DE69623477T2

DE69623477T2 - Gekrepptes tissuepapier das eine einmalige kombination an physikalischen attributen aufweist

Info

Publication number: DE69623477T2
Application number: DE69623477T
Authority: DE
Inventors: Van Phan; Dennis Trokhan
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1995-06-28
Filing date: 1996-06-03
Publication date: 2003-06-05
Anticipated expiration: 2016-06-04
Also published as: CA2225176C; ATE223536T1; AU711442B2; EP0835344A1; ES2181896T3; DE69623477D1; US5846380A; CA2225176A1; KR19990028488A; JPH11510567A; AU6277196A; WO1997001671A1; MX9800110A; EP0835344B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf Tissuepapierprodukte. Insbesondere bezieht sie sich auf Tissuepapierprodukte, die einzigartige Kombination physikalischer Eigenschaften, wie ATP-Faktor, Slip/Stick-Koeffizient und Lint, zeigen. Das Tissuepapier kann verwendet werden, um weiche, absorbierende und kaum flusende Papierprodukte herzustellen, wie Gesichts-Tissuepapierprodukte oder Toiletten- Tissuepapierprodukte.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Papierbahnen oder -flächengebilde, die manchmal als Tissue oder Papiertissuebahnen oder -flächengebilde bezeichnet werden, finden eine extensive Verwendung in der modernen Gesellschaft. Solche Gegenstände, wie Gesichts- und Toilettentissues sind Haupt-Handelsprodukte. Es wurde seit Langem erkannt, daß vier wichtige physikalische Eigenschaften dieser Produkte ihre Länge, ihre Weichheit, ihr Absorptionsvermögen, einschließlich ihr Absorptionsvermögen für wäßrige Systeme, und ihre Flusenfestigkeit, einschließlich ihrer Flusenfestigkeit bei Nässe, sind. Forschungs- und Entwicklungsleistungen wurden gerichtet auf die Verbesserung jedes dieser Attribute, ohne die anderen ernsthaft zu beeinträchtigen, sowie auf die Verbesserung von zwei oder drei Attributen gleichzeitig.
Die Festigkeit ist die Fähigkeit des Produkts und ihrer Bahnbestandteile, eine physikalische Integrität beizubehalten und einem Reißen, Bersten und Zerfleddern unter Benutzungsbedingungen, insbesondere im nassen Zustand, zu widerstehen.
Weichheit ist die taktile Empfindung, die von dem Verbraucher wahrgenommen wird, wenn er/sie ein spezielles Produkt hält, dieses über seine/ihre Haut reibt oder dieses in seiner/ihrer Hand zerknäuelt. Diese taktile Empfindung wird durch eine Kombination mehrerer physikalischer Eigenschaften geliefert. Als wichtige physikalische Eigenschaften in Bezug auf die Weichheit werden von den Fachleuten im allgemeinen die Steifigkeit, die Oberflächenglätte und -schmierfähigekeit der Papierbahn, aus welcher das Produkt hergestellt ist, angesehen. Die Steifigkeit wiederum wird gewöhnlich als direkt abhängig von der trocknen Zugfestigkeit der Bahn und der Steifigkeit der Fasern, welche die Bahn bilden, angesehen.
Das Absorptionsvermögen ist das Maß der Fähigkeit eines Produkts uni seiner Bahnbestandteile, Mengen von Flüssigkeit, insbesondere wäßrige Lösungen oder Dispersionen, zu absorbieren. Das gesamte Absorptionsvermögen, wie dies durch den Verbraucher wahrgenommen wird, wird im allgemeinen als eine Kombination aus der Gesamtmenge der Flüssigkeit, die eine gegebene Masse eines Tissuepapiers bei Sättigung absorbiert haben wird, sowie der Geschwindigkeit, mit welcher die Masse die Flüssigkeit absorbiert, angesehen.
Die Flusenfestigkeit ist die Fähigkeit des faserigen Produkts und seiner Bahnbestandteile, unter Benutzungsbedingungen aneinander zu binden, auch im nässen Zustand. Mit anderen Worten, je höher die Flusenfestigkeit ist, desto geringer wird die Neigung der Bahn sein, zu flusen.
Die Verwendung von naßfesten Harzen, um die Festigkeit einer Papierbahn zu verbessern, ist weitestgehend bekannt. Zum Beispiel beschrieb Westfelt eine Anzahl solcher Materialien und diskutierte ihre Chemie in Cellulose Chemistry and Technology, Band 13, auf den Seiten 813-825 (1979). Freimark et al. erwähnt in US-A- 3,755,220, veröffentlicht am 28. August 1973, daß bestimmte chemische Additive, die als Entbindungsmittel bekannt sind, die natürliche Faser-an-Faser-Bindung stören, die während der Lagenbildung in Papier machenden Prozessen auftritt. Diese Verringerung der Bindung führt zu einem weicheren oder weniger rauhen Flächengebilde aus Papier. Freimark et al. gehen weiter und lehren die Verwendung naßfester Harze in Verbindung mit der Verwendung von Entbindungsmitteln, um die unerwünschten Effekte der Entbindungsmittel auszugleichen. Diese Entbindungsmittel verringern sowohl die trockene Zugfestigkeit als auch die nasse Zugfestigkeit.
In US-A-3,821,068, veröffentlicht am 28. Juni 1974, lehrt Shaw auch, daß chemische Entbinder verwendet werden können, um die Steifigkeit zu verringern und somit die Weichheit einer Tissuepapierbahn zu verbessern.
Chemische Entbindungsmittel wurden in verschiedenen Druckschriften offenbart, wie der US-A-3,554,862, veröffentlicht für Hervey et al. am 12. Januar 1971. Diese Materialien umfassen quartäre Ammoniumsalze, die Cocotrimethylammoniumchlorid, oleyltrimethylammoniumchlorid, Di(hydrogeniertes)tallowdimethylammoniumchlorid und Stearyltrimethylammoniumchlorid. Die Verwendung der chemischen Entbindungsmittel für Tissuepapierprodukte wurde auch offenbart in US-A-5,397,435; WO-A-9321382; und WO 9619616.
Emanuelsson et al., in US-A-4,144,122, veröffentlicht am 13. März 1979, und Hellsten et al., in US-A-4,476,323, veröffentlicht am 09. Oktober 1984, lehren die Verwendung von komplexen quartären Ammoniumverbindungen, wie Bis(alkoxy(2- hydroxy)propylen) quartäre Ammoniumchloride, um Bahnen weich zu machen. Diese Autoren versuchen auch eine Verminderung der Absorptionsvermögens zu überwinden, die durch die Entbinder verursacht wird, und zwar durch die Verwendung von nicht ionisierenden grenzflächenaktiven Stoffen, wie Ethylenoxid- und Propylenoxidaddukte von Fettalkoholen.
Die Armak Company aus Chicago, Illinois, veröffentlicht in ihrem Bulletin 76-71 (1977) die Verwendung von Dimethyldi(hydrogeniertes)tallowammoniumchlorid in Verbindung mit Fettsäureestern von Polyoxiethylengylcolen, um den Tissuepapierbahnen sowohl Weichheit als auch Absorptionsfähigkeit zu verleihen. Die US-A- 5,246,546 und US-A-5,164,046 offenbaren die Verwendung von Polysiloxan in Tissuepapierprodukten.
Ein beispielhaftes Ergebnis der auf verbesserte Papierbahnen gerichteten Forschung wird beschrieben in US-A-3,301,746, veröffentlicht für Sanford und Sisson am 31. Januar 1967. Trotz der hohen Qualität der Papierbahnen, die durch den in diesem Patent beschriebenen Prozeß hergestellt werden, und trotz des wirtschaftlichen Erfolges der Produkte, die aus diesen Bahnen gebildet werden, wurden Forschungsleistungen fortgesetzt, die auf das Finden von verbesserten Produkten gerichtet sind.
Zum Beispiel beschreiben Becker et al. in US-A-4,158,594, veröffentlicht am 19. Januar 1979, ein Verfahren, von dem sie behaupten, daß es ein festes, weiches, faseriges Flächengebilde bildet. Insbesondere lehren sie, daß die Festigkeit einer Tissuepapierbahn (welche durch die Hinzugabe von chemischen Entbindungsmitteln weich gemacht sein kann) verbessert werden kann, indem während der Verarbeitung eine Oberfläche der Bahn eine Kreppfläche in einer fein gemusterten Anordnung durch ein Bindematerial angehaftet ist (wie einer Acryl-Latexgummiemulsion, einem wasserlöslichen Harz oder einem elastomeren Bindematerial), welches an einer Oberfläche der Bahn und einer Kreppfläche in der fein gemusterten Anordnung angehaftet wurde, und indem die Bahn von der Kreppfläche gekreppt wird, um ein Flächenmaterial zu bilden.
Die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf mehrschichtige Tissuepapierprodukte, wie solche, die beschrieben sind in US-A-3,994,771, veröffentlicht für Morgan Jr. et al. am 30. November 1976 und in US-A-4,300,981, Carstens, veröffentlicht am 17. November 1981. Diese Techniken verbessern die Tissueweichheit durch Höhen der Lintbildung. Der dünne Strang der langen Weichholz-Faserschicht liefert die hohe Zugfestigkeit bei relativ geringem Biegemodul. Das glatte taktile Empfinden jedoch des geschichteten Tissues wird erzeugt durch die ungebundenen Eukalyptusfaserschichten mit einem Kompromiß hinsichtlich des Flusungsgrades, im Vergleich zu dem homogenen Tissue.
Die vorliegende Erfindung verbessert die Tissueweichheit durch Verringern der Energieverschwendungsgrade (z. B. Verringern des Slip/Stick-Koeffizienten, Verbessern der strukturellen Flexibilität etc. ...) bei geringen Flusungsgraden der faserigen Struktur. Ein Tissuepapier mit einzigartigen Kombinationen die obigen Attribute ist für den Verbraucher in höchstem Maße wünschenswert. Das durch diese Erfindung präparierte Tissuepapier kann dazu verwendet werden, weiche, absorbierende und flusenfeste Papierprodukte herzustellen, wie Gesichts- Tissuepapierprodukte oder Toiletten-Tissuepapierprodukte.
Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, weiche, absorbierende und flusenfeste Tissuepapierprodukte zu schaffen.
Es ist auch eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen weicher, absorbierender, flusenfester Tissuepapierprodukte zu schaffen.
Diese und andere Aufgaben werden unter Verwendung der vorliegenden Erfindung erhalten, wie dies beim Lesen der folgenden Offenbarung ohne weiters offensichtlich wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Diese Erfindung bezieht sich auf gekreppte Tissuepapierprodukte, insbesondere auf ein gekrepptes Tissuepapier, das eine einzigartige Kombination aus physikalischen Attributen zeigt, wie dem ATP-Faktor, dem Slip/Stick-Koeffizienten und Lintgrad, insbesondere ein weiches absorbierendes, gekrepptes Tissuepapier mit einem ATP- Faktor von weniger als etwa 0,036, einem Slip/Stick-Koeffizienten von weniger als etwa 0,024 und einem Lintgrad von weniger als etwa 5. Ein Tissuepapier mit einzigartigen Kombinationen dieser obigen Attribute ist für den Verbraucher höchst wünschenswert. Das Tissuepapier der vorliegenden Erfindung ist ein mehrschichtiges Tissuepapier mit einer Mittellage und zwei Außenlagen.
Wie im Detail nachfolgend beschrieben werden wird, bezieht sich der Slip/Stick- Koeffizient auf das wahr genommene Oberflächen-Tastgefühl. Der ATP-Faktor korreliert mit der Flexibilität des faserigen Substrats. Der Lintgrad ist ein Maß der Neigung des Tissuepapiers zu flusen.
Das Tissuepapier der vorliegenden Erfindung mit der einzigartigen Kombination aus diesen Attributen(ATP-Faktor, Slip/Stick-Koeffizient und Lintgrad) ist für die Verbraucher in höchstem Maße wünschenswert. Bedeutenderweise liefert die vorliegende Erfindung ein Tissuepapier, das eine einzigartige Kombination dieser Attribute hat und somit signifikante Verbesserungen gegenüber früheren Tissuepapierprodukten bietet. Insbesondere zeigt das Tissuepapier der vorliegenden Erfindung eine hiervor unerreichbare Kombination von Weichheit und Festigkeit bei geringen Flusungsgraden. Ohne durch die Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß die vorliegende Erfindung die Tissueweichheit verbessert, indem die Verlustenergie gerade (z. B. Verringern des Slip/Stick-Koeffizienten und Verbessern der strukturellen Flexibilität etc. ...) bei den geringen Flusungsgraden der faserigen Struktur verringert werden.
Die einzigartige Kombination von Attributen wird wie folgt erreicht: Ein chemisches Entbindungsmittel (z. B. eine quartäre Ammoniumverbindung etc.), die dahin gehend wirkt, die Faser-an-Faser-Wasserstoffbindungen zu entbinden und den ATP- Faktor des Papiers zu verbessern, ist dem Tissue-Flächengebilde hinzu gegeben. In dem mehrschichtigen Produkt ist die Mittellage vorzugsweise vollständig entbunden. Ein Oberflächen modifizierendes Mittel (z. B. eine Polysiloxanverbindung), die den Slip/Stick-Koeffizienten verbessert, kann den Außenlagen des Tissue- Flächengebildes hinzu gegeben sein. Polyhydroxyverbindungen (z. B. Glycerol, Polyoxyethylen etc. ...) können verwendet werden, um die Flexibilität des Tissuesubstrats zu verbessern. Ein langkettiges Polymer (das heißt, ein naß- und/oder trockenfester Binder) kann auch in das Tissueflächengebilde eingeführt werden, um irgendwelche verschlechternden Wirkungen auf die Festigkeit und/oder die Flusenbildung auszugleichen, die durch Hinzufügung des chemischen Entbindungsmittels veranlaßt werden könnte. Eine zusätzliche Festigkeit kann auch erzeugt werden, indem die Papier machenden Fasern gemahlen werden und/oder die die gebundenen Bereiche an der Oberflächen der Fasern erhöht werden. Eine detailliertere Beschreibung bevorzugter Verfahren zum Herstellen des einzigartigen Tissuepapier der vorliegenden Erfindung, vollständig mit Beispielen, wird nachfolgend geliefert.
Das durch diese Erfindung präparierte Tissuepapier kann verwendet werden, um weiche, absorbierende und flusenfeste Papierprodukte herzustellen, wie Gesichts- Tissuepapierprodukte oder Toiletten-Tissuepapierprodukte.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, welche bevorzugte Ausführungsform des Papier machenden Prozesses der vorliegenden Erfindung zum Herstellen eines starken und weichen, gekreppten Tissuepapier unter Verwendung einer Durchluft- Trocknungstechnik zeigt.
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung, welche eine Ausführungsform eines Papier machenden Prozesses zum Produzieren eines starken und weichen, gekreppten Tissuepapier unter Verwendung einer herkömmlichen Trocknungstechnik zeigt.
Die vorliegenden Erfindung wird in größerem Detail unten beschrieben.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Obwohl diese Beschreibung mit Ansprüchen konkludiert, welche den Gegenstand, der als die Erfindung angesehen wird, besonders herausstellen und deutlich beanspruchen, wird angenommen, daß die Erfindung beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung und der anhängenden Beispiele besser verstanden werden kann.
Wie hier verwendet, ist der Ausdruck "Flusenfestigkeit" die Fähigkeit des faserigen Produkts und seiner Bahnbestandteile, unter Benutzungsbedingungen aneinander zu binden, auch im nassen Zustand. Mit anderen Worten, je höher die Flusenfestigkeit ist, desto geringer wird die Neigung der Bahn sein, zu flusen.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Binder" auf verschiedene naß- und trockenfeste Harze und die Retention unterstützende Harze, wie sie in der Papierherstellungstechnik bekannt sind.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "wasserlöslich" auf Materialien, die in Wasser bei 25ºC bis auf wenigstens 3% löslich sind.
Wie hier verwendet, beziehen sich die Ausdrücke "Tissuepapierbahn, Papierbahn, Bahn, Papierflächengebilde und Papierprodukt" alle auf Flächengebilde aus Papier, die durch einen Prozeß hergestellt werden, der die Schritte des Bildens eines wäßrigen Papier machenden Zellstoffs, ein Ablagern dieses Zellstoffs auf einer foraminösen Oberfläche, wie einem Fourdrinier-Draht, und ein Entfernen des Wassers aus dem Zellstoff durch Schwerkraft oder durch eine vakuumunterstützte Drainage, mit oder ohne Pressen, und durch Verdampfung umfaßt.
Wie hier verwendet ist ein "wäßriger, Papier machender Zellstoff" eine wäßriger Brei aus Papier machenden Fasern und der hier nachfolgend beschriebenen Chemikalien.
Wie hier verwendet, beziehen sich der Ausdruck "mehrschichtige Tissuepapierbahn, mehrschichtige Papierbahn, mehrschichtige Bahn, mehrschichtiges Papierflächengebilde und mehrschichtiges Papierprodukt" alle auf Flächengebilde eines Papiers, die aus zwei oder mehr Schichten eines wäßrigen, Papier machenden Zellstoffs präpariert werden, welche vorzugsweise aus unterschiedlichen Fasertypen zusammengesetzt sind, wobei die Fasern typischerweise relativ lange Weichholz- und relativ kurze Hartholzfassern sind, wie sie in der Tissuepapierherstellung verwendet werden. Die Schichten werden vorzugsweise aus der Ablagerung separater Ströme von verdünnten Fasernbreien auf ein oder mehrere endlose foraminöse Siebe gebildet. Falls die individuellen Schichten anfänglich auf separaten Drähten gebildet werden, werden die Schichten nachfolgend (während sie naß sind) kombiniert, um eine geschichtete, zusammen gesetzte Bahn zu bilden.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "mehrlagiges Tissuepaperprodukt" auf ein Tissuepapier, das aus wenigstens zwei Lagen besteht. Jedes einzelne Lage wiederum kann aus einschichtigen oder mehrschichtigen Tissuepapierbahnen bestehen. Die mehrlagigen Strukturen werden durch Aneinanderbinden von zwei oder mehreren Tissuebahnen gebildet, wie beispielsweise durch Kleben oder Prägen.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Durchluft-Trocknungs"-Technik auf eine Technik zum Trocknen der Bahn durch heiße Luft.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "mechanische Entwässerungs"- Technik auf eine Technik zum Trocknen der Bahn durch ein mechanisches Pressen mit einem entwässernden Filz.
Es wird nahegelegt, daß Holzzellstoff in allen seinen Varietäten normalerweise die in dieser Erfindung verwendeten Papier machenden Fasern umfaßt. Andere faserige Zellulosezellstoffe, wie Baumliners, Bagasse, Rayon, etc., können verwendet werden, und es sind keine ausgeschlossen. Hier nützliche Holzzellstoffe umfassen chemische Zellstoffe, wie Kraft-, Sulfit- und Sulfatzellstoffe, sowie mechanische Zellstoffe, einschließlich z. B. mechanischer Holzstoff, thermomechanische Zellstoffe und Chemothermomechanik-Zellstoff (CTMP). Es können Zellstoffe verwendet werden, die sowohl von Lauf als auch von Nadelbäumen abgeleitet sind.
Synthetische Fasern, wie Rayon, Polyetyhlen- und Polypropylenfasern, können auch in Kombination mit den oben angegebenen natürlichen Zellulosefasern verwendet werden. Eine beispielhafte Polyethylenfaser, welche verwendet werden kann, ist Pulpex®, erhältlich von Hercules, Inc. (Wilmington, Del.).
Es können sowohl Hartholz-Zellstoffe als auch Weichholz-Zellstoffe sowie Mischungen der beiden verwendet werden. Die Ausdrücke Hartholz-Zellstoffe, wie hier verwendet, beziehen sich auf einen faserigen Zellstoff, der von der holzigen Substanz der Laubbäumen (Angiospermen) abgeleitet wird: wohingegen Weichholz-Zellstoffe faserige Zellstoffe sind, die von der holzigen Substanz von Nadelbäumen (Gymnospermen) abgeleitet. Hartholz-Zellstoffe, wie Eukalyptus, sind besonders geeignet für die äußeren Schichten der nachfolgend beschriebenen mehrschichtigen Tissuebahnen, wohingegen nördliche Weichholz-Kraftzellstoffe für die innere Schicht oder die inneren Lagen(n) bevorzugt ist/sind. Auch verwendbar für die vorliegende Erfindung sind preiswerte Fasern, die von wieder aufbereitetem Papier abgeleitet sind, welche eine oder alle der obigen Kategorien sowie weitere nicht faserige Materialien, wie Füllstoffe und Haftmittel enthalten kann, um die ursprüngliche Papierherstellung zu erleichtern.
Die Erfindung bezieht sich auf gekreppte Tissuepapierprodukte. Insbesondere auf ein gekrepptes Tissuepapier, das eine einzigartige Kombination physikalischer Attribute, wie ATP-Faktor, Slip/Stick-Koeffizient und Lintgrad zeigt. Vorzugsweise ein weiches absorbierendes, gekrepptes Tissuepapier mit einem ATP-Faktor von weniger als etwa 0,036, einem Slip/Stick-Koeffizienten von weniger als etwa 0,024 und einem Lintgrad von weniger als etwa 5. Ganz bevorzugt ein weiches absorbierendes, gekrepptes Tissuepapier mit einem ATP-Faktor von weniger als etwa 0,030, einem Slip/Stick-Koeffizienten von weniger als 0,022 und einem Lintgrad von weniger als etwa 5. Das Tissuepapier mit den einzigartigen Kombinationen dieser obigen Attribute ist für die Verbraucher in höchstem Maße wünschenswert. Das durch diese Erfindung präparierte Tissuepapier kann dazu verwendet werden, weiche, absorbierende und flusenfeste Papierprodukte, wie Gesichts-Tissuepapierprodukte und Toiletten-Tissuepapierprodukte, herzustellen.
Die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf ein Tissuepapier im allgemeinen, einschließlich, aber nicht beschränkt darauf, ein herkömmliches, filzgepreßtes Tissuepapier; ein hochvolumiges musterverdichtetes Tissuepapier; und ein hochvolumiges, nicht kompaktiertes Tissuepapier. Die daraus hergestellten Tissuepapierprodukte können von mehrschichtiger Konstruktion sein. Tissuestrukturen, die aus geschichteten Papierbahnen gebildet werden, sind beschrieben in US-A-3,994,771, Morgan Jr. et al., veröffentlicht am 30. November 1976, US-A-4,300,981, Carstens, veröffentlicht am 17. November 1981, US-A-4, 166,001, Dunning et al.,, veröffentlicht am 28. August 1979 und EP-A-0 613, 979, Edwards et al., veröffentlicht am 07. September 1994. Im allgemeinen wird eine naßgelegte zusammen gesetzte, weiche, bauschige und absorbierende Papierstruktur aus drei Schichten eines Zellstoffs präpariert, welche vorzugsweise aus unterschiedlichen Fasertypen zusammen gesetzt sind. Die Schichten werden vorzugsweise aus der Ablagerung separater Ströme verdünnter Faserbreie auf ein oder mehrere endlose foraminöse Siebe gebildet, wobei die Fasern typischerweise relativ lange Weichholz- und relativ kurze Hartholzfasern sind, wie sie in der mehrschichtigen Tissuepapierherstellung verwendet werden. Falls die einzelnen Schichten anfänglich auf separaten Drähten gebildet werden, werden die Schichten nachfolgend kombiniert (während sie naß sind), um eine geschichtete, zusammen gesetzte Bahn zu bilden. Die geschichtete Bahn wird nachfolgend durch die Aufbringung einer Fluidkraft auf die Bahn dazu veranlaßt, sich an die Oberfläche eines offenmaschigen trocknenden/eindrückenden Tuches anzupassen und danach thermisch auf dem Tuch im Rahmen ein Papier mit geringer Dichte machenden Prozesses thermisch vorgetrocknet. Die Bahn kann im Hinblick auf den Fasertyp geschichtet, oder der Fasergehalt der jeweiligen Schichten kann im wesentlichen der gleiche sein. Das mehrschichtige Tissuepapier hat vorzugsweise ein Basisgewicht von zwischen 10/m² und etwa 65 g/m² und eine Dichte von etwa 0,60 g/cm³ oder weniger. Vorzugsweise wird das Basisgewicht unter etwa 35 g/m² oder weniger liegen; und die Dichte wird etwa 0,30 g/cm³ oder weniger betragen. Ganz bevorzugt wird die Dichte zwischen 0,04 g/cm³ und etwa 0,15 g/cm³ betragen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des mehrschichtigen Tissuepapiers der Erfindung enthalten die äußeren Schichten 0,625 Gew.-% Entbindungsmittel pro Gewicht Trockenfasern und enthält die Mittelschicht 1 Gew.-% Entbindungsmittel pro Gewicht Trockenfasern und ist das Entbindungsmittel eine Ester-funktionale quartäre Ammoniumverbindung.
In einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung werden Tissuestrukturen aus mehrschichtigen Papierbahnen gebildet, wie dies beschrieben ist in US-A- 4,300,981, Carstens, veröffentlicht am 17. November 1981. Gemäß Carstens hat ein solches Papier ein hohes Maß subjektiv wahrnehmbarer Weichheit, weil es: mehrschichtig ist; eine Oberseitenschicht mit wenigstens etwa 60% und vorzugsweise etwa 85% oder mehr kurzen Hartzholzfasern hat; eine HTR (Human Texture Response)-Textur der Oberseitenschicht von etwa 1,0 oder weniger und ganz bevorzugt etwa 0,7 oder weniger und äußerst bevorzugt etwa 0,1 oder weniger hat; ein FFE (Free Fiber End)-Index der Oberseite von etwa 60 oder mehr, vorzugsweise etwa 90 oder mehr hat. Das Verfahren zum Herstellen eines solchen Papiers umfaßt den Schritt des Aufbrechens genügender Zwischenfaserbindungen zwischen den kurzen Hartholzfasern, welche seine Oberseite begrenzen, um genügend freie Endabschnitte derselben zu schaffen, um den erforderlichen FFE-Index der Oberseite des Tissuepapiers zu erhalten. Ein solches Aufbrechen von Bindungen wird erreicht, indem das Tissuepapier von einer Kreppfläche, auf welcher die Oberseitenschicht (Kurzfaserschicht) haftend festgelegt wurde, trocken gekreppt wird, wobei das Kreppen bei einer Konsistenz (Trockenheit) von wenigstens etwa 80% und vorzugsweise wenigstens etwa 95% ausgeführt werden sollte. Ein solches Tissuepapier kann durch die Verwendung von herkömmlichen Filzen oder furaminösen Transporttüchern hergestellt werden. Ein solches Tissuepapier kann, muß aber nicht notwendigerweise, von relativ hochvolumiger Dichte sein. Vorzugsweise ist das Tissuepapier hergestellt durch eine Durchluft-Trocknungstechnik, wie sie hier nachfolgend beschrieben wird.
Die einzelnen Lagen, die in den Tissuepapierprodukten der vorliegenden Erfindung enthalten sind, umfassen vorzugsweise drei übereinander angeordnete Schichten, eine Innenschicht und zwei Außenschichten, die mit der Innenschicht kontinuierlich sind. Die Außenschichten umfassen vorzugsweise einen primär filamentartigen Bestandteil von etwa 60 Gew.-% oder mehr relativ kurzer Papier machenden Fasern mit einer mittleren Faser zwischen etwa 0,2 mm und etwa 1,5 mm. Die kurzen Papier machenden Fasern sind typischerweise Hartholzfasern, vorzugsweise Eukalyptusfasern. Alternativ können preiswerte Quellen kurzer Fasern, wie Sulfitfasern, thermomechanischer Zellstoff, Chemothermomechanik-Zellstofffasern (CTMP), wieder aufbereitete Fasern und Mischungen davon in den Außenschichten verwendet oder in der Innenschicht, falls erwünscht, vermischt werden. Die Innenschicht umfaßt vorzugsweise einen primären Filamentbestandteil von etwa 60 Gew.-% oder mehr relativ langer Papier machender Fasern mit einer mittleren Faserlänge von wenigstens etwa 2,0 mm. Diese langen Papier machenden Fasern sind typischerweise Weichholzfasern, vorzugsweise nördliche Weichholz-Kraftfasern.
Ein in herkömmlicher Weise gepreßtes, mehrschichtiges Tissuepapier und Verfahren zum Herstellen eines solchen Papiers sind im Stand der Technik bekannt. Ein solcher Papier wird typischerweise hergestellt durch Ablagern eines Papier machenden Zellstoffs auf einem foraminösen Formungsdraht. Dieser Formungsdraht wird häufig im Stand der Technik als ein Fourdrinier-Draht bezeichnet. Sobald der Zellstoff auf dem Formungsdraht abgelagert ist, wird dieser als eine Bahn bezeichnet. Die Bahn wird durch Überführung auf einen entwässernden Filz, durch Pressen der Bahn und Trocknen bei erhöhter Temperatur entwässert. Diese Technik des Trocknens der Bahn durch ein mechanisches Pressen mit einem entwässernden Filz wird hier als eine mechanische Entwässerungstechnik bezeichnet. Die speziellen Techniken und die typische Anlage zum Herstellen von Bahnen gemäß dem gerade beschriebenen Prozeß sind für die Fachleute des Standes der Technik allgemein bekannt. In einem typischen Prozeß wird ein Zellstoff von geringer Konsistenz in einem unter Druck gesetzten Stoffauflaufkasten bereit gestellt. Der Stoffauflaufkasten hat eine Öffnung zum Abgeben einer dünnen Ablagerung von Zellstoffmaterial auf dem Fourdrinierdraht, um eine nasse Bahn zu bilden. Die Bahn wird dann typischerweise auf eine Faserkonsistenz von zwischen etwa 7% und etwa 25% (auf Basis des gesamten Bahngewichts) durch eine Unterdruckentwässerung entwässert und ferner durch Preßvorgänge, in welchen die Bahn einen durch gegenüber liegende mechanische Elemente, z. B. zylindrischer Walzen, entwickelten Druck ausgesetzt ist, weiter entwässert.
Die entwässerte Bahn wird dann während einer Überführung gepreßt und wird durch eine Strömungstrommelvorrichtung, die im Stand der Technik als Yankee- Trockner bekannt ist, getrocknet. Der Druck kann an dem Yankee-Trockner durch mechanische Mittel, wie eine gegenüber liegende zylindrische Trommel, die gegen die Bahn drückt, entwickelt werden. Auch ein Unterdruck kann auf die Bahn aufgebracht werden, wenn diese an der Yankee-Oberfläche angepreßt ist. Mehrere Yankee-Trocknertrommeln können werden, wodurch ein zusätzliches Pressen zwischen den Trommeln optional hinzu gezogen werden kann. Die mehrschichtigen Tissupapierstrukturen, welche gebildet werden, werden hier nachfolgend vorzugsweise als herkömmlich gepreßte, mehrschichtige Tissuepapierstrukturen bezeichnet. Solche Flächengebilde werden als kompaktiert angesehen, da die gesamte Bahn im wesentlichen mechanischen Komprimierungskräften ausgesetzt ist, während die Fasern feucht sind und dann in einem komprimierten Zustand getrocknet werden.
Ein musterverdichtetes Tissuepapier ist dadurch gekennzeichnet, daß dieses ein relativ hochbauschiges Gebiet relativ geringer Faserdichte und eine Anordnung von verdichteten Zonen relativ hoher Faserdichte aufweist. Das hochbauschige Gebiet ist alternativ gekennzeichnet als ein Gebiet von Kissenregionen. Die verdichteten Zonen werden alternativ als Stegregionen bezeichnet. Die verdichteten Zonen können innerhalb des hochbauschigen Gebietes diskret in Abstand zueinander liegen oder können entweder vollständig oder teilweise innerhalb des hochbauschigen Gebietes miteinander verbunden sein. Bevorzugte Verfahren zum Herstellen von musterverdichteten Tissuebahnen sind offenbart in US-A-3,301,746, veröffentlicht für Sanford und Sisson am 31. Januar 1967, US-A-3,974,025, veröffentlicht für Peter G. Ayers am 10. August 1976 und US-A-4,191,609, veröffentlicht für Faul D. Trokhan am 04. März 1980 und US-A-4,637,859, veröffentlicht für Paul D. Trokhan am 20. Januar 1987, US-A-4,942,077, veröffentlicht für Wendt et al. am 17. Juli 1990, EP-A-0 617 164, Hyland et al., veröffentlicht am 28. September 1994, EP-A-0 616 074, Hermans et al., veröffentlicht am 21. September 1994.
Im allgemeinen werden musterverdichtete Bahnen vorzugsweise präpariert, indem ein Papier machender Zellstoff auf einem foraminösen Formungsdraht, wie einem Fourdrinier-Draht, abgelagert wird, um eine nasse Bahn zu bilden, und dann die Bahn an eine Anordnung von Stützen angeordnet wird. Die Bahn wird legen die Anordnung von Stützen gepreßt, was in der Bahn an den Stellen, die geographisch den Kontaktpunkten zwischen der Anordnung von Stützpunkten und der nassen Bahn entsprechen, zu verdichteten Zonen führt. Der während dieses Vorgangs nicht komprimierte Rest der Bahn wird als das hochbauschige Gebiet bezeichnet. Dieses hochbauschige Gebiet kann ferner durch Aufbringen eines Fluiddruckes entdichtet werden, wie beispielsweise mit einer Unterdruckeinrichtung oder einem Durchluft- Trockner (z. B. einer unter Durchluft trocknenden Technik). Die Bahn wird entwässert und optional vorgetrocknet, und zwar in einer solche Weise, daß eine Komprimierung des hochbauschigen Feldes im wesentlichen vermieden wird. Dies wird vorzugsweise durch einen Fluiddruck erreicht, beispielsweise mit einer Unterdruckeinrichtung oder einem Durchluft trockner, oder alternativ durch ein mechanisches Pressen der Bahn an eine Anordnung von Stützen, bei welchem das hochbauschige Gebiet nicht komprimiert wird. Die Vorgänge des Entwässerns, des optionalen Vortrocknens und der Bildung der verdichteten Zonen kann integriert sein oder teilweise integriert sein, um die Gesamtzahl der durchgeführten Verarbeitungsschritte zu verringern. Nach der Bildung der verdichteten Zonen, dem Entwässern und dem optionalen Vortrocknen wird die Bahn zur Fertigstellung getrocknet, vorzugsweise weiterhin unter Vermeidung eines mechanischen Pressens. Vorzugsweise umfassen etwa 8% bis etwa 55% der mehrschichtigen Tissuepapieroberfläche verdichtete Stege mit einer relativen Dichte von wenigstens 15% der Dichte des hochbauschigen Gebietes.
Die Anordnung von Stützen ist vorzugsweise ein eindrückendes Transporttuch mit einer gemusterten Anordnung von Wölbungen, welche als die Anordnung von Stützen wirken, welche die Bildung der verdichteten Zonen bei Aufbringung von Druck erleichtern. Das Muster der Wölbungen bildet die Anordnung der vorher erwähnten Stützen. Eindrückende Transporttücher sind offenbart in US-A-3,301,746, Sanford und Sisson, veröffentlicht am 31. Januar 1967, US-A-3,821,068, Salvucci, Jr. et al., veröffentlicht am 21. Mai 1974, US-A-3,974,025, Ayers, veröffentlicht am 10. August 1976, US-A-3,573,164, Friedberg et al., veröffentlicht am 30. März 1971, US- A-3,473,576, Amneus, veröffentlicht am 21. Oktober 1969, US-A-4,239,065, Trokhan, veröffentlicht am 16. Dezember 1980 und US-A-4,528,239, Trokhan, veröffentlicht am 09. Juli 1985.
Vorzugsweise wird der Zellstoff zuerst in eine nasse Bahn auf einem foraminösen Formungsträger, wie einem Fourdrinier-Draht, gebildet. Die Bahn wird entwässert und auf ein eindrückendes Stofftuch überführt. Der Zellstoff kann alternativ anfänglich auf einem foraminösen, tragenden Transportelement abgelagert werden, welches auch als ein eindrückendes Stofftuch wird. Sobald die nasse Bahn gebildet ist, wird sie entwässert und vorzugsweise thermisch auf eine gewählte Faserkonsistenz von zwischen etwa 40% und etwa 80% vorgetrocknet. Das Entwässern kann mit Saugkästen oder anderen Unterdruckeinrichtungen oder mit Durchlufttrocknern durchgeführt werden. Vorzugsweise wird heiße Luft durch die halbtrockene Bahn gedrückt, während sich die halbtrockene Bahn auf dem Formungstuch befindet. Diese Entwässerungstechnik wird hier als eine Durchluft-Trocknungstechnik bezeichnet. Der Wölbungseindruck des eindruckenden Tuches wird wie oben beschrieben in die Bahn eingedrückt bevor die Bahn fertig getrocknet wird. Ein Verfahren zum Herbeiführen desselben ist die Aufbringung eines mechanischen Druckes. Dies kann z. B. durch Pressen einer Spaltwalze getan werden, welche das eindrückende Tuch an die Fläche einer Trocknungstrommel, wie einem Yankee- Trockner, hält, wobei die Bahn zwischen der Spaltwalze und der Trocknungstrommel angeordnet ist. Vorzugsweise wird die Bahn auch an dem eindrückenden Tuch vor Beendigung des Trocknungsvorganges durch Aufbringung eines Fluiddruckes mit einer Unterdruckeinrichtung, wie einem Saugkasten, oder mit einem Durchlufttrockner angeformt. Ein Fluiddruck kann in einer separaten, nachfolgenden Prozeßstufe oder in einer Kombination derselben aufgebracht werden, um den Eindruck der verdichteten Zonen während der anfänglichen Entwässerung zu induzieren.
Unkompaktierte, nicht musterverdichtete, mehrschichtige Tissuepapierstrukturen sind beschrieben in US-A-3,812,000, veröffentlicht für Joseph L. Salvucci, Jr. und Peter N. Yiannos am 21. Mai 1974 und US-A-4,208,459, veröffentlicht für Henry E. Becker, Albert L. Mc. Connell und Richard Schutte am 17. Juni 1980. Im allgemeinen werden nicht kompaktierte, nicht musterverdichtete, mehrschichtige Tissuepapierstrukturen präpariert, indem ein Papier machender Zellstoff auf einem foraminösen Formungsdraht, wie einem Fourdrinier-Draht, abgelagert wird, um eine nasse Bahn zu bilden, die Bahn trocken gelegt wird und zusätzliches Wasser ohne mechanische Komprimierung abgeführt wird, bis die Bahn eine Faserkonsistenz von wenigstens 80% hat, und die Bahn gekreppt wird. Wasser wird aus der Bahn durch eine Vakuumentwässerung und durch eine thermische Trocknung entfernt. Die resultierende Struktur ist ein weiches, aber schwach hochbauschiges Flächengebilde aus relativ unkompaktierten Fasern. Ein Bindematerial wird vorzugsweise auf Bereiche der Bahn vor dem Kreppvorgang aufgebracht.
Das Tissuepapierprodukt dieser Erfindung kann in irgendeiner Anwendung benutzt werden, in welcher weiche, absorbierende Tissuepapierprodukte erforderlich sind. Besonders vorteilhafte Verwendungen des Tissuepapierprodukts dieser Erfindung sind Toilettentissue- und Gesichts-Tissueprodukte.
In der folgenden Diskussion, in welcher Bezug genommen wird, auf die verschiedenen Figuren, werden bestimmte bevorzugte Auführungsformen von Prozessen zum Herstellen der Tissue-Flächenstrukturen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Fig. 1 ist eine hervorgehobene Seitenansicht einer bevorzugten Papier machenden Maschine 80 zum Herstellen von Papier gemäß der vorliegenden Erfindung. Bezug nehmend auf Fig. 1 umfaßt die Papier machende Maschine 80 einen geschichteten Stoffauflaufkasten 81 mit einer Oberkammer 82, einer Mittelkammer 82b und einer Bodenkammer 83, einen Staugiebel 84 und einen Fourdrinier-Draht 85, welcher über und um eine Brustwalze 86 herum gelegt ist, einen Deflektor 90, Vakuum- Saugkästen 91, eine Gautschwalze 92 und eine Mehrzahl von Drehwalzen 94. Im Betrieb wird ein erster Papier machender Zellstoff durch die Oberkammer 82 gepumpt, wird, ein zweiter Papier machender Zellstoff durch die Mittelkammer 82b gepumpt, während ein dritter Zellstoff durch die Bodenkammer 83 gepumpt wird und von dort aus dem Staugiebel 84 heraus in, über und unter eine Beziehung auf den Fourdrinier-Draht 85, um darauf eine embryonische Bahn 88 mit den Schichten 88a und 88b und 88c zu bilden. Eine Entwässerung tritt durch den Fourdrinier- Draht 85 hindurch auf und wird durch den Deflektor 90 und durch die Vakuumkästen 91 unterstützt. Wenn der Fourdrinier-Draht seinen Rücklauf in der Richtung durchführt, die durch die Pfeile angegeben ist, reinigen Duschen 95 diesen, bevor dieser einen weiteren Gang über die Brustwalze 96 hinweg beginnt. An einer Bahn- Tranferzone 93 wird die embryonische Bahn 88 durch die Wirkung eines Vakuum- Transferkastens 97 auf ein foraminöses Trägertuch 96 überführt. Das Trägertuch 96 trägt die Bahn von der Transferzone 93 hinweg über den Vakuum- Entwässerungskasten 98, durch Durchluft-Vortrockner 100 hindurch und über zwei Drehwalzen 101 hinweg, nach welcher die Bahn durch die Wirkung einer Druckwalze 102 auf einen Yankee-Trockner 108 überführt wird. Der Trägerstoff 96 wird dann gereinigt und entwässert, wenn dieser seine Schleife mit Hinweggehen über und um zusätzliche Drehwalzen 101, Duschen 103 und einen Vakuum- Entwässerungskasten 105 beendet. Die vorgetrocknete Papierbahn wird dann der zylindrischen Oberfläche des Yankee-Trockner 108 durch ein durch einen Sprühapplikator 109 aufgebrachtes Haftmittel haftend festgelegt. Das Trocknen wird auf dem dampferhitzten Yankee-Trockner 108 und durch Heißluft beendet, welche durch nicht gezeigte Mittel erwärmt und durch eine Trocknungskammer 110 hindurch zirkuliert wird. Die Bahn wird dann von dem Yankee-Trockner 108 mit einer Abstreichklinge 111 trocken gekreppt, wonach diese als Papier- Flächengebilde 70 bezeichnet wird, daß eine Yankee-seitige Schichte 71, eine Mittelschicht 73 und eine Yankee-abseitige Schicht 75 umfaßt. Das Papier- Flächengebilde 70 gelangt dann zwischen Kalandrierwalzen 112 hindurch um einen Umfangsbereich einer Rolle 115 herum und von dort wird es auf einem Kern 117, der auf einem Schaft 118 angeordnet ist, in einer Rolle 116 aufgewickelt.
Noch auf Fig. 1 Bezug nehmend, ist der Ursprung der Yankee-seitigen Schicht 71 des Papier-Flächengebildes 70, der durch die Bodenkammer 83 des Stoffauflaufkastens 81 gepumpte Zellstoff, der direkt auf den Fourdrinier-Draht 85 aufgebracht wird, woraufhin dieser dann die Schicht 88c der embryonischen Bahn 88 wird. Die Genese der Mittelschicht 73 des Papier-Flächengebildes 70 ist der Zellstoff, der durch die untere Kammer 82b des Stoffauflaufkastens 81 geliefert wird und die Schicht 88b auf der Oberseite der Schicht 88c bildet. Die Genese der Yankee- abseitigen Schicht 75 des Papier-Flächengebildes 70 ist der Zellstoff, der durch die Oberkammer 72 des Stoffauflaufkastens 81 geliefert wird und die Schicht 88a auf der Oberseite 88b der embryonischen Bahn 88 bildet. Obwohl Fig. 1 eine Papiermaschine 88 mit einem Stoffauflaufkasten 81 zeigt, der dafür ausgebildet ist, eine dreischichtige Bahn herzustellen, kann der Stoffauflaufkasten 81 alternativ auch so ausgelegt sein, ungeschichtete, zweischichtige oder andere mehrschichtige Bahnen herzustellen. Ferner können der Formungsabschnitt und der Stoffauflaufkasten irgendein System sein, das zum Herstellen von Tissue geeignet ist, wie ein Doppelsiebblattbildner.
Ferner mit Bezug auf die Herstellung des Papier-Flächengebildes 70 gemäß vorliegender Erfindung auf der Papier machenden Maschine 80, Fig. 1, muß der Fourdrinier-Draht 85 feinmaschig sein, mit relativ kleinen Abständen im Hinblick auf die mittleren Längen der Fasern, welche den Kurzfaserzellstoff bilden, so daß eine gute Formation auftritt; und das foraminöse Transporttuch 96 sollte feinmaschig sein, mit relativ kleinen Öffnungswalzen in Bezug auf die mittleren Längen der Fasern, welche den Langfaserzellstoff bilden, um im wesentlichen ein Bauschen der Tuchseite der embryonischen Bahn in die Zwischenfilamenträume des Tuches 96 zu vermeiden. Auch im Hinblick auf die Prozeßbedingungen zum Herstellen des beispielhaften Papier-Flächengebildes 70 wird die Papierbahn vorzugsweise auf etwa 80% Faserkonsistenz und ganz bevorzugt auf etwa 95% Faserkonsistenz vor dem Kreppen getrocknet.
Fig. 2 ist eine hervor gehobene Seitenansicht einer anderen bevorzugten Papier machenden Maschine zum Herstellen von Tissue-Flächengebilden durch herkömmliche Papier machende Techniken, welche vor der Erfindung von Prozessen, wie den in Fig. 1 gezeigten und in US-A-3,301,746 beschriebenen, in denen alle eine Durchluft-Trocknung nutzen und eine Komprimierung des Tissue-Flächengebildes minimieren, vorherrschend waren. Um die Beschreibung der anderen bevorzugten Papier machenden Maschinen aus Fig. 2 zu vereinfachen, sind die Komponenten, welche ihre Gegenstücke in der Papier machenden Maschine 80, Fig. 1, haben, identisch bezeichnet; und die andere Papier machende Maschine 280 aus Fig. 2 ist mit Bezug auf die Unterschiede zwischen beiden beschrieben.
Die Papier machende Maschine 280 aus Fig. 2 unterscheidet sich von der Papier machenden Maschine 80 aus Fig. 1 im wesentlichen durch einen Duplex- Stoffauflaufkasten 281 mit einer Oberkammer 282 und einer Bodenkammer 283 anstelle eines dreifachen Stoffauflaufkastens 81; durch eine Filzschleife 296 anstelle eines foraminösen Trägertuches 96; durch zwei Druckwalzen 102 anstatt einer; und durch Weglassen von Durchluft-Trockner 100. Die Papier machende Maschine 280, Fig. 2, umfaßt ferner eine untere Filzschleife 297 und naß pressende Walzen 298 und 299 und nicht gezeigte Mittel zum steuerbaren Vorspannen der Walzen 298 und 299 aneinander. Die untere Filzschleife 297 ist um zusätzliche Drehwalzen 101 herum gelegt, wie dargestellt ist. Die Papier machende Maschine 280 wird aufgrund der Filzschleifen 296 und 297 als eine duale Filzmaschine angesehen. Die Filzschleife 297 kann weggelassen werden, wobei in diesem Falle die Papiermaschine 280 als eine Einfilzmaschine (nicht gezeigt) angesehen würde. Falls sie als eine Einfilzmaschine läuft, beaufschlagt wenigstens eine der Druckwalzen (102) typischerweise einen Unterdruck auf die nasse Bahn an der Übertragungsstelle auf den Yankee-Trockner (108).
Fig. 2 zeigt ferner eine zweischichtige embryonische Bahn 288 mit Schichten 288a und 228b, welche nach dem Trocknen an dem Yankee-Trockner 108 ein Papier- Flächengebilde 270 werden. Das Papier-Flächengebilde 270 umfaßt eine Yankeeseitige Schicht 271 und eine Yankee-abseitige Schicht 275.

Optionale Inhaltsstoffe

A. Chemischer Weichmacher

Quartäre Ammoniumverbindung

Das Tissuepapier der vorliegenden Erfindung kann optional von etwa 0,005 Gew.-% bis etwa 5,00 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 0,03 Gew.-% bis etwa 0,50 Gew.-%, einer quartären Ammoniumverbindung mit der Formel enthalten:
(R1)4-m-N&spplus;-[R&sub2;]mX&supmin;
in welcher
m 1 bis 3 ist;
jedes R&sub1; eine C&sub1;-C&sub8; Alkylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Hydrocarbylgruppe oder substituierte Hydrocarbylgruppe, alkoxylierte Gruppe, Benzylgruppe oder Mischungen davon ist;
Jedes R&sub2; eine C&sub9;-C&sub4;&sub1; Alkylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Hydrocarbylgruppe oder substituierte Hydrocarblyruppe, alkoxylierte Gruppe, Benzylgruppe oder Mischungen davon ist; und
X&supmin; ein Weichmacher kompatibles Anion ist.
Vorzugsweise umfaßt der Hauptteil von R&sub2; Fettacyle, die wenigstens 90% C&sub1;&sub8;-C&sub2;&sub4; Kettenlänge enthalten. Vorzugsweise ist der Hauptteil von R&sub2; ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C&sub1;&sub8;-C&sub2;&sub4; Fettacylen, die aus pflanzlichen Ölen abgeleitet sind.
Wie in Swern, Ed. in Bailey's Industrial Oil and Fet Products, dritte Ausgabe, John Wiley and Sons (New York 1964) diskutiert ist Talg ein natürlich auftretendes Material mit einer variablen Zusammensetzung. Die Tabelle 6.13 in der oben genannten Druckschrift, die von Swern heraus gegeben wurde, zeigt, daß typischerweise 78% oder mehr der Fettsäuren von Talg 16 oder 18 Kohlenstoffatome enthalten. Typischerweise ist die Hälfte der in Fett vorhandenen Säuren ungesättigt, primär in Form von Oleinsäure. Synthetische wie auch natürliche "Talge" fallen in de Schutzbereich der vorliegenden Erfindung. Vorzugsweise ist jedes R&sub2; ein C&sub1;&sub6;-C&sub1;&sub8; Alkyl, ganz bevorzugt ist jedes R&sub2; ein geradkettiges C18 Alkyl. Vorzugsweise ist jedes R&sub1; ein Methyl und ist X ein Chlorid oder Methylsulfat. Optional kann der R&sub2; Substituent abgeleitet werden aus pflanzlichen Ölquellen.
Beispielhafte quartäre Ammoniumverbindungen, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen die allgemein bekannten Dialkyldimethylammoniumsalze, wie Ditallowdimethylammoniumchlorid, Ditallowdimethylammoniummethylsulfat, Di(hydrogeniertes)tallowdimethylammoniumchlorid; wobei Di(hydrogeniertes(tallowdimethylammoniummethylsulfat bevorzugt ist. Dieses spezielle Material ist im Handel erhältlich von Witco Company Inc. aus Dublin, Ohio unter dem Markennamen "Varisoft® 137".

Biologisch abbaubare ester-funktionale quartäre Ammoniumverbindung

Das Tissuepapier der vorliegenden Erfindung kann optional von etwa 0,005 Gew.-% bis etwa 5,00 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 0,03 Gew.-% bis etwa 0,50 Gew.-% auf Trockenfaserbasis einer biologisch abbaubaren ester-funktionalen quartären Ammoniumverbindung mit der Formel enthalten:
(R)4-m-N&spplus;-[CH&sub2;)n-Y-R&sub2;]mX&supmin;
in welcher
jedes Y = -O-(O)C-, oder -C(O)-O;
m = 1 bis 3; vorzugsweise m = 2;
jedes n = 1 bis 4, vorzugsweise n = 2;
jeder R-Substituent ist eine kurzkettige C&sub1;-C&sub6;, vorzugsweise C&sub1;-C&sub3; Alkylgruppe, z. B. Methyl (am meisten bevorzugt), Ethyl, Propyl und dergleichen, Hydroxyalkylgruppe, Hydrocarbylgruppe, Benzylgruppe oder Mischungen davon;
jeder R&sub2; ein langkettiges, vorzugsweise wenigstens teilweise ungesättigtes (IV von mehr als etwa 5 bis weniger als etwa 100, vorzugsweise von etwa 10 bis etwa 85), C&sub1;&sub1;-C&sub2;&sub3; Hydrocarbyl oder ein substituierter Hydrocarbylsubstituent ist und das Gegenion X&supmin; irgendein Weichmacher kompatibles Anion sein kann, z. B. Acetat, Chlorid, Bromid, Methylsulfat, Format, Sulfat, Nitrat und dergleichen.
Vorzugsweise umfaßt der Hauptteil des R&sub2; Fettacyle, die wenigstens 90% C&sub1;&sub8;-C&sub2;&sub3;- Kettenlängen enthalten. Ganz bevorzugt ist der Haupteil von R&sub2; ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C1&sub8;-C&sub2;&sub4; Fettacylen, die aus pflanzlichen Ölen abgeleitet sind.
Die biologisch abbaubare ester-funktionale quartäre Ammoniumverbindung, die mit vollständig gesättigten Acylgruppen präpariert ist, ist biologisch schnell abbaubar und ein ausgezeichneter Weichmacher.

Polysiloxanverbindung

Das Tissuepapier der vorliegenden Erfindung kann optional von etwa 0,005 Gew.-% bis etwa 5,0 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 0,03 Gew.-% bis etwa 0,5 Gew.-% auf Trockenfaserbasis eine Polysiloxanverbindung enthalten, die monomere Siloxaneinheiten der folgenden Struktur aufweist:
in welcher R&sub1; und R&sub2; für jede unabhängige monomere Siloxaneinheit jeweils unabhängig ein Wasserstoff oder irgendein Alkyl, Aryl, Alkenyl, Alkaryl, Arakyl, Cycloalkyl, halogenierter Kohlenwasserstoff oder ein anderes Radikal sein kann. Jedes solcher Radikale kann substituiert oder nicht substituiert sein. R&sub1;- und R&sub2;-Radikale irgendeiner speziellen monomeren Einheit können gegenüber den entsprechenden Funktionalitäten der nächsten angrenzenden monomeren Einheit unterschiedlich sein. Zudem kann das Polysiloxan entweder eine gerade Kette, eine verzweigte Kette sein oder eine zyklische Struktur haben. Die Radikalen R&sub1; und R&sub2; können zudem unabhängig weitere Silanfunktionalitäten haben, wie, aber nicht beschränkt darauf, Siloxane, Polysiloxane, Silane und Polysilane. Die Radikalen R&sub1; und R&sub2; können irgendeine von einer Vielfalt von organischen Funktionalitäten haben, einschließlich z. B. Alkohol-, Carboxylsäure-, Aldehyl-, Keton- und Amin-, Amidfunktionalitäten. Beispielhafte Alkylradikale sind Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Octyl, Decyl, Octadecyl und dergleichen. Beispiele alkenyle Radikale sind Vinyl, Allyl und dergleichen. Beispielhafte aryle Radikale sind Phenyl, Diphenyl, Naphthyl und dergleichen. Beispielhafte alkaryle Radikale sind Toyl, Xylyl, Ethylphenyl und dergleichen. Beispielhafte arakyle Radikale sind Benzyl, Alpha-Phenylethyl, Beta-Phenylethyl, Alpha-Phenylbutyl und dergleichen. Beispielhafte cycloalkyle Radikale sind Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl und dergleichen. Beispielhafte halogenierte Kohlenwasserstoffradikale sind Chlormethyl, Brommethyl, Tretrafluorethyl, Fluorethyl, Trifluorethyl, Trifluortoyl, Hexafluorxylyl und dergleichen. Druckschriften, welche Polysiloxane offenbaren, umfassen US-A-2,826,551, veröffentlicht am 11. März 1958 für Geen; US-A-3,964,500, veröffentlicht am 22 Juni 1976 für Drakoff; US-A-4,364,837, veröffentlicht am 21. Dezember 1982, Pader, US-A-5,059,282, veröffentlicht am 22. Oktober 1991 für Ampulksi et al.; GB-A-849 433, veröffentlicht am 28. September 1960 für Woolston und Silicon Compounds, Seiten 181-217, vertrieben durch Petrarch Systems, Inc., 1984, welche eine extensive Auflistung und Beschreibung von Polysiloanen im allgemeinen enthält.

B. Naßfeste Bindematerialien

Die vorliegende Erfindung enthält als eine optionale Komponente von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 3,0 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 1,0 Gew.-% naßfeste, entweder dauerhaft oder zeitweise, Bindematerialien.

Dauerhaft naßfeste Bindematerialien

Die dauerhaft naßfesten Bindematerialien sind ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Chemikalien: Polyamid-Epichlorhydrin, Polyacrylamide, Styrol- Butadienlatexe; unlöslich gemachter Polyvinylalkohol; Urea-Formaldehyd; Polyethylenimin; Chitosanpolymere und Mischungen davon. Vorzugsweise sind die dauerhaft naßfesten Bindematerialien ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyamid-Epichlorhydrinharzen, Polyacrylamidharzen und Mischungen davon. Die dauerhaft naßfesten Bindematerialien wirken dahin gehend, ein Flusen zu steuern und auch den Verlust an Zugfestigkeit, falls vorhanden, auszugleichen, der sich von den chemischen Weichmacherverbindungen ergeben kann.
Polyamid-Epichlorhydrinharze sind kationische naßfeste Harze, welche sich als besonders nützlich herausgestellt haben. Geeignete Typen solcher Harze sind beschrieben in US-A-3,700,623, veröffentlicht am 24. Oktober 1972 und US-A- 3,772,076, veröffentlicht am 13. November 1973, beide veröffentlicht für Keim. Eine gewerbliche Quelle eines nützlichen Polyamid-Epichlorhydrinharzes ist Hercules, Inc. aus Wilmington, Delaware, welche ein solches Harz unter dem Markennamen Kymene® 557H vermarktet.
Polyacrylamidharze haben sich als naßfeste Harze als nützlich herausgestellt. Diese Harze sind beschrieben in US-A-3,556,932, veröffentlicht am 19. Januar 1971 für Coscia et al., und US-A-3,556,933, veröffentlicht am 19. Januar 1971 für Williams et al. Eine gewerbliche Quelle von Polyacrylamidharzen ist American Cyanamid Co. aus Stanford, Connecticut, welche eine solche Harz unter dem Markennahmen Parez® 631 NC vertreibt.
Noch weitere wasserlösliche kationische Harze, die in dieser Erfindung Anwendung finden, sind Ureaformaldehyd- und Melaminformaldehydharze. Die bekannteren funktionalen Gruppen dieser polyfunktionalen Harze sind Stickstoff enthaltende Gruppen, wie Aminogruppen und Methylgruppen, die Stickstoff angehängt sind. Polyethyleniminharze können auch in der vorliegenden Erfindung Anwendung finden.

Zeitweise naßfeste Bindematerialien

Die oben erwähnten naßfesten Additive führen typischerweise zu Papierprodukten mit dauerhafter Naßfestigkeit, das heißt, einem Papier, wenn es in ein wäßriges Medium gelegt wird, einen wesentlichen Teil seiner anfänglichen Naßfestigkeit über die Zeit beibehält. Die dauerhafte Naßfestigkeit kann jedoch in einigen Typen von Papierprodukten eine unnötige und unerwünschte Eigenschaft sein. Papierprodukte, wie Toilettentissues etc., werden im allgemeinen nach kurzer Benutzung in Abwassersystemen und dergleichen abgelegt. Ein Verstopfen dieser Systeme kann sich ergeben, wenn das Papierprodukt dauerhaft seine Hydrolyse resistenten Festigkeitseigenschaften beibehält. In jüngster Zeit haben Hersteller zeitweise naßfeste Additive den Papierprodukten hinzu gegeben, für welche eine Naßfestigkeit für die gedachte Benutzungszeit ausreichend ist, welche aber dann beim Eintauchen in Wasser zerfallen. Der Zerfall der Naßfestigkeit erleichtert den Fluß des Papierprodukts durch Abwassersysteme. Vorzugsweise sind die zeitweise naßfesten Additive ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus kationischen, auf Stärke basierenden Dialdehydharzen, Dialdehydstärkeharzen und Mischungen davon.
Beispiele geeigneter zeitweise naßfester Harze umfassen modifizierte zeitweise naßfeste Stärkemittel, wie National 78-0080, vermarktet durch die National Starch and Chemical Corporation (New York, New York). Dies Art eines naßfesten Mittels kann hergestellt werden durch Reagieren von Dimethoxyethyl-N-methylchloracetamid mit kationischen Stärkepolymeren. Modifizierte zeitweise naßfeste Stärkemittel sind auch beschrieben in US-A-4,675,394, Solarek et al., veröffentlicht am 23. Juni 1987. Bevorzugte zeitweise naßfeste Harze umfassen solche, die beschrieben sind in US-A-4,981,557, Bjorkquist, veröffentlicht am Ol. Januar 1991 und hier durch Bezugnahme mit aufgenommen.
Mit Bezug auf die Klassen und spezifischen Beispiele der oben aufgelisteten dauerhaft und zeitweise naßfesten Harze sollte dies so verstanden sein, daß die aufgelisteten Harze beispielhaft ist und damit nicht gemeint ist, den Schutzbereich dieser Erfindung zu beschränken.
Mischungen kompatibler naßfester Harze können auch bei der praktischen Durchführung dieser Erfindung verwendet werden.

C. Trockenfeste Bindematerialien

Die vorliegende Erfindung enthält eine optionale Komponente von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 3,0 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 1,0 Gew.-% eines trockenfesten Bindematerials, ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Materialien; Polyacrylamid (wie Kombinationen aus Cypro 514 und Accostrengh 711, hergestellt durch American Cyanamid aus Wayne, N. J.); Stärke (wie Redibond 5320 und 2005), erhältlich von National Starch and Chemical Company, Bridge Water, New Jersey; Polyvinylalkohol (wie Airvol 540, hergestellt durch Airproducts Inc. aus Allentown, PA); Guar- oder Johannisbrotgummis; und/oder Carboxylmethylcellulose (wie CMC von Hercules, Inc. aus Wilmington, DE). Vorzugsweise sind die trockenfesten Bindematerialien ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Carboxylmethylcelluloseharzen und nicht modifizierten, auf Stärke basierenden Harzen und Mischungen davon. Die trockenfesten Bindematerialien wirken dahin gehend, ein Flusen zu steuern und auch, den Verlust von Zugfestigkeit, falls ein solcher aufgrund der chemischen Weichmacherverbindungen vorliegt, auszugleichen.
Ganz allgemein ist eine geeignete Stärke zum praktischen Durchführen der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet durch Wasserlöslichkeit und Hydrophilizität. Beispielhafte Stärkematerialien umfassen Maisstärke und Karstoffelstärke, wenn dies auch nicht so gedacht ist, den Schutzbereich geeigneter Stärkematerialien dadurch zu beschränken; und wachshaltige Maisstärke, die industriell bekannt ist als Amiocastärke, ist besonders bevorzugt. Amiocastärke unterscheidet sich von allgemeiner Maisstärke darin, daß diese vollständig Amylopectin ist, wohingegen allgemeine Maisstärke sowohl Amplopectin als auch Amylose enthält. Verschiedene einzigartige Eigenschaften von Amiocastärke sind ferner beschrieben in "Amioca - The Starch from Waxy Corn", H. H. Schopmeyer, Food Industries, Dezember 1945, Seiten 106-108 (Band Seiten 1476-I478). Die Stärke kann in granularer oder dispergierter Form vorliegen, wenn auch eine granulare Form bevorzugt ist. Die Stärke wird vorzugsweise ausreichend aufgeschlossen, um ein Quellen der Körnchen zu induzieren. Ganz bevorzugt sind die Stärkekörnchen, wie durch Kochen, bis zu einem Punkt unmittelbar vor der Dispersion des Stärkekörnchens gequollen. Solche hochgradig gequollenen Stärkekörnchen sollen als "vollständig aufgeschlossen" bezeichnet werden. Die Bedingungen für eine Dispersion im allgemeinen können in Abhängigkeit von der Größe der Stärkekörnchen, dem Maß der Kristallinität der Körnchen und der Menge der vorhandenen Amylose variieren. Vollständig aufgeschlossene Amiocastärke z. B. kann präpariert werden, indem ein wäßriger Brei von etwa 4X-Konsistenz an Stärkekörnchen bei etwa 190ºF (etwa 88ºC) über zwischen etwa 30 und etwa 40 Minuten erhitzt wird. Weitere beispielhafte Stärkematerialien, welche verwendet werden können, umfassen modifizierte kationische Stärken, wie solche, die so modifiziert sind, daß sie Stickstoff enthaltende Gruppen umfassen, wie Aminogruppen und Methylgruppen, die an Stickstoff angehängt sind, erhältlich von National Starch and Chemical Company, (Bridge Water, New Jersey). Solche modifizierten Stärkematerialien werden primär als Additiv für ein Zellstoffmaterial verwendet, um eine nasse und/oder trockene Festigkeit zu erhöhen. Berücksichtigt man, daß solche modifizierten Stärkematerialien sehr viel teurer als nicht modifizierte Stärken sind, wurden die letzteren im allgemeinen bevorzugt.
Verfahren zur Anwendung umfassen die gleichen, wie sie vorher mit Bezug auf die Anwendung anderer chemischer Additive beschrieben wurden, vorzugsweise durch naßseitige Hinzugabe, Sprühen; und, weniger bevorzugt, durch Auftragen. Das Bindematerial kann auch die Tissuepapierbahn alleine, gleichzeitig mit, vor oder nachfolgend zu der Hinzugabe der chemischen Weichmacherverbindung aufgebracht werden. Wenigstens eine effektive Menge der Bindematerialien, entweder eines dauerhaft oder zeitweise naßfesten Binders, und/oder trockenfesten Binders, vorzugsweise eine Kombination aus einem dauerhaft naßfesten Harz, wie Kymene® 557H und eines trockenfesten Harzes, wie CMC, wird auf das Flächengebilde aufgebracht, um beim Trocknen eine Flusensteuerung und begleitende Festigkeitszunahme in Bezug auf ein nicht mit Bindemittel behandeltes aber ansonsten identisches Flächengebilde zu schaffen. Vorzugsweise bleiben zwischen etwa 0,01 Gew.-% und etwa 3,0 Gew.-% der Bindermaterialien in dem trocknen Flächengebilde zurück, berechnet auf einer trocknen Fasergewichtsbasis; und, ganz bevorzugt, werden zwischen etwa 0,1 Gew.-% und etwa 1,0 Gew.-% Bindermaterialien zurück behalten.

Analyse- und Testverfahren

A. Dichte

Die Dichte von Tissuepapier ist, sowie dieser Ausdruck hier verwendet wird, die die berechnete mittlere Dichte aus dem Basisgewicht des Papiers geteilt durch die Dicke, wobei die richtigen Einheitsumwandlungen darin enthalten sind, um die in g/cm³ umzuwandeln. Die Dicke des Tissuepapiers, wie hier verwendet, ist die Dicke des vorkonditionierten (23 +/-1ºC, 50 +/- 2% relative Feuchte für 24 Stunden gemäß einem TAPPI-Verfahren #T4020M-88) Papier, wenn dieses einer Komprimierunglast von 95 g/in² (15,5 g/cm²) ausgesetzt wird. Die Dicke wird gemessen mit einem Thwing-Albert-Model 89-II Dickentester (Thwing-Albert Co. aus Philadelphia, PA). Das Basisgewicht des Papiers wird typischerweise bestimmt auf einem 101-102 mm (4"X4") Pad, welches 8 Lagen dick ist. Dieses Pad ist vorkonditioniert gemäß dem TAPPI-Verfahren #T4020M-88, und dann wird das Gewicht auf zehntausendstel Gramm genau in Einheiten von Gramm gemessen.

B. Messung der Tissuepapier-Flusenbildung

Die Menge der von einem Tissueprodukt erzeugen Flusenbildung wird mit einem Sutherland Rubbeltester bestimmt. Der Tester verwendet einen Motor, um ein gewogenes Filz 5 mal über das stationäre Toilettentissue zu reiben. Der Hunter Farb- L-Wert wird vor und nach dem Rubbeltest gemessen. Der Unterschied zwischen diesen zwei Hunter Farb-L-Werten wird als Flusenwert berechnet.

PROBENPRÄPARIERUNG:

Vor dem Flusen-Rubbeltest sollten die zu testenden Papierproben gemäße dem TAPPI-Verfahren #T4029M-88 konditioniert werden. Hier werden Proben über 24 Stunden bei einem Grad an relativer Luftfeuchtigkeit von 10 bis 35% und innerhalb eines Temperaturbereichs 22 bis 40ºC vorkonditioniert. Nach diesen Vorkonditionierungsschritt sollten die Proben über 24 Stunden bei einer relativen Feuchtigkeit von 48 bis 52% und innerhalb eines Temperaturbereich von 22 bis 24ºC konditioniert werden. Dieser Rubbeltest sollte auch innerhalb der Grenzen der konstanten Raumtemperatur und -feuchtigkeit stattfinden.
Der Sutherland-Rubbeltester kann von Testing Machines, Inc. (Amityville, NY., 11701) erworben werden. Das Tissue wird zuerst präpariert, indem irgendein Produkt, daß beim Handhaben abgerieben sein könnte, z. B. auf der Außenseite der Rolle, entfernt und weggeworfen. Für ein mehrlagiges fertiges Produkt werden drei Abschnitte mit jeweils zwei Blättern des mehrlagigen Produkts entfernt und auf die Tischoberseite gelegt. Jede Probe wird dann auf die Hälfte gefaltet, derart, daß die Falte entlang der Querrichtung (CD) der Tissueprobe verläuft. Für das mehrlagige Produkt soll sicher gestellt sein, daß eine der nach außen gerichteten Seiten die gleich Seite ist, die nach außen gerichtet ist, nachdem die Probe gefaltet ist. Mit anderen Worten, die Lagen sollen nicht voneinander abgezogen werden und der Rubbeltest soll nicht an Seiten erfolgen, die auf der Innenseite des Produkts einander entgegen gerichtet sind. Für das einlagige Produkt sollen drei Proben mit der Yankee-abseitigen Seiten nach außen und drei mit der Yankee-seitigen Seiten nach außen. Es soll aufgepaßt werden, welche Proben mit der Yankeeseite nach außen und welche mit der Yankee-abseitigen Seite nach außen angeordnet sind.
Besorge ein 762 · 1016 mm (30" · 40") Teil halbmondförmigen #300 Kartons von Cardage Inc. (800 E. Ross Road, Cincinnati, Ohio, 45217). Unterwendung eines Papierschneiders schneide sechs Teile mit den Abmessungen von 63,5 · 152 mm (2,5" · 6") aus dem Karton aus. Stanze zwei Löcher in jede der sechs Karten durch Aufdrücken des Kartons auf die Niederhaltestifte des Sutherland-Rubbeltesters.
Falls mit einem einlagigen fertigen Produkt gearbeitet wird, zentriere und lege sorgfältig jedes der 63,5 · 152 mm (2,5" · 6") Kartonstücke auf die Oberseite der sechs vorher gefalteten Proben. Stelle sicher, daß die 6" Abmessung des Kartons parallel zur Maschinenrichtung (MD) jeder der Tissueproben verläuft. Falls mit einem mehrlagigen fertigen Produkt gearbeitet wird, werden nur drei Teile des 63,5 · 152 mm (2,5" · 6") Kartons erfordert. Zentriere und lege sorgfältig jedes der Kartonteile auf die Oberseite der drei vorher gefalteten Proben. Wiederum stelle sicher, daß die 152 mm (6") Abmessung des Kartons parallel zur Maschinenrichtung (MD) jedes der Tissueproben verläuft.
Falte einen Rand des freiliegenden Bereichs der Tissueprobe auf die Rückseite des Kartons. Sichere diesen Rand an dem Karton mit einem Haftstreifen, der von 3M Inc. erhältlich ist 90 mm (3/4") breites Scotch Brand, St. Paul MN). Greife sorgfältig den anderen überhängenden Tissuerand und falte diesen genau auf die Rückseite des Kartons. Unter Beibehaltung eines genauen Sitzes des Papiers auf dem Karton klebe diesen zweiten Rand an die Rückseite des Kartons. Wiederhole diese Vorgehensweise für jede Probe.
Drehe jede Probe um und klebe den Querrand des Tissuepapiers mit einem Klebestreifen an den Karton. Eine Hälfte des Haftstreifens sollte das Tissuepapier berühren, während die andere Hälfte an den Karton anhaftet. Wiederhole diese Vorgehensweise für jede der Proben. Falls die Tissueprobe bricht, reißt oder zu irgendeinem Zeitpunkt während des Verlaufs dieser Probenpräparierung ausfranst, werfe diese weg und bereite eine neue Probe mit einem neuen Tissueprobenstreifen vor.
Beim Arbeiten mit einem mehrlagigen konvertierten Produkt, gibt es nun 3 Proben auf dem Karton. Für ein einlagiges fertiges Produkt gibt es nun 3 Proben mit der Yankee-abseitigen Seite nach außen auf dem Karton und 3 Proben mit der Yankee- seitigen Seite nach außen auf dem Karton.

FILZPRÄPARIERUNG:

Erhalte ein 762 · 1016 mm (30" · 40") Teil eines halbmondförmigen #300 Kartons von Cordage Inc. (800 E. Ross Road, Cincinnati, Ohio, 45217). Verwende einen Papierschneider, zerschneide sechs Teile aus dem Karton mit den Abmessungen von 57 · 184 mm (2,25" · 7,25"). Ziehe zwei Linien parallel zu der kurzen Abmessung und 295 mm (1,125") von dem Ober- und Unterrand auf der Walzenseite des Kanons nach unten. Kerbe sorgfältig die Länge der Linie mit einer Rasierklinge unter Verwendung einer geraden Kante als Führung. Kerbe diese auf eine Tiefe von etwa dem halben Maß der Dicke des Blattes. Dieses Kerben der Karton-Filz- Kombination dicht um das Gewicht des Sutherland-Rubbeltesters herum zu sitzen. Ziehe eine Pfeil, der parallel zur Längsabmessung auf dem Karton verläuft, auf dieser gekerbten Seite des Kartons.
Schneide die sechs Teile von schwarzem Filz (F-55 oder ein Äquivalent von New England Gasket, 550 Broad Street, Bristol, CT 06010) auf die Abmessungen von 57 mm · 216 mm · 1,6 mm (2,25" · 8,5" · 0,0625"). Lege das Filz auf die Oberseite der umgekehrten, grünen Seite des Kartons, derart, daß die langen Ränder sowohl des Filzes als auch des Kartons parallel zueinander und in Ausrichtung miteinander sind. Stelle sicher, daß die flauschige Seite des Filzes nach oben gerichtet ist. Lasse zu, daß etwa 12,7 mm (0,5") über den obersten und untersten Rand des Kartons überhängen. Falte beide überhängenden Filzränder glatt auf die Rückseite des Kartons mit einem Scotch-Klebeband. Präpariere insgesamt sechs dieser Filz-Karton- Kombinationen.
Alle Proben sollten mit dem gleichen Filzlot gefahren werden. Tatsächlich ist, falls das Verfahren an anderen Örtlichkeiten verwendet werden soll, ideal, wenn das gleiche Filzlot verwendet werden kann. Es ist offensichtlich, daß es Umstände gibt, in welchen ein einzelnes Filzlot vollständig aufgebraucht ist. In solchen Fällen, in welchen ein neues Filzlot erhalten werden muß, muß ein Korrekturfaktor für das neue Filzlot bestimmt werden. Um den Korrekturfaktor zu bestimmen, nehme eine repräsentative einzelne Tissueprobe von Interesse und genug Filz, um 24 Karton/Filz-Proben für die neuen und alten Lots herzustellen.
Wie oben beschrieben und bevor ein Rubbeln stattgefunden hat, nehme die Hunter L. Ablesungen für jede der 24 Karton/Filz-Proben des neuen und alten Filzlots. Berechne die Mittelwerte für sowohl die 24 Karton/Filz-Proben des alten Lots und die 24 Karton/Filz-Proben des neuen Lots.
Als nächstes führe einen Rubbeltest durch an den 24 Karton/Filz-Platten des neuen Lots und der 24 Karton/Filz-Tafeln des alten Lots, wie unten beschrieben. Stelle sicher, daß die gleiche Tissue-Lotnummer für jede der 24 Proben für das alte und das neue Lot verwendet wird. Zudem muß auch die Probennahme des Papiers bei der Präparierung der Karton/Tissue-Proben so durchgeführt werden, daß das neue Filzlot und das alte Filzlot einer Tissueprobe so repräsentativ wird möglich sind.
Für den Fall eines einlagigen Tissueprodukts wickle die ersten 10 Blätter des Produkts ab und werfe sie weg. Als nächstes nehme 48 Streifen des Toilettentissue, jeweils zwei in einer länger nutzbaren Einheit (auch als Blätter bezeichnet). Lege die ersten zwei nutzbaren Streifeneinheiten an das ganz links liegende Ende des Labortisches und die letzte der 48 Proben auf die ganz rechte Seite des Labortisches. Markiere die Probe ganz links mit der Zahl "1" in einem 1 cm mal 1 cm Bereich an der Ecke der Probe. Setze die Markierung der Proben nachfolgend fort bis zu 48, derart, daß die letzte Probe ganz rechts mit 48 bezeichnet ist.
Verwende die 24 ungerade numerierten Proben für das neue Filz und die gerade numerierten Proben für das alte Filz. Ordne die ungeradzahligen Proben von niedrig nach groß. Ordne die geradzahligen Proben von niedrig nach hoch. Markiere dann nun die niedrigste Zahl für jedes Satz mit einem Buchstaben "Y". Markiere die nächst höhere Zahl mit dem Buchstaben "O". Setze die Markierung der Proben in diesem alternierenden "Y"/"O"-Muster fort. Verwende die "Y"-Proben für die Yankee-seitigen Flusenanalysen und die "O"-Proben für die Yankee-abseitigen Flusenanalysen. Für ein einlagiges Produkt gibt es nun insgesamt 24 Proben für das neue Filzlot und das alte Filzlot. Von diesen 24 sind 12 für die Yankee-seitige Flusenanalyse und 12 für die Yankee-abseitige Flusenanalyse.
Reibe und messe die Hunter-Color-L-Werte für alle 24 Proben des alten Filzes, wie unten beschrieben. Zeichne die 12 Yankee-seitigen Hunter-Color-L-Werte für das alte Filz auf. Nehme den Mittelwert der 12 Werte. Zeichne die 12 Yankee- abseitigen Hunter-Color-L-Werte für das als Filz auf. Nehme den Mittelwert der 12 Werte. Subtrahiere den Mittelwert der anfänglichen ungerubbelten Hunter-Color-L- Filzablesung von dem Mittelwert der Hunter-Color-L-Ablesung für die Yankee- seitigen gerubbelten Proben. Dies ist der mittlere Delta-Unterschied für die Yankee- seitigen Proben. Subtrahiere den Mittelwert der anfänglichen ungerubbelten Hunter- Color-L-Filzablesung von dem Mittelwert der Hunter-Color-L-Ablesung für die Yankee-abseitigen gerubbelten Proben. Dies ist mittlere Delta-Differenz für die Yankee-abseitigen Proben. Berechne die Summe der mittleren Delta-Differenzen für die Yankee-Seite und die mittlere Delta-Differenz für die Yankee-Abseite und teile die Summe durch 2. Dies ist der unkorrigierte Flusenwert für das alte Filz. Falls es einen gegenwärtigen Filz-Korrekturfaktor für das alte Filz gibt, addiere diesen zu dem unkorrigierten Flusenwert für das alte Filz. Dieser Wert ist der korrigierte Flusenwert für das alte Filz.
Rubble und messe die Hunter-Color-L-Meß-Werte für alle 24 Proben des neuen Filzes, wie unten beschrieben. Zeichne die 12 Yankee-seitigen Hunter-Color-L- Werte für das neue Filz. Nehme den Mittelwert der 12 Werte. Zeichne die 12 Yankee-abseitigen Hunter-Color-L-Werte für das neue Filz auf. Nehme den Mittelwert der 12 Werte. Subtrahiere den Mittelwert der anfänglichen ungerubbelten Hunter- Color-L-Filzablesung von dem Mittelwert der Hunter-Color-L-Ablesung für die Yankee-seitig gerubbelten Proben. Dies ist die mittlere Delta-Differenz für die Yankee-seitigen Proben. Subtrahiere den Mittelwert der anfänglichen ungerubbelten Hunter-Color-L-Filzablesung von dem Mittelwert der Hunter-Color-L-Ablesung für die Yankee-abseitig gerubbelten Proben. Dies ist die mittlere Delta-Differenz für die Yankee-abseitigen Proben. Berechne die Summe der mittleren Delta-Differenz für die Yankee-Seite und die mittlere Delta-Differenz für die Yankee-Abseite und teile diese Summe durch 2. Dies ist der unkorrigierte Flusenwert für das neue Filz.
Nehme die Differenz zwischen dem korrigierten Flusenwert von dem alten Filz und den unkorrigierten Flusenwert für das neue Filz. Diese Differenz ist der Filzkorrekturfaktor für das neue Filzlot.
Unter Addierung dieses Filzkorrkurfaktors zu dem unkorrigierten Flusenwert für das neue Filz sollte dieser identisch mit dem korrigierten Lintwert für das alte Filz sein.
Die gleich Prozedur wird an einem zweilagigen Tissueprodukt durchgeführt, bei dem 24 Proben für das alte Filz gefahren werden und 24 für das neue Filz gefahren werden. Aber nur die verbraucherseitigen Außenschichten der Lagen werden dem Rubbeltest unterzogen. Wie oben angemerkt, stelle sicher, daß die Proben derart präpariert sind, daß eine repräsentative Probe für das alte und das neue Filz erhalten wird.

PFLEGE DES 1,82 kg (4 PFUND) GEWICHTS:

Das 1,82 kg (4 Pfund) Gewicht hat eine effektive Kontaktfläche von 2,581 mm² (vier Quadratinch) und liefert einen Kontaktdruck von 6,9 KN/m² (ein Pfund pro Quadratinch). Da der Kontaktdruck durch Veränderung der auf der Fläche des Gewichts montierten Rubbelpads verändert werden kann, ist es wichtig, nur die Pads zu verwenden, die von dem Hersteller (Brown Inc., Mechanical Services Department, Kalamazoo, MI), geliefert werden. Diese Pads müssen ausgetauscht werden, falls sie hart, abgenutzt oder abgeschuppt werden.
Das Gewicht muß, wenn es nicht benutzt wird, derart positioniert sein, daß die Pads nicht das Gesamtgewicht des Gewichts abstützen. Am besten wird das Gewicht auf seiner Seite gelagert.

RUBBELTESTER-INSTRUMENTKALIBRIERUNG:

Der Sutherland-Rubbeltester muß zuerst vor der Verwendung kalibriert werden. Zuerst schalte den Sutherland-Rubbeltester ein, indem der Testerschalter in die "cont"-Position bewegt wird. Wenn sich der Tester an in seiner Position am nächsten zum Benutzer befindet, drehe den Schalter des Testers auf die Position "Auto". Stelle den Tester so ein, daß dieser 5 Durchgänge macht, indem der Zeigerarm auf der großen Wählscheibe in die Position "fünf" bewegt wird. Ein Stoß ist eine einzelne und vollständige Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Gewichts. Das Ende des Rubbelblocks sollte sich zu Beginn und am Ende jedes Tests in der Position am nächsten zum Benutzer befinden.
Präpariere ein Tissuepapier auf einer Kartonprobe, wie oben beschrieben. Zudem präpariere ein Filz auf einer Kartonprobe, wie oben beschrieben. Beide Proben werden zur Kalibrierung des Instruments verwendet und werden nicht bei der Aufnahme von Daten für die tatsächlichen Proben benutzt.
Lege diese Kalibrierungs-Tissueprobe auf die Basisplatte des Testers, indem die Löcher in der Scheibe über die Niederhaltestifte geschoben werden. Die Niederhaltestifte verhindern, daß die Probe sich während des Testes bewegt. Klemme die Kalibrierungsfilz/Karton-Probe, wobei die Kartonseite die Pads des Gewichts berührt. Stelle sicher, daß die Karton/Filz-Kombination flach an dem Gewicht ruht. Hake dieses Gewicht auf den Testerarm und lege die Tissueprobe sanft unter die Gewicht/Filz-Kombination. Das Ende des Gewichts, das dem Operator am nächsten liegt, muß sich über dem Karton der Tissueprobe befinden und nicht der Tissueprobe selbst. Das Filz muß flach auf der Tissueprobe ruhen und muß zu 100% in Kontakt mit der Tissueoberfläche sein. Aktiviere den Tester durch Herabdrücken des "Druck"-Knopfes.
Zähle die Anzahl der Stöße und beobachte und behalte im Geiste die Start- und Endposition des mit dem Filz überdeckten Gewichts in Bezug zur Probe. Wenn die Gesamtzahl der Stöße fünf ist und wenn das Ende des mit Filz überdeckten Gewichts, das am nächsten zum Operator liegt, sich über dem Karton der Tissueprobe zu Beginn und zum Ende dieses Testes befindet, ist der Tester kalibriert und fertig zur Verwendung. Falls die Gesamtzahl der Stöße nicht fünf beträgt oder falls das Ende des mit Filz überdeckten Gewichts, das dem Operator am nächsten liegt, sich über der tatsächlichen Papier-Tissueprobe entweder am Anfang oder am Ende des Tests befindet, wiederhole diese Kalibrierungsprozedur, bis 5 Stöße gezählt werden und das Ende des mit Filz überdeckten Gewichts, das dem Operator am nächsten liegt, über dem Karton sowohl am Anfang als auch am Ende des Tests liegt.
Während des tatsächlichen Testvorgangs der Proben überwache und beobachte die Stoßzahl und den Anfangs- und Endpunkt des mit Filz überdeckten Gewichts. Wenn notwendig, kalibriere neu.

HUNTER-COLOR-METER-KALIBRIERUNG:

Stelle das Hunter-Color-Differenzmeter für die schwarzen und weißen Standardplatten gemäß den in der Betriebsanleitung für das Instrument angegebenen Prozeduren ein. Führe auch den Stabilitätscheck für die Standardisierung sowie den täglichen Farbstabilitätscheck durch, falls dies nicht während der letzten acht Stunden gemacht wurde. Zudem muß der Null-Reflektionsgrad überprüft werden und, falls notwendig, neu eingestellt werden.
Lege die weiße Standardplatte auf die Probenbühne unter die Instrumentenöffnung. Löse die Probenbühne und erlaube der Probenplatte, daß sie unter die Probenöffnung angehoben wird.
Verwende die "L-Y"-, "a-X"- und b-Z"-Standardisierungsköpfe, stelle das Instrument so ein, daß die Standardwerte der weißen Platte "L", "a" und "b" gelesen werden, wenn die "L "-, "a"-, und "b"-Druckknöpfe der Reihe nach gedrückt werden.

MESSUNG DER PROBEN:

Der erste Schritt bei der Messung einer Flusung ist, die Hunter-Farbwerte der Schwarzfilz/Karton-Proben zu messen, bevor sie auf dem Toilettentissue gerubbelt werden. Der erste Schritt in dieser Messung ist, die Standard-Weißplatte von unterhalb der Instrumentenöffnung des Hunter-Colorinstruments abzusenken. Zentriere einen mit Filz überdeckten Karton mit dem auf die Rückseite des Colormeters zeigenden Pfeil auf der Oberseite der Standardplatte. Löse die Probebühne, erlaube dem mit Filz überdeckten Karton unter die Probenöffnung angehoben zu werden.
Da die Filzbreite nur ein wenig breiter ist als der Durchmesser des Betrachtungsgebietes, stelle sicher, daß das Filz die Betrachtungsfläche vollständig überdeckt. Nach Bestätigung der vollständigen Überdeckung presse den L-Druckknopf nach unten und warte mit der Ablesung, bis Stabilität vorhanden ist. Lese und zeichne diesen L-Wert auf 0,1 Einheiten genau auf.
Falls ein D25D2A-Kopf verwendet wird, senke den mit Filz überdeckten Karton und die Platte ab, drehe den mit Filz überdeckten Karton um 90 Grad, so daß der Pfeil auf die rechte Seite des Meters zeigt. Als nächstes löse die Probenbühne und prüfe noch einmal, um sicher zu gehen, daß die Betrachtungsfläche vollständig mit Filz überdeckt ist. Presse den L-Druckknopf nach unten. Lese und zeichne diesen Wert auf 0,1 Einheiten genau auf. Für die D25D2M-Einheit ist der aufgezeichnete Wert der Hunter-Color-L-Wert. Für den D25D2A-Kopf, bei welchem eine gedrehte Probenablesung auch aufgezeichnet wird, ist der Hinter-Color-L-Wert der Mittelwert der zwei aufgezeichneten Werte.
Messe die Hunter-Color-L-Werte für alle mit Filz überdeckten Kartons unter Verwendung dieser Technik. Falls die Hunter-Color-L-Werte alle innerhalb von 0,3 Einheiten voneinander liegen, nimm den Mittelwert, um die anfängliche L- Ablesung zu erhalten. Falls die Hunter-Color-L-Werte nicht innerhalb von 0,3 Einheiten liegen, werfe solche Filz/Karton-Kombinationen außerhalb der Grenzen weg. Präpariere neue Proben und wiederhole die Hunter-Color-L-Messung, bis alle Proben innerhalb von 0,3 Einheiten zueinander liegen.
Für die Messung der tatsächlichen Tissuepapier/Karton-Kombinationen lege die Tissueprobe/Karton-Kombination auf die Basisplatte des Testers, indem die Löcher in der Platte über die Niederhaltestifte gestreift werden. Die Niederhaltestifte verhindern, daß sich die Probe während des Tests bewegt. Klemme die Kalibrierungsfilz/Karton-Probe auf das 1,82 kg (4 Pfund) Gewicht, wobei die Kartonseite die Pads des Gewichts berührt. Stelle sicher, daß die Karton/Filz-Kombination flach an dem Gewicht liegt. Hake dieses Gewicht auf dem Testerarm ein und lege sanft die Tissueprobe unter die Gewicht/Filz-Kombination. Das Ende des Gewichts, das dem Operator am nächsten liegt, muß sich über dem Karton der Tissueprobe befinden und nicht über der Tissueprobe selbst. Das Filz muß flach auf der Tissueprobe anliegen und muß zu 100% in Kontakt mit der Tissueoberfläche sein.
Als nächstes aktiviere den Tester durch Herabdrücken des "Druck"-Knopfes. Am Ende der fünf Stöße wird der Tester automatisch anhalten. Notiere die Halteposition des mit Filz überdeckten Gewichts in Bezug zur Probe. Falls das Ende des mit Filz überdeckten Gewichts zum Operator hin über dem Karton liegt, arbeitet der Tester richtig. Falls das Ende des mit Filz überdeckten Gewichts zum Operator hin über der Probe liegt, beachte diese Messung nicht und kalibriere neu, wie dies oben in dem Abschnitt Sutherland-Rubbeltester-Kalibrierung angegeben wurde.
Entferne das Gewicht mit dem mit Filz überdeckten Karton. Untersuche die Tissueprobe. Falls sie zerrissen ist, werfe das Filz und das Tissue weg und mache weiter. Falls die Tissueprobe intakt ist, entferne den mit Filz überdeckten Karton von dem Gewicht. Bestimmte den Hunter-Color-L-Wert auf dem mit Filz überdeckten Karton, wie dies oben für die hohen Filze beschrieben wurde. Zeichne die Hunter- Color-L-Ablesungen für das Filz nach dem Rubbelvorgang auf. Rubble, messe und zeichne die Hunter-Color-L-Werte für alle verbleibenden Proben auf.
Nachdem alle Tissues gemessen wurden, entferne und werfe alle Filze weg. Filzstreifen werden nicht wieder verwendet. Die Kartons werden verwendet, bis sie gebogen, zerrissen, lappig sind oder keine glatte Oberfläche mehr haben.

BERECHNUNGEN:

Bestimme die Delta-L-Werte durch Subtrahieren des Mittelwerts der anfänglichen L-Ablesung, die für die ungenutzten Filze ermittelt wurden, von jedem der gemessenen Werte für die Yankee-Abseite und die Yankee-Seite der Probe. Noch einmal, ein mehrlagiges Produkt wird nur auf einer Seite des Papier gerubbelt. So werden drei Delta-L-Werte für das mehrlagige Produkt erhalten. Mittle die drei Delta-L- Werte und subtrahierte den Filzfaktor von diesem endgültigen Mittelwert. Dies Endergebnis wird als das Lint für die Fabrikseite des zweilagigen Produkts bezeichnet.
Für das einlagige Produkt, bei welchem sowohl Yankee-seitige als auch Yankee- abseitige Messungen erhalten werden, subtrahiere den Mittelwert der anfänglichen L-Ablesung, der sich aus den ungenutzten Filzen ergeben hatte, von jedem der drei Yankee-seitigen L-Ablesungen und jedem der drei Yankee-abseitigen L- Ablesungen. Berechne das mittlere Delta für die drei Yankee-seitigen Werte. Berechne das mittlere Delta für die drei stoffseitigen Werte. Subtrahiere den Filzfaktor von jedem dieser Mittelwerte. Die Endergebnisse werden als ein Lint für die Fabrikseite und ein Lint für die Yankeeseite des einlagigen Produkts bezeichnet. Durch das Nehmen des Mittelwertes dieser zwei Werte wird für das gesamte einlagige Produkt ein ultimativer Flusungswert erhalten.

Nasser Lint

Ein geeignetes Verfahren zum Messen der nassen Flusungseigenschaft von Tissueproben ist beschrieben in US-A-4,950,545, veröffentlicht für Walter et al., am 21. August 1990. Das Verfahren umfaßt im wesentlichen das Hindurchgehen einer Tissueprobe durch zwei Stahlwalzen, von denen eine teilweise in einem Wasserbad eingetaucht ist. Der Lint von der Tissueprobe wird auf die Stahlwalze überführt, welche durch das Wasserbad befeuchtet ist. Die fortgesetzte Drehung der Stahlwalze lagert den Lint in dem Wasserbad ab. Der Lint wird wiedergewonnen und dann gezählt. Siehe Spalte 5, Zeile 45 - Spalte 6, Zeile 27 des Patents von Walter et al. Weitere im Stand der Technik bekannte Verfahren zum Messen eines nassen Lints können auch verwendet werden.

C. Messung der Festigkeit von Tissuepapieren

Trockene Zugfestigkeit

Die Zugfestigkeit wird auf 10,16 cm breiten Streifen einer Probe unter Verwendung einem Thwing-Albert-Intelect-II-Standard-Zugtesters bestimmt (Thwing-Albert Instrument Co. 10960 Dutton Rd., Philadelphia, PA', 19154). Dieses Verfahren ist zur Verwendung an fertigen Papierprodukten, Rollenproben und unkonvertierten Gütern gedacht.

PROBENKONDITIONIERUNG UND -PRÄPARATION:

Vor dem Zugtest sollten die zu testenden Papierproben gemäß dem TAPPI- Verfahren #T402OM-88 konditioniert werden. Alle Kunststoff und Papierkarten- Verpackungsmaterialien müssen sorgfältig von den Papierproben vor dem Testvorgang entfernt werden. Die Papierproben sollten für wenigstens 2 Stunden bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 48 bis 52% und innerhalb eines Temperaturbereichs von 22 bis 24ºC konditioniert werden. Eine Probenpräparierung und alle Aspekte der Zugfestigkeit sollten auch innerhalb der Grenzen der konstanten Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Raum liegen.
Für ein fertig gestelltes Produkt werfe die ersten 10 nutzbaren Einheiten (auch Blätter genannt) von der Rolle weg. Bei Verwendung von Scheren, schneide sorgfältig vier Streifen von vier Blättern von der Probenrolle. Lege sorgfältig die vier Streifen über eine auf die andere, um einen hohen Stapel zu bilden, halte die Perforationen zwischen den Blättern übereinander. Identifiziere die Blattnummer 2 für einen Zug in Maschinenrichtung und die Blattnummer 3 für einen Zug in Quer- Maschinenrichtung. Bei Verwendung von Scheren, schneide durch den langen Stapel an der Linie der Perforationen, um vier kleine Stapel herzustellen. Kombiniere die Stapel 2 und 3 und schneide 10,16 cm · 10,16 cm in diese hinein. Dies bildet vier Stapel für den Test in Maschinenrichtung und vier Stapel für den Test in Querrichtung. Jede Probe ist ein Blatt dick.

BETRIEB DES ZUGTESTERS:

Für die tatsächliche Messung der Zugfestigkeit verwende einen Thwing-Albert Intelect II Standard Zugtester "Whwing-Albert Instrument Co., 10960 Dutton Rd., Philadelphia, PA, 19154). Führe die 10,4 cm breiten flachen Vorderklemmen in die Einheit und kalibriere den Tester gemäß den Anweisungen, die im Betriebshandbuch des Thwing-Albert Intelect II gegeben sind. Stelle die Querkopfgeschwindigkeit des Instruments auf 2,54 cm/min und die erste und die zweite Meßlänge auf 5,08 cm. Die Bruchempfindlichkeit sollte eingestellt werden auf 150,0 Gramm, und die Probenbreite sollte eingestellt werden auf 10,16 cm und die Probendicke auf 1 cm (nur zum Zwecke der Berechnung).
Eine Lastzelle wird derart ausgebildet, daß das vorher gesagte Zugergebnis für die zu testende Probe zwischen 25% und 75% des Benutzungsbereichs liegt. Zum Beispiel kann eine 5000 Gramm Lastzelle für Proben mit einem vorher gesagten Zugbereich von 1250 Gramm (25% von 5000 Gramm) und 3750 Gramm (75% von 5000 Gramm) verwendet werden. Der Zugtester kann mit der 5000 Gramm Lastzelle auch hochgestellt werden in den 10%-Bereich, derart, daß die Proben mit vorher gesagten Zügen von 125 Gramm bis 375 Gramm getestet werden könnten.
Die totale Zugfestigkeit wird erhalten, indem die Zugfestigkeit in der Maschinenrichtung und in der Quer-Maschinenrichtung gemessen wird und dann das geometrische Mittel berechnet. Mathematisch ist dies die Quadratwurzel des Produktes der Zugfestigkeit in Maschinenrichtung (Spitzenzug MD) und der Zugfestigkeit in Querrichtung (Spitzenzug CD).
= Spitzendehnung MD · Spitzendehnung CD

Dehnungsmodul

Das Dehnungsmodul von Tissueproben wird zur gleichen Zeit erhalten, wie auch die Zugfestigkeit der Probe bestimmt wird. In diesen Verfahren wird eine einlagige 10,16 cm breite Probe in einem Zugtester angeordnet (Thwing Albert QCII, der mit einem LMS-Data-System schnittstellenverbunden ist) und mit einer Meßlänge von 5,08 cm. Die Probe wird bei einer Geschwindigkeit von 2,54 cm/min gelängt. Die Probenlängung wird aufgezeichnet, wenn die Last 10 g/cm, 15 g/cm und 20 g/cm erreicht. Eine Tangente wird dann berechnet, wobei der Mittelpunkt der Längung bei 15 g/cm liegt.
Die Tangente wird berechnet in der folgenden Weise
Ein weiteres beispielhaftes Verfahren zum Erhalten der Tangente bei 15 g/cm ist die Verwendung eines Thwing-Albert STD-Zugtesters und das Einstellen der Lastfalle auf 152,4 Gramm in dem Tangentenberechnungsprogramm. Dieses Äquivalent zu 15 g/cm bei Verwendung der 10,16 cm breiten Probe.
Das gesamte Dehnungsmodul wird erhalten durch Messen des Dehnungsmoduls in der Maschinenrichtung bei 15 g/cm und Quer-Maschinenrichtung bei 15 g/cm und dann durch Berechnen des geometrischen Mittelwertes. Mathematisch ist dies die Quadratwurzel des Produktes des Dehnungsmoduls in Maschinenrichtung (Dehnungsmodul 15 MD) und des Dehnungsmoduls in Querrichtung (Dehnungsmodul 15 CD).
Gesamtes Dehnungsmodul =
Hohe Werte für ein gesamtes Dehnungsmodul zeigen, daß die Probe steif und starr ist. Das gesamte Dehnungsmodul und die gesamte Zugfestigkeit stehen im wesentlichen dahin gehend in Bezug zueinander, daß der Wert des gesamten Dehnungsmoduls zunimmt, wenn die gesamte Zugfestigkeit zunimmt und umgekehrt. Man kann Abweichungen von dieser Beziehung berechnen, indem das gesamte Dehnungsmodul durch die gesamte Zugfestigkeit normiert wird. Dieses normierte gesamte Dehnungsmodul ist als ATP-Faktor definiert.
ATP-Faktor = (GesamtesDehnungs mod ul)/(GesamteZugfestigkeit)
Der ATP-Faktor ist dimensionslos, da sowohl das gesamte Dehnungsmodul als die gesamte Zugfestigkeit in Einheiten von g/%cm vorliegen.

D. Slip/Stick-Koeffizientmessung

Ein Slip- und Stick-Koeffizient der Reibung (S&S COF) ist definiert als die mittlere Abweichung des Reibungskoeffizienten. Wie der Reibungskoeffizient ist dieser dimensionslos. Dieser Test wird durchgeführt auf einem KES-4BF Oberflächenanalysiergerät mit einem modifizierten Reibungsprüfer. Der Prüferschlitten ist eine 40 mal 60 Micron Glasfritte mit zwei Zentimeter Durchmesser, die von Ace Glass Company erhältlich ist. Die Normalkraft des Prüfers betrug 12,5 Gramm. Die Details des Verfahrens sind beschrieben in "Methods for the Measurement of the Mechanical Properties of Tissue Paper" von Ampulski et al., 1991 International Paper Physics Conference, Seite 19, hier durch Bezugnahme mit aufgenommen.
Das folgende Beispiel zeigt die praktische Umsetzung der vorliegenden Erfindung, ist aber nicht dazu gedacht, diese zu beschränken.

Beispiel

Der Zweck dieses Beispiels geht dahin, ein Verfahren darzustellen, das eine Durchblastrocknung-Papiermachungstechnik verwendet, um ein weiches und absorbierendes, mehrschichtiges, gekrepptes Tissuepapier herzustellen, welches die einzigartige Kombination physikalischer Attribute zeigt.
Eine Fourdrinier-Papierherstellungsmaschine als Pilotanlage wird bei der praktischen Umsetzung der vorliegenden Erfindung verwendet. Zuerst werden 3 Gew.-% eines wäßrigen Breies aus NSK in einem herkömmlichen Einstampfer hergestellt. Eine 2%ige Lösung eines temporär naßfesten Harzes (das heißt, National Starch 78- 0080, vermarktet durch National Starch and Chemical Corporation aus New York, NY) wird dem NSK-Materialrohr mit einer Rate von 0,3 Gew.-% der Trockenfasern hinzu gegeben. Das NSK wird auf etwa 0,2% Konsistenz an der Flügelpumpe verdünnt. Als zweites wird ein 3 Gew.-%iger wäßriger Brei aus Eukalyptusfasern in einem herkömmlichen Stampfer hergestellt. Eine 2%ige Lösung eines trockenfesten Harzes (das heißt, Redibond® 5320, vermarkted durch National Starch and Chemical Corporation aus New York, NY) wird dem Eukalyptusmaterialrohr mit einer Rate von 0,75 Gew.-% der Trockenfasern hinzu gegeben. Ein 1%ige Lösung einer esterfunktionalen quartären Ammoniumverbindung (wie beschrieben in Beispiel 1 des US Patents 5,415,737, hier durch Bezugnahme aufgenommen) wird dem Eukalyptus-Materialrohr mit einer Rate von 0,4 Gew.-% der Trockenfasern hinzu gegeben. Als Drittes wird ein zusätzlicher 3 Gew.-%iger Brei aus Eukalyptusfaser in einem herkömmlichen Stampfer hergestellt. Eine 1%ige Lösung der ersterfunktionalen quartären Ammoniumverbindung wird diesem Eukalyptus-Materialrohr mit einer Rate von 1 Gew.-% der Trockenfasern hinzu gegeben. Dieser Eukalyptusbrei wird auf etwa 0,2% an der Fächerpumpe verdünnt.
Die richtigen Materialkomponenten werden zu separaten Schichten in dem Stoffauflaufkasten geschickt und auf einem Fourdrinierdraht abgelagert, um eine dreischichtige embryonische Bahn zu bilden (das heißt, jede der zwei äußeren Schichten enthält etwa 75% leicht gebundene (0,4% esterfunktionale quartäre Ammoniumverbindung) Eukalyptusfasern und etwa 15% NSK-Fasern und die mittlere Schicht enthält etwa 20% hochgradig entbundene (1% esterfunktionale quartäre Ammoniumverbindung) Eukalyptusfasern. Ein Entwässern erfolgt durch den Fourdrinierdraht und wird unterstützt durch einen Deflektor und Unterdruckkästen. Der Fourdrinierdraht ist von einer 5-fachen, Satingewebekonfiguration mit 3,3 Monofilamenten pro Millimeter in Maschinenrichtung bzw. 3,0 Monofilamenten pro Millimeter in Quer-Maschinenrichtung (84 Monofilamenten pro Inch in Maschinenrichtung bzw. 76 Monofilamenten pro Inch in Quer-Maschinenrichtung). Die embryonische nasse Bahn wird von dem Fourdrinierdraht bei einer Faserkonsistenz von etwa 15% am Übertragungspunkt auf eine 5-fache Tuch-, Satingewebekonfiguration überführt, die 2, 3 Monofilamente pro Millimeter in Maschinenrichtung bzw. 1,7 Monofilamente pro Millimeter in Quer-Maschinenrichtung hat (59 Monofilamente pro Inch in Maschinenrichtung bzw. 44 Monofilamente pro Inch in Quer- Maschinenrichtung). Ein weiteres Entwässern wird durch ein Unterdruck herbeigeführt, unterstützt durch eine Drainage, bis die Bahn eine Faserkonsistenz von etwa 28% hat. Die gemusterte Bahn wird vorgetrocknet durch Luftdurchblasung, und zwar auf eine Faserkonsistenz von etwa 65 Gew.-%. Die Bahn wird dann an der Oberfläche der Yankeetrommel mit einem aufgesprühten Krepp-Haftmittel, das 0,25% wäßrige Lösung aus Polyvinylalkohol (PVA) aufweist, angehaftet. Die Faserkonsistenz wird geschätzt auf 96% erhöht, bevor das Trockenkreppen der Bahn mit einer Abstreichklinge erfolgt. Die Abstreichklinge hat einen Neigungswinkel von etwa 25 Grad und ist in Bezug zum Yankeetrockner so angeordnet, daß ein Auftreffwinkel von etwa 81 Grad vorliegt; der Yankeetrockner wird bei etwa 244 Meter pro Minute (800 fpm, Fuß pro Minute) betrieben. Die trockne Bahn wird bei einer Geschwindigkeit von 214 Meter por Minute (700 fpm) in einer Rolle geformt.
Die Bahn wird in ein einlagiges Tissuepapierprodukt konvertiert. Wichtig ist, daß das Tissuepapier einen ATP-Faktor von weniger als etwa 0,026, einen Slip/Stick- Koeffizienten von etwa 0,022 und einen Lintgrad von etwa 2,1 hat und für die Verwendung als Gesichts- und/oder Toilettentissue geeignet ist.

Claims

1. Weiches, absorbierendes, gekrepptes Tissuepapier mit:

- einem ATP-Faktor von weniger als 0,036;

- einem Slip/Stick-Koeffizienten von weniger als 0,024; und

- einem Lint-Grad von weniger als 5,

wobei das Tissuepapier ein mehrlagiges Tissue ist, mit einer Mittellage und zwei Außenlagen, wobei die Mittellage in Gewichtsprozent proportional mehr chemisches Entbindungmittel als jede der Außenlagen pro Gewicht Trockenfasern enthält.

2. Tissuepapier nach Anspruch 1, mit:

- einem ATP-Faktor von weniger als 0,030; und/oder

- einem Slip/Stick-Koeffizienten von weniger als 0,022.

3. Tissuepapier nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Dichte von weniger als 0,15 g/cm³, vorzugsweise weniger als 0,010 g/cm³.

4. Tissuepapier nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welchem das Tissuepapier ein einlagiges Tissue ist.

5. Tissuepapier nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welchem das Tissuepapier ein Gemisch aus Weichholz- und Flartholzfasern aufweist.

6. Tissuepapier nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welchem das chemische Entbindungsmittel eine quartäre Ammoniumverbindung ist.

7. Tissuepapier nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welchem das Tissuepapier ferner Bindematerialien aufweist.

8. Tissuepapier nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welchem das Tissuepapier durch eine Durchluft-Trocknungstechnik hergestellt ist.

9. Tissuepapier nach einem der Ansprüche 1 bis 7, in welchem das Tissuepapier durch eine mechanische Entwässerungstechnik hergestellt ist.

10. Tissuepapier nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welchem das Tissuepapier ein Toiletten-Tissuepapier oder ein Gesichts-Tissuepapier ist.

11. Tissuepapier nach Anspruch 1, in welchem die äußeren Schichten 0,625 Gew.-% des Entbindungsmittels per Gewicht Trockenfasern enthalten und in welchen die Mittellage 1 Gew.-% des Entbindungsmittels per Gewicht Trockenfasern enthält; und in welchem das Entbindungsmittel eine ester-funktionale quartäre Ammoniumverbindung ist.