卷筒纸或纸张，有时也叫卫生纸、卷筒纸或纸张，和纸制品(例如 纸巾，有时也叫面巾纸)在现代社会中使用得非常广泛。面巾纸、卫生 纸和餐巾纸是商业产品术语，在本发明中它们都是指薄纸制品。长期以 来人们一直认为，这些产品的重要物理属性包括强度、厚度、柔软度、 光滑度、吸收性和抗掉毛性。目前的研究和开发方向是在不严重影响其 它属性的前提下，改善每一个属性和同时改善两三个属性。
柔软度和光滑度是指当使用者将某产品握在手中、用产品擦拭皮肤 或将产品在手中揉皱时能够感受到的触感。触感是多种物理属性的组合。 触感可以通过目标参数-生理表面光滑度(PSS)参数(例如根据美国 专利5,855,738)较好地获得。对于消费者的触感而言同样重要的是薄纸 制品的厚度。
强度是产品在使用条件下维持物理完整性和抗撕裂、抗破裂与抗撕 碎的能力。
吸收性是测量产品吸收大量液体特别是含水溶液或分散体的能力。 使用者能够觉察到的总吸收性一般认为是给定质量的薄纸在浸透时吸收 液体的总量和速率的组合。
抗脱毛性是指纤维产品和其成分纤维网在使用条件下，包括润湿时 结合在一起的能力。换句话讲，卷筒纸抗脱毛性越高，脱毛的可能性越 小。
公布于1998年12月23日的WO 98/58124公开了一种压花方法， 其中压花元件的高度为至少1mm。
公布于1991年1月16日的EP 0 408 248公开了一种制造加工方 法，其中压花工序与压光工序同时结合进行。
公布于1998年12月23日的EP 0 668 152公开了一种使用非匹配 凸凹压花元件的压花方法。
公布于1999年3月10日的EP 0 696 334公开了一种避免体积增加 的压花工序。
美国专利5,855,738公开了一种包括压光工序的光滑薄纸制造方 法。
人们已知一些相对较厚但是较软的一次性纸制品，该些纸制品呈纸 巾和面巾纸的形式。例如，Procter & Gamble Company的TempoTM是厚 且柔软的四层面巾纸制品，厚度为约0.3mm。厚度大则会给使用者一种 干、湿强度都很高的感觉。高的湿强度，也叫做湿破裂强度，尤其能够 防止撕开或破裂，对于纸帕而言，这种撕开或破裂会导致粘液或其它体 液弄脏使用者的手。
为了提供非常光滑的表面，本领域通常的做法是对薄纸进行压光。 然而，压光通常意味着为得到光滑度而牺牲厚度和柔软度，例如美国专 利5,855,738中所讨论。
具有高湿破裂强度和典型的相对较厚的产品是通过通气干燥法生产 的。然而，传统造纸机不具备通气干燥设备，提供这样一种设备意味着 一笔相当可观的财政投入。另一方面，与传统的干燥设备相比，通气干 燥设备将消耗更多电能。因此，仍然有人使用传统造纸机提供优质纸。
因此，在不增加使用的原料和电能的情况下，提供一种各相关物理 参数达到甚至超过著名产品标准的纸巾仍然是个难题。理想的情况是， 使用较少的纤维素原材料为使用者提供同样的益处。
鉴于现有技术和以上所述的理由，仍然需要薄纸制品，尤其是面巾 纸：
-同时具有最佳强度即湿破裂强度、吸收性和抗脱毛性等特性
-还具备理想的触感、柔软度、光滑度和厚度
-高成效比制造，并且优选地可用传统造纸机进行生产
-任选提供护肤效果
发明概述
本发明涉及薄纸制品，尤其是面巾纸和一次性手帕。本说明书要求 保护和描述了利用薄页纸幅生产薄纸制品的方法，该方法包括以下步骤：
-让薄页纸幅通过第一和第二压花辊之间的压花辊隙，其中至少一 个压花辊每平方厘米至少包括30个压花元件。
-让薄页纸幅通过在第一和第二压光辊之间形成的压光辊隙，其中 第一和第二压光辊与薄页纸幅接触，其接触长度在平行于第一压光辊的 轴线方向测量，该压光辊对薄页纸幅施加的压力为每厘米至少50N。
还要求保护按照上述方法生产的薄纸制品。
发明详述
合适的造纸工序
根据本发明，使用造纸领域广为人知的原理和机器，可以用湿铺法 生产纤维素纤维结构。薄纸基质制造方法所需的合适纸浆配料优选包括 基本上由纤维素纤维(一般名为木浆纤维)或纤维素获得的纤维(例如， 人造纤维、粘胶纤维)。本发明预期使用从软木(裸子植物和针叶树) 和硬木(被子植物和落叶树)中获得的纤维。获得纤维的特定树木种类 并不重要。可以任意使用合适的制浆方法将天然木材制造成木浆纤维。 适用的化学方法有亚硫酸盐法、硫酸盐(包括硫酸盐浆)法和烧碱法。 机械方法，例如热化学或Asplund方法也是适用的。此外，可以使用各 种半化学和半机械的方法。可考虑使用漂白或未漂白的纤维。优选地， 不使用非纤维素纤维如胶乳。
本发明的薄纸可以包含一种高度优选的成分-湿强度化学剂。优选 地，湿强化学剂达到干纤维重量的3.0％，优选为至少0.5％、更优选为 至少0.8％，湿强化学剂例如可以是水溶性永久和暂时湿强度树脂。
本发明使用的湿强度树脂有多种类型。例如，Westfelt在《纤维素 化学和技术》(Cellulose Chemistry and Technology)(1979)第13卷的813 至825页中，描述了大量此类原料，并讨论了它们的化学性质。
通常，湿强树脂是水溶性的阳离子材料。也就是说，树脂在被加入 造纸配料时是水溶性的。非常可能甚至可预料的情况是，在后续过程中， 例如在交联作用下，将会产生不溶于水的树脂。此外，一些树脂仅在某 些特定条件下是可溶的，例如当pH值超过限定范围时。一般认为，湿 强度树脂在沉积到造纸纤维上面、内部或之中后，会发生交联作用或其 它固化反应。只要有大量的水，就不会发生交联或固化。
不同的聚酰胺-表氯醇树脂有特别的用途。这些材料是低分子量聚 合体，并带有诸如氨基、环氧基和氮(杂)环丁烷基等活性官能团。以下 专利文献中对此类材料制造方法的进行了充分的描述，包括1972年10 月24日授予Keim的US-A-3 700 623专利和1973年11月13日授予 Keim的US-A-3 772 076专利。
由特拉华州Wilmington的Hercules Inc.公司出售的商标为Kymene 557H和Kymene LX的聚酰胺-缩水氯树脂在本发明中特别有用。在 上述授予Keim的专利中对这些树脂进行了概括描述。
本发明中有用的基活性聚酰胺-表氯醇树脂在密苏里州圣路易斯的 Monsanto公司有售，具有诸如Santo Res品牌的Santo Re 31等。这些 材料在以下专利中进行了概括描述：1974年12月17日授予Petrovich的 US-A-3 855 158 1974专利；1975年8月12日授予Petrovich的US-A-3 899 388专利；1978年12月12日授予Petrovich的US-A-4 129 528专 利；1979年4月3日授予Petrovich的US-A-4 147 586专利；1980年9 月16日授予Van Eenam的US-A-4 222 921专利。
本发明中有用的其它水溶性阳离子树脂是康涅狄格州Sandford的 American Cyanamid公司出售的聚丙烯酰胺树脂，如Parez品牌的Parez 631NC等。这些材料在以下专利中进行了概括描述：1971年1月19日 授予Coscia等人的US-A-3 556 932专利，1971年1月19日授予 Williams等人的US-A3 556 933专利。
本发明中有用的其它水溶性树脂包括丙烯酸乳状液和阴离子苯乙烯 -丁二烯乳胶。1974年10月29日授予Meisel Jr等人的US-A3 844 880 专利提供了这些材料类型的许多实施例。本发明中还用到其它水溶性阳 离子树脂，如尿素甲醛和三聚氰胺甲醛树脂。这些多功能活性聚合体分 子量高达几千数量级。更普通的官能团包括诸如附有氨基和羟甲基等的 氮等含氮基。尽管较不优选，聚氮丙啶型树脂在本发明中也有用处。
上述水溶性树脂的更详细说明及其制造，请参阅TAPPI Monograph Series No.29，“Wet Strength in paper and Paperboard”，Technical Association of the Pulp and Paper Industry(纸浆和造纸业的技术协会出版的《纸和纸 板的湿强度》)(纽约；1965)。
也可以有选择地使用诸如改性淀粉等暂时湿强剂。可以组合使用永 久和暂时湿强剂。
本发明可包含干强化学试剂，优选地为至少纤维干燥质重量的3％， 更优选地为至少0.1％。高度优选的干强化学试剂是羧甲基纤维素。其它 合适的干强化学剂包括聚丙烯酰胺(例如Wayne，N.J.的American Cyanamid生产的CyproTM 514和AccostrengthTM 711的混合物)；淀粉 (例如玉米淀粉和马铃薯淀粉)；聚乙烯醇(例如Allentown，PA的Air Products Inc.生产的AirvolTM540)；瓜耳胶或槐豆树脂和聚丙烯酸酯胶 乳。合适的淀粉原料也可包括改性的阳离子淀粉，例如National Starch and Chemical Company(Bridgewater，NJ)生产的具有含氮基(如附有氨基和 羟甲基的氮)的改性淀粉。
化学软化混合物，包括化学剥离试剂，是本发明的可选成分。公布 于1974年6月28日的US-A-3 821 068专利中讲授到：化学剥离试剂可 用来降低薄页纸幅的硬度和提高柔软度。公布于1971年1月12日的 US-A-3 554 862专利公开了合适的化学剥离试剂。其中包括季铵盐。
优选的化学软化混合物包括约0.01％至约3.0％的季铵化合物， 优选地是可生物降解的季铵化合物；约0.01％至约3.0％的多羟基化 合物；优选地包括以下物质：丙三醇、山梨糖醇、平均分子量为约150至 约800的聚丙三醇、聚氧化亚乙基二醇和平均分子量为约200至约4000 的聚氧化丙烯。季铵化合物与多羟基化合物的重量比较优选的变化范围 为约1.0∶0.1至0.1∶1.0。现已发现，在添加造纸配料前，优选地在至少40 ℃的温度下预先混合多羟基化合物与季铵化合物更有效。作为补充或作 为另一方法，化学软化合成物可例如通过印花工序涂到基本干燥的薄页 纸幅上。请注意，除非另有说明，本发明中所有的百分比都是用干燥纤 维重量计算的。
本发明中适合使用季铵化合物的例子包括下列化合物本身或其单酯 或二酯变体：众所周知的二烷基二甲基铵盐和烷基三甲基铵盐。实施例 包括二(氢化油脂)二甲基硫酸铵的二酯变体和二(氢化牛酯)二甲基 氯化铵的二酯变体。不受理论的约束，据信酯类部分使这些化合物具有 生物降解能力。可从俄亥俄州Dublin的Witco Chemical Company Inc.以 Rewoquat V3512的商品名购买到原料。详细的分析和测试程序请参阅 1995年4月27日公布的WO 95/11343专利。
本发明中有用的多羟基化合物的实施例包括平均分子量为约200至 约600的聚氧化乙烯乙二醇，其中特别优选的是“PEG-400”。
添加上面列出的优选化学剂中的特定化学试剂会在所获得的纸制品 上产生非常有益的效果，即柔软度，本发明中所用的薄页纸幅可以采用 本领域技术人员熟知的任何普通方法来制造。
这些造纸方法包括对适合的纸浆进行脱水，使用例如，一个或多个 制纸机上的毛毡或皮带。相对于本发明，优选使用传统造纸方法。本发 明提及的任何传统造纸方法都不包括通气干燥工序。另外，也可以使用 包括通气干燥工序的造纸方法。
拉伸压花工序
本发明特别涉及本领域称之为转换加工的工序。
根据本发明，要执行的一个重要的转换加工工序是压花工序，在此 工序中用小的压力压制出非常精细的图案。
薄页纸幅的一般印花方法是让其通过两个压花辊之间的辊隙，至少 其中一个压花辊包括压花元件。压花辊典型包括弯曲或平坦的表面。压 花元件是超出平面一定高度的凸出物，其高度从垂直于压花辊轴的方向 测量，为弯曲的平滑辊表面到凸出物最高点的距离。压花元件具有一定 宽度，此宽度可在基本为平面的辊表面上测量。本发明使用的宽度术语 是指在上述指定平面(即压花元件的底平面上)测量的圆形压花元件的 直径，或者，如果压花元件不是圆形时在所述平面上测量的最大宽度。
根据本发明，压花元件可以是任何形状，例如金字塔形或半球形， 其剖面可以是圆形、椭圆形或正方形。压花元件可以形成连续图案，但 优选地为图案互相分开。
根据本发明，压花元件以非常精细的图案设置在至少一个压花辊上， 该压花辊每平方厘米包括至少30个压花元件，优选包括至少50个压花 元件，更优选包括至少60个压花元件，还更优选包括至少70个压花元 件，最优选包括至少80个压花元件。
根据本发明，压花元件不高，其优选高度小于1mm，更优选高度小 于0.8mm，还更优选高度小于0.6mm，更更优选高度小于0.5mm或 0.4mm，最优选高度小于0.3mm。
优选地，拉伸压花提供的压花区域与未压花区域的比例是5％至 95％，更优选20％至80％，最优选40％至60％，即最优选地对占薄页 纸幅总表面区域的40％至60％进行压花。
任何已知的压花辊类型和其操作模式都在本发明的范围之内。在本 发明的一个优选实施方案中，使用了两个硬金属(例如，钢)压花辊， 其中第一个压花辊(称为凸辊)包括凸起的压花元件，而第二个压花元 件(称为凹辊)包括与之匹配的凹槽。凹槽可以是凸起压花元件的镜像， 也可以稍微小于实际镜象，例如，在凹辊上凹槽的尺寸或形状(例如， 斜面)可略微不同。
在另一个本发明的高度优选的压花工序中，第一个压花辊包括由包 括凸起压花元件的硬金属提供的卷筒接触面，第二个压花辊包括由较软 材料(例如，橡胶，优选肖氏硬度为40-70的材料)组成的网卷筒接触 面，在此接触面上，凹槽与凸起压花元件充分地紧密接触。使用硬金属 辊和橡胶辊提供的压花辊隙具有许多优点，例如更便宜、更易于生产和 操作，这是因为辊的调整比凹、凸硬金属辊更容易。令人惊奇的是，已 经发现联合使用硬金属/橡胶辊时，本发明中要求保护的方法也能提供极 好的压花结果。
两个压花辊间的辊隙尺寸依赖于要加工的薄页纸幅和使用的压花图 案等。还要考虑，使第一压花辊和第二压花辊同时滚动的压力可以为零， 也可不为零。
当在此过程中使用两个硬金属辊(凸辊和凹辊)时，操作压花辊从 而使留出的空隙为未压花薄纸厚度的60％至140％、优选80％至120％， 这里所谓的未压花薄纸的厚度是指凸辊的凸起压花元件和凹辊的凹槽底 部之间的距离。
当硬金属辊和橡胶辊联合使用时，应用一定的压力将两个压花辊挤 靠在一起：该压力为每平方厘米10N至1000N，优选为20N至200N， 最优选为50N至100N。
适用于本发明的已知操作模式优选地为压花辊不加热，并且以相同 速度运行，但是在可供选择的操作模式中，也有至少加热一个压花辊并 且让压花辊以不同速度运转。
上述精细图案压花，一方面可增加厚度，即换句话讲，可以增大薄 页纸幅的堆积体积。因此，在本发明的一个高度优选的模式中，单网或 单层薄纸通过压花辊隙。在可供选择的模式中，多层纸可以同时通过辊 隙。然而，不受理论的约束，申请者相信本发明所述的变形压花可以拉 伸薄纸、导致变形，但并不会导致薄纸基本压实，因此，申请者不考虑 上述非常适宜于并层连接的压花法。宁可考虑使用分开的结合工序，来 制造多层薄纸制品，其中结合工序优选包括一个压花工序，例如下文描 述的“连接压花”。
压光工序
在转换加工过程中可使用任何已知的压光方法，然而按照本发明， 一般不使用极大的压光压力。
本发明的压光工序包括使一层或几层薄页纸幅通过第一和第二压光 辊之间的压光辊隙。两个压光辊典型地均与卷筒在一定长度上接触，本 发明所述的接触长度是在平行于所述第一压光辊的轴心的方向上测量 的。压光辊对卷筒施加的压力在每厘米所述接触长度上至少为30N，压 光辊将以此压力互相施压从而达到此目的。更优选地，每厘米所述长度 上的压力为50N至300N，更优选60N至250N，还更优选70N至200N， 最优选120N至150N。按照本发明，被压光的薄页纸幅层数优选等于薄 纸制品包括的层数，例如，两层、三层或四层皆可在一道工序中一同压 光。
适用于本发明的已知设备和已知操作模式优选为压光辊不加热，并 且速度相同，但是在可供选择的操作模式中，可至少加热一个辊并且让 压光辊速度不同。
本领域内众所周知，压光工序可缩小薄页纸幅的厚度，典型地应该 采用能够确保薄纸制品的厚度符合所需规格的方法。
由于使用压力导致了薄页纸幅的压实，已知压光工序会降低薄纸制 品的能够感觉到的柔软度。因而，至少在卫生纸(如纸巾)领域，压光 工序应在不太高的压力下进行，对于已压花薄页纸幅的典型压力应选定 为10N/cm至20N/cm。
当构思本发明时，令人惊奇地发现，将要求保护的某种特定压花工 序与某种压光工序的联合使用可以生产出厚、体积大而且仍然非常柔软 的纸制品。
尤其是，已经发现，经过拉伸压花工序和压光工序的薄页纸幅与未 处理的薄页纸幅相比，前者厚度较大。(例如，当三层薄页纸幅在一道 工序中压光时，把三层未处理的薄页纸幅与三层已压花、压光的薄页纸 幅进行比较)这一效果令人十分惊讶，因为都知道高压力压光工序会大 大降低薄页纸幅的厚度，例如在德国申请专利DE O 44 14 238.2中所 述。
已经发现，在比较未处理薄页纸幅与已处理薄页纸幅时，本发明声 明的方法使薄页纸幅的厚度增加10％，有时甚至为30％，甚至高达40％、 60％、80％或100％。单独使用拉伸压花工序可以使厚度典型地增加50％ 至200％。
本发明的薄纸有第一和第二表面，使两表面相对，在垂直于第一和 第二表面的情况下测量厚度。此厚度也指薄纸厚度。本发明的3层薄纸 制品的厚度优选为0.1mm至1mm，更优选为0.2mm至0.5mm。
而且，本发明的薄纸的湿破裂强度优选大于50g，更优选大于100g， 优选为150g至500g，更优选为250g至400g。
已经发现，本发明要求保护的方法不会严重影响薄纸湿抗拉强度， 但能显著地减少薄纸的干抗拉强度。利用所声明方法处理的薄纸，典型 的湿破裂强度为100g至300g，干抗拉强度对湿破裂强度的优选比例为0.1 至0.3，优选地为0.125至0.25，最优选为0.15至0.2。
另一方面，本发明的薄纸制品的生理表面光滑度参数优选小于1000 微米，优选为650微米至50微米，更优选为650微米至300微米。
在本发明的一个优选方案中，提供的薄纸制品层数为两层至四层， 最优选为三层。优选地，所有层都包括拉伸压花图案且至少占薄纸制品 整个表面积的50％，但优选为80％，最优选为整个表面。
任选的加工工序
本发明的薄纸制品的制造方法还可以包括几个任选工序：
可以用任何合适的方法在纸上加上洗液，例如印刷和喷涂法。洗液 可以应用涂在薄页纸幅或薄纸制品的整个表面或一部分表面上。对于多 层薄纸制品来说，洗液可以涂于所有层或仅涂于选定层的一面或两面。 在一个优选的实施方案中，洗液涂于薄纸制品的两个外表面。
已发现洗液能改善薄纸的光滑度，从而降低了纸的PSS参数。此 外，洗液有益于护肤。
洗液可以包括软化/剥离剂、润肤剂、固型剂及其混合物。合适的软 化/剥离剂包括季铵化合物、聚硅醚，及其混合物。合适的润肤剂包括丙 二醇、丙三醇、三甘醇、鲸蜡或其它蜡、凡士林、脂肪酸、脂肪族醇和 脂肪酸链中有12个至28个碳原子的脂肪族醇醚、矿物油、也叫硅油(例 如，二甲基硅油和棕榈酸异丙酯)，及其混合物。合适的固型剂包括地 蜡、十八烷醇和石蜡、多羟基脂肪酸酯、多羟基脂肪酸酰胺，及其混合 物。
其它任选成分包括香水、抗菌活性剂、抗病毒活性剂、消毒剂、药 用活性剂、成膜剂、除臭剂、遮光剂、收敛剂、溶剂等等。一种洗液成 分的实施例包括樟脑、麝香草酚、薄荷醇、甘菊精、真芦荟制品、金盏 花精华。
本发明的尤其优选的洗液是包括以上所列成分且具有非常好的传递 性的洗液，这种非常好的传递性确保了优良的护肤和药用效果。
并置的几层薄页纸幅可以通过连接，优选地通过连接压花，来提供 多层薄纸制品。本发明中的“连接压花”指的是一种压花方法，通过该 压花过程，可在一道加工工序中压印本发明的多层薄纸的所有层。优选 的连接压花不会或至少不会在很大程度上影响任何压光层的光滑度。因 此优选地，薄纸的未压花表面占总表面的大部分，并且优选地为在第一 和第二表面上。在本发明中，这意味着薄纸拥有一个或更多没有连接压 花的区域，也可选择拥有一个或多个具有连接压花的区域，其中没有连 接压花的区域至少占薄纸表面积的50％，优选地占至少80％，在一些优 选的实施方案中高达99％。最常见的情况是，包括连接压花的区域靠近 薄纸边缘(例如沿着两边或四条边)；具有连接压花的区域也可以用于 装饰性用途(例如形成图案或拼写出徽标或商标名称)。没有连接压花 的区域是在有连接压花的区域之间和/或周围的连续区域。连接压花优选 采用钢对钢、针对针式压花方法，且每平方厘米有10至40个压花元件， 压花元件高度为0.01mm至1mm，优选高度为0.05mm至0.2mm。在薄 纸制品总表面中，连接压花区域相对未压花或精细压花区域的百分比优 选为0.01％至5％。采用连接压花法实现连接，导致薄纸制品出现相当程 度的压实。因此，位于压花元件和其配对物(例如，使用针对针压花时 的两个针)之间的空间小于要压印的薄纸厚度，典型地为该薄纸厚度的 5％至50％，优选为10％至20％，这就使得压印压力为10,000至50,000N/ 平方厘米。
本发明的方法还包括适用于提供薄纸制品(如纸巾)纸张的加工工 序。该工序典型地包括薄页纸幅的切割。
必要时，可使本发明的薄纸制品具有功能性或美观的标记。标记可 加在薄纸制品的一个面或两面上。标记可以覆盖薄纸制品的全部或部分， 并且可以是连续或非连续的图案。
标记可以通过本领域内任何众所周知的方法例如喷涂、挤压，优选 为印花方法加到薄纸制品表面上。可以使用凹版印花或多图象印花。如 果选择印花作为加标记方法，印花设备可以按照公布于1993年5月25 日授予Leopardi，II的普通转让美国专利5,213,037进行制造。必要时， 设备可以有存储器隔板，如1993年10月26日公布授予Sonneville等人 的普通转让的美国专利5,255,603中公开的内容。必要时，标记可以有 穿孔或散开式向下的切割，如1998年9月8日公布的授予McNeil的普 通转让的美国专利5,802,974中公开的内容。上述专利的公开内容引入 本文作为参考。
测试方法
遵循以下步骤进行厚度测量：在测量薄纸厚度之前，在温度为21℃ 至24℃、相对湿度为48％至52％的环境下，对纸进行两个小时的预 处理。如果测量薄手纸的厚度，请首先移除并扔弃15至20层纸。如果 测量面巾纸的厚度，应从包装中心附近取厚度测量样品。选定样品后， 对样品再进行15分钟的处理。
本发明中使用的多层薄纸的厚度是指在承受14.7g/cm2压力负载时 的纸张厚度。优选地，使用宾夕法尼亚州费城的Thwing-Albert Instrument Company生产的低负载Thwing-Albert测微器(型号89-11)测量厚度。 每层薄纸的厚度是多层薄纸的总厚度除以层数。对于单层薄纸，每层厚 度等于其厚度。可能的情况下，应避开薄纸上的装饰区、穿孔区、有边 缘效果的区域等等。
湿破裂强度使用电子耐破度测定仪在以下测试条件下进行测量。耐 破度测定仪是配备2000g负载单元的Thwing-Albert耐破度测试器(产 品序列号177)。耐破度测试仪由美国宾夕法尼亚州费城的Thwing-Albert Instrument Company(邮编19154)生产。
取八张薄纸，将它们分为两个一堆。用剪刀剪开样品，使样品在加 工方向长约228mm，加工垂直方向长约114mm，每两个均为成品单元的 厚度。
首先对样品进行一至两个小时的硬化，方法是用小纸夹把样品堆夹 在一起，并给样品堆的另一端通风使纸层分离，从而使样品中间可发生 空气流通。用夹子把各样品堆悬挂在107℃(3℃)强迫通风烘箱中保 持5分钟(10秒)。加热时间结束后，从烘箱中取出样品堆，测试前 冷却至少三分钟。
取下一个样品条，拿着样品横向边缘狭窄的一边，把样品中心浸渍 在装有约25mm蒸馏水的盘子里。让样品浸在水中四(4005)秒。 取出样品，手持等待三(3005)秒，让水从横向流出。滴过水后立刻 进行测试。将湿样品放置在样品保持装置的较低环中，并使产品的外表 面朝上，以便让样品的润湿部分完全覆盖在样品定位环的粗糙表面上。 如果出现细纹，丢弃样品，并用新样品重复进行测试。在正确将样品放 置在较低环后，打开降低处于较上部环的开关。现在，样品保持装置已 牢固地固定了测试样品。按下开始按钮的同时开始破裂测试。压杆开始 上升。在样品被撕开或破裂的瞬间，报告最大读数。压杆将自动退回到 初始位置。再取另外三个样品，重复上述程序，总共进行四次测试，即 4次重复实验。将四次重复实验的平均值取舍为最近的克作为结果进行 报告。
按照以下步骤测量干抗拉强度：测试是在环境室中对一英寸乘五英 寸(约2.5cm×12.7cm)的纸条(包括下述手抄纸和其他类型的纸张) 进行的，环境室温度为28℃+2.2℃，相对湿度为50％+10％。使用的 电子拉力测试仪(型号1122，马萨诸塞州Canton的Instron Corp.生产)， 其运转时的横头速度为每分钟2.0英寸(约每分钟5.1cm)，拉力计的长 度为4.0英寸(约10.2cm)。在准备待测样品时参照加工方向，可以在 该方向上对应着5英寸(约13cm)长的测试样品。这样，对于加工方 向干抗拉强度，切割的纸条的纵向5英寸长度(约13cm)与纸制品制 造的加工方向平行。对于加工垂直方向干抗拉强度，切割的纸条的纵向 5英寸长度(约13cm)与纸制品制造的加工垂直方向平行。加工方向和 加工垂直方向是造纸领域的众所周知的术语。加工方向和加工垂直方向 抗拉强度采用上述设备和传统计算方式确定，对于每一方向强度至少测 试六张纸条，然后取它们的算术平均值。本发明使用的干抗拉强度是平 均加工方向抗拉强度和平均加工垂直方向抗拉强度的算术平均值。
对于报告PSS参数的生理表面光滑度的测量，选择的薄纸样品不 应有细纹、撕开、穿孔、严重偏离宏观单平面度。测试前，样品至少要 在温度为22℃至24℃、相对湿度48％至52％的环境中放置两个小时。 样品放置在电动工作台上，并且由磁力固定到位。可选定样品的任一面 进行测量，要在同一面上对所加轨迹进行测量。
生理表面光滑度的测量方式是：使用轮廓曲线仪在任何方向上扫描 薄纸样品，测得距离函数Z方向上的位移。通过傅立叶变换把Z方向上 的位移转换为频谱上的振幅。然后使用一系列滤波器调整波谱，使其适 应于人类的触觉灵敏度。经过滤波后，在从每毫米0至10个周期上得到 的振幅频率曲线的峰值总和即为测量结果。
将尺寸为约100毫米×100毫米的薄纸样品固定在电动工作台上。可 使用任何合适的工作台，已经发现很适用的工作台有日本Kato Tech Company Limited of Koyota生产的型号KES-FB-4NKES-SE、在闭环控 制模式中使用NuStep 2C NuLogic双轴步进马达控制器的CP3-22-01 DCI微型精密工作台。工作台拥有恒定传动马达，其运转速度为每秒1 毫米。对样品以横向一毫米的单位扫描幅度在前进方向扫描30毫米，然 后倒退。均在前进方向和倒退方向上的26毫米为中心的扫描区域采集数 据。每次扫描的起始和结束2毫米忽略不计，并不用于计算。
轮廓曲线仪的探针的尖端半径为2.54微米，所施压力为0.20克。量 表的测量范围被校准到在Z方向上的总位移为3.5毫米。在样品的扫描 距离上，轮廓曲线仪以毫米为单位测量Z方向上的探针位移。量表控制 器输出电压以至少每秒20个点的速度数字化。在全部26毫米扫描范围 上，在前进和倒退的扫描方向，都可获得512对时间-表面高度数据点。 轮廓曲线仪固定在样品台上，这样可以测量表面外形。EMD 4320 WI垂 直位移传感器是合适的轮廓曲线仪，它有EPT 010409探针尖端和EAS 2351模拟放大器。可从罗得岛Providence的Federal Products公司购买 该设备。
把数字化数据对导入标准随机分析程序包，作进一步分析。合适的 软件分析程序包有：北卡罗莱纳州Cary的SAS、优选为德克萨斯Austin 的National Instruments的LabVIEW仪器控制软件3.1。使用LabVIEW 软件时，链接表面高度和单次扫描时间的原始数据对都以使用LabVIEW 软件的Mean.vi分析工具所得的平均值为中心。来自16条轨迹的512 个数据点可以使用幅-相频谱测试工具转换为16条振幅波谱。使用SAS 软件的PROC Spectra Method所说明的方法，对所有波谱进行平滑滤 波。使用的LabVIEW滤波器的值有：0.000246、0.000485、0.00756、 0.062997、0.00756、0.000485、0.000246。本工具的输出值被视为Amp Spectrum Mag(vrms)。
然后使用一系列频率滤波器调整振幅数据使之适应于人类的触觉灵 敏度，这些滤波器根据Verrillo的振动频率函数中的振动触觉阈限数据 设计，该函数在Journal of Acoustical Society of America(美国声学协会 月刊)中的“Effect Of Contactor Area On The Vibrotactile Threshold”， Vol.35，1962(1963)论文中做了介绍上述数据采用周期/秒的时间域的报告 形式，并且转换为周期/毫米的空间域。在1991 International Paper Physics Conference，TAPPI Book 1的文章“Methods For The Measurement Of The Mechanical Properties Of Paper tissue”(薄纸制品机械特性的测量方法)中 提出了工序中有转换因子和滤波器的值，作者为Ampulski等人，并且 第19页使用了第22页题为“Physiological Surface Smoothness”(生 理表面光洁度)中提出的具体工序。滤波器的反应被设置为0值(小于 最小阈限、高于最大反应频率)，并且在0到1之间变化，如上述Ampulski 等人的论文中所述。
在生理上已调整的频率幅度数据为上述的振幅与每一频率点处适合 滤波器值的乘积。在所述Ampulski等人的文章的图5中说明了典型的 振幅波谱和滤波后的振幅波谱。Verrillo调整后的频率振幅曲线是每毫 米0到10个周期的点之和。该最终曲线被认为是生理表面光滑度。然后 把获得的八次前进和八次倒退的生理表面光滑度值进行平均，并以微米 为单位报告。
使用SAS软件进行生理表面光滑度测量在以下普通转让的美国专利 中有说明：4,959,125，于1990年9月25日公布，授予Spendel；5,059,282， 于1991年10月22日公布，授予Ampulski等人；5,855,738，于1999 年1月5日公布，授予Weisman等人；5,980,691，于1999年11月9 日公布，授予Weisman等人。
可选择薄纸的任一面进行光滑度测量，所有轨迹皆要从相同面提取。 如果薄纸的每一面都符合本发明提出的光滑度标准，则认为整个薄纸样 品符合此标准。优选地薄纸的两个表面都符合上述标准。
实施例
使用传统二次制浆机预制占总重3％的Nothem Softwood Kraft(NSK) 纤维的含水浆液。轻轻地精炼NSK浆液，把2％浓度的永久湿强树脂 (KymeneTM 617)溶液添加进NSK母管，所添加溶液重量为总干纤维重量 的0.9％。通过内嵌式搅拌器可以提高NSK纤维对永久湿强树脂的吸 收。在风扇泵之前，把1％的干强树脂(羧甲基纤维素)添加进NSK母 液中，所添加溶液重量为总干纤维重量的0.14％。NSK浆液在风扇式泵 中稀释到浓度为约0.2％。
预制的化学软化混合物包括di-hard牛脂二乙基酯二甲基氯化季铵和 聚氧乙烯乙二醇，其平均分子量为400(PEG-400)。把PEG-400加热至约 66℃，使季铵溶入熔化的PEG-400以形成均匀混合物。
使用传统二次制浆机，预制包括占总重3％的桉树纤维的含水浆液。 把1％的化学软化合成物，按照占总干纤维重量0.09％的比例添加进桉 木母管中。桉木浆液在风扇泵中稀释到约0.2％的浓度。在后CMC添加 后，浆液在风扇泵中稀释到浓度约0.2％之前，把1％浓度的化学软化 混合物溶液也添加进NSK浆液中。
把两种浆液混合在一起，NSK对桉树纤维的比例是40∶60，所得浆 液通过单层高位水箱沉淀到长网造纸机的金属丝上，形成雏形纤维网。 在偏转器和真空箱的共同作用下，通过长网造纸机金属丝进行脱水。
把雏形纤维网从长网造纸机金属丝传送到传统的干燥毡上，传送时 纤维浓度为约20％。然后使用包括0.25％聚乙烯乙醇(PVA)溶液的喷 涂起皱粘合剂，把纤维网传送到Yankee干燥机的表面。在用刮粉刀将 纤维网干皱之前，纤维浓度增加到估计为96％。刮粉刀有约25度的斜角， 相对于Yankee干燥机固定则提供一个约81度的冲击角。Yankee干燥 机的运转速度为约4m/s，干燥的未压光纸在卷轴上形成1层纸幅。
将三个1层纸幅进行离线重绕操作，形成3层纸幅，随后把它转 换为3层薄纸制品，产品的总面积为约210平方毫米。
通过同时展开3个1层纸幅，即可制成3层纸幅。展开薄页纸幅时， 让1层薄页纸幅通过位于硬橡胶(肖氏硬度60)辊与包括80个0.26mm 高椭圆压花元件的钢辊之间的印花辊隙。随后，将一系列薄页纸幅并置 在一起，让三个并置薄页纸幅通过两个钢压光辊之间的压光辊隙，对应 的总压力为13440N，压光辊相互施加的压力在每厘米接触长度上为 160N。
随后，3层纸幅转化成3层薄纸制品。展开三层薄页纸幅，让其在 折叠前经过压花工序。从边缘向内约15mm的薄纸制品页边空白处，按 照公布于1995年10月19日的WO 95/27429所说明的工序进行压花。 薄纸制品表面区域的主要部分(例如，15mm页边空白内的所有表面区 域)没有压花。通过以下方式进一步装饰薄纸：把商标名称压花在先前 未压花区域的一小块区域上，也可在以先前未压花区域压花而添加上四 个装饰性叶子图案。
在折叠前，通过两道工序应用方法把洗液印涂在3层薄页纸幅的每 个外表面上。洗液是di-hard牛脂二乙基酯二甲基氯化季铵的含水溶液。 让3层薄页纸幅通过两个连续印花点，印花完成，每个印花点包括带图 案的韧皮纤维辊和橡胶衬背辊对。
韧皮纤维辊的被雕刻单元体积为约3ml/m2，经设计用洗液填充雕刻 单元的封闭供应室为其提供洗液。韧皮纤维辊和衬背辊之间有0.35mm 的间隙，让3层纤维网通过此间隙，使洗液分布到与韧皮纤维辊接触的 表面上。然后让薄页纸幅通过配有相同韧皮纤维辊/橡胶辊对(辊隙为 0.35mm)的第二印花点。辊对的安排应让第二韧皮纤维辊接触未带洗液 的表面，将洗液传送到该表面上。这种安排对于为每3层薄纸成品干重 上转移了0.45％活性季铵化合物。
通过上述方法获得的薄纸基重为54g/m2，总厚度为0.35mm，每层 厚度为0.12mm，湿破裂强度为250g，PSS参数为620微米。
任何共同转让的专利和专利申请都引入本文以供参考。