專利名稱：含有化學熱力學紙漿的柔軟松厚吸濕紙的制作方法
背景技術：
本發明涉及柔軟、松厚吸濕紙。用于家用紙制品的柔軟紙或絹紙，如衛生紙、餐巾、紙圍巾、面巾等，可以由幾種不同紙漿纖維制成。
不管目前大部分主要用于制造衛生紙和家用紙的再循環纖維，且只考慮初始纖維的使用，化學紙漿是柔軟紙制造業最常用類型紙漿。化學紙漿通過用化學藥劑浸漬木屑并隨后蒸煮木屑制得，于是所存在的木質素、樹脂和半纖維素進入所用液體。蒸煮處理完成后，在紙漿漂白之前要過篩和沖洗。這種紙漿實際上不含木質素，且基本組成純纖維素的纖維是相當細長和柔軟的。根據所用木材性質，化學紙漿會含有或長或短的纖維，根據蒸煮液的成分，化學紙漿或許是硫酸鹽紙漿或許是硫化物紙漿。長纖維化學紙漿，特別是硫酸鹽紙漿，對柔軟紙與干強度和濕強度都有關的強度性質具有利影響。
化學紙漿是低產率紙漿，因為，按初始所用木料算產率只有約50％。化學紙漿因而是相當貴的紙漿。因此，廉價的所謂高產率紙漿業已用于柔軟紙，如力學或熱力學紙漿，這方面參見英國專利說明書GB1,533,045。力學紙漿通過磨細或精煉初始木料制得。制造力學紙漿應用的原理是機械破碎木材。木料全部使用，且木質素就留在相當短而硬的纖維中。熱力學紙漿(TMP)是在圓盤精煉機中通過提高蒸汽壓力精煉木材制得。木質素也留在熱力學制備的紙漿中。
化學熱力學紙漿(CTMP)是對熱力學紙漿進行整定，該紙漿業已經加入少量化學藥劑改性，該化學藥劑通常是硫化物，在精煉處理前加入。柔軟紙中混合一定量的化學熱力學紙漿，對諸如松厚和吸濕性等性質具有利影響。
所有上述類型紙漿，目前均已用于柔軟紙生產。
本發明目的及其最重要特征本發明的目的在于，提供一種與松厚和吸濕性有關性質已得到增強的柔軟紙。該目的業已達到，方法是在紙中包含至少20％(重量)按總纖維重量計的高溫化學熱力學紙漿(HT-CTMP)，該紙漿具有如下性質按Bauer McNett分級時，長纖維含量為60-75％(保留在30目篩網之上的纖維)，按Bauer McNett分級時，細料含量至多14％(通過200目篩網的纖維)，游離度至低600mL CSF，碎片含量低于0.5％，優選低于0.25％，且張力指數為至少10kNm/kg，紙內也包含至少10％(重量)的強度性質良好紙漿，如化學紙漿和/或再循環纖維紙漿。
令人驚異地發現，混合至少20％的高溫化學熱力學紙漿，會使紙獲得的松厚比混合相應量的常規化學熱力學紙漿獲得的多得多。當紙漿與高溫化學熱力學紙漿混合時，也改善紙的吸濕性和液體分散速度。增加與紙漿混合的高溫化學熱力學紙漿的量，可以改善紙的松厚、吸濕性和液體分散等性質。
混合至少10％的化學紙漿，優選長纖維硫酸鹽紙漿，可賦予紙必要的強度性質。其它具有良好強度性質的紙漿，如由再循環纖維制得的紙漿也可用于獲得必要的紙強度。其它類型纖維也包括在內，如力學紙漿、熱力學紙漿、化學熱力學紙漿和化學短纖維紙漿等。
紙中化學紙漿混合物優選打漿至排濕阻力為20-40°SR，更優選為22-30°SR，然而，高溫化學熱力學紙漿不打漿，或打漿至游離度為至低600mL CSF。
本發明也涉及所謂多層紙，其中至少一層含有至少20％(重量)的高溫化學熱力學紙漿，且其中至少另一層的纖維成分與前者一層的不同。
附圖簡述現在要參照附圖對本發明作較詳細敘述，其中
圖1描繪松厚度是化學熱力學紙漿和高溫化學熱力學紙漿分別以兩種不同品質同紙漿混合程度的函數；圖2描繪吸濕度是化學熱力學紙漿和高溫化學熱力學紙漿分別以兩種不同品質混合程度的函數和圖3a-c描繪沿紙長、寬和厚方向分散速度是化學熱力學紙漿和高溫化學熱力學紙漿分別以兩種不同品質混合程度的函數。
發明詳述根據本發明，柔軟紙應含有至少20％(重量)按總纖維重量計的特定類型高溫化學熱力學紙漿，以下稱為HT-CTMP。該紙漿及其制造方法如瑞典專利申請No.9402101-1所述，其中公開內容可視為本文的組成部分。該紙漿的特征在于它是碎片含量低和細料含量低的纖維長、排濕性能好、松厚度高的紙漿。
其密度低于400kg/m3，優選低于325kg/m3，且更優選低于275kg/m3。產率大于88％，提取物含量小于0.15％。該紙漿具有良好的強度性質-張力指數大于10kNm/kg，優選大于15kNm/kg，更優選大于20kNm/kg。碎片含量非常低-低于0.5％，優選低于0.25％和更優選低于0.10％。該紙漿細料含量低-按照BMN＜200目(Tyler標準)至多14％，更優選至多10％。長纖維含量高-按照BMN＞30目為60-75％，優選為62-72％和更優選為63-70％。該紙漿具有高游離度值-至低600mL CSF，優選至低650mL CSF和更優選至低720mLCSF。
用于制造紙漿的纖維原料可以是任何含木素纖維素材料，如木或草。軟木如云杉是這方面適合的材料。
制造該紙漿(HT-CTMP)所應用的方法不同于制造CTMP所采用的標準方法，主要是因為浸漬、預熱和精煉過程采用較高溫度，優選溫度為至低140℃。為了更詳細說明制作HT-CTMP紙漿的方法，援引上述瑞典專利申請No.9402101-1。
為對照標準型CTMP確定HT-CTMP對紙性質的影響程度，進行了一些試驗，其中不同量的HT-CTMP和CTMP與紙漿混合，所有試驗中使用的其余紙漿均為硫酸鹽型化學長纖維紙漿。將HT-CTMP和CTMP按總纖維重量計20、40、54和60％的對應量混合。所采用的CTMP從strand獲得，松厚密度為約2.7cm3/g，游離度為500mLCSF，碎片含量(Sommerville)為0.1％，張力指數為約28kNm/kg，Bauer McNett長纖維(＞30目)含量為約62％，Bauer McNett短纖維(＜200目)含量為約15％，和撕裂指數為約9.5m2/kg。
使用了兩種不同品質的HT-CTMP，I和II，其中I松厚較多。HT-CTMP I松厚度為4.25cm3/g，游離度為735mL CSF，碎片含量(Sommerville)為0.36％，張力指數為14kNm/kg，Bauer McNett長纖維(＞30目)含量為71％，Bauer McNett短纖維(＜200目)含量為9％和撕裂指標為6m2/kg。
HT-CTMP II松厚度為3.0cm3/g，游離度為650mL CSF，碎片含量(Sommerville)為0.1％，張力指數為22kNm/kg，Bauer McNett長纖維(＞30目)含量為65.5％，Bauer McNett短纖維(＜200目)含量為9％和撕裂指數為9m2/kg。
所用參照紙，是一種由硫酸鹽型長纖維純化學紙漿MunksjTCF-80制備的紙，這種紙漿打漿至游離度為約20-約26°SR。進行打漿處理所需要的固定能量輸入按每噸產品紙計，這意味著在化學紙漿混合度較低情況下，每公斤化學紙漿都要打漿或精練至較大程度。除了要與紙漿混合的CTMP和HT-CTMP用量外，試驗過程所有參數均保持不變。調節隨紙皺褶過程一起輸送的化學藥劑噴淋量，以達到對Yankee圓筒正確附著。
用流漿箱稠度為0.1-0.3％(按干纖維重量計)的纖維備料進行試驗。一種濕強度劑也加入到纖維原料中。原料送到絹紙機的流漿箱，并在金屬絲網上生成紙網。生成的紙網經脫水、預干燥并傳送到Yankee圓筒，在那紙網再次干燥后借助刮刀在圓筒上皺褶。
該技術領域中熟練人員會知道，絹紙可以在各種類型造紙機上生產，以及為賦予所需要柔軟度的紙皺褶過程可以在那用如通空氣干燥的方法來代替。據了解，根據本申請文件包含的發明，可以借助所有方法生產絹紙。
干燥生成的紙網在皺褶之前單位面積重量通常為12-30g/m2，皺褶之后單位面積重量為16-45g/m2。
對所生產紙與單位面積重量、厚度、松厚度、干濕強度、吸濕和液體分散速度等有關的品質進行了測定，所獲得的數值如下面表1-3所示。以下表所指出的品質是用標準SCAN或SIS法測定的。表中給出的測量值是測量三個不同樣品獲得值的平均值。
表1表示用不同量的CTMP和兩種不同品質HT-CTMP與紙漿混合，生產出紙的單位面積重量、厚度和松厚度。由純化學紙漿生產出的紙用作參照。
表1
圖1表示松厚度分別是CTMP、HT-CTMP I和II混合度的函數。由圖可見，當混合度為約20％和更高時，與含標準CTMP紙相比含HT-CTMP那些紙的松厚度明顯增加。用HT-CTMP I松厚度增加達到最大。
表2表示以CTMP和兩種不同品質HT-CTMP的不同混合度生產出的紙干強度和濕強度。由純化學紙漿生產出的紙用作參照。
表2
表3表示以CTMP和兩種不同品質HT-CTMP不同混合度生產出的紙，在長(x)、寬(y)和厚(z)方向上吸濕和液體分散性質(WAT)。由純化學紙漿生產出的紙用作參照。
表3
圖2表示紙的吸濕度分別是CTMP、HT-CTMP I和II混合度的函數。與含標準CTMP紙相比，含HT-CTMP紙的吸濕度隨混合度增加而增加更多。含HT-CTMP I的紙吸濕度最大。
圖3a-c說明紙沿長、寬和厚方向的分散速度分別是CTMP、HT-CTMP I和II混合度的函數。由圖可見，沿紙長向(x-方向)分散速度隨HT-CTMP，特別是HT-CTMP I的混合度增加而增加，然而分散速度隨CTMP混合度增加而降低。沿橫向(y-方向)分散速度隨CTMP和HT-CTMP混合度增加都增加，但是HT-CTMP增加更多而HT-CTMP I增加最多。沿厚度方向(z-方向)分散速度隨CTMP混合度增加而下降。HT-CTMP II的分散速度大體不變，而HT-CTMPI的則明顯增加。高的分散速度意味著紙的總吸濕能力可較好和較快的利用，并因此是一個重要功能。
總之可以說，絹紙中混合至少20％，優選至少25％(重量)的HT-CTMP會導致如松厚、吸濕性和液體分散能力等有關重要性質意外高品質增長。然而，類似于CTMP，紙的干和濕強度隨HT-CTMP混合度增加而降低。為了達到可接受的強度水平，推薦紙中要含有至少10％(重量)，優選至少20％(重量)的強度品質良好紙漿，如化學紙漿或再循環紙漿。化學紙漿優選為硫酸鹽型軟木紙漿。其它類型纖維也可以包含在內，如力學紙漿、熱力學紙漿、化學熱力學紙漿和化學短纖維紙漿等。也應該提到，若低強度紙可以被接受，也可以生產含多于90％和甚至高達100％HT-CTMP的柔軟紙。
紙中的化學紙漿優選打漿至濾阻性能為20-45°SR，優選為22-30°SR，然而HT-CTMP紙漿不打漿或打漿至游離度為至低600mLCSF。如果兩種紙漿，即化學紙漿和HT-CTMP紙漿一起打漿至基本同樣的濾阻性能，HT-CTMP的大部分改善松厚和改善吸水性質大體上就會失去。
已知絹紙制造業采用一種多層箱，在不同層鋪不同類型紙漿。鑒于HT-CTMP良好吸濕性和液體分散性能，根據所要求紙的主要性質HT-CTMP可以鋪在上述不同層的中間層或最外層。
當要求總吸濕容量高時，HT-CTMP任選與其它紙漿如化學紙漿混合，優選組成中間層，而外層包含強度性質良好的紙漿，如化學紙漿和/或再循環纖維紙漿，其含量優選至少為81％(重量)，更優選為85％(重量)。中心層所包含的HT-CTMP，優選其含量為至少20％(重量)。
當要求紙主要具有快速吸濕性質時，任選與例如化學紙漿和/或再循環纖維紙漿混合的HT-CTMP適宜放在最外層，同時，化學紙漿和/或再循環纖維紙漿含量優選為至少81％(重量)，更優選85％(重量)的中間層會提供所需要的強度。在最外層優選包含HT-CTMP，其含量為至少20％(重量)。
多層紙也可由其它類型紙漿，如力學紙漿、熱力學紙漿、化學熱力學紙漿和化學短纖維紙漿等混合物組成。
權利要求
1.含有一定量化學熱力學型紙漿(CTMP)的柔軟松厚的吸濕紙，其特征在于該紙含有至少20％(重量)按總纖維重量計的高溫化學熱力學紙漿(HT-CTMP)，并具有如下性質根據Bauer McNett分級，長纖維含量為60-75％(留在30目篩網上的纖維)，根據Bauer McNett分級，細料含量為至多14％(通過200目篩網的纖維)，游離度為至少600mL CSF，碎片含量低于0.5％，優選低于0.25％，且張力指數為至少10kNm/kg；和該紙也含有至少10％(重量)強度性質良好的紙漿，如化學紙漿和/或再循環纖維紙漿。
2.根據權利要求1或權利要求2的紙，其特征在于該紙的松厚度至少為5.5cm3/g。
3.根據權利要求1或權利要求2的紙，其特征在于該紙含有高達55％(重量)的再循環纖維。
4.根據一項或多項的前述權利要求的紙，其特征在于該紙含有硫酸鹽型軟木紙漿類型的化學紙漿。
5.根據一項或多項的前述權利要求的紙，其特征在于該紙含有已打漿至瀘阻性能為至少20，優選至少22°SR，而該紙包含的高溫化學熱力學紙漿或者不打漿，或者打漿至游離度為至少600mL CSR。
6.根據上述一項或多項權利要求的紙，其特征在于該紙是多層紙，其中至少一層含有至少20％(重量)的高溫化學熱力學紙漿，和至少另一層含有與前者一層纖維成分不同的纖維成分。
7.根據權利要求6的紙，其特征在于最后所述的一層/多層含有至少81％，優選85％的強度性質良好的紙漿，優選是化學紙漿。
全文摘要
柔軟松厚吸水紙含有至少20%(重量)按總纖維重量計的高溫化學熱力學紙漿(HT－CTMP)。該紙也含有至少10%(重量)的強度性質良好的紙漿,如化學紙漿和/或再循環纖維紙漿,且松厚度為至少5.5cm
文檔編號D21H11/00GK1207783SQ96199
公開日1999年2月10日 申請日期1996年11月21日 優先權日1995年11月24日
發明者H·瓦倫紐斯, B·努德奎斯特 申請人:斯卡衛生紙股份公司