Туалетная бумага высокой мягкости и высокой прочности, содержащая эвкалиптовое волокно с высоким содержанием лигнина

Туалетная бумага высокой мягкости и высокой прочности, содержащая эвкалиптовое волокно с высоким содержанием лигнина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Туалетная бумага должна отвечать нескольким конкурирующим между собой требованиям. Она должна быть мягкой и прочной. Она обязательно должна быть пригодна для смывания в унитаз, и защищать руки пользователя. И она должна быть эффективна для гигиенической обработки. Туалетная бумага в основном применяется для сухой гигиенической обработки. Проблема дополнительно осложняется тем, что дешевые сорта туалетной бумаги, в состав которых при изготовлении включены большие количества волокна, переработанного для вторичного использования, обычно являются "более серыми" или менее яркими, чем сорта бумаги, изготовленные с применением крафт-волокон. Однако крафт-волокна являются относительно дорогими, поскольку выход крафт-волокна в процессе крафт-варки (сульфатной варки) целлюлозы является достаточно низким. Настоящее изобретение относится к бумаге санитарно-гигиенического назначения, которая по мягкости и яркости приближается к сортам туалетной бумаги, которые полностью изготовлены из крафт-волокна, однако она содержит большие количества волокна высокого выхода, широко известного как эвкалиптовая механическая древесная масса, полученная перекисно-щелочной обработкой, и более конкретно в предпочтительных вариантах осуществления изобретения, как полученная перекисно-щелочным получением механическая волокнистая масса предварительно химически рафинерная. Чтобы избежать чрезмерного повторения такой длинной и неудобопроизносимой фразы, авторы изобретения имеют в виду как более широкий класс эвкалиптовых волокон, получаемых щелочным получением механической волокнистой массы, так и более узкий класс эвкалиптовых волокон, получаемых перекисно-щелочным получением механической волокнистой массы предварительно химически рафинерной, такой как эвкалиптовая APMP. Авторы изобретения также обнаружили, что эвкалиптовую APMP с регулируемой зернистостью можно использовать во влагопрочных туалетных бумагах в качестве замены эвкалиптового крафт-волокна и получать превосходную мягкость, влагопрочность, стойкость к истиранию и стойкость к истиранию во влажном состоянии (стойкость к размочаливанию) с очень небольшими количествами целлюлозного микроволокна (CMF). Неожиданно авторами также было обнаружено, что для получения хорошего эффекта эвкалиптовую APMP можно включать в бумагу санитарно-гигиенического назначения, которая, как предполагается, должна применяться в сухом виде.

Уровень техники

Авторы изобретения обнаружили, что благодаря включению в полотно эвкалиптового волокна, полученного перекисно-щелочным получением механической волокнистой массы (APMP), и небольших количеств целлюлозного микроволокна можно получать прекрасные результаты даже с применением традиционной технологии прессования во влажном состоянии (CWP). Кроме того, авторы изобретения обнаружили, что волокно из эвкалиптовой APMP является превосходной заменой традиционного эвкалиптового крафт-волокна в традиционной туалетной бумаге, неожиданно придавая ей мягкость, повышенную непрозрачность, плотность, впитывающую способность и пониженную прочность даже в случае бумаги санитарно-гигиенического назначения, изготовленной с регенерированными бумажными массами.

Некоторые из ранее предлагаемых предварительно увлажняемых бумаг санитарно-гигиенического назначения описаны в публикации Bhat et al. "Prewettable High Softness Paper Product Having Temporary Wet Strength", в патенте США № 5958187, выданном 28 сентября 1999 г., относящемся к бумажному продукту с гладкой поверхностью, выполненному с возможностью применения либо в сухом, либо в предварительно увлажненном вручную состоянии. Бумажный продукт обладал кратковременной прочностью во влажном состоянии, показывая начальный приведенный предел прочности при растяжении во влажном состоянии в поперечном направлении (CD), по меньшей мере, приблизительно 0,98 г/мм полоски, предпочтительно, 1,38 г/мм полоски, согласно измерению, полученному в испытании с использованием прижимного приспособления Finch Cup через 5 секунд после погружения образца (в воду), и последующий предел прочности при растяжении во влажном состоянии (CD) приблизительно менее двух третей от начального значения, согласно измерению через 30 минут после погружения (в воду). Кратковременную прочность во влажном состоянии обеспечивали путем добавления к композиции бумажной массы альдегидной добавки для придания кратковременной прочности во влажном состоянии в диапазоне приблизительно от 0,5 кг на метрическую тонну до приблизительно 7,5 кг на метрическую тонну. Композиция бумажной массы также включала в себя катионный азотсодержащий мягчитель/разрыхлитель в количестве приблизительно от 0,25 кг/метрическая тонна до приблизительно 1,5 кг/метрическая тонна. Предел прочности при растяжении бумажного продукта в сухом состоянии в CD-направлении составлял приблизительно от 5,23 г/мм полоски до приблизительно 10,5 г/мм, и разрушающее напряжение при разрыве составляло приблизительно от 10 до приблизительно 32 г/% деформации, в то время как отклонение геометрически усредненного значения истирания (GM MMD) составляло приблизительно от 0,26 до приблизительно 0,10. Предел прочности при растяжении в CD-направлении продукта уменьшался приблизительно до 0,59 г/мм полоски в пределах 10 часов после погружения (в воду). Во время трения о кожеподобную поверхность в увлажненном состоянии бумажный продукт оставался по существу свободным от пиллинга. Важно отметить, что в публикации Bhat et al. стойкость к влажному истиранию образца бумаги санитарно-гигиенического назначения размером 5,1 см × 11,4 см измеряли под нагрузкой 135 грамм относительно смоченной свиной кожи, и проводили визуальное наблюдение, чтобы определить остаются ли после на образце катышки, полоски или пух.

Еще одна из ранее предлагаемых предварительно увлажняемых бумаг санитарно-гигиенического назначения описана в публикации Van Luu и др. [то есть, Luu et al.] "Prewettable High Softness Paper Product Having Temporary Wet Strength", патенте США № 6059928, выданном 9 мая 2000 г., в котором к полотну добавляют добавку для придания кратковременной прочности во влажном состоянии, содержащую незаряженные химические фрагменты, такие как альдегидные группы, и альдегидсодержащие полимеры, полиолы и циклические мочевины или их смеси в диапазоне приблизительно от 0,5 кг на метрическую тонну до приблизительно 7,5 кг на метрическую тонну, чтобы обеспечить кратковременную прочность во влажном состоянии. В данной заявке глиоксаль предпочтительно распыляли на полотно после того, как полотно снимали с американского сушильного барабана.

В патентной заявке Канады № 2095554 на имя William D. Lloyd, опубликованной 6 августа 1994 г., описаны твердодревесные волокна беленой химической термомеханической пульпы (BCTMP) в количествах приблизительно 5 массовых процентов или более, которые обеспечивают мягкую бумагу санитарно-гигиенического назначения, подходящую для применения в качестве косметических салфеток или туалетной бумаги, однако данная заявка не раскрывает степень отбелки и химической обработки (в рафинере), применяемую для волокон и лишена информации, касающейся яркости, содержания лигнина или числа Каппа таких волокон, за исключением указания, что волокна содержат "значительные количества лигнина", и что выход пульпы составляет "приблизительно 90% или более". Lloyd также указывает, что "нет необходимости закладывать BCTMP-волокна в середину бумажного полотна путем наслаивания. Наоборот, листы бумаги санитарно-гигиенического назначения могут быть смешанными с применением смеси твердодревесных BCTMP-волокон (для мягкости) и более длинных мягкодревесных волокон (для прочности). Если слоистая бумага санитарно-гигиенического назначения является предпочтительной, твердодревесные BCTMP-волокна можно использовать в наружном слое (слоях)".

Сущность изобретения

Прототипы трехслойной, получаемой по традиционной технологии прессования во влажном состоянии (CWP), влагостойкой туалетной бумаги согласно настоящему изобретению являются более мягкими, чем туалетная бумага торговой марки Ultra Strong Charmin^®, и в то же время являются до 90% более прочными с истираемостью во влажном состоянии менее 96%. Факторы, влияющие на такие результаты, включают в себя чередование в слое бумаги с американского сушильного барабана слоев из мягкодревесного волокна и/или целлюлозного микроволокна (CMF), концентрирование добавки для придания кратковременной прочности во влажном состоянии в слое с американского сушильного барабана и разрыхление воздушного слоя. Волокно из объединенной массы, такой как эвкалиптовая APMP или бумажная масса из южных сортов древесины, находящееся далеко от наружной поверхности, компенсирует стоимость целлюлозного микроволокна (CMF) и высококачественной бумажной массы.

Результаты позволяют говорить о том, что трехслойный формат, подобный формату продукта Quilted Northern Ultra Plush^®, может обеспечивать бумагу высокой мягкости, хорошей прочности и низкой истираемости с применением в бумажной массе только древесной массы. CMF, технология крепирования посредством транспортерной ленты, переориентирующей волокно, и ламинирование с применением связующего, улучшает результаты.

Авторы изобретения обнаружили, что можно обеспечить данную подходящую комбинацию свойств двухслойного или трехслойного листа, формованного из основного целлюлозного листа, при этом многослойный лист имеет основную массу приблизительно от 24 до приблизительно 56 г/м², содержит приблизительно от 3% до приблизительно 30% целлюлозного микроволокна, приблизительно от 70% до приблизительно 90% древесномассных волокон, имеет геометрически усредненный предел прочности при растяжении (GM) в сухом состоянии приблизительно от 2,9 до 6,6 г/см на грамм основной массы, предел прочности при растяжении в сухом состоянии приблизительно от 2,4 до приблизительно 4,9 г/см на грамм основной массы, содержит достаточное количество влагопрочной смолы, чтобы обеспечить значение предела прочности при растяжении (в CD-направлении) во влажном состоянии приблизительно от 0,7 до приблизительно 1,6 г/см на грамм основной массы, и толщину по кронциркулю, по меньшей мере, 2,5 миллидюймов на 8 листов на грамм основной массы. Предпочтительно непрозрачность такой многослойной бумаги санитарно-гигиенического назначения будет составлять, по меньшей мере, приблизительно 1,6 единиц непрозрачности при измерении на спектрофотометре типа Macbeth на грамм основной массы. Более предпочтительно, основную массу будет составлять от 35 до 60 г/м². При испытании на сухое истирание, как упоминается в данном документе, листы согласно настоящему изобретению будут показывать ΔL* приблизительно менее 5. Применяемый в связи с этим параметр "L*" относится к параметру, разработанному Международной комиссией по освещению (International Commission on Illumination (CIE) 1976), также известному как измерение светлоты (бумаги) в цветовом пространстве CIELAB, и его не следует путать со светлотой (бумаги) в цветовом пространстве Hunter, обычно обозначаемой как "L". В связи с этим звездочка "*" не является ссылкой, отправляющей читателя в некоторое другое место данного документа, а представляет собой часть обычно применяемого символа светлоты "L*" согласно CIE 1976. При проведении испытания на истираемость во влажном состоянии, как указано в данном документе, листы согласно настоящему изобретению будут показывать площадь скатывающейся во влажном состоянии поверхности (площадь истертости) приблизительно менее 40 мм². Альтернативно при проведении теста, как указано в данном документе, стойкость к истиранию во влажном состоянии будет представлена числом волокон с длиной более 350 мкм, которые удаляются из продуктов согласно изобретению, допускающих потерю менее 2500 волокон с длиной более 350 мкм.

Еще один аспект настоящего изобретения относится к рулонной туалетной бумаге, содержащей целлюлозные волокна, выбранные из группы, состоящей из волокон, превращенных в волокнистую массу в результате химической обработки, и волокон, превращенных в волокнистую массу в результате механической обработки; при этом не более 30 масс.% бумаги санитарно-гигиенического назначения представляет собой мягкодревесные волокна, превращенные в волокнистую массу в результате химической обработки; и приблизительно от 10 до приблизительно 50 масс.% эвкалиптовых волокон имеют содержание лигнина, по меньшей мере, приблизительно 20 масс.%; где эвкалиптовое волокно получено из эвкалиптовой щепы путем перекисно-щелочного получения механической волокнистой массы предварительно химически рафинерной; и приблизительно от 3 до приблизительно 10 масс.% регенерированного целлюлозного микроволокна, и бумага санитарно-гигиенического назначения показывает удлинение при растяжении в машинном направлении (MD) приблизительно от 20 до 30%.

Еще один аспект настоящего изобретения относится к продукту в виде трехслойной туалетной бумаги, содержащему слоистый верхний слой, содержащий два слоя: наружный слой и внутренний слой; при этом наружный слой содержит смесь, содержащую, по меньшей мере, приблизительно от 30% до приблизительно 70% крафт-волокна и, по меньшей мере, от 30 до приблизительно 70 масс.% эвкалиптового крафт-волокна; и имеет основную массу, по меньшей мере, приблизительно от 8 до приблизительно 20 г/м²; при этом внутренний слой содержит, по меньшей мере, приблизительно 50% эвкалиптовых волокон с содержанием лигнина, по меньшей мере, приблизительно 20 масс.% и имеет основную массу, по меньшей мере, приблизительно 3 г/м²; внутренний слой имеет основную массу, по меньшей мере, приблизительно от 9 до приблизительно 25 г/м² и содержит, по меньшей мере, приблизительно от 30% до приблизительно 70% эвкалиптовых волокон с содержанием лигнина, по меньшей мере, приблизительно 20 масс.% и, по меньшей мере, приблизительно от 30 до приблизительно 70 масс.% беленых мягкодревесных крафт-волокон; и слоистый нижний слой содержит два слоя: первый слой и второй слой, при этом первый слой содержит, по меньшей мере, приблизительно от 30% до приблизительно 70% крафт-волокна и приблизительно от 30 до приблизительно 70 масс.% эвкалиптового крафт-волокна и имеет основную массу приблизительно от 8 до приблизительно 20 г/м²; второй слой содержит, по меньшей мере, приблизительно 50% эвкалиптовых волокон с содержанием лигнина, по меньшей мере, приблизительно 20 масс.%, и имеет основную массу, по меньшей мере, приблизительно 3 г/м². Предпочтительно внутренний слой и верхний слой соединены вместе путем тиснения; волокнистая композиция слоистого верхнего слоя по существу является такой же, как волокнистая композиция слоистого нижнего слоя; глубина тиснения слоистого нижнего слоя составляет менее 80%, более предпочтительно, менее 50% от глубины тиснения слоистого верхнего слоя, хотя обычно слоистый нижний слой является нетисненым; наружный слой верхнего слоя дополнительно содержит, по меньшей мере, приблизительно 5 масс.%, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 8 масс.%, еще более предпочтительно, приблизительно от 15 до 35 масс.% точно определенного регенерированного целлюлозного микроволокна, имеющего диаметр не более приблизительно 5 микрон, более предпочтительно, имеющего средний диаметр не более приблизительно 4 микрон, еще более предпочтительно, не более приблизительно 2 микрон, и наиболее предпочтительно, не более приблизительно 1 микрона; и проходящего через сито с номером около 14 меш; более предпочтительно, имеющего среднечисловую длину приблизительно от 50 микрон и 2000 микрон. Предпочтительно каждый из внутреннего слоя верхнего слоя и второго слоя нижнего слоя содержит, по меньшей мере, приблизительно 70% эвкалиптовых волокон с содержанием лигнина, по меньшей мере, приблизительно 20 масс.%, в то время как внутренний слой является сильно крепированнным, с плотностью, по меньшей мере, на 3% превышающей плотность наружных слоев, при этом такая повышенная плотность обычно обусловлена как применением эвкалиптовой APMP, так и увеличением крепирования в середине слоя.

Особенно предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой продукт в виде трехслойной туалетной бумаги, содержащей слоистый верхний слой, содержащий два слоя: наружный слой и внутренний слой, при этом наружный слой содержит смесь, содержащую, по меньшей мере, приблизительно от 30% до приблизительно 70% крафт-волокна, и по меньшей мере, от 30 до приблизительно 70 масс.% эвкалиптового крафт-волокна и, по меньшей мере, приблизительно 5 масс.% точно определенного регенерированного целлюлозного микроволокна со средним диаметром не более приблизительно 4 микрон и средней длиной приблизительно от 50 микрон до 2000 микрон, при этом основная масса в наружном слое составляет, по меньшей мере, приблизительно от 8 до приблизительно 20 г/м²; внутренний слой содержит, по меньшей мере, приблизительно 70% эвкалиптовых волокон с содержанием лигнина, по меньшей мере, приблизительно 20 масс.% и имеет основную массу, по меньшей мере, приблизительно 3 г/м²; гомогенный внутренний слой с основной массой, по меньшей мере, приблизительно от 9 до приблизительно 25 г/м² содержит, по меньшей мере, приблизительно от 40% до приблизительно 90% эвкалиптовых волокон с содержанием лигнина, по меньшей мере, приблизительно 20 масс.%, и по меньшей мере, приблизительно от 10 до приблизительно 60 масс.% беленого крафт-волокна; и слоистый нижний слой содержит два слоя: первый слой и второй слой, при этом первый слой содержит, по меньшей мере, приблизительно от 30% до приблизительно 70% крафт-волокна и приблизительно от 30 до приблизительно 70 масс.% эвкалиптового крафт-волокна и имеет основную массу приблизительно от 8 до приблизительно 20 г/м²; второй слой содержит, по меньшей мере, приблизительно 70% эвкалиптовых волокон с содержанием лигнина, по меньшей мере, приблизительно 20 масс.% и имеет основную массу, по меньшей мере, приблизительно 3 г/м²; и слоистый верхний слой и слоистый нижний слой содержат по существу одинаковые волокнистые композиции.

Предпочтительные бумаги санитарно-гигиенического назначения согласно настоящему изобретению, содержащие как APMP, так и CMF, будут обладать верхним слоем (наружный слой с внешней стороны рулона) с яркостью согласно стандарту Международной организации по стандартизации (ISO), по меньшей мере:

0,82 × (%VCP) + 0,795 × (%RF)^.98 + 0,84 × (%APMP + CFM),

где %VCP представляет собой процентное содержание в полотне целлюлозы из первичного сырья, превращенного в волокнистую массу, %RF представляет собой процентное содержание волокна, переработанного для вторичного использования, и %APMP+CMF представляет собой процентное содержание эвкалиптовой APMP и регенерированного целлюлозного микроволокна в наружном слоистом слое, и процентное содержание по массе мягкодревесного волокон, превращенных в волокнистую массу в результате химической обработки, в бумаге ограничивается не более 30%, в то время как эвкалиптовые волокна во внутреннем слое содержат, по меньшей мере, приблизительно 23% лигнина и показывают яркость по стандарту ISO, по меньшей мере, приблизительно 82. Несмотря на то, что авторы изобретения предпочитают не применять эвкалиптовую APMP в наружном слое, когда она применяется в нижнем слое (обычно втором) слоя, на яркость слоя сильное влияние оказывает яркость волокна во внутренних слоях.

Краткое описание чертежей

Ниже изобретение описано со ссылкой на чертежи, на которых:

На фигуре 1 приведена схематичная иллюстрация аппарата для встряхивания, применяемого в "испытании на диспергируемость", описанном в настоящем документе.

На фигуре 2 приведена схематичная иллюстрация крепления, применяемого для удерживания бутылки для испытания, применяемой в "испытании на диспергируемость", в вертикальном положении, в то время как содержимое бутылки будет вытекать из нее.

На фигуре 3 проиллюстрировано промаркированное предметное стекло микроскопа, применяемое в испытании на истирание бумаги (размочаливания) во влажном состоянии.

На фигуре 4 проиллюстрирован схематичный вид трехслойной бумаги в разрезе с двумя слоистыми наружными слоями и гомогенным внутренним слоем, где эвкалиптовая APMP включена в состав всех трех слоев.

На фигурах 5 и 5A приведены графики с "кружками", иллюстрирующие взаимосвязь между мягкостью, прочностью во влажном состоянии (CD-направление) и стойкостью к истиранию во влажном состоянии для нескольких продуктов-прототипов.

На фигуре 6 приведен график с "кружками", иллюстрирующий взаимосвязь между диспергируемостью, прочностью во влажном состоянии (CD-направление) и стойкостью к истиранию во влажном состоянии для нескольких продуктов-прототипов.

На фигуре 7 проиллюстрирован предел прочности при растяжении в сухом состоянии и мягкость для нескольких бумажных продуктов-прототипов санитарно-гигиенического назначения.

На фигуре 8 проиллюстрирована толщина по кронциркулю и основная масса, полученная по CWP-технологии, для нескольких бумажных продуктов-прототипов санитарно-гигиенического назначения, в сравнении с бумажным продуктом санитарно-гигиенического назначения, крепированным с использованием материала, переориентирующего волокно ("FRFC"), то есть, крепированным посредством транспортерной ленты.

На фигуре 9 проиллюстрированы мягкость и стойкость к истиранию во влажном состоянии нескольких бумажных CWP-продуктов-прототипов санитарно-гигиенического назначения в сравнении с FRFC-прототипами, при этом основная масса указана с помощью размера кружка.

На фигуре 10 проиллюстрировано влияние обработки в рафинере на степень помола по канадскому стандарту нескольких эвкалиптовых пульп (APMP), подвергнутых различным процедурам образования пульпы.

На фигуре 11 проиллюстрирована взаимосвязь между плотностью и степенью помола по канадскому стандарту нескольких эвкалиптовых пульп, полученных с помощью различных процедур образования пульпы.

На фигуре 12 проиллюстрирована взаимосвязь между прочностью и степенью помола по канадскому стандарту нескольких эвкалиптовых пульп, полученных с помощью различных процедур образования пульпы.

На фигуре 13 проиллюстрирован неожиданно высокий уровень плотности, который можно создавать с использованием эвкалиптовой APMP при желательно низких уровнях прочности.

На фигуре 14A проиллюстрировано влияние различных уровней общей щелочности и пероксида на яркость эвкалиптовых пульп (APMP) в случае их обработки в рафинере.

На фигуре 14B проиллюстрировано влияние различных уровней общей щелочности и пероксида на яркость эвкалиптовых пульп (APMP) в случае их обработки в рафинере.

На фигуре 15 проиллюстрированы очень высокие уровни яркости, получаемые из эвкалиптовой APMP с относительно низким расходом щелочи и пероксида.

На фигуре 16 приведено сравнение яркости, получаемой при использовании смесей эвкалиптовой APMP и облагороженной макулатуры, по сравнению с яркостью, получаемой при использовании смесей эвкалиптовой APMP с крафт-бумажными массами.

На фигуре 17 приведено сравнение значения b* (желтизна/голубизна), получаемого при использовании смесей эвкалиптовой APMP с облагороженной макулатурой, по сравнению с яркостью, получаемой при использовании смесей эвкалиптовой APMP с крафт-бумажными массами.

На фигуре 18 проиллюстрирована очень высокая непрозрачность, достигаемая при использовании эвкалиптовой APMP и ее смесей, по сравнению с крафт-бумажными массами и облагороженными макулатурными бумажными массами.

На фигуре 19 приведена еще одна иллюстрация очень высоких уровней плотности, достигаемых при использовании для изготовления бумаги санитарно-гигиенического назначения смесей, содержащих эвкалиптовую APMP, при желательно низких прочностях.

На фигуре 20 проиллюстрировано уменьшение WAR (скорость впитывания воды), достигаемое при использовании смесей эвкалиптовой APMP с облагороженной макулатурной массой.

На фигуре 21 проиллюстрировано влияние добавок карбоксиметилцеллюлозы (CMC) и полиамидоамина (AMRES^®), повышающих прочность во влажном состоянии, на смеси эвкалиптовой APMP с крафт-бумажными массами из древесины южных сортов и облагороженным регенерированным волокном.

На фигуре 22 проиллюстрирована неожиданно высокая толщина по кронциркулю и прочность сортов бумаги санитарно-гигиенического назначения, достигаемая с помощью включения эвкалиптовой APMP в состав традиционных бумагообразующих смесей.

На фигуре 23 проиллюстрирована неожиданная мягкость и прочность сортов бумаги санитарно-гигиенического назначения, достигаемая с помощью включения эвкалиптовой APMP в состав традиционных бумагообразующих смесей.

На фигуре 24 приведено сравнение параметров, относящихся к фракционному составу смеси по длине волокон, смесей эвкалиптовой APMP с регенерированным облагороженным волокном и эвкалиптовым крафт-волокном по сравнению со смесями эвкалиптовой APMP с беленым мягкодревесным крафт-волокном из древесины южных сортов и беленым твердодревесным крафт-волокном из древесины южных сортов.

На фигуре 25 проиллюстрирована неожиданная стойкость к истиранию в сухом состоянии сортов бумаги санитарно-гигиенического назначения, достигаемая с помощью включения эвкалиптовой APMP в состав традиционных бумагообразующих смесей.

На фигуре 26 представлена схема технологического процесса способа отбелки эвкалиптовых волокон, полученных перекисно-щелочной обработкой, для применения в настоящем изобретении.

На фигуре 27 представлена изометрическая схема, иллюстрирующая устройство для измерения степени сжатия рулонов бумажных продуктов санитарно-гигиенического назначения.

На фигуре 28 представлен вид в разрезе вдоль линии 28-28 фигуры 27.

На фигурах 29, 29A-29F, 29T и 29H проиллюстрированы подробности примера тиснения U19, упоминаемого в данном документе.

На фигурах 30, 30A-30H, 30J, 30-1 и 30-2 проиллюстрированы подробности примера тиснения HVS 9, упоминаемого в данном документе.

Подробное описание

Ниже изобретение описано со ссылкой на многочисленные варианты его осуществления. Такое описание приводится только в целях иллюстрации. Модификации конкретных примеров в пределах сущности и объема настоящего изобретения, указанных в прилагаемой формуле изобретения, будут совершенно очевидны специалисту в данной области техники.

Применяемая здесь терминология описывается с помощью ее обычного значения в соответствии с типичными определениями, указанными непосредственно ниже: мг относится к миллиграммам, м² относится к квадратным метрам, мм² относится к квадратным миллиметрам и так далее.

Норму добавления клея для крепирования рассчитывают путем деления скорости нанесения клея (мг/мин) на площадь поверхности сушильного цилиндра, проходящего под поперечиной аппликатора для нанесения клея распылением (м²/мин). Содержащая смолу клеящая композиция наиболее предпочтительно состоит по существу из смолы на основе поливинилового спирта и полиамид-эпихлоргидриновой смолы, где массовое отношение смолы на основе поливинилового спирта к полиамид-эпихлоргидриновой смоле составляет приблизительно от двух до приблизительно четырех. Клей для крепирования также может включать в себя модификатор в количестве, достаточном для сохранения хорошего переноса между крепировальной лентой и американским сушильным барабаном; обычно менее 5 масс.% модификатора и более предпочтительно, менее приблизительно 2 масс.% модификатора для расслоенных продуктов. Для продуктов, крепируемых с помощью крепирующего шабера, можно применять приблизительно от 5% до приблизительно 25% модификатора или более.

Если не указано иначе, термины "основная масса", BWT, bwt, BW и так далее, относятся к массе стопы листов продукта площадью 278,7 м² (основная масса также выражается в г/м² или г/кв.м). Аналогично "стопа" означает стопу бумаги с площадью 278,7 м², если не указано иначе.

При крепировании продукта на сушильном барабане степень крепирования на барабане обычно рассчитывают как скорость американского сушильного барабана, деленную на скорость вращения мотовила. Чтобы выразить степень крепирования продукта на сушильном барабане в процентах, из степени крепирования на барабане вычитают 1 и результат умножают на 100.

Приводимые здесь толщины по кронциркулю и/или плотность можно измерять как толщины по кронциркулю, рассчитанные на 8 или 16 листов, как указано. Листы располагают друг над другом и измерение толщины по кронциркулю проводят в зоне центрального участка стопы. Предпочтительно, подвергаемые испытанию образцы выдерживают в атмосфере при 23°С±1,0°С и 50% относительной влажности в течение, по меньшей мере, приблизительно 2 часов и затем измеряют с помощью измерителя толщины модели Thwing-Albert 89-11-JR или на измерителе толщины Progage Electronic с опорами диаметром 50,8 мм, статической нагрузкой 539±10 грамм и скоростью спуска 5,87 мм/сек. Для испытания конечного продукта каждый подвергаемый испытанию лист продукта должен иметь то же число слоев, что и продажный продукт. В общем случае для испытания отбирают восемь листов и складывают в стопку вместе. При испытании салфеток салфетки разворачивают перед укладкой в стопку. Для испытания основных листов вне намоточных устройств, каждый лист, подвергаемый испытанию, должен иметь то же самое число слоев, что и полученный вне намоточных устройств. При испытании основного листа вне барабана бумагоделательной машины должны применяться одиночные слои. Листы укладывают в стопку вместе и выравнивают в машинном (продольном) направлении (MD). Плотность также может быть выражена в единицах объем/масса (удельный объем) путем деления толщины по кронциркулю на основную массу.

Термины "целлюлозное", "целлюлозное полотно" и т.п. предназначены для обозначения любого продукта для гидравлического холстоформирования, в состав которого входит бумагообразующее волокно, содержащее целлюлозу в качестве основного компонента. "Бумагообразующие волокна" включают в себя древесноволокнистые массы первичного помола, превращенные в волокнистую массу, или регенерированные (вторичные) целлюлозные волокна или смеси волокон, содержащие целлюлозные волокна. Волокна, подходящие для изготовления полотен согласно настоящему изобретению, включают в себя недревесные волокна, такие как волокна хлопка или производные хлопка, манильской пеньки, кенафа, травы сабай, льна, травы эспарто, соломы, джутовой конопли, багассы, нитевидные волокна молочая и волокна ананасовой листвы, и древесные волокна, такие как волокна, получаемые из лиственных и хвойных деревьев, включая мягкодревесные волокна, такие как мягкодревесные крафт-волокна северных сортов и южных сортов, твердодревесные волокна, такие как эвкалипт, клен, береза, тополь или т.п. Бумагообразующие волокна можно получать из их первоисточника любым из ряда химических способов образования пульпы, хорошо знакомых специалисту в данной области техники, включая сульфатный, сульфитный, полисульфидный способы, натронную варку и т.д. Пульпа может быть отбелена, если желательно, химическими способами, включая применение хлора, диоксида хлора, кислорода, щелочного пероксида и так далее. Продукты согласно настоящему изобретению могут содержать смесь традиционных волокон (произведенных либо из древесноволокнистой массы первичного помола, превращенной в волокнистую массу, либо из вторичных источников) и высокозернистых обогащенных лигнином трубчатых волокон, механических пульп, таких как беленая химическая термомеханическая пульпа (BCTMP). "Композиции бумажной массы" и тому подобная терминология относится к водным композициям, включающим в себя бумагообразующие волокна, необязательно, смолы, повышающие прочность во влажном состоянии, разрыхлители и т.п., для изготовления бумажных продуктов. Волокна, переработанные для вторичного использования, обычно составляют более 50 масс.% твердодревесного волокна и могут составлять от 75 до 80 масс.% или более твердодревесного волокна. Для целей настоящего изобретения особенно предпочтительный способ образования волокнистой массы из эвкалиптовой щепы обычно упоминается как образование щелочно-пероксидной механической массы или эвкалиптовой APMP, несмотря на то, что более длинное, но менее благозвучное название "предварительно химически обработанная рафинерная щелочно-пероксидная механическая масса" более подробно описывает более предпочтительный способ. Когда в настоящей заявке применяется термин эвкалиптовая APMP или APMP-эвкалипт, авторы изобретения также подразумевают, что в пределах такого класса объектов в данное определение включен эвкалипт, превращенный в полученную перекисно-щелочным получением механическую волокнистую массу предварительно химически рафинерную. Авторы изобретения обнаружили, что можно добиться неожиданно хорошей мягкости, плотности и характеристик во влажном состоянии путем применения эвкалиптовой APMP в сочетании с фибриллированными целлюлозными микроволокнами, часто упоминаемыми как "CMF".

Применяемый здесь термин "обезвоживание путем уплотнения структуры полотна или бумажной массы" относится к механическому обезвоживанию под действием результирующего прессования во влажном состоянии, например, на обезвоживающем сукне; например, в некоторых вариантах осуществления изобретения путем применения механического давления, непрерывно прикладываемого к поверхности полотна, как в зазоре между нажимным роликом и прессующим башмаком, где полотно находится в контакте с бумагоделательным сукном. Термин "уплотняющее обезвоживание" применяется для разграничения со способами, в которых начальное обезвоживание полотна осуществляют по большей части термическими способами, как, например, в случае патента США № 4529480 (автор Trokhan) и патента США № 5607551 (авторы Farrington и др.). Таким образом, обезвоживание путем уплотнения структуры полотна относится, например, к удалению воды из полотна, находящегося на стадии образования, имеющего концентрацию менее 30% или около того, путем приложения к нему давления и/или увеличения концентрации в полотне приблизительно на 15% или более путем приложения к нему давления, то есть увеличения концентрации, например, от 30% до 45%. В патенте США № 7399378, озаглавленном "Fabric Crepe Process for Making Absorbent Sheet", и многих связанных с ним заявках, важность отличия между крепированием с применением тканого материала и крепированием посредством транспортерной ленты, образованной путем перфорирования сплошной ленты, была небольшой, поскольку термин "лента" можно применять к любой крепировальной среде. Однако в публикации патентной заявки № 2010/0186913, озаглавленной "Belt-Creped, Variable Local Basis Weight Absorbent Sheet Prepared With Perforated Polymeric Belt" и родственных с ней заявках, отличие между применением крепировального материала и перфорированной полимерной ленты имеет существенное значение, поскольку было обнаружено, что применение перфорированной полимерной ленты делает возможным получение в полотне консолидированных областей, в частности, консолидированных седловидных областей, придавая ему улучшенные физические свойства по сравнению с полотнами, ранее формировавшимися с применением способа крепирования от передаточного цилиндра. Для удобства авторы изобретения упоминают такой способ формирования полотна, как крепирование посредством транспортерной ленты, переориентирующей волокно, или FRBC. Кроме того, в родственных заявках продемонстрировано, что обтирочные материалы, содержащие CMF, изготовленные с применением перфорированной полимерной ленты, обладают значительными эксплуатационными преимуществами по сравнению с обтирочными материалами, изготовленными с применением тканого крепировального материала, который авторы изобретения упоминают как крепирование посредством материала, переориентирующего волокно или FRFC. На всем протяжении настоящей заявки авторы изобретения стремились делать такое отличие явным. В данной заявке ленты и крепировальные материалы не следует рассматривать как синонимы.

Концентрация относится к % твердых веществ в полотне, находящемся на стадии образования, например, в расчете на абсолютно сухое вещество. "Воздушно-сухая" по определению означает "включающая в себя остаточную влагу" приблизительно до 10% влаги для пульпы и приблизительн