[发明专利]含有化学软化的粗纤维素纤维的薄纸

说明书

技术领域

本发明一般来说涉及薄纸，具体来说涉及由低级纤维素纸浆制成的卫生薄纸，被定为低级是由于这种纸浆的粗度较高。

发明背景

由于世界上对天然纤维供应的经济与环境监视不断加强，人们不得不使用低级纤维素纤维，例如那些由再生纸和由高产率的机械或化学机械方法制得的纤维素纤维。不幸的是，这种纤维在卫生薄纸中相当严重地降低了产品性能，而这些性能正是卫生薄纸消费者最需要的，即美观的品质，尤其最需要的是柔软性。

造成纤维这些性能的主要因素是粗度。上述低级纤维素纤维一般具有较高的粗度。这成为丧失柔软感的原因之一，柔软的感觉是由所选择的原纤维所赋予的，因为原纤维具有松软性。Carstens在1987年11月7日公告的美国专利4300981中解释了由这些原纤维所赋予的结构与表面性质，该文献结合在此作为参考。

粗纤维的第二种不利的特征是纤维粗度的不均匀性，例如，就柔软薄纸的制备来说，一般认为由桉树制成漂白的硫酸盐法纸浆除了具有所需的平均粗度以外，其优点之一在于粗度的均匀性也较高。通过对样品纤维表面积的测量和分级，可以得到纸浆纤维样品内的粗度分布指数，该样品纤维是纤维最大含量为百分之一的纸浆样品内的一组纤维。这组纤维中具有最小表面积纤维的表面积，称为最小纤维表面积，它提供了纸浆样品的粗度分布指数。该最小纤维表面积值越低，表示纸浆样品的粗度越均匀；而该最小纤维表面积值越高，则表示纸浆样品越不均匀，并且即使样品的平均粗度在所需范围内，它们在随后的应用中手感也不理想。

另外，在判断一种具体的纸浆样品所具有的最小纤维表面积值是低还是高时，有必要考虑硬木和软木的相对含量。本说明书论述了一种技术，该技术用于测定一种具体样品所具有的纤维表面积值是低还是高。纸浆样品中软木的每一百分率的比例系数可以降低所测量的最小纤维表面积。这种降低的最小纤维表面积称为纤维增量表面积。如果纸浆样品的纤维增量表面积值低于阈值水平，则它的粗度被认为是均匀的。

如果使用上述的低级纤维，则会丧失一些所需的表面品质。

特别是，在用机械或化学机械方法分离纤维的情况下，最初木质中的非纤维素成分的滞留会造成粗度升高。这种非纤维素成分包括木质素和所谓的半纤维素。它使每种纤维更重但不增加其长度。

再生纸也趋于具有高机械纸浆含量，但是，即使选择废纸进行所有应有的处理来使非纤维素成分变为最少，仍会经常造成粗度升高。这被认为是由于纤维混合物形态的不纯造成的，它是当各种来源的纸被混合用于制造再生纸浆时而自然发生的。例如，选择某种废纸也许因为它主要是天然的北美硬木；不过经常有人发现普遍掺杂有粗软木纤维，甚至是很劣的品种，如美国南部的松树变种。

在造纸历史上，许多发明人将他们的精力倾注于设计一些如何克服低质量纤维缺点的方法，从而使它们能被接受用于本文所述的用途。

一种方法是通过使用一种滑动的簿片切片机纵向切开各个纤维来降低纤维粗度。纵向切开纤维降低了每单位纤维长度上的纤维重量，也就是降低了粗度，但是它显然使天然产生的闭孔纤维孔壁截面变为开孔纤维孔壁截面。Cochrane等人于1989年10月17日公告的美国专利4,874465公开了这种方法。纵向切开纤维需要精确的工艺过程，它并不被认为是一种提供制造薄纸产品所需纤维数量的可行方法，而本领域的技术人员将认识到，形成开孔壁结构会降低纤维固有的韧性，这种副作用使由该纤维得到的纸结构变得脆弱。因此，本发明的一个主要优点在于提供一种柔软的薄纸，该薄纸基本上不含有开孔型纤维壁的纤维。

另一种提高粗纤维结构柔软性的方法是加入各种类型的软化剂。然而，人们已提出的大量用于软化薄纸的化学添加剂中，不过迄今为止，尚没有一种系统可证明足以能从前述粗原料制得真正柔软的薄纸，除非加入过量或不必要的添加剂，而这会导致产品成本较高，因此这种方法在一定程度上不可能被人们普遍采用。

因此，本发明的一个目的是提供一种低密度的纤维薄纸结构，这种结构使薄纸具有令人满意的触觉。

本发明的另一目的是要严格控制就上述目的来说通常被认为是粗糙的和低劣的纤维的掺入量。

本发明的另一目的是提供一种薄纸，它基本上不含开孔壁的纤维。

本发明的再一目的是避免过度使用化学处理方法，因为这些处理方法会增加产品的制造和分装的成本。

下列公开的内容将说明本发明的这些目的以及其它目的是能达到的。

发明概述