[发明专利]起皱粘结剂和薄页纸的起皱方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及起皱的薄页纸制品和方法。更具体地说，本发明涉及干燥起皱的薄页纸，其中在长网或类似的造纸机上形成纸胚，然后在半干状态用粘结剂将纸胚固定到滚筒式的干燥烘缸上对其进行基本完全的干燥，再由柔性的起皱刮刀从烘缸上将纸胚起皱。

发明背景

卫生用的薄页纸制品已被广泛使用。这样的物品在商业上是以适用于各种应用诸如面巾纸、卫生纸和吸水纸巾的规格提供的。这些制品的规格，即定量、厚度、强度、纸页尺寸、配料介质等等经常是非常不同的，但是它们是由共同的制备方法，即所谓的起皱造纸法而相互联系的。

起皱是一种在机器方向上机械压缩纸的方式。其结果是定量(单位面积的质量)增加，许多物理性质发生惊人的变化，特别是当在机器方向测量时。起皱通常是在机器操作中用柔软的刀片—一种所谓的刮刀片朝向杨克烘缸而完成的。这种刮刀有时也称之为起皱刮刀或简单地称之为起皱刀。

杨克烘缸是一个大直径的、通常为8～20英尺的鼓，它用蒸汽加压来提供热表面以便在造纸过程结束时完成造纸纸幅的干燥。纸幅首先在有孔的成型载体如长网上形成，在该处纸幅被脱去分散纤维淤浆所必不可少的大量水，然后通常被输送到在所谓压缩段的毛毯或织物，在该处通过机械压缩纸或通过某些其他脱水方法例如用热空气穿透干燥而继续脱水，最后以半干燥条件被转送到杨克烘缸的表面上以完成干燥。

用刮刀对粘结的纸幅进行冲击对于赋予薄页纸生产商所追求的性能是必不可少。柔软性、强度和松密度是特别重要的。

柔软度指由消费者在他/她手持具体制品将其来回摩擦他/她的皮肤时，或在他/她的手中揉皱具体制品时所感到的触感。此触感是由几种物理性质的结合而提供的。有关柔软度的最重要的物理性质之一通常被本领域普通技术人员认为是用于制造制品的纸幅硬挺度(stiffness)。而硬挺度则通常被认为是与纸幅的强度直接有关的。

强度是在使用条件下制品和构成制品的纸幅保持物理整体性、抗撕裂性、耐破裂性和耐粉碎性的一种能力。

本文所述“松密度”是指与薄页纸纸幅密度相反的密度，这是薄页纸真实可观察性能的另一重要部分。松密度增加通常有助于产生类似织物吸湿性的感觉。薄页纸的部分松密度是由起皱产生的。

造纸纸幅与烘缸粘结力的大小也是非常重要的，因为这涉及到控制纸幅在起皱刮刀和卷纸机(用于形成纸卷)之间的空间运行。纸幅粘结不够牢固会引起纸页难于控制，因此，不易形成均匀的纸卷。而刮刀和卷轴间纸页出现松驰，又会引起打皱、折叠或者使卷起的纸的页边摆动。纸卷不能很好地形成，不仅会影响造纸操作的可靠性，而且还会影响随后的薄页纸和纸巾的生产操作。在这些生产中，纸卷被转变成薄页纸和纸巾产品。

造纸纸幅与烘缸之间的粘结力的大小是非常重要的另一原因是它还与纸幅的干燥有关。较高的粘结力会减小热传递的阻力，使纸幅干燥得更快，从而可以更加有效地利用能源、加快操作速度。

然而粘结力不是决定产品质量和生产可靠性的唯一因素。例如，发现一些粘结剂在起皱时，会在纸幅和刮刀之间形成粘结，使得纸幅不能完全分开，结果部分纸幅仍粘在烘缸上而避开刮刀边。这使得纸幅有瑕疵，并常破损。

此外，尽管在烘缸上积有一定量的粘结剂是不可少的，但某些粘结剂会产生过多堆积或拖刀。拖刀会使得烘缸横向的粘结分布出现差异。结果，成品纸卷会产生隆起或打皱。在起皱刮刀之后常安有第二个刮刀以除去过量的起皱粘结剂和其它残留物。这种刮刀称之为“清洁刮刀”。有时清洁刮刀和起皱刮刀必须在一定频率下变化以防止涂布时拖刀和纸页失控。

本文所用术语“刮刀率”是指纸幅从烘缸上脱开而不产生缺陷或无需经常变换刮刀来防止过度堆积时的相对难易程度。

起皱粘结剂的一个重要特征是它的可再润湿性。本文所用术语“可再润湿性”是指当纸幅与热干燥表面接触时在热干燥表面的粘结剂膜被半干纸幅中的水分活化的能力。粘性明显增加表明可再润湿性增加。可再润湿性是重要的，因为对于给定旋转速度的杨克烘缸，通常只有部分干燥表面覆盖有粘结剂。纸页与烘缸之间的大部分粘结是以前沉积的起皱粘结剂产生的。

由于纸幅的水溶性成分沉积物的积累，造纸纸幅往往会粘结到滚筒烘缸上。这些水溶性成分形成粘性膜，在纸幅转移至滚筒烘缸时粘性膜被再润湿。然而，由于需要特定程度和类型的粘度，就激发了该领域中研究者的极大活力。因此，许多起皱粘结剂在现有技术中是已知的。例如，长久以来一直使用动物胶。