Материал из крепированной санитарно-гигиенической бумаги с повышенной удерживающей емкостью

Материал из крепированной санитарно-гигиенической бумаги с повышенной удерживающей емкостью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение в целом относится к материалу из крепированной санитарно-гигиенической бумаги, содержащему гибкий абсорбирующий связующий материал и водорастворимый пленкообразующий полимер. При нанесении на тканевый материал гибкого абсорбирующего связующего материала во время проведения крепирования гибкий абсорбирующий связующий материал локализуется на поверхности волокнистого полотна, что позволяет получать полотна с более высокой абсорбирующей способностью по сравнению с абсорбирующей способностью полотен, полученных с использованием традиционных добавок для крепирования, и сравнимую с абсорбирующей способностью полотен, полученных нанесением суперабсорбирующего полимера на полотно распылением или печатью.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Гибкие суперабсорбирующие материалы известны в данной области техники. Такие суперабсорбирующие материалы не только обеспечивают достижение высокой абсорбционной способности, но и являются достаточно гибкими, чтобы их можно было вводить в абсорбирующие изделия, в частности тонкие абсорбирующие изделия, такие как ежедневные прокладки, которые должны выдерживать значительные перегибы. Однако абсорбирующие изделия, содержащие гибкие суперабсорбирующие материалы, обычно получают нанесением печати или распылением находящегося на стадии образования суперабсорбирующего материала на нетканый композиционный материал и последующей сушкой. Такой способ не только требует применения дополнительного оборудования по сравнению с традиционными способами производства абсорбирующих изделий, но и значительных материальных и временных затрат. Кроме того, несмотря на то, что использование гибких суперабсорбирующих материалов позволяет получать менее жесткие абсорбирующие изделия по сравнению с аналогичными изделиями, содержащими традиционные суперабсорбирующие материалы, эти изделия все же остаются более жесткими, чем хотелось бы потребителям.

Таким образом, в данной области техники имеется необходимость получения усовершенствованных абсорбирующих композиционных материалов, включающих гибкие суперабсорбирующие материалы и содержащих такие материалы абсорбирующих изделий. Одним из требований является получение более тонких абсорбирующих изделий. Другим требованием является получение более гибких абсорбирующих изделий. Еще одно требование состоит в повышении или сохранении абсорбирующей способности и/или абсорбирующей емкости таких изделий. Главным же требованием является снижение производственных затрат и использование существующего производственного оборудования и способов.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Неожиданно было обнаружено, что абсорбирующий композиционный материал может быть получен нанесением гибкого абсорбирующего связующего полимера (сокращенно ГАС полимера, англ. - flexible absorbent binder polymer, сокращенно "FAB"), также называемого в настоящем описании гибким суперабсорбирующим материалом, при проведении этапа крепирования в традиционном способе получения санитарно-гигиенической бумаги. Это позволяет устранить дорогостоящий этап нанесения ГАС на подложку (основу) распылением или печатью и последующую сушку. Дополнительным преимуществом проведения этапа крепирования является повышение гибкости и мягкости волокнистого полотна, обработанного ГАС. Кроме того, этап крепирования позволяет эффективно локализовать гибкий суперабсорбирующий материал на поверхности волокнистого полотна, в результате чего получают полотна, абсорбирующая способность которых превышает абсорбирующую способность полотен, полученных с использованием традиционных добавок для крепирования, и сравнима с абсорбирующей способностью полотен, полученных нанесением ГАС на полотно распылением или печатью.

Соответственно, один из аспектов настоящего изобретения относится к материалу из крепированной санитарно-гигиенической бумаги, включающему полотно из крепированной санитарно-гигиенической бумаги, имеющее первую сторону и вторую сторону; и композицию добавки для крепирования, нанесенную на по меньшей мере первую сторону полотна из крепированной санитарно-гигиенической бумаги, причем композиция добавки содержит гибкий суперабсорбирующий материал и пленкообразующий компонент.

Другие аспекты настоящего изобретения относятся к полотну из крепированной санитарно-гигиенической бумаги, включающему полотно из санитарно-гигиенической бумаги, имеющее первую сторону и вторую сторону, причем полотно из санитарно-гигиенической бумаги подвергают крепированию с помощью сушильного цилиндра, на который была нанесена композиция добавки для крепирования, и добавка для крепирования содержит гибкий суперабсорбирующий материал и пленкообразующий компонент.

Другие аспекты настоящего изобретения относятся к абсорбирующему изделию, включающему подкладочный слой и абсорбирующий слой, причем абсорбирующий слой расположен вплотную к подкладочному слою, и при этом абсорбирующий слой включает лист крепированной санитарно-гигиенической бумаги, имеющий первую сторону и вторую сторону; и композицию добавки для крепирования, нанесенную на по меньшей мере первую сторону листа крепированной санитарно-гигиенической бумаги, причем композиция добавки для крепирования содержит гибкий суперабсорбирующий материал и пленкообразующий компонент.

Другой аспект настоящего изобретения относится к способу получения крепированного листового материала, включающему нанесение композиции добавки, содержащей гибкий суперабсорбирующий материал и пленкообразующий компонент, на движущуюся крепирующую поверхность; прижимание листа основы к крепирующей поверхности после нанесения композиции добавки, так что композиция добавки способствует креплению (прилипанию) листа основы к крепирующей поверхности; и удаление листа основы с крепирующей поверхности с помощью крепирующего шабера так, что при этом лист основы включает от приблизительно 0,1% масс. до приблизительно 3% масс. композиции добавки.

Другие признаки и аспекты настоящего изобретения более подробно описаны ниже.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

На Фиг. 1 схематически представлен один из аспектов американского сушильного цилиндра (также называемого янки-цилиндром; англ. Yankee dryer), применяемого для сушки волокнистого полотна согласно настоящему изобретению;

на Фиг. 2 схематически представлен один из аспектов способа получения влажных крепированных волокнистых полотен, подходящих для применения согласно настоящему изобретению; и

на Фиг. 3 схематически представлена одна часть машины для формования волокнистого полотна для иллюстрации одного из аспектов формования слоистого волокнистого полотна, включающего множество слоев.

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для осуществления переноса крепирующего клеевого материала (клеевого состава) на полотно санитарно-гигиенической бумаги необходимо, чтобы крепирующие клеевые материалы имели хорошие пленкообразующие свойства и низкую когезионную прочность. Если пленка хорошо сформована и имеет низкую когезионную прочность, то при воздействии крепирующего шабера расслоение происходит в толще слоя клеевого материала, и при этом часть слоя клеевого материала остается на полотне из санитарно-гигиенической бумаги. Несмотря на то что гибкие абсорбирующие связующие материалы (ГАС) имеют более высокую гибкость по сравнению с традиционными суперабсорбирующими полимерами, при контакте с сильно нагретой крепирующей поверхностью они подвергаются сшивке (образованию поперечных связей) и становятся хрупкими, что повышает прочность их сцепления с крепирующей поверхностью и приводит к разрыву за пределами слоя клеевого материала. В результате нанесение ГАС на поверхность полотна оказывается неудовлетворительным, срок службы крепирующего шабера снижается, а также снижается пригодность оборудования к нормальной работе. Таким образом, для нанесения ГАС на поверхность полотна с помощью традиционных методик крепирования добавка для крепирования предпочтительно содержит пленкообразующий компонент. Добавка для крепирования может дополнительно включать модифицирующий компонент, способствующий образованию пленки или обеспечивающий другие функциональные полезные эффекты, например повышенную абсорбирующую способность.

Соответственно, в общем, настоящее изобретение относится к материалу из крепированной санитарно-гигиенической бумаги, включающему полотно из санитарно-гигиенической бумаги, которое было подвергнуто крепированию с использованием сушильного цилиндра, на который была нанесена композиция добавки для крепирования, содержащая ГАС, и водорастворимый пленкообразующий полимер. Получаемый материал из крепированной санитарно-гигиенической бумаги имеет повышенную удерживающую емкость по сравнению с материалами, полученными традиционными способами крепирования, но при этом эффективность его получения близка или превышает традиционную. В некоторых аспектах для достижения дополнительных полезных эффектов и улучшения свойств полотна на сушильный цилиндр также может быть нанесен водорастворимый модифицирующий компонент.

В особенно предпочтительном примере осуществления в качестве ГАС компонента композиция добавки для крепирования включает продукт реакции по меньшей мере 15% масс. моноэтиленненасыщенного мономера, выбранного из карбоновой кислоты, солей карбоновой кислоты, сульфоновой кислоты, солей сульфоновой кислоты, фосфорной кислоты и солей фосфорной кислоты; пластификатора; сложного эфира акриловой или метакриловой кислоты, который содержит алкоксисилановую функциональную группу; агента переноса цепи; соли переходного металла; системы инициаторов и нейтрализующего агента. Предпочтительно после помещения ГАС компонента на подложку и образования поперечных связей ГАС компонент образует на подложке слой суперабсорбирующего материала, или подложка может быть пропитана ГАС компонентом. В общем, термин "суперабсорбирующие материалы" относится к набухающим в воде, нерастворимым в воде органическим или неорганическим материалам, которые в наиболее благоприятных условиях могут поглощать такое количество водного раствора, содержащего 0,9 массовых процентов хлорида натрия, которое по меньшей мере приблизительно в 10 раз превышает их собственную массу или по меньшей мере приблизительно в 15 раз превышает их собственную массу, или по меньшей мере приблизительно в 25 раз превышает их собственную массу. В отличие от них, "абсорбирующие материалы" в наиболее благоприятных условиях могут поглощать такое количество водного раствора, содержащего 0,9 массовых процентов хлорида натрия, которое по меньшей мере в 5 раз превышает их собственную массу. Предпочтительно, образование на подложке слоя суперабсорбирующего материала приводит к получению подложки, абсорбирующая способность которой, определенная с помощью Испытания на удерживающую емкость (англ. Retention Capacity Test), превышает 5 г/г, например, составляет до приблизительно 7 г/г абсорбирующего композиционного материала или от приблизительно 5,5 г/г до приблизительно 6,5 г/г абсорбирующего композиционного материала.

На Фиг. 1 показано, что композицию добавки согласно настоящему изобретению наносят непосредственно на поверхность 20 сушильного устройства (например, американского сушильного цилиндра) с помощью штанги 22 с распыляющими насадками. Общее описание способа крепирования рассмотрено, например, в патенте US 7820010, содержание которого включено в настоящее описание посредством ссылки в той части, которая согласуется с настоящим изобретением. Когда волокнистое полотно 13 вводят в тесный контакт с композицией, полотно прилипает к поверхности американского сушильного цилиндра. Затем волокнистое полотно и композицию соскабливают с поверхности сушильного устройства крепирующим шабером 24.

Композиция добавки включает композицию гибкого абсорбирующего связующего (ГАС) полимера, который также может быть назван гибким суперабсорбирующим полимером. Гибкий суперабсорбирующий полимер предпочтительно включает моноэтиленненасыщенный полимер, например, карбоновую кислоту, сульфоновую кислоту или фосфорную кислоту или соли таких кислот, и сложный эфир акриловой или метакриловой кислоты, который содержит алкоксисилановую функциональную группу, или мономер, который может быть сополимеризован с соединением, содержащим триалкоксисилановую функциональную группу, а затем вступать в реакцию с водой с образованием силанольной группы; при этом остаточное содержание моноэтиленненасыщенного мономера в композиции гибкого суперабсорбирующего связующего полимера составляет менее приблизительно 1000 частей на миллион. В частности, ГАС композиция представляет собой продукт реакции по меньшей мере 15% масс. моноэтиленненасыщенной карбоновой, сульфоновой или фосфорной кислоты или солей таких кислот, сложного эфира акриловой или метакриловой кислоты, содержащего алкоксисилановую функциональную группу, которая при действии воды образует силанольную функциональную группу, вступающую в реакцию конденсации с образованием сшитого полимера, сополимеризуемого гидрофильного гликоля, содержащего сложноэфирный мономер, и/или пластификатора. Подходящие мономеры, при добавлении которых может быть получен подходящий раствор суперабсорбирующего полимера, включают мономеры, содержащие карбоксильную группу: например моноэтиленненасыщенные моно- или поликарбоновые кислоты, например (мет)акриловую кислоту (то есть акриловую кислоту или метакриловую кислоту; далее используются аналогичные обозначения), малеиновую кислоту, фумаровую кислоту, кротоновую кислоту, сорбиновую кислоту, итаконовую кислоту и коричную кислоту; мономеры, содержащие ангидридную группу карбоновой кислоты, например ангидриды моноэтиленненасыщенных поликарбоновых кислот (например, малеиновый ангидрид); мономеры, содержащие соли карбоновых кислот например водорастворимые соли (соли щелочных металлов, соли аммония, соли аминов и подобные им вещества) моноэтиленненасыщенных моно- или поли-карбоновых кислот (например, (мет)акрилат натрия, триметиламин(мет)акрилат, триэтаноламин(мет)акрилат), малеат натрия, метиламинмалеат; мономеры, содержащие группы сульфоновых кислот, например алифатические или ароматические винилсульфоновые кислоты (например, винилсульфоновую кислоту, аллилсульфоновую кислоту, винилтолуолсульфоновую кислоту, стиролсульфоновую кислоту), (мет)акрилсульфоновые кислоты (например, сульфопропил(мет)акрилат, 2-гидрокси-3-(мет)акрилоксипропилсульфоновую кислоту); мономеры, содержащие группы солей сульфоновых кислот, например соли щелочных металлов, соли аммония, соли аминов и мономеров, содержащих группы сульфоновых кислот, упомянутых выше; и/или мономеры, содержащие амидные группы: винилформамид, (мет)акриламид, N-алкил(мет)акриламиды (например, N-метилакриламид, N-гексилакриламид), N,N-диалкил(мет)акриламиды (например, N,N-диметилакриламид, N,N-ди-н-пропилакриламид), N-гидроксиалкил(мет)акриламиды (например, N-метилол(мет)акриламид, N-гидроксиэтил(мет)акриламид), N,N-дигидроксиалкил(мет)акрил амиды (например, N,N-дигидроксиэтил(мет)акриламид), виниллактамы (например, N-винилпирролидон).

Предпочтительно количество моноэтиленненасыщенной карбоновой, сульфоновой или фосфорной кислоты или солей этих кислот по отношению к массе композиции гибкого суперабсорбирующего связующего полимера может составлять от приблизительно 15% до приблизительно 99,9% масс. В некоторых аспектах концентрации моноэтиленненасыщенной карбоновой, сульфоновой или фосфорной кислоты или солей этих кислот может составлять от приблизительно 25% до приблизительно 99,9% масс. от массы композиции гибкого суперабсорбирующего связующего полимера, например от приблизительно 25% до приблизительно 90% масс. от массы композиции гибкого суперабсорбирующего связующего полимера или от приблизительно 30% до приблизительно 80% масс. от массы композиции гибкого суперабсорбирующего связующего полимера; или от приблизительно 50% до приблизительно 70% масс. от массы композиции гибкого суперабсорбирующего связующего полимера для некоторых типов предполагаемого применения. Подходящие ГАС полимеры и способы их получения рассмотрены в патентах US 7312286 и US 7335713, содержания которых включены в настоящее описание посредством ссылки в той части, которая согласуется с настоящим изобретением.

ГАС компонент может быть введен в композицию добавки в любом функциональном количестве, которое может быть различным в зависимости от типа выбранного химического компонента, а также от требуемых свойств конечного продукта. Например, для придания композиции улучшенных характеристик, количество ГАС компонента в композиции добавки может составлять от приблизительно 10 до 90% масс., например от 20 до 80% масс. или от 30 до 70% масс. от общей массы композиции добавки.

В предпочтительном примере осуществления композиция добавки дополнительно включает по меньшей мере один пленкообразующий компонент. Пленкообразующий компонент, содержащийся в композиции добавки, может быть различным в зависимости от конкретного применения и требуемого результата. Подходящие пленкообразующие компоненты включают, например, простые эфиры и сложные эфиры целлюлозы. Другие подходящие пленкообразующие компоненты включают полисахариды, имеющие длину цепочки, достаточную для образования пленок, неограничивающие примеры которых включают пуллулан и пектин. Пленкообразующий полимер также может содержать дополнительные моноэтиленненасыщенные мономеры, не содержащие кислотной группы в боковой цепи, но сополимеризуемые с мономерами, имеющими кислотные группы. Такие соединения включают, например, моноакриловые сложные эфиры и монометакриловые сложные эфиры полиэтиленгликоля или полипропиленгликоля, где молярные массы (Mn) полиалкиленгликолей составляют до приблизительно 2000.

В одном из конкретных аспектов пленкообразующий компонент растворим в воде, например представляет собой гидроксипропилкрахмал, например гидроксипропилкрахмал, поставляемый Chemstar, Minneapolis, MN под товарным знаком GLUCOSOL 800. Другие подходящие водорастворимые пленкообразующие компоненты могут включать, например, гидроксипропилцеллюлозу (англ. hydroxypropyl cellulose, сокращенно HPC), поставляемую под товарным знаком KLUCEL, метилцеллюлозу (англ. methyl cellulose, сокращенно МС), поставляемую под товарным знаком BENECEL, и гидроксиэтилцеллюлозу, поставляемую под товарным знаком NATROSOL; все эти продукты могут быть приобретены у Компании Ashland, Inc., Covington, KY. Пленкообразующий компонент может быть добавлен в композицию добавки в любом функциональном количестве и может быть различным в зависимости от типа выбранного химического компонента, а также от требуемых свойств конечного продукта. Например, в иллюстративном примере применения GLUCOSOL 800 для придания композиции улучшенных характеристик количество пленкообразующего компонента в композиции добавки может составлять от приблизительно 10 до 90% масс., например от 20 до 80% масс. или от 30 до 70% масс. от общей массы композиции добавки. Любые из упомянутых химических веществ после разбавления водой наносят на поверхность американского сушильного цилиндра с помощью штанги 22 с распыляющими насадками, откуда они затем при контакте переносятся на поверхность полотна.

В некоторых аспектах пленкообразующий компонент растворяют с образованием водного раствора концентрацией 1% масс. и дополнительно разбавляют в соответствии с требованиями для получения требуемой дозировки, которая должна быть нанесена на сушильную поверхность. Добавляемые концентрации обычно выражают в виде количества добавки на единицу площади сушильной поверхности, например мг/м² поверхности сушильного устройства. Дозировку определяют как отношение произведения объема пленкообразующего раствора на концентрацию пленкообразующего вещества к выраженной в квадратных метрах площади санитарно-гигиенической бумаги, обработанной за единицу времени.

Кроме водорастворимого пленкообразующего компонента композиция добавки может содержать модифицирующий компонент. Наряду с приданием других свойств модифицирующий компонент применяют для регулирования прочности адгезии полотна к поверхности для сушки бумаги. Модифицирующий компонент также может способствовать повышению чистоты бумагоделательной машины (например, поверхности сушильного устройства бумагоделательной машины и сукон или сеток (полотен) бумагоделательной машины). В некоторых аспектах модифицирующий компонент растворим в воде, например представляет собой Carbowax PEG 8000 (Dow Chemical, Midland, MI). Модифицирующий компонент может быть введен в композицию добавки в любом функциональном количестве, которое может быть различным в зависимости от типа выбранного химического компонента, а также от требуемых свойств конечного продукта. Например, в иллюстративном примере применения Carbowax PEG 8000, для придания композиции улучшенных характеристик, количество модифицирующего компонента в композиции добавки может составлять от приблизительно 1 до 60% масс. или по меньшей мере приблизительно 1% масс., например по меньшей мере приблизительно 5% масс., или по меньшей мере приблизительно 10% масс., или до приблизительно 30% масс., например до приблизительно 40% масс. или до приблизительно 50% масс. или более от общей массы композиции добавки.

Примеры других подходящих модифицирующих компонентов включают блок-сополимеры этиленоксида и пропиленоксида. Средняя молекулярная масса модифицирующих компонентов согласно настоящему изобретению может быть различной в зависимости от конечного использования полимера. Предпочтительно среднемассовая молекулярная масса водорастворимых модифицирующих компонентов согласно настоящему изобретению составляет от приблизительно 5000 до приблизительно 100000 граммов на моль. В частности, среднемассовая молекулярная масса клеевых компонентов согласно настоящему изобретению составляет от приблизительно 6000 до приблизительно 100000 граммов на моль или более, предпочтительно от приблизительно 8000 до приблизительно 50000 граммов на моль.

В некоторых аспектах композиция добавки перед нанесением может быть разбавлена. Величина pH водного раствора обычно составляет менее приблизительно 12, например от приблизительно 5 до приблизительно 9 и предпочтительно от приблизительно 6 до приблизительно 8. Согласно этому аспекту композиция добавки может быть разбавлена до достижения концентрации, составляющей от 0,20% масс. до 10% масс., предпочтительно от 4 до 7% масс.

В одном из примеров осуществления композиция добавки может быть нанесена на поверхность полотна во время осуществления способа крепирования. Например, для крепления полотна на сушильном цилиндре композиция добавки может быть распылена на нагретый сушильный цилиндр. Затем полотно может быть снято с выполнением крепирования с сушильного цилиндра.

В общем, в соответствии с настоящим изобретением может быть подвергнуто обработке любое подходящее волокнистое полотно. Например, в одном из аспектов лист основы может представлять собой санитарно-гигиенический материал, например одноразовое банное полотенце, косметическую салфетку для лица, бумажное полотенце, салфетку, сухие и влажные гигиенические салфетки и подобные им изделия. Волокнистые материалы могут быть получены из волокна любого подходящего типа. Волокнистые материалы, получаемые согласно настоящему изобретению, могут включать однослойные волокнистые материалы или многослойные волокнистые материалы. Например, в некоторых аспектах материал может включать два слоя (пласта), три слоя или более.

Волокна, подходящие для получения волокнистых полотен, включают любые натуральные или синтетические волокна, неограничивающие примеры которых включают волокна, полученные не из древесины, например хлопковое волокно, манильскую пеньку (абака), яванский джут (волокно кенаф), волокно растения Сабаи (sabai grass), льняное волокно, волокно из ковыля, волокно из соломы, джутовую пеньку, волокно из стеблей сахарного тростника (багассы), волокно молочая и волокно из листьев ананаса и волокна, полученные из древесины, или целлюлозные волокна, например волокна, полученные из древесины лиственных и хвойных деревьев, включающие волокна из древесины мягких пород, например волокна из листьев северных и южных деревьев мягких пород; волокна из древесины твердых пород, например эвкалипта, клена, березы и тополя. Целлюлозное волокно может быть получено как с высоким, так и с низким выходом с помощью любого известного способа варки, например крафт-варки, сульфитной варки, способов варки с высоким выходом и других известных способов варки. Также может быть применено волокно, полученное органосольвентными способами варки, например такое как волокно и способы, рассмотренные в патентах US 4793898, US 4594130 и US 3585104. Подходящие волокна, примеры которых приведены в патенте US 5595628, также могут быть получены при варке с антрахиноном.

Волокнистые полотна согласно настоящему изобретению также могут включать синтетические волокна. Например, для придания волокну улучшенных характеристик, волокнистые полотна могут включать до приблизительно 10%, например до приблизительно 30%, или до приблизительно 50%, или до приблизительно 70% или более синтетического волокна в пересчете на сухую массу. Подходящие синтетические волокна включат искусственный шелк, полиолефиновые волокна, волокна из сложного полиэфира, двухкомпонентные волокна типа "стержень в оболочке", волокна, содержащие многокомпонентный связующий материал и подобные им волокна. Синтетические целлюлозные волокна включают все виды искусственного шелка и другие волокна, полученные из вискозы или химически модифицированной целлюлозы.

Могут быть применены обработанные химическими средствами натуральные целлюлозные волокна, например мерсеризованные целлюлозные массы, волокна, которым с помощью химической обработки была придана жесткость, или сшитые волокна, или сульфонированные волокна. Если при получении полотна из волокон требуются хорошие механические свойства, то может быть желательно, чтобы волокна были относительно неповрежденными и в основном нерафинированными или лишь в небольшой степени рафинированными. Несмотря на то что могут быть применены повторно используемые волокна, благодаря хорошим механическим свойствам и отсутствию загрязняющих веществ обычно используют свежеполученные волокна. Могут быть применены мерсеризованные волокна, регенерированные целлюлозные волокна, целлюлоза, производимая микроорганизмами, искусственный шелк и другой целлюлозный материал или производные целлюлозы. Подходящие для формования полотна волокна также могут включать повторно используемые волокна, свежеполученные волокна или их смеси.

В общем, согласно настоящему изобретению может быть применен любой способ получения полотна. Например, в способе получения полотна согласно настоящему изобретению может быть использовано крепирование, мокрое крепирование, двойное крепирование, многократное крепирование, двойное многократное крепирование, тиснение, мокрое прессование, воздушное прессование, воздушная сушка, водоструйное скрепление, крепирование с воздушной сушкой, совместное формование, суховоздушное формование, а также другие способы, известные в данной области техники. При получении материала водоструйным скреплением процентное содержание целлюлозной массы составляет приблизительно от 70 до 85%.

Для получения изделий согласно настоящему изобретению также подходят волокнистые листы, имеющие расположенные в виде схемы участки уплотнения или вдавливания (оттиска), например волокнистые листы, рассмотренные в любом из следующих патентов: US 4514345, US 4528239, US 5098522, US 5260171 и US 5624790, содержания которых включены в настоящее описание посредством ссылки в той части, которая не противоречит настоящему изобретению. Такие волокнистые листы с оттиском могут иметь сетчатый рисунок, составленный из уплотненных областей, которые были вытеснены при их прижимании к сушильному цилиндру с помощью прессового полотна (сукна), и относительно менее уплотненные участки (например, "выпуклости" в волокнистом листе), соответствующие отводящим желобкам (в прессовом полотне, так что деформация волокнистого листа на участках, прилегающих к отводящим желобкам, происходит за счет разности давления воздуха через отводящий желобок, в результате чего в волокнистом листе образуется участок или выпуклость в виде подушечки с более низкой плотностью.

Также может быть получено волокнистое полотно, не имеющее значительной прочности сцепления между внутренними волокнами. Для этого волокнистая масса, используемая для получения полотна основы, может быть обработана химическим разрыхлителем (разрыхляющим агентом). Разрыхлитель может быть добавлен в суспензию волокна во время варки или непосредственно в напорный ящик. Разрыхлители, подходящие для применения согласно настоящему изобретению, включают катионные разрыхлители, например четвертичные соли жирных диалкиламинов, соли третичных жирных моноалкиламинов, соли первичных аминов, четвертичные соли имидазолина, кремнийорганические соединения (силиконы), четвертичные соли и соли ненасыщенных жирных алкиламинов. Другие подходящие разрыхлители рассмотрены в патенте US 5529665, содержание которого включено в настоящее описание посредством ссылки в той части, которая согласуется с настоящим изобретением.

В водную массу, из которой формуют полотно, или в полотно на первой стадии образования также могут быть добавлены необязательные химические добавки, которые придают материалу дополнительные полезные свойства и облегчают осуществление способа, но не ухудшают полезный эффект изобретения. Ниже представлены примеры таких химических добавок, которые приведены для иллюстрации и не ограничивают объем изобретения.

Типы химических веществ, которые могут быть добавлены в бумажное полотно, включают добавки, улучшающие абсорбирующую способность, обычно имеющие форму катионных или неионных поверхностно-активных веществ, увлажняющие вещества и пластификаторы, например низкомолекулярные полиэтиленгликоли и полигидроксисоединения, например глицерин и пропиленгликоль. В готовые изделия также могут быть введены материалы, улучшающие состояние кожи, например, минеральное масло, экстракт алоэ, витамин Е, кремнийорганические соединения (силикон), лосьоны в обобщенном смысле этого термина и подобные им вещества. Такие химические вещества могут быть добавлены в любой момент проведения способа получения полотна.

В общем, материалы согласно настоящему изобретению могут быть применены в комбинации с любыми известными материалами и химическими веществами, применение которых не противоречит предполагаемому использованию изобретения. Неограничивающие примеры таких материалов включают средства, регулирующие запах, например поглотители запаха, волокна и частицы из активированного угля, детскую присыпку, питьевую соду, хелатирующие агенты, цеолиты, отдушки или другие средства, маскирующие запах, соединения циклодекстрина, окислители и подобные им средства. Также могут быть использованы частицы суперабсорбирующего материала, синтетические волокна или пленки. Дополнительные примеры включают катионные красители, оптические отбеливатели, увлажняющие вещества, мягчительные средства и подобные им вещества.

Волокнистые полотна, которые могут быть обработаны согласно настоящему изобретению, могут включать одинарный гомогенный слой, состоящий из волокон, или могут включать слоистые или многослойные конструкции. Например, один пласт волокнистого полотна может включать два или три слоя волокон. Каждый слой может содержать волокна, имеющие разный состав. Например, на Фиг. 3 показан один из аспектов устройства, применяемого для получения многослойной, включающей множество слоев (пластов) целлюлозной массы. Как показано, трехслойный напорный ящик 10 обычно включает верхнюю стенку напорного ящика 12 и нижнюю стенку напорного ящика 14. Напорный ящик 10 дополнительно включает первую разделительную перегородку 16 и вторую разделительную перегородку 19, которые разделяют волокнистое сырье на три слоя.

Каждый из слоев волокон содержит разбавленную водную суспензию волокон, из которых получают бумагу. Конкретный вид волокон, содержащихся в каждом слое, обычно зависит от типа получаемого продукта и требуемых результатов. Например, композиция волокон в каждом слое может быть различной в зависимости от типа выпускаемого изделия, которое может представлять собой как одноразовое банное полотенце, так и косметические салфетки для лица или бумажные полотенца. Например, в одном из аспектов средний слой 21 содержит крафт-волокно из древесины южных деревьев мягких пород как таковое или в комбинации с другими волокнами, например волокнами, получаемыми в способах с высокими выходами. С другой стороны, внешние слои 23 и 25 содержат волокна из древесины мягких пород, например крафт-волокно из древесины северных деревьев мягких пород.

В альтернативном аспекте, для придания среднему слою прочности, он может содержать волокна из древесины мягких пород, в то время как внешние слои для создания ощущения мягкости могут включать волокна из древесины твердых пород, например эвкалиптового волокна.

В общем, для осуществления настоящего изобретения может быть применен любой способ, с помощью которого может быть сформирован лист основы. Например, как показано на Фиг. 3, на бесконечную движущуюся формующую сетку (ткань) 26, предпочтительно поддерживаемую и приводимую в движение валками 28 и 30, из напорного ящика 10 направляют многослойную бумажную массу. После помещения многослойной волокнистой суспензии на сетку 26 из суспензии удаляют воду, которая проходит через сетку в направлении стрелок 32. В зависимости от конфигурации формовочной части, удаление воды производят за счет приложения комбинации силы тяжести, центробежной силы и вакуумного отсасывания жидкости. Формование многослойных бумажных полотен также описано и рассмотрено в патенте US 5129988, содержание которого включено в настоящее описание посредством ссылки в той части, которая согласуется с настоящим изобретением.

Поверхностная плотность волокнистых полотен, полученных согласно настоящему изобретению, может быть различной в зависимости от типа готового продукта. Например, способ может быть применен для получения впитывающих банных полотенец, косметических салфеток для лица, бумажных полотенец и подобных изделий. В общем, поверхностная плотность таких волокнистых материалов может составлять от приблизительно 5 г/м² до приблизительно 110 г/м², например от приблизительно 10 г/м² до приблизительно 90 г/м². Например, поверхностная плотность материалов одноразовых банных полотенец и косметических салфеток для лица может составлять от приблизительно 10 г/м² до приблизительно 40 г/м². С другой стороны, поверхностная плотность материала бумажных полотенец может составлять от приблизительно 25 г/м² до приблизительно 80 г/м² или более.

Волокнистые материалы, полученные согласно упомянутым выше способам, могут иметь относительно высокие характеристики пухлости. Например, пухлость волокнистого полотна может составлять от приблизительно 1 до 20 см³/г, например от приблизительно 3 до 15 см³/г или от приблизительно 5 до 12 см³/г.

Поверхностная плотность каждого из волокнистых полотен многослойного материала также может быть различной. В общем, общая поверхностная плотность многослойного материала обычно находится в указанном выше диапазоне, например от приблизительно 20 г/м² до приблизительно 200 г/м². Таким образом, поверхностная плотность каждого пласта (слоя) может составлять от приблизительно 10 г/м² до приблизительно 60 г/м², например от приблизительно 20 г/м² до приблизительно 40 г/м².

На Фиг. 2 показано, что из напорного ящика 60 водную суспензию волокон подают на формующую сетку 62, которую поддержи