强度、快速湿强度衰退、柔软度和抗掉毛性的独特的结合。这些性能的每一种将在下面详细讨论。
起始湿强度如上所述，纸产品的起始湿强度对于在许多使用情况下使其用途最大化是十分重要的。例如，在利用毛巾纸进行擦试工作期间维持产品的完整性，对于卫生纸在排尿后进行清洁期间对手提供保护，以及对于搽面纸提供对粘液的防护。换句话说，在纸产品用水或水溶液湿润之后，尽可能多地维持纸产品的干强度是非常希望的。
维持所述干强度的常用的量度是起始湿强度(Wi)对干强度(DS)的比例。在此使用的该比例用湿强度对干强度的比来表示。湿强度和干强度可根据测试方法部分(TEST METHODS section)所述的方法测量。尽管现有技术已描述了具有约0.2∶1，甚至更高湿强度/干强度比的纸产品，但所述的产品仍还具有足够大的干强度，以致使该纸产品用作毛巾纸、卫生纸或搽面纸时由于其不够柔软而是不希望的。正如熟知的并且将在下面的柔软度部分中讨论的那样，在干强度和所感觉的柔软度之间有着明确的关系，据说增加干强度将降低所感觉的柔软度。换句话说，迄今为止，现有技术已能取得明显保持干强度的唯一方法是将干强度调至对于如毛巾纸、卫生纸以及搽面纸的产品而言，使所感觉的柔软度造成不可接受的下降的程度。通常，现有技术能取得的湿强度对干强度之比约0.1∶1，或0.12∶1，与此同时将柔软度维持在可接受的程度。
另一方面，本发明的纸产品能取得至少约0.15∶1，优选至少约0.2∶1，更优选约0.25∶1的湿强度/干强度比。不被理论所束服，申请人相信，这样的比例是可实现的，这是因为，申请人已确定了使用暂时湿强度树脂，通常是低密度薄页纸的组份，以便提供更大部分干强度的某些配料组合物、造纸条件以及成品纸组分。已知的情况是，增加暂时湿强度树脂的用量还将使干强度增加。然而，过去，本领域一直认为，如果要维持柔软度的话，干强度的这种增加将是一种限制，而不是一种机会。例如，现有技术US3,755,220(1973.8.28授权于Freimark等人)提供了化学解离剂，以便弥补这种感觉到的不希望的干强度，从而提供更柔软、不太粗糙的纸页。下面详细公开了申请人确定为对于实现本发明非常重要的具体配料、造纸和纸张组份参数。
暂时湿强度树脂如上所述，暂时湿强度树脂不仅提供暂时湿强度，而且还有利于干强度。本发明的关键要素在于大大增加暂时湿强度树脂的用量。例如，商业上成功的卫生纸的暂时湿强度树脂的用量约为1磅/吨(0.05％)。公认的是，暂时湿强度树脂也将对在适当条件下制得的低密度纸产品提供大量的干强度，但申请人发现，对于本发明的低密度纸张而言，其应当包含每吨造纸纤维约4磅暂时湿强度树脂(0.2％)至约16磅暂时湿强度树脂(0.8％)。优选的是，本发明的纸张包含每吨造纸纤维约6磅暂时湿强度树脂(0.3％)至约12磅暂时湿强度树脂(0.6％)。在本发明特别优选的层状纸产品中，暂时湿强度树脂分布在内层和外层之间，以致使内层包含约3-12磅/吨(0.15-0.6％)，而外层包含约1-4磅/吨(0.05-0.2％)。优选的是，优选的层状纸产品的内层包含约4磅/吨(0.2％)至约8磅/吨(0.4％)，而外层包含约2磅/吨(0.1％)至约4磅/吨(0.2％)。特别优选的层状纸产品在内层中包含每吨造纸纤维约8磅暂时湿强度树脂(0.4％)，而在外层中包含约3磅/吨(0.15％)。所有百分比均以造纸纤维的总重量计(即可以使用的任何短造纸纤维和长造纸纤维的总重量)。
网前箱的pH申请人发现，将网前箱的pH控制在约4.5至约5.5，优选在约4.8至约5.4之间，将有利于增加湿强度对干强度的比。不被理论所束服，申请人相信，更为酸性的pH将激励由暂时湿强度树脂形成更为有效的交联。尽管就现有技术的薄页纸产品而言，网前箱pH可以在约4和约6之间改变，这取决于特定的配料组份；但现有技术优选在接近6的pH值下进行操作，这是因为，当pH下降时，将出现不溶物质(粘性物)沉积至长网上这样明显增加的危险。通过阻塞部分长网，粘性物将阻止适当的成形。然而，正如在下面将详细讨论的那样，本申请人已发现，与上述的pH控制相结合，当在更为酸性的范围内进行操作时，顺序降低pH将阻止不适当形成粘性物。由于给出了这种控制pH的新途径，申请人已能够实现生产低密度薄页纸的造纸方法，该薄页纸具有希望的湿强度对干强度的比。
减少长纤维正如本领域中熟知的那样，用更长造纸纤维生产的纸张将比利用更短纤维生产的纸张具有更高的干强度。例如，利用北方亚硫酸盐牛皮浆(NSK)纤维生产的纸张的干强度将大于借助更短的桉树纤维生产的纸张。相反，利用桉树纤维生产的纸张与利用NSK纤维生产的纸张相比，前者更为柔软。利用层状结构，现有技术利用了这些性能来生产具有提供干强度的更长纤维的中间层和提供柔软度的更短纤维的外层的纸张结构。
借助减少纸张结构中长纤维的用量，申请人能利用暂时湿强度树脂对低密度纸张干强度的贡献。具体地说，具有包含约13％至约25％长纤维的造纸纤维组份的本发明的纸张结构将具有湿强度对干强度比的希望的增加。优选的是，造纸纤维组份包含约14％至约16％的长纤维。更优选的是，这些长纤维聚集在三层纸张结构的中间层中，而短纤维聚集在该结构的外层中。
精制现有技术也利用精制来增加纸产品的干强度。正如已知的那样，精制是使造纸纤维细纤维化并促进纤维间氢键形成的机械方法。精制的一种量度是描述于TEST METHODS部分的纸浆耐过滤性(PFR)测试。通常，对长造纸纤维进行精制以便增加其对干强度的贡献。使常用的长造纸纤维，如NSK，通过精制步骤通常将使PFR在约1秒和约3秒之间变化，更通常的是在约2秒和约3秒之间变化。利用实质上更少的精制，本发明的低密度薄页纸产品能取得其希望的湿强度/干强度比例。合适的是，本发明纸产品的PFR在约0.5和约1.5秒之间变化。优选的是，在约0.5秒和约1秒之间变化。
干强度添加剂如上所述，在生产薄页纸产品时，现有技术通常利用干强度添加剂和一种或多种湿强度树脂。也许还提供解离剂，以便克服干强度添加剂对柔软度的某些负面影响。利用暂时湿强度树脂对干强度的贡献，本发明的低密度薄页纸产品基本上无需将解离剂添加至配料中并且将大大减少对干强度添加剂的需求。适当的是，本发明的低密度纸产品具有这样的中间层，其中每吨长造纸纤维包含约0至约2磅干强度添加剂(0-0.1％)。更优选的是，本发明的低密度薄页纸产品包含0至约1磅/吨(0-0.05％)的干强度添加剂。本发明特别优选的低密度薄页纸产品不含干强度添加剂。
湿强度衰退在此使用的术语“湿强度衰退”定义为在三十分钟后的湿强度(W30)对起始湿强度(Wi)的比例。如上所述，为了使之能通过污水体系和化粪池，湿强度衰退是十分重要的。特别是，湿强度衰退使得这样的纸产品能破碎成在所述体系中泵送不会阻塞的足够小的碎片。可以认识到的是，湿强度衰退得越快，阻塞的危险就越低。通常，现有技术的纸产品，在暴露至水中三十分钟之后，其暂时湿强度对于其起始湿强度而言将损失约30％至50％。某些干强度高的纸产品将损失其起始湿强度的多至80％(W30/Wi～0.2)。本发明的纸产品的起始湿强度的损失至少约60％(W30/Wi＜0.4)，优选至少约70％(W30/Wi＜0.3)。
如上所述，本发明的低密度薄页纸产品使用增加量的暂时湿强度树脂，以便提供干强度和暂时湿强度。正如已知的那样，暂时湿强度树脂通过提供造纸纤维之间可靠的交联而起作用。当暴露至水中时，这些交联键开始衰退，因此，当对薄页纸进行处理时将大大减少出现问题的危险(例如污水体系阻塞)。申请人业已发现，只要W30低于约35克/英寸(14克/厘米)时，处理的问题将被最小化。优选的是，W30低于30克/英寸(12克/厘米)。申请人认为，本发明的低密度薄页纸产品能取得所述可接受的衰退程度，即使在它们大大增加起始湿强度时也是如此，因为湿强度以对时间相对恒定的速率衰退。也就是说，在给定的时间之后，湿强度将衰退给定的百分数，因此，尽管较高起始湿强度衰退至较高W30绝对值，但该值仍足以低至不会造成处理问题的严重危险。
柔软度根据本发明的纸产品具有希望的柔软度。特别是，本发明的纸产品具有至少可与现有技术的纸产品相比的柔软度。当根据描述于TEST METHODS部分的小组柔软度方法(Panel Softness Method)对两产品进行比较时，如果相对柔软度值大于约-0.2PSU的话，那么，一种纸产品的柔软度至少可与另一种纸产品的柔软度相比。为取得该希望的柔软度，申请人考虑了若干柔软度的贡献者并定义了产品和方法条件，以便与本发明的其它方面一起提供所述的柔软度。所述贡献者将在下面分别进行讨论。
干强度如上所述，柔软度和干强度之间成反比关系。通常借助测试纸对对比纸的对比而测定柔软度。所述测量的执行方法描述于TEST METHODS部分中。对于用作毛巾纸、卫生纸或搽面纸的纸产品而言，柔软度将是十分希望的。假设柔软度和干强度之间的关系一定，将所希望的柔软度有效地设置在相对于干强度的上限。申请人业已发现，具有总干抗张强度低于约500克/英寸(197克/厘米)的纸产品的柔软度至少可与现有技术的纸产品相比。优选的是，总干抗张强度低于约450克/英寸(177克/厘米)，更优选的是，低于约425克/英寸(167克/厘米)，更为优选的是低于约375克/英寸(148克/厘米)。
现有技术已使用各种方法来取得干强度。举例性的方法包括精制，借此由于细纤维化造纸纤维的表面积而被增加，从而增加了造纸纤维之间的氢键；上述的干强度添加剂；以及可以提供的任何湿强度树脂(永久湿强度树脂或暂时湿强度树脂)的干强度贡献。如上所述，申请人已发现，对于本发明的纸产品而言，能取得希望值的干强度，同时能最少地使用额外的方法，如精制或特别添加的干强度添加剂。不被理论束服，申请人认为，取得所述希望的干强度值是由于更有效地使用暂时湿强度树脂所致。即，纤维间氢键的贡献和本发明的暂时湿强度树脂提供了满足本发明方法和纸产品性能需求的足够的干强度而又不至于太大以引起不利的柔软度分布。
模量正如熟知的那样，当感觉不太柔软时，应感觉为较挺硬的产品。挺度的一种量度是模量(即应力/应变曲线的斜率)。在TEST METHODS部分中提供了模量的测量方法。申请人认为，在提供更高暂时湿强度的同时，本发明的柔软度至少可与现有技术的柔软度相比的一个理由是本发明的低密度纸张具有可与现有技术的低密度纸张的模量相比的模量、优选该模量低于现有技术的低密度纸张的模量。具有低于约12克/厘米％模量的低密度薄页纸具有令人满意的柔软度。优选的是，该模量低于约10克/厘米％。本发明特别优选的实施方案具有约6克/厘米％至约10克/厘米％之间的模量。
特别优选的低模量薄页纸是图案致密化的薄页纸。图案致密化的薄页纸的特征在于具有相对低纤维密度的相对高松厚区和相对高纤维密度的致密化区。另外，高松厚区还可以称为枕区。致密化区也可称为压节区。致密化区可以离散地分布在高松厚区内，或者可以在高松厚区内完全或部分地相互连接。由于其较低的密度，枕区提供的区，据信将提供相对较高的伸长，使图案致密化的薄页纸具有比具有基本均匀密度的纸幅更低的总体模量。
制备图案致密化薄页纸幅的优选方法披露于US3,301,746(1967.1.31授权于Sanford和Sisson)；US3,974,025(1976.8.10授权于Peter G.Ayers)；和US4,191,609(1980.3.4授权于Paul D.Trokhan)；以及US4,637,859(1987.1.20授权于Paul D.Trokhan)中；所有这些专利在此引入作为参考。
通常，图案致密的纸幅优选是通过下列步骤制备的将造纸配料沉积至多孔成形网如长网上形成湿纸幅，然后将纸幅并置在一系列支承体上。将纸幅对着一系列支承体进行压榨，借此，在地形上与一系列支承体和湿纸幅之间接触位置相应的位置上，在纸幅中形成致密区。在该操作期间不被压榨的剩余部分纸幅称为高松厚区。以基本避免高松厚区被压榨的方式，使纸幅脱水，和可有可无的预干燥。脱水优选的是借助液压，如真空装置或通风干燥器来完成，或另外地借助其中不对高松厚区进行压榨的方式，使纸幅对着一系列支承体进行机械压榨来完成。脱水操作，选择性的预干燥操作和形成致密区操作可以被一体化或部分一体化，以便减少所进行的工艺步骤的总数。在形成致密化区，脱水，以及可有可无的预干燥之后，将纸幅彻底干燥，优选的是仍避免机械压榨。优选的是，约8％至约55％的多层薄页纸表面包含致密化压节，其相对密度至少为高松厚区密度的125％。
一系列支承体优选是压印支承织物，其具有构图交错的压节，这些压节起在施加压力时促进形成致密化区的一系列支承体的作用。压节的图案构成了先前所述的一系列支承体。压印支承织物披露于US3,301,746(1967.1.31授权于Sanford和Sisson)；US3,821,068(1974.5.21授权于Salvucci,Jr.等人)；US3,974,025(1976.8.10授权于Ayers)；US3,573,164(1971.3.30授权于Friedberg等人)；US3,473,576(1969.10.21授权于Amneus)；US4,239,065(1980.12.16授权于Trokhan)；和US4,528,239(1985.7.9授权于Trokhan)中；在此将这些专利引入作为参考。
本发明的特别优选的图案致密的、低密度的薄页纸是利用上述US4,528,239中描述的挠曲元件，根据上述US4,637,859来制备。所述纸张具有较高密度的相互连接的图案，该图案相应于挠曲元件的压节。致密化区包围并隔开了以非无规重复图案分布的许多低密度枕。即，每个枕呈具有一定形状的封闭图形(在平面图中)的形式，所述形状包括但不局限于圆形，椭圆形，六边及更少边的多边形，蝴蝶结领结形图案以及织物状图案；其中特别优选的是蝴蝶结领结形图案。所述图案在US5,679,222(1997.10.21授权于Rasch等人)中进行了详细的讨论；在此将其引入作为参考。
同样也在US5,679,222中讨论过的是，覆盖层将明显影响利用造纸带制备的任何纸张的性能。所述性能包括针孔度、产生的厚度以及模量。除US5,679,222的教导以外，申请人已发现，在约2.0密耳(0.05毫米)和约8密耳(0.2毫米)之间的覆盖层将提供产生的厚度、模量和防止针孔之间可接受的平衡。特别优选的覆盖层厚度在约5.5密耳(0.14毫米)和约6.5密耳(0.17毫米)之间。如上所述，申请人认为，当与具有可比定量的非图案致密化薄页纸相比时，枕区将提供相对较高的伸长，这将使图案致密化的薄页纸具有整体上更低的模量。
湿耐破度当与现有技术的低密度薄页纸产品相比时，改善的暂时湿强度和更低的模量的结合将提供改善的暂时湿耐破度。湿耐破度对于卫生薄页纸产品是特别重要的，这是因为它是在使用期间对所述产品提供保护的量度(耐“穿透”性)。也就是说，具有不足湿耐破度的纸产品将是特别不希望的。本发明的低密度薄页纸产品具有至少约35克的起始湿耐破度，优选的是，湿耐破度在约35克和约70克之间。更优选的是，湿耐破度在约45克和约60克之间。湿耐破度的测量方法列于TEST METHODS部分中。
抗掉毛性抗掉毛性对于低密度薄页纸产品的许多用途而言是十分重要的性能。例如，当倾向掉毛的卫生纸产品解卷时将产生灰尘，而大量掉毛的搽面纸产品在擦试之后将在表面(例如眼镜)上留下难看的绒毛。申请人发现，当根据TEST METHODS部分所述的掉毛测试进行测量时，当纸产品的掉毛值低于约8时，负面的掉毛意见将明显减少。优选的是，掉毛值约低于7。
由于增加了暂时湿强度树脂的用量，因此，本发明的低密度薄页纸产品具有所述希望的低掉毛值。例如，当提供具有少量暂时湿强度树脂的本发明特别优选的层状产品时(由于将降低柔软度，因此，通常不将强度添加剂加至低密度薄页纸产品的外层中)，抗掉毛性将明显增加。
纸产品的组分造纸纤维可以预期的是，所有种类的木浆通常将包含用于本发明的造纸纤维。然而，也能使用其它纤维素纤维浆，如棉短绒，蔗渣，人造丝等，并且并不排除在外。在本发明中使用的木浆包括化学浆，如牛皮浆，亚硫酸盐浆和硫酸盐浆，以及机械浆，例如包括磨木浆，热磨机械浆和化学热磨机械浆(CTMP)。能使用由针叶树和阔叶树衍生得到的纸浆。
合成纤维如人造丝，聚乙烯和聚丙烯纤维也可以与上面确定的天然纤维素纤维结合使用。可以使用的一种举例性的聚乙烯纤维是Pulpex_，得自Hercules,Inc.(Wilmington,Del.)。
可以使用阔叶木浆、针叶木浆以及这两种浆的掺混物。在此使用的术语阔叶木浆指的是由阔叶树(被子植物)的木质物质衍生得到的纤维浆；其中针叶木浆是由针叶树(裸子植物)的木质物质衍生得到的纤维浆。阔叶木浆如桉树浆特别适用于下面所述的多层薄页纸幅的外层，而北方针叶木牛皮浆(NSK)优选用于内层。另外，同样可用于本发明的是由回用纸得到的低成本纤维，所述回用纸可以包含上述各种纤维的任一种或全部，以及其它用来促进起始纸张制备的非纤维状材料，如填料和粘合剂。
暂时湿强度树脂本发明的纸产品还包含作为主要成份的暂时湿强度树脂。优选的是，暂时湿强度树脂是带有游离醛基团的阳离子多醛聚合物。“游离醛基团”意指醛基团不连接至可能使之对纤维素纤维钝化的其它官能团上。例如，当纸产品干燥时，醛基团可以与纤维素羟基基团形成纤维间化学键，通常是共价键(形成连接不同纤维素纤维的化学键)。优选的多醛是当它们作为唯一强度添加剂掺入可比较的纸产品中时，将暂时而不是永久性湿强度赋予纸产品的那些多醛。
优选的多醛是水溶性的，以便有利于水基方法。在此使用的“水溶性”包括材料被溶解、分散、溶胀、水合或类似地与水混合的能力。同样地，在此使用的术语“基本溶解的”“基本溶解”等指的是材料在液体介质(例如水)中的溶解、分散、溶胀、水合以及类似的混合。混合通常将形成通常是均匀的液体混合物，对于肉眼而言具有一个物理相。
合适的多醛聚合物包括制备或改性成包含醛基团的天然和合成的聚合物。合适的多醛聚合物包括但不局限于醛改性的淀粉和聚丙烯酰胺，以及丙烯醛共聚物。
多醛聚合物可以是电中性的或带电的，例如离子聚合物，如阴离子或阳离子多醛聚合物。优选阳离子多醛聚合物。不想被理论限制或束服，据信，阳离子多醛往往会留着在纤维素纤维上，所述纤维素纤维是阴离子性的。举例性的阳离子多醛聚合物包括阳离子的、醛官能化的淀粉，和阳离子的、醛官能化的聚丙烯酰胺，其中优选的是聚丙烯酰胺。适用于本发明的阳离子的、醛官能化的淀粉包括商标为COBOND 1000的产品，得自National Starch& Chemical Co.(Bloomfield,NJ)。适用于本发明的阳离子的、醛官能化的聚丙烯酰胺包括商标为PAREZ的产品，得自Crtec Industries Inc.(West Patterson,NJ)。这类合适的树脂包括631 NC和PAREZ 750A。特别优选的阳离子的、醛官能化的聚丙烯酰胺是PAREZ 750B和PAREZ EXPN3683。
适用于本发明的醛官能的聚合物也包括描述于下述专利中的其它暂时湿强度树脂US4,954,538(1990.9.授权于Dauplaise等人)；US4,981,557(1991.1.1授权于Bjorkquist)；和US5,320,711(1994.6.14授权于Dauplaise等人)；US5,723,022(1998.3.3授权于Dauplaise等人)；在此将这些文献引入作为参考。
造纸方法图1-3是包括本发明优选实施方案的造纸方法的各部分的示意图。这些优选的实施方案将在下面的讨论中进行描述，其中图1是阐明适用于生产本发明纸产品的造纸方法的含水造纸配料的制备步骤的示意图，而图2和图3是适用于生产本发明低密度薄页纸产品的造纸机的侧视图。
造纸工艺起始于制备一种或多种造纸配料。取决于最终纸产品希望的结构和特定的纸机设计，制备一种或多种配料。对于均匀的纸张结构，只需要一种配料。对于层状结构，需要两种或多种配料。参考图1，下面将描述生产具有特别优选的层状结构的本发明的纸张所需配料的制备方法。
参考图2，它是用于制备本发明纸张的优选纸机80的侧视图，其中将配料输送至纸机80上。生产均匀纸张结构的纸机可以有一个或多个室82-83(本领域普通技术人员将认识到，能将相同的配料输送至多于一个的室中)。生产层状结构的纸机需要至少两个室82-83。这样的层状纸机80包含例如具有顶室82，中间室82b，和底室83的层状网前箱81，堰板盖84，和环绕胸辊86、挡水板90、真空吸水箱91、伏辊92和许多转向辊94的长网85。
尽管本发明的纸产品可以是均匀结构或层状结构，但特别优选的实施方案是三层的层状结构。如图2所示，借助泵送至室82和83中的第一配料22生产两外层，并借助泵送至中间室82b的第二配料21生产中间层。下面将讨论用于每一种配料的特别优选的组分。
仍参考图1，储罐1用于补给相对长造纸纤维的水悬浮液。所述悬浮液是通过利用常规的碎浆机(未示出)将纤维分散于水中而制得。也可以在碎浆期间添加碱溶液(例如，氢氧化钠水溶液)，以调节该悬浮液的pH，以致使当其进入泵2中时pH在约5.0和约6.5之间。通过借助泵2将悬浮液输送通过可有可无的精浆机3至混合器4(提供用于添加或不添加其它的纤维源，如损纸)。提供第一长纤维添加管5来添加酸溶液，以便一开始就将配料的pH值调节至希望的范围内。提供第二长纤维添加管6将暂时湿强度树脂水溶液引入造纸纤维悬浮液中。泵7混合造纸纤维悬浮液、酸和暂时湿强度树脂。在混合后将悬浮液pH值控制在约4.8和约5.4之间。泵7还将一开始调理的、树脂处理过的长造纸纤维悬浮液输送至第三长纤维添加管8中，在管8中添加第二部分酸以控制悬浮液的pH，补偿白水的碱性。混合浆泵10将悬浮液和辅加的酸与来自管9的稀释白水混合。然后将完全调理好的悬浮液21(pH维持在约4.8和约5.4之间)输送至网前箱81的中间室82b中(如图2所示)。
仍参考图1，储罐11为短造纸纤维的悬浮液而设计。借助使用常规的碎浆机(未示出)将短造纸纤维分散于水中而制得该悬浮液。也可以在碎浆期间添加碱溶液(例如，氢氧化钠水溶液)，以调节该悬浮液的pH，以致使当其进入泵12中时pH在约5.0和约6.5之间。通过借助泵12将悬浮液输送至混合器14(提供用于添加或不添加其它的纤维源，如损纸)。提供第一短纤维添加管15来添加酸，以便一开始就将配料的pH值调节至希望的范围内。提供第二短纤维添加管16将暂时湿强度树脂水溶液加入造纸纤维悬浮液中。泵17混合造纸纤维悬浮液、酸和暂时湿强度树脂。将混合后的悬浮液pH值控制在约4.8和约5.4之间。泵17还将一开始调理的、树脂处理过的短造纸纤维悬浮液输送至第三短纤维添加管18中，在管18中添加第二部分酸以控制悬浮液的pH，补偿白水的碱性。混合浆泵20将悬浮液和辅加的酸与来自管19的稀释白水混合。然后将完全调理好的悬浮液22(pH维持在约4.8和约5.4之间)分成两份，其中一份输送至网前箱81的顶室82中，而另一份输送至网前箱81的底室83中(如图2所示)。
再参考图2，将第一造纸配料22泵送通过顶室82和底室83，而第二造纸配料21泵送通过中间室82b，然后从堰板盖84以上和下的关系至长网85上，在其上形成包含层88a,88b和88c的纸胚88。通过长网85并借助挡水板90和真空箱91进行脱水。当长网沿箭头所示的方向返回时，在其再次通过胸辊86之前，喷淋器95对其进行清洗。在递纸区93，纸胚88借助真空递纸箱97的作用而传递至多孔支承织物96上。支承织物96将纸幅从递纸区93传递至真空脱水箱98，通过穿透预干燥器100并通过两个转向辊101，形成半干燥的薄页纸胚106，但仍被多孔支承织物96支撑。
在借助喷淋杆107和108施加的粘合剂的帮助下，使半干燥的薄页纸幅附着至扬克式烘缸109的圆柱表面上。借助使用相对的圆柱钢筒102而促进纸幅的粘结。在蒸汽加热的扬克式烘缸109上并借助未示出的装置加热和循环通过干燥罩110的热空气进行彻底干燥。然后借助刮刀111，也称之为起皱刮刀，从扬克式烘缸109上使纸幅干起皱，在此之后，纸幅被称为纸页70，它包含扬克式烘缸面层71，中间层77，以及背离扬克式烘缸面层75。然后，使纸页70在压光辊112和113之间通过，沿纸轴115的圆周部分通过，然后在设置于轴118上的芯117上卷绕成卷筒纸116。
在纸幅输送至扬克式烘缸109上之后，当支承织物96通过另外的转向辊101、喷淋器103和真空脱水箱105完成其循环时，对其进行清洗和脱水。
在示于图3的另一干燥方案中，借助真空引纸箱187和转向辊189的作用，使长网85支承的纸胚88传递至多孔引纸(即支承)织物186上。支承织物186以比长网85更慢的速度运行。因此，支承织物186的目的是与支承在长网85上的纸胚的长度相比，使其缩短。支承织物186的另一目的在于将纸胚传递至通风干燥织物190上。在该运行期间，纸胚可以借助真空箱(未示出)选择性地进行脱水。支承织物186的路径借助许多示出的但为简化起见未编号的转向辊来控制。借助真空箱191实现至通风干燥织物190的传递。在支承织物186返回至借助真空箱187促进的引纸区之前，优选借助未示出的装置对其进行清洗。在传递至通风干燥织物190上之后，使湿纸幅传递通过通风干燥器192，在通风干燥中，使借助未示出的装置产生的热空气通过该干燥织物，然后通过位于该织物上的纸胚。在预干燥器的出口处，使干燥的纸幅193离开干燥织物190。这时，可以非强制性地使干燥的纸幅193在两条相对平滑的干燥部支承织物即上织物196和下织物194之间通过。在附着在织物196和194之间的同时，可以借助在相对辊195之间形成的一系列固定间隙的压区，对干燥的纸幅193进行压光。这些压区将使薄页纸的表面平滑并控制其厚度。仍参考图3，最终的压光纸幅171在仍被支承织物94支承下在相对支承织物196和194之间的空隙中脱出，然后，将其卷绕至纸轴198上。
本发明特别适用于将被处理入污水体系中的纸产品，如卫生纸。然而，应理解的是，本发明可应用于多种纸产品，包括但不局限于一次性吸收纸产品，如用于家庭、身体、或其它清洁用途的纸产品以及用于吸收体液如尿和月经的纸产品。因此，举例性的纸产品包括包括卫生纸和搽面纸的薄页纸，毛巾纸，用于尿布的吸收材料，包括妇女卫生纸、短裤衬垫和棉塞的妇女卫生用品，成人失禁用品等，以及书写用纸。
本发明的薄页纸可以是均匀结构或多层结构；并且由此制得的薄页纸产品可以是单层结构或多层结构。优选的是，所述薄页纸的定量在约10克/米2和约65克/米2之间，密度约0.6克/厘米3或更低。更优选的是，定量约为40克/米2或更低，密度约为0.3克/厘米3或更低。最优选的是，密度在约0.04克/厘米3和约0.2克/厘米3之间。参见US5,059,282(Ampulski等人，1991.10.22出版)第13栏，第61-67行，该专利描述了如何测量薄页纸的密度。(除非另有说明，有关纸张的所有用量和重量均以干基计)。所述薄页纸可以是图案致密化的薄页纸，以及未压实的、非图案致密化的薄页纸。这些种类的薄页纸以及所述纸张的制备方法在本领域中是熟知的，并且例如描述于US5,334,286(1994.8.2以Dean V.Phan和Paul D.Trokhan的名义出版)中，在此引入作为参考。
测试方法A．强度测试在进行强度测试之前，在温度为73°F±4°F(约22.8℃±2.2℃)和相对湿度为50％±10％的调理室中，对纸产品老化最少24小时。
1．总的干抗张强度(DS)本测试是在温度为73°F±4°F(约22.8℃±2.2℃)和相对湿度为50％±10％的调理室中对1英寸×5英寸(约2.5厘米×12.7厘米)的纸条(包括如下所述的手抄纸，以及其它纸页)而进行的。使用电子抗张强度测试仪(1122型，Instron Corp.,Canton,Mass.)，并以2.0英寸/分(约5.1厘米/分)的十字头速度和4.0英寸(10.2厘米)的计量长度进行操作。参考纵向指的是被测试的试样以相应于所述方向为5英寸的尺寸进行制备。因此，对于纵向(MD)DS，以5英寸尺寸平行于制备纸产品的纵向的方式切取试样条。对于横向(CD)DS，以5英寸尺寸平行于制备纸产品的横向的方式切取试样条。纵向和横向制备方向在造纸领域中是熟知的术语。
使用上述设备并以常规的方式进行计算来测量MD和CD抗张强度。对于每个方向的强度，所得到的值是以至少六个测试条的算术平均值。DS是MD和CD抗张强度的算术总和。
2．湿抗张强度利用如与DS相同大小的试样条，使用电子抗张强度测试仪(1122型，Instron Corp.)，并以1.0英寸/分(约2.5厘米/分)的十字头速度和1.0英寸(2.5厘米)的计量长度进行操作。将试样条的两端放置在测量仪的上爪中，并将试样条的中间部分放置在不锈钢钉的四周。使试样条浸于约20℃的蒸馏水中所需的浸泡时间，然后测量抗张强度。取一半测量的湿强度作为单个试样条的湿强度。当在DS的情况下，参考纵向指的是被测试的试样以5英寸尺寸相应于所述方向的方式来制备。
利用上述设备并以常规方式进行计算来测量MD和CD湿抗张强度。对于每个方向的强度，所得到的值为至少六个被测试的试样条的算术平均值。对于给定浸泡时间的总湿抗张强度为该浸泡时间的MD和CD抗张强度的算术总和。当纸张已饱和5±0.5秒时，测量起始总湿抗张强度(Wi)。当纸张已被饱和30±0.5分钟时，测量30分钟总湿抗张强度(W30)。
3．拉伸模量当薄页纸试样的抗张强度确定的同时，得到了薄页纸试样的拉伸模量。在该方法中，将单层10.16厘米宽的试样置于计量长度为5.08厘米的抗张强度测试仪(对接至LMS数据体系的Thwing Albert QCⅡ)中。使试样以2.54厘米/分钟的速率伸长。当负载达到10克/厘米(F10)，15克/厘米(F15)，和20克/厘米(F20)时，记录试样的伸长率。然后，利用15克/厘米(F15)时伸长的中点，计算切线斜率。
用下面的方法计算切线斜率切线斜率(TenMod15)=(δ力)/(δ伸长)=(F20-F10)/(％伸长@F20-％伸长@F10)获得15克/厘米处切线斜率的另一举例性方法是在切线斜率计算程序中，使用Thwing-Albert STD抗张强度测试仪并将负载收集器(load trap)设置于152.4克。当使用10.16厘米宽的试样时，这相当于15克/厘米。
借助测量15克/厘米处的纵向拉伸模量和15克/厘米处的横向模量，然后计算几何平均值，而得到总的拉伸模量。数学上，这是纵向拉伸模量(TenMod15MD)和横向拉伸模量(TenMod15CD)的积的平方根。
总的拉伸模量=(TenMod15MD×TenMod15CD)1/2总的拉伸模量高表示该试样硬挺且刚性。
4．耐破度概述使固定在环形夹之间的测试试样经受借助0.625英寸直径的抛光不锈钢球施加的增加的力。耐破度是使试样破坏的力。耐破度可以针对湿试样或干试样进行测量。
装置耐破度测试仪Intelect-Ⅱ-STD拉伸测试仪，Cat.No.1451-24PGB或Thwing-Albert耐破度测试仪均是合适的。这两种仪器均得自Thwing-Albert Instrument Co.,Philadelphia,PA。这两台仪器必须备有2000克的测力计，如果要进行湿耐破度测量的话，仪器必须备有测力计罩和面板防水罩。
调理室对温度和湿度进行控制，以便维持在下面的限定范围内温度73±3°F(23℃±2℃)湿度50±2％相对湿度切纸刀可以使用剪刀或其它等同物底盘用于浸泡湿耐破试样，适合于试样大小溶液用于浸泡湿耐破试样的水必须平衡至调理室的温度。
计时器适用于测量浸泡时间。
试样制备1)将试样切割成适用于测试的大小(最小试样大小4.5英寸×4.5英寸)。对于进行测试的每个条件，制备最少五个试样。
2)如果进行湿耐破测量的话，将适当数量的切割试样置于充满温度平衡水的底盘中。
设备设置1)根据制造商的说明书设置耐破度测试仪。如果要使用Intelect-Ⅱ-STD抗张强度测试仪的话，下面的条件是合适的速度12.7厘米/分钟破坏灵敏度20克峰值负载2000克2)根据预期的耐破度校正测力计。
测量并报道1)根据制造商的说明书操纵耐破度测试仪，以便对于每个试样获得耐破度测量值。
2)记录每个试样的耐破度，并计算每个条件下耐破度的平均值和标准偏差。
3)对于每个条件，报道精确至克的平均值和标准偏差。
B．密度在此使用的术语多层薄页纸的密度是所述纸张的定量除以厚度所得到的平均密度，其中包括了适当的单位转换。在此使用的多层薄页纸的厚度是当经受95克/英寸2(15.5克/厘米2)压缩负载时纸张的厚度。
C．薄页纸的小组柔软度测量在进行柔软度测试之前，最好使被测试的纸样经受TAPPI方法#T402OM-88的调理。在此，于相对湿度为10-35％和22-40℃的温度范围内，对试样进行预调理24小时。在该预调理步骤之后，于相对湿度为48-52％和22-24℃的温度范围内，对试样进行调理24小时。
柔软度小组测试最好应在控制的恒温和恒湿室内进行。如果这能实行的话，所有试样，包括对比试样均应在相同的环境暴露条件下进行试验。
用类似于在“Manual on Sensory Testing Methods”(ASTM SpecialTechnical Publication 434，由American Society For Testing and Materials 1968出版，在此将其引入作为参考)中描述的方式，成对对比地进行柔软度测试。柔软度是使用被称之为成对差别测试(Paired Difference Test)的主观测试而评估的。该方法采用测试材料本身的外部标准。对于触觉柔软度，以使受验者不能看见试样的方式提供两个试样，并且根据触觉柔软度，要求受验者选择其中一个。用称之为小组评分单位(PSU)的值报道测试结果。有关在此用PSU报道的柔软度测试得到的柔软度数据，进行大量的柔软度小组测试。在每个测试中，要求十个有经验的柔软度评判员对三组成对试样的相对柔软度进行评定。对每对试样进行评判，每个评判员每次只评判一对，其中之一称为X而另一个称为Y。简单地说，每个X相对于与其成对的Y试样按照如下进行分级1．如果X被评判为比Y稍柔软一点，得到正一的等级，如果Y被评判为比X稍柔软一点，得到负一的等级；2．如果X被评判为的确比Y柔软一点，得到正二的等级，如果Y被评判为的确比X柔软一点，得到负二的等级；3．如果X被评判为比Y柔软许多，得到正三的等级，而如果Y被评判为比X柔软许多，得到负三的等级；
4．如果X被评判为完全地比Y柔软许多，得到正四的等级，而如果Y被评判为完全地比X柔软许多，得到负四的等级。
对这些等级进行平均并且得到的值以PSU为单位。得到的数据被认为是一个小组测试的结果。如果评估多于一对试样的话，那么将根据它们的成对统计分析等级，对所有试样对进行排序。然后，当需要给出一零PSU值，每个试样选择该值为零基标准时，所述排序在该值上下移动。相对于该零基标准，当通过其相对等级来确定时，其它试样将有一正值或负值。所进行的并且平均的小组测试的数目应使得约0.2PSU表示主观感觉柔软度的明显差异。
D．薄页纸掉毛的测量利用Sutherland Rub测试仪测量薄页纸产品产生的掉毛量。该测试仪使用一电机，以便将加重物的毛毯(weighted felt)在静止的卫生纸上摩擦5次。在摩擦测试之前和之后，测量亨特色度L值。计算这两个亨特色度L值之间的差作为掉毛量。
试样制备在掉毛摩擦测试之前，应根据TAPPI方法#T402OM-88对被测试的纸样进行调理。在此，于相对湿度为10-35％和22-40℃的温度范围内，对试样进行预调理24小时。在该预调理步骤之后，于相对湿度为48-52％和22-24℃的温度范围内，对试样进行调理24小时。该摩擦测试应在控制的恒温和恒湿室内进行。
Sutherland Rub测试仪可以得自Testing Machines,Inc.(Amityville,NY,11701)。借助除去并抛弃在加工处理时可能已磨损的任何产品，例如在辊外面的产品，而首先制备薄页纸。对于多层成品，取三个片段，每片段包含两页多层产品，并设置在操纵台上。对于单层产品，取六个片段，每片段包含两片单层产品，并设置在操作台上。然后，将每个试样对半折叠，以致使折痕沿测试纸样的横向(CD)走向。对于多层产品，在对试样进行折叠之后，保证面朝外的面之一为同一面朝外的面。换句话说，不将层相互撕开并在产品的内部对彼此面对的面进行摩擦测试。对于单层产品，借助网面朝外制备3个试样并借助非网面朝外制备3个试样。对网面朝外的试样和非网面朝外的试样进行跟踪。
从Cordage Inc.(800E.Ross Road,Cincinnati,Ohio,45217)获得30英寸×40英寸的Cresent#300卡纸板。利用切纸刀，切得六片尺寸为2.5英寸×6英寸的卡纸板。借助将卡纸板固定至Sutherland Rub测试仪的固定销上而在六片纸板上每片冲两个孔。
如果借助单层成品进行工作的话，定中心并仔细地将2.5英寸×6英寸的卡纸板的每一片放置在先前折叠过的六片试样上。保证卡纸板的6英寸的尺寸平行于每一薄页纸样的纵向(MD)。如果借助多层成品工作的话，只需要三片2.5英寸×6英寸的卡纸板。定中心并仔细地将每一片卡纸板放置在先前折叠过的三片试样上。再一次确定卡纸板的6英寸的尺寸平行于每一薄页纸样的纵向(MD)。
将薄页纸样的暴露部分的一边折叠至卡纸板的背面上。利用得自3M Inc.的粘合剂带(3/4英寸宽，Scotch牌，St.Paul,MN)，将该边固定至卡纸板上。小心地抓住其它伸出的薄页纸边并紧密地将其折叠至卡纸板的背面上。在保持纸张密配合至纸板上的同时，用胶带将该第二边粘结至卡纸板的背面上。对于每个试样，重复该步骤。
将每个试样反转，并用胶带将薄页纸的横向边粘结至卡纸板上。一半粘合剂带应接触薄页纸，而另一半粘结至卡纸板上。对于每个试样，重复该步骤。如果在该试样制备过程期间，薄页纸试样断裂、撕裂、或磨损的话，应将其抛弃并利用新的薄页纸试样条制备新的试样。
如果利用多层改装的产品进行工作的话，在卡纸板上将有3个试样。对于单层成品，在薄纸板上将有3个网面朝外的试样，以及3个非网面朝外的试样。
毛毯制备从Cordage Inc.(800E.Ross Road,Cincinnati,Ohio,45217)获得30英寸×40英寸的Cresent#300卡纸板。利用切纸刀，切得六块尺寸为2.25英寸×7.25英寸的卡纸板。在卡纸板的白边上，画两条平行于短尺寸并从顶边和底边向下画1.125英寸的线。利用直边作为标线，借助剃刀刀片仔细地对该线的长度进行刻划。刻划的深度约为所述片材厚度的一半。该刻划使得卡纸板/毛毯组合能在Sutherland Rub测试仪的重物附近密配合。在该刻划的纸板边上画一平行于纸板长尺寸的箭头。
切取六片尺寸为2.25英寸×8.5英寸×0.0625英寸的黑色毛毯(F-55或等同物，对于低密度薄页纸的摩擦系数在0.5和0.8之间。合适的毛毯得自New England Gasket,Bristol,CT)。将该毛毯放置在纸板的未刻划、未加工的一侧上，以致使毛毯和纸板的长边平行并且对齐。确定毛毯的起毛边面朝上。另外，使约0.5英寸伸出纸板的顶边和底边外。利用Scotch牌胶带，将两个伸出的毛毯边紧密地折叠至纸板的背面上。制备总共六份毛毯/纸板复合物。
为了最佳再现性，所有试样应利用同批的毛毯进行。显而易见的是，将会出现单一批的毛毯完全用完这样的情况。在必须获得新批毛毯的那些情况下，必须确定该新批毛毯的校正因子。为确定校正因子，获得代表性的单一薄页纸试样，和足够的毛毯，以便制备用于新批和旧批毛毯的24份纸板/毛毯试样。
正如下面所述的那样，在进行摩擦之前，首先获得新批、旧批毛毯的24份纸板/毛毯试样每一份的亨特L读数。计算旧批毛毯的24份纸板/毛毯试样和新批毛毯的24份纸板/毛毯试样的平均值。
接着，如下所述，对新批毛毯的24份纸板/毛毯试样和旧批毛毯的24份纸板/毛毯试样进行摩擦测试。确保将相同批号的薄页纸用于新批和旧批毛毯的24份试样的每一份。此外，在制备纸板/薄页纸试样时，必须对纸张进行采样，以便使新批毛毯和旧批毛毯暴露至尽可能作为代表的薄页纸试样。对于1-层薄页纸产品来说，将可能已磨损或破坏的产品抛弃。接着，获得48条薄页纸条，每条具有两个可使用单位的长度(也称之为片)。将开始的两个可使用单位的条放置在实验台的最左边并将48份试样的其余试样放置在实验台的最右边。在试样角上1厘米×1厘米的区域内用数字“1”对最左边的试样进行标记。连续地对试样进行顺序地标记直至48，以致使最右边的试样的标号为48。
对于新毛毯使用24个奇数试样，而对于旧毛毯使用24个偶数试样。从最低至最高对奇数试样进行排序。从最低至最高对偶数试样进行排序。对每组中最小的数用字母“W”进行标记。对每组中最大的数用字母“N”进行标记。利用该交替的“W”/“N”形式连续地对试样进行标记。对于网面朝外的掉毛分析使用“W”试样，对于非网面朝外的掉毛分析使用“N”试样。对于1-层产品，现在共有24份试样用于新批毛毯的和旧批毛毯。在这24份试样中，12份用于网面朝外的掉毛分析，而另12份用于非网面朝外的掉毛分析。
如下面所述，摩擦并测量旧毛毯的所有24个试样的亨特色度L值。记录用于旧毛毯的12个网面亨特色度L值。取这12个值的平均值。记录用于旧毛毯的12个非网面亨特色度L值。取这12个值的平均值。从网面摩擦试样的平均亨特色度L值中减去起始的未摩擦毛毯的平均亨特色度L值。对于网面试样，这是δ平均差。从非网面摩擦试样的平均亨特色度L值中减去起始的未摩擦毛毯的平均亨特色度L值。对于非网面试样，这是δ平均差。计算网面的δ平均差和非网面的δ平均差的总和并将该总数除以2。对于旧毛毯，这是未校正的掉毛值。如果有用于旧毛毯的现行的毛毯校正因子，那么将它加至旧毛毯的未校正的掉毛值中。该值为用于旧毛毯的校正的掉毛值。
如下面所述，摩擦并测量新毛毯的所有24个试样的亨特色度L值。记录用于新毛毯的12个网面亨特色度L值。取这12个值的平均值。记录用于新毛毯的12个非网面亨特色度L值。取这12个值的平均值。从网面摩擦试样的平均亨特色度L值中减去起始的未摩擦毛毯的平均亨特色度L值。对于网面试样，这是δ平均差。从非网面摩擦试样的平均亨特色度L值中减去起始的未摩擦毛毯的平均亨特色度L值。对于非网面试样，这是δ平均差。计算网面的δ平均差和非网面的δ平均差的总和并将该总数除以2。对于新毛毯，这是未校正的掉毛值。
取旧毛毯的校正掉毛值和新毛毯的未校正掉毛值之间的差。该差值为新批毛毯的毛毯校正因子。
将该毛毯校正因子加至新毛毯的未校正的掉毛值中后，该值应当与旧毛毯的校正掉毛值相同。
将相同的步骤用于双层薄页纸产品，其中24个试样用于旧毛毯而24个试样用于新毛毯。但只对双层的消费者使用的外层进行摩擦测试。如上所述，确保试样的制备应使得获得用于旧毛毯和新毛毯的代表性试样。
四磅重物的维护四磅重物具有四平方英寸的有效接触面积，提供了1磅/平方英寸的接触压力。由于接触压力可以借助变更安装在重物面上的摩擦垫而改变， 因此，重要的是，只使用由制造商提供的摩擦垫(Brown Inc.,Mechanical ServicesDepartment,Kalamazoo,MI)。如果所述的垫变硬、磨损或掉屑，那么就必须更换这些垫。
当不使用时，必须以垫不支承重物整个重量的方式放置该重物。最好在其旁边存放重物。
摩擦测试仪的校正在使用前必须对Sutherland Rub测试仪进行校正。首先，通过将测试仪开关移动至“cont”位置而打开Sutherland Rub测试仪。当测试臂处于最靠近使用者的位置时，将测试仪的开关开至“auto”位置。借助将大刻度盘的指针臂移动至“5”位置的设置，将测试仪设置成运行五个冲程。一冲程是重物单一的并完全向前并向后的运动。在每一次测试开始和结束时，摩擦块的端部应处于最靠近操作者的位置。
如上所述，在纸板试样上制备薄页纸。此外，如上所述，在纸板试样上制备毛毯。这些试样均将用来校正仪器，并且不用于获得实际试样的数据。
借助滑动在固定销上的纸板的孔而将该校正薄页纸样置于测试仪的底板上。在测试期间固定销阻止试样移动。将校正的毛毯/纸板试样夹牢至四磅重物上，使纸板侧接触重物垫。保证纸板/毛毯组合平放在重物上。将该重物钩在测试臂上，并轻轻地将薄页纸样放置在重物/毛毯组合下面。最靠近操作者的重物端必须在薄页纸样的纸板上面而不是薄页纸样本身。毛毯必须平放在薄页纸样上并且必须与薄页纸表面100％接触。借助压下“按”钮而开启测试仪。
计算冲程数并观察和心记相对于试样的、毛毯覆盖的重物的起始和终止位置。如果冲程总数为5的话并且如果最靠近操作者的毛毯覆盖重物的端部在测试开始和结束时在薄页纸样的纸板上面的话，该测试仪已被校正并准备使用。如果冲程数不为5或者如果最靠近操作者的毛毯覆盖重物的端部在测试开始或结束时不在实际薄页纸试样上面的话，重复该校正步骤，直至计得5个冲程以及最靠近操作者的毛毯覆盖重物的端部在测试开始和结束时位于纸板上面为止。
在试样的实际测试期间，监测并观察冲程数和毛毯覆盖重物的起始和停止位置。当需要时重新校正。
亨特色度计校正根据概述于该仪器操作手册中的步骤，调节用于黑色和白色标准板的亨特色度差计。另外，如果在过去八小时期间没有进行检查的话，还需进行用于标准化的稳定性检查以及日常色度稳定性检查。此外，如果需要，还必须检查零反射比并再次进行调节。
将白色标准板放置在仪器入口下面的试样台上。放松试样台并使试样板升至试样入口下面。
使用“L-Y”,“a-X”和“b-Z”标准化旋钮，调节仪器，以便当“L”,“a”和“b”按钮依次按下时，读取“L”,“a”,和“b”的标准化白板值。
试样的测量在薄页纸上进行摩擦之前，进行掉毛测量的第一步是测量黑色毛毯/纸板试样的亨特色度值。本测量的第一步是将标准白板降低至亨特色度仪的仪器入口下。借助指向色度计背面的箭头，使毛毯覆盖的纸板的中心位于标准板的顶上。放松试样台，使毛毯覆盖的纸板升至试样入口的下面。
由于毛毯的宽度只稍大于观察区域的直径，因此要确保毛毯完全覆盖观察区域。在确定完全覆盖之后，按下L按钮并等待读数稳定。读取并记录该L值，精确至0.1单位。
如果使用D25D2A探头，降低毛毯覆盖的纸板和台板，使毛毯覆盖的纸板旋转90度，以致使箭头指向测试计的右侧。接着，放松试样台并再次进行检查，以确保观察区域被毛毯完全覆盖。按下L按钮。读取并记录该值，精确至0.1单位。对于D25D2M装置，记录值为亨特色度L值。对于还读取旋转试样读数的D25D2A探头，亨特色度L值为两个记录值的平均值。
利用该项技术测量所有毛毯覆盖纸板的亨特色度L值。如果亨特色度L值均在另一个的0.3单位之内，取平均值，以便得到起始L读数。如果亨特色度L值不在0.3单位之内，舍弃在该范围以外的那些毛毯/纸板复合物。制备新试样并重复亨特色度L值测量，直至所有试样的亨特色度L值均在另一个的0.3单位之内为止。
对于实际薄页纸/纸板复合物的测量，借助滑动在固定销上的纸板内的孔而将该薄页纸样/纸板组合置于测试仪的底板上。在测试期间固定销阻止试样移动。将校正的毛毯/纸板试样夹牢至四磅的重物上，使纸板侧接触重物垫。确保纸板/毛毯组合平放在重物上。将该重物钩在测试臂上，并轻轻地将薄页纸样放置在重物/毛毯组合下面。最靠近操作者的一端必须在薄页纸样的纸板上面而不是薄页纸样本身上面。毛毯必须平放在薄页纸样上并且必须与薄页纸表面100％接触。
接着，借助压下“按”钮而开启测试仪。在五个冲程结束时，测试仪将自动关闭。记录与试样有关的毛毯覆盖重物的停止位置。如果朝向操作者的毛毯覆盖重物的端部在纸板上面，那么该测试仪操作适当。如果朝向操作者的毛毯覆盖重物在试样上面，将该测量值抛弃并根据上面Sutherland Rub测试仪校正部分所述再次进行校正。
取下带有与毛毯覆盖的纸板的重物。检查该薄页纸样。如果被撕裂的话，抛弃毛毯和薄页纸，并重新启动。如果薄页纸样是完整的，从重物上取下毛毯覆盖的纸板。如前面用于空白毛毯所述，确定毛毯覆盖的纸板的亨特色度L值。在摩擦之后，记录毛毯的亨特色度L值。摩擦、测量并记录所有余下试样的亨特色度L值。
在对所有薄页纸进行测量之后，取下并抛弃所有毛毯。不再使用毛毯条。使用纸板，直至它们弯曲，撕裂或不再具有平滑表面为止。
计算借助从试样的网面和非网面的每一个测量值中减去未使用毛毯而得到的平均起始L读数，而测量δL值。记住，多层产品将只对纸张的一侧进行摩擦。因此，对于多层产品将得到三个δL值。取这三个δL值的平均值，并从该最终平均值中减去毛毯因子。将该最终的结果称为双层产品的掉毛值。
对于获得网面和非网面测量值的单层产品而言，从三个网面L读数的每一个中和三个非网面读数的每一个中减去未使用毛毯所得到的起始L读数的平均值。计算三个网面值的平均δ值。计算三个非网面值的平均δ值。从这些平均值的每一个中减去毛毯因子。最终结果被称为单层产品的非网面掉毛值和单层产品的网面掉毛值。通过取这两个值的平均值，得到了整个单层产品的最终掉毛值。
E．纸浆的耐过滤性(PFR)PFR与加拿大标准游离度(CSF)一样是纸浆悬浮液脱水速率的测量方法。据信，对于纸浆脱水特性而言，PFR是表征纤维的优异的方法。为进行评估，借助下面等式，可以使CSF与PFR联系起来PFR=11270/CSF-10.77，式中PFR的单位为秒，CSF的单位为毫升。由于该关联有误差，因此它只是用来评估之用。测量PFR的更为精确的方法如下。
从定量器添加三个0.1％浓度悬浮液的等分试样并过滤通过连接至定量排放口的筛网而测量PFR。记录收集每个等分试样所需的时间，并在两次过滤之间不取下筛网或进行清洗。
定量器(得自Special Machinery Corporation,546Este Avenue,Cincinnati,OH 45232,Drawing#C-PP-318)装有PFR装置(也得自SpecialMachinery Corporation,Drawing#4A-PP-103,part#8)。PFR装置装着清洁筛网(使用与用于手抄纸相同种类筛网的11/8英寸(2.9厘米)的打孔圆，即Appleton Wire 84X76M，并且所述筛网装着在测试仪中面朝“上”的纸页)。
以19升的体积，于定量器中制备分解的纸浆的0.10％浓度的悬浮液，其中PFR装置处于适当的位置。将100毫升的容量瓶设置在PFR装置的出口下面。打开定量器出口阀，并开启定时器，一旦在容量瓶中收集到100毫升(在阀门关闭之后，另外的液体将有可能排入烧瓶中)，立即关闭阀门并停止定时器。以精确至0.10秒记录时间，该时间标记为“A”。
抛弃滤液，重新放置烧瓶，并且在过滤之间不取下或清洗筛网下，借助同样的步骤收集另一100毫升的等分试样。该时间间隔记录为“B”。再次抛弃滤液，重新放置烧瓶，并且在过滤之间不取下或清洗筛网下，借助同样的步骤收集另一100毫升的等分试样。该时间间隔记录为“C”。
然后利用下面的等式计算PFRPFR=[(E)×(B+C-(2×A))/1.5]1/2式中A,B和C是记录的时间间隔，而E是用来校正PFR至在75°F(24℃)时观察到的值的温度的函数E=1+(0.013.时间.(T-75))式中T是在取最后等分试样之后在定量器中测得的悬浮液的温度，精确到°F。
实施例下面的非限定性实施例用来阐明根据本发明的纸产品的制备。本发明的范围将由下面的权利要求书来确定。
实施例1本实施例打算说明根据现有技术的具有暂时湿强度的低密度薄页纸的制备。
在本发明的实践中，使用工业化长网造纸机。
利用常规碎浆机制备约3.5％浓度的北方针叶木牛皮浆(NSK)的含水悬浮液。在碎浆期间添加足够的氢氧化钠，以便将pH调节至约6，并且使该悬浮液通过浆管通向长网的网前箱。
使悬浮液通过一精浆机，所述精浆机使NSK细纤维化，并使纸浆的耐过滤性增加约2.5秒。
为了赋予最终产品以干强度，制备RediBOND 5330_的1.5％的分散体(阳离子淀粉，得自National Starch and Chemical Company,Bridgewater,NJ)并以NSK纤维的干重量计，足以输送0.17％RediBOND 5330_的速率添加至NSK浆管中。借助使处理过的悬浮液通过管线内混合器而增强干强度树脂的吸附。
为了赋予最终产品以暂时强度，制备Parez 750B_的1.5％的分散体并以NSK纤维的干重量计，足以输送0.42％Parez 750B_的速率添加至NSK浆管中。借助使处理过的悬浮液通过管线内混合器而增强暂时强度树脂的吸附。
利用常规碎浆机制备约3.5％浓度的桉树阔叶木牛皮浆纤维的水悬浮液。在碎浆期间添加足够的氢氧化钠，以便将pH调节至约6，并且使该悬浮液通过浆管通向长网的网前箱。
在混合浆泵的入口处，用白水将NSK纤维稀释至以NSK纤维悬浮液的总重量计约0.15％的浓度。同样地，在混合浆泵的入口处，用白水将桉树纤维稀释至以桉树纤维悬浮液的总重量计约0.15％的浓度。将桉树纤维悬浮液和NSK纤维悬浮液输送至能使所述悬浮液保持单独液流的层状网前箱中，直至它们沉积至长网上的成形织物上为止。
纸机具有层状网前箱，所述网前箱有顶室、中间室和底室。将桉树纤维悬浮液泵送通过网前箱的顶室和底室，同时将NSK纤维悬浮液泵送通过网前箱的中间室，并以并置的关系输送至长网上，以便在其上形成三层的纸胚，其中，约70％由桉树纤维组成，而30％由NSK纤维组成。通过长网并借助挡水板和真空箱进行脱水。长网为纵向和横向每英寸分别有87根单丝和76根单丝的5-梭道、缎纹组织构形。在约22％纤维浓度在递纸位置，将纸胚从长网传递至构图的干燥织物上。
将干燥织物设计成得到图案致密化的薄页纸，并且具有纵向和横向每英寸分别有44根单丝和33根单丝的5-梭道、缎纹组织构形。将单丝的交叉点用砂打磨以便提供约38％的压节区。
将纸幅载在干燥织物上通过真空脱水箱，通过穿透预干燥器，然后将纸幅输送至扬克式烘缸上。在真空脱水箱之后，纤维的浓度约为27％，借助预干燥器的作用，在传递至扬克式烘缸上之前的浓度约为65％；将包含聚乙烯醇的0.25％水溶液的起皱粘合剂喷至扬克式烘缸表面上；在利用刮刀对纸幅进行干起皱之前，使纤维的浓度增加至约98％。所述刮刀具有26度的斜角并且相对扬克式烘缸放置，以便提供约81度的冲击角；该扬克式烘缸在约340°F(171℃)运行；该扬克式烘缸以约3800英尺/分钟(180米/分钟)的速度运行。然后，使纸幅在两个压光辊之间通过并卷绕至纸轴上。
根据在此所述的方法对得到的纸张进行评估，结果列于表1中。
表1测试参数 结果密度 0.26克/厘米3定量 11克/米2总干强度 411克/英寸(162克/厘米)总起始湿强度 44克/英寸(17克/厘米)总三十分钟湿强度 15.2克/英寸(6克/厘米)总干拉伸模量 13.0克/厘米％湿耐破度 21克抗掉毛性 7对于根据实施例1制得的纸张而言，起始湿强度对干强度的比例为0.11∶1。并且，对于根据实施例1制得的纸张而言，三十分钟湿强度对起始湿强度的比例为0.35∶1。
实施例2本实施例打算说明根据本发明一个方面的具有暂时湿强度的低密度薄页纸的制备。
在本发明的实践中，使用工业化的长网造纸机。
利用常规碎浆机制备约3.5％浓度的北方针叶木牛皮浆(NSK)的含水悬浮液。在碎浆期间添加足够的氢氧化钠，以便将pH调节至约6，并且使该悬浮液通过浆管通向长网的网前箱。
以可控的方式，将浓度为1％的硫酸添加至NSK浆管中，以便将悬浮液的pH控制在约5.1±0.2。
为了赋予最终产品以暂时湿强度，制备Parez 750B_1.5％的分散体并以NSK纤维的干重量计，足以输送1.4％Parez 750B_的速率添加至NSK浆管中。借助使处理过的悬浮液通过管线内混合器而增强暂时湿强度树脂的吸附。
将浓度为1％的另外的硫酸添加至处理过的NSK悬浮液中，以便将网前箱的pH控制在约5.1±0.2。
利用常规碎浆机制备约3.5％浓度的桉树阔叶木牛皮浆的水悬浮液。在碎浆期间添加足够的氢氧化钠，以便将pH调节至约5.7，并且使该悬浮液通过浆管通向长网的网前箱。
以可控的方式，将浓度为1％的硫酸添加至桉树浆管中，以便将桉树纤维悬浮液的pH控制在约5.1±0.2。
为了赋予最终产品以暂时湿强度，制备Parez 750B_1.5％的分散体并以按树纤维的干重量计，足以输送0.12％Parez 750B_的速率添加至桉树浆管中。借助使处理过的悬浮液通过管线内混合器而增强暂时湿强度树脂的吸附。
将浓度为1％的另外的硫酸添加至处理过的桉树纤维的悬浮液中，以便将网前箱的pH控制在约5.1±0.2。
在混合浆泵的入口处，用白水将NSK纤维稀释至以形成部分网前箱配料的NSK纤维悬浮液的总重量计约0.15％的浓度。同样地，在混合浆泵的入口处，用白水将桉树纤维稀释至以形成第二部分网前箱配料的桉树纤维悬浮液的总重量计约0.15％的浓度。将按树纤维悬浮液和NSK纤维悬浮液输送至能使所述悬浮液保持单独液流的层状网前箱中，直至它们沉积至长网上的成形织物上为止。
纸机具有层状网前箱，所述网前箱有顶室、中间室和底室。将桉树纤维悬浮液泵送通过网前箱的顶室和底室，同时将NSK纤维悬浮液泵送通过网前箱的中间室，并以并置的关系输送至长网上，以便在其上形成三层的纸胚，其中，约78％由桉树纤维组成，而22％由NSK纤维组成。通过长网并借助挡水板和真空箱进行脱水。长网为纵向和横向每英寸分别有87根单丝和76根单丝的5-梭道、缎纹组织构形。在约22％纤维浓度在递纸位置，将纸胚从长网传递至构图的干燥织物上。
将干燥织物设计成得到图案致密化的薄页纸，其中不连续的低密度挠曲区域排列在高密度(压节)区域的连续网内。借助将不渗透树脂表面铸造至纤维网支承织物上而形成所述干燥织物。所述支承织物是48×52根长丝的双层网状物。浇铸在第二表面上的树脂厚度约5.5密耳。压节区域约为36％，并且开孔以约575/英寸2的频率出现。
使纸幅载在干燥织物上通过真空脱水箱，通过通风预干燥器，在此之后，将纸幅传递至扬克式烘缸上。在真空脱水箱之后，纤维的浓度约为27％，借助预干燥器的作用，在传递至扬克式烘缸上之前的浓度约为65％；借助涂布器将包含聚乙烯醇的0.25％水溶液的起皱粘合剂喷涂至扬克式烘缸表面上；在利用刮刀对纸幅进行干起皱之前，使纤维的浓度增加至约98％。所述刮刀具有26度的斜角并且相对扬克式烘缸放置，以便提供约81度的冲击角；该扬克式烘缸在约340°F(171℃)运行；该扬克式烘缸以3400英尺/分钟(161米/分钟)的速度运行。然后，使纸幅在两个压光辊之间通过并卷绕至纸轴上。
根据在此所述的方法对得到的纸张进行评估，结果列于表2中。
表2测试参数 结果密度0.21克/厘米3定量13.5克/米2总干强度380克/英寸(150克/厘米)总起始湿强度85克/英寸(33克/厘米)总三十分钟湿强度32克/英寸(13克/厘米)总干拉伸模量7.9克/厘米％湿耐破度46克抗掉毛性7对于根据实施例2制得的纸张而言，起始湿强度对干强度的比例为0.22∶1。并且，对于根据实施例2制得的纸张而言，三十分钟湿强度对起始湿强度的比例为0.38∶1。
实施例3本实施例打算说明根据本发明第二方面的具有暂时湿强度的低密度薄页纸的制备。
在本发明的实践中，使用工业化的长网造纸机。
利用常规碎浆机制备约3.5％浓度的北方针叶木牛皮浆(NSK)的含水悬浮液。在碎浆期间添加足够的氢氧化钠，以便将pH调节至约6，并且使该悬浮液通过浆管通向长网的网前箱。
以可控的方式，将浓度为1％的硫酸添加至NSK浆管中，以便将悬浮液的pH控制在约5.1±0.2。
为了赋予最终产品以暂时湿强度，制备Parez EXPN3683的1.5％的分散体并以NSK纤维的干重量计，足以输送0.91％Parez EXPN3683的速率添加至NSK浆管中。借助使处理过的悬浮液通过管线内混合器而增强暂时湿强度树脂的吸附。
将浓度为1％的另外的硫酸添加至处理过的NSK悬浮液中，以便将pH控制在约5.1±0.2。
利用常规碎浆机制备约3.5％浓度的桉树阔叶木牛皮浆的含水悬浮液。在碎浆期间添加足够的氢氧化钠，以便将pH调节至约6，并且使该悬浮液通过浆管通向长网的网前箱。
以可控的方式，将浓度为1％的硫酸添加至桉树浆管中，以便将桉树纤维悬浮液的pH控制在约5.1±0.2。
为了赋予最终产品以暂时湿强度，制备Parez EXPN3683 1.5％的分散体并以桉树纤维的干重量计，足以输送0.12％Parez EXPN3683的速率添加至桉树浆管中。借助使处理过的悬浮液通过管线内混合器而增强暂时湿强度树脂的吸附。
将浓度为1％的另外的硫酸添加至处理过的桉树纤维的悬浮液中，以便将网前箱的pH控制在约5.1±0.2。
在混合浆泵的入口处，用白水将NSK纤维稀释至以形成部分网前箱配料的NSK纤维悬浮液的总重量计约0.15％的浓度。同样地，在混合浆泵的入口处，用白水将桉树纤维稀释至以形成第二部分网前箱配料的桉树纤维悬浮液的总重量计约0.15％的浓度。将桉树纤维悬浮液和NSK纤维悬浮液输送至能使所述悬浮液保持单独液流的层状网前箱中，直至它们沉积至长网上的成形织物上为止。
纸机具有层状网前箱，所述网前箱有顶室、中间室和底室。将桉树纤维悬浮液泵送通过网前箱的顶室和底室，同时将NSK纤维悬浮液泵送通过网前箱的中间室，并以并置的关系输送至长网上，以便在其上形成三层的纸胚，其中，约78％由桉树纤维组成，而22％由NSK纤维组成。通过长网并借助挡水板和真空箱进行脱水。长网为纵向和横向每英寸分别有87根单丝和76根单丝的5-梭道、缎纹组织构形。在约22％纤维浓度在递纸位置，将纸胚从长网传递至构图的干燥织物上。
将干燥织物设计成得到图案致密化的薄页纸，其中不连续的低密度挠曲区域排列在高密度(压节)区域的连续网内。借助将不渗透树脂表面铸造至纤维网支承织物上而形成所述干燥织物。所述支承织物是48×52根长丝的双层网状物。浇铸在第二表面上的树脂厚度约5.5密耳。压节区域约为36％，并且开孔以约562/英寸2的频率出现。
使纸幅载在干燥织物上通过真空脱水箱，通过通风预干燥器，在此之后，将纸幅传递至扬克式烘缸上。在真空脱水箱之后，纤维的浓度约为27％，借助预干燥器的作用，在传递至扬克式烘缸上之前的浓度约为65％；借助涂布器将包含聚乙烯醇的0.25％水溶液的起皱粘合剂喷涂至扬克式烘缸表面上；在利用刮刀对纸幅进行干起皱之前，使纤维的浓度增强至约98％。所述刮刀具有26度的斜角并且相对扬克式烘缸放置，以便提供约81度的冲击角；该扬克式烘缸在约340°F(171℃)运行；该扬克式烘缸以3400英尺/分钟(161米/分钟)的速度运行。然后，使纸幅在两个压光辊之间通过并卷绕至纸轴上。
根据在此所述的方法对得到的纸张进行评估，结果列于表3中。
表3测试参数 结果密度0.20克/厘米3定量13.5克/米2总干强度407克/英寸(160克/厘米)总起始湿强度89克/英寸(35克/厘米)总三十分钟湿强度29克/英寸(11克/厘米)总干拉伸模量7.7克/厘米％湿耐破度46克抗掉毛性7对于根据实施例3制得的纸张而言，起始湿强度对干强度的比例为0.22∶1。并且，对于根据实施例3制得的纸张而言，三十分钟湿强度对起始湿强度的比例为0.33∶1。
实施例4本实施例打算说明根据本发明制得的低密度薄页纸具有可与根据现有技术制得的低密度薄页纸相比的柔软度。
根据TEST METHODS部分中描述的方法，评估根据实施例2和3制得的薄页纸的小组柔软度。根据实施例1制得的薄页纸用作对比薄页纸。该评估的结果列于下表4中。
表4试样柔软度(PSU)根据实施例2的薄页纸 -0.09根据实施例3的薄页纸 +0.02如上表可以看出，根据本发明制得的薄页纸具有可与根据现有技术制得的薄页纸相比的柔软度。
在此，将所有专利，专利申请(和在其上授权的任何专利，以及任何相应的出版的外国专利申请)，和在整个说明中提及的出版物引入作为参考。然而，必须承认，在此所参考的文献没有教导或披露本发明。
尽管已说明并描述了本发明特定的实施方案，但对于本领域普通技术人员来说，显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围下，能作出各种其它的改变和变更。因此，本发明将在所附权利要求书中覆盖在本发明范围内的所有这些改变和变更。
权利要求
1．一种具有暂时湿强度的、柔软、低密度纸产品，所述纸产品具有密度，定量，湿耐破度，起始湿强度，三十分钟湿强度和干强度，所述纸产品包含造纸纤维；和化学强度添加剂；其中，所述密度低于约0.6克/厘米3，所述定量在约10和约65克/米2之间，所述干强度低于约500克/英寸(197克/厘米)，所述湿耐破度至少约35克，其特征在于所述起始湿强度对所述干强度之比大于约0.15∶1，并且所述三十分钟湿强度对所述起始湿强度之比低于约0.4。
2．根据权利要求1的柔软低密度纸产品，其中所述起始湿强度对所述干强度之比大于约0.2∶1。
3．根据权利要求1或2的柔软低密度纸产品，其中化学强度添加剂主要由暂时湿强度树脂组成。
4．根据前述任一项权利要求所述的柔软低密度纸产品，其中所述纸产品是层状的，具有两个外层和在两外层之间的中间层，并且所述造纸纤维包含相对长的纤维和短纤维，其中所述中间层主要由相对长的造纸纤维组成，所述外层主要由短造纸纤维组成。
5．根据前述任一项权利要求所述的柔软低密度纸产品，其中所述纸产品具有总的拉伸模量，并且所述总拉伸模量低于约12克/厘米％。
6．根据前述任一项权利要求所述的柔软低密度纸产品，其中所述湿耐破度在约35克和约70克之间。
7．根据权利要求1的柔软低密度纸产品，其中所述纸产品是图案致密化的，具有相对低纤维密度的相对高松厚区和一系列相对高纤维密度的致密化区，所述致密化区是相互连接的。
8．一种具有暂时湿强度、柔软、低密度纸产品的制备方法，所述方法包括如下步骤a)提供包含相对长造纸纤维的第一含水悬浮液，所述第一悬浮液具有第一pH值；b)提供调节所述第一pH并将所述第一pH值调节至约5.0和约6.5之间的第一受控pH范围的介质；c)提供将所述第一受控pH范围调节至约4.8和约5.4之间的第二更窄受控pH范围的第一酸性介质；d)提供暂时湿强度树脂溶液；e)将所述悬浮液、所述第一酸性介质以及所述暂时湿强度树脂溶液混合，以便提供第一起始调理的、树脂处理的长造纸纤维悬浮液；f)其特征在于提供调节所述第二受控pH范围的第二酸性介质，以便将所述造纸配料的pH控制在约4.8和约5.4之间的范围内；g)提供稀释水；h)将所述起始调理的、树脂处理的长造纸纤维悬浮液、所述第二酸性介质以及所述稀释水混合，以便形成造纸配料；和ⅰ)将所述配料输送至网前箱。
9．权利要求8的方法，其中所述的纸产品是带两个外层和两外层之间的中间层的层状结构，所述网前箱有三个室，即一对外部室和一个外部间的中间室，所述方法还包括如下步骤a)根据权利要求8制备第一造纸配料，并将所述第一造纸配料输送至所述中间室；b)通过下列步骤制备第二造纸配料ⅰ)提供包含短造纸纤维的第二含水悬浮液，所述悬浮液具有第四pH；ⅱ)提供调节所述第四pH并将所述第四pH值调节至约5.0和约6.5之间的第三受控pH范围的介质；ⅲ)提供将所述第三受控pH范围调节至约4.8和约5.4之间的第四更窄受控pH范围的第三酸性介质；ⅳ)提供暂时湿强度树脂溶液；ⅴ)将所述悬浮液、所述第三酸性介质以及所述暂时湿强度树脂溶液混合，以便提供第二起始调理的、树脂处理的短造纸纤维悬浮液；ⅵ)提供调节所述第四受控pH范围的第四酸性介质，以便将所述第二造纸配料的pH控制在约4.8和约5.4之间的范围内；ⅶ)提供稀释水；ⅷ)将所述第二起始调理的、树脂处理的短造纸纤维悬浮液、所述第四酸性介质，以及所述稀释水混合，以便完成所述第二造纸配料的制备；和c)将所述第二配料分成第一部分和第二部分；和d)将所述第一部分输送至所述外部室之一并将所述第二部分输送至所述外部室的另一个中。
10．权利要求8或9的方法，所述方法还包括a)将来自所述网前箱的所述配料沉积至形成纸胚的多孔基材上；b)借助下列步骤对所述纸胚进行干燥ⅰ)将所述纸胚从所述多孔基材传递至支承织物上；ⅱ)将加热空气吹过所述纸胚和所述支承织物，所述支承织物是具有相互连接的压节图案的压印支承织物，以便形成半干薄页纸胚幅；ⅲ)将所述半干薄页纸胚幅输送至扬克式烘缸上；ⅳ)在所述扬克式烘缸上对所述半干薄页纸胚幅进行干燥，并由此对所述干燥纸幅进行起皱，以便形成干燥纸幅；和c)将所述干燥纸幅卷绕至纸轴上，以便形成柔软、低密度的纸产品，其中所述产品的密度低于约0.6克/厘米3，定量在约10和约65克/米2之间，干强度低于约500克/英寸(197克/厘米)，起始湿强度对所述干强度之比大于约0.15∶1，并且三十分钟湿强度对所述起始湿强度之比小于约0.4。
全文摘要
本发明披露了一种利用造纸纤维和阳离子暂时湿强度树脂制得的柔软、低密度的纸产品。所述纸产品的密度低于约0.6克/厘米
文档编号D21H25/00GK1303452SQ98814077
公开日2001年7月11日 申请日期1998年6月2日 优先权日1998年6月2日
发明者库斯罗·P·莫汉麦迪, 拉里·O·苏厄德, 戴维·M·拉希 申请人:宝洁公司