由单层片薄页纸幅制成的多层片薄页纸产品的制作方法

背景技术：

薄页纸产品的生产通常开始于使用任一种众所周知的制造工艺由造纸纤维生产薄纸基片，所述制造工艺诸如常规的湿压(cwp)制造方法、起绉空气穿透干燥(ctad)、不起绉空气穿透干燥(uctad)和先进的薄页纸模制系统(atmos)。例如，cwp制造方法包括以下步骤：将造纸纤维的稀浆料分散在成形织物上以形成湿薄页纸幅，将湿薄页纸幅压制并脱水，将脱水的薄页纸幅粘附到旋转的加热圆筒上以干燥纸幅，然后使用起绉刀片将干燥的纸幅从圆筒上起绉。

一旦制成薄纸基片，就通过一个或多个转换操作对其进行加工以形成薄页纸成品。在转换过程中，通过组合若干个不同的基片形成多层片薄页纸产品，其中每个基片都是通过前述薄页纸制造工艺之一单独制造的。不同的基片(也称为层片)可以任意种不同方式组合和加工，以制成具有消费者偏好的特性的薄页纸成品。例如，可以将两个、三个或四个基片捻合在一起以形成具有所需纸厚、堆积体积、柔软度、吸收容量和强度的薄页纸成品。

不同的基片可通过化学方法诸如通过粘合剂粘结、或机械方法诸如通过卷曲或压花、或这两者的组合而捻合在一起。在粘合剂粘结期间，将粘合剂膜沉积在所述层片中的一个层片的一些或全部表面上，然后将经粘合剂处理的表面放置成与至少一个其他层片的表面接触。在机械结合期间，可将层片组合并通过包括压花的圆柱形辊的辊隙，这导致所述层片中的至少一个层片具有特定的凸纹或凹痕。另外，与其初始纸厚相比，压花可增加层片纸厚。

虽然用于将基片转换成多层片薄页纸产品的现有技术工艺能够制成具有可接受的纸厚、柔软度、堆积体积、吸收容量和强度的产品，但是该工艺取决于首先为每个层片制造单个基片。对在薄页纸机上独立地制备每个层片然后将层片组合为成品的需求是昂贵且低效的。因此，在本领域中仍然需要一种制造多层片薄页纸产品的方法，该方法更经济并且不需要为每个层片制造单个基片。

技术实现要素：

现在，本发明人发现了一种用于由单层片基片制备多层片薄页纸产品的新型方法。该方法包括制备具有层状结构的单层片基片，该层状结构使基片易于分裂，然后将基片分裂成两个分开的纸幅，并将分裂的纸幅转换成多层片薄页纸产品。因此，本发明能够由单层片基片形成多层片薄页纸产品，这提高了制造生产率并降低了成本。

因此，在一个实施方案中，本发明提供了一种制造多层片薄页纸产品的方法，该方法包括以下步骤：提供具有多个层并且具有基本上水平的平面的单层片薄页纸幅，沿着该水平平面分裂薄页纸幅以产生一对分裂的薄页纸幅，然后将分裂的薄页纸幅组合成多层片薄页纸产品。

在一个实施方案中，本发明提供了一种用于制造多层片薄页纸产品的方法，该方法包括以下步骤：形成第一多层薄页纸幅，该第一多层薄页纸幅包括第一纤维外层和第二纤维外层以及设置在它们之间的中间纤维层；水平地分裂第一多层薄页纸幅以形成第二多层薄页纸幅和第三多层薄页纸幅，其中第二多层薄页纸幅和第三多层薄页纸幅各自包括两层；并且将第二多层薄页纸幅和第三多层薄页纸幅捻合在一起以形成多层片薄页纸产品。

在其他实施方案中，本发明提供了一种用于制造双层片薄页纸产品的方法，该方法包括以下步骤：提供不起绉空气穿透干燥的薄页纸幅，该不起绉空气穿透干燥的薄页纸幅包括第一纤维外层和第二纤维外层以及设置在它们之间的中间纤维层；水平地分裂所述不起绉空气穿透干燥的纸幅以形成第二多层薄页纸幅和第三多层薄页纸幅，其中第二多层薄页纸幅和第三多层薄页纸幅各自包括两层；将第二多层薄页纸幅和第三多层薄页纸幅捻合在一起形成双层片薄页纸产品。

在其他实施方案中，本发明提供了一种用于制造多层片薄页纸产品的方法，该方法包括以下步骤：形成第一多层空气穿透干燥的薄页纸幅，该第一多层空气穿透干燥的薄页纸幅包括第一纤维外层和第二纤维外层以及设置在它们之间的中间纤维层；通过使纸幅穿过由一对相对的辊形成的辊隙来压延第一多层空气穿透干燥的薄页纸幅，其中所压延的纸幅的平均分裂力为约100至约250gf；水平地分裂第一多层薄页纸幅以形成第二多层薄页纸幅和第三多层薄页纸幅，其中第二多层薄页纸幅和第三多层薄页纸幅各自包括两层；并且将第二多层薄页纸幅和第三多层薄页纸幅捻合在一起以形成多层片薄页纸产品。

在某些实施方案中，基片(在本文中也称为第一单层片薄页纸幅)是分裂力小于约250gf诸如小于约200gf、诸如小于约150gf、诸如小于约100gf并且在一个实施方案中为约50至约250gf诸如约100至约200gf的多层薄页纸。通过为多层薄页纸幅提供比相邻的纤维外层弱的中间纤维层，可以减小分裂力。例如，中间纤维层可以由具有相对较差的纤维间粘结的纤维配料诸如高粗糙度纤维素纤维形成。在某些实施方案中，高粗糙度纤维素纤维选自由再生纤维、化学-热机械纤维、南方软木牛皮纸纤维以及它们的混合物组成的组。

在其他实施方案中，基片可包括多层纸幅，其中中间纤维层包含选自由季铵化合物、季铵化合物与多羟基化合物的混合物和改性聚硅氧烷组成的组的剥离剂。在特别优选的实施方案中，中间纤维层可包含南方软木牛皮纸浆纤维以及选自由季铵化合物、季铵化合物与多羟基化合物的混合物和改性聚硅氧烷组成的组的剥离剂，其中剥离剂以每吨形成纸幅的中间纤维层的纤维约5.0kg至约15.0kg的量添加。

在某些优选的实施方案中，基片是多层的，并且包括中间纤维层，该中间纤维层比纤维外层弱并且在没有压缩脱水的情况下制成。例如，基片可以是具有第一纤维外层和第二纤维外层的不起绉空气穿透干燥的薄页纸幅，所述第一纤维外层和第二纤维外层包含精制的低粗糙度纸浆纤维，并且中间纤维层可包含高粗糙度纸浆纤维，其中基片的分裂力小于约250gf，诸如小于约200gf，诸如小于约150gf，诸如小于约100gf，并且在一个实施方案中，为约50至约250gf。

在另一个实施方案中，本发明提供了一种由五层组成的多层薄页纸幅，其中两个最外层包含第一纤维配料，与两个最外层相邻的两个内层包含第二不同的纤维配料，并且中间纤维层包含第三不同的纤维配料。五层纸幅可具有小于约250gf诸如约50至约250gf的分裂力，并且可大致水平地围绕纸幅的中点分裂以产生第二多层纸幅和第三多层纸幅，每个多层纸幅具有三层。然后，可以使用常规的转换技术诸如捻合、压花和卷绕来转换第二多层纸幅和第三多层纸幅，以产生双层片薄页纸产品。

当根据本发明制成的薄页纸幅被水平地分裂以形成两个分开的薄页纸幅时，所得的薄页纸幅可具有相似的物理特性，诸如基重、纸厚、纸片堆积体积或张力强度。例如，这两个纸幅的基重可相差不超过约10％，诸如不超过约5％。在其他实施方案中，纸幅的物理结构可以是相似的。例如，纸幅可包括相同数量的层，并且构成这些层的纤维配料可以是基本上相似的。另外，在其他情况下，各个表面诸如两个外表面可以是基本上相似的。例如，第一外表面可具有相似的质地和表面处理，并且第二外表面可具有相似的质地和表面处理。

附图说明

图1是根据本发明的用于由单层片薄页纸幅制备两个薄页纸幅的工艺的示意图。

定义

如本文所用，术语“薄页纸幅”通常是指包含多根纤维并且适用于形成薄页纸产品的纸幅，诸如纸片。一般来讲，薄页纸幅的纸片堆积体积大于约3.0立方厘米/克(cc/g)，并且更优选地大于约5.0cc/g，诸如约3.0至约20.0cc/g。用于制备薄页纸幅的工艺的非限制性实例包括已知的湿法成网造纸工艺和气流成网造纸工艺。此类工艺通常包括在介质中以悬浮液形式制备纤维组合物的步骤，所述介质是湿的，更具体地是含水介质，或者是干的，更具体地是气态，即以空气为介质。用于湿法成网工艺的含水介质通常称为纤维浆料。然后使用纤维浆料将多根纤维沉积到成形线或带上，从而形成初期薄页纸幅，之后将纤维干燥和/或粘结在一起以形成薄页纸幅。可进行薄页纸幅的进一步加工，从而形成薄页纸幅成品。例如，在典型的造纸工艺中，薄页纸幅成品是在造纸结束时卷绕在卷轴上的薄页纸幅，并且随后可被转换为成品，例如薄页纸产品。

如本文所用，术语“薄页纸产品”是指由薄页纸幅制成的产品并且包括卫生纸、面巾纸、擦手纸、工业用纸、餐饮服务用纸、餐巾纸、医用衬垫和其他类似产品。薄页纸产品可包括一个、两个、三个或更多个层片。

如本文所用，术语“层”是指层片内的多个纤维分层、化学处理分层等。

如本文所用，术语“层状”或“多层”通常是指由两层或更多层含水造纸配料制备的薄页纸幅，所述含水造纸配料优选地包含不同的纤维类型。这些层优选地在一个或多个环状多孔筛网上，由分离的稀纤维浆料流沉积而成。如果各个层最初在分离的多孔筛网上形成，则随后将各层(趁湿)组合形成分层的复合网。在某些优选的实施方案中，本发明提供了由三层组成的多层薄页纸幅，其中两个最外层包含第一纤维配料，并且中间纤维层包含第二不同的纤维配料。

如本文所用，术语“层片”是指离散的产品元素。各个层片可彼此并排排列。该术语可以指诸如多层片面巾纸、卫生纸、纸巾、擦拭物或餐巾纸中的多个网状部件。

如本文所用，术语“剥离剂”通常是指降低造纸纤维氢键合在一起的能力，从而降低所得纸片的强度并增加所感知到的柔软度的任何化学物质。此类化学剥离剂包括季铵化合物、季铵化合物与多羟基化合物的混合物和改性聚硅氧烷。适用于本发明的季铵化合物的实例包括二烷基二甲基铵盐，诸如二牛脂基二甲基氯化铵、二牛脂基二甲基甲基硫酸铵和二(氢化)牛脂基二甲基氯化铵。特别合适的剥离剂是1-甲基-2降油烯基-3油基酰胺乙基咪唑啉鎓甲基硫酸盐和1-乙基-2降油烯基-3油基酰胺乙基咪唑啉鎓乙基硫酸盐。

如本文所用，术语“基重”一般是指薄页纸每单位面积的无水干重并且一般以克/平方米(gsm)表示。使用tappi测试方法t-220测量基重。

如本文所用，术语“几何平均张力”(gmt)是指纸幅的纵向张力和横向张力的乘积的均方根，其如在测试方法章节中所述进行确定。

如本文所用，术语“纸厚”是根据tappi测试方法t402使用progage500厚度测试仪(thwing-albertinstrumentcompany,westberlin,nj)测量的单片的代表性厚度(包括两个或更多个层片的薄纸产品的纸厚是包括所有层片的单片薄纸产品的厚度)。测微计具有2.22英寸(56.4mm)的砧直径和132克/平方英寸的砧压力(6.45克/平方厘米)(2.0kpa)。

如本文所用，术语“纸片堆积体积”是指纸厚(μm)除以无水干基重(gsm)的商。所得纸片堆积体积以立方厘米/克(cc/g)表示。可根据本发明分裂的单层片纸幅通常具有大于约3.0立方厘米/克(cc/g)或更大，诸如约5.0cc/g或更大，诸如大于约8.0cc/g，诸如大于约10cc/g，诸如约3.0至约20.0cc/g的纸片堆积体积。

如本文所用，术语“空气穿透干燥的”通常是指制造薄页纸幅的方法，其中将干燥介质诸如加热的空气吹过穿孔的圆筒、初期薄页纸幅和支撑该纸幅的织物。一般来讲，初期薄页纸幅由织物支撑，并且不与穿孔的圆筒接触。

如本文所用，“非压缩脱水”和“非压缩干燥”分别是指用于从薄页纸幅中去除水的脱水或干燥方法，所述方法不涉及压缩辊隙或在干燥或脱水过程中导致纸幅的一部分明显致密化或压缩的其他步骤。在特别优选的实施方案中，湿纸幅在非压缩脱水过程中被湿模制，以改善纸幅的柔软度和光滑度并且使张力强度的降低最小。

如本文所用，“分裂力”是将薄页纸幅样品基本上水平地分裂成两半所需的平均张力。分裂力如下文的“测试方法”章节所述进行测量。虽然根据本发明制备的纸幅的分裂力可以变化，但是纸幅通常具有小于约250gf的分裂力，以便容易地分裂成两个单独的纸幅，这两个单独的纸幅可被转换成双层片薄页纸产品。

如本文所用，术语“分裂基重差异”是指由如本文所述的单个纸幅制备的两个纸幅的基重的差异百分比。薄页纸幅的分裂基重差异可为例如约0.5％至约15％，诸如约0.5％至约5％。

具体实施方式

一般来讲，本发明涉及一种用于由单层片薄页纸幅制备多层片薄页纸产品的方法以及所得的多层片产品，所述多层片产品具有良好的柔软度和强度特性。本发明的方法通常涉及制备第一单层片薄页纸幅，然后将所述纸幅分裂成两个单独的单层片薄页纸幅，所述两个单独的单层片薄页纸幅可被转换成多层片纸幅。在某些优选的实施方案中，所述单层片纸幅可被制造为使得当将其分裂成两个单独的纸幅时，所述两个纸幅是基本上相同的。

可被分裂成两个单独的纸幅并且然后转换成多层片薄页纸产品的薄页纸幅可使用任何一种众所周知的薄页纸制造工艺来制造。特别优选的是湿法成网的薄页纸制造工艺，并且更优选的是其中薄页纸幅被非压缩脱水的湿法成网的薄页纸制造工艺。例如，在某些实施方案中，薄页纸幅通过空气穿透干燥工艺形成，并且可以是起绉的或不起绉的。例如，本公开的造纸工艺可利用粘合起绉、湿式起绉、双起绉、压花、湿压、空气加压、空气穿透干燥、起绉空气穿透干燥、不起绉空气穿透干燥以及形成纸幅的其他步骤。此类技术的一些实例在美国专利号5,048,589、5,399,412、5,129,988和5,494,554中有所公开，所有这些专利以与本公开一致的方式并入本文。

在特别优选的实施方案中，待分裂的薄页纸幅通过不起绉空气穿透干燥工艺形成。可用的不起绉空气穿透干燥的薄页纸工艺例如在美国专利号5,656,132和6,017,417，所述专利据此均以与本公开一致的方式通过引用并入本文。

基片的物理特性可根据所得多层片薄页纸产品的所需特性而变化。例如，基重可在约20至约100克/平方米(gsm)，诸如约30至约80gsm，诸如约40至约60gsm的范围内。几何平均张力强度(gmt)通常大于约500g/3”，还更优选地大于约750g/3”，并且更优选地大于约1,000g/3”。在某些实施方案中，gmt可以在约500至约6,000g/3”，诸如约750至约4,000g/3”，诸如约1,000至约3,500g/3”，诸如约1,000至约2,500g/3”的范围内。纸厚可以在约500至约1,500μm，诸如约600至约1,200μm的范围内，并且纸片堆积体积可以在约5.0至约20cc/g，诸如约8.0至约18.0cc/g，诸如约8.0至约15.0cc/g的范围内。

在特别优选的实施方案中，在将基片分裂成两个单独的纸幅之前，不对其进行表面处理诸如施用洗剂等。然而，在某些情况下，期望在将纸幅分裂成两个单独的纸幅之前对纸幅进行压延。例如，可通过使纸幅通过任一种已知的压延系统来压延基片，所述压延系统在纸幅通过相邻辊(诸如相邻的钢辊和具有橡胶化涂层的辊)之间的辊隙时向纸幅施加特定压力。不受任何特定理论的束缚，据信在分裂之前对纸幅进行压延会降低纸幅的分裂力，并使纸幅更易于分层并且更容易分裂成两个单独的层片。

另外，期望将基片形成为使得两个外表面是相似的。虽然表面可能由于一个表面在制造过程中与造纸织物接触(织物侧)并且另一个表面与大气接触(空气侧)而在一定程度上有所变化，但期望由相同的纤维配料形成纤维外层并且将纸幅制造为使得两个表面的表面质地是相似的。

通常，在分裂之前将待分裂的薄页纸幅干燥至最终干燥度，诸如稠度大于约90％，更优选地大于约95％。除非充分干燥，否则纸幅在剥离并越过分裂边缘时可能不容易分裂成两个基本上相同的纸幅，如下文更详细地描述。

制造工艺可通过提供螺旋卷绕的辊112开始，该螺旋缠绕的辊包括围绕芯110螺旋卷绕的单层片薄页纸幅100。在某些情况下，螺旋卷绕的辊112可以是从薄页纸机直接卷绕的干燥的单层片薄页纸幅，在本领域中通常称为“母卷”。在其他情况下，可通过从母卷展开纸幅，裁切纸幅并围绕芯重绕纸幅来形成螺旋卷绕的辊112。

在某些实施方案中，单层片薄页纸幅可以在从螺旋卷绕的辊展开之后进行压延。例如，可以使单层片薄页纸幅通过钢辊和橡胶化辊之间的辊隙。通常，根据所需压延机的量(或纸厚减小的量)和所用的压延辊的类型(硬或软)，施加范围在约0和400磅/线性英寸(pli)之间的负荷，更优选地在约50和400pli之间并且还更优选地约50至约150pli的负荷。通常，前述负荷对最终产品属性和触觉特性的不利影响极小，但减小了纸幅的分裂力，使得其可以更容易地分离成两个单独的纸幅。

当展开纸幅100时，它可以在一对辊131、132之间通过，所述一对辊中的一个或两个辊可以被驱动，这可以在展开纸幅时支撑纸幅。纸幅100通常包括三层：一对纤维外层105、107和设置在它们之间的中间纤维层106。第一外层105形成第一外表面101，并且第二外层107形成第二外表面103。在通过一对辊131、132之后，纸幅100沿着基本上平行于纸幅的外表面101、103的平面(m)水平地分裂。水平地分裂纸幅100得到第二单层片薄页纸幅102和第三单层片薄页纸幅104。第二单层片薄页纸幅102和第三单层片薄页纸幅104分别包括两层：中间纤维层106的一部分和外层107。分裂的纸幅102、104中的每一者具有第一外表面111、117和第二外表面113、119。

纸幅100的初始分裂可以用手完成，然后分裂的纸幅可以围绕辊135、136穿到相应的芯121、123上。可通过移动一对竖直布置的惰辊135、136以改变分裂角(α)来控制纸幅100分裂成第二单层片薄页纸幅102和第三单层片薄页纸幅104。分裂角可在约15度至约180度，诸如约30度至约130度，诸如约60度至约100度之间变化。

第二单层片薄页纸幅102和第三单层片薄页纸幅104可通过一对间隔开的惰辊135、136在不同方向上转向，并卷绕到分开的芯121、123上，以形成第二卷绕辊116和第三卷绕辊118。然后可以将第二卷绕辊116和第三卷绕辊118进行进一步的转换，诸如用洗剂等进行表面处理、裁切、卷绕、捻合、压延或压花，以产生最终的薄页纸产品，诸如包括两个或更多个层片的多层片薄页纸产品。

在其他情况下，可将第二纸幅和第三纸幅直接转换成多层片薄页纸产品，而不是首先将纸幅卷绕成单独的卷绕辊。例如，在将第一薄页纸幅分裂成第二薄页纸幅和第三薄页纸幅之后，可使用用于将纸幅层压在一起的任何合适方式将第二薄页纸幅和第三薄页纸幅捻合在一起，所述方式包括例如卷曲、压花或使用粘合剂粘附。在最终的多层片薄页纸产品中，将各个层片取向成使得最柔软的一侧面向消费者可能是有利的。例如，第二纸幅和第三纸幅可被取向成使得最初包括原始纸幅的中间的表面形成薄页纸成品的外表面。然而，在其他实施方案中，期望将纸幅取向成使得原始纸幅的外表面也形成最终薄页纸产品的外表面。

本公开的工艺简化了多层片薄页纸产品的制造，该多层片薄页纸产品可包含两个层片、三个层片或更多个层片，因为可通过薄页纸机生产单个基础幅材，然后将其分裂成多个层片，所述层片然后可以重新组合以形成多层片薄页纸产品。在将层片组合成多层片产品之前或之后，本发明的方法可包括许多另外的任选步骤。例如，表面添加剂诸如洗剂可通过任何合适的方式诸如印刷或喷涂来施加。可将表面添加剂施加到层片上或施加到薄页纸成品上，或者施加到纸幅或产品的整个表面上或仅施加到其一部分上。对于多层片薄页纸产品，可将洗剂施加到所有层片或仅选定的层片上，并且仅施加到层片的一个或两个表面上。在一个优选的实施方案中，将洗剂施加到各个层片的两个外表面上，然后将各个层片层压在一起以形成薄页纸成品。

在其他实施方案中，新形成的纸幅中的一个或两个纸幅可通过穿过一对压延辊来压延，以实现适当的纸厚并改善所需的堆积体积和光滑度特性。压延后，可将纸幅彼此面对布置并诸如通过卷曲等附接，并且通过合适的切条机裁切至合适的宽度并卷绕成卷绕的多层片薄页纸产品。

在其他实施方案中，可将新形成的纸幅中的一个或两个纸幅压花，诸如通过使纸幅通过由相对软的(40肖氏硬度a)辊和其上雕刻有压花图案的硬辊形成的辊隙。压花可用于改善薄页纸成品的美观性和薄页纸卷的结构。压花后，可将纸幅彼此面对布置并且诸如通过施加粘合剂来附接，并且通过合适的切条机裁切至合适的宽度并卷绕成卷绕的多层片薄页纸产品。

不管采用哪种转换工艺，通常优选的是形成将第一层片和第二层片附接在一起的薄页纸成品。可使用任何合适的方式将纸幅层压在一起。例如，该工艺包括卷曲装置，该卷曲装置使层片通过纤维缠结而机械地附接在一起。然而，在一个另选的实施方案中，可以使用粘合剂以便将层片附接在一起。

由于本发明的多层片薄页纸产品是通过将单层片纸幅分裂成两个单独的纸幅而制备的，因此通常优选的是，单层片纸幅易于分成两个半部，并且在某些优选的实施方案中，易于分成两个基本上相同的半部。可以使用在下面的测试方法章节中描述的分裂力测试来测量单层片纸幅分裂成两个单独的纸幅的能力。在某些情况下，单层片纸幅可具有小于约250gf，诸如小于约200gf，诸如小于约150gf，诸如小于约100gf，并且在一个实施方案中，约50至约250gf，诸如约100至约200gf的平均分裂力。

当使第一单层片薄页纸幅分裂成两个单独的层片(第二单层片薄页纸幅和第三单层片薄页纸幅)时，所得的层片可具有彼此非常相似的特性，诸如基重、纸厚、纸片堆积体积和表面质地。例如，第二薄页纸幅和第三薄页纸幅之间的基重差异可以小于约10％，诸如小于约8％，诸如小于约5％。在其他情况下，第二薄页纸幅和第三薄页纸幅之间的基重差异可以在约2％至约10％，诸如约2％至约5％的范围内。在其他情况下，第二薄页纸幅和第三薄页纸幅的基重可以是基本上相等的，诸如相差小于约2％。

在某些情况下，第一单层片纸幅可具有约20至约100gsm的基重，并且可被分裂成第二单层片纸幅和第三单层片纸幅，其中第二单层片纸幅和第三单层片纸幅的基重为第一单层片纸幅的40％至约60％。在特别优选的实施方案中，第一单层片纸幅基本上沿着穿过纸幅中心的平面分裂。例如，薄页纸幅的分裂基重差异可小于约20％，诸如小于约15％，诸如小于约10％，并且在一个实施方案中小于约5％。薄页纸幅的分裂基重差异可以为例如约0.5％至约15％，诸如约0.5％至约5％。

不仅分裂纸幅的基重可以相似，纸幅还可具有相似的纸厚和纸片堆积体积。例如，在第一单层片纸幅基本上沿着穿过纸幅中心的平面分裂的情况下，所得的第二单层片纸幅和第三单层片纸幅可具有相似的纸厚，使得第二薄页纸幅和第三薄页纸幅之间的纸厚差异可以小于约10％，诸如小于约8％，诸如小于约5％。类似地，第二薄页纸幅和第三薄页纸幅之间的纸片堆积体积差异可以小于约10％，诸如小于约8％，诸如小于约5％。

在其他情况下，第一单层片薄页纸幅具有基本上相似的第一外表面和第二外表面以及均匀的中间纤维层，使得当其基本上沿着穿过纸幅中心的平面分裂时，第二单层片纸幅和第三单层片纸幅的第一外表面是基本上相似的，并且第二外表面也是基本上相似的。

为了由第一单层片薄页纸幅形成两个薄页纸幅，通常优选的是制备具有多个层的单层片纸幅，其中所述层中的至少一个层被设计成便于将单层片纸幅分裂成两个单独的纸幅。例如，在一个实施方案中，薄页纸幅可以由多层纤维配料形成，诸如包括三个纤维层的纸幅。在此类实施方案中，薄页纸幅可包括第一外层和第二外层以及设置在它们之间的中间纤维层。通过本领域已知的任何方法制备的层状薄页纸幅在本发明的范围内，包括在美国专利号5,494,554中公开的那些，该专利的内容据此以与本公开一致的方式并入。在一个优选的实施方案中，使用分层流浆箱制备包括多个纤维层的薄页纸幅。

为了促进沿着穿过纸幅的中间纤维层的平面的分裂，中间纤维层可被设计成比纤维外层弱。在某些实施方案中，中间纤维层可以由具有相对较差的纤维间粘结的纤维形成，诸如高粗糙度纤维，诸如粗糙度大于17mg/100、诸如大于约19mg/100m、诸如大于约21mg/100m、诸如约17至约25mg/100m的纤维素纤维。高粗糙度纤维素纤维可包括例如再生纤维、漂白和未漂白的南方软木牛皮纸纤维、热机械纤维和化学-热机械纸浆纤维。在某些实施方案中，高粗糙度纤维素纤维选自由再生纤维、化学-热机械纤维、南方软木牛皮纸纤维以及它们的混合物组成的组。

在一个实施方案中，较弱的中间纤维层可通过形成三层薄页纸幅来提供，该三层薄页纸幅具有被选择性地设置在中间纤维层中的南方软木牛皮纸纤维。每个外层可占纸幅的约15重量％至约40重量％，并且具体地可占纸幅的约20重量％至约40重量％。然而，中间纤维层可占纸幅的约20重量％至约70重量％，并且具体地占纸幅的约25重量％至约40重量％。

可用于本发明的南方软木牛皮纸纤维衍生自松亚属中的松树。松亚属内的合适物种包括例如火炬松(p.taeda)、湿地松(p.elliotti)、长叶松(p.palustris)、辛松(p.pungens)、刚松(p.rigida)、晚松(p.serotina)、加州沼松(p.muricata)和辐射松(p.radiata)。特别优选的是火炬松、湿地松和长叶松，以及它们的混合物。外层可包含北方软木牛皮纸纤维或硬木牛皮纸纤维，或它们的混合物。例如，外层可包含衍生自红杉、红刺柏、黑云杉、桉树、枫树、桦树、山杨等的牛皮纸浆。

在某些情况下，外层可包含桉树纤维以增加纸幅的柔软度。桉树纤维也可用于外层以增强亮度、增加不透明度并改变纸幅的孔结构以增强其芯吸能力。此外，如果需要，可以使用由再生材料获得的二次纤维，诸如来自例如像新闻纸、回收的纸板、以及办公废纸来源的纤维纸浆。

在其他实施方案中，外层可包含北方软木牛皮纸纤维，该纤维经过适度的精制以改善纤维-纤维的粘结。例如，纸幅可包括基本上由精制的北方软木牛皮纸纤维组成的第一外层、基本上由未精制的南方软木牛皮纸纤维组成的中间层以及基本上由精制的北方软木牛皮纸纤维组成的第二外层。第一外层可占纸幅的约20重量％至约40重量％，中间层可占纸幅的20重量％至约60重量％，并且第二外层可占纸幅的20重量％至约40重量％。

在其他实施方案中，中间层可包含南方软木牛皮纸纤维和高产率纸浆纤维的混合物，诸如漂白的化学-热机械纸浆(bctmp)纤维。bctmp纤维可以中间层的约10重量％至约60重量％的量，并且具体地以中间层的约20重量％至约50重量％的量存在于中间层中。

在其他实施方案中，第一薄页纸幅的中心层可以在没有大量内部纤维间粘结强度的情况下形成。就这一点而言，用于形成基础幅材的纤维配料可以用化学脱粘剂处理。脱粘剂可以在制浆过程中添加到纤维浆料中，也可以在形成湿薄页纸幅之前直接添加到流浆箱中。可用于本发明的合适的脱粘剂包括阳离子脱粘剂，特别是季铵化合物、季铵化合物与多羟基化合物的混合物和改性聚硅氧烷。

合适的阳离子脱粘剂包括例如脂肪二烷基季胺盐、单脂肪烷基叔胺盐、伯胺盐、咪唑啉季盐、有机硅季盐以及不饱和脂肪烷基胺盐。其他合适的脱粘剂在美国专利号5,529,665中有所公开，该专利的内容以与本公开一致的方式并入本文。

在一个实施方案中，本发明的工艺中使用的脱粘剂是有机季铵氯化物，并且具体地是季铵氯化物的有机硅基胺盐。可用的脱粘剂可以商品名prosoft从solenis(wilmington,delaware)商购获得。脱粘剂可以浆料中存在的约1.0kg/公吨纤维至约15kg/公吨纤维的量添加到纤维浆料中。

特别可用的季铵脱粘剂包括咪唑啉季铵脱粘剂，诸如油基-咪唑啉季胺、二烷基二甲基季铵脱粘剂、酯季铵脱粘剂、二酰胺基胺季铵脱粘剂等。基于咪唑啉的脱粘剂可以介于每公吨2.0至约15kg的量添加。

在其他实施方案中，可通过制备具有选择性地设置在纸幅中心的高产率纸浆纤维的分层纸幅来制造具有较弱中间层的薄页纸幅。高收率纸浆纤维通常是通过诸如热机械制浆(tmp)、化学热机械制浆(ctmp)以及漂白的化学热机械制浆(bctmp)和碱性过氧化物机械制浆(apmp)的工艺生产的具有相对较高的粗糙度和较差的粘结的富含木质素的纤维素纸浆或纤维。此类纸浆的木质素含量通常为至少约5％，并且通常大于约10％，并且典型地大于约15％，最高达约30％或更大。在一些实施方案中，尤其优选的是木质素含量为约15％至约25％的tmp、ctmp、bctmp和apmp。

在某些实施方案中，第一单层片纸幅可包括三层薄页纸幅，该三层薄页纸幅具有第一外层和第二外层以及设置在它们之间的中间层，其中中间层基本上由高产率纸浆纤维组成，并且两个外层基本上由硬木或软木牛皮纸浆纤维组成。例如，在本发明的一个具体实施方案中，纸幅包括由软木纤维制成的外层。每个外层可占纸幅的约20重量％至约40重量％，并且具体地可占纸幅的约25重量％。然而，中间层可占纸幅的约40重量％至约60重量％，并且具体地纸幅的约50重量％。中间层可包含软木纤维和bctmp纤维的混合物。bctmp纤维可以中间层的约40重量％至约60重量％的量，并且具体地以中间层的约50重量％的量存在于中间层中。

在其他实施方案中，第一单层片纸幅可包括分层纸幅，其中中间层包含交联的纤维素纤维，所述交联的纤维素纤维充分地弱化中间层并便于分裂。合适的交联纤维和薄页纸结构在pct申请号pct/us2016/035056中有所描述，该申请以与本公开一致的方式并入本文。在一个特别优选的实施方案中，第一单层片薄页纸幅包括第一外层和第二外层以及设置在它们之间的中间层，其中中间层包含交联的纤维素纤维，并且两个外层基本上由硬木或软木牛皮纸浆纤维组成。例如，交联的纤维素纤维可包括交联的桉树硬木牛皮纸浆纤维(ehwk)，其可被选择性地掺入三层薄页纸结构的中间层中，而两个外层包含非交联的纤维素纤维，诸如非交联的北方软木牛皮纸纤维(nswk)。在另外的实施方案中，可能优选的是，两个外层基本上不含交联的纤维素纤维，诸如交联的ehwk。

在另一个实施方案中，纸幅的层或其他部分，包括整个纸幅，可被提供有湿强度剂或干强度剂。如本文所用，“湿强度剂”是用于固定湿态纤维之间的粘结的材料。为了本发明的目的，在以有效水平添加到纸幅或纸片中时导致所提供的片材的湿几何张力强度:干几何张力强度之比超过0.1的任何材料将被称为湿强度剂。通常，这些材料被称为永久性湿强度剂或暂时性湿强度剂。为了区分永久性湿强度剂和暂时性湿强度剂，永久性将被定义为这样的树脂，当掺入纸张或薄页纸产品中时，其将提供在暴露于水至少五分钟的时间段后保留其原始湿张力强度的超过50％的产品。暂时性湿强度剂是在用水饱和五分钟后显示其原始湿强度的不到50％的那些湿强度剂。这两类材料均可用于本发明中。基于纸浆纤维的干重，添加到纤维中的湿强度剂或干强度剂的量可为至少约0.1干重％，更具体地为约0.2干重％或更大，并且还更具体地为约0.1干重％至约3干重％。

特别优选的湿强度剂包括选自由聚酰胺-表氯醇树脂、聚丙烯酰胺树脂以及它们的混合物组成的组的树脂粘结剂材料。特别有用的是各种聚酰胺-表氯醇树脂。这些材料是具有反应性官能团诸如氨基、环氧基和氮杂环丁烷鎓基团的低分子量聚合物。特别可用的聚酰胺-表氯醇树脂包括以商品名kymene(solenis,wilmington,de)销售的那些。

可用的干强度添加剂包括羧甲基纤维素树脂、淀粉基树脂以及它们的混合物。优选的干强度添加剂的实例包括羧甲基纤维素和得自acco化学家族(americancyanamidcompany,wayne,nj)的阳离子聚合物，诸如acco711和acco514。

合适的暂时性湿强度树脂包括但不限于由americancyanamid开发并以商品名parez^tm631nc湿强度树脂(现在可购自位于westpaterson,nj的cytecindustries)销售的那些树脂。这种树脂和类似树脂在美国专利3,556,932和美国专利3,556,933中有所描述。应当用于本发明中的其他暂时性湿强度剂包括改性淀粉，诸如购自nationalstarch并以商品名cobond^tm1000改性淀粉销售的那些。

尽管在如上所述的湿强度剂中发现了与本发明结合使用的特定优点，但是也可以使用其他类型的粘结剂来提供必要的湿弹性。它们可以在基片制造工艺的湿端施加，或者在基片形成后或干燥后通过喷涂或印刷来施加。

根据本发明的工艺，可以形成许多不同的薄页纸产品。例如，薄页纸产品可以是例如面巾纸、卫生纸、纸巾、餐巾纸、工业擦拭物等。基重可在约20至约80gsm，诸如约25至约60gsm，诸如约30至约50gsm的范围内。在一个具体实施方案中，本发明涉及基重为约35至约45gsm的双层片成卷卫生纸产品的生产。

根据本发明制成的薄页纸产品可具有相对高的堆积体积。根据本发明制成的薄页纸产品的堆积体积例如可大于5.0cc/g。例如，在一个实施方案中，根据本发明制成的薄页纸产品的堆积体积可大于约8.0cc/g，诸如大于约10.0cc/g，诸如大于约10cc/g，诸如约5.0至约18.0cc/g，诸如约8.0至约15.0cc/g。

一般来讲，本发明的多层片产品从基片获得上述的纸片堆积体积，所述基片是由薄页纸机生产的未经后处理诸如压花的片材。然而，如果需要，本发明的基片可被压花以产生更大的堆积体积或美观性，或者它们可以保持不被压花。另外，如果需要或必须满足现有产品规格，可以对本发明的基片进行压延以改善光滑度或减小堆积体积。在其他情况下，如果需要或必须满足现有产品规格，可以不压延基片并且可以压延所得的分裂纸幅以改善光滑度或减小堆积体积。

另外，薄页纸产品的张力强度诸如几何平均张力强度(gmt)可根据其预期的最终用途而变化。例如，多层片薄页纸产品的gmt可以大于约500g/3”，诸如大于约700g/3”，诸如大于约1,000g/3”，诸如约500至约4,000g/3”，例如约700至约3,000g/3”。在某些优选的实施方案中，多层片薄页纸产品是gmt为约700至约1,500g/3”的成卷卫生纸产品。

测试方法

拉伸

通过使用jdc精确样品切割器(thwing-albertinstrumentcompany,philadelphia,pa，型号jdc3-10，序列号37333)沿着纵向(md)或横向(cd)取向切割3英寸(76.2mm)宽×5英寸(127mm)长的条带，而制备用于张力强度测试的样品。用于测量张力强度的仪器是mtssystemssintech11s，序列号为6233。数据采集软件是mtstestworks^tmforwindows4版(mtssystemscorp.,researchtrianglepark,nc)。根据受测试样品的强度，从50牛顿或100牛顿最大值选择测力传感器，使得峰值负荷值的大部分落在测力传感器的全刻度值的10％和90％之间。夹具之间的标距为2±0.04英寸(50.8±1mm)。夹具使用气动式动作来操作并且涂布有橡胶。最小夹面宽度为3英寸(76.2mm)，并且钳口的大致高度为0.5英寸(12.7mm)。夹头速度为10±0.4英寸/分钟(254±1mm/min)，并且断裂灵敏度被设置在65％。将样品置于仪器的夹具中，在垂直和水平方向上均居中。接着开始测试并且在样本断裂时结束。根据受测试的样品，峰值负荷被记录为样本的“md张力强度”或“cd张力强度”。对“按原样”获取的每个产品测试至少六(6)个代表性样本，所有各个样本测试的算术平均值是产品的md或cd张力强度。

除了张力强度之外，mtstestworks^tm程序还报告了每个被测样品的拉伸率、张力能量吸收(tea)和斜率。拉伸率(md拉伸率或cd拉伸率)以百分比报告，并且被定义为样本在生成峰值负荷时经松弛校正的伸长除以经松弛校正的标距的比率。斜率以克(g)为单位报告，并且被定义为拟合到落在70克与157克(0.687n至1.540n)的样本生成力之间的负荷校正应变点的最小平方线的梯度除以样本宽度。

总能量吸收(tea)被计算为在与上文先前所述相同的张力测试过程中应力-应变曲线下的面积。该面积基于当片材被拉紧而破裂并且置于片材上的负荷已降至峰值张力负荷的65％时达到的应变值。对于tea计算，将应力转换为克/厘米，并通过积分计算面积。应变的单位是厘米/厘米，因此最终的tea单位变为g*cm/cm2。

分裂力

使用jdc精确样品切割器(thwing-albertinstrumentcompany,philadelphia,pa，型号jdc3-10，序列号37333)沿着待分裂的单层片基片的纵向切割经tappi调节的纸幅，以产生至少177.8mm(七英寸)长的76.2mm(3英寸)宽条带。在条带一端的相对侧上使用胶带，开始分裂，然后将条带沿着约76.2mm(3英寸)长的节段分裂。两个分裂部分的端部放置在测试仪器的相对的气动夹具中并居中。用于测量分裂单层片基片的力的仪器是mtssystemssintech11s，序列号为6233。数据采集软件是mtstestworks^tmforwindows4版(mtssystemscorp.,researchtrianglepark,nc)。

张力测试装置被配置为具有25.4mm(1英寸)的初始钳口跨度(标距)，并且设置为每分钟300mm(12英寸)的夹头速度。首先将一个分裂层放置在上钳口中，然后将相对的分裂层放置在下钳口中，使得分隔线(两个分裂部分合并成未分裂纸幅的区域)大致在两个钳口中间，其中分隔线是基本上水平的。将纸幅加载到钳口中，使得在开始测试之前，张力小于3gf，并且通常基本上为零克的力。开始测试，并且在夹头分开时，使用50n测力传感器测量进一步分裂纸幅所需的张力。继续进行至少50.8mm(两英寸)的测试，并且在可能的情况下，精确地进行88.9mm(3.5英寸)的夹头运动。所测得的平均分离力为“分裂力”。

实施例

实施例1

基片(在本文中也称为第一单层片薄页纸幅)是使用空气穿透干燥的造纸工艺制成的，该造纸工艺通常被称为“不起绉空气穿透干燥”(“uctad”)，并且在美国专利号5,607,551中进行了一般描述，该专利的内容以与本发明一致的方式并入本文。制备目标无水干基重为约45克/平方米(gsm)的基片。

在所有情况下，使用分层流浆箱由包含北方软木牛皮纸(nswk)和南方软木牛皮纸(sswk)的配料制备基片，所述分层流浆箱由三个储料槽进料，使得纸幅具有三个层(两个外层和一个中间层)。第一外层对应于在制造过程中不与造纸织物接触的纸幅的表面，该第一外层包含nswk并且为总纸幅的30重量％。中间层包含sswk并且为总纸幅的总重量的40％。第二外层对应于在制造过程中与造纸织物接触的纸幅的表面，该第一外层包含nswk并且为总纸幅的30重量％。经由添加羧甲基纤维素(cmc)、kymene和/或通过精制nswk配料来控制强度，如下表1所示。

表1

将薄页纸幅形成在voithfabricstissueformv成形织物上，真空脱水至大约25％的稠度，接着在转移到转移织物时接受匆促转移。匆促转移度为15％。转移织物是被描述为t807-5的织物(可从voithfabrics,appleton,wi商购获得)。

然后将纸幅转移至空气穿透干燥织物。空气穿透干燥织物是被描述为t1205-2的织物(可从voithfabrics,appleton,wi商购获得)。在转移时使用大于10英寸汞柱的真空水平进行至空气穿透干燥织物的转移。接着在卷绕之前将纸幅干燥成大约98％固体。

随后用手将第一单层片纸幅展开并分裂。用手将所得的第二薄页纸层片和第三薄页纸层片捻合在一起以形成双层片薄页纸产品。第一单层片纸幅和所得的双层片薄页纸产品的物理特性汇总于下表2中。

表2

实施例2

大致如实施例1所述，使用uctad工艺制备目标基重为39gsm的基片，不同的是使用t1207-11转移织物(可从voithfabrics,appleton,wi商购获得)和t2301-11空气穿透干燥织物(可从voithfabrics,appleton,wi商购获得)，并且湿纸幅在从转移织物转移到空气穿透干燥织物上时经受20％的匆促转移。经由添加羧甲基纤维素(cmc)、kymene和/或通过精制nswk配料来控制强度，如下表3所示。

表3

在制造后，最初将基片卷绕为母卷，然后在实验转换线上展开。最初用手将片材分裂，然后用手将其穿过转换设备。一旦分裂并穿过，转换线就以100米每分钟(mpm)的速度运行，以制备直径为114mm、片材计数为89张并且片材长度为152mm的成卷双层片薄页纸产品。第一单层片纸幅和所得的双层片薄页纸产品的物理特性汇总于下表4中。

表4

实施例3

该实施例的基片按照实施例1制成，但是有20％匆促转移到空气穿透干燥织物上，并且目标基重为约60gsm。经由添加羧甲基纤维素(cmc)、kymene和/或通过精制nswk配料来控制强度，如下表5所示。

表5

在制造后，最初将基片卷绕为母卷，然后在实验转换线上展开。最初用手将片材分裂，然后用手将其穿过转换设备。一旦分裂并穿过，转换线就以100mpm的速度运行，以制备直径为114mm、片材计数为77张并且片材长度为152mm的成卷双层片薄页纸产品。第一单层片纸幅和所得的双层片薄页纸产品的物理特性汇总于下表6中。

表6

评估根据以上实施例2和3制备的基片的分裂基重差异和平均分裂力，其结果汇总于下表7中。

表7

虽然本发明已经就其具体实施例进行了详细描述，但是将领会的是，本领域技术人员在获得前述内容的理解后可以容易地设想出这些实施例的替代形式、变型形式和等同方案。因此，本发明的范围应被评估为所附权利要求及其任何等同物以及以下实施方案的范围：

在第一实施方案中，本发明提供了一种用于制造多层片薄页纸产品的方法，所述方法包括以下步骤：形成第一多层薄页纸幅，所述第一多层薄页纸幅包括第一纤维外层和第二纤维外层以及设置在它们之间的中间层；水平地分裂所述第一多层薄页纸幅以形成第二多层薄页纸幅和第三多层薄页纸幅，其中所述第二多层薄页纸幅和所述第三多层薄页纸幅各自包括两层；并且将所述第二多层薄页纸幅和所述第三多层薄页纸幅捻合在一起以形成多层片薄页纸产品。

在第二实施方案中，本发明提供了如第一实施方案所述的方法，其中所述第一纤维外层和所述第二纤维外层包含选自北方软木牛皮纸纤维和硬木牛皮纸纤维以及它们的混合物的木浆纤维，并且所述中间层包含选自南方软木牛皮纸纤维、高产率纸浆纤维和交联纤维以及它们的混合物的木浆纤维。

在第三实施方案中，本发明提供了如第一实施方案或第二实施方案所述的方法，其中所述中间层还包含剥离剂，所述剥离剂包含咪唑啉季铵化合物、酯官能季铵化合物或它们的混合物。

在第四实施方案中，本发明提供了如第一实施方案至第三实施方案中任一项所述的方法，所述方法还包括以下步骤：转换所捻合的薄页纸产品，其中所述转换包括用洗剂等处理所捻合的薄页纸产品、裁切、卷绕、压延或压花，以制备最终的薄页纸产品。

在第五实施方案中，本发明提供了如第一实施方案至第四实施方案中任一项所述的方法，其中所述最终的薄页纸产品具有约20至约80gsm的基重以及约1,000至约4,000g/3”的几何平均张力强度。

在第六实施方案中，本发明提供了如第一实施方案至第五实施方案中任一项所述的方法，其中所述第一多层薄页纸幅围绕所述纸幅的中点基本上水平地分裂。

在第七实施方案中，本发明提供了如第一实施方案至第六实施方案中任一项所述的方法，其中所述第一多层薄页纸幅具有约100至约250gf的分裂力。

在第八实施方案中，本发明提供了如第一实施方案至第七实施方案中任一项所述的方法，其中所述第一多层薄页纸幅具有约20至约80克/平方米(gsm)的基重以及大于约5立方厘米/克(cc/g)的纸片堆积体积。

在第九实施方案中，本发明提供了如第一实施方案至第八实施方案中任一项所述的方法，其中所述第二多层薄页纸幅和第三多层薄页纸幅具有约10至约40gsm的基重以及小于约10％的分裂基重差异。

在第十实施方案中，本发明提供了如第一实施方案至第九实施方案中任一项所述的方法，所述方法还包括压延所述第一多层薄页纸幅的步骤。

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