Проводящие полотна

Проводящие полотна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящая заявка устанавливает приоритет заявки США №11/888334, поданной 31 июля 2007, и заявки США №12/130573, поданной 30 мая 2008.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Впитывающие изделия, такие как подгузники, обучающие трусы, предметы для защиты от недержания, предметы женской гигиены, купальники и тому подобное, традиционно включают проницаемую для жидкости подкладку со стороны тела, не проницаемое для жидкости внешнее покрытие и впитывающую сердцевину. Впитывающая сердцевина обычно расположена между внешним покрытием и подкладкой для того, чтобы принимать и удерживать жидкости (например, мочу), выделяемые пользователем.

Впитывающая сердцевина может быть изготовлена из, например, супервпитывающих частиц. Многие впитывающие изделия, особенно продаваемые под торговой маркой HUGGIES™ Kimberly-Clark Corporation, настолько эффективны при поглощении жидкостей, что иногда трудно сказать, действительно ли впитывающее изделие подвергалось выделению физиологической жидкости.

Соответственно, различные типы индикаторов влажности или увлажнения были предложены для использования в впитывающих изделиях. Индикаторы увлажнения могут включать сигнальные устройства, которые разработаны, чтобы помогать родителям или ухаживающим сразу идентифицировать влажное состояние подгузника. Эти устройства могут производить звуковой сигнал.

В прошлом, например, индикаторы увлажнения включали открытый контур, встроенный в впитывающее изделие, который присоединен к источнику питания и сигнальному устройству. Когда проводящее вещество, такое как моча, обнаружено в впитывающем изделии, открытый контур замыкается, включая сигнальное устройство. Открытый контур может содержать, например, два проводящих элемента, которые могут быть изготовлены из металлического провода или фольги.

Проблемы, однако, порождали эффективность и надежность встраивания индикаторов увлажнения во впитывающие изделия при скоростях процесса, при которых производят впитывающие изделия. Таким образом, существует необходимость в улучшенных датчиках увлажнения, которые могут быть легко включены во впитывающие изделия.

Кроме того, также существует необходимость в проводящих элементах для использования в индикаторе увлажнения, которые изготовлены из не металлических материалов. Встраивание металлических компонентов во впитывающее изделие, например, может вызывать различные проблемы. Например, когда впитывающие изделия упаковывают, впитывающие изделия обычно подвергают действию металлоискателя, чтобы гарантировать, что металлические загрязняющие примеси не были случайно включены в упаковку. Создание проводящих элементов индикаторов увлажнения из металла, однако, может заставлять металлоискатель указывать ложный вызов. Встраивание металлических проводящих элементов в впитывающее изделие также может вызывать проблемы, когда носящий пытается проходить через ворота безопасности, которые также включают металлоискатель.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее описание, в общем, направлено на проводящее нетканое полотно, которое может быть использовано в многочисленных применениях. Например, в одном варианте выполнения изобретения нетканое полотно может быть использовано, чтобы формировать проводящие элементы датчика увлажнения, встроенного во впитывающее изделие. В одном варианте выполнения изобретения проводящее нетканое полотно содержит значительное количество целлюлозных волокон в сочетании с проводящими волокнами и формируется в процессе производства материала. Готовое полотно, которое может иметь множество свойств, аналогичных тканому полотну, тогда может быть легко включено во впитывающее изделие в ходе его производства для формирования открытого контура внутри изделия. Например, в одном варианте выполнения изобретения две ленты или зоны проводящего нетканого полотна включают во впитывающее изделие для формирования открытого контура. Когда проводящее вещество распространяют между двумя лентами или проводящими зонами, сигнальное устройство может быть активировано, чтобы производить сигнал для указания присутствия проводящего вещества.

В одном варианте выполнения изобретения, например, нетканый материал по настоящему изобретению представляет собой нетканое основное полотно, содержащее целлюлозные волокна в количестве, по меньшей мере, около 50 вес.%. Нетканое основное полотно, кроме того, содержит проводящие волокна в количестве, по меньшей мере, 1 вес.%, как, например, по меньшей мере, 3 вес.%. Например, проводящие волокна могут присутствовать в нетканом основном полотне в количестве, достаточном, чтобы основное полотно было проводящим в, по меньшей мере, одном направлении и в, по меньшей мере, одной зоне. Проводящие волокна, включенные в основное полотно, могут представлять собой, например, углеродные волокна, металлические волокна, полимерные волокна, содержащие проводящий материал, или их смеси.

В одном варианте выполнения изобретения может быть желательным включать и концентрировать проводящие волокна внутри определенного слоя основного полотна. Например, основное полотно может представлять собой однослойное полотно, содержащее отдельные слои волокон. Основное полотно, например, может включать, по меньшей мере, первый слой и второй слой. Проводящие волокна могут все содержаться внутри второго слоя.

В одном конкретном варианте выполнения изобретения, например, однослойное полотно может содержать третий слой из волокон в дополнение к первому слою и второму слою. Второй слой, содержащий проводящие волокна, может быть расположен между первым слоем и третьим слоем. Первый слой и третий слой, например, могут содержать целлюлозные волокна, в то время как второй слой может содержать смесь из проводящих волокон и целлюлозных волокон. Этим способом поддерживают ощущение мягкого и неабразивного основного полотна при содержании проводящих волокон в количестве, достаточном, чтобы основное полотно проводило электричество.

Как описано выше, в одном варианте выполнения изобретения проводящие волокна могут представлять собой углеродные волокна. Углеродные волокна, например, могут быть сформированы из полиакрилонитрила. Углеродные волокна могут представлять собой штапелированные волокна, которые имеют длину от около 1 мм до около 12 мм, такую как от около 3 мм до около 6 мм. Эти волокна могут иметь диаметр, например, от около 3 микрон до около 15 микрон, такой как от около 5 микрон до около 10 микрон.

В дополнение к целлюлозным волокнам и проводящим волокнам, в одном варианте выполнения изобретения основное полотно может далее содержать синтетические или полимерные волокна, изготовленные из термопластичного материала. При включении термопластичного волокна в основное полотно, основное полотно может быть усилено и/или может быть подвергнуто термическому соединению к другим компонентам, таким как другие полотна и материалы.

Способ, которым формируют проводящие нетканые полотна по настоящему описанию, может меняться в зависимости от конкретного применения. В одном варианте выполнения изобретения, например, нетканое основное полотно может представлять собой полотно влажной укладки, изготовленное в соответствии с процессом изготовления тканей. Полотно влажной укладки, например, может представлять собой некрепированное полотно, такое как не крепированное полотно, высушенное в воздушном потоке.

В альтернативном варианте выполнения изобретения нетканое полотно может быть изготовлено нанесением водной суспензии волокон на пористую формирующую поверхность, чтобы сформировать влажную полотно. Водная суспензия волокон может содержать целлюлозные волокна и проводящие волокна. Проводящие волокна, например, могут присутствовать в водной суспензии в количестве, по меньшей мере, около 2 вес.% относительно веса всех присутствующих волокон. Влажное полотно может быть помещено на поверхность вращения нагретого сушильного барабана Янки и высушена. По настоящему изобретению высушенное полотно может быть удалено с поверхности барабана сушилки Янки без крепирования полотна. В одном варианте выполнения изобретения, например, высвобождаемый адгезив может быть нанесен на поверхность барабана, чтобы облегчать удаление полотна.

В еще одном варианте выполнения изобретения влажное полотно, сформированное, как описано выше, может быть запрессовано на последовательное множество цилиндров сушильного барабана, чтобы высушить полотно. В этом варианте выполнения изобретения, например, полотно может входить в контакт с, по меньшей мере, пятью последовательными цилиндрами сушильного барабана. Полотно может быть навернуто вокруг цилиндров на угол, по меньшей мере, около 150°, такой как, по меньшей мере, около 180°. При контакте с поверхностью цилиндров сушильного барабана полотно может быть спрессовано для соединения с поверхностью ткани. В процессе прессования на множество цилиндров сушильного барабана полотно может становиться уплотненным в ходе его сушки. В этом варианте выполнения изобретения, например, готовое полотно может иметь объемную плотность менее около 2 см³/г, такую как менее около 1 см³/г, такую как менее около 0,5 см³/г.

Проводящие нетканые полотна, как описано выше, могут быть включены в различные ламинированные материалы, при желании. Например, в одном варианте выполнения изобретения проводящее основное полотно, изготовленное по настоящему изобретению, может быть ламинировано на полимерную пленку или на нетканое полотно, такое как полотно фильерного способа производства или полотно, выдуваемое из расплава.

В одном варианте выполнения изобретения однослойное основное полотно может быть сформировано как имеющее два отдельных слоя волокон. Например, основное полотно может включать первый слой, содержащий целлюлозные волокна, и второй слой, содержащий целлюлозные волокна в сочетании с проводящими волокнами. В одном варианте выполнения изобретения однослойное полотно может быть ламинировано на идентичное полотно. Например, слои проводящих волокон могут быть ламинированы вместе или, в ином случае, слои целлюлозных волокон могут быть ламинированы вместе.

Хотя нетканые материалы, описанные выше, имеют много различных применений, в одном варианте выполнения изобретения эти материалы могут быть включены во впитывающее изделие. Впитывающее изделие может содержать основной элемент, имеющий внешнее покрытие, впитывающую структуру и подкладку. Впитывающая структура, например, может быть размещена между внешним покрытием и подкладкой. В зависимости от изделия, основной элемент может включать область ластовицы, расположенную между передней стороной и задней стороной. Передняя сторона и задняя сторона могут образовывать область талии между ними.

По настоящему изобретению впитывающее изделие может, кроме того, включать датчик увлажнения, который активируется, когда проводящее вещество обнаруживается во впитывающем изделии. Датчик увлажнения включает, по меньшей мере, один проводящий элемент, такой как пара разнесенных друг от друга проводящих элементов в соединении с сигнальным устройством. Проводящие элементы могут формировать открытый контур внутри впитывающего изделия и могут быть изготовлены из проводящего нетканого полотна, содержащего смесь целлюлозных волокон и проводящих волокон. Когда проводящее вещество (такое как моча) входит в контакт с проводящими элементами, открытый контур становится замкнутым, заставляя сигнальное устройство производить сигнал, указывающий на присутствие проводящего вещества.

Первый и второй проводящие элементы, содержащиеся внутри датчика увлажнения, могут быть отдельными и различными лентами или структурами, либо могут содержаться в однослойном нетканом полотне. Например, в одном варианте выполнения изобретения нетканое полотно может включать проводящие зоны, которые содержат первый и второй проводящие элементы.

Как описано, проводящие элементы могут представлять собой полотно влажной укладки, содержащее целлюлозные волокна в сочетании с углеродными волокнами. Нетканое полотно может содержать проводящие волокна в количестве, достаточном, чтобы, по меньшей мере, одна зона нетканого полотна имела сопротивление менее около 1500 Ом/квадрат, такое как менее около 100 Ом/квадрат, такое как менее около 30 Ом/квадрат, такое как менее около 10 Ом/квадрат.

Другие признаки и объекты настоящего изобретения обсуждаются подробно ниже.

Краткое описание чертежей

Полное и дающее возможность выполнения описание настоящего изобретения, включающее лучший его вариант выполнения для специалистов в данной области, сформулировано более точно в остальной части описания, включая ссылку на сопроводительные чертежи, на которых:

Фиг.1 - вид сбоку одного варианта выполнения способа формирования многослойных полотен по настоящему изобретению;

Фиг.2 - вид сбоку одного варианта выполнения способа формирования не крепированных полотен воздушной сушки по настоящему изобретению;

Фиг.3 - вид сзади одного варианта выполнения по изобретению впитывающего изделия, изготовленного по настоящему раскрытию;

Фиг.4 - вид спереди впитывающего изделия, показанного в фигуре 3;

Фиг.5 - вид сверху впитывающего изделия, показанного в фигуре 3, причем изделие находится в не застегнутом, развернутом и плоско разложенном состоянии, показывающий поверхность изделия, которая обращена от носящего;

Фиг.6 - вид сверху, аналогичный Фиг.5, показывающий поверхность впитывающего изделия, которая обращена к носящему, когда он его надел, причем некоторые части срезаны, чтобы показать лежащие ниже элементы;

Фиг.7 - вид в перспективе варианта выполнения изобретения, показанного на Фиг.3, дополнительно включающий один вариант выполнения сигнального устройства по изобретению;

Фиг.8 - вид в перспективе одного варианта выполнения проводящего нетканого полотна по изобретению, выполненного по настоящему изобретению, включающего различные зоны проводимости;

Фиг.9 - вид сбоку другого варианта выполнения способа формирования проводящих полотен по изобретению;

Фиг.10 - вид сбоку еще одного варианта выполнения способа формирования проводящих полотен по изобретению;

Фиг.11 - вид в перспективе одного варианта выполнения ламината, выполненного по настоящему изобретению;

Фигура 12 представляет собой вид в сечении другого варианта выполнения ламината, выполненного по настоящему изобретению;

Фиг.13 - вид в разрезе еще одного варианта выполнения ламината, изготовленного по настоящему изобретению; и

Фиг.14 - вид в разрезе еще одного варианта выполнения ламината, изготовленного по настоящему изобретению.

Повторное использование ссылочных позиций в настоящем описании и чертежах предназначено, чтобы представить те же или аналогичные признаки или элементы по настоящему описанию.

Подробное описание

Специалистам должно быть понятно, что настоящее описание представляет собой только описание примерных вариантов выполнения изобретения и не предназначено для ограничения более широких объектов настоящего описания.

В общем, настоящее описание обычно направлено на нетканые полотна, содержащие проводящие волокна. Проводящие волокна могут быть включены в полотно, например, так, что полотно является токопроводящим в, по меньшей мере, одной зоне. Например, нетканое полотно может быть выполнено так, чтобы оно было способно переносить электрический ток в направлении длины, в направлении ширины или в любом подходящем направлении.

По настоящему описанию проводящие нетканые полотна могут содержать значительное количество целлюлозных волокон и могут быть изготовлены с использованием процесса производства ткани. Например, в одном варианте выполнения изобретения проводящие волокна могут быть объединены с целлюлозными волокнами и водой, чтобы сформировать водную суспензию волокон, которую затем наносят на пористую поверхность для формирования проводящего тканевого полотна. Удельная электропроводность тканевого полотна может быть проконтролирована выбором специфических проводящих волокон, причем волокна расположены в конкретных местах внутри полотна, и контролем различных других факторов и переменных. В одном варианте выполнения изобретения, например, проводящие волокна, включенные в нетканое полотно, содержат штапелированные углеродные волокна.

Нетканые полотна, изготовленные по настоящему изобретению, могут быть использованы в многочисленных различных применениях. Например, в одном варианте выполнения изобретения проводящий нетканый материал может быть включен в любое подходящее электронное устройство. Например, нетканое полотно может быть использовано в качестве мембраны топливного элемента, в качестве электрода батареи или может быть использовано в печатной электронике. Например, в одном конкретном варианте выполнения изобретения проводящие волокна могут формировать узорный контур внутри основных полотен для использования в любом подходящем конечном применении.

В одном конкретном варианте выполнения изобретения, например, проводящие нетканые полотна, изготовленные по настоящему описанию, могут быть использованы, чтобы формировать датчики увлажнения внутри впитывающих изделий. Этот датчик увлажнения, например, может быть сконфигурирован, чтобы испускать такой сигнал, как звуковой сигнал и/или видимый сигнал, когда проводящее вещество, такое как моча или фекальная масса, обнаруживается во впитывающем изделии. В одном варианте выполнения изобретения, например, одно или несколько нетканых полотен, изготовленных по настоящему описанию, могут быть сконфигурированы, чтобы формировать проводящие элементы внутри впитывающего изделия для создания открытого контура, который сконфигурирован, чтобы замыкаться, когда проводящее вещество присутствует в изделии.

Впитывающее изделие может быть, например, подгузником, трусами для приучения к туалету, предметом для защиты от недержания, предметом женской гигиены, медицинской одеждой, бинтом и тому подобным. Обычно впитывающие изделия, содержащие открытый контур, являются одноразовыми, что означает, что они предназначены, чтобы быть выброшенными после ограниченного использования, а не выстиранными или иначе восстановленными для повторного использования.

Открытый контур, содержащийся внутри впитывающих изделий, изготовленных из нетканых полотен по настоящему описанию, сконфигурирован, чтобы быть присоединенным к сигнальному устройству. Сигнальное устройство может обеспечивать энергию открытому контуру, в то же время включающему некоторый тип звукового и/или видимого сигнала, который указывает потребителю на присутствие физиологической жидкости. Хотя само впитывающее изделие является одноразовым, сигнальное устройство может быть многократного использования, из одного изделия к другому.

Как описано выше, основные полотна по настоящему описанию изготовлены путем сочетания проводящих волокон с целлюлозными волокнами, чтобы сформировать нетканые полотна. В одном варианте выполнения изобретения процесс производства ткани используют, чтобы сформировать эти полотна.

Проводящие волокна, которые могут быть использованы по настоящему описанию, могут варьироваться в зависимости от конкретного применения и желательного результата. Проводящие волокна, которые могут быть использованы, чтобы формировать нетканые полотна, включают углеродные волокна, металлические волокна, проводящие полимерные волокна, включая волокна, изготовленные из проводящих полимеров, или полимерные волокна, содержащие проводящий материал, волокна, покрытые металлом, и их смеси. Металлические волокна, которые могут быть использованы, включают, например, медные волокна, алюминиевые волокна и тому подобное. Полимерные волокна, содержащие проводящий материал, включают термопластичные волокна, покрытые проводящим материалом, или термопластичные волокна, пропитанные проводящим материалом, или смешанные с ним. Например, в одном варианте выполнения изобретения могут быть использованы термопластичные волокна, которые покрыты серебром.

Проводящие волокна, включенные в нетканый материал, могут иметь любые подходящие длину и диаметр. В одном варианте выполнения изобретения, например, проводящие волокна могут иметь отношение длины к ширине от около 100:1 до около 1000:1.

Количество проводящих волокон, содержащихся в нетканом полотне, может меняться на основании многих различных факторов, таких как тип проводящего волокна, включенного в полотно, и конечное использование полотна. Проводящие волокна могут быть встроены в нетканое полотно, например, в количестве от около 1 вес.% до около 90 вес.% или даже больше. Например, проводящие волокна могут присутствовать в нетканом полотне в количестве от около 3 вес.% до около 60 вес.%, таком как от около 3 вес.% до около 20 вес.%.

Углеродные волокна, которые могут быть использованы в настоящем раскрытии, включают волокна, изготовленные полностью из углерода, или волокна, содержащие углерод в количествах, достаточных, чтобы волокна были электропроводными. В одном варианте выполнения изобретения, например, могут быть использованы углеродные волокна, которые формируют из полимера полиакрилонитрила. В частности, углеродные волокна формируют нагреванием, окислением и карбонизацией полимерных волокон полиакрилонитрила. Такие волокна обычно имеют высокую чистоту и содержат относительно высокомолекулярные молекулы. Например, эти волокна могут содержать углерод в количестве более около 90 вес.%, таком как количество более 93 вес.%, таком как количество более около 95 вес.%.

Чтобы сформировать углеродные волокна из полимерных волокон полиакрилонитрила, волокна полиакрилонитрила сначала нагревают в среде кислорода, такой как воздух. При нагревании цианогруппы внутри полимера полиакрилонитрила формируют повторяющиеся циклические звенья тетрагидропиридина. Когда нагревание продолжается, полимер начинает окисляться. В ходе окисления освобождается водород, вынуждая углерод формировать ароматические циклы.

После окисления волокна затем далее нагревают в среде с недостатком кислорода. Например, волокна могут быть нагреты до температуры более около 1300°С, такой как более 1400°С, такой как от около 1300°С до около 1800°С. В ходе нагревания волокна подвергаются карбонизации. В ходе карбонизации смежные полимерные цепи соединяются вместе, образуя слоистые, в основном, плоские структуры почти чистого углерода.

Углеродные волокна на основе полиакрилонитрила доступны из многочисленных коммерческих источников. Например, такие углеродные волокна могут быть получены от Toho Тепах America, Inc. из Роквуда, Теннесси.

Другое используемое сырье для изготовления углеродных волокон представляют собой искусственные волокна и нефтяной пек.

Для специфического преимущества, сформированные углеродные волокна могут быть расщеплены до любой подходящей длины. В одном варианте выполнения изобретения, например, могут быть включены в основное полотно расщепленные углеродные волокна, имеющие длину от около 1 мм до около 12 мм, такие как от около 3 мм до около 6 мм. Волокна могут иметь средний диаметр от около 3 микрон до около 15 микрон, такой как от около 5 микрон до около 10 микрон. В одном варианте выполнения изобретения, например, углеродные волокна могут иметь длину около 3 мм и средний диаметр около 7 микрон.

В одном варианте выполнения изобретения углеродные волокна, включенные в нетканые основные полотна, имеют шлихту, растворимую в воде. Шлихта может быть в количестве 0,1-10 вес.%. Растворимые в воде шлихты могут представлять собой, но не ограничены ими, полиамидные соединения, сложноэфирную эпоксидную смолу и поливинилпирролидон. Этим способом шлихту растворяют при размешивании углеродных волокон в воде, чтобы обеспечить хорошую дисперсию углеродных волокон в воде перед формированием нетканого полотна.

При формировании проводящих нетканых полотен по настоящему описанию указанные выше проводящие волокна объединяют с другими волокнами, пригодными для использования в процессах производства ткани. Волокна, объединенные с проводящими волокнами, могут представлять собой любые натуральные или синтетические целлюлозные волокна, включая, но не ограничиваясь ими, недревесные волокна, такие как хлопок, абаку, кенаф, сабаи, лен, эспарто, солому, джутовую пеньку, багассу, волокна из млечников и волокна листьев ананаса; и древесные или целлюлозные волокна, такие как те, что получают из лиственных и хвойных деревьев, включая волокна мягкой древесины, такие как крафт-волокна из древесины северных и южных хвойных пород; волокна из твердой древесины лиственных пород, таких как эвкалипт, клен, береза и осина. Целлюлозные волокна могут быть получены в формах с высоким или малым содержанием альфа-целлюлозы и могут быть превращены в пульпу любым известным методом, включая сульфатный, сульфитный методы варки целлюлозы, методы варки целлюлозы с большим содержанием альфа-целлюлозы и другие известные методы. Также могут быть использованы волокна, полученные методами варки целлюлозы с органическими растворителями, включая волокна и методы, раскрытые в патенте США №4793898, выданном 27 декабря 1988 Laamanen и др.; патенте США №4594130, выданном 10 июня 1986 Chang и др.; и патенте США №3585104. Используемые волокна также могут быть произведены антрахиноновым методом варки целлюлозы, представленным в патенте США №5595628, выданном 21 января 1997 Gordon и др.

Часть волокон, такая как до 50% или меньше сухого веса, или от около 5% до около 30% сухого веса, может быть синтетическими волокнами, такими как вискозное волокно, полиолефиновые волокна, волокна сложных полиэфиров, волокна поливинилового спирта, двухкомпонентные волокна типа ядро-оболочка, многокомпонентные связующие волокна и тому подобное. Типичное полиэтиленовое волокно представляет собой Pulpex®, доступный от Hercules, Inc. (Вилмингтон, Делавер). Типы синтетических целлюлозных волокон включают вискозу во всем ее многообразии и другие волокна, производные из вискозы или химически модифицированной целлюлозы.

Встраивание термопластичных волокон в нетканое полотно может обеспечивать различные преимущества и выгоды. Например, включение термопластичных волокон в полотно может позволять термически соединять полотна со смежными структурами. Например, полотна могут быть термически связаны с другими неткаными материалами, такими как подкладка подгузника, которая может представлять собой, например, полотно фильерного способа производства или полотно, выдуваемое из расплава.

Также могут быть использованы химически обработанные натуральные целлюлозные волокна, такие как мерсеризованные целлюлозы, химически усиленные или сшитые волокна, или сульфонированные волокна. Для хороших механических свойств при использовании волокон бумажного производства может быть желательным, чтобы волокна были относительно не поврежденными и в значительной степени не очищенными или только слегка очищенными. Могут быть использованы мерсеризованные волокна, регенерированные целлюлозные волокна, целлюлоза, произведенная микробами, вискоза и другие целлюлозные материалы или производные целлюлозы. Подходящие волокна также могут включать повторно используемые волокна, первичные волокна или их смеси. В некоторых вариантах выполнения изобретения волокна могут иметь стандартную канадскую степень помола, по меньшей мере, 200, более точно, по меньшей мере, 300, еще более точно, по меньшей мере, 400, и наиболее точно, по меньшей мере, 500.

Другие волокна бумажного производства, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, включают бумажный брак или волокна повторного использования и волокна с высоким выходом. Целлюлозные волокна с высоким выходом представляют собой волокна бумажного производства, произведенные процессами варки целлюлозы, обеспечивающими выход продукции около 65% или больше, более конкретно, около 75% или больше, и еще более конкретно, около 75% до около 95%. Выход продукции представляет собой готовое количество произведенных волокон, выраженное как процентная доля от исходной массы древесины. Такие процессы варки целлюлозы включают отбеленную целлюлозу химикотермомеханической варки (ВСТМР), целлюлозу химикотермомеханической варки (ТМХВ), целлюлозу варки под давлением/термомеханической под давлением (ДТМВ), целлюлозу термомеханической варки (ТМВ), целлюлозу термомеханической и химической варки (ТМХВ), целлюлозу сульфитной варки с высоким выходом и целлюлозы сульфатной варки с высоким выходом, которые все оставляют готовые волокна с высокими уровнями лигнина. Волокна с высоким выходом известны из-за их жесткости как в сухом, так и во влажном состояниях относительно обычных волокон химической варки.

В общем, любой процесс, способный формировать бумажные полотна, может быть использован в формировании проводящего полотна. Например, процесс бумажного производства по настоящему изобретению может использовать тиснение, влажное прессование, прессование воздухом, сушку воздухом, сушку воздухом не крепированной ткани, гидропереплетение, воздушную укладку, а также другие стадии, известные специалистам. Бумажное полотно может быть сформировано из волокнистой композиции, содержащей целлюлозные волокна в количестве, по меньшей мере, 50 вес.%, таком как, по меньшей мере, 60 вес.%, таком как, по меньшей мере, 70 вес.%, таком как, по меньшей мере, 80 вес.%, таком как, по меньшей мере, 90 вес.%.

Нетканые полотна могут также быть узорно уплотненными или на них может быть нанесена печать, как, например, бумажные листы, описанные в любом из следующих патентов США Nos: 4514345, выданный 30 апреля 1985 Johnson и др.; 4528239, выданный 9 июля 1985 Trokhan; 5098522, выданный 24 марта 1992; 5260171, выданный 9 ноября 1993 Smurkoski и др.; 5275700, выданный 4 января 1994, Trokhan; 5328565, выданный 12 июля 1994, Rasch и др.; 5334289, выданный 2 августа 1994 Trokhan и др.; 5431786, выданный 11 июля 1995 Rasch и др.; 5496624, выданный 5 марта 1996 Steltjes, Jr. и др.; 5500277, выданный 19 марта 1996 Trokhan и др.; 5514523, выданный 7 мая 1996 Trokhan и др.; 5554467, выданный 10 сентября 1996 Trokhan и др.; 5566724, выданный 22 октября 1996 Trokhan и др.; 5624790, выданный 29 апреля 1997 Trokhan и др.; и 5628876, выданный 13 мая 1997, Ayers и др., описания которых включены сюда посредством ссылки до степени, в которой они не противоречат указанному здесь. Такие отпечатанные бумажные листы могут иметь сетку уплотненных областей, которые были отпечатаны барабанной сушилкой при печати на материале, и области, которые относительно меньше уплотнены (например, "купола" в листе ткани), отвечающие изогнутым контурам в отпечатанном материале, где лист материала, положенного на изогнутые контуры, изгибают разностью давления воздуха по изогнутому контуру, чтобы сформировать подушкообразную область с более низкой плотностью или купол в листе материала.

Бумажное полотно также может быть сформировано без существенного количества внутренней прочности соединения волокна с волокном. В этом отношении, волокнистая композиция, используемая, чтобы сформировать основное полотно, может быть обработана химическим разрыхляющим агентом. Этот разрыхляющий агент может быть добавлен к суспензии волокна в ходе процесса варки целлюлозы или может быть добавлен непосредственно в напорный ящик. Подходящие разрыхляющие агенты, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, включают катионные разрыхляющие агенты, такие как соли жирных диалкиловых кватернизованных аминов, соли жирных моноалкиловых третичных аминов, соли первичных аминов, имидазолиновые кватернизованные соли, силиконовые кватернизованные соли и соли ненасыщенных жирных алкиламинов. Другие подходящие разрыхляющие агенты раскрыты в патенте США №5529665 Kaun, который включен сюда посредством ссылки. В частности, Kaun раскрывает использование катионных силиконовых композиций в качестве разрыхляющих агентов.

В одном варианте выполнения изобретения разрыхляющий агент, используемый в способе по настоящему изобретению, представляет собой органический кватернизованный хлорид аммония и, в особенности, соль амина на основе силикона хлорида кватернизованного аммония. Например, разрыхляющий агент может быть PROSOFT® TQ1003, продаваемым Hercules Corporation. Разрыхляющий агент может быть добавлен к суспензии волокна в количестве от около 1 кг на метрическую тонну до около 10 кг на метрическую тонну волокон, присутствующих внутри суспензии.

В альтернативном варианте выполнения изобретения разрыхляющий агент может быть агентом на основе имидазолина. Разрыхляющий агент на основе имидазолина может быть получен, например, от Witco Corporation. Разрыхляющий агент на основе имидазолина может быть добавлен в количестве от 2,0 до около 15 кг на метрическую тонну.

В одном варианте выполнения изобретения разрыхляющий агент может быть добавлен к композиции волокна по способу, раскрытому в заявке РСТ, международная публикация WO 99/34057, зарегистрированная 17 декабря 1998, или в заявке РСТ, международная публикации WO 00/66835, зарегистрированной 28 апреля 2000, обе из которых включены сюда посредством ссылки. В указанных выше публикациях раскрыт способ, в котором химическая добавка, такая как разрыхляющий агент, адсорбируется на целлюлозных волокнах бумажного производства при высоких уровнях. Этот способ включает стадии обработки суспензии волокна избытком химической добавки, позволяя достаточное время выдержки для того, чтобы произошла адсорбция, фильтрования суспензии, чтобы удалить не адсорбированные химические добавки, и повторного диспергирования отфильтрованной целлюлозы пресной водой для формирования нетканого полотна.

Упрочняющие агенты во влажном и сухом состоянии также могут быть нанесены на лист основы или включены в него. Как используется здесь, "упрочняющие агенты во влажном состоянии" относятся к материалам, используемым для иммобилизации связи между волокнами во влажном состоянии. Как правило, способы, при которых волокна удерживаются вместе в бумаге и бумажных продуктах, включают водородные связи и иногда комбинации водородных связей и ковалентных и/или ионных связей. В настоящем изобретении может быть полезным обеспечить материал, который будет позволять связывание волокон таким способом, как иммобилизация волокон друг с другом в точках связи, которая будет делать их устойчивыми к разрушению во влажном состоянии.

Любой материал, который, когда его добавляют к бумажному ткани или листу, приводит к обеспечению листа ткани средним отношением геометрической прочности в воде к геометрической прочности в сухом состоянии более около 0,1, будет, для целей настоящего изобретения, называться агентом прочности во влажном состоянии. Обычно эти материалы называют либо постоянными агентами прочности во влажном состоянии, либо временными агентами прочности во влажном состоянии. Для целей отличия постоянных агентов прочности во влажном состоянии от временных агентов прочности во влажном состоянии, постоянные агенты прочности во влажном состоянии будут определены как те смолы, которые, когда их включают в бумагу или бумажные продукты, будут обеспечивать бумагу или бумажные продукты тем, что они сохраняют более 50% их первоначальной прочности во влажном состоянии после выдержки в воде за период, по меньшей мере, пять минут. Временные агенты прочности во влажном состоянии представляют собой те, которые показывают около 50% или менее от их первоначальной прочности во влажном состоянии после насыщения водой в течение пяти минут. Оба класса агентов прочности во влажном состоянии находят применение в настоящем изобретении. Количество агента прочности во влажном состоянии, добавленного к волокнам целлюлозы, может быть, по меньшей мере, около 0,1 процента сухого веса, более конкретно, около 0,2 процента сухого веса или больше, и еще более конкретно, от около 0,1 до около 3 процентов сухого веса относительно сухого веса волокон.

Постоянные агенты прочности во влажном состоянии обычно обеспечивают более или менее долговременную эластичность во влажном состоянии структуре бумажного листа. Напротив, временные агенты прочности во влажном состоянии будут обычно обеспечивать структуры листа ткани, которые имели низкую плотность и вы