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包括非木材纤维的绵纸材料和绵纸产品

申请号 CN202180100357.5 申请日 2021-07-09 公开(公告)号 CN117616171A 公开(公告)日 2024-02-27
申请人 爱适瑞卫生健康产品有限公司; 发明人 H-J·兰布; E·金茨; A·布奥布; M·A·查菲丁;
摘要 单 片层 绵纸材料,其具有小于40gsm的基重和至少3g/g的吸收性,其包括非木材绵纸片层,所述非木材绵纸片层包括非木材绵纸片层的干重的至少10%的量的非木材 纤维 素浆纤维。本 发明 进一步涉及单片层绵纸产品和多片层绵纸产品。
权利要求

1.单片层绵纸材料,其具有小于40gsm的基重和至少3g/g的吸收性,所述单片层绵纸材料包括非木材绵纸片层,所述非木材绵纸片层:
包括以所述非木材绵纸片层的干重的至少10%的量存在的非木材纤维素浆纤维。
2.根据权利要求1所述的单片层绵纸材料,其中所述绵纸材料具有至少4g/g的吸收性。
3.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料,其中所述绵纸材料具有至少
5g/g的吸收性。
4.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料,其通过CWP(常规湿压)技术制造。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的单片层绵纸材料,其通过结构化绵纸技术制造并且具有至少6g/g的吸收性。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的单片层绵纸材料,其通过结构化绵纸技术制造并且具有至少7g/g的吸收性。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的单片层绵纸材料,其通过结构化绵纸技术制造并且具有至少8g/g的吸收性。
8.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料,其中所述绵纸材料具有至少
60N/m的GMT拉伸强度。
9.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料,其中所述绵纸材料具有至少
70N/m的GMT拉伸强度。
10.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料,其中所述绵纸材料具有至少
80N/m的GMT拉伸强度。
11.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料,其具有小于30gsm的基重。
12.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料,其具有小于25gsm的基重。
13.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料,其具有大于10gsm的基重。
14.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料,其具有大于15gsm的基重。
15.单片层绵纸产品,其包括根据权利要求1至14中任一项所述的单片层绵纸材料。
16.多片层绵纸产品,其包括两个片层或更多片层,其中各片层的平均基重小于40gsm,并且所述多片层绵纸产品具有至少4g/g的吸收性,其中至少一个片层为非木材绵纸片层,所述非木材绵纸片层:
包括所述非木材绵纸片层的干重的至少10%的量的非木材纤维素浆纤维。
17.根据权利要求16所述的多片层绵纸产品,其中所述多片层绵纸产品具有至少5g/g的吸收性。
18.根据权利要求16或17所述的多片层绵纸产品,其中所述多片层绵纸产品具有至少
6g/g的吸收性。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的多片层绵纸产品,其中所述多片层绵纸产品的至少一个片层通过CWP(常规湿压)技术制造。
20.根据前述权利要求中任一项所述的多片层绵纸产品,其中所述多片层绵纸产品的至少一个片层通过结构化绵纸技术制造,并且所述多片层绵纸产品具有至少7g/g的吸收性。
21.根据前述权利要求中任一项所述的多片层绵纸产品,其中所述多片层绵纸产品的至少一个片层通过结构化绵纸技术制造,并且所述多片层绵纸产品具有至少8g/g的吸收性。
22.根据前述权利要求中任一项所述的多片层绵纸产品,其中所述多片层绵纸产品的至少一个片层通过结构化绵纸技术制造,并且所述多片层绵纸产品具有至少9g/g的吸收性。
23.根据除了权利要求19之外的前述权利要求中任一项所述的多片层绵纸产品,其中所述多片层绵纸产品的所有片层通过结构化绵纸技术制造。
24.根据权利要求16至23中任一项所述的多片层绵纸产品,
其中所述多片层绵纸产品具有至少100N/m的GMT拉伸强度。
25.根据权利要求16至24中任一项所述的多片层绵纸产品,
其中所述多片层绵纸产品具有至少120N/m的GMT拉伸强度。
26.根据权利要求16至25中任一项所述的多片层绵纸产品,其中所述多片层绵纸产品具有至少150N/m的GMT拉伸强度。
27.根据权利要求16至26中任一项所述的多片层绵纸产品,其中所述多片层绵纸产品中的片层的至少50%为非木材绵纸片层,每个非木材绵纸片层:
包括所述非木材绵纸片层的干重的至少10%的量的非木材纤维素浆纤维。
28.根据权利要求16至27中任一项所述的多片层绵纸产品,其中所述多片层绵纸产品中的所有片层都是非木材绵纸片层,每个非木材绵纸片层:
包括所述非木材绵纸片层的干重的至少10%的量的非木材纤维素浆纤维。
29.根据权利要求16至28中任一项所述的多片层绵纸产品,所述多片层绵纸产品包括所述非木材绵纸产品的干重的至少10%的量的非木材纤维素浆纤维。
30.根据权利要求16至29中任一项所述的多片层绵纸产品,所述多片层绵纸产品包括所述非木材绵纸产品的干重的至少15%的量的非木材纤维素浆纤维。
31.根据权利要求16至30中任一项所述的多片层绵纸产品,所述多片层绵纸产品包括所述非木材绵纸产品的干重的至少20%的量的非木材纤维素浆纤维。
32.根据权利要求16至31中任一项所述的多片层绵纸产品,其中所述多片层绵纸材料或多片层绵纸产品包括两个至五个片层。
33.根据权利要求16至32中任一项所述的多片层绵纸产品,其中所述多片层产品的每个片层包括相同量的非木材纤维素浆纤维。
34.根据权利要求16至33中任一项所述的多片层绵纸产品,其中至少两个片层包括不同量的非木材纤维素浆纤维。
35.根据权利要求16至34中任一项所述的多片层绵纸产品,其中所述至少一个非木材绵纸片层为所述多片层绵纸材料的外片层。
36.根据权利要求35所述的多片层绵纸产品,其中所述多片层绵纸材料包括至少两个非木材绵纸片层,所述非木材绵纸片层形成所述多片层绵纸产品的第一外片层和第二外片层。
37.根据权利要求16至36中任一项所述的多片层绵纸产品,其中所述非木材绵纸片层由根据权利要求1至14中任一项所述的单片层绵纸材料形成。
38.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,其中所述非木材纤维素浆纤维含有至少15%的半纤维素。
39.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,其中所述非木材纤维素浆纤维含有不多于15%的木质素。
40.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,其中所述非木材纤维素浆纤维具有小于1700μm的平均纤维长度。
41.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,其中所述非木材纤维素浆纤维具有小于1200μm的平均纤维长度。
42.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,其中所述非木材纤维素浆纤维具有小于900μm的平均纤维长度。
43.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,其中所述非木材纤维素纤维具有大于3000m的断裂长度。
44.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,其中所述非木材纤维素纤维具有大于3.7的断裂长度/平均纤维长度比率。
45.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,其中所述非木材纤维素纤维具有大于4.0的断裂长度/平均纤维长度比率。
46.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,其中所述非木材纤维素纤维具有大于4.5的断裂长度/平均纤维长度比率。
47.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,其中所述非木材纤维素浆纤维衍生自禾本科的成员,例如衍生自小麦秆、稻秆、大麦秆、燕麦秆、黑麦草、肋木狗牙根、芦竹、芒草、竹子、甘蔗渣和/或高粱
48.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,其中所述非木材纤维素浆纤维衍生自大麻科的成员,例如衍生自大麻和/或啤酒花。
49.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,其中所述非木材纤维素浆纤维是农业废弃物或副产物,例如衍生自例如以上示例的禾本科和/或大麻科的农业废弃物或副产物,包括来自小麦秆、稻秆、大麦秆、燕麦秆、黑麦草、甘蔗渣、大麻或啤酒花的农业废弃物或副产物,和/或其中所述非木材纤维素浆纤维衍生自例如香蕉收获残余物(属于芭蕉科)、菠萝残余物(属于凤梨科)、坚果壳废弃物、来自龙舌兰的蔗渣、啤酒花残余物和/或玉米秸秆。
50.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,其中所述非木材纤维素浆纤维衍生自洋麻(属于锦葵科)、柳枝稷、肉质植物、苜蓿(属于豆科)、亚麻秆(属于亚麻科)、棕榈果(油棕属或棕榈科)和/或鳄梨(樟科)。
51.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,其中所述非木材绵纸片层或多个非木材绵纸片层包括至少15%的量的所述非木材纤维素浆纤维。
52.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,其中所述非木材绵纸片层或多个非木材绵纸片层包括至少20%的量的所述非木材纤维素浆纤维。
53.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,其中所述非木材绵纸片层或多个非木材绵纸片层包括以干重计小于70%的量的所述非木材纤维素浆纤维。
54.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,其中所述非木材绵纸片层或多个非木材绵纸片层包括以干重计小于60%的量的所述非木材纤维素浆纤维。
55.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,其中所述非木材绵纸片层进一步包括木浆纤维,例如硬木纤维素浆纤维和/或软木纤维素浆纤维。
56.根据权利要求55所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,其中所述非木材绵纸片层包括木浆纤维,所述木浆纤维的量使得所述木浆纤维的量加上非木材纤维的量构成所述非木材绵纸片层的100%干重。
57.根据权利要求55或56所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,其中所述非木材绵纸片层中的所述木浆纤维的硬木/软木干重比例小于95/5。
58.根据权利要求55至57中任一项所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,其中所述非木材绵纸片层中的所述木浆纤维的硬木/软木干重比例小于90/10。
59.根据权利要求55至58中任一项所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,其中所述非木材绵纸片层中的所述木浆纤维的硬木/软木干重比例小于80/20。
60.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,其中所述非木材纤维素浆纤维存在于整个所述非木材绵纸片层或多个非木材绵纸片层中。
61.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,其中所述非木材绵纸片层或多个非木材绵纸片层包括两个或更多层,并且至少一个层包括非木材纤维素浆纤维。
62.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,所述非木材绵纸片层或多个非木材绵纸片层通过常规湿压技术(CWP)制造。
63.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,所述非木材绵纸片层或多个非木材绵纸片层通过结构化绵纸技术例如TAD(通气干燥)、ATMOS、纹理化NTT、UCTAD、eTAD、QRT或PrimeLineTEX制造。
64.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,其中一部分或全部非木材纤维素浆纤维是从未干燥过的非木材纤维素浆纤维。
65.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,其包括软木纤维素浆纤维,并且其中一部分或全部软木纤维素纤维是从未干燥过的软木纤维素浆纤维。
66.根据前述权利要求中任一项所述的单片层绵纸材料、单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,其包括硬木纤维素浆纤维,并且其中一部分或全部硬木纤维素纤维是从未干燥过的硬木纤维素浆纤维。
67.根据权利要求15至66中任一项所述的单片层绵纸产品或多片层绵纸产品,所述绵纸产品用于个人卫生,例如厕纸、手擦拭品、餐巾纸、面部擦拭品、手帕,或者所述绵纸产品为厨房巾或工业擦拭品。

说明书全文

包括非木材纤维的绵纸材料和绵纸产品

技术领域

[0001] 本公开涉及包括非木材纤维的绵纸材料、单片层绵纸产品以及多片层绵纸产品。

背景技术

[0002] 绵纸材料在现代社会中得到广泛使用。厕纸和纸巾诸如手巾或家用(厨房)巾、面部绵纸、绵纸手帕、餐巾以及工业擦拭品是主要的商品。这些产品典型地由包括木材纤维、诸如硬木和软木纤维的造纸浆制成。
[0003] 在下文中,“绵纸产品”涉及基于纤维素填料的吸收性纸产品,在该技术领域中,其也被称为绵纸材料或绵纸基础片材。
[0004] 绵纸材料被定义为具有低基重的软吸收性纸材料,例如每个片层8至45g/m2、优选2 2
地10至35g/m的基重。多片层绵纸产品的总基重可以优选地达到最大110g/m ,更优选地达
2 3 3
到最大80g/m。其密度典型地低于0.6g/cm,优选地低于0.30g/cm,并且更优选地在0.02g/
3 3
cm与0.20g/cm 的范围内。绵纸材料的制造与常规纸制造(例如印刷纸制造)的区别在于其相对低的基重和相对高的拉伸能量吸收指数(参见ISO 12625‑4)。常规的纸和绵纸在弹性模量方面也大体上不同,弹性模量表征作为材料参数的这些大体上平面的产品的应/应变特性。
[0005] 包含在绵纸中的纤维主要是纤维素纤维,诸如来自化学浆(例如皮纸或亚硫酸盐)或机械浆(例如磨木浆、热机械浆、化学‑机械浆和/或化学‑热机械浆/CTMP)的浆纤维。可使用从落叶(硬木)和针叶(软木)二者得到的浆。纤维也可来自非木植物,例如谷类、竹子、黄麻或剑麻。纤维或纤维的一部分可以是再生纤维,其可以属于上述类别中的任何一种或全部。纤维可用添加剂处理,例如填料、软化剂,诸如但不限于季铵化合物和结合剂、常规的干强度剂、临时湿强度剂或湿强度剂,以促进初始造纸或调节其性能。
[0006] 特别用作卫生或擦拭产品的绵纸产品主要包括所有类型的绵纸材料,包括干起皱绵纸材料、湿起皱绵纸材料、NTT(平坦的)、TAD纸材料(通气干燥)、基于结构化或纹理化技术诸如ATMOS、NTT(纹理化)、UCTAD、eTAD、QRT、PrimeLineTEX等的绵纸材料,以及纤维素或浆填料,或其组合、层压体或混合物。这些卫生和擦拭产品的典型特性包括吸收拉伸应力能量的能力、其悬垂性、良好的类似纺织品的柔韧性、通常称为松厚柔软度、高表面柔软度以及具有可察觉厚度的高比容的特性。期望液体吸收性尽可能高,并且取决于应用,期望产品外表面具有合适的湿强度和干强度以及吸引人的视觉外观。这些特性,尤其是允许这些卫生和擦拭产品被用作例如清洁擦拭品诸如挡玻璃清洁擦拭品、工业擦拭品、厨房用纸或类似物;用作卫生产品,诸如例如浴室绵纸、手帕、家用毛巾、毛巾及类似物;用作化妆擦拭品,诸如例如面巾以及作为餐巾或餐巾纸,仅提及可以使用的一些产品。此外,卫生和擦拭产品可以是干燥的、潮湿的、湿润的、印刷的或以任何方式预处理的。另外,卫生和擦拭产品可以以任何合适的方式被折叠、交错或单独放置、堆叠或卷起、连接或不连接。
[0007] 上述产品可用于个人和家庭用途以及商业和工业用途。它们适于吸收流体、去除灰尘以及用于其它清洁目的。
[0008] 如果绵纸材料要由浆制成,则该工艺本质上包括成形步骤,该成形步骤包括流浆箱和成形网部段以及干燥部段,例如包括在扬克式烘缸上的通气干燥或常规干燥。制造工艺还可包括用于绵纸的起皱工艺,并且最终典型地包括监控和卷绕区域。
[0009] 绵纸材料可通过将纤维以定向或随机方式放置在造纸机的一个连续旋转的无端的网或毡上或两个连续旋转的无端的网或毡之间,同时除去而形成。
[0010] 通过机械和热装置在一个或更多步骤中对形成的初级纤维性幅材进行进一步的脱水和干燥,直到最终的干固体含量通常已达到约90%‑99%。
[0011] 在起皱的绵纸材料制作的情况下,这个阶段之后是起皱工艺,其影响常规工艺中的成品绵纸产品的特性。常规的干起皱工艺涉及在通常为3.0m至6.5m直径的烘缸上、即所谓的扬克式烘缸上借助起皱刮刀使原料绵纸的上述最终干固体含量起皱。如果对绵纸质量的要求较低,也可以使用湿起皱。起绉的、最终干燥的绵纸材料即所谓的基础绵纸,然后可用于进一步加工成绵纸产品。
[0012] 代替上述常规的绵纸制作工艺,使用改进的技术是可能的,其中通过特殊种类的干燥实现比容的改进,这导致绵纸材料的例如纸厚、松厚度、柔软度等的改进。该工艺存在于各种亚型中,在本文中总体上称为结构化绵纸技术。结构化绵纸技术的示例是TADNTT(纹理化)、UCTAD、eTAD、QRT、PrimeLineTex等。
[0013] 从绵纸材料到成品绵纸产品的加工步骤发生在加工机(转化机器)中,其包括诸如展开绵纸材料(基础绵纸)、压延绵纸、层压、印刷或压花的操作。
[0014] 可以通过化学性质(例如通过粘合剂结合)或机械性质(例如通过滚花或所谓的边缘压花)或两者的组合操作将若干片层组合在一起。用于将各片层组合在一起的这种工艺步骤的示例将在下面更详细地描述。
[0015] 此外,加工成成品绵纸产品可涉及例如纵向切割、折叠、横向切割等。此外,可将单独的绵纸产品定位并放在一起以形成可单独包装的堆叠。这种加工步骤也可包括施加如香料、洗剂、软化剂或其它化学添加剂的物质。
[0016] 当使用粘合剂结合将若干片层组合在一起时,粘合剂膜被沉积在片层中的至少一个的一些或全部表面之上,然后经粘合剂处理的表面被放置为与至少一个其它片层的表面接触
[0017] 当使用机械结合将若干片层组合在一起时,可以通过滚花、通过压缩、通过边缘压花、联合压花和/或超声将各片层组合在一起。
[0018] 机械和粘合剂结合也可以被组合以将若干片层组合在一起以形成多片层产品。
[0019] 压花是为了将片材的形状从平坦的变成成形的,使得存在从表面的其余部分凸起和/或凹入的区域。因此,其构成先前相对平坦的片材的变形,并且导致具有特定浮雕(relief)的片层。在大多数情况下,在压花之后,与其初始厚度相比,片层或多个片层的厚度增加。
[0020] 在压花辊与砧辊之间进行压花工艺。压花辊可在其圆周表面上具有凸起或凹陷,导致纸幅材中的压花凸起/凹陷。砧辊可以比对应的压花辊软,并且可以由橡胶、诸如天然橡胶或者塑料材料、纸或组成。如果砧辊由较软的材料如橡胶制成,则通过较软的辊的变形可以在压花辊(例如钢辊)与砧辊之间形成接触区域/辊隙。
[0021] 通过压花,图案可以被施加到绵纸以实现装饰性和/或功能性目的。
[0022] 功能性目的可以是改进卫生纸产品的特性,即,压花可以改进产品厚度、吸收性、松厚度、柔软度等。
[0023] 功能性目的还可以是在多片层产品中提供与另一片层的接合。
[0024] 绵纸产品显示出许多物理特性,这些物理特性对于它们用作例如厕纸、手巾、厨房巾、面部绵纸、手帕、餐巾、擦拭品或类似物是重要的。这种特性的示例是其强度、柔软度和吸收性(主要针对水性系统)。鉴于绵纸产品的预期用途,总体上调节这些物理特性以满足普通消费者需求。
[0025] 例如,期望绵纸产品具有吸收性以便于适合于其目的,诸如用于擦拭液体或湿气、清洁等。
[0026] 例如,绵纸产品需要至少在使用一段时间内保持其强度,例如用于擦拭液体或水分。
[0027] 同时,由于绵纸产品可能旨在与身体和皮肤紧密接触,因此存在关于触觉特性诸如柔软度的要求。因此,期望绵纸产品应表现出足够的柔软度以确保消费者的舒适性。
[0028] 因此,期望提供一种在所要求的特性之间提供良好平衡的绵纸产品。例如,期望提供一种实现令人满意的吸收性、强度和/或柔软度的绵纸产品。
[0029] 此外,期望减少制造绵纸产品的木材纤维的消耗。这种期望是由例如木材纤维上升的成本、涉及可持续的森林管理的担忧和其它环境原因诸如足迹而提倡的。
[0030] 为此,已经尝试用例如再循环纤维和/或非木材纤维代替绵纸产品中的一些或全部木材纤维。然而,由于浆中的纤维含量将自然地影响所得绵纸材料的上述物理特性,因此用浆中的其它纤维代替原木材纤维并不复杂。
[0031] 从而,鉴于一个或更多上述期望,存在对于绵纸产品的改进和/或替代的需求。发明内容
[0032] 本发明的目的是满足对于改进和/或替代的所述需求。
[0033] 为此,本文中提出在绵纸材料和绵纸产品中使用非木材纤维素浆纤维。
[0034] 非木材纤维素浆纤维可以是化学浆纤维。
[0035] 可选地,非木材纤维素浆纤维可以是从未干燥过的纤维。“从未干燥过的”在本文中是指纤维在绵纸制造工艺中使用之前没有经过干燥。据信,从未干燥过的非木材纤维素浆纤维可有助于使非木材纤维素浆纤维适用于绵纸材料和绵纸产品。
[0036] 可选地,非木材纤维素浆纤维含有至少15%的半纤维素。据信,这种半纤维素含量可有助于非木材纤维素浆纤维适用于绵纸材料和绵纸产品。
[0037] 可选地,非木材纤维素浆纤维含有不多于15%的木质素。例如,非木材纤维素浆纤维可以含有不多于12%的木质素。在又一个示例中,非木材纤维素浆纤维可以含有不多于10%的木质素。据信,这种木质素含量可有助于非木材纤维素浆纤维适用于绵纸材料和绵纸产品。
[0038] 例如,非木材纤维素浆纤维可以含有至少15%的半纤维素和不多于15%的木质素,诸如不多于12%的木质素或不多于10%的木质素。
[0039] 可选地,非木材纤维素浆纤维被预处理,以获得期望量的木质素和/或半纤维素。
[0040] 此外,非木材纤维素浆纤维可以具有相对低的平均纤维长度。
[0041] 可选地,非木材纤维素浆纤维可具有小于1700μm的平均纤维长度。
[0042] 可选地,非木材纤维素浆纤维可具有小于1200μm的平均纤维长度。
[0043] 可选地,非木材纤维素浆纤维可具有小于1000μm的平均纤维长度。
[0044] 可选地,非木材纤维素浆纤维可具有小于900μm的平均纤维长度。
[0045] 此外,据信具有相对高的断裂长度的非木材纤维素浆纤维可有助于使非木材纤维素浆纤维适用于绵纸材料和绵纸产品。断裂长度是在制浆工艺之后对非木材纤维素浆纤维测量的非木材纤维素浆纤维的初始断裂长度。
[0046] 可选地,非木材纤维素纤维具有大于3000m的断裂长度。
[0047] 例如,非木材纤维素纤维可以具有大于3000m的断裂长度,以及小于1700μm、诸如小于1200μm或小于900μm的平均纤维长度。
[0048] 而且,据信具有断裂长度与平均纤维长度之间相对高的比率的非木材纤维素浆纤维可有助于使非木材纤维素浆纤维适用于绵纸材料和绵纸产品。
[0049] 可选地,非木材纤维素纤维具有大于3.7的断裂长度/平均纤维长度。
[0050] 可选地,非木材纤维素纤维具有大于4.0的断裂长度/平均纤维长度的比率。
[0051] 可选地,非木材纤维素纤维具有大于4.5的断裂长度/平均纤维长度的比率。
[0052] 例如,非木材纤维素纤维可以具有大于5、诸如大于5.5的断裂长度/平均纤维长度的比率。
[0053] 例如,非木材纤维素纤维可以具有大于3.7、诸如大于4的断裂长度/平均纤维长度的比率,并且平均纤维长度小于1700μm,诸如如小于1200μm、小于1000μm或小于900μm。
[0054] 为了比较,可以提及的是,不同类型的常规硬木和软木浆显示出比上述对于非木材纤维素纤维所建议的那些更低的断裂长度/平均纤维长度的比率。这也适用于从未干燥过的硬木和软木浆的示例。对于不同类型的硬木和软木浆计算的平均比率在下表中示出。
[0055] 浆的类型 平均比率BEK 2.4
BHK 2.0
BSK 1.0
BSS 0.6
NBHK 2.3
NBSK 1.2
从未干燥过的HW 0.9
从未干燥过的SW 1.0
[0056] (BEK–漂白桉木牛皮纸、BHK–漂白硬木牛皮纸、BSK–漂白软木牛皮纸、BSS–漂白软木亚硫酸盐、北方漂白硬木牛皮纸、北方漂白软木牛皮纸。从未干燥过的硬木(HW)和软木(SW)是亚硫酸盐。)
[0057] 而且,已经发现若干类型的先前使用的非木材纤维素浆纤维显示出比以上提出的更低的断裂长度/平均纤维长度的比率。例如,发现干燥过的蔗渣纤维浆的受测试样品具有2.6的平均比率,干燥过的竹纤维浆具有1.2的平均比率,并且干燥过的小麦纤维浆具有3.5的平均比率。
[0058] 例如,非木材纤维素纤维可以是从未干燥过的非木材纤维素浆纤维,并且非木材纤维素纤维可以具有大于3.7、诸如大于4.0或大于4.5的断裂长度/平均纤维长度的比率。
[0059] 本文中提出的非木材纤维素浆纤维可以与硬木纤维素浆纤维和/或软木纤维素浆纤维一起使用。
[0060] 如上所述,可选地,一部分或全部非木材纤维素浆纤维是从未干燥过的非木材纤维素浆纤维。
[0061] 可选地,非木材纤维素纤维与软木纤维素浆纤维一起使用。在这种情况下,一部分或全部软木纤维素纤维可以是从未干燥过的软木纤维素浆纤维。
[0062] 例如,软木纤维素纤维可以包括从未干燥过的硬木纤维素浆纤维和/或干燥过的软木纤维素浆纤维。
[0063] 可选地,非木材纤维素纤维与硬木纤维素浆纤维一起使用。在这种情况下,一部分或全部硬木纤维素纤维可以是从未干燥过的硬木纤维素浆纤维。
[0064] 例如,硬木纤维素浆纤维可以包括从未干燥过的硬木纤维素浆纤维和/或干燥过的硬木纤维素浆纤维。
[0065] 可选地,本文中提出的非木材纤维素浆纤维可以通过由非加压工艺处理而实现。
[0066] 可选地,本文中提出的非木材纤维素浆纤维可以通过不使用硫的工艺处理而实现。
[0067] 例如,非木材纤维素浆纤维可以通过使用与EP2048281A1、EP2247781B1、US20130129573A1、EP2034090A1、US20110281298A1和/或US20130129573A1描述的方法类似的方法处理而实现。
[0068] 另外地或可替代地,非木材纤维素浆纤维可以通过使用与WO2020264311A1、WO2020264322A1、US20190091643A1、US2592983中描述的方法类似的方法处理而实现。
[0069] 例如,非木材纤维素浆纤维可以由Sustainable Fiber Technologies公司的Phoenix ProcessTM实现。
[0070] 将理解,如上所讨论的有助于非木材纤维素浆纤维适用于绵纸材料和绵纸产品的特征可以单独使用或以不同的组合使用。
[0071] 可选地,非木材纤维素浆纤维衍生自农业废弃物或副产物。
[0072] 可选地,非木材纤维素浆纤维可以衍生自禾本科的成员。例如,非木材纤维素浆纤维可以衍生自小麦秆、稻秆、大麦秆、燕麦秆、黑麦草、肋木狗牙根、芦竹、芒草、竹子和/或高粱。禾本科成员的另一示例是甘蔗,非木材纤维素浆纤维可由其衍生,例如由蔗渣衍生。
[0073] 可选地,非木材纤维素浆纤维衍生自大麻科的成员。例如,非木材纤维素浆纤维可以衍生自大麻和/或啤酒花。
[0074] 可选地,非木材纤维素浆纤维衍生自农业废弃物或副产物。例如,非木材纤维素浆纤维可以衍生自例如以上示例的禾本科和/或大麻科成员的农业废弃物或副产物,即包括来自小麦秆、稻秆、大麦秆、燕麦秆、黑麦草、甘蔗蔗渣、大麻或啤酒花的农业废弃物或副产物。在另一示例中,非木材纤维素浆纤维可以衍生自农业废弃物或副产物,诸如香蕉收获残余物(属于芭蕉科)、菠萝残余物(属于芭蕉科)、来自龙舌兰的蔗渣、坚果壳废弃物、啤酒花残余物和/或玉米秸秆。
[0075] 可选地,非木材纤维素浆纤维衍生自洋麻(属于锦葵科)、柳枝稷、肉质植物、苜蓿(属于豆科)、亚麻秆(属于亚麻科)、棕榈果(油棕属或棕榈科)和/或鳄梨(樟科)。
[0076] 可选地,非木材纤维素浆纤维衍生自小麦秆、稻秆、大麦秆、燕麦秆、黑麦草、肋木狗牙根、芦竹、芒草、竹子、高粱、香蕉收获残余物(属于芭蕉科)、菠萝残余物(属于凤梨科)、坚果壳废弃物、来自龙舌兰的蔗渣、啤酒花残余物和/或玉米秸秆。
[0077] 可选地,非木材纤维素浆纤维衍生自小麦秸秆、燕麦秸秆、大麦秸秆和/或黑麦草。例如,非木材纤维素浆纤维可以衍生自小麦秸秆、燕麦秸秆、大麦秸秆和/或黑麦草的农业废弃物或副产物。
[0078] 例如,非木材纤维素浆纤维可以衍生自小麦秆,诸如衍生自小麦的农业废弃物或副产物。
[0079] 可选地,非木材纤维素浆纤维衍生自糖制造的残余物。例如,非木材纤维素浆纤维可以是来自甜菜的残余物。
[0080] 可选地,非木材纤维素浆纤维衍生自蔗渣。
[0081] 可选地,非木材纤维素浆纤维衍生自龙舌兰。例如,非木材纤维素浆纤维可以衍生自龙舌兰糖浆制造的残余物或衍生自龙舌兰渣。
[0082] 尽管本公开主要涉及由非木材纤维制成的绵纸,但应理解,本文中描述的非木材纤维素浆纤维也可发现用于其它应用,例如用于伤口护理,用于吸收性物品例如尿布、卫生巾和失禁物品,用于美容护理和/或用于非织造材料和产品。
[0083] 本文中,如上描述的非木材纤维素浆纤维被建议用于形成非木材绵纸片层,其包括非木材纤维素浆纤维,其量为非木材绵纸片层的干重的至少10%。
[0084] 可选地,所述非木材绵纸片层包括非木材纤维素浆纤维,其量为非木材绵纸片层干重的至少15%。
[0085] 可选地,所述非木材绵纸片层包括非木材纤维素浆纤维,其量为非木材绵纸片层干重的至少20%。
[0086] 可选地,所述非木材绵纸片层包括非木材纤维素浆纤维,其量为非木材绵纸片层干重的至少30%。
[0087] 可选地,所述非木材绵纸片层包括非木材纤维素浆纤维,其量为非木材绵纸片层干重的至少40%。
[0088] 可选地,所述非木材绵纸片层包括非木材纤维素浆纤维,其量为非木材绵纸片层干重的20%‑50%。
[0089] 可选地,所述非木材绵纸片层包括非木材纤维素浆纤维,其量为非木材绵纸片层干重的25%‑35%。
[0090] 可选地,所述非木材绵纸片层包括非木材纤维素浆纤维,其量为小于非木材绵纸片层干重的70%。
[0091] 可选地,所述非木材绵纸片层包括非木材纤维素浆纤维,其量为小于非木材绵纸片层干重的60%。
[0092] 可选地,非木材绵纸片层进一步包括木浆纤维,诸如硬木纤维素浆纤维和/或软木纤维素浆纤维。
[0093] 可选地,非木材绵纸片层进一步包括一定数量的木浆纤维,使得木浆纤维的量加上非木材纤维的量构成绵纸片层的100%干重。
[0094] 可选地,非木材绵纸片层中木浆纤维的硬木/软木干重比例小于95/5。
[0095] 可选地,非木材绵纸片层中木浆纤维的硬木/软木干重比例小于90/10。
[0096] 可选地,非木材绵纸片层中木浆纤维的硬木/软木干重比例小于80/20。
[0097] 例如,非木材绵纸片层中木浆纤维的硬木/软木干重比例可以大于或等于0/100。
[0098] 例如,非木材绵纸片层中木浆纤维的硬木/软木干重比例可以在70/30至30/70的范围内。
[0099] 例如,非木材绵纸片层中木浆纤维的硬木/软木干重比例可以在60/40至40/60的范围内。
[0100] 可选地,所述非木材纤维素浆纤维存在于整个非木材绵纸片层。换句话说,至少一些非木材纤维素浆纤维可以在该片层的所有部分中,例如在该片层的所有层中发现。非木材纤维素浆纤维不需要均匀分布,而是可以是例如非木材纤维素浆纤维的分层分布的结果。例如,非木材纤维素浆纤维可以均匀地分布在片层中。在另一示例中,非木材纤维素浆纤维可以不均匀地分布在片层中。
[0101] 可选地,当所述非木材绵纸片层包括两个或更多层时,非木材绵纸片层的至少一个层包括非木材纤维。例如,所述至少一个层可以是非木材绵纸片层的外层。
[0102] 可选地,当所述非木材绵纸片层包括两个或更多层时,所述两个或更多层中的每个可以包括非木材纤维。
[0103] 可选地,非木材绵纸片层通过常规湿压技术(CWP)制造。“制造”是指绵纸材料已经使用常规湿压技术制造,即绵纸材料是CWP绵纸材料。例如,绵纸材料可以是干起绉纸材料。
[0104] 可选地,非木材绵纸片层通过结构化绵纸技术制造。“制造”是指绵纸材料已经使用结构化绵纸技术制造,即绵纸材料是结构化绵纸材料。
[0105] 可选地,非木材绵纸片层通过TAD(通气干燥)技术制造。
[0106] 可选地,非木材绵纸片层通过ATMOS技术制造。
[0107] 可选地,非木材绵纸片层通过UCTAD技术制造。
[0108] 可选地,非木材绵纸片层通过NTT技术(纹理化)制造。
[0109] 可选地,非木材绵纸片层通过eTAD技术、诸如来自Valmet的Advantage eTAD技术制造。
[0110] 可选地,非木材绵纸片层通过QRT技术制造。
[0111] 可选地,非木材绵纸片层通过Primeline TEX技术制造。
[0112] 根据本发明,提供了包括如上描述的非木材绵纸片层以及如上描述的非木材纤维素浆纤维的绵纸材料和绵纸产品。
[0113] 从而,在第一方面,提供了根据权利要求1的单片层绵纸材料。从而,提供了基重小于40gsm并且吸收性至少为3g/g的包括非木材绵纸片层的单片层绵纸材料,包括非木材纤维素浆纤维的所述非木材绵纸以占非木材绵纸的干重的至少10%的量存在。
[0114] 可选地,绵纸材料具有至少4g/g的吸收性。
[0115] 可选地,绵纸材料具有至少5g/g的吸收性。
[0116] 可选地,绵纸材料通过CWP(常规湿压)技术制造。
[0117] 可选地,绵纸材料通过结构化绵纸技术制造。
[0118] 可选地,绵纸材料通过结构化绵纸技术制造并且具有至少6g/g的吸收性。
[0119] 可选地,绵纸材料通过结构化绵纸技术制造并且具有至少7g/g的吸收性。
[0120] 可选地,绵纸材料通过结构化绵纸技术制造并且具有至少8g/g的吸收性。
[0121] 可选地,结构化绵纸技术是TAD技术。
[0122] 可选地,绵纸材料具有至少60N/m的GMT拉伸强度。
[0123] 可选地,绵纸材料具有至少70N/m的GMT拉伸强度。
[0124] 可选地,绵纸材料具有至少80N/m的GMT拉伸强度。
[0125] 例如,绵纸材料可以具有至少100N/m的GMT拉伸强度。
[0126] 例如,绵纸材料可以具有至少150N/m的GMT拉伸强度。
[0127] 可选地,绵纸材料具有小于30gsm的基重。
[0128] 可选地,绵纸材料具有小于25gsm的基重。
[0129] 可选地,绵纸材料具有大于10gsm的基重。
[0130] 可选地,绵纸材料具有大于15gsm的基重。
[0131] 例如,绵纸材料可以通过CWP技术制造,并且具有15至20gsm的基重和至少5g/g的吸收性。
[0132] 例如,绵纸材料可以通过CWP技术制造,并且具有20至30gsm的基重和至少4g/g的吸收性。
[0133] 例如,绵纸材料可以通过CWP技术制造,并且具有高于30gsm的基重和至少3g/g的吸收性。
[0134] 例如,绵纸材料可以通过CWP技术制造,并且基重(gsm)×吸收性(g/g)可以为至少75(g/m 2)。
[0135] 例如,绵纸材料可以通过CWP技术制造,并且基重(gsm)×吸收性(g/g)可以为至少80(g/m 2)。
[0136] 例如,绵纸材料可以通过CWP技术制造,并且基重(gsm)×吸收性(g/g)可以为至少90(g/m 2)。
[0137] 例如,绵纸材料可以通过结构化绵纸技术制造,并且具有15至20gsm的基重和至少8g/g的吸收性。
[0138] 例如,绵纸材料可以通过结构化绵纸技术制造,并且具有20至30gsm的基重和至少7g/g的吸收性。
[0139] 例如,绵纸材料可以通过结构化绵纸技术制造,并且具有高于30gsm的基重和至少6g/g的吸收性。
[0140] 例如,绵纸材料可以通过结构化绵纸技术制造,并且基重(gsm)×吸收性(g/g)可2
以为至少120(g/m)。
[0141] 例如,绵纸材料可以通过结构化绵纸技术制造,并且基重(gsm)×吸收性(g/g)可2
以为至少140(g/m)。
[0142] 例如,绵纸材料可以通过(g/m2)技术制造,并且基重(gsm)×吸收性(g/g)可以为2
至少180(g/m)。
[0143] 可选地,绵纸材料可以具有高于0.08mm的厚度。
[0144] 可选地,绵纸材料可以具有低于0.5mm的厚度。
[0145] 在第二方面,提供了一种根据权利要求15的单片层绵纸产品。从而,提供了一种包括根据上述第一方面的单片层绵纸材料的单片层绵纸产品。
[0146] 在第三方面,提供了根据权利要求16的多片层绵纸产品,从而,提供了包括两个片层或更多片层的多片层绵纸产品,其中片层的平均基重小于40gsm,并且多片层绵纸产品具有至少4g/g的吸收性,其中至少一个片层为非木材绵纸片层,包括非木材纤维素浆纤维的所述非木材绵纸片层以非木材绵纸片层的干重的至少10%的量存在。
[0147] 可选地,多片层绵纸产品具有至少5g/g的吸收性。
[0148] 可选地,多片层绵纸产品具有至少6g/g的吸收性。
[0149] 可选地,多片层绵纸产品的至少一个片层通过CWP(常规湿压)技术制造。
[0150] 可选地,多片层绵纸产品的至少一个片层通过结构化绵纸技术制造。例如,结构化绵纸技术可以是TAD技术。
[0151] 可选地,多片层绵纸产品的至少一个片层通过结构化绵纸技术制造,并且多片层绵纸产品具有至少7g/g的吸收性。例如,片层可以通过TAD技术制造。
[0152] 可选地,多片层绵纸产品的至少一个片层通过结构化绵纸技术制造,并且多片层绵纸产品具有至少8g/g的吸收性。例如,片层可以通过TAD技术制造。
[0153] 可选地,多片层绵纸产品的至少一个片层通过结构化绵纸技术制造,并且多片层绵纸产品具有至少9g/g的吸收性。例如,片层可以通过TAD技术制造。
[0154] 可选地,多片层绵纸产品的所有片层通过结构化绵纸技术制造。例如,所有片层可以通过TAD技术制造。
[0155] 可选地,多片层绵纸产品具有至少100N/m的GMT拉伸强度。
[0156] 可选地,多片层绵纸产品具有至少120N/m的GMT拉伸强度。
[0157] 可选地,多片层绵纸产品具有至少150N/m的GMT拉伸强度。
[0158] 例如,多片层绵纸产品具有至少200N/m的GMT拉伸强度。
[0159] 例如,多片层绵纸产品具有至少300N/m的GMT拉伸强度。
[0160] 例如,多片层绵纸产品具有至少400N/m的GMT拉伸强度。
[0161] 可选地,多片层绵纸材料的大部分片层是非木材绵纸片层。
[0162] 可选地,多片层绵纸材料的所有片层都是非木材绵纸片层。
[0163] 可选地,多片层绵纸产品包括多片层绵纸产品的干重的至少10%的量的非木材纤维素浆纤维。
[0164] 可选地,多片层绵纸产品包括多片层绵纸产品的干重的至少15%的量的非木材纤维素浆纤维。
[0165] 可选地,多片层绵纸产品包括多片层绵纸产品的干重的至少20%的量的非木材纤维素浆纤维。
[0166] 可选地,多片层绵纸产品包括多片层绵纸产品的干重的至少30%的量的非木材纤维素浆纤维。
[0167] 可选地,多片层绵纸产品包括多片层绵纸产品的干重的至少40%的量的非木材纤维素浆纤维。
[0168] 可选地,多片层绵纸产品包括多片层绵纸产品的干重的不多于70%的量的非木材纤维素浆纤维。
[0169] 可选地,多片层绵纸产品包括多片层绵纸产品的干重的不多于60%的量的非木材纤维素浆纤维。
[0170] 可选地,多片层绵纸产品包括多片层绵纸产品的干重的15%至50%之间的范围内的量的非木材纤维素浆纤维。
[0171] 可选地,多片层绵纸产品包括多片层绵纸产品的干重的15%至40%之间的范围内的量的非木材纤维素浆纤维。
[0172] 可选地,多片层绵纸产品包括多片层绵纸产品的干重的25%至35%之间的范围内的量的非木材纤维素浆纤维。
[0173] 可选地,多片层绵纸产品包括两个至五个片层。
[0174] 可选地,多片层绵纸产品的每个片层包括相同量的非木材纤维素浆纤维。
[0175] 可选地,所述多片层绵纸产品中的至少两个片层包括不同量的非木材纤维素浆纤维。
[0176] 可选地,当所述多片层绵纸产品中的至少两个片层包括不同量的非木材纤维素浆纤维时,该量相差至少5%干重。
[0177] 可选地,当所述多片层绵纸产品中的至少两个片层包括不同量的非木材纤维素浆纤维时,该量相差至少10%干重。
[0178] 可选地,当所述多片层绵纸产品中的至少两个片层包括不同量的非木材纤维素浆纤维时,该量相差至少20%干重。
[0179] 可选地,多片层绵纸产品包括不含非木材纤维素浆纤维的一个或更多片层。
[0180] 可选地,所述至少一个非木材绵纸片层是所述多片层绵纸产品的外片层。
[0181] 可选地,多片层绵纸产品包括至少两个非木材绵纸片层,其中各非木材绵纸片层形成多片层绵纸产品的第一和第二外片层。
[0182] 可选地,对于与上述多片层绵纸产品相关的每种替代方案,非木材片层可以是例如在上述与第一方面相关的任一选项中限定的非木材片层。
[0183] 可选地,多片层绵纸产品的至少一个非木材绵纸片层包括根据如上所述的第一方面的单片层绵纸材料。
[0184] 本文中公开的单片层绵纸产品和多片层绵纸产品可以例如是用于个人卫生的绵纸产品。
[0185] 可选地,本文中公开的单片层绵纸产品和多片层绵纸产品可以例如是厕纸、手擦拭品、餐巾纸、面部绵纸、手帕或厨房巾或工业擦拭品。
[0186] 单片层绵纸产品和多片层绵纸产品可以如本领域已知的那样被压花和/或压延。
[0187] 可选地,多片层产品的各片层可以通过片层结合、诸如例如压花或滚花而被接合。例如,多片层产品可以通过嵌套而被接合。
[0188] 可选地,多片层产品的各片层可以通过Goffra‑Incolla技术而被接合。
[0189] 本发明的进一步的优点和有利特征在以下描述和从属权利要求中公开。附图说明
[0190] 参照附图,下面对作为示例引用的本发明的实施例进行更详细的描述。
[0191] 在附图中:
[0192] 图1是对于示例1中获得的绵纸材料所获得的吸收性值的图;
[0193] 图2a是对于示例2中获得的绵纸材料所获得的吸收性值的图;
[0194] 图2b是对于示例2中获得的绵纸产品所获得的吸收性值的图;
[0195] 图3是对于示例3中获得的绵纸产品所获得的吸收性值的图;
[0196] 图4是对于示例4中获得的绵纸产品所获得的吸收性值的图;以及
[0197] 图5是对于示例5中获得的绵纸产品所获得的吸收性值的图,该绵纸产品包括示例2中获得的绵纸产品的变型。

具体实施方式

[0198] 示例1(TAD绵纸材料)
[0199] 使用TAD技术制造具有旨在用作厨房巾的不同干含量的非木材纤维的单片层绵纸材料。
[0200] 制得了两种版本的绵纸材料,一种包括0%干重的非木材纤维,并且一种包括30%干重的非木材纤维。
[0201] 非木材纤维浆衍生自小麦秆,根据可持续性纤维解决方案公司(Sustainable Fiber Solutions Inc)的Phoenix TM工艺处理。非木材纤维浆是从未干燥过的浆。这种类型的非木材纤维浆大体上具有小于15%的木质素含量和大于15%的半纤维素含量。
[0202] 非木材纤维素纤维浆的断裂长度、平均纤维长度和断裂长度/平均纤维长度的比率在下表中示出:
[0203]   非木材纤维断裂长度[m] 5338
平均纤维长度[μm] 854
BL/av纤维长度 6.25
[0204] 常规的短纤维成分由经干燥的硬木纤维素纤维浆制成。经干燥的硬木纤维素纤维浆是经干燥的桉木纤维浆BEK(漂白桉木牛皮纸)。
[0205] 常规的长纤维成分由经干燥的软木纤维素纤维浆制成。在该示例中,经干燥的软木纤维素纤维浆是NBSK(北方漂白软木牛皮纸)。
[0206] 如上文发明内容部分中的表中所示,总体上已经发现BEK的断裂长度/平均纤维长度比率为约2.4,而已经发现NBSK的断裂长度/平均纤维长度比率为约1.2。
[0207] 机器是具有3层流浆箱的分层机器,其被送料有2个纤维线:
[0208] ·长纤维线向流浆箱的罩层和扬克层送料
[0209] ·短纤维线向流浆箱的中间层送料
[0210] 参照和试验的总体供料如下:
[0211] ·参照:42% BEK–58% NBSK
[0212] ·试验:12% BEK–58% NBSK–30%秸秆
[0213] 不同的纤维被划分并如下处理:
[0214]
[0215] 添加化学物质以提供干和湿拉伸强度,并且对于不同的品质保持恒定。
[0216] 平均基础片材特性如下:
[0217]
[0218]
[0219] 尽管对短纤维线没有精炼,但是含有非木材纤维的绵纸材料倾向于比不含非木材的参考纸材料更坚固。
[0220] 从上表中的值可以看出,并且如图1中的图表所示,具有非木材的试验物比没有非木材的参考绵纸材料显著更具吸收性。
[0221] 从而,包括30%非木材纤维的绵纸材料比包括0%非木材纤维的绵纸材料更具吸收性。
[0222] 示例2TAD绵纸材料和两个片层的TAD绵纸产品
[0223] 使用TAD技术制造旨在用作厨房巾的两个片层的绵纸产品。两个片层的绵纸产品由使用TAD技术制造的绵纸材料(基础片材)制造,并且具有不同的非木材纤维干含量。
[0224] 非木材纤维浆衍生自小麦秆,根据可持续性纤维解决方案公司(Sustainable Fiber Solutions Inc)的Phoenix TM工艺处理。非木材纤维浆是从未干燥过的浆。这种类型的非木材纤维浆大体上具有小于15%的木质素含量和大于15%的半纤维素含量。
[0225] 非木材纤维素纤维浆的断裂长度、平均纤维长度和断裂长度/平均纤维长度比率在下表中示出:
[0226]  非木材纤维
断裂长度[m] 5493
平均纤维长度[μm] 861
BL/av纤维长度 6.38
[0227] 软木纤维素纤维浆和硬木纤维素浆与上述示例1中使用的那些类似。
[0228] 使用0%干含量的非木材纤维制得绵纸材料1(TP1)。
[0229] 使用20%干含量的非木材纤维制得绵纸材料2(TP2)。
[0230] 使用30%干含量的非木材纤维制得绵纸材料3(TP3)。
[0231] 常规短纤维即桉木纤维浆BEK(漂白桉木牛皮纸),常规长纤维成分即软木纤维浆NBSK(北方漂白软木牛皮纸)以及非木材纤维之间的比例在下表中示出。
[0232]
[0233]
[0234] 机器是分层机器。长纤维线向流浆箱的罩层和扬克层送料;短纤维线向中间层送料。
[0235] 对于TP1,长纤维线是100% NBSK,而短纤维线是桉木BEK。
[0236] 对于TP2和TP3,用非木材纤维代替或全部用桉木(BEK)代替。非木材纤维不进行精炼。
[0237] 添加化学物质以提供干和湿拉伸强度,并且对于3种品质的TP1、TP2和TP3保持恒定。
[0238] 化学物质流在两个纤维线之间均等地划分。
[0239] 测量对于所得绵纸材料的基重、厚度、干拉伸强度和吸收性。结果在下表中示出。
[0240]
[0241] 图2a是示出包括0%非木材纤维素浆纤维的绵纸材料的吸收性与包括30%非木材纤维素浆纤维的绵纸材料的吸收性相比的图。
[0242] 如图2a所见和表中所示,包括30%非木材纤维的绵纸材料显示出比包括0%非木材纤维的绵纸材料更好的吸收性。包括20%非木材纤维素浆纤维的绵纸材料显示出与包括0%非木材纤维素浆纤维的绵纸材料相似的吸收性。
[0243] 包括非木材纤维素浆纤维的绵纸材料的拉伸强度稍低于不含非木材纤维素浆纤维的绵纸材料的拉伸强度。然而,拉伸强度的偏差不是非常显著,并且拉伸强度仍然在可接受的限度内。
[0244] 使用如上所述的包括0%非木材纤维的参考绵纸材料TP1和包括30%非木材纤维的绵纸材料TP3形成两个片层的产品。
[0245] 两个片层的产品1(2P‑1):两个片层的TP1,意味着两个片层的产品包括0%的非木材纤维。
[0246] 两个片层的产品2(2P‑2):两个片层的TP3,意味着两个片层的产品包括30%的干重非木材纤维。
[0247] 通过使用嵌套的两个片层技术组装绵纸材料(基础片材)来制造两个片层的绵纸产品。
[0248] 测量对于三个多片层产品的基重、厚度、拉伸强度、柔软度合议值和吸收性。结果在下表中示出。
[0249]
[0250] 图2b示出两个片层的绵纸产品的吸收性。如图2b和上表所示,在相当的基重和厚度下,包括30%干重非木材纤维(2P‑2)的两个片层的绵纸产品显示出比不包括非木材纤维的两个片层的绵纸产品更高的吸收性。
[0251] 包括30%干重的非木材纤维的两个片层的绵纸产品(2P‑2)的干拉伸强度结果满足两个片层的绵纸产品作为厨房巾的预期用途。此外,包括30%干重的非木材纤维的两个片层的绵纸产品(2P‑2)的柔软度显示出与不包括非木材纤维的两个片层的绵纸产品相似的柔软度。
[0252] 总之,结果表明,包括非木材纤维的两个片层的绵纸产品将显示出与不包括非木材纤维的多片层绵纸产品至少相似的吸收性。而且,两个片层的绵纸产品的干拉伸强度和柔软度是令人满意的。因此,可以获得通过使用非木材纤维获得的益处,同时仍然实现令人满意的绵纸产品。
[0253] 示例3(CWP绵纸产品)
[0254] 使用CWP技术制造旨在用作厨房巾的三个片层的绵纸产品。三个片层的绵纸产品由使用CWP技术并且具有不同干含量的非木材纤维的绵纸材料(基础片材)制造。
[0255] 所用的试验机器是具有抽吸压辊构造的新月形(Crescent)成形器,具有两层流浆箱:50%顶层,50%底层。
[0256] 机器以均匀模式运行(在两层基础纸上使用相同的配方),但是使用两个纤维线并被不同地处理。
[0257] 引入的非木材纤维的量在用于制造绵纸材料(基础片材)的总共混物的0至50%的范围内。
[0258] 非木材纤维浆衍生自小麦秆,根据可持续性纤维解决方案公司(Sustainable Fiber Solutions Inc)的Phoenix TM工艺处理。非木材纤维浆是从未干燥过的浆。非木材纤维浆具有12.8的木质素含量和18.0的半纤维素含量。
[0259] 常规的短纤维成分由硬木制成。硬木纤维浆是从未干燥过的浆。
[0260] 常规的长纤维成分由软木制成。在该示例中,软木纤维浆也是从未干燥过的浆。硬木和软木纤维浆的断裂长度和形态在下表中示出:
[0261]
[0262] 不同绵纸材料(基础片材)的构成以及所用的精炼水平在下面示出。
[0263]
[0264] 如下在原料制备的不同层中将不同的纤维进行划分:
[0265]
[0266] 添加化学物质以提供干和湿拉伸强度,并且对于不同品质保持恒定。
[0267] 平均基础片材特性
[0268]
[0269]
[0270]
[0271] 尽管较低的长纤维含量和较低的精炼水平,但是具有非木材纤维素浆纤维的绵纸材料具有与不含非木材纤维素浆纤维的绵纸材料相似或更高的拉伸强度。
[0272] 至于吸收性,具有非木材纤维素浆纤维的绵纸材料与不含非木材纤维素浆纤维的绵纸材料没有显著不同。
[0273] 由具有不同非木材纤维含量的绵纸材料(具有不同非木材纤维含量的基础片材)形成多片层产品。在多片层产品中,三个片层的产品通过嵌套形成。
[0274] 多片层产品1:G3A+G3A+G3A‑即具有0%非木材纤维并且纤维含量为整个多片层产品1的干重的0%的三个片层。
[0275] 多片层产品2:G3B+G3B+G3B‑即具有20%非木材纤维并且纤维含量为整个多片层产品2的干重的20%的三个片层。
[0276] 多片层产品3:G3B+G3C+G3b‑即具有20%非木材纤维的两个片层和具有50%非木材纤维的一个片层,纤维含量为整个多片层产品3的干重的20%。
[0277] 测量对于三个多片层产品的基重、厚度、拉伸强度、柔软度合议值和吸收性。结果在下表中示出。
[0278]
[0279] 图3是三种不同的多片层产品MP1、MP2和MP3的吸收性值的图。从表中和图3中可以看出,包括非木材纤维的干重的20%或30%的多片层绵纸产品的吸收性甚至比不包括非木材纤维的多片层绵纸产品的吸收性更好。此外,如上表所示,包括非木材纤维的多片层绵纸产品显示出与不包括非木材纤维的多片层绵纸产品相当的干拉伸强度和柔软度的值。
[0280] 总之,结果表明包括非木材纤维的多片层绵纸产品将显示出与不包括非木材纤维的多片层绵纸产品至少相似的特性。因此,可以获得通过使用非木材纤维获得的益处,同时仍然实现令人满意的绵纸产品。
[0281] 示例4混合绵纸产品
[0282] 形成旨在用作厨房巾的两个片层的绵纸产品,其包括用结构化绵纸技术制造的一个片层和用CWP(常规湿压)技术制造的一个片层。
[0283] 包括0%非木材纤维的参照两个片层的绵纸产品(HYB1)由如上示例2中描述的通过TAD技术制造的一个绵纸材料片层TP1和如上示例3中描述的通过CWP技术制造的一个绵纸材料片层G3‑A形成。
[0284] 包括25%非木材纤维的两个片层的绵纸产品(HYB2)由如上示例2中描述的通过TAD技术制造并且包括30%干重的非木材纤维的一个绵纸材料片层TP3和如上示例3中描述的通过CWP技术制造并且包括20%干重的非木材纤维的一个绵纸材料片层G3‑B形成。
[0285] 两个片层的绵纸产品通过嵌套组装。
[0286] 测量对于三个多片层产品的基重、厚度、拉伸强度、柔软度合议值和吸收性。结果在下表中示出。
[0287]
[0288] 图4是两个两个片层的绵纸产品HYB 1和HYB2的吸收性值的图表。从上表和图4中可以看出,包括非木材纤维的25%干重的多片层绵纸产品的吸收性甚至比不包括非木材纤维的多片层绵纸产品的吸收性更好。此外,如上表所示,包括非木材纤维的多片层绵纸产品显示出与不包括非木材纤维的多片层绵纸产品相当的干拉伸强度和柔软度的值。
[0289] 总之,结果表明,包括非木材纤维的多片层绵纸产品将显示出与不包括非木材纤维的多片层绵纸产品至少相似的特性。因此,可以获得通过使用非木材纤维获得的益处,同时仍然实现令人满意的绵纸产品。
[0290] 示例5–变化的厚度
[0291] 使用两个片层的绵纸产品作为起点,其包括通过TAD技术制成的两个片层,并且类似于上述示例2中获得的2P‑1和2P‑2。
[0292] 为了使两个片层的产品的厚度改变,通过改变在将两个片层嵌套在一起时所使用的辊隙来改变每个产品中的两个片层的组装。从而,如上所述,对于品质2P‑1和2P‑2中的每一种,形成一个具有初始厚度的两个片层的产品、一个具有增加的厚度的两个片层的产品以及一个具有减小的厚度的两个片层的产品。
[0293] 测量对于各两个片层的产品的基重、厚度、拉伸强度、柔软度合议值和吸收性。结果在下表中示出。
[0294]
[0295]
[0296] 图5中示出对于两个品质2P‑1和2P‑2所实现的厚度上的吸收性。
[0297] 如图5中所见和上表所示,对于所有的各种厚度,包括非木材纤维的两个片层的绵纸产品2P‑2的吸收性高于不包括非木材纤维的两个片层的绵纸产品2P‑1的吸收性。
[0298] 此外,结果表明吸收性结果对于厚度变化是稳定的。
[0299] 总之,结果表明包括非木材纤维的多片层绵纸产品将显示出与不包括非木材纤维的多片层绵纸产品至少相似的特性。因此,可以获得通过使用非木材纤维获得的益处,同时仍然实现令人满意的绵纸产品。
[0300] 尽管对于绵纸材料和绵纸产品的具体示例实现了上述结果,但是发现本文中描述的非木材纤维素浆纤维和非木材片层确实适用于形成绵纸材料并且绵纸产品可应用于宽范围的此类材料和产品。
[0301] 定义
[0302] 绵纸材料:作为绵纸材料,我们在本文中理解为从绵纸机器获得的单片层基础绵纸。
[0303] 层(Layer):绵纸材料可以包括一层或更多层,即,其可以是单层或多层幅材。术语“层”是指在具有限定的纤维组成的幅材内的组织层(stratum)。通过用加压的单层或多层流浆箱将一股或更多股浆配料沉积到网上来形成一层或更多层。
[0304] 片层(Ply):本文中使用的术语“片层”是指在加工,即转化一个或更多基础绵纸幅材后获得的最终绵纸产品中的一个或更多片层的绵纸材料。每个单独的片层由包括一层或更多层例如一层、两层或三层的绵纸材料组成。
[0305] 硬木:作为硬木,我们在本文中理解为衍生自落叶树(被子植物)的木材物质的纤维性浆。例如,硬木包括桉木。典型地,硬木纤维是相对短的纤维。例如,硬木纤维可以具有小于1700μm的平均纤维长度。硬木纤维可以例如具有15至40μm的直径和3至5μm的壁厚。
[0306] 软木:作为软木,我们理解为衍生自针叶树(裸子植物)的木材物质的纤维性浆。典型地,软木纤维是相对长的纤维。例如,软木纤维可以具有1700μm以上的平均纤维长度,诸如1950微米以上,例如软木纤维可以具有1700至2500μm的范围内的平均纤维长度。软木纤维可以例如具有30至80μm的直径和2至8μm的壁厚。
[0307] 常规短纤维:作为常规短纤维,我们在本文中理解为如上所述的硬木纤维。大体上,常规短纤维可以具有小于1700μm的平均纤维长度。
[0308] 常规长纤维:作为常规长纤维,我们在本文中理解为如上所述的软木纤维。大体上,常规长纤维可以具有大于1700μm的平均纤维长度。
[0309] CWP和结构化绵纸技术:
[0310] 如上所述,绵纸幅材可以以若干方式制造。常规的造纸机已经为此目的使用了许多年,以便以相对低的成本制造这种常规幅材。
[0311] 常规的绵纸幅材工艺的一个示例是干起皱工艺,其涉及借助于起皱刮刀在烘缸、即所谓的扬克式烘缸上起皱。如果对绵纸质量的要求较低,也可以使用湿起绉。起绉的、最终干燥的原始绵纸、即所谓的基础绵纸,然后可用于进一步加工成用于绵纸产品的纸产品。
[0312] 最近,已经开发了更先进的方法,诸如例如通气干燥(TAD)、先进绵纸成型系统(ATMOS)以及用于制造结构化绵纸幅材的类似方法。这些后面的方法的共同特征是它们得到比在常规造纸机上制造的幅材具有更低密度的更结构化的幅材。
[0313] 如本文中使用的,术语CWP技术(常规湿压技术)是指常规的纸幅材工艺,其中绵纸在成形织物上形成,并通过用一个或更多压力辊辊隙压制而脱水。该工艺可涉及将片材转移到杨克烘缸,并在起皱工艺中通过刮刀将片材从杨克表面除去。本文中使用的CWP技术包括例如干起皱技术、湿起皱技术以及扁平NTT(新绵纸技术)。
[0314] 如本文中使用的,术语结构化绵纸技术涉及用于制造结构化绵纸幅材的较新技术。这种方法将不采用CWP工艺中用于使幅材脱水的高压。因此,结构化绵纸技术有时被称为非压缩脱水技术。结构化绵纸技术可以是例如TAD(通气干燥)、UCTAD(非起绉通气干燥)或ATMOS(先进绵纸成型系统)、纹理化NTT、QRT、PrimeLineTEX技术和eTAD技术。
[0315] 结构化绵纸技术方法是从现有技术已知的,例如TAD从US5853547已知;以及ATMOS从US 7744726、US7550061和US7527709已知;以及UCTAD从EP1156925和WO 02/40774已知。
[0316] TAD技术自1960年代以来就已经发展,并且是本领域技术人员公知的。其总体上涉及通过在结构化织物上成型纤维垫来开发绵纸的功能特性。这导致纤维垫形成结构化绵纸,由于空气穿过幅材同时在幅材仍在结构化织物上时干燥幅材,因此该结构化绵纸可获得高松厚度和高吸收性。
[0317] ATMOS技术是由Voith开发的一种制造方法,并且其也是本领域技术人员所公知的。
[0318] 另一个示例是纹理化NTT(新绵纸技术)。纹理化NTT被设计成通过在转移到杨克烘缸之前在甚至更高的压力下进行压制来克服ATMOS的一些局限性。靴形压榨部用于第一压制部段中,位于成形毡与皮带之间,带有设计用于提供吸收能力和增加强度的单元。与ATMOS相比,纹理化NTT技术可以降低杨克罩干燥负荷。
[0319] 还有其它的示例是由Andritz可获得的用于制造纹理化绵纸的Prime Line Tex技术,以及由Valmet可获得的eTAD技术。
[0320] 方法
[0321] 木质素含量:
[0322] 浆纤维中残余木质素含量的测量已经根据标准草案ISO/DIS21436:浆‑木质素含量的确定–酸水解方法1)进行,其包括:
[0323] i)酸水解后残余物(AIL:酸不溶性木质素或克拉松木质素)的重量测量,也描述于Tappi T222 om‑02方法2中;以及
[0324] ii)可溶性木质素(ASL:酸可溶性木质素)的测量,也描述在技术注解Tappi UM2503中。
[0325] 3.1)样品制备:用研磨机/混合器将样品粉碎。在分析前,根据ISO 638标准4,通过在105℃下在烘箱中干燥2‑3g的等分试样,确定它们的干物质含量。
[0326] 3.2)酸水解后酸不溶性木质素(AIL或克拉松木质素)的测量。首先在环境温度下(2小时)并且然后在回流下用硫酸溶液水解约1g的等分试样4小时(未来标准的程序B)。冷却后,过滤并洗涤悬浮液,并收集、干燥并称重固体残余物。样品中酸不溶性木质素含量通过水解残余物干重与灰分重量之差确定,报告为初始样品的干重含量。注释1:检测限(DL)约0.1%;定量限(QL)约0.5%。
[0327] 3.3)酸可溶性木质素的测量。测量水解产物(即在悬浮液过滤期间收集的滤液,参见3.2)在205nm的吸光度。根据木质素的预定义消光系数(即110L/g.cm)确定酸可溶性木质素含量(ASL)。注释2::检测限(DL)约0.1%;定量限(QL)约0.5%,评论:这种量化方法对存在于样品中的污染物敏感。除半纤维素和纤维素以外的每种化合物以及酸不溶性矿物质都容易干扰水解残余物的测量以及干扰酸可溶性木质素。
[0328] 半纤维素
[0329] 浆中主要多糖(阿拉伯聚糖、半乳聚糖、葡聚糖、二甲苯和甘露聚糖)含量的确定已通过使用具有脉冲测量检测器的高效阴离子交换色谱 对样品浆的硫酸水解后游离单糖(阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、木糖和甘露糖)的分析而完成。浆样品中的纤维素和半纤维素含量根据标准方法ISO/DIS21437–浆:校准后碳水化合物的确定(公开物)而确定。所研究的样品是不要求预先萃取丙的化学浆。相比之下,样品已被干燥。然而,考虑到浆状态(湿浆板片材),样品在分析前被研磨。经研磨的样品的干含量根据NF EN ISO 638:2008测量。
[0330] 基本上,该方法是在纤维素和半纤维素的水解之后使用ISO/DIS 21437–浆:碳水化合物的确定对糖(单糖)的量进行定量。然后,反向计算以估计半纤维素的水平(已知糖在半纤维素和纤维素中的比例)。
[0331] 基重
[0332] 基重根据ISO 12625‑6:2016确定。
[0333] 基重以g/m2确定。
[0334] 每个片材的厚度:
[0335] 厚度根据ISO 12625‑3确定。
[0336] GMT强度:
[0337] GMT强度(几何平均拉伸强度)是指绵纸幅材/产品的机器方向干拉伸强度和横向方向干拉伸强度的乘积的平方根。
[0338] GMT强度根据ISO 12625‑4确定。
[0339] 使用100N的负载单元。
[0340] 吸收性:
[0341] 吸收性在本文中是指绵纸的水吸收能力。水吸收能力是样品能够吸收的水量,以g/g(即,样品中的g水/g材料)报告。
[0342] 吸收性根据ISO 12625‑8:2011测量。
[0343] 根据ISO14487,水是去离子水,25℃时电导率≤0.25mS/m。
[0344] 柔软度合议值:
[0345] 通过由合议组成员进行的评估来确定合议柔软度。合议成员就柔软度对产品进行评级。因此,柔软度合议值是能够在受测试的样品之间进行比较的比较值,而不是绝对参数。
[0346] 产品/绵纸基础片材被评级为越软,该值将越高。
[0347] 由于存在不同的等级/参考产品,绵纸产品(最终品)和绵纸基础片材的柔软度值不是直接可比较的。
[0348] 每个样品由一个产品、即多片层绵纸产品构成。
[0349] 因此,样品的尺寸是最终产品的尺寸。
[0350] 在合议成员之前将样品置于MD上。
[0351] 将样品在受控区域中在23℃和50%相对湿度下调理最少2小时。
[0352] 由十个合议成员对不同的样品进行舒适性评级,并且在合议成员中确定每个产品的平均舒适性评级。
[0353] 因此,柔软度合议值是测试内的比较值,并且表明产品的被感知到的柔软度。
[0354] 对于本申请的目的,在同一表中给出的柔软度合议值是可比较的,并且表明所测试的产品的被感知到的相对柔软度。评级的值越高,产品越舒适。
[0355] 平均纤维长度测量:
[0356] 使用纤维分析仪的标准进行纤维长度测量:ISO 16065‑2:2014:浆–通过自动光学分析确定纤维长度–第1部分:非偏振光方法。
[0357] 使用长度加权平均长度和长度–加权纤维长度分布的平均值。
[0358] 断裂长度测量
[0359] 断裂长度是这样的均匀纸条的长度的计算上限:如果该均匀纸条在一端悬挂,则该均匀纸条会支撑其自身重量。断裂长度(m)=102×T/R,其中T=拉伸强度,N/m,以及R=2
基重,g/m。
[0360] 断裂长度是通过在根据EN ISO 5269‑2制造的实验室手抄纸片材上测量的拉伸强度和基重测量获得的浆特性(拉伸强度:ISO 12625‑4;基重:ISO 12625‑6:2016)。
[0361] 断裂长度测量/平均纤维长度的比率测量
[0362] 断裂长度/平均纤维长度的比率在本文中使用纤维长度测量值和根据上述方法实现的断裂长度测量值,平均纤维长度测量值以μm为单位记录,并且断裂长度以m为单位记录。
[0363] 可以注意到,断裂长度以及平均纤维长度是浆特性。从而,在到达造纸工艺之前,例如在进入造纸机中的库存制备之前,对从制浆工艺接收的浆执行测量。从而,在任何机械和/或化学和/或酶处理之前完成测量,以调节造纸工艺中可能发生的强度。