专利名称：：生产皱纹卫生纤维素纸的方法
技术领域：
：本发明涉及生产皱纹卫生纤维素纸、特别是薄纸的方法，它包括权利要求1的前序中所规定的特征。因此，本发明是生产具有gsm物质通常为14～22g/m2的皱纹卫生纤维素纸常用方法的改进。习惯上，含纤维素的纸浆是用来生产皱纹卫生纤维素纸的，它以湿浆形式被沉积在不断转动的网上，所说的网通常是不断循环的可透水的连续织物，它通过辊筒转向和驱动。在向前进料的网上输送湿浆纸幅期间，该湿纸幅中部分的水穿过网滤出由此而进行初步滤水。然后通过压辊滤掉该湿浆纸幅中主要的水，在主滤水后该纸幅的固体含量为40～50％。这些压辊排列在靠近下面所提到的杨克式干燥器或输送毛毯。在主滤水期间或之后，湿纸幅通过称谓“输送毛毯”的输送带转移到转动的干燥器，该干燥器可以是“杨克式干燥器”。此杨克式干燥器用高压蒸汽(例如8巴)从内部加热。另外，如果有必要在转动方向分成两部分，则还需设一个干燥罩，超过该杨克式干燥器的宽度大约为它周长的一半；通过干燥罩从外部吹入热空气(温度为250℃-450℃)到湿纸幅上。作为上述措施的结果，在围绕该杨克式干燥器转动的同时，湿纸浆幅被干燥并粘附在该干燥器上。干燥器上干燥的纸幅要求其固体含量为94～96％。最后，通过伸出干燥器宽度的刮刀分离粘附在其上的干纸幅并且同时使其起皱。分离的纸幅被卷在纸轴上-如果需要的话，此作业可以与规定的拉伸作业同时进行。以上概述的方法包括生产纤维素纸的各基本步骤，然而，在造纸专门技术的范围内，对各个步骤是可以进行改进或完善的。本发明也能用于这样的改进方法中。本发明着手解决从皱纹卫生纤维素纸生产中提出的各种各样问题-对于薄纸产品的性能，一方面要求尽可能高的强度，而从卫生纸应用领域的观点看还要求尽可能的柔软度。这两种要求基本上是予盾的，因为强度特别高的纸通常比较硬，而特别软的纸通常是强度不高的。由造纸用的某种纤维素来进行生产时，必须采取特别的措施以增加强度，例如添加相应的添加剂，但这将会使纸的柔软度降低。因此，对于造纸来说，必须在上述这二个要求之间找到折衷办法。-在纸生产中，特别注意纸幅的机械运转性称为运转性能。机械运转性包括各种各样的性能，诸如纸幅的结构均匀性、粘附到杨克式干燥器的程度和均匀度、从干燥器刮下纸幅的可能性等。-在杨克式烘缸上形成一层涂层，在许多其它措施中这一措施对纸幅的运转性能特别重要；通常此涂层是由在成层处的纸幅组分形成的。形成的涂层实际上不能用客观参数测定。它的质量由操作者的造纸经验来判断。为了促进涂层形成并提高其质量，也为了调整纸幅对干燥器的粘附，可在烘缸上喷相应的试剂(剥离剂或粘合剂)，它们能促进干纸从干燥器脱开或与其粘附。-造纸成本除原料成本外的主要指标是造纸机运行的能源费用。能源费用大部分是由干燥纸幅用的干燥器所需的温度决定的。这就是说，将经初滤水和主滤水后固体物含量已增高的纸幅，在干燥器上较低的蒸汽温度和压力下，以及在干燥罩中较低的空气温度下干燥后的固体物含量能达到合适的水平而同时达到节能。因此，本发明的目的是改进通用的造纸方法，本发明的方法能在减少能量需求而运转性能处于合格至优良的条件下，生产出强度明显增加而柔软度实际上未降低或仅很小降低的卫生纤维纸。通过权利要求1的特征部分之特性来实现本发明的目的。本发明的要点在于在网上沉积湿浆幅之前向纸浆添加含半纤维素的添加剂，或向湿纸幅本身添加含半纤维素的添加剂。在本文中必须说明的是，除了纤维素外半纤维素是薄纸纤维重要的结构组分。半纤维素的分布以及纤维壁中纤维素的平均聚合度，与纤维素及由其制成纸的机械强度之间的关系，过去已被人们所认识和检验(参见出版物“DasPapier”，Volume10A，1993，PagesV30toV40，OfK.Bachneretal“ZusammenhangzwischenAufbauderZellwandundFestigkeitseigenschaftenbeiFasenstoffenVonkonventionellenundAufschluzvenfahren”)。此出版物一般性地指出，通过新的纤维素制浆法，例如ASAMO法与Organocell法，利用从中测定的半纤维素分布情况来达到纤维素的高强度值。上述出版物报导的研究工作属于造纸领域的基础研究。此出版物从一开始就没有提供任何与介决上述问题有关的知识可用来改进制造皱纹卫生纤维素纸的方法。此外，在过去已就聚木糖(一种从玉米芯中分离出来的含半纤维素的物质)对印刷纸与包装纸实验室试片的造纸工艺性能的影响进行过检测(参见PublicationintheCzech“papieraceluloza”，41，(7-9)1986，PagesV20toV30，ofAnnaNaterovaetal；“EinsatzVonxylanbeiderPapierherstellung”)。在用50％含量的短纤维材料制造包装纸过程中，添加2％聚木糖后挠曲强度增加172％。添加同样的聚木糖能改进印刷纸的IGT结合强度和防止两面受影响。根据本发明方法制造皱纹卫生纤维素纸的一些试验中(其细节可从以下的实施例中看出)已显示添加含半纤维素的添加剂具有许多意想不到的好处-卫生薄纸的柔软度很少降低，而断裂度在机器方向能增加15～73％，在横向能增加17～90％。-湿纸幅的滤水性能由于添加含半纤维的添加剂而提高，这使干燥器压力可降低多达25％，干燥罩中使用的空气温度降低多达40％。-大大改进纸幅的运转性能和涂层性，虽它们不能用客观参数来表征。权利要求2至4的特征是含半纤维素添加剂的各种不同添加方法。一种方法是，可以在制浆期间在碎浆机中添加-即例如在浆槽中使添加剂与纸浆充分混合。另一方种方法是，如果要在将浆供到网期间添加，则实际上可在浆料积聚在网上之前当场添加。此外，可以在纤维素原料的精制处理后直接将添加剂加到精制浆中。重要的是，必须注意在生产用于制造薄纸的原料期间，即在制造相应的纤维素期间，实际上就可将含半纤维素的添加剂已与纤维素相掺混。权利要求5至12所述的是在合适条件和浓度下的半乳甘露聚糖、桦木纤维素或聚木糖作为优选的含半纤维素的添加剂。详情可见具体的实施方案。权利要求14的方法用于改进浆料中含半纤维素的添加剂的混合过程和稳定性。含半纤维的添加剂是在碱性的水介质中以保证该半纤维素的溶解性。由于随后的中和与添加阳离子固定剂的结果，特别是根据权利要求15，半纤维素相应地结合或凝结在纤维素纤维上以致这些添加剂性能上的优点能充分发挥。本发明方法的另外特征、细节和优点可从本发明具体实施方案的说明中看出，这些实施方案是基于已完成的一些试验。主要使用瑞典VALMET公司的称谓新月形成形器作为进行这些试验的造纸机；该机器包括一个多层供料装置、两个压力辊、一根喷涂料的喷雾柱，机器宽度600mm、纸轴宽度570mm。CAIMA公司的桉树亚硫酸盐纤维素和MODO的长纤维亚硫酸盐纤维素被用作制造纸幅的原料。长纤维亚硫酸盐纤维素具有S.R.游离度SR°为20至22；而桉树亚硫酸盐纤维素只是被疏解。由于多层供料装置，原料是以这样方式被送入到造纸机的，即2/3的桉树亚硫酸盐纤维素置于园网纸机(cylinder)一侧，1/3的长纤维亚硫酸盐纤维素置于干燥罩一侧。被选用于做试验纸幅的gsm定量为16g/m2。通过纸机的纸幅运行速度为1200米/分。两个压力辊的线压力分别为90KN/m或80KN/m。最终干燥后在园网纸机输出端处纸幅的需所固体物含量被设定为95％和起皱度被设定为16％。机网是ALBANY/Nordisdkafilt公司的单层织物。输送毛毯为“AlbanyDuravent”型。阳离子半乳甘露糖、未改性(非离子)半乳甘露聚糖、不带侧链的聚木糖(生产粘胶纤维而产生的侧链)和具有游离度值SR°为80精制的ECF桦木硫酸盐纤维素被用作含半纤维素添加剂。BASF公司的产品“CatiofastCS”被用作阳离子固定剂和“Giluton501N”被用作湿强度增强剂。根据本发明的方法进行以下的生产试验。其结果可见附于以下说明部分的“试验结果”表中。试验No.O此试验用于制备参考试样，其中将添加5kg/tGiluton501N作为湿强度剂的上述标准纤维素混合物，加工成没有添加半纤维素的薄纸试样。在随后的各试验期间保持其中掺混了含半纤维添加剂的纤维素配料和湿强度剂浓度。一般是在不另外变化的条件下进行若干试验并且将各次试验结果予以平均来确定测定值。试验No.O得到排列成四层的薄纸，其断裂强度在纵向(MD)为16.97N/50mm和在横向(CD)为8.5N/50mm。园网压力为600KPa，罩温分别为371和377℃。机器正常运行。此薄纸试样非常柔软(强度比为7.7)，但强度非常低。NO.1试验系列使用阳离子半乳甘露聚糖作为含半纤维素的添加剂。为了将阳离子半乳甘露聚糖掺混到纸浆，将阳离子半乳甘露聚糖粉末溶于水中而得到10％溶液。在变化半乳甘露聚糖份数的情况下，将此溶液添加到纸浆中。试验NO.1a将含有按纤维素纤维干重量计为0.2％干重量的半乳甘露聚糖粉末的上述溶液泵到多层供料装置的两条供浆线中。就运转性能来说，运转时会出现剥离即纸幅对园网的粘附减少。此外，涂层稍有损坏。然而，这使纸幅易于干燥并且其(干)断裂强度增加约15％(MD)和17％(CD)。试验NO.1b添加上面规定的半乳甘露聚糖溶液，使该聚糖粉末的组成量为纤维素纤维干重的0.4％，并且在机器几次运转中生产出相应的纸幅。结果，观察到持续剥离，同时更进一步促进干燥，这意味着进一步减低了园网纸机的压力和进一步降低了罩温度。(干)断裂强度增加平均44％(MD和CD)。试验NO.1c将上面规定的半乳甘露聚糖溶液直接以1.0％重量加到浆料中。其结果是进一步促进干燥，这种干燥情况随阳离子半乳甘露聚糖浓度增加而不断改进。罩温度降低达到最大值，园网纸机的压力降低达到接近它的最高值。(干)断裂强度平均增加84％(MD)和90％(CD)。NO.2试验系列在这系列试验中，使用精磨的桦木纤维素作为含半纤维素的添加剂。以通常方式精磨桦木纤维素直至游离度值为SR°80。这样的桦木纤维素浆是湿浆，有糊状的稠度。用氢氧化钠将原浆PH值调整8～8.5，以便一方面一开始就能形成半纤维素在上述原浆中的良好溶液，另一方面使这些半纤维素固定到纤维素纤维。然后，添加精磨的桦木浆与上述固定半纤维素用的阳离子固定剂“Catiofast”。随后用硫酸将所得的混合浆料调到PH为6.5～7.0。试验NO.2a按照以上所说的方式，将重量为原浆的纤维素纤维干重量2％的精磨桦木纤维素加到原浆中。从而获得很好的运转性能，并在纸机开始时迅速形成强的均匀涂层。成片相当好。(干)断裂强度平均增加24％(MD)和26％(CD)。然而，在此试验中得到的薄纸比参考试样稍硬。试验NO.2b按上面所说将纤维素纤维干重量5％(固体含量)的精磨桦木纤维添加到原浆。由此得到很好的运转性能和形成非常高质量的涂层。(干)断裂强度平均增加56％(MD)和40％(CD)。NO.3试验系列在此例中，使用形成1％水溶液的未改性半乳甘露聚糖作为含半纤维的添加剂。为使该半乳甘露聚糖更容易溶解而将此溶液放入到浆中。使用装在碎浆机底部的螺旋浆式搅拌器使其均匀混合。将未改性的半乳甘露聚糖与浆一起搅拌至少20分钟。然后添加阳离子固定剂“Catiofast”并用硫酸将PH调整到6.5～7.0。试验NO.3a将原浆纤维素纤维干重量的0.4％的未改性半乳甘露聚糖的上述溶液加到原浆。由此制成的薄纸的柔软度与桦木试验中的柔软度相比有明显的改进。能观察到良好的涂层与纸片。断裂强度平均增加52％(MD)和32％(CD)。由于添加未改性半乳糖之故，园网压力与罩温度可以降低，同时得到95％固体含量的干纸幅。试验NO.3b添加原浆纤维素纤维干重量的1％固体含量的半乳甘露聚糖和10％未改性半乳甘露聚糖溶液。由此，观察到均匀、良好的涂层，与桦木试验中的相比此涂层稍薄。纸幅的成片性、柔软度与运转性能均好。与试验NO.3a相比，比纸幅干燥稍好。即增加半乳甘露聚糖浓度导致园网压力与罩温度的进一步降低。(干)断裂强度平均提高54％(MD)和22％(CD)。试验NO.3c除了类似于试验NO.3b掺入1％未改性半乳甘露聚糖混合物外，还直接将按照试验系列No.1的具有相对于原浆中纤维素纤维干重量的1％固体物含量的阳离子半乳糖水溶液放入到碎浆机。结果与试验系列No.3的试验相比，纸幅对杨克式干燥器的粘附力稍有降低。然而，起皱良好并且薄纸产品是柔软的。断裂强度平均提高62％(MD)和37％(CD)。阳离子半乳甘露聚糖与未改性半乳甘露聚糖的混合物作为含半纤维的添加剂使之最大程度降低园网纸机的压力和大大降低罩温度。试验NO.3d将原浆纤维素纤维的干重量的0.4％重量的未改性半乳糖和1％重量的阳离子半乳甘露聚糖混合成含半纤维素的添加剂。加工过程与试验NO.3c中一样。从而在园网上获得更好的涂层。(干)断裂强度平均提高58％(MD)和39％(CD)。NO.4试验系列将粘胶纤维素制造中作为副产品得到的无侧链聚木糖，用作含半纤维素的添加剂。将此聚木糖通过搅拌溶于30℃的PH为10～11的氢氧化钠水溶液中。然后将规定量的这种聚木糖溶液泵入到PH为8.5的原浆，接着强力搅拌。为将聚木糖固定到纤维素纤维，按10l/t添加阳离子固定剂“Catiofast”，随后用硫酸将浆的PH调整到6.5～7.0以保证聚木糖的固定。试验NO.4a按上面提到的方式，将相对于纤维素纤维的干重量的0.2％重量固体聚木糖的聚木糖溶液加入。结果形成一层薄的有条纹的涂层。纸幅的运转性能正常。园网纸机的压力与参考试验系列No.O相比降低约8％，罩温度明显下降约30％。得到的薄纸产品是柔软的，具有舒适感。(干)断裂强度平均增加73％(MD)和44％(CD)。试验NO.4b将相对于原浆中纤维素纤维重量的0.4％干重的聚木糖溶液按上述方式添加。从而改进涂层的成形性，此涂层仍然是带条纹的，但运转性能正常。(干)断裂强度平均提高52％(MD)和33％(CD)。与试验NO.4a相比，园网纸机压力和罩温度进一步降低。试验NO.4c以类似于试验NO.4b方式，将干重量相当于干纤维重量1％的聚木糖添加到原浆。结果，涂层的形成性与运转性能提高。产品甚至更软。(干)断裂强度平均提高40％(MD)和31％(CD)。与试验NO.4b相比，园网纸机的压力与罩温度几乎不变。上述的在各次试验中制得的薄纸的强度与柔软度的定量数据以及相应的园网压力与罩温度条件列于下表的“试验结果”。该表各栏的意义-“试验”＝以上所用的试验No.-“FG”＝制得纸幅的gsm物质，g/m2-“平均MD”＝四层薄纸试样在纵向机器方向的平均(干)断裂强度，N/50mm-“平均CD”＝四层薄纸试样的横向平均(干)断裂强度，N/50mm-“MD％增加(相对于0)”＝与参考试样相比纵向平均断裂强度的增加-“CD％增加(相对于0)”＝与参考试样相比横向平均断裂强度的增加-“柔软度”＝相关的试验中制得的薄纸的柔软度，平板试验(paneltest)的测定值-“压力(KPa)”＝园网压力，KPa-“与0的差值”＝相关试验的园网压力与参考试验No.O之差值，KPa-“温度1(℃)”＝第一干燥罩的空气温度，℃-“与0的差值(℃)”＝相关试验的温度1与参考试验No.O温度1之差，℃“温度2(℃)＝第二干燥罩的空气温度，℃“与0的差值(℃)＝相关试验的温度2与参考试验No.O的温度2之差，℃上述数据的进一步解释薄纸产品的柔软度是在平板试验中基于从5至9的手帕柔软度标准(handkerchiefsoftnessscade)评定的。柔软度5表示比较硬的卫生纸；柔软度9表示很软的卫生纸。两个温度的温度1和温度2是从以下情况得到的在杨克式干燥器的园周方向上。使用两个分开的干燥单干燥纸幅，它们每一个沿烘缸按接近90°的园周角延伸。“试验结果”表</tables>权利要求1.一种制造皱纹卫生纤维纸、特别是薄纸的方法，包括以下的步骤-生产含纤维素纸浆，-在不断地转动的网上沉积湿浆纸幅，-湿浆纸幅在网上进行初步滤水，-用压力辊进行湿浆纸幅的主滤水，-将湿纸幅转移到杨克式干燥器，-在杨克式干燥器上干燥湿浆纸幅，和-从杨克式干燥器刮下干纸幅，同时将干纸幅起皱，其特征在于在湿浆纸幅沉积在网上之前，将含半纤维素的添加剂添加到浆和/或添加到湿纸幅本身。2.根据权利要求1的方法，其特征在于在制浆之前、期间或之后将含半纤维素的添加剂加到浆中，或者在生产浆本身的纤维素原料期间已经添加。3.根据权利要求2的方法，其特征在于在纤维素原料精制后直接添加含半纤维素的添加剂。4.根据权利要求2的方法，其特征在于在将制得的浆转移到网期间掺混含半纤维的添加剂，特别是掺混到将浆转移到网的供料线中。5.根据权利要求1至4之一的方法，其特征在于添加半乳甘露聚糖溶液作为含半纤维的添加剂。6.根据权利要求5的方法，其特征在于添加约10％的半乳甘露聚糖水溶液作为含半纤维的添加剂，其中有相当于该浆中纤维素纤维干重量的0.15％至1.5％的半乳甘露聚糖粉末。7.根据权利要求5的方法，其特征在于添加含有相当于浆中纤维素纤维干重量的0.15％至1.5％的半乳甘露聚糖粉末的1％阳离子半乳甘露聚糖粉末水溶液作为含半纤维素的添加剂。8.根据权利要求5至7之一的方法，其特征在于将阳离子半乳甘露聚糖或非离子半乳甘露聚糖或它们的混合物作为含半纤维素的添加剂添加。9.根据权利要求1至4之一的方法，其特征在于将桦木纤维素作为含半纤维素的添加剂添加。10.根据权利要求9的方法，其特征在于将具有S.R.游离度值至少为SR°80的桦木硫酸盐纤维素作为含半纤维的添加剂添加。11.根据权利要求9或10的方法，其特征在于将相当浆中纤维素纤维干重量的1～6％的桦木纤维素作为含半纤维素的添加剂添加。12.根据权利要求1至4之一的方法，其特征在于将聚木糖作为含半纤维素的添加剂添加。13.根据权利要求12的方法，其特征在于将含有相当于浆中纤维素纤维干重量的0.15％至1.5％，PH为10～11，在氢氧化钠与水的混合物中浓度为2％的聚木糖溶液作为含半纤维素的添加剂添加。14.根据权利要求1至13之一的方法，其特征在于将浆的PH调到8.0至8.5，接着添加含半纤维素的添加剂，并最好通过搅拌使其与浆混合，最后将混合物的PH调到6.5至7.0。15.根据权利要求1至14之一的方法，其特征在于将阳离子固定剂和尽可能将湿强度增强剂添加到浆中。全文摘要本发明涉及皱纹卫生纤维素纸(特别是薄纸)的传统制造方法的改进。将含半纤维素的添加剂，特别是半乳甘露聚糖、聚木糖或精磨的桦木纤维素，在湿浆幅沉积在纸机的网上之前添加到浆中和/或湿纸幅本身。采取这种措施的结果，使生产的纸幅强度及其运转性能大大提高，而其柔软度基本上仍保持未改进前水平。此外，本发明的方法使干燥纸幅用的能源需求量也大大减少。文档编号D21H25/00GK1163643SQ95192854公开日1997年10月29日申请日期1995年3月14日优先权日1994年3月18日发明者霍斯特·莱因海默,弗兰克·雷德斯申请人:普罗克特和甘保尔公司