专利名称：：具有高的抗微生物屏障水平的木浆纸的利记博彩app
技术领域：
：本发明涉及具有高的抗微生物屏障特性的木浆纸，其适用于无菌包装(例如医用包装)，以及空气过滤或液体(例如水)过滤及其它用途。
背景技术：
：对微生物穿透的屏障是用来包装医用设备和其它必需灭菌的物品的材料的重要且必要的性能。目前用于医用包装的材料包括各种薄膜、闪蒸纺丝聚烯烃无纺织物和医用级纸。对于用气体或等离子体灭菌(例如环氧乙烷、Sterrac^等)对包装的内容物进行灭菌的情况，所述包装一般包括薄膜(例如热成形薄膜)，形成了热封到多孔且透气的封盖(例如纸或闪蒸纺丝聚烯烃片材)的底材(bottomweb)。或者，该包装可以是包含热封到薄膜上的多孔层的小袋形式，多孔封盖或多孔层必需允许杀菌剂气体或等离子体进出包装，以便对其内容物进行灭菌，同时提供对微生物穿透的屏障作用，以便使包装于其中的医用设备或其它物品保持无菌直至被使用为止。多孔纤维片材的微生物屏障性能取决于平均孔径、片材厚度、纤维大小、纤维形态等。多孔微生物屏障片材防止大小为亚微米至几微米的微生物孢子以及颗粒穿透。通过其对数减少值(LRV)来测量多孔片材防止细菌穿透的能力。LRV值越高，材料防止微生物穿透包装的能力越强。例如，当定量(BW)从约1.65oz/yd2增加至2.2oz/yd2(55.9g/m2i74.6g/m"时，用于医用包装的闪蒸纺丝聚烯烃片材的LRV为约3.2~5.5或更高本领域已知的医用级纸的LRV—般为约1~3，这取决于它们的定量、孔径、添加剂处理等，且作为微生物屏障，比闪蒸纺丝材料的效力低得多。LRV提高一个'单位，相当于微生物屏障效力增强10倍。天然纤维素浆纸虽然经过多年在医用包装中的使用已得到改进，但是与合成材料制备的纸相比，它们的屏障性能和机械性能仍存在不足。公开号为2003/0177909的美国专利申请(Koslow)描述了包含纳米纤维的空气过滤介质。可使用纳米纤维涂层来增强过滤介质的性能，纳米纤维优选为原纤化纳米纤维。一种实施方案中，过滤介质由原纤化纤维和玻璃微纤维的共混物制备。公开号为2005/0142973的美国专利申请(Bletsos等)记栽了包含纳米纤维或纳米纤维和木浆的多孔纤维片材，其具有优异的微生物屏障性能。某些这样的片材的LVR为至少5.5。一般地，使用纳米纤维以及增加其含量可提高无纺织物的屏障性能。人们希望以成本有效方式改善屏障性能，例如通过只使用廉价且天然可再生的原料。对用于医用包装的木浆纸仍存在着需求，所述木浆纸具有改进的微生物屏障性能，相比于主要以合成材料构成的微生物阻隔片材，该木浆纸是经济的。发明概述本发明的一种实施方案是一种纸，其对数减少值(LRV)为至少约3.6，密度为至少约0.80g/cm3，定量为至少约55g/m2，所述纸由木浆纤维组分构成，其中所述木浆为精制浆，其加拿大标准游离度小于约360ml,重量加权平均长度小于约3mm，本发明的另一种实施方案是一种多层纸结构，其中至少一层是上述纸'发明详述本发明涉及由木浆纤维组分构成的纸。在与已知木浆纸的定量基本相同条件下，该纸具有提高的屏障性能。本发明的某些木浆纸用作微生物屏障材料，例如用于医用包装的封盖(lidding)。本发明的某些木浆纸还适用于空气过滤和液体过滤.本文中所用的"木浆"指用碱液或酸式盐或中性盐的溶液煮沸木片，然后用氯化物漂白所得到的产品，该处理的目的在于或多或少完全除去木材中的半纤维素和木质素结壳物。在医用包装中使用的纸种随着纤维密度、气孔度、各种处理、添加剂和定量而变化。医用纸经过漂白和高度精制，通过常规的湿法成网(wet-laid)工艺，采用原木浆制备。本领域中使用的预先成形的纸的定量为约1.4oz/yd2(49g/m2)~2.9oz/yd2(98g/m2).牛皮纸是常用于医用包装的特殊类型的纸。其由牛皮浆制备，其制备方法包括在碱性溶液中蒸煮(消化)木片数小时，在此期间，化学品侵蚀木材中的木质素。随后去除溶解的木质素，留下纤维素纤维。未漂白的牛皮浆颜色为棕黑色，因此在将之用于多种造纸应用之前，必需使其经历一系列漂白过程，发明人惊奇地发现，采用具有特定组合的木浆游离度和浆纤维长度的木浆制备具有规定表观密度和定量的纸，这导致纸的LRV比本领域已知的木浆纸高得多。本发明的木浆基纸的LRV为至少3.6，或至少4，并可以达到至少5。用来制备本发明纸的木浆的加拿大标准游离度(CSF)小于约360ml，优选小于约300ml，更优选小于约250ml，其重量加权平均长度小于约3mm，优选小于约1.2mm。本发明纸的表观密度为至少约0.80g/cm3。本发明的一种实施方案中，纸的密度大于约0.80g/cm3，并且小于约0.98g/cm3。用本领域已知的方法制备本发明纸，例如用湿法成网方法制备原始成形纸(as-formedpaper),优选随后对原始成形纸进行压光。所述纸的葛尔莱透气度(GurleyAirResistance)(Gurley)一般不超过约250秒，甚至不超过约50秒用于制备本发明纸的木浆可以是未漂白的或漂白的，硬木浆或硬木浆与软木浆的组合。本发明的一种优选实施方案中，木浆是漂白的。可用本领域已知的方法制备本发明的原始成形纸，例如在长网造纸机、斜网造纸机或圆网造纸机上制成原始成形纸。优选地，本发明的干燥原始成形纸的定量为至少约55g/m2，优选为约60g/m2~120g/m2,更优选为约80g/m2~100g/m2。一种实施方案中，本发明纸可包括一层或多层，各层中具有相同或不同的木浆特性。例如，可以由硬木浆构成一层，由软木浆构成另一层。或者，一层中的纸浆的CSF和/或重量加权平均长度可不同于另一层中所用的纸浆。本发明纸的纤维组分或纸浆组分可完全由木浆组成，或基本由木浆组成，本文所用的术语"基本由.....組成"指允许添加少量的(少于约10重量％)附加组分。这些附加组分可包括二次纤维，例如至少为0.7旦尼尔的有机短纤维或无机短纤维，其可与木浆共混。能与木浆共混的合适纤维的例子包括粘胶纤维、聚酯纤维、聚跣胺纤维、碳纤维等，可使用本领域已知的方法，将其它的附加组分(包括但不限于的粉末、薄片和颜料)添加在纸组合物中，其加入量一般为约110重量％.为了达到希望的密度，可在本发明纸成形之后用本领域已知的方法对其进行压光。可在纸成形步骤之后立即在线实施压光，或者作为单独的步骤，在室温或提高的温度下，使用或不用蒸汽或其它塑化剂的条件下进行压光。在压光工艺中可使用具有一个或数个压区的硬压区(金属-金属)压光机或软压区(金属-纸粕辊或金属-包覆辊(coatedroll))压光机。利用本领域已知的方法选择压光条件(压区压力、线速度、温度等)以达到想要纸密度和LRV。一般地，对纸进行平滑压光，但是在压光工艺中可使用刻花辊或其它的辊。可制备多层纸，其中使本发明的高LRV纸与其它层复合。例如，三层纸中，本发明的高LRV纸内层被夹在两个普通纸外层之间。例如，外层可包含由较长纤维浆(例如重量加权平均长度为至少约3mm,或为约3mm6mm的纤维)制成的木浆纸。包含较长纸浆纤维的层中的一层或多层可进一步含有至多约70重量%的合成纤维，例如聚酰胺纤维(如尼龙6，6)或聚酯(如聚对苯二曱酸乙二酯)纤维。合成纤维的单丝旦数可以为约0.7以上。在纸形成过程中可使多层纸中的各层按顺序沉积，然后经过压光。或者，对预先成形的单独纸层进行组合，以形成层状结构，随后可对其进行压光。后一种实施方案中，在形成层状结构之前，可单独对各纸层进行压光，然后在组合多层结构之后进行压光。在多层结构中使用较长纤维层可提高纸的机械性能，例如撕裂强度等。上述纸特别适合在医用包装中使用。例如，在将医用设备或其它待灭菌的物品放置于热成形薄膜所形成的空腔之后，可使包含本发明纸的封盖组件热封至热成形薄膜的第二组件上。可将热封层挤出或涂覆在封盖的整个热封表面，或者只将其挤出或涂覆到需要与热成形薄膜密封的区域之上(本领域称为区域涂覆(zonecoating))，或者可将其挤出或涂覆到热成形薄膜上。试验方法以下非限制性实施例中，采用下列试验方法来测定各种所报道的特性和性能。ASTM指美国材料试验学会。TAPPI指制浆造纸技术协会，分别按照ASTMD645和ASTMD646测定纸的厚度和定量。厚度测量用于计算纸的表观密度。按照ASTMD202测定纸的表观密度。通过以下方法测定纸的葛尔莱透气度(Gurley):按照TAPPIT460,使用1.22kPa的压差，测定每100毫升气缸排量下，纸的约6.4平方厘米圆形区域的透气度(以秒计)。纸的屏障(Barrier)对数减少值(LRV)是纸页的细菌阻隔性能的度量，按照ASTMF1608进行测定。试验中，使纸页的正面与含有枯草杆菌黑色变种孢子的气溶胶细雾接触。降低该纸辐背面上的压力，以使通过该纸页的空气流达到2.81pm。计数15分钟内达到纸页两侧的孢子数量。LRV-Log(正面上的孢子数)-Log(背面上的孢子数)。正面上的孢子数可随着具体试验而变化，但必需为至少1百万，纸浆的加拿大标准游离度(CSF)是纸浆的稀释悬浮液的可被排放的速度的度量，其按照TAPPI试验方法T227测定。使用纤维质量分析仪(OpTestEquipmentInc制造)，按照TAPPI试验方法T271测定纤维长度(算术平均长度、重量加权平均长度和长度加权平均长度)。实施例比较例A和实施例1这些实例表明了压光对纸的LRV的影响对于比较例A和实施例1，将5.0g(基于干重)硬木浆与约1600g水放置于实验室用混合机(BritishPulpEvaluationApparatus,购自MavisEngineeringLtd.,英国伦敦)中，并搅拌3分钟。所述硬木浆的CSF为351ml，算术平均长度为0.36mm,长度加权平均长度为0.83mm，重量加权平均长度为1.25mm。在约21cmx21cm的手抄纸模具中倾入分散体和8升水，以形成湿法成网片。将该湿法成网片放置于两片吸墨纸之间，用擀面棍(ro出ngpin)手工碾压，并在手抄纸干燥器中150X:下干燥。所用的硬木浆为Hawesv川eHardwood,其为由南方硬杂木(由Weyerhaeuser供应)构成的全漂牛皮浆。比较例A是原始成形纸。在温度为约23"C，线压力为约2600N/cm的条件下，使原始成形纸另外通过辊直径为约20cm的金属-金属压光机的压区(本文称为"硬压光"或"硬")，制得实施例1的纸。纸的性能如下表l所示。比较例A显示，原始成形纸的表观密度太低不能达到想要的LRV，而硬压光使实施例1纸的表观密度增加，以实现所希望的LRV增加，比较例BC和实施例2除了使用CSF为246ml，算术平均长度为0.36mm,长度加权平均长度为0.80mm,重量加权平均长度为1.08mm的硬木浆之外，按以上比较例A和实施例1所述制备这些纸。比较例B为原始成形纸。由原始成形纸通过硬压光制得实施例2。在温度为约23TC，线压力为约2000N/cm的条件下，使原始成形纸样品通过BFPerkins软压区压光机(金属辊直径为约28cm，包胶软辊直径为约23cm)的压区(本文称为"软压光"或"软")，制得比较例C。纸的性能如下表1所示。虽然，比较例B~C的纸的CSF落入本发明的范围内，但是纸的密度低，因此不能达到想要的LRV水平。即使是经过软压光的比较例C也是如此。比较例D~E除了使用CSF为360ml，算术平均长度为1.02mm，长度加权平均长度为2.85mm,重量加权平均长度为3.74mm的软木浆之外，相应地按以上比较例A和实施例1所述制备比较例D~E的纸样，比较例D为原始成形纸，比较例E为硬压光纸。软木浆为PortWentworthSoftwood,它是Weyerhaeuser供应的南方漂白软木牛皮浆。纸的性能如下表1所示，这些例子描述了使用软木浆(而不是硬木浆)制备木浆纸，所述木浆的CFS落入本发明范围内，但重量加权平均长度超出本发明的范围，另外，即使比较例E是"硬"，也没有达到想要的LRV。比较例FG这些实例描述了使用软木浆制备木浆纸，所述软木浆的重量加权平均长度超出本发明的范围。分别用以上比较例D~E所述方法制备比较例F~G的纸样，使用相同的软木浆，但将其精制成CSF为210ml，算术平均长度为0.84mm,长度加权平均长度为2.74mm,重量加权平均长度为3.74mm,纸的性能显示于下表l中。实施例3本实施例描述了由硬木浆制备本发明的经硬压区压光的纸。按照实施例1所述方法制备实施例3的纸样，但使用南方漂白硬木牛皮浆(由InternationalPaperCompany提供)，将其精制成CSF为104ml,算术平均长度为0.45mm,长度加权平均长度为0.66mm，重量加权平均长度为0.80mm。纸的性能显示于下表l中。比较例H本实例描述了使用重量比为50/50的硬木浆与软木浆的共混物制备木浆纸。将2.5g(基于干重)硬木浆(来自比较例B-C)和2.5g软木浆(来自比较例F-G)—起至于实验室用混合机中，按照比较例A和实施例1中所描述的方法制备本例。然后对本例进行硬压光。纸的性能显示于下表l中。实施例4本实施例描述了制备两层木浆纸，其使用硬木浆和软木浆的组合，一层中为硬木浆，第二层中为软木浆，其中以重量计，硬木浆与软木浆之比为50/50。采用前述实施例所述的方法，用2.5g(基于干重)如实施例2中所用的硬木浆制成硬木层，由2.5g实施例F-G中的软木浆制成软木层。将两张湿法成网片一起放置于两张吸墨纸之间，用擀面辊手工碾压，并在手抄纸干燥器中150n下干燥。然后对该两层纸结构进行硬压光。纸的特性显示于下表l中。实施例5本实施例描述了制备两层木浆纸，其使用两层组合，一层中为硬木浆，第二层中为软木浆，按照与实施例4相同的方式制备，除了硬木层由3.75g(基于干重)硬木浆制成，软木层由2.5g软木浆制成，从而以重量计，硬木浆与软木浆的比率为75/25。纸的性能显示于下表l中.比较例J和K比较例J和K为可商购的木浆型医用纸。比较例J为45糾mpervon⑧医用纸，比较例K为60弁Impervon⑧医用纸，两者购自Kimberly-ClarkCorporation(Neenah，WI)。纸的特性显示于下表l中。表1.木浆纸的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>从上述数据可以看出，只有已经被密实至高表观密度的精制浆与短纤维的组合(实施例14)才能提供明显高于基于已知木浆的纸的LRV。密实至约0.98g/cm3(实施例3)显示相对高的透气度(Gurley)。一些实施方案中，表观密度小于0.98g/cm3，但大于0.80g/cm3。硬木浆与短纤维的混合物以及软木浆与长纤维的混合物(比较例H)不具备落入本发明所希望的范围内的屏障性能，但是，使每一类型的纸浆分布于单一层中，可得到高的LRV，其优于现有技术样品的如果含短纤维层的定量为至少55g/m2(实施例4)的话。权利要求1、一种纸，其按照ASTMF1608测定的对数减少值为至少3.6，密度为至少0.80g/cm3，定量为至少约55g/m2，所述纸由基本由木浆组成的纤维组分构成，其中所述木浆为精制浆，其加拿大标准游离度小于360ml，重量加权平均长度小于3mm。2、权利要求l所述的纸，其对数减少值为至少4。3、权利要求l所述的纸，其对数减少值为至少5。4、权利要求l所述的纸，其中所述木浆的加拿大标准游离度小于约300ml。5、权利要求4所述的纸，其中所述木浆的加拿大标准游离度小于约250ml。6、权利要求l所述的纸，其中所述纸的定量为约80g/m2~100g/m2。7、权利要求1所述的纸，其中所述纸的密度大于约0.80g/cm3，且小于约0.98g/cm3。8、权利要求l所述的纸，其中所述木浆的重量加权平均长度小于约1.2mm。9、权利要求l所述的纸，其中所述木浆为漂白硬木浆。10、权利要求l所述的纸，其中所述纸是经过压光的。11、权利要求l所述的纸，其中所述纸的葛尔莱透气度不超过约250秒.12、权利要求ll所述的纸，其中所述纸的葛尔莱透气度不超过约50秒。13、权利要求l所述的纸，其中在纸的整个表面上或选择区域中涂覆热封组合物。14、一种多层纸结构，其中至少一层是权利要求l所述的纸。15、权利要求14所述的多层纸，其中在所述多层纸的整个表面上或选择区域中涂覆热封组合物。16、权利要求H所述的多层纸，其中所述多层纸经过压光的。17、权利要求14所述的多层纸，其中所述多层纸的葛尔莱透气度不超过约250秒，18、一种多层纸，其包括包含根据权利要求1所述的木浆纸的第一层，它被夹在包含木浆的第二和第三纸层之间，其中第二和第三层中的木浆包含重量加权平均长度为至少约3mm的纤维，且其中所述多层纸已被压光。19、权利要求18所述的多层纸，其中第二层和第三层进一步包含至多约70重量％的合成纤雄。20、一种医用包装，其包含热封至第二组件的封盖组件，其中所述封盖组件包含权利要求1或14所述的木浆纸。21、一种空气过滤器，其包含权利要求l所述的纸。22、一种液体过滤器，其包含权利要求l所述的纸。全文摘要本发明提供一种木浆纸，其用于诸如医用包装、空气过滤器、液体过滤器的需要微生物屏障性能的产品应用中，以及其它用途。如按照ASTMF-1608测定的对数减少值所度量的，相比于本领域已知的木浆纸，该纸显著提高了微生物屏障性能。文档编号D21H11/00GK101300388SQ200680041343公开日2008年11月5日申请日期2006年11月7日优先权日2005年11月10日发明者D·C·罗伯茨,I·V·布莱特索斯,M·R·莱维特申请人:纳幕尔杜邦公司