薄绵纸的制作方法

专利名称：薄绵纸的制作方法
技术领域：
本发明涉及强劲的、柔软的、具有吸收性能的卷纸及其制造方法。
背景技术：
在现代工业化社会中，人们日常生活的普遍特点是使用易于处置的制品，特别是易于处置的纸制品。纸巾、面巾纸、卫生纸等几乎到处在用。对这种易于处置的纸制品的一般需求引起要求改进其产品种类和它们的制作方法。尽管制纸方面有很大的进展，但研究发展的努力继续对准改进产品和它们的制作方法两方面。
易于处置的纸制品，如纸巾、面巾纸、卫生纸等都是由一褶或多褶薄绵纸制成的。如果这样的制品要实现它们的任务，还要找到广泛的认同，它们以及由它们制成的各种卷纸就应显现出一定的物理特性。这些特性中较为重要的是强度、柔软性和吸收性。
强度是指在使用它时，卷纸保持它的物理完整性的能力。
柔软性是指在使用者在手中揉搓这种纸，使之与他或她的各部分组织接触时，得到令人满意的接触感觉。
吸收性能是这种纸能够吸收和保持液体，特别是水、水溶液和悬浮液的特性。
除去强度、柔软性和吸收性能之外，卫生纸(即卫生间用纸)应当具有足够的物理特性，以便能够有效地实现清洁的任务。采用“清洁的任务”主要意思是盥洗后的清洁，即小解后或大解后的揩擦。采用“有效地”主要的意思是用最小的纸耗，而且最好不弄脏使用者的手而实现清洁。另外，使用者应该感觉到比如清爽、干燥以及清新等清洁后的状态。
当前的卫生纸通常都很薄，也就是说它们的厚度值小。虽然在绵纸的大小、基准重量以及厚度方面有诸多改进，但对于每一次清洁而言，消费者通常通过折叠或者压皱薄绵纸，使用多层卫生纸。为避免手指捅穿，也为防止水分与使用者的手接触，多层用纸可能是必要的。由于消费者希望在清洁时弄脏他或她的受的风险最小，所以通常是要从纸辊上拉下比所需还要多的纸。因而，由于使用者实际和感觉需要的缘故，牺牲了清洁的效率。
尽管大多数消费者都觉得需要使用多层当前的卫生纸为手的保护提供适当的清洁，但大多数消费者还是希望浪费最小，并且使用较少的易于处置的纸。使用多层卫生纸的原因是不同的，但包括一种固有的要求，即要保存资源、最小的消耗、保护环境，或者这些理由结合在一起。例如，保洁公司近来引入的BOUNTY“Select-a-SizeTM”面巾纸和BOUNTY“Rinse and ReuseTM”面巾纸，试图在面巾纸类中解决这种问题。但是，并未在卫生纸类中解决这个问题。
因此，希望能有一种为更有效的如厕后清洁提供的擦拭用品。
此外，希望能有一种卫生纸，对每一种清洁任务能够使消费者仅用较少的卫生纸，同时对手保持适当的保护。
此外，希望能有一种强劲的、柔软的、具有吸收性能的薄绵纸，即使用单页清洁，它也能提供姣好的清洁，而无需在使用前折叠或压皱这种纸。

发明内容
一种适用于卫生纸的揩擦用具，可以加工成多幅，每一幅纸页至少包含一层纸，纸的基准重量至少为大约25磅/3000呎2。所述纸页的宽度至少可为大约4.5吋，具有暂时潮湿拉伸特性。本发明纸页的面积至少可为大约30吋2。在一种多层的实施例中，所述纸页的最佳基准重量至少可为大约42磅/3000呎2，而保持每次清洁任务接近比如当前优质浴室用薄绵纸的相同总纤维的实际用量。


图1是过去的单层干燥的纸的基准重量与每次清洁任务的平均纸页数目之间的关系曲线；
图2是本发明纸页的透视图；图3是在辊轴上的卷绕芯上的多页本发明纸页透视图，每页纸页由连续的冲孔限定。
具体实施例方式
本发明提供一种改进的卷纸，适用于浴室用薄绵纸，它较当前适用的浴室用薄绵纸提供有效的清洁，具有优良的或较好的清洁效率。一般地说，所述改进是通过提供一种薄绵纸而实现的。所述薄绵纸较之目前的浴室用薄绵纸具有较大的基准重量和增大了的面积。这种途径与常规的关于增大基准重量和面积就会明显地增加每次清洁任务的用纸量的理念相反。本发明是建立在这样一种发现基础上的，即利用本发明的揩擦用品，即使单页清洁，也能实现减少薄绵纸，特别是浴室用薄绵纸的消耗量，具有这里所述各特性的结合。
这里所用的术语“面积”是指所设计的平展卷纸的二维表面面积，特别是指本发明通常被用作揩擦用品的浴室用薄绵纸的单层卷纸的面积。
这里所用的术语“纸页”是指单页本发明揩擦用品的特有卷纸。例如，每一页可以是不连续的，以同样的多幅纸页给出一种堆叠结构。可将被堆叠的纸页折叠或交叉，作为举例，比如通用的面巾纸。还可将多幅纸页提供于一个辊轴上，按预定所间隔由重复的冲孔限定每幅纸页，要通常所用的浴室用薄绵纸。
这里所用的术语“宽度”是指通常为矩形的单独一页卷纸的二维面积的较小边。通常呈方形或矩形的揩擦用品被预期是一种优选的外形，不过其它形状，比如圆形、椭圆形等也是很好用的。一般地说，对于由冲孔确定各纸页的卷芯制品而言，这种纸页的一条边会是与那些冲孔平行的，还有一条边垂直于那些冲孔。因此，与冲孔平行的那条边通常等于纸页卷芯辊轴的宽度(即通常是等于卷芯辊轴的芯子的轴长)。另外，可将本发明的卷纸预先包卷到卷绕的芯上，使纸页未卷绕的宽边大于卷芯辊轴的芯子的长度。
这里所用的术语“清洁效率”是指每次行动，或者每次清洁任务的平均测得的用纸量。这里所用的术语“清洁任务”主要是指单次发生的卫生间后的清洁，也即小解后的揩擦或大解后的揩擦。公认的是全部清洁任务并不等于不考虑纸的使用或所需要的纸量。例如，使用者通常扯下卫生纸的量由使用者来感觉，使得足以实现如厕后的清洁，而不弄脏使用者的手指或手。这个量因人而异，特别是女性使用者。通过提高这种卷纸的清洁效率，越发使本发明的卷纸能够允许使用者在每次给定的清洁任务使用少量的纸，这就能够明显减少平均的纸用量。
图1示出提高清洁效率方面的需要。图1是表示差不多30年来，单层干燥的纸的基准重量与每次清洁任务的平均纸页数目之间的关系曲线。从1960年到今天，造纸技术的稳定发展和消费者的理解已经生产出卷纸，其基准重量增大。在这段时间内，消费者使用表明，每次清洁任务的纸页数目相应地稳定下降。不过，实际上在每次清洁任务用纸的总量方面有所增加。例如，在1968年，对于4.5吋的方形纸页而言，每次清洁任务要用差不多0.0062磅的纸，而在1999年，对于同样面积的纸页，每次清洁任务要用差不多0.0085磅的纸。
除了希望提高清洁效率，以便每次清洁任务使用少量的纸以外，清洁效率还与消费者在实现清洁任务方面的经验有关。例如，清洁效率越好可使清洁得越快，和/或从辊轴上扯下越少的薄绵纸却清洁得较为彻底。因此，本发明的改进可以造成清洁得更彻底，这在消费者于清洁之后的“清新”和干爽感觉是重要的。另外，本发明的改进可以在形式，即尺寸和结构方面，造成同样的清洁感觉，促成有效的清洁。虽然不容易确定数量，但改善整个消费者经验对成功地商业化卫生纸产品是非常重要的。
与具有较高的基准重量对于本发明揩擦用品是重要的同时，所述揩擦用品的整个面积也是重要的。因此，为了能够成功地如厕后清洁，特别是如果希望用一页纸清洁，相信就需要一定的最小尺寸和最小面积。例如，人们相信卷绕制品宽度不得小于使用者手的宽度，特别可以考虑约为4.5吋。宽度小于4.5吋可能要迫使使用者采用多层纸重叠、折叠或成束，以便实现清洁的任务，从而使一切提高效率的可能性都受挫。还相信卷绕制品的宽度大于9吋，就使用者的手而言会变得不实用，而且为了效率同样也会需要折叠、成束或压皱。
由于每个人如厕后清洁的个性化和敏感特性原因，使用数据通常都是间接产生的。一种广泛使用的确定消费者使用数据的方法是进行每日的研究。在每日研究中，使用者对一段时间记录每一次清洁任务的用法，并对结果进行比较和分析。另一种确定消费者使用率的方法更为准确地包含更改使用者厕纸的辊轴，使得在一段时间内自动监视并记录所述的使用。可存取及分析这种信息，从而给出非常准确的使用数据。图1所示的数据譬如是由上述两种方法产生的。再一种方法用于较快地测出消费者使用率，它是要进行观注群组，其中对于一次给定的任务必须知道一组消费者，它们有一个或多个纸的取样，并询问每次的用量和用法。
在下面的表1中，对3种商业的卫生纸表示所述的使用数据。对于每一种卫生纸，都按上述两种方法示出使用数据。所观注的群组的过去数据通常小于实际家用记录的使用，并且示出百分比的差。对于每种薄绵纸，基于每页4吋×4.5吋的尺寸计算总使用率的百分数。表1的总使用率是对每一次揩干小解后的任务纸的实际重量测得的，并被计算如下总使用率＝BW*A*N其中BW＝基准重量(磅/3000呎2)A＝一页纸的面积(呎2)N＝纸页数表1-3种卫生纸使用数据的比较

保洁公司(俄亥俄州Cincinnati)制造的CHARMIN卫生纸被认为是最好的薄绵纸。就此而言，CHARMIN多层卫生纸为使用者提供所需的较高强度、柔软性、吸收性能和其它物理性质，提供足以令人高度满意的适当清洁。CHARMIN多层卫生纸消费者的上好的清洁经验是难于量化的，但商业的成功和消费者对CHARMIN多层卫生纸的满意是明显的。因此，人们相信，消费者对最好卫生纸的期望对于进一步改进提供了充分的底线。
根据这种理解，相信提供给消费者满意的卫生纸，其总使用率在每次揩干小解后0.0060与0.0070磅之间，这与目前商业CHARMIN多层卫生纸的效果一样。本发明的卫生纸按较高的基准重量制品提供这种水平的效率。因此，本发明的卫生纸按较高的基准重量制品方面可以提供改进的效率。最后，虽然可能还不是像目前的商业CHARMIN多层卫生纸那样有效，但本发明的卫生纸可以提供强有力的、柔软的、具有吸收性能的薄绵纸，甚至在用于肠蠕动后的单页清洁，也能够提供较高的清洁满意度，具有非常接近CHARMIN多层卫生纸的效率。
一般地说，已经发现，在基准重量至少约为25磅/3000呎2的情况下，宽度至少约为4.5吋、最小面积至少约为30吋2的单页纸，通常以单页即可令使用者能够实现清洁任务。同时保持接近清洁效率的水平，并且以所经历过的最佳卫生纸使用率适当地保护手的清洁。对于作为厕纸使用而言，重要的在于所述薄绵纸是可水冲的。也就是说，重要的在于所述薄绵纸在水中可降解到足够程度，以使下水管道仍可工作。另外，对于本发明的薄绵纸而言，可使这种薄绵纸具有暂时的潮湿强度，从而令使用者在使用之前能够选择弄湿该薄绵纸。暂时的潮湿强度就允许这种薄绵纸对清洁任务维持结构的整体性，而在冲水时又使这种纸可降解。以下将更加充分地讨论本发明卫生纸的这些以及其它有益的性质。
下面的表2表示本发明卫生纸各种实施例测试观注群组的结果。所编入的各个结果都是两个观注群组的平均值，每组8个专门的小组。两组中的各个小组均为女宾，她们被告知从样品辊轴上扯下小解后揩干所需要的用纸量。每一个样品是以3种不同的制品宽度和3种不同的总基准重量提供的两页卫生纸。各个样品的所有其它方面，如纸页长度(冲孔之间)、柔软度、纹理、外观等都是类似的。
表2一本发明几种实施例的总用量

可以相信，给使用者关于卫生纸影响的主要信息是纸的厚度，这无需什麽理论约束。因此，随着纸的厚度加大，使用者的有效清洁效果和足够的对手的保护的主观感觉也得到加强。另外，可以相信，纸的厚度给使用者提供一种清洁区的距离感，这提供自信的清洁，内心不会感觉到正在被清洁的区域，这也无需什麽理论约束。
因此，可以相信上述例举本发明各实施例的纸的厚度足够促进使用者确定为了小解后揩干所需感知的薄绵纸的量。如果能够保持纸的厚度，而同时减少基准重量，则结果会是减少实际的纤维用量，却不致降低消费者的满意程度。因此，正像下面所要讨论的那样，本发明的一个方面涉及优选本发明卫生纸的密度，同时保持上述测试的样品厚度。换句话说，通过减少卫生纸的密度，同时保持上述测试样品的等效纸厚，使卫生纸的基准重量减小，这就使纤维的用量减少。
按所观注的组的方式测试的各卫生纸实施例都是按下述造纸过程由纸制条带制成的以空气使之干燥的纸。不过，被测试的各卫生纸实施例对于最佳纤维含量而言并非是最好的。于是，为了产生同样的纸厚，通过下述过程制得的卫生纸，密度可以非常不同，因此基准重量也可以非常不同。例如，通过减小密度(因此也是基准重量)40％之多(即60％为宜)，同时保持厚度不变，70磅/3000呎2的实施例可为最佳的。同样地，44磅/3000呎2和28磅/3000呎2的实施例分别可使密度减小20％和10％。
并未限制对基准重量较高的卷纸优选密度的特定方法，可以采用以下揭示所教导的方法，去优选带皱纹的卷纸的密度，所述卷纸采用1985.7.16颁发的美国专利US4,529,480中公开的包覆型制造机制造，这里将其引为参考文献。下面详细描述这种方法。概括地说，这种卷纸的密度是它的基准重量以及它的有效厚度的函数。纸的厚度本身是基准重量和尺寸、形状及弯曲沟渠的深度的函数，所述弯曲沟渠是由上述美国专利US4,529,480及其成果中所述的坚硬的光敏树脂构架形成的。
通过依次进行以下各步，可以实现在给定的基准重量下制成的这种卷纸的最佳纸厚。
1.改变所述弯曲沟渠的深度。对于给定的沟渠尺寸和形状，有一最佳的沟渠深度。在所述沟渠充分延伸之前，深度不足的沟渠阻止(resist)该弯曲的卷纸。相反，深度过分的沟渠不能对卷纸提供充分的支撑，并且能够在最大弯曲的点处穿孔，从而在达到最大纸厚的潜能之前除去用于弯曲的固定的力。
2.改变所述弯曲沟渠的尺寸。对于给定的沟渠深度和形状，有一最佳的沟渠尺寸。尺寸不够的沟渠将不允许弯曲的卷纸充分延伸。相反，尺寸过分的沟渠将不对卷纸提供足够的支撑，并可允许在最大弯曲点处穿孔，从而在达到最大纸厚的潜能之前除去用于弯曲的固定的力。
3.改变所述弯曲沟渠的形状。按照普通转让的美国专利US5,679,222(1997.10.21颁发给Rasch等人，这里将其引为参考文献)制作的弯曲沟渠，克服了现有技术对提供较高水平潜能之沟渠形状的限制。
那些熟悉构成造纸技术的人都会认为沟渠的尺寸、形状和深度是互有联系的，因为在给定的基准重量下它们影响纸厚的潜力。所以，一般地说，纸厚的最佳化是一个反复的过程，通过这一过程依次使每个因素最佳化，直至得出结论，给出所寻求的纸厚。
那些熟悉本领域还都承认存在其它确定纸厚的因素，因而也是确定所造卷纸密度因素。这包括比如平均的供应纤维长度、造纸纤维的粗劣、卷纸的结构或均匀性质量等因素，以及特别包括造纸过程中所用真空等级和与杨基(Yankee)干燥机有关的起皱刀片的几何形状、制造卷纸的速度及卷纸缩小程度(有时称为起皱百分率)等在内的过程因素。
使表2被再制为如下的表3，表示最佳化造纸过程以制造表2所示各实施例卫生纸的结果，所述卫生纸在降低上面引证之密度的情况下其厚度均匀。
表3一本发明几种实施例的总用量

如图3所示，密度已经最佳化的本发明的卫生纸可以给出有效的如厕后清洁(本例中是小解后的清洁)，接近或者低于目前商业上高级卫生纸的经验总用量。另外，通过增加本发明卫生纸的宽度呈现给消费者增大的面积发出增大清洁能力的征兆，此外也增大对使用者的手的覆盖。在保证使用者能有足够的清洁，以及最好是完全的手部保护方面，这些特性是重要的。另外，由于提供了较大的表面积、较高的进行揩擦的基准重量，相信将会有很多使用者改变它们的揩擦习惯，从而进一步对本发明卫生纸的效率有所贡献。例如，很多通常将卫生纸弄皱、卷成卷或捆成束的使用者都将发现，在展平的情况下，可以有效地使用本发明的卫生纸，从而每次清洁任务使用足够少的纤维总量。
由于柔软性与消费者对卫生纸的柔软感觉有关，所以本发明的揩擦用品具有良好的柔软性是重要的。无法量化所需的柔软性，公知的是多折的薄绵纸制品提供的柔软性要超过相同基准重量的单独一折，因此，给出所感觉到的制品柔软度。所以，虽然按单独一折可以实现本发明揩擦制品的优选基准重量，但最好是通过梳理成多折来实现，正像1992.9.1颁发给Givens的美国专利US5,143,776所教导的那样，据此，将其引为参考文献。
由于本发明的薄绵纸最好为卫生纸，所以卷纸制品具有一定的潮湿强度特性对于商业的成功是重要的。在最低限度卷纸应是可水冲的情况下，也即应该具有暂时的潮湿强度，以便以一定的强度特性使用，但是，一旦淤积在厕所内，它就应易于破碎，以防止阻塞下水道系统。因此，具有暂时的潮湿强度，对于本发明的纸页是重要的。由于这里用于卫生纸，所以“暂时的潮湿强度”就意味着这种纸对于清洁任务而言保持有足够的物理完整性，但在厕所内要有充分的腐烂，为的是冲水，而不阻塞下水道系统。通过在造纸时添加适宜的潮湿强度树脂，如1991.1.1颁发给Bjorkquist的美国专利US4,981,557所揭示的，可以实现暂时的潮湿强度，因此这里将该文引为参考文献。
很多使用者喜欢用湿的绵纸进行如厕后的清洁。于是，按照一种优选的实施例，本发明的卫生纸有足够的暂时潮湿强度，以便一旦需要就能用于潮湿的条件。例如，可将本发明的卫生纸提供于卷芯辊轴上(目前具有代表性的卫生纸)，并从与潮湿表面配合的薄绵纸分配器分配。使用者可以如所需要的那样扯下潮湿表面的绵纸页，或者“湿润”所述的表面。一旦弄湿，使用者实现清洁任务，以令他或她满意，并将绵纸丢入厕所。由于在这种情况下纸基是潮湿的情况，所以在避免不希望有的被手指戳破方面，或者在防止过早的失去纸结构整体性方面，都非常得益于本发明的基准重量较高。
因此，按照一种优选的实施例，本发明的卫生纸纸页能在被弄湿的条件下使用所述制品，但在放置于厕所中之后，则表现出适宜的潮湿强度减弱率，以防止厕所管道的填塞。比如1987.8.1颁发给Smith的普通转让的美国专利US5,656,746这里将其引为参考文献，该专利揭示了一种潮湿强度聚合物，它给纸制品提供初始的初始强度，能够在被弄湿的条件下使用该制品，同时伴随适宜的潮湿强度减弱率。可按所需要的那样改变暂时的潮湿强度减弱率，比如在造纸过程中调节加入卷纸中的暂时潮湿强度聚合物的量。
本发明的纸制品最好具有至少约为80克/吋的初始潮湿拉伸强度，若为120克/吋则更好。另外，对于薄绵纸制品而言，希望表现出潮湿强度减弱率，以使它能被水冲，而无明显的下水道系统阻塞风险。所述制品最好在中性pH水中浸泡30分钟之后总潮湿强度小于大约40克/吋，最好小于大约20克/吋。在中性pH水中浸泡30分钟之后，可水冲的纸制品可能表现出至少约为70％的潮湿强度减弱率，最好至少约为80％。
以暂时潮湿强度聚合物处理本发明卷纸可以包含喷溅或印制具有纤维质的纤维，在制备所述纸制品时，充分地设置这些纤维，比如通过湿法处置过程。最好以成暂时潮湿强度混合物形式的暂时潮湿强度聚合物喷溅或印制所设置的纤维，所述混合物包括充分溶解在适当溶剂中的潮湿强度聚合物的液体混合物。水是首选的溶剂。所述液体混合物通常包含约1-10(wt)％的聚合物和约90-99(wt)％的溶剂，例如，约5(wt)％的聚合物与约95(wt)％的溶剂的混合物是适宜的。按照一种优选的实施例，通过喷溅所设置的纤维实行所述的处理。另外，使暂时潮湿强度聚合物在湿法制纸过程中的潮湿结束中与具有纤维质的纤维混合。于是，可使暂时潮湿强度聚合物适宜地包含于造纸配料中。通常选择把所述与具有纤维质之纤维混合的暂时潮湿强度聚合物的量，以便给出初始潮湿强度、潮湿拉伸减弱的平衡，并随意给出包括干燥强度在内的与本发明目的相符的其它性质。一般地说，随着增加所述聚合物的量，可增加干燥的强度和潮湿的潮湿拉伸强度，并减小潮湿拉伸减弱的比率。根据所述具有纤维质之纤维以及随意的其它纤维的重量，所述纸制品通常包括从大约0.5到5(wt)％的所述聚合物，其中所述其它纤维包括羟基族聚合物。根据这些纤维的重量，所述纸制品最好包含从大约0.5(wt)％到大约2(wt)％的聚合物。
上述拉伸特性可确定如下述在拉伸试验之前，可在73°F+/-4°F(22.8℃+/-2.2℃)室温和相对湿度50％+/-10％条件下，使纸制品老化最少24小时。1.总干燥拉伸强度(“TDT”)在73°F+/-4°F(22.8℃+/-2.2℃)室温和相对湿度50％+/-10％条件下，在1吋×5吋(约2.5cm×12.7cm)的纸带(包括起皱的薄绵纸、手抄纸页及其它纸页)上进行测试，采用电拉伸测试仪(model 1122，InstronCorp.，Canton，Mass.)，并在每分钟2.0吋(约每分钟5.1cm)的滑块速度和标准长度4.0吋(约10.2cm)下工作。参照一种机器定向装置，使被测试的样品准备对应于这种方向为5″的度数。于是，对于一种机器定向(MD)的TDT而言，截割所述条带，使所述5″度数的方向与制造所述纸制品的机器定向平行；对于一种交叉的机器定向(CD)的TDT而言，截割所述条带，使所述5″度数的方向与制造所述纸制品的交叉机器定向平行。制造机器定向和交叉定向是造纸技术中公知的术语。
利用上述设备确定MD和CD拉伸强度，并以常规方法计算之。所报告的值至少是8个被测试纸带对每种定向强度的算术平均值。所述TDT是MD和CD拉伸强度的算术和。2.潮湿拉伸强度采用电拉伸测试仪(model 1122，Instron Corp.)，并在每分钟0.5吋(约每分钟1.3cm)的滑块速度和标准长度1.0吋(约2.5cm)下工作，同时使用有如对于TDT同样尺寸的条带。条带的两端安置在机器的齿板内，而将条带的中心安置在一个不锈钢的销周围。将条带浸泡在大约20℃的蒸馏水中一段所需的时间，然后像TDT那样所条件下，参照一种机器定向装置测试拉伸强度，使被测试的样品准备对应于这种方向为5″的度数。
利用上述设备确定MD和CD潮湿拉伸强度，并以常规方法计算之。所报告的值至少是8个被测试纸带对每种定向强度的算术平均值。对于给定的浸泡时间的总潮湿拉伸强度是对于该浸泡时间的MD和CD拉伸强度的算术和。在所述的纸已被浸透5+/-0.5秒时，测量初始总潮湿拉伸强度(“ITWT”)。在所述的纸已被浸透30+/-0.5分钟时，测量30分钟的总潮湿拉伸强度(“30MTWT”)。3.按照下式确定潮湿拉伸确定减弱率减弱(％)＝[(本发明包含暂时潮湿强度聚合物的ITWT-30MTWT)×100]除以(不含任何强度添加剂的可比较的纸的ITWT-30MTWT)其它暂时潮湿强度树脂和本发明所用方法的例子在颁发给Smith的美国专利US5,698,688、颁发给Headlam的美国专利US5,690,790、颁发给Bjorkquist的美国专利US5,138,002、5,008,344和5,085,736中有所揭示，上述每一件专利这里都引为参考文献。
图2表示本发明卫生纸的一页纸20。纸页20由按照这里所述的一种方法制成的卷纸制得。纸页20具有第一表面和与之相向面对的第二表面，可以包括1-4层，或者更多的层30，该纸页的总基准重量(即所有各组元层的总和)至少是大约25磅/3000吋2。宽度W至少4.5吋，面积至少为30吋2，这有助于在清洁任务的过程中保证充分覆盖手。可将潮湿拉伸特性设计成，如果需要，可使所述薄绵纸用于潮湿条件，另外还保持可水冲。
纸页20的基准重量可高于25磅/3000吋2。这种更高的基准重量可以有益于给消费者以纸页清洁能力方面的信心，特别在使用一张纸页清洁时。例如，所述基准重量至少可为28磅/3000吋2，最好优选35磅/3000吋2，而以大约42磅/3000吋2尤好；甚至可为70磅/3000吋2更好，乃至可像100磅/3000吋2这样高。在所有这些情况下，以这里揭示的方法优选卷纸的密度，以给出纤维的效力。
可将纸页20的宽度制成比目前商业上作为卫生纸所适用的宽度更宽。也即可使如图3所示设置于辊轴24上的纸页具有与穿孔22平行的线度D1，此线度大于目前商业上适用的线度。例如，纸页20的线度D1至少可为5吋宽，5.75吋则更好。纸页20的线度D1也可大于6.5吋，而7.0吋尤好。还可使纸页20的线度D1大于约8吋，但相信在宽度大于9.0吋的情况下，纸页变得难于使用，并失去作为卫生纸的某些效能。纸页的宽度大于10吋被认为不适用于作为本发明的卫生纸。
如图3所示，可将纸页20包卷在辊轴24，如绕芯的辊轴上，同时具有多个纸页，每个纸页由匀称地间隔开的穿孔22限定。各穿孔可按给出便于扯断的特定区域的间隔被分隔开。于是，为了最佳用纸法，可预先确定与穿孔22垂直的线度D2。发现通过改变这个线度，由于保存之需，消费者通常使用少量的纸，而不取可能被觉得是浪费的额外纸页。于是，随着以最小的纸页保护手部，消费者可以实现高水平的清洁，在某些情况下，只用单页。可使穿孔按大约4吋的间隔被分隔开，或者可以按至少约6吋的间隔被分隔开。在一种实施例中，穿孔间的间隔是大约8吋。相信穿孔间的线度(即线度D2)大于大约9吋，就变得不太好，因为这样的用具在大部分使用者的手中变得不实用。因此，大于10吋的线度D2被认为是不适于作为本发明的卫生纸使用。最好按1992.5.19颁发给0gg等人的美国专利US5,114,771所教导的那样制造穿孔，因此，该文被引为参考文献。
另外，可按堆叠结构包裹纸页20，类似于目前用于堆叠面巾纸的方法。可将纸页20保持并插入成堆叠结构。当放置在适当的容器中时，可把纸页20弄湿，并可作为预先弄湿的卫生纸提供给消费者。潮气可以是水或任何在湿手帕技术中通常所用的洗液。
究竟是堆叠还是置于辊轴上，纸页20可有一最佳面积尺寸，用以随着对手的保护而有高级的清洁。于是，所述纸页20的面积可为大约30吋2，至少40吋2则更好，而至少60吋2尤好，至少65吋2则最好。人们相信，面积大于80吋2，则这个纸页尺寸在大部分使用者手中变得不实用，因此，这样的尺寸是不需要的。大于90吋2的面积被认为是不适宜用于本发明的揩擦用具。
可以通过本领域公知的方法制造所述的卷纸。这些方法包括普通造纸、通以干燥空气造纸以及多重基准重量造纸。在一种优选的实施例中，可以采用涂敷树脂的成形传送带制造纸张，有如图2中所示意描述的那样。
适用于制造本发明卷纸的优选传送带包括两个主要部分框架结构和加强结构。所述框架结构最好是一种经过处置的聚合光敏树脂。所述框架结构和传送带具有第一表面，它确定传送带与纸接触的侧面，还有朝向使用本传送带的造纸机的相对第二表面。
造纸传送带宏观看是单翼的。这种造纸传送带规定了它的X-Y方向。与X-Y方向和所述造纸传送带平面垂直的是该传送带的Z方向。类似地，可将本发明的纸想象为宏观地看是单翼的并且是处于X-Y平面内的。垂直于X-Y和纸的平面的方向是纸的Z方向。
所述框架结构最好确定一种预先确定的图样，这是一种类似于可印刷在本发明的纸上的图样。特别优选的框架结构的图样是一种实质上为连续的网纹。如果给框架结构选择这种优选的实质为连续网纹的图样，则会在传送带的第一表面与第二表面之间延伸一些不连续的弯曲沟渠。所述实质上为连续的网纹围绕并限定各弯曲沟渠。
传送带印制的图样与其上载置着纸的框架结构的图样相对应。在传送带和纸通过两个坚硬的表面之间时，随时发生刻印，所述两个坚硬的表面上有间隙，足以引起刻印。这通常以夹捏的方式发生在两个辊轴之间。在传送带把纸传送到杨基(Yankee)干燥鼓时，最容易发生这个。在压辊处利用框架结构对纸的压挤造成刻印。
传送带的第一表面与其上载置的纸接触。在造纸过程中，传送带的第一表面可以在纸上刻印与框架结构的图样对应的图样。
传送带的第二表面是传送带接触机器的表面。第二表面可制有带通路的背面网纹，这里的通路并非所述弯曲的沟渠。这些通路给出不规则的传送带背面的纹理。这些通路使空气可沿传送带的X-Y平面泄漏，这种泄漏并不需要沿Z方向流动，而是通过传送带的弯曲沟渠。
传送带的第二个主要部分是加强结构。与框架结构类似，所述加强结构具有第一表面或面对纸的一侧，以及第二表面或面对机器的一侧，它与面对纸的表面相对。所述加强结构主要位于传送带的相对两个表面之间，并且可以具有一个与传送带背面一致的表面。加强结构为框架结构提供支撑。这个加强的部分通常是编织而成的，即如本领域所公知的。记录有弯曲沟渠的加强结构部分防止造纸时所用的纤维完全通过所述完全沟渠从而减少了针孔的发生。如果人们不希望对加强结构使用编织的纤维，则非编织的部件、帘幕、网，或者具有多个孔的平面，通过它们也可以对本发明的框架结构提供适当的强度和支撑。
可以按照1985.4.30颁发给Johnson等人的美国专利US4,514,345；1985.7.9颁发给Trokhan的美国专利US4,528,239；1992.3.24颁发给Smurkoski等人的美国专利US5,098,522和1993.11.9颁发给他们的US5,260,171；1994.1.4颁发给Trokhan的美国专利US5,275,700；1994.7.12颁发给Rasch等人的美国专利US5,328,565；1994.8.2颁发给Trokhan等人的美国专利US5,334,298；1995.7.11颁发给Rasch等人的美国专利US5,431,786；1996.3.5颁发给Stelljes，Jr等人的美国专利US5,496,624；1996.3.19颁发给Trokhan等人的美国专利US5,500,277；1996.5.7颁发给Trokhan的美国专利US5,514,523；1996.9.10颁发给Trokhan的美国专利US5,554,476；1996.10.22颁发给Trokhan的美国专利US5,566,724；1997.4.29颁发给Trokhan的美国专利US5,624,790；1997.5.13颁发给Ayers等人的美国专利US5,628,876；1997.10.21颁发给Rasch等人的美国专利US5,679,222；以及1998.2.3颁发给Ayers等人的美国专利US5,714,041中的任何一件制造传送带，这里将它们引为参考文献。
本发明的纸可有两个基本区域。第一个区域可以包括刻印区，该区相对于传送带的框架结构受到刻印。此刻印区最好包含实质上为连续的网纹。按传送带的实质上为连续的框架结构制成纸的第一区域的连续网纹，而且一般地说与其上的几何图像对应，在造纸过程中将纸置于非常靠近框架结构的位置。
纸的第二个区域可包括遍及整个被刻印的网纹区域分散的多个圆拱。这些圆拱在几何图像以及在造纸过程中的位置通常与传送带上的弯曲沟渠对应。由于在造纸过程中与所述弯曲沟渠相符，所述各圆拱从纸的实质上为连续的网纹区向外突出。通过在造纸过程中与所述弯曲沟渠相符，各圆拱中的纤维在纸的面对所述网纹的表面与纸的面对框架结构的表面之间沿Z方向偏斜。所述各圆拱最好是不连续的。
无需什麽理论约束，可以相信所述纸的各圆拱和实质上为连续的网纹区域通常都有相等的基准重量。通过使各圆拱偏入各弯曲沟渠，圆拱的密度相对于实质上为连续的网纹区域减小。此外，可以稍后些刻印实质上为连续的网纹区域(或者可能被选择的其它图样)，比如相对于杨基(Yankee)干燥鼓刻印。这样的刻印相对于圆拱的密度，加大了实质上为连续的网纹区域的密度。稍后可使所得到的纸显出浮雕装饰，有如本领域众所周知的那样。
可以按照1985.7.16颁发给Trokhan的美国专利US4,529,480；1987.1.20颁发给Trokhan的美国专利US4,637,859；1994.11.15颁发给Smurkoski等人的美国专利US5,364,504；以及1996.6.25颁发给Trokhan等人的美国专利US5,529,664和1997.10.21颁发给Rasch等人的美国专利US5,679,222中的任何一件制造本发明的纸，这里将它们引为参考文献。
如果需要，可使所述的纸干燥，并且在通以干燥空气而不带图样网纹的传送带上实现。这种纸将会有多个不连续的、高密度区域和一个实质上为连续的低密度网纹。在干燥期间或干燥之后，可对所述的纸进行不同的真空处理，以增加它的纸厚和减小密度选择区域。可以按照以下的专利制造这种纸以及相关的传送带1967.1.31颁发给Sanford等人的美国专利US3,301,746；1975.9.16颁发给Ayers的美国专利US3,905,863；1976.8.10颁发给Ayers的美国专利US3,974,025；1980.3.4颁发给Trokhan的美国专利US4,191,609；1980.12.16颁发给Trokhan的美国专利US4,239,065；1994.11.22颁发给Sawdai的美国专利US5,366,785；以及1996.5.28颁发给Sawdai的美国专利US5,520,778；这里将它们引为参考文献。
按照再一种实施例，加强结构可为一毛毡，也称为压挤毛毡，正如不通以干燥空气的普通造纸过程中所用的。正如以下专利所教导的那样，可给框架结构加上毛毡加强结构1996.8.27颁发给Phan的美国专利US5,549,790；1996.9.17颁发给Trokhan等人的美国专利US5,556,509；1996.12.3颁发给Ampulski等人的美国专利US5,580,423；1997.3.11颁发给Phan的美国专利US5,609,725；1997.5.13颁发给Trokhan等人的美国专利US5,629,052；1997.6.10颁发给Ampulski等人的美国专利US5,637,194；1997.10.7颁发给McFarland等人的美国专利US5,674,663；1997.12.2颁发给Ampulski等人的美国专利US5,693,187；1998.1.20颁发给Trokhan等人的美国专利US5,709,775；1998.8.18颁发给Ampulski等人的美国专利US5,795,440；1998.9.29颁发给Phan的美国专利US5,814,190；1998.10.6颁发给Trokhan等人的美国专利US5,817,377；以及1998.12.8颁发给Ampulski等人的美国专利US5,846,379；这里将它们引为参考文献。
有如本领域所公知的，还可将所述的纸缩小。通过由坚硬的表面，而且最好由圆柱体弄皱所述的纸，可以实现这种缩小。杨基(Yankee)干燥鼓通常用于这种目的。正如本领域所公知的那样，以医用刀片实现所述的弄皱。按照1992.4.24颁发给Sawdai的美国专利US4,919,756可以实现所述弄皱，这里将该文引为参考文献。另外，按照1984.4.3颁发给Wells等人的美国专利US4,440,597的教导，经过湿法微缩可以实现所述的缩小，这里将该文引为参考文献。
如果需要，可使所述的纸具有多种基准重量。这种多基准重量的纸最好有两个或多个可区分的区域具有相对较高基准重量的区域，和具有相对较低基准重量的区域。所述较高基准重量的区域最好包含实质上为连续的网纹。所述较低基准重量的区域可为不连续的。如果需要，本发明的纸还可包含多个中间基准重量的区域，它们位于所述较低基准重量的区域内。可以按照1993.9.14颁发给Trokhan等人的美国专利US5,245,025制造这种纸，这里将该文引为参考文献。如果所述的纸只有两种不同的基准重量，一个实质上为连续的高基准重量区域，多个具有不连续的低基准重量的区域，后者基本上贯穿整个连续的高基准重量区域而放置，可以按照1996.6.18颁发给Trokhan等人的美国专利US5,527,428；1996.7.9颁发给Trokhan等人的美国专利US5,534,326,以及1997.8.5颁发给Trokhan等人的美国专利US5,654,076制造这种纸；这里将它们引为参考文献。
人们还可以希望使纸的选择区域硬化。这种纸将具有多种密度的区域和多种基准重量的区域。可以按照1994.1.11颁发给Phan等人的美国专利US5,277,761；1995.8.22颁发给Phan等人的美国专利US5,443,691；以及1998.9.8颁发给Phan等人的美国专利US5,804,036制造这种纸；这里将它们引为参考文献。
用于制造本发明的纸的造纸传送带可以包括多个突起。这些突起是竖在造纸传送带的平面上的。这些突起阻塞通过造纸传送带的选定区域排出的物质，分别在纸上得到较低基准重量和较高基准重量的区域。按照1996.4.2颁发给Trokhan等人的美国专利US5,503,715；1997.3.25颁发给Phan等人的美国专利US5,614,061；1998.9.8颁发给Phan等人的美国专利US5,804,281，以及1998.10.13颁发给Phan等人的美国专利US5,820,730可以制造由本发明所使用的这种造纸传送带；这里将它们引为参考文献。
如果需要，代替具有上述成图样之框架结构的传送带，可以采用具有提花织物的传送带。这种传送带可以被用作成形线、干燥织物、刻印织物、传送织物等。提花织物在文献内有所报告，这对人们不希望以比如通常发生在传送给杨基(Yankee)干燥鼓的时候的夹捏方式压制或刻印所述的纸特别有用。在1995.7.4颁发给Chiu等人的美国专利US5,429,686和1997.9.30颁发给Wendt等人的美国专利US5,672,248中发现有所说的具有提花织物的传送带。
可将本发明的纸分层。如果所述的纸被分层，则可以利用多通道料箱，有如本领域所公知的那样。这种料箱可以有2个、3个或多个通道。每个通道可以提供不同的具有纤维质的含纤维生料。最好是两个或多个通道提供同样的生料。不过，普通技术人员将能确认，如果所有的通道都含有相同的配料，则将得到一种混合纸。
具有代表性的是，使纸分层，从而较短的硬木纤维在外面，给使用者提供一种柔软的感觉。而较长的软木纤维在里面，用以增强。于是，一个3通道的料箱可以制出单独一层的制品，它有两个主要为硬木纤维的外层，和一个主要为软木纤维的中间层。
另外，一个2通道的料箱可以制出具有一层主要是软木纤维和一层主要是硬木纤维的纸。把这种纸加到类似纸的另一层上，于是所得2层叠层的柔软层彼此相向地向内导向，而硬层面向外。
按照另外一种制造方法，可利用多个料箱代替单独一个具有多个通道的料箱。在这种多个料箱的安排中，第一料箱在成形线上沉积一个不连续的具有纤维质的纤维层。第二料箱在第一层上沉积第二层具有纤维质的纤维层。当然，当在两层之间发生某些混合时，就得到主要是分层的纸。
按照1976.11.30颁发给Morgan，Jr.等人的美国专利US3,994,771；1980.9.30颁发给Kearney等人的美国专利US4,225,382，以及1981.11.17颁发给Carstens的美国专利US4,300,981的教导可以制造恒定基准重量的分层纸；这里将它们引为参考文献。
权利要求
1.一种揩擦用具，适于作为卫生纸单页清洁，所述揩擦用具被加工成多幅，所述纸页的特征在于(a)至少一层；(b)基准重量至少为25磅/3000呎2；(c)宽度至少为4.5吋；(d)面积至少为30吋2；(e)暂时潮湿拉伸强度特性。
2.如权利要求1所述的揩擦用具，其特征在于，所述每一幅纸页至少包含两层。
3.如权利要求1或2所述的揩擦用具，其特征在于，所述每一幅纸页的基准重量至少为35磅/3000呎2。
4.如前述任一项权利要求所述的揩擦用具，其特征在于，宽度至少为5.75吋，并小于9吋。
5.如前述任一项权利要求所述的揩擦用具，其特征在于，面积至少约为60吋2。
6.如前述任一项权利要求所述的揩擦用具，其特征在于，至少所述一层具有宏观看是单面的，其中沉积有制成图案的连续网纹区域具有相对较高的密度区和不连续的低密度区。
7.如前述任一项权利要求所述的揩擦用具，其特征在于，至少所述一层是具有纤维质的纸。
全文摘要
一种揩擦用具,适于作为卫生纸单页清洁,可被加工成多幅,每页纸页包含至少一层纸,其基准重量至少为25磅/3000英尺
文档编号A47K10/16GK1339951SQ00803607
公开日2002年3月13日 申请日期2000年2月9日 优先权日1999年2月9日
发明者马克·约翰·斯坦哈特, 迈克尔·威廉·塔富里, 保罗·托马斯·韦斯曼, 托马斯·赫尔纳, 伯恩哈德·迈尔, 保罗·丹尼斯·特罗克汉, 肯尼思·文森 申请人:宝洁公司