DE69531063T2

DE69531063T2 - Tissuepapierprodukt, das eine quaternäre ammoniumverbindung, eine polysiloxanverbindung und bindemittel enthält

Info

Publication number: DE69531063T2
Application number: DE69531063T
Authority: DE
Inventors: Stanley Robert AMPULSKI; Kent Joel MONTEITH; William Ward OSTENDORF; Van Dean PHAN; Dennis Paul TROKHAN
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1994-12-19
Filing date: 1995-11-28
Publication date: 2004-05-06
Anticipated expiration: 2015-11-29
Also published as: JPH10512928A; TR199501592A2; JP3184536B2; CZ187897A3; CA2208067A1; FI972619A; ZA9510497B; AR000352A1; DE69531063D1; PE16297A1; TW444082B; CO4440545A1; CN1071826C; AU4246796A; NO972797D0; FI972619A0; MY114540A; BR9510280A; NO972797L; CA2208067C

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich auf Tissuepapierprodukte. Insbesondere bezieht sie sich auf Tissuepapierprodukte mit einer chemischen Zweikomponenten-Weichmacherzusammensetzung und Bindermaterialien, entweder dauerhafte oder zeitweise naßfeste Binder, und/oder trockenfeste Binder. Die behandelten Tissuebahnen können verwendet werden, um weiche, absorbierende und lintresistente Papierprodukte herzustellen, wie Gesichtstissue-Papierprodukte oder Toilettentissue-Papierprodukte.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Papierbahnen oder -lagen, manchmal auch als Tissue- oder Papiertissuebahnen oder -lagen bezeichnet, finden weit verbreitete Anwendung in der modernen Gesellschaft. Solche Gegenstände, wie Gesichts- und Toilettentissues sind Stapelwaren im Handel. Es wurde seit langem erkannt, daß vier wichtige physikalische Attribute dieser Produkte ihre Länge, ihre Weichheit, ihre Absorptionsfähigkeit, einschließlich ihrer Absorptionsfähigkeit für wäßrige Systeme, und ihr Lintwiderstand, einschließlich ihrem Lintwiderstand bei Nässe, sind. Die Anstrengungen in der Forschung und Entwicklung waren gerichtet auf die Verbesserung jedes dieser Attribute, ohne ernsthaft die anderen nachteilig zu beeinflussen sowie auf die Verbesserung von zwei oder drei Attributen gleichzeitig.
Die Festigkeit ist die Fähigkeit des Produkts und seiner Bestandteilsbahnen, die physische Integrität beizubehalten und einem Reißen, Bersten und Zerfetzen unter Benutzungsbedingungen zu widerstehen, insbesondere dann, wenn es naß ist.
Die Weichheit ist die taktile Empfindung, die von dem Verbraucher wahrgenommen wird, wenn er ein spezielles Produkt hält, dieses über seine Haut reibt oder in seiner Hand knautscht. Diese taktile Empfindung wird durch eine Kombination mehrerer physikalischer Eigenschaften geliefert. Wichtige physikalische Eigenschaften in Bezug auf die Weichheit werden im Allgemeinen von den Fachleuten als die Steifigkeit, die Oberflächenglätte und die Schmierfähigkeit der Papierbahn, aus welchem das Produkt hergestellt ist, angesehen. Die Steifheit wiederum wird gewöhnlich als direkt abhängig von der Trocken-Zugfestigkeit der Bahn und der Steifigkeit der Fasern angesehen, welche die Bahn aufbauen.
Die Absorptionsfähigkeit ist das Maß der Fähigkeit eines Produktes und seiner Bestandteilsbahnen, Mengen einer Flüssigkeit, insbesondere wäßrige Lösungen oder Dispersionen zu absorbieren. Die gesamte Absorptionsfähigkeit, wie sie vom Verbraucher wahrgenommen wird, wird im Allgemeinen als eine Kombination der gesamten Menge einer Flüssigkeit angesehen, die eine gegebene Masse eines Tissuepapiers bei Sättigung absorbieren wird, sowie die Geschwindigkeit, mit welcher die Masse die Flüssigkeit absorbiert.
Der Lintwiderstand ist die Fähigkeit des faserigen Produkts und seiner Bestandteilsbahnen, unter Benutzungsbedingungen, einschließlich im nassen Zustand, aneinander zu binden. Mit anderen Worten, je höher der Lintwiderstand ist, desto geringer wie die Neigung der Bahn sein, Lint zu bilden.
Die Verwendung von naßfesten Harzen, um die Festigkeit einer Papierbahn zu verbessern, ist allgemein bekannt. Zum Beispiel beschrieb Westfelt eine Anzahl solcher Materialien und diskutierte ihre Chemie in Cellulose Chemistry and Technology, Band 13, Seiten 813–825 (1979). Freimark et al. in US-A-3,755,220, veröffentlicht am 28. August 1973 erwähnt, daß bestimmte chemische Additive, die als Entbindungsmittel bekannt sind, die natürliche Faser-an-Faser-Bindung stören, die während der Lagenformation in Papierherstellungsverfahren auftritt. Diese Reduktion der Bindung führt zu einem weicheren oder weniger rauhen Papierblatt. Freimark et al. gehen weiter und lehren die Verwendung naßfester Harze in Verbindung mit der Verwendung von Entbindungsmitteln, um die unerwünschten Effekte der Entbindungsmittel zu verschieben. Diese Entbindungsmittel reduzieren sowohl die Trocken-Zugfestigkeit als auch die Naß-Zugfestigkeit.
Shaw lehrt in US-A-3,821,068, veröffentlicht am 28. Juni 1974, auch, daß chemische Entbinder verwendet werden können, um die Steifigkeit zu reduzieren und somit die Weichheit einer Tissuepapierbahn zu verbessern.
Chemische Entbindungsmittel wurden in verschiedenen Druckschriften offenbart, wie in US-A-3,554,862, veröffentlicht für Hervey et al. am 12. Januar 1971. Diese Materialien umfassen quartäre Ammoniumsalze, wie Cocotrimethylammoniumchlorid, Oleyltrimethylammoniumchlorid, Di(hydriertes)tallowdimethylammoniumchlorid und Stearyltrimethylammoniumchlorid.
Emanuelson 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 in weichen Bahnen. Diese Autoren versuchen auch eine Abnahme der Absorptionsfähigkeit zu überwinden, die durch die Entbinder verursacht wird, und zwar durch die Verwendung von nicht ionisierenden grenzflächenaktiven Stoffen, wie Ethylenoxyd- und Propylenoxydaddukten von Fettalkoholen.
US-A-5,312,522, veröffentlicht am 17. Mai 1994, offenbart Papierprodukte mit biologisch abbaubaren quartären Ester-Amin-Verbindungen. Diese Verbindungen werden als Additive zu dem Papier machenden Stoff verwendet und werden im Wesentlichen gleichförmig in dem Papierprodukt verteilt.
Die Armak Company aus Chicago, Illinois, offenbart in ihrer Zeitschrift 76–17 (1977) die Verwendung von Dimethyldi(hydriertes}tallowammoniumchlorid in Kombination mit Fettsäureestern von Polyoxyethylenglycolen, um Tissuepapierbahnen sowohl Weichheit als auch Absorptionsfähigkeit zu verleihen.
Ein beispielhaftes Ergebnis der Forschung, das auf verbesserte Papierbahnen gerichtet ist, ist beschrieben in US-A-3,301,746, veröffentlicht für Sanfort und Sisson am 31. Januar 1967. Trotz der qualitativ hochwertigen Papierbahnen, die durch das in diesem Patent beschrieben Verfahren hergestellt werden und trotz des wirtschaftlichen Erfolges der Produkte, die aus diesen Bahnen gebildet werden, wurden Forschungsantrengungen, die auf das Finden verbesserter Produkte gerichtet waren, fortgesetzt.
Zum Beispiel beschreiben Becker et al. in US-A-4,158,594, veröffentlicht am 19. Januar 1979, ein Verfahren, von dem sie angeben, daß es ein starkes, weiches, faseriges Blatt bildet. Insbesondere lehren sie, daß die Festigkeit einer Tissuepapierbahn (welche durch die Hinzugabe chemischer Entbindungsmittel weich gemacht worden sein kann) verbessert werden kann, indem während der Behandlung ein Oberfläche der Bahn an einer kreppenden Oberfläche in einer fein gemusterten Anordnung durch ein Bindematerial (wie einer Acryl-Latexgummiemulsion, einem wasserlöslichen Harz oder einem elastomeren Bindematerial) angehaftet wird, welches an einer Oberfläche der Bahn und an der Kreppoberfläche in der fein gemusterten Anordnung angehaftet wurde, und indem die Bahn von der Kreppoberfläche gekreppt wird, um ein Blattmaterial zu bilden.
Die chemischen weich machenden Zusammensetzungen mit zwei Komponenten der vorliegenden Erfindung umfassen eine quartäre Ammoniumverbindung und eine Polysiloxanverbindung. Es hat sich unerwartet herausgestellt, daß die chemische weich machende Zusammensetzung aus zwei Komponenten die Weichheit des behandelten Tissuepapiers im Vergleich zu der Weichheit, die aus der Verwendung einer der Komponenten einzeln erhalten werden kann, verbessert. Zudem wird die Lint-Weichheit-Beziehung des behandelten Tissues auch erheblich verbessert.
Unglücklicherweise kann die Verwendung chemischer weich machender Zusammensetzungen aus einer quartären Ammoniumverbindung und einer Polysiloxanverbindung die Festigkeit und den Lintwiderstand der behandelten Papierbahnen mindern. Die Anmelder haben entdeckt, daß sowohl die Festigkeit als auch der Lintwiderstand durch die Verwendung geeigneter Bindermaterialien verbessert werden kann, wie durch naß- und trockenfeste Harze und durch die Retention unterstützende Harze, die in der Papierherstellungstechnik bekannt sind.
Die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf mehrlagige, mehrschichtige Tissuepaierprodukte, 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.
Die Tissuepapierprodukte der vorliegenden Erfindung enthalten eine effektive Menge von Bindermaterialien, entweder dauerhaft oder temporär naßfeste Binder und/oder trockenfeste Binder, um eine Flusenbildung (Linting) zu kontrollieren und/oder den Verlust an Zugfestigkeit, falls ein solcher vorhanden ist, der sich aus der Verwendung der chemischen weich machenden Zusammensetzungen mit zwei Komponenten ergibt, zu beseitigen.
Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, weiche, absorbierende und lintresistente Tissuepapierprodukte zu schaffen.
Es ist auch eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen weicher, absorbierender, lintresistenter Tissuepapierprodukte zu schaffen.
Diese und weitere Aufgaben werden unter Verwendung der vorliegenden Erfindung erhalten, wie dies ohne Weiteres beim Lesen der folgenden Offenbarung offensichtlich wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung liefert weiche, absorbierende, lintresistente Tissuepapierprodukte mit:

a) Papier machenden Fasern;
b) von etwa 0,01% bis etwa 3,0% einer quartären Verbindung;
c) von etwa 0,01% bis etwa 3,0% einer Polysiloxanverbindung;
d) von etwa 0,01% bis etwa 3,0% Bindermaterialien, entweder naßfeste Binder und/oder trockenfeste Binder.

Das Tissuepapierprodukt der vorliegenden Erfindung umfaßt wenigstens zwei Lagen, wobei jede der Lagen wenigstens zwei übereinander angeordnete Schichten umfaßt, eine innere und eine mit der inneren Schicht kontinuierliche äußere Schicht, wobei die Lagen in dem Tissue so ausgerichtet sind, daß die äußere Schicht jeder Lage eine frei liegende Oberfläche des Tissuepapierprodukts bildet und jede der inneren Schichten der Lagen zum Inneren des Tissuepapierprodukts hin angeordnet ist, und wobei der Hauptteil der quartären Ammoniumverbindung und der Hauptteil der Polysiloxanverbindung in wenigstens einer der äußeren Schichten enthalten ist, vorzugsweise in beiden äußeren Schichten;
Wobei jeder zwei inneren Schichten relativ lange Papier machende Fasern mit einer mittleren Länge von wenigstens 2,0 mm aufweist und wobei jede der zwei äußeren Schichten relativ kurze Papier machende Fasern mit einer mittleren Länge zwischen 0,2 mm und 1,5 mm aufweist.
Beispiel quartärer Ammoniumverbindungen, die für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen die allgemein bekannten Dialkyldimethylammoniumsalze, wie Ditallowdimethylammoniumchlorid (DTDMAC), Ditallowdimethylammoniummethylsulfat (DTDMAMS), Di(hydriertes)tallowdimethylammoniummethylsulfat (DHTDMAMS), Di(hydriertes)tallowdimethylammoniumchlorid (DHTDMAC).
Beispiele von Polysiloxanmaterialien für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung umfassen ein aminofunktionales Polydimethylpolysiloxan, wobei weniger als etwa 10 Mol% der Seitenketten auf dem Polymer eine aminofunktionale Gruppe enthält. Weil die Molekulargewichte der Polysiloxane schwer festzustellen sind, wird hier die Viskosität eines Polysiloxans verwendet, um ein objektiv feststellbares Indiz für das Molekulargewicht zu haben. Demgemäß haben sich z. B. etwa 2 Mol% Substitution als sehr effektiv für Polysiloxane mit einer Viskosität von etwa Einhundertfünfundzwanzig (125) mm²/s (Centistokes) herausgestellt; und Viskositäten von etwa 5 Millionen (5,000,000) mm²/s (Centistokes) und mehr sind effektiv mit oder ohne Substitution. Zusätzlich zu einer solche Substitution mit aminofunktionalen Gruppen kann eine effektive Substitution mit Carboxyl-, Hydroxyl-, Ether-, Polyether-, Aldehyd-, Keton-, Amid-, Ester- und Tiolgruppen hergestellt werden. Von diesen effektiven Substituentengruppen werden die Familien von Gruppen mit Amino-, Carboxyl- und Hydroxylgruppen gegenüber den anderen vorgezogen; und aminofunktionale Gruppe werden am meisten bevorzugt.
Beispielhafte im Handel erhältliche Polysiloxane enthalten DOW 8075 und DOW 200, welche erhältlich sind von Dow Corning; und Silwet 720 und Ucarsil EPS, welche erhältlich sind von Union Carbide.
Der Ausdruck Binder bezieht sich auf verschiedene naßfeste und trockenfeste Additive und Retentionshilfen, wie sie im Stand der Technik bekannt sind. Diese Materialien erzeugen die funktionale Festigkeit, die für das Produkt benötigt wird, verbessern den Lintwiderstand der Tissuepapierbahnen der vorliegenden Erfindung und wirken einer Abnahme der Zugfestigkeit entgegen, die durch chemische weich machende Zusammensetzungen verursacht wird. Beispiele geeigneter Bindermaterialien umfassen: dauerhaft naßfeste Binder (das heißt, Kymene^® 557H, vermarktet durch Hercules Incorporated aus Wilmington DE), temporär naßfeste Harze; auf Stärke basierende kationische Dialdehydharze (solche Wie Caldas, hergestellt durch Japan Carlet oder Cobond 1000, hergestellt durch National Starch) und trockenfeste Binder (das heißt, Carboxymethylzellulose, vermarktet durch Hercules Incorporated aus Wilminton, DE und Redibond 5320, vermarktet durch National Starch and Chemical Corporation aus Bridgewater, NJ).
Ohne durch Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß die Weichmacherverbindungen mit quartärem Ammonium effektive Entbindungsmittel sind, die dahin gehend wirken, die Faser-an-Faser-Wasserstoffbindungen in der Tissuelage zu entbinden. Die Kombination des Entbindens von Wasserstoffbindungen mit einem Polysiloxanweichmacher zusammen mit der Hinzufügung chemischer Bindungen mit naßfesten und trockenfesten Bindern, vermindert die Gesamtbindungsdichte der Tissuelage, ohne die Festigkeit und den Lintwiderstand zu beeinträchtigen. Einer verringerte Bindungsdichte wird eine insgesamt flexiblere Lage erzeugen, mit einer verbesserten Oberflächenweichheit. Wichtige Messungen dieser physikalischen Eigenschaftsänderungen sind der FFE-Index (Carstens) und die Fülligkeitsflexibilität, der Slip-und-Stick-Koeffizient der Reibung und die physiologische Oberflächenglätte, wie sie beschrieben ist in Ampulski et al., 1991, International Paper Physics Conference Proceedings, Buch 1, Seite 19–30.
Kurz gesagt, umfaßt das Verfahren zum Herstellen der Tissuepapierprodukte der vorliegenden Erfindung die Schritte der Bildung eines mehrschichtigen, Papier machenden Stoffes aus den vorerwähnten Komponenten, mit Ausnahme der Polysiloxanverbindung, eine Abscheidung des Papier machenden Stoffes auf einer foraminösen Oberfläche, wie einem Fourdrinier-Sieb, und eine Entfernung des Wassers aus dem abgeschiedenen Stoff. Die Polysiloxanverbindung wird wenigstens einer Oberfläche der getrockneten Tissuepapierbahn hinzugefügt. Die resultierenden, mehrschichtigen Tissuebahnen werden mit ein oder mehreren weiteren Tissuebahnen kombiniert, um ein mehrlagiges Tissue zu bilden.
Alle Prozentangaben, Verhältnisse und Anteile werden hier gewichtsabhängig gegeben, es sei denn, daß dies anders angegeben wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Obwohl die Beschreibung mit Ansprüchen zusammen paßt, welche die vorliegende Erfindung besonders herausstellen und deutlich beanspruchen, wird angenommen, daß die Erfindung aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den zugeordneten Zeichnungen besser verstanden wird, in welchen:
1 eine schematische Schnittansicht eines zweilagigen, zweischichtigen Tissuepapiers in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine schematische Schnittansicht eines dreilagigen, einschichtigen Tissuepapiers ist, das nicht von der vorliegenden Erfindung umfaßt ist;
3 eine schematische Schnittansicht eines einlagigen, dreischichtigen Tissuepapiers ist, das nicht von der vorliegenden Erfindung umfaßt ist;
4 eine schematische Darstellung einer Papier machenden Maschine ist, die nützlich ist für die Herstellung eines weichen Tissuepapiers in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Erfindung wird in größerem Detail unten beschrieben.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Obwohl diese Beschreibung mit Ansprüchen zusammen paßt, welche den Gegenstand, welcher als die Erfindung angesehen wird, besonders herausstellen und deutlich beanspruchen, wird angenommen, daß die Erfindung beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung und der angehängten Beispiele besser verstanden wird.
Wie hier verwendet, ist der Ausdruck "Lintwiderstand" die Fähigkeit des faserigen Produkts und seiner Bestandteilbahnen, unter Benutzungsbedingungen, einschließlich im nassen Zustand, aneinander zu binden. Mit anderen Worten, je höher der Lintwiderstand ist, desto niedriger wird die Neigung der Bahn sein, zu flusen.
Chemische Zweikomponenten-Weichmacherzusammensetzungen
Die vorliegende Erfindung enthält als wesentliche Komponente eine chemische weich machende Zusammensetzung mit einer quartären Ammoniumverbindung und einer Polysiloxanverbindung. Das Verhältnis der quartären Ammoniumverbindung zu der Polysiloxanverbindung liegt im Bereich von etwa 3,0 : 0,01 bis 0,01 : 3,0; vorzugsweise beträgt das Gewichtsverhältnis der quartären Ammoniumverbindung zu der Polysiloxanverbindung etwa 1,0 : 0,3 bis 0,3 : 1,0; ganz bevorzugt beträgt das Gewichtsverhältnis der quartären Ammoniumverbindung zu der Polysiloxanverbindung etwa 1,0 : 0,7 bis 0,7 : 1,0. Jeder der Typen von Verbindungen wird unten im Detail beschrieben.
A. Quartäre Ammoniumverbindung
Die chemische weich machende Zusammensetzung enthält als As, das hier verwendet wird, der Ausdruck "Binder" bezieht sich auf verschiedene naßfeste und trockenfeste Harze und Retentionshilfeharze, die in der Papier machenden Technik bekannt sind.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "wasserlöslich" auf Materialien, die in Wasser bis wenigstens 3% bei 25°C löslich sind.
Wie hier verwendet, beziehen sich die Ausdrücke "Tissuepapierbahn, Papierbahn, Bahn, Papierlage und Papierprodukt" alle auf Flächengebilde von Papier, das hergestellt wurde durch ein Verfahren mit den Schritten des Bildens eines wäßrigen Papier machenden Stoffes, Ablagern dieses Stoffes auf einer foraminösen Oberfläche, wie einem Fourdrinier-Sieb, und Entfernen des Wassers aus dem Stoff, wie beispielsweise durch Schwerkraft oder durch eine vakuumunterstützte Drainage, mit oder ohne Pressen, und durch Verdampfung.
Wie hier verwendet, ist ein "wäßriger Papier machender Stoff" ein wäßriger Brei aus Papier machenden Fasern und den Chemikalien, wie nachfolgend beschrieben wird.
Wie hier verwendet, beziehen sich die Ausdrücke "mehrschichtige Tissuepapierbahn, mehrschichtige Papierbahn, mehrschichtige Bahn, mehrschichtige Papierlage und mehrschichtiges Produkt" alle auf Flächengebilde von Papier, die aus zwei oder mehr Schichten eines wäßrigen Papier machenden Stoffes hergestellt werden, welche vorzugsweise aus unterschiedlichen Fasertypen zusammengesetzt sind, wobei die Fasern typischerweise relativ lange Weichholzfasern und relativ kurze Hartholzfasern sind, wie sie bei der Tissuepapierherstellung verwendet werden. Die Schichten werden aus der Ablagerung separater Ströme verdünnter Faserbreie auf ein oder mehreren endlosen foraminösen Sieben gebildet. Falls die einzelnen Schichten anfänglich auf separaten Sieben geformt wurden, werden die Schichten nachfolgend kombiniert (während sie naß sind), um eine geschichtete zusammengesetzte Bahn zu bilden.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "mehrlagiges Tissuepapierprodukt" auf ein Tissuepapier, das aus wenigstens zwei Lagen besteht. Jede einzelne Lager wiederum kann aus einschichtigen oder mehrschichtigen Tissuepapierbahnen bestehen. Die mehrlagigen Strukturen werden gebildet, indem zwei oder mehr Tissuebahnen miteinander verbunden werden, wie durch Kleben oder Prägen.
Es ist nahegelegt, daß Holzzellstoff in all seinen Varietäten normalerweise die Papier machenden Fasern umfaßt, die in dieser Erfindung verwendet werden. Andere faserige Zellulosezellstoffe, wie Baumwolllinter, Bagasse, Rayon, etc., können jedoch verwendet werden und keiner ist ausgeschlossen. Holzzellstoffe, die hier nützlich sind, umfassen chemische Zellstoffe, wie Kraft-, Sulfit- und Sulfatzellstoffe sowie mechanische Zellstoffe, einschließlich z. B. Holzmehl, thermomechanische Zellstoffe und chemothermomechanische Zellstoffe (CTMP). Zellstoffe, die sowohl von Laubbäumen als auch von Nadelbäumen abgeleitet werden, können verwendet werden.
Synthetische Fasern, wie Rayon, Polyethylen- und Polypropylenfasern, können auch in Kombination mit oben genannten natürlichen Zellulosefasern verwendet werden. Eine beispielhafte Polyethylenfaser, welche verwendet werden kann, ist Pulpex^®, erhältlich von Hercules, Inc. (Wilmington, Del.).
Hartholzzellstoffe als auch Weichholzzellstoffe sowie Mischungen der beiden können verwendet werden. Die Ausdrücke Hartholzzellstoffe, wie hier verwendet, beziehen sich auf einen faserigen Zellstoff, der von der holzigen Substanz der Laubbäume (Angiospermen) abgeleitet wird; wobei Weichholzzellstoffe faserige Zellstoffe sind, die von der holzigen Substanz von Nadelbäumen (Gymnospermen) abgeleitet werden. Hartholzzellstoffe, wie Eukalyptus, sind besonders geeignet für die äußeren Schichten der mehrschichtigen Tissuebahnen, die nachfolgend beschrieben werden, während nördlichen Weichholz-Kraftzellstoffe für die inneren Schichten oder Lagen bevorzugt werden. Auch anwendbar für die vorliegende Erfindung sind preiswerte Fasern, die hergeleitet werden von wieder aufbereitetem Papier, welches eine oder alle der obigen Kategorien sowie andere nicht faserige Materialien, wie Füllstoffe und Haftmittel, die verwendet wurden, um die ursprünglich Papierherstellung zu erleichtern, enthalten können.
Eine wesentlichen Komponente von etwa 0,01 Gew.% bis etwa 3,00 Gew.%, vorzugsweise von etwa 0,01 Gew.% bis etwa 1,00 Gew.% einer quartären Ammoniumverbindung mit der Formel: (R₁)_4-m-N⁺-[R₂]_mX in welcher
m 1 bis 3 ist;
jedes R₁ eine C₁-C₈Alkylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Hydrocarbyl-oder substituierte Hydrocarbylgruppe, alkoxylierte Gruppe, Benzylgruppe oder Mischungen davon ist;
jedes R₂ eine C₉-C₄₁Alkylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Hydrocarbyl- oder substituierte Hydrocarbylgruppe, alkoxylierte Gruppe, Benzylgruppe oder Mischungen davon ist; und
X^– ein weichmacherkompatibles Anion ist.
Wie in Swern, Ed. in Bailey's Industrial Oil and Fat 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, gibt an, daß typischerweise 78% oder mehr der Fettsäuren von Talg 16 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten typischerweise sind die Hälfte der in Talg vorhandenen Fettsäuren ungesättigt, primär in Form von Oleinsäure. Synthetische sowie natürliche "Talge" fallen in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung. Vorzugsweise ist jedes R₂ ein C16-C18 Alkyl, äußerst bevorzugt ist jedes R2 ein geradkettiges C18 Alkyl, äußerst bevorzugt ist jedes R₂ ein geradkettiges C18 Alkyl. Vorzugsweise ist jedes R₁ ein Methyl und X^– ist ein Chlorid oder Methylsulfat. Optional kann der R₂-Substituent aus pflanzlichen Ölquellen abgeleitet werden.
Beispiele quartärer Ammoniumverbindungen, die für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen allgemein bekannte Dialkyldimethylammoniumsalze, wie Ditallowdiammoniumchlorid, Ditallowdimethylammoniummethylsulfat, Di(hydriertes)tallowdimethylammoniumchlorid; wobei Di(hydriertes)tallowdimethylammoniummethylsulfat bevorzugt wird. Dieses spezielle Material ist erhältlich im Handel von Witco Company Inc. aus Dublin, Ohio unter dem Handelsnamen "Varisoft^TM 137".
B. Polysiloxanverbindung
Im Allgemeinen umfassen geeignete Polysiloxanverbindungen für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung solche mit monomeren Siloxaneinheiten der folgenden Struktur:
in welcher R₁ und R₂ jeder unabhängigen monomeren Siloxaneinheit jeweils unabhängig Wasserstoff oder ein Alkyl, Aryl, Alkenyl, Alkaryl, Arakyl, Cycloalkyl, halogenierter Kohlenwasser oder ein anderes Radikal sein kann. Jedes solcher Radikale kann substituiert oder nicht substituiert sein. R₁ und R₂ Radikale einer speziellen Monomereinheit können in den korrespondierenden Funktionalitäten der nächsten anhängenden Monomereinheit differieren. Zudem kann das Polysiloxan entweder eine gerade Kette, eine verzweigte Kette oder eine zyklische Struktur haben. Die Radikale R₁ und R₂ können zudem unabhängig weitere Funktionalitäten auf Siliziumbasis haben, wie, und nicht beschränkt darauf, Siloxane, Polysiloxane, Silane und Polysilane. Die Radikale R₁ und R₂ können eine von einer Vielfalt von organischen Funktionalitäten enthalten, einschließlich z. B. Alkohol, Carboxylsäure, Aldehyd, Keton und Amin, Amidfunktionalitäten.
Beispielhafte Alkylkradikale sind Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Octyl, Decyl, Octadecyl und dergleichen. Beispielhafte Alkenylradikale sind Vinyl, Alkyl und dergleichen. Beispielhafte Arylradikale sind Phenyl, Diphenyl, Naphthyl und dergleichen. Beispielhafte Alkarylradikale sind Toyl, Xylyl, Ethylphenyl und dergleichen. Beispielhafte Arakylradikale sind Benzyl, Alpha-Phenylethyl, Betaphenylethyl, Alpha-Phenylbutyl und dergleichen. Beispielhafte Cycloalkylradikale sind Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl und dergleichen. Beispielhafte halogenierte Kohlenwasserstoffradikale sind Chlormethyl, Bromethyl, Tetrafluorethyl, Fluorethyl Trifluorethyl, Trifluortoyl, Hexafluoroxylyl und dergleichen.
Die Viskosität der Polysiloxane, die hier nützlich sind, kann in so breiter Weise variieren, wie die Viskosität der Polysiloxane im Allgemeinen variiert, solange das Polysiloxan wegspülbar ist oder gemacht werden kann, daß es für die Applikation auf dem Tissuepapier geeignet ist. Vorzugsweise hat das Polysiloxan intrinsische Viskosität im Bereich von etwa 100 bis etwa 1000 Centipoise. 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 Ampulski et al.; und GB-A-849,433, veröffentlicht am 28. September 1960 für Woolston. Noch eine weitere Druckschrift ist Silicon Compounds, Seiten 181–217, verbreitet durch Petrarch Systems, Inc., 1984, welche eine ausführliche Auflistung und Beschreibung von Polysiloxanen im Allgemeinen enthält.
Das Polysiloxan kann auf das Tissuepapier durch eine nasse Bahnapplikation oder durch eine trockene Bahnapplikation aufgebracht werden. Wenigstens eine Oberfläche der Bahn sollte mit dem Polysiloxan in Kontakt gebracht werden. Das Polysi1oxan wird vorzugsweise auf eine trockne in einer wäßrigen Lösung aufgebracht, und zwar entweder in unverdünnter oder emulgiert mit einem geeigneten oberflächenaktiven Emulgator. Emuliertes Silicon wird aus Gründen der einfachen Auf bringung am meisten bevorzugt, da eine wäßrige Lösung mit reinem Silicon dazu neigt, sich schnell in eine Wasser- oder eine Siliconphase zu trennen, wodurch eine gleichmäßige Verteilung des Silicons auf der Bahn beeinträchtigt wird. Das Polysi-loxan wird vorzugsweise auf die trockene Bahn aufgebracht, nachdem die Bahn gekreppt ist.
Bevorzugte Verfahren zum Aufbringen der Polysiloxanverbindung auf eine trockene Tissuebahn sind beschrieben in US-A-5,246,546, veröffentlicht für Ampulski am 21. September 1993 und US-A-5,215,626, veröffentlicht für Ampulski et al. am 01. Juni 1993. In dem bevorzugten Verfahren, das in dem '546 Patent beschrieben ist, wird die Polysiloxanverbindung vorzugsweise auf die Kalandrierwalzen aufgesprüht.
Es wird auch in Betracht gezogen, das Polysiloxan auf Papierbahnen aufzubringen, bevor die Papierbahnen getrocknet und/oder gekreppt werden, obwohl in den meisten Fällen die getrocknete Bahn vor der Polysiloxanbehandlung als Teil des Papier machenden Verfahrens gekreppt sein wird. Es wird bevorzugt, das Polysiloxan auf trockene Bahnen unter Verwendung von so wenig Wasser wie möglich aufzubringen, da angenommen wird, daß eine Benässung mit Wasser der trockenen Lage die Lagenfestigkeit verringert, was beim Trocknen nur teilweise wieder ausgeglichen werden kann. Die Aufbringung von Polysiloxan in einer Lösung mit einem geeigneten Lösungsmittel, wie Hexan, in welchem das Polysiloxan gelöst ist oder einmischbar ist, wird somit in Betracht gezogen.
Vorzugsweise wird eine ausreichende Menge von Polysiloxan, um eine taktil wahrnehmbare Weichheit zu verleihen, auf beide Oberflächen des Tissuepapiers aufgebracht. Wenn Polysiloxan auf eine Oberfläche des Tissuepapiers aufgebracht wird, wird ein Teil desselben wenigstens teilweise in das Innere des Tissuepapiers eindringen. Dies passiert im Wesentlichen dann, wenn das Polysiloxan in einer Lösung aufgebracht wird. Ein Verfahren, das sich als nützlich herausgestellt hat, um die Polysiloxandurchdringung zu der entgegen gesetzten Oberfläche zu erleichtern, wenn das Polysiloxan auf eine nasse Tissuepapierbahn aufgebracht wird, ist, das Tissuepapier nach der Aufbringung unter Vakuum zu entwässern. Ein bevorzugtes Verfahren zum Aufbringen der Polysiloxanverbindung auf eine nasse Tissuebahn wird beschrieben in US-A-5,164,046, veröffentlicht für Ampulski et al. am 17. November 1992.
Naßfeste Bindermaterialien
Die vorliegende Erfindung enthält als eine wesentliche 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 temporär, Bindermaterialien.
A. Dauerhaft naßfeste Bindermaterialien
Die dauerhaft naßfesten Bindermaterialien werden ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Chemikalien: Polyamid-Epichlorhydrin, Polyacrylamide, Styrol-Butadienlatexe; unlöslich gemachter Polyvinylalkohol; Urea-Formaldehyd; Polyethylenimin; Chitosanpolymere und Mischungen davon. Vorzugsweise werden dauerhaft naßfeste Bindermaterialien ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyamid-Epichlorhydrinharzen, Polyacrylamidharzen und Mischungen davon. Die dauerhaft naßfesten Bindermaterialien wirken dahin gehend, ein Flusen zu regulieren und auch den Verlust der Zugfestigkeit, falls überhaupt vorhanden, die sich aus den chemischen Weichmacherzusammensetzungen ergibt, zu beseitigen.
Polyamid-Epichlorhydrinharze sind kationische naßfeste Harze, welche sich besonders nützlich heraus gestellt 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 wirtschaftliche Quelle eines nützlichen Polyamid-Epichlorhydrinharzes ist Hercules, Inc. aus Wilmington, Delaware, welche ein solches Harz unter dem Handelsnamen Kymene^® 557H vermarktet.
Polyacrylamidharze haben sich auch 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 wirtschaftliche Quelle von Polyamidharzen ist American Cyanamid Co. aus Stanford, Connecticut, welche eine solches Harz unter dem Handelsnamen Parez^® 631 NC vermarktet.
Noch weitere wasserlösliche kationische Harze, welche in dieser Erfindung Anwendung finden, sind Urea-Formaldehyd- und Melaminformaldehydharze. Die üblicheren funktionalen Gruppen dieser polyfunktionalen Harze sind Stickstoff enthaltende Gruppen, wie Aminogruppen und Methylolgruppen, die an dem Stickstoff anhängen. Polyethyleniminharze können auch in der vorliegenden Erfindung Anwendung finden.
B. Temporär naßfeste Bindermaterialien
Die oben erwähnten naßfesten Bindermaterialien gehören typischerweise zu Papierprodukten mit dauerhafter Naßfestigkeit, das heißt, einem Papier, welches, wenn es in ein wäßriges Medium gelegt wird, einen wesentlichen Teil seiner anfänglichen nassen Festigkeit über eine Zeitdauer beibehält. Eine dauerhafte Naßfestigkeit kann jedoch in einigen Typen von Papierprodukten nicht notwendig sein und eine unerwünschte Fähigkeit sein. Papierprodukte, wie Toilettentissues etc., werden im Allgemeinen nach kurzen Zeitspannen der Benutzung in Abwassersystemen und dergleichen entsorgt. Es kann ein Verstopfen in diesen Systemen eintreten, wenn das Papierprodukt seine hydrolyseresistenten Festigkeitseigenschaften dauerhaft beibehält. In jüngster Zeit haben Hersteller Papierprodukten temporär naßfeste Additive hinzu gegeben, für welche einer Naßfestigkeit für die gedachte Benutzungsdauer ausreichend ist, welche sich dann aber beim Vollsaugen Wasser abbaut. Der Abbau der Naßfestigkeit erleichtert das Fließen des Papierprodukts durch die Abwassersysteme.
Beispiele geeigneter temporär naßfester Harze umfassen temporär naßfeste Mittel mit modifizierter Stärke, wie National Starch 78-0080, vermarktet durch die National Starch and Chemical Corporation (New York, New York). Dieser Typ eines naßfesten Mittels kann hergestellt werden durch in Reaktionbringen, von Dimethoxyethyl-N-Methyl-Chloracetamid mit kationischen Stärkepolymeren. Temporär naßfeste Mittel aus modifizierter Stärke sind auch beschrieben in US-A-4,675,394, Solared et al., veröffentlicht am 23. Juni 1987. Bevorzugte temporär naßfeste Harze umfassen solche, die beschrieben sind in US-A-4,981,557, Bjorkquist, veröffentlicht am 01. Januar 1991.
Im Hinblick auf die Klassen und spezifischen Beispiele der oben aufgelisteten dauerhaften und temporären naßfesten Harze sollte dies so verstanden werden, daß die aufgelisteten Harze nur als Beispiel stehen und den Schutzbereich dieser Erfindung nicht beschränken sollen.
Mischungen kompatibler naßfester Harze können auch bei der praktischen Umsetzung dieser Erfindung verwendet werden.
Trockenfeste Bindermaterialien
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.% eines trockenfesten Bindermaterials ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Materialien: Polyacrylamid (wie Kombinationen von Cypro 514 und Accostrength 711, hergestellt durch American Cyanamid aus Wayne, N. J.); Stärke (wie Redibond 5320 und 2005), erhältlich von National Starch and Chemical Company, Bridgewater, New Jersey; Polyvinylalkohol (wie Airvol 540, hergestellt durch Air Products Inc. Aus Allentown, RA); Guar- oder Johannisbrotkerngummi; und/oder Carboxymethylzellulose (wie CMC von Hercules, Inc. aus Wilmington, DE). Vorzugsweise werden die trockenfesten Bindermaterialien ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Carboxymethylzellulosharzen und unmodifizierten Harzen auf Stärkebasis und Mischungen davon. Die trockenfesten Bindermaterialien wirken dahin gehend, ein Flusen zu regulieren und auch den Verlust der Zugfestigkeit, falls einer vorhanden ist, der sich aus den chemischen Weichmacherzusammensetzungen ergibt, zu beseitigen.
Im Allgemeinen ist eine geeignete Stärke zur praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet durch Wasserlöslichkeit und Hydrophilizität.
Beispielhafte Stärkematerialien umfassen Maisstärke und Kartoffelstärke, jedoch soll dadurch der Schutzbereich geeigneter Stärkematerialien dadurch begrenzt werden; und wachshaltige Maisstärke, die in der Industrie als Amiocastärke bekannt ist wird besonders bevorzugt. Amiocastärke unterscheidet sich von allgemeiner Maisstärke dadurch, daß sie vollständig aus Amylopektin besteht, während allgemeine Maisstärke sowohl Amplopektin als auch Amylose enthält. Verschiedene einzigartige Eigenschaften der Amiocastärke sind ferner beschrieben in "Amioca – The Starch from Waxy Corn", H. H. Schopmeyer, Food Industries, Dezember 1945, Seiten 106–108 (Vol. pp. 1476–1478). Die Stärke kann granular oder dispergiert vorliegen, wobei die granulare Form bevorzugt wird. Die Stärke ist vorzugsweise ausreichend gekocht, um ein Quellen der Körnchen zu induzieren. Äußerst bevorzugt sind die Stärkekörnchen, vorzugsweise durch Kochen, bis zu einem Punkt gequollen, der kurz vor der Dispersion des Stärkekörnchens liegt. Solche hochgradig gequollenen Stärkekörnchen sollen als "vollständig gekocht" bezeichnet werden. Die Bedingungen für eine Dispersion im Allgemeinen können in Abhängigkeit von der Größe der Stärkekörnchen, dem Grad der Kristallinität der Körnchen und der Menge der vorhandenen Amylose variieren. Vollständig gekochte Amiocastärke z. B. kann hergestellt werden, indem ein wäßriger Brei aus etwa 4X Konsistenz von Stärkekörnchen bis etwa 190°F (etwa 88°C) 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 werden, daß sie Stickstoff enthaltende Gruppen haben, wie Aminogruppen und Methylgruppen, die an Stickstoff anhängen, erhältlich von National Starch and Chemical Company (Bridgewater, New Jersey). Solche modifizierten Stärkematerialien werden primär als Zellstoffadditiv verwendet, um die Naßfestigkeit und/oder Trockenfestigkeit zu erhöhen. Unter Berücksichtigung dessen, daß solche modifizierten Stärkematerialien teuer sind als unmodifizierte Stärken, wurden die letzeren im Allgemeinen bevorzugt.
Verfahren zum Aufbringen umfassen die gleichen, wie sie vorher mit Bezug auf die Aufbringung weiterer chemischer Additive beschrieben wurde, vorzugsweise durch Hinzufügung auf der nassen Seite, durch Besprühen und, weniger bevorzugt, durch Aufdrucken. Das Bindermaterial kann auf die Tissuepapierbahn alleine, gleichzeitig mit, vor oder nach der Hinzufügung der chemisch weich machenden Zusammensetzung aufgebracht werden. Wenigstens eine effektive Menge von Bindermaterialien, entweder dauerhaft oder temporär naßfeste Binder, und/oder trockenfeste Binder, vorzugsweise eine Kombination aus einem permanenten naßfesten Harz, wie Kymene® 557H und einem trockenfesten Harz, wie CMC, wird auf das Flächengebilde aufgebracht, um eine Lintregulierung und eine damit einher gehende Festigkeitszunahme beim Trocknen in Relation zu einem nicht mit einem Binder behandelten aber ansonsten identischen Flächengebilde zu schaffen. Vorzugsweise werden zwischen etwa 0,01 Gew.% und etwa 3,0 Gew.% der Bindermaterialien in dem getrockneten Flächengebilde behalten, berechnet auf einer Trockenfaser-Gewichtsbasis; und ganz bevorzugt werden zwischen etwa 0,1 Gew.% und 1,0 Gew.% Bindermaterialien zurück behalten.
Der zweite Schritt in dem Verfahren dieser Erfindung ist die Ablagerung des mehrschichtigen, Papier machenden Stoffes unter Verwendung der oben beschriebenen chemischen Weichmacherzusammensetzung und der Bindermaterialien als Additive auf einer foraminösen Oberfläche, und der dritte Schritt ist das Entfernen des Wassers aus dem so abgelagerten Stoff. Techniken und eine Anlage, welche verwendet werden können, um diese zwei Behandlungsschritte herbei zu führen, liegen den Fachleuten in der Papierherstellungstechnik nahe. Mehrschichtige Tissuepapier-Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthalten von etwa 0,01 Gew.% bis etwa 3,0 Gew.%, ganz bevorzugt von etwa 0,1 Gew.% bis 1,0 Gew.% auf Trockenfaserbasis der hier beschriebenen weich machenden Zusammensetzung und der Bindermaterialien. Die resultierenden mehrschichtigen Tissuebahnen werden mit einer oder mehreren weiteren Tissuebahnen kombiniert, um ein mehrlagiges Tissue zu bilden.
Die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf Tissuepapier im Allgemeinen, einschließlich, aber nicht beschränkt darauf, herkömmliches, filzgepreßtes Tissuepa pier; hochbauschiges, musterverdichtetes Tissuepapier; und hochbauschiges, unkompaktiertes Tissuepapier. Die Tissuepapierprodukte, die daraus hergestellt werden, sind von mehrschichtigem Aufbau. 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 zusammengesetzte, weiche, füllige und absorbierende Papierstruktur aus zwei oder mehreren Schichten eines Stoffes präpariert, welche vorzugsweise aus unterschiedlichen Fasertypen zusammengesetzt sind. Die Schichten werden vorzugsweise aus der Ablagerung separater Ströme verdünnter Faserbreie gebildet, wobei die Fasern typischerweise relativ lange Weichholz- und relativ kurze Hartholzfasern sind, wie sie bei der Herstellung eines mehrschichtigen Tissuepapiers verwendet werden, auf einem oder mehrerer endloser foraminöser Siebe. Falls die einzelnen Schichten anfänglich auf separaten Sieben geformt wurden, werden die Schichten nachfolgend kombiniert (während sie naß sind), um eine geschichtete Verbundbahn zu bilden. Die geschichtete Bahn wird nachfolgend veranlaßt, sich an die Oberfläche eines offenmaschigen, trocknenden/eindrückenden Textilstoffes durch die Aufbringung einer Fluidkraft auf die Bahn anzupassen, und wird danach auf diesem Textilstoff als Teil eines Herstellungsverfahrens für ein Papier geringer Dichte thermisch vorgetrocknet. Die Bahn kann im Hinblick auf den Fasertyp stratifiziert werden, oder der Fasergehalt der jeweiligen Schichten kann im Wesentlichen der gleiche sein. Das mehrschichtige Tissuepapier hat vorzugsweise eine Basisgewicht von zwischen 10 g/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 betragen; und wird die Dichte etwa 0,30 g/cm³ oder weniger betragen. Äußerst bevorzugt beträgt die Dichte zwischen 0,04 g/cm³ und etwa 0,20 g/cm³.
In einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung werden Tissuestrukturen aus mehrschichtigen Papierbahnen geformt, wie dies beschrieben ist in US-A- 4,300,981, Carstens, veröffentlicht am 17. November 1981. Gemäß Carstens hat ein solches Papier einen hohen Grad an subjektiv wahrnehmbarer Weichheit, weil es: mehrschichtig ist; eine obere Oberflächenschicht mit wenigstens etwa 60% und vorzugsweise etwa 85% oder mehr kurzer Hartholzfasern aufweist; eine HTR (Human Texture Response)-Textur der oberen Oberflächenschicht von etwa 1,0 oder weniger aufweist, und ganz bevorzugt von etwa 0,7 oder weniger, und äußerst bevorzugt etwa 0,1 oder weniger; einen FFE (Free Fiber End)-Index der oberen Oberfläche von etwa 60 oder mehr, und vorzugsweise etwa 90 oder mehr, aufweist. Das Verfahren zum Herstellen eines solchen Papiers umfaßt den Schritt des Aufbrechens ausreichender Interfaserbindungen zwischen den kurzen Hartholzfaser, welche seine obere Oberfläche begrenzen, um ausreichende freie Endbereiche derselben zu schaffen, um den benötigten FFE-Index der oberen Oberfläche des Tissuepapiers zu erhalten. Ein solches Ausbrechen von Bindungen wird erreicht, indem das Tissuepapier von einer Kreppoberfläche, an welcher die obere Oberfläche (kurzfaserige Schicht) haftend festgelegt war, trocken gekreppt wird, und der Kreppvorgang bei einer Konsistenz (Trockenheit) von wenigstens etwa 80% und vorzugsweise wenigstens etwa 95% Konsistenz bewirkt wird. Ein solches Tissuepapier kann durch die Verwendung herkömmlicher Filze oder herkömmlicher Träger-Textilstoffe hergestellt werden. Ein solches Tissuepapier kann, muß aber nicht notwendigerweise, eine relativ hohe Fülldichte haben.
Die einzelnen Lagen, die in den Tissuepapierprodukten der vorliegenden Erfindung enthalten sind, umfassen wenigstens zwei übereinander liegende Schichten, eine innere Schicht und eine äußere Schicht, die mit der inneren Schicht kontinuierlich verbunden ist. Die äußeren Schichten umfassen vorzugsweise einen primären Filamentbestandteil von etwa 60 Gew.% oder mehr relativ kurzer Papier machender Fasern mit einer mittleren Faserlänge 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, chemothermomechanischer Zellstofffasern (CTMP), wieder aufbereitete Fasern und Mischungen davon in den äußeren Schichten oder vermischt in der inneren Schicht, verwendet werden, falls dies erwünscht. Die innere Schicht 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.
Gesichtstissuepapierprodukte der vorliegenden Erfindung werden gebildet, indem wenigstens zwei mehrschichtige Tissuepapierbahnen in einer nebeneinander liegenden Beziehung angeordnet werden. Zum Beispiel kann ein zweischichtiges, zweilagiges Tissuepapierprodukt hergestellt werden, indem eine erste zweischichtige Tissuepapierbahn und eine zweite zweischichtige Tissuepapierbahn in einer nebeneinander liegenden Beziehung miteinander verbunden werden. In diesem Beispiel ist jede Lage ein zweischichtiges Tissue-Flächengebilde mit einer inneren Schicht und einer äußeren Schicht. Die äußere Schicht umfaßt kurze Hartholzfasern, und die innere Schicht umfaßt lange Weichholzfasern. Die zwei Lagen werden in solchen Weise kombiniert, daß die kurzen Hartholzfasern in den äußeren Schichten jeder Lage nach außen gerichtet sind und die inneren Schichten mit den langen Weichholzfasern nach innen gerichtet sind. Mit anderen Worten, bildet die äußere Schicht jeder Lage eine frei liegende Oberfläche des Tissues und ist jede der inneren Schichten jeder Lage zum Inneren der Gesichtstissuebahn hin angeordnet.
1 ist eine schematische Schnittansicht eines zweischichtigen, zweilagigen Gesichttissues in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Mit Bezug auf 1 umfaßt die zweischichtige, zweilagige Bahn 10 zwei Lagen 15 in einer nebeneinander liegenden Beziehung. Jede Lage 15 umfaßt eine innere Schicht 19 und eine äußere Schicht 18. Die äußeren Schichten 18 umfassen primär kurze Papier machende Fasern 16, während die inneren Schichten 19 primäre lange Papier machende Fasern 17 umfassen.
In einer anderen Ausführungsform, die nicht der vorliegenden Erfindung entspricht, werden Tissuepapierprodukte gebildet, indem drei einschichtige Tissuepapierbahnen in einer nebeneinander liegenden Beziehung angeordnet werden. In diesem Beispiel ist jede Lage ein einschichtiges Tissue-Flächengebilde, das aus Weichholz- oder Hartholzfasern hergestellt ist. Die äußeren Lagen umfassen vorzugsweise die kurzen Hartholzfasern und die innere Lage umfaßt vorzugsweise lange Weichholzfasern. Die drei Lagen werden in einer solchen Weise kombiniert, daß die kurzen Hartholzfasern nach außen gerichtet sind. 2 ist eine schematischen Schnittansicht eines einschichtigen, dreilagigen Gesichtstissues in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Mit Bezug auf 2 umfaßt die einschichtige, dreilagige Bahn 20 drei Lagen in einer nebeneinander liegenden Beziehung. Zwei äußere Lagen 11 umfassen primär kurze Papier machende Fasern 16, während die innere Lage 12 primär lange Papier machende Fasern 17 umfaßt. In einer Variation dieser Ausführungsform (nicht gezeigt) kann jede der zwei äußeren Schichten zwei übereinander liegende Schichten umfassen.
In einer weiteren alternativen, bevorzugten Ausführungsform, die nicht der vorliegenden Erfindung entspricht, werden Tissuepapierprodukte gebildet, indem drei Schichten von Tissuebahnen in einer einzigen Lage kombiniert werden. In diesem Beispiel umfaßt ein einlagiges Tissuepapierprodukt ein dreischichtiges Tissue-Flächengebilde, das aus Weichholz- und/oder Hartholzfasern hergestellt wurde. Die äußeren Schichten umfassen vorzugsweise die kurzen Hartholzfasern und die inneren Schichten umfassen vorzugsweise lange Weichholzfasern. Die drei Schichten werden in einer solchen Weise gebildet, daß die kurzen Hartholzfasern nach außen gerichtet sind. 3 ist eine schematische Schnittansicht eines einlagigen, dreischichtigen Toilettentissues, das nicht in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung steht. Mit Bezug auf 3 umfaßt die einlagige, dreischichtige Bahn 30 drei Schichten in einer nebeneinander liegenden Beziehung. Zwei äußere Schichten 18 umfassen primär kurze Papier machende Fasern 16, während die innere Schicht 19 primär lange Papier machende Fasern 17 umfaßt.
Der Hauptteil der quartären Ammoniumverbindung und der Polysiloxanverbindung ist in wenigstens einer der äußeren Schichten des Tissuepapierprodukts der vorliegenden Erfindung enthalten. Ganz bevorzugt ist der Hauptteil der quartären Ammoniumverbindung und der Polysiloxanverbindung sowohl in den äußeren Schichten (oder den äußeren Lagen eines dreilagigen, einschichtigen Produkts) enthalten. Es wurde entdeckt, daß die chemische, weich machende Zusammensetzung am effektivsten ist, wenn sie den äußeren Schichten oder Lagen der Tissuepapierprodukte hinzu gegeben wird. Dann wirkt das Gemisch der quartären Verbindung und der Polysiloxanverbindung dahin gehend, die Weichheit der mehrlagigen oder mehrschichtigen Tissuepapierprodukte der vorliegenden Erfindung zu verbessern. Mit Bezug auf die 1, 2 und 3 ist die quartäre Ammoniumverbindung durch dunkle Kreise 14 dargestellt und ist die Polysiloxanverbindung durch "S"-gefüllte Kreise 22 dargestellt. Es ist in den 1, 2 und 3 zu sehen, daß der Hauptteil der quartären Ammoniumverbindung 14 und die Polysiloxanverbindung 22 in den äußeren Schichten 18 bzw. in den äußeren Lagen 11 enthalten sind.
Es wurde jedoch auch entdeckt, daß der Lintwiderstand der mehrschichtigen Tissuepapierprodukte mit dem Einschluß der quartären Ammoniumverbindung und der Polysiloxanverbindung abnimmt. Deshalb werden Bindermaterialien für die Lintregulierung verwendet, und um die Zugfestigkeit zu steigern. Vorzugsweise sind die Bindermaterialien in der inneren Schicht und in wenigstens einer der äußeren Schichten der Tissuepapierprodukte der vorliegenden Erfindung enthalten. Ganz bevorzugt sind der Hauptteil der Bindermaterialien in den inneren Schichten des Tissuepapierprodukts enthalten. Mit Bezug zu den 1, 2 und 3 sind die permanent naßfesten und/oder temporär naßfesten Bindermaterialien schematisch durch weiße Kreise 13 dargestellt, die trockenfesten Bindermaterialien sind schematisch durch mit einem Kreuz gefüllte Rauten 21 dargestellt. Es ist in den 1, 2 und 3 zu sehen, daß die Mehrheit der Bindermaterialien 13 und 21 in den Innenschichten 19 bzw. in der Innenlage 12 enthalten sind.
Der Kombination der chemisch weich machenden Zusammensetzung mit einer quartären Ammoniumverbindung und einer Polysiloxanverbindung in Verbindung mit Bindermaterialien führt zu einem Tissuepapierprodukt mit hervorragender Weichheit und Lint-Widerstandseigenschaften. Die wahlweise Hinzufügung der Mehrheit der chemischen weich machenden Zusammensetzung zu den äußeren Schichten des Tissuepapiers verbessert seine Wirksamkeit. Typischerweise sind die Bindermaterialien in dem Tissue-Flächengebilde dispergiert, um das Flusen zu regulieren. Wie auch die chemische, weich machende Zusammensetzung können jedoch die Bindermaterialien wahlweise dort hinzu gefügt werden, wo sie am meisten benötigt werden.
Ein herkömmlich gepreßtes, mehrschichtiges Tissuepapier und Verfahren zum Herstellen eines solchen Papiers sind im Stand der Technik bekannt. Ein solches Papier wird typischerweise hergestellt durch das Ablagern eines Stoffes auf einem foraminösen Formungsdraht. Dieser Formungsdraht wird häufig im Stand der Technik als Fourdrinier-Sieb bezeichnet. Sobald der Stoff auf dem Formungsdraht abgelagert worden ist, wird dieser als eine Bahn bezeichnet. Die Bahn wird entwässert, indem sie zu einem Entwässerungsfilz überführt wird, die Bahn gepreßt und bei erhöhter Temperatur getrocknet wird. Die speziellen Techniken und die typische Anlage zum Herstellen von Bahnen gemäß dem gerade beschriebenen Verfahren sind für die Fachleute allgemein bekannt. In einem typischen Verfahren wird ein Zellstoff mit geringer Konsistenz in einem unter Druck gesetzten Stoffauflaufkasten bereit gestellt. Der Stoffauflaufkasten hat eine Öffnung zum Ausgeben einer dünnen Ablagerung eines Zellstoffs auf dem Fourdrinier-Sieb, um eine nasse Bahn zu bilden. Die Bahn wird dann typischerweise auf eine Faserkonsistenz von zwischen etwa 7% und etwa 25% (auf der Basis des gesamten Bahngewichts) durch eine Vakuumentwässerung entwässert und weiter durch Preßvorgänge entwässert, bei welchem die Bahn einem Druck ausgesetzt wird, der durch gegenüber liegende mechanische Elemente, z. B. zylindrische Walzen, entwickelt wird.
Die entwässerte Bahn wird dann während der Überführung weiter gepreßt und wird durch eine Stromtrommelvorrichtung getrocknet, die im Stand der Technik als ein Yankee-Trockner bekannt ist. Der Druck kann an dem Yankee-Trockner durch mechanische Mittel, wie einer gegenüber liegenden zylindrischen Trommel, die gegen die Bahn preßt, entwickelt werden. Ein Vakuum kann auch an die Bahn angelegt werden, wenn diese gegen die Yankee-Oberfläche gepreßt wird. Mehrere Yankee-Trocknertrommeln können verwendet werden, wodurch ein zusätzliches Pressen zwischen den Trommeln optional durchgeführt wird. Die mehrschichtigen Tissuepapierstrukturen, welche gebildet werden, werden nachfolgend als herkömmliche gepreßte, mehrschichtige Tissuepapierstrukturen bezeichnet. Solche Flächengebilde werden als kompaktiert angesehen, da die gesamte Bahn wesentlichen mechanischen Kompressionskräften ausgesetzt wird, während die Fasern feucht sind, und dann getrocknet wird, während sie sich in einem komprimierten Zustand befindet.
Ein musterverdichtetes Tissuepapier ist dadurch gekennzeichnet, daß es mit relativ hoher Fülle relativ geringer Faserdichte und eine Anordnung von verdichteten Zonen mit relativ hoher Faserdichte aufweist. Das Feld mit hoher Fülle wird alternativ charakterisiert als ein Feld von Kissenregionen. Die verdichteten Zonen werden alternativ als Strebregionen bezeichnet. Die verdichteten Zonen können innerhalb des hoch bauschigen Feldes in diskretem Abstand zueinander liegen oder können vollständig oder teilweise innerhalb des hoch bauschigen Feldes miteinander verbunden sein. Bevorzugte Verfahren zum Herstellen von musterverdichtetem 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 Paul D. Trokhan am 04. März 1980 uns 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-0 616,0974, Hermans et al., veröffentlicht am 21. September 1994.
Im Allgemeinen werden musterverdichtete Bahnen vorzugsweise präpariert, indem ein Papier machender Stoff auf einem foraminösen Formungsdraht, wie einem Fourdrinier-Sieb, abgelagert wird, um eine nasse Bahn zu bilden, und indem dann die Bahn an eine Anordnung von Stützen angeordnet wird. Die Bahn wird gegen die Anordnung von Stützen gepreßt, wodurch sich verdichtete Zonen in der Bahn an den Stellen ergeben, die geographisch den Kontaktpunkten zwischen der Anordnung der Stützen und der nassen Bahn entsprechen. Der Rest der Bahn, der während dieses Vorgangs nicht komprimiert wird, wird als das hoch bauschige Feld bezeichnet. Das hoch bauschige Feld kann ferner durch Anwendung eines Fluiddruckes entdichtet werden, wie beispielsweise mit einer Vakuumeinrichtung oder einem Durchblastrockner. Die Bahn wird entwässert und optional vorgetrocknet, und zwar in der Weise, daß im Wesentlichen eine Komprimierung des hoch bauschigen Feldes vermieden wird. Dies wird vorzugsweise durch einen Fluiddruck erreicht, wie mit einer Vakuumeinrichtung oder einem Durchblastrockner, oder alternativ durch ein mechanisches Pressen der Bahn gegen eine Anordnung von Stützen, wobei das hoch bauschige Feld nicht komprimiert wird. Die Vorgänge des Entwässerns, des optionalen Vortrocknens und der Bildung der verdichteten Zonen können integriert oder teilweise integriert sein, um die gesamte Anzahl von durchgeführten Behandlungsschritten zu verringern. Nach der Bildung der verdichteten Zonen, dem Entwässern und dem optionalen Vortrocknen wird die Bahn bis zu Fertigstellung getrocknet, vorzugsweise weiter unter Vermeidung eines mechanischen Pressens. Vorzugsweise umfaßt von etwa 8% bis etwa 55% der mehrschichtigen Tissuepapieroberfläche verdichtete Streben mit einer relativen Dichte von wenigstens 125% der Dichte des hoch bauschigen Feldes.
Die Anordnung von Stützen ist vorzugsweise ein eindrückender Träger-Textilstoff mit einer gemusterten Anordnung von Streben, welche als die Anordnung von Stützen wirken, welche die Bildung der verdichteten Zonen bei Aufbringung eines Druckes erleichtern. Das Muster der Streben bildet die Anordnung der vorher erwähnten Stützen. Eindrückende Träger-Textilstoffe 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 Stoff zuerst in eine nasse Bahn auf einen foraminösen Formungsträger, wie einem Fourdrinierdraht, geformt. Die Bahn wird entwässert und auf einen eindrückenden Textilstoff überführt. Der Stoff kann alternativ anfänglich auf einem foraminösen Stützträger abgelagert werden, welcher auch als ein eindrückender Textilstoff wirkt. Wenn die nasse Bahn geformt ist, wird sie entwässert und vorzugsweise durch Wärme auf eine gewählte Faserkonsistenz von zwischen etwa 40% und etwa 80% vorgetrocknet. Die Entwässerung kann mit Saugkästen oder anderen Vakuumeinrichtungen oder mit Durchblastrocknern durchgeführt werden. Der Strebeindruck des eindrückenden Textilstoffes wird in die Bahn wie oben diskutiert vor dem Trocknen der Bahn bis zur Vervollständigung eingedrückt. Ein Verfahren zum Herbeiführen dieses Vorganges erfolgt durch Aufbringung eines mechanischen Druckes. Dies kann z. B. durch Pressen einer Spaltwalze, welche den eindrückenden Textilstoff trägt, gegen die Fläche einer Trocknungstrommel, wie einem Yankee-Trockner, erfolgen, wobei die Bahn zwischen der Spaltwalze und der Trocknungstrommel angeordnet ist. Vorzugsweise wird die Bahn auch an dem eindrückenden Textilstoff angeformt, bevor der Trocknungsvorgang beendet wird, und zwar durch Aufbringung eines Fluiddrucks mit einer Vakuumeinrichtung, wie einem Saugkasten oder mit einem Durchblastrockner. Der Fluiddruck kann aufgebracht werden, um den Eindruck der verdichteten Zonen während der anfänglichen Entwässerung in einer separaten, nachfolgenden Behandlungsstufe oder in einer Kombination damit einzuleiten.
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. McConnel und Richard Schutte am 17. Juni 1980. Im Allgemeinen werden unkompaktierte, nicht musterverdichtete, mehrschichtige Tissuepapierstrukturen präpariert, indem ein Papier machender Stoff auf einen foraminösen Formungsdraht, wie einem Fourdrinierdraht, abgelagert wird, um eine nasse Bahn zu bilden, die Bahn drainiert wird und weiteres Wasser ohne eine mechanische Komprimierung entfernt wird, bis die Bahn eine Faserkonsistenz von wenigstens 80% hat, und die Bahn gekreppt wird. Das Wasser wird aus der Bahn durch eine Vakuumentwässerung und durch eine Wärmetrocknung entfernt. Die resultierende Struktur ist ein weiches aber schwaches hoch bauschiges Flächengebilde aus relativ unkompaktierten Fasern. Ein Bindematerial wird vorzugsweise auf Bereiche der Bahn vor dem Kreppen aufgebracht.
Das Tissuepapierprodukt dieser Erfindung kann in irgendeiner Anwendung verwendet werden, wo weiche, absorbierende Tissuepapierprodukte benötigt werden. Besonders vorteilhafte Verwendungen des Tissuepapiezprodukts dieser Erfindung sind in Toilettentissue- und Gesichtstissueprodukten.
Der ersten Schritt in dem Verfahren dieser Erfindung ist das Bilden eines wäßrigen Papier machenden Stoffes. Der Stoff umfaßt Papier machende Fasern (nachfolgend manchmal als Holzzellstoff bezeichnet) und ein Gemisch aus wenigstens einer quartären Ammoniumverbindung und Bindermaterialien, entweder dauerhafte oder temporäre naßfeste Binder, und/oder optional trockenfeste Binder und Benässungsmittel, die alle nachfolgend beschrieben werden. Der Schritt in dem Verfahren dieser Erfindung ist das Aufsprühen einer Lösung einer Polysiloxanverbindung und eines grenzflächenaktiven Stoffes auf wenigstens eine Oberfläche der trockenen Tissuebahn nach dem Kreppen.
4 ist eine schematische Darstellung, welche bevorzugte Ausführungsformen des Papier machenden Verfahrens zum Herstellen eines weichen, gekreppten Tissuepapiers der vorliegenden Erfindung darstellt. Diese bevorzugten Ausführungs formen werden in der folgenden Diskussion beschrieben, wobei Bezug genommen wird auf 4.
4 ist eine hervor gehobene Seitenansicht einer bevorzugten Papier machenden Maschine 80 zum Herstellen von Papier gemäß der vorliegenden Erfindung. Mit Bezug auf 4 umfaßt die Papier machende Maschine 80 einen geschichteten Stoffauflaufkasten 81 mit einer oberen Kammer 82, einer mittleren Kammer 82.5 und einer unteren Kammer 83, einem Scheibendach 84 und einem Fourdrinierdraht 85, welcher schleifenförmig über und um eine Brustwalze 86, einen Deflektor 90, Vakuum-Saugkästen 91, eine Gautschwalze 92 und eine Mehrzahl von Drehwalzen 94 herum gelegt ist. Im Betrieb wird ein Papier machender Stoff durch die obere Kammer 82 hindurch gepumpt, wird ein zweiter Papier machender Stoff durch die mittlere Kammer 82.5 hindurch gepumpt, während ein dritter Stoff durch die untere Kammer 83 hindurch gepumpt wird, und dann wird dieser aus dem Scheibendach 84 in einer über- und untereinander liegenden Beziehung auf den Fourdrinierdraht 85 ausgegeben, um darauf eine embryonische Bahn 88 mit den Schichten 88a und 88b und 88c zu bilden. Die Entwässerung erfolgt durch den Fourdrinierdraht 85 hindurch und wird durch den Deflektor 90 und die Vakuumkästen 91 unterstützt. Wenn sich der Fourdrinierdraht in die durch den Pfeil gezeigte Richtung zurück bewegt, reinigen Brausen 95 diesen, bevor er einen weiteren Weg über die Brustwalze 96 hinweg beginnt. An einer Bahnüberführungszone 93 wird die embryonische Bahn 88 zu einem foraminösen Träger-Textilstoff 96 überführt, und zwar durch die Wirkung eines Vakuum-Überführungskasten 97. Der Träger-Textilstoff 96 trägt die Bahn von der Überführung 193 bis hinter den Vakuum-Entwässerungskasten 98, und zwar durch Durchblastrockner 100 hindurch, und bis hinter zwei Drehwalzen 101, nach welchen die Bahn durch die Wirkung einer Druckwalze 102 auf einen Yankee-Trockner 108 überführt wird. Der Träger-Textilstoff 96 wird dann gereinigt und entwässert, wenn dieser seine Schleife beendet, und zwar indem dieser über zusätzliche Drehrollen 101, Brausen 103 und einen Vakuum-Entwässerungskasten 105 hinweg und um diese herum läuft. Die vorgetrocknete Papierbahn wird haftend an der zylindrischen Oberfläche des Yankee- Trockners 108 festgelegt, unterstützt durch ein durch einen Sprühapplikator 109 aufgebrachtes Haftmittel. Das Trocknen wird auf dem durch Dampf erhitzten Yankee-Trockner 108 und durch heiße Luft, welche durch eine Trocknungshaube 110 erhitzt und in Zirkulation gebracht wurde, und zwar durch Mittel, die nicht gezeigt sind, beendet. Die Bahn wird dann von dem Yankee-Trockner 108 durch eine Abstreichklinge 111 trocken gekreppt, wonach diese als Papierlage 70 bezeichnet wird, die eine Yankee-seitige Schicht 71, eine mittlere Schicht 73 und eine Yankeeabseitige Schicht 75 aufweist. Die Papierlage 70 gelangt dann zwischen Kalandrierwalzen 112 und 113, um einen Umfangsbereich einer Spule 115 und wird dann in eine Rolle 116 auf einen Kern 117 aufgewickelt, der auf einem Schaft 118 angeordnet ist.
Die Polysiloxanverbindung wird auf die Papierlage 70 aufgebracht. In der in 4 dargestellten Ausführungsform wird ein wäßriges Gemisch, welches eine emulgierte Polysiloxanverbindung enthält, auf die Papierlage 70 durch Sprühapplikatoren 124 und 125 aufgesprüht, und zwar abhängig davon, ob das Polysiloxan auf beide Seiten der Tissuebahn aufgebracht werden soll oder nur auf einer Seite. Obwohl Figur die Polysiloxanverbindung auf die Kalandrierwalzen aufgesprüht zeigt, könnte die Polysiloxanverbindung auch der trockenen Papierlage 70 hinter den Kalandrierwalzen 112 und 113 hinzu gegeben werden.
Noch auf 4 Bezug nehmend, ist das Ursprungsmaterial der Yankee-seitigen Schicht 71 der Papierlage 70 der durch die untere Kammer 83 des Stoffauflaufkastens 81 gepumpte Stoff, und dieser Stoff wird direkt auf den Fourdrinierdraht 85 aufgebracht, woraufhin dieser zur Schicht 88c der embryonischen Bahn 88 wird. Der Ursprung der mittleren Schicht 73 der Papierlage 70 ist der durch Kammer 82.5 des Stoffauflaufkastens 81 gelieferte Stoff, und dieser Stoff bildet die Schicht 88b auf der Oberseite der Schicht 88c. Der Ursprung der Yankee-abseitigen Schicht 75 der Papierlage 70 ist der durch die obere Kammer 82 des Stoffauflaufkastens 81 gelieferte Stoff, und dieser Stoff bildet die Schicht 88a auf der Oberseite der Schicht 88b der embryonischen Bahn 88. Obwohl 4 eine Papiermaschine 80 mit ei nem Stoffauflaufkasten 81 zeigt, der so ausgebildet ist, daß er eine dreischichtige Bahn herstellen kann, kann der Stoffauflaufkasten 81 alternativ so ausgebildet sein, daß er ungeschichtete, zweischichtige oder andere mehrschichtige Bahnen herstellen kann.
Ferner mit Bezug auf die Herstellung einer Papierlage 70 gemäß der vorliegenden Erfindung auf der Papier machenden Maschine 80, wie in 4, muß der Fourdrinierdraht 85 feinmaschig sein, mit relativ kleinen Spannen in Bezug auf die mittleren Längen der Fasern, welche den kurzfasrigen Stoff bilden, so daß eine gute Formation auftritt; und der foraminöse Träger-Textilstoff 96 sollte feinmaschig sein, mit relativ kleinen Öffnungsweiten mit Bezug auf die mittleren Längen der Fasern, welche den lang faserigen Stoff bilden, um eine Bauschen der Textilstoffseite der embryonischen Bahn in die Interfilamenträume des Textilstoffes 96 im Wesentlichen zu vermeiden. Mit Bezug auf die Verfahrensbedingungen zum Herstellen der beispielhaften Papierlage 70 wird die Papierbahn vorzugsweise auf etwa 80% Faserkonsistenz und ganz bevorzugt auf etwa 95% Faserkonsistenz vor dem Kreppen getrocknet.
Molekulargewicht Bestimmung
A. Einführung
Die wesentliche unterscheidbare Eigenschaft polymerer Materialien ist ihre molekulare Größe. Die Eigenschaften, welche Polymere in die Lage versetzt haben, in einer Vielfalt von Anwendungen verwendet zu werden, leiten sich beinahe vollständig aus ihrer makromolekularen Natur ab. Um diese Materialien vollständig zu charakterisieren, ist es wesentlich, einige Mittel zum Definieren und Bestimmen ihrer Molekulargewichte und Molekulargewichtsverteilungen zu haben. Es ist korrekter, den Ausdruck relative Molekularmasse anstatt Molekulargewicht zu verwenden, letzteres wird aber in der Polymertechnologie häufiger verwendet. Es ist nicht immer praktisch durchführbar, Molekulargewichtsverteilungen zu bestimmen. Dies wurde jedoch mit Verwendung von Chromatographietechniken eine üblichere praktische Verfahrensweise. Statt dessen wird ein neuer Anlauf gemacht, die Molekulargröße durch die Molekulargewichtsmittelwerte auszudrücken.
B. Molekulargewicht-Mittelwerte
Wenn wir eine einfache Molekulargewichtsverteilung annehmen, welche die Gewichtsfraktion (Wi) von Molekülen mit einer relativen Molekularmasse (Mi) repräsentiert, ist es möglich, mehrere nützliche Mittelwerte zu definieren. Die Mittelwertbildung, die auf der Basis der Anzahl von Molekülen (Ni) einer speziellen Größe (Ni) durchgeführt wird, gibt die mittlere Molekulargewichtszahl
Eine wichtige Folge dieser Definition ist, daß die mittlere Molekulargewichtszahl in Gramm die Avogadro'sche Zahl von Molekülen enthält.
Diese Definition des Molekulargewichts stimmt mit derjenigen der monodispersen Molekularspzies überein, daß heißt, Molekülen mit dem gleichen Molekulargewicht. Von größerer Bedeutung ist die Erkenntnis, daß wenn die Anzahl der Moleküle in einer gegebenen Masse eines polydispersen Polymers in irgendeiner Weise bestimmt werden kann, dann kann n ohne weiteres berechnet werden. Dies ist die Basis für Messungen konzentrationsbedingter Eigenschaften.
Die Mittelwertbildung auf der Basis der Gewichtsfraktionen (Wi) von Molekülen einer gegebenen Masse (Mi) führt zu der Definition der mittleren Molekulargewichte
Der Wert ist ein nützlicheres Mittel zum Ausdrücken der polymeren Molekulargewichte als n, da dieser solche Eigenschaften, wie die Schmelzviskosität und die mechanischen Eigenschaften von Polymeren genauer reflektiert und deshalb in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Analyse- und Testverfahren
Die Analyse der Mengen hier vorliegenden Behandlungschemikalien, die auf den Tissuepapierbahnen zurück bleiben, kann durch irgend ein Verfahren durchgeführt werden, das im relevanten Stand der Technik akzeptiert ist. Zum Beispiel kann der Anteil der quartären Ammoniumverbindungen, wie das Di(Oleyl)dimethylammoniumchlorid, Di(tallow)dimethylammoniumchlorid, die durch das Tissuepapier zurück gehalten werden, durch eine Lösungsmittelextraktion der quartären Ammoniumverbindung mit Hilfe eines organischen Lösungsmittels, wie einem Dichlormethan, gefolgt von einer anionischen/kationischen Titration unter Verwendung von einem mit Dimidiumbromiddisulfinblau gemischten Indikator, Produkt # 19189, erhältlich von Garllart-Schlesinger Industries aus Carle Place, NY, bestimmt werden. Der Anteil der Polysiloxanverbindung kann durch eine Lösungsmittelextraktion der Ölkomponente mit einem organischen Lösungsmittel, gefolgt durch eine Atomabsorptionsspelctroskopie bestimmt werden, um den Anteil der Ölkomponente in dem Extrakt zu bestimmen. Ebenso kann der Anteil der Polyhydroxyverbindung, der durch das Tissuepapier zurück gehalten wird, durch eine Lösungsmittelextraktion der Polyhydroxyverbindung mit einem Lösungsmittel bestimmt werden. In einigen Fällen können zusätzliche Verfahren notwendig sein, um störende Verbindung aus der Polyhydroxyspezies von Interesse zu entfernen. Zum Beispiel verwendet das Weibull-Lösungsmittelextraktionsverfahren eine Salzlösung, um Polyethylenglycole aus nicht inonisierenden grenzflächenaktiven Stoffen abzutrennen (Longman, G. F., The Analysis of Detergents and Detergent Products Wiley Interscience, New York, 1975, Seite 312). Die Polyhydroxyspezies könnte dann durch Spektroskopie oder Chromatographietechniken analysiert werden. Zum Beispiel können Verbindungen mit wenigstens sechs Ethylenoxideinheiten typi scherweise spektroskopisch durch das Ammonium-Kobaltthiozyanatverfahren analysiert werden (Longman, G. F. The Analysis of Detergents and Detergent Products, Wiley Interscience, New York, 1975, Seite 346). Gaschromatographietechniken können auch verwendet werden, um Polyhydroxyverbindungen abzutrennen und zu analysieren. Graphitisierte Poly(2,6-diphenyl-p-phenylenoxid)-Gaschromatographiesäulen wurden verwendet, um Polyethylenglycole mit einer Anzahl von Ethylenoxideinheiten im Bereich von 3 bis 9 abzutrennen (Alltech chromatographie catalog, Nr. 300, Seite 158).
Der Anteil nicht ionisierender grenzflächenaktiver Stoffe, wie Alkylglycoside, können durch Chromatographietechniken bestimmt werden. Bruns berichtete von einem Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographieverfahren mit Streulichterfassung für die Analyse von Alkylglycosiden (Bruns, A., Waldhoff, H., Winkle, W., Chromatographia, Band 27, 1989, Seite 340). Eine superkritische Fluidchromatographie (SFC)-Technik wurde auch für die Analyse von Alkylglycosiden und verwandte Spezies beschrieben (Lafosse, M., Rollin, P., Elfakir, C., Morin-Allory, L., Martens, M., Dreux, M., Journal of chromatography, Band 505, 1990, Seite 191). Der Anteil anionischer grenzflächenaktiver Stoffe, wie lineare Alkylsulfonate, können durch Wasserextraktion, gefolgt von Titration des anionischen grenzflächenaktiven Stoffes in dem Extrakt bestimmt werden. In einigen Fällen kann die Isolierung des linearen Alkylsulfonats aus Überlagerungen vor der zweiphasigen Titrationsanalyse notwendig sein (Cross, J., Anionic Surfactants – Chemical Analysis, Dekker, New York, 1977, Seite 18, Seite 222). Der Anteil von Stärke kann durch Amylaseaufschluß der Stärke zu Glucose, gefolgt durch eine Colorimetrieanalyse bestimmt werden, um den Glucoseanteil zu bestimmen. Für diese Stärkeanalyse müssen Hintergrundanalysen des Stärke nicht enthaltenden Papiers gefahren werden, um mögliche Beiträge abziehen zu können, die durch störende Hintergrundspezies geliefert werden. Diese Verfahren sind beispielhaft und sollen weitere Verfahren, welche zum Bestimmen von Anteilen spezieller Komponenten, die durch das Tissuepapier zurück gehalten werden, nützlich sind, nicht ausschließen.
A. Feldweichheit
Idealerweise sollten vor dem Weichheitstest die zu testenden Papierproben gemäß dem Tappi-Verfahren #T4020M-88 konditioniert werden. Demnach werden Proben für 24 Stunden bei einem relativen Feuchtigkeitsgehalt von 10 bis 35% und innerhalb eines Temperaturbereichs von 22 bis 40°C vorkonditioniert. Nach diesem Vorkonditionierungsschritt sollten die Proben für 24 Stunden bei einer relativen Feuchtigkeit von 48 bis 52% und innerhalb eines Temperaturbereichs von 22 bis 24°C konditioniert werden.
Idealerweise sollte der Weichheit-Feldtest innerhalb der Grenzen eines Raumes mit einer konstanten Temperatur und Feuchtigkeit stattfinden. Falls dies nicht möglich ist, sollten alle Proben, einschließlich der Kontrollen, identischen Umweltbedingungen ausgesetzt sein.
Der Weichheitstest wird als ein paarweiser Vergleich in einer Form durchgeführt, ähnlich demjenigen, der beschrieben ist in "Manual on Sensory Testing Methods", ASTM Special Technical Publication 434, veröffentlicht durch die American Society For Testing and Materials 1968. Die Weichheit wird bewertet durch ein subjetives Testen unter Verwendung eines als paarweiser Unterschiedstest bezeichneten Verfahrens. Das Verfahren verwendet einen Standard außerhalb des Testmaterials selbst. Für eine taktil wahr genommene Weichheit werden zwei Proben derart präsentiert, daß die Testperson die Proben nicht sehen kann, und die Testperson wird genötigt, eine derselben auf der Basis der taktilen Weichheit auszuwählen. Das Ergebnis des Tests wird in einem als Feldtreffereinheit (PSU) bezeichneten einem Ergebnis festgehalten. Mit Bezug auf den Weichheitstest, um die hier in PSU fest gehaltenen Weichheitsdaten zu erhalten, werden eine Anzahl von Weichheit-Feldtests durchgeführt. In jedem Test werden zehn praktisch erfahrene Weichheits-Juroren gebeten, die relative Weichheit von drei Sätzen gepaarter Proben zu bewerten. Die Probenpaare werden von jedem Jurymitglied jeweils paarweise beurteilt: eine Probe jedes Paares wird mit X und das andere mit Y bezeichnet. Kurz gesagt, wird jede X- Probe seiner paarweise zugeordneten Y-Probe wie folgt qualitativ gegenüber gestellt:

1. Eine Qualitätsstufe von plus Eins wird gegeben, wenn X so bewertet wird, daß es ein wenig weicher als Y sein könnte, und eine Qualitätsstufe von Minus Eins wird gegeben, falls Y so bewertet wird, daß es wenig weicher als X sein könnte;
2. Eine Qualitätsstufe von Plus Zwei wird gegeben, falls X so bewertet wird, daß es sicher ein wenig weicher als Y ist., und eine Qualitätsstufe von Minus Zwei wird gegeben, falls Y so bewertet wird, daß es sicher ein wenig weicher als X ist;
3. Ein Qualitätsstufe von Plus Drei wird gegeben, falls X so bewertet wird, das es sehr viel weicher als Y ist, und eine Qualitätsstufe von Minus Drei wird gegeben, falls Y so bewertet wird, daß es sehr viel weicher als X ist, und schließlich:
4. Eine Qualitätsstufe von Plus Vier wird gegeben, falls X so bewertet wird, daß es sehr erheblich viel weicher als Y ist, und eine Qualitätsstufe von Minus Vier wird gegeben, falls Y so bewertet wird, daß es sehr erheblich viel weicher als X ist.

Die Qualitätsstufen werden gemittelt und der sich ergebende Wert liegt in Einheiten PSU vor. Die sich ergebenden Daten werden als die Ergebnisse eines Feldtests betrachtet. Falls mehr ein Probenpaar bewertet wird, dann werden alle Probenpaare entsprechend Ihrer Qualitätsstufen durch eine paarweise statistische Analyse ihrem Rang nach geordnet. Dann wird der Rang in seinem Wert nach oben oder nach unten verschoben, je nachdem wie dies erforderlich ist, um eine Null-PSU-Wert für eine beliebige Probe zu ergeben, die ausgewählt ist, der Nullbasis-Standard zu sein. Die anderen Proben haben dann Plus- und Minuswerte, wie es sich durch ihre relativen Qualitätsstufen im Hinblick auf den Nullbasis-Standard ergibt. Die Anzahl der durchgeführten und gemittelten Feldtests ist derart, daß etwa 0,2 PSU eine signifikante Differenz in subjektiv wahrgenommener Weichheit darstellt.
B. Hydrophilizität (Absorbtionsfähigkeit)
Die Hydrophilizität eines Tissuepapiers bezieht sich im Allgemeinen auf die Neigung des Tissuepapiers, mit Wasser benäßt zu werden. Die Hydrophilizität eines Tissuepapiers kann ein wenig durch Bestimmen der Zeitspanne quantifiziert werden, die benötigt wird, damit ein trockenes Tissuepapier vollständig mit Wasser benäßt wird. Diese Zeitspanne wird als eine "Benässungszeit" bezeichnet. Um einen reproduzierbaren und wiederholbaren Test für die Benässungszeit zu schaffen, kann die folgende Vorgehensweise für die Benässungszeit-Bestimmungen verwendet werden: Erstens wird ein konditioniertes Probeneinheitsblatt (die Umweltbedingungen für den Test von Papierproben sind 22 bis 24°C und 48 bis 52% relative Feuchtigkeit, wie dies im TAPPI-Verfahren T 402 spezifiziert ist) von etwa 11,1 cm × 12 cm (etwa 4 3/8 Inch × 4 3/4 Inch) einer Tissuepapierstruktur bereit gestellt; zweitens wird das Blatt in vier (4) nebeneinander angeordnete Viertel gefaltet und dann mit der Hand (entweder unter Verwendung sauberer Kunststoffhandschuhe oder sauber gewaschen mit einem Fettentfernungsmittel, wie Dawn) in einen Ball geknautscht, der einen Durchmesser von 1,9 cm bis etwa 2,5 cm (etwa 0,75 Inch bis 1 Inch) hat; drittens wird das zu einem Ball geformte Blatt auf der Oberfläche von 3 Litern destilliertem Wasser bei 22 bis 24°C gelegt, das in einem Pyrex-Glasbecher mit 3 Liter Volumen enthalten ist. Es sollte auch angemerkt werden, daß der gesamte Testvorgang des Papiers mit dieser Technik innerhalb der Grenzen eines Raumes von kontrollierter Temperatur und Feuchtigkeit stattfinden sollte. Die Probenkugel wird dann sorgfältig auf der Oberfläche des Wassers aufgelegt, und zwar aus einen von nicht mehr als 1 cm oberhalb der Wasseroberfläche. Genau in dem Augenblick, an welchem die Kugel die Wasseroberfläche berührt, wird ein Zeitgeber gleichzeitig gestartet; viertens wird die zweite Kugel in das Wasser gelegt, nachdem die erste Kugel vollständig benetzt wurde. Dies wird leicht festgestellt durch den Papierfarbübergang von dessen trockener weißer Farbe zu einer dunkleren Graufärbung bei vollständiger Benässung. Der Zeitgeber wird gestoppt und die Zeit wird aufgezeichnet, nachdem die fünfte Kugel vollständig benetzt wurde.
Wenigstens 5 Sätze von 5 Kugeln (insgesamt 25 Kugeln) sollten für jede Probe verwendet werden. Das endgültige festgehaltene Ergebnis sollte der berechnete Mittelwert und die Standardabweichung für die 5 Sätze von Daten sein. Die Einheiten der Messungen erfolgen in Sekunden. Das Wasser muß gewechselt werden, nachdem die 5 Kugeln (insgesamt = 25 Kugeln) getestet worden sind. Ein gründliches Reinigen des Bechers kann notwendig sein, falls ein Film oder ein Rest auf der Innenwand des Bechers festgestellt wird.
Eine weitere Technik, die Wasserabsorptionsgeschwindigkeit zu messen, ist diejenige, durch Pad-Sinkmessungen. Nach dem Konditionieren des Tissuepapiers von Interesse und aller Kontrollen für mindestens 24 Stunden bei 22 bis 24°C und bei 48 bis 52% relativer Feuchtigkeit (Tappi-Verfahren #T4020M-88), wird ein Stapel von 5 bis 20 Blättern des Tissuepapiers in Abmessungen von 63,5 mm (2,5'') bis 76,2 mm (3,0'') geschnitten. Der Schneidevorgang kann durch die Verwendung von Stanzvorrichtungen, einem herkömmlichen Papierschneider oder Laser-Schneidetechniken erfolgen. Handscheren werden nicht bevorzugt, und zwar aufgrund der fehlenden Reproduzierbarkeit bei der Handhabung der Proben und der potentiellen Papierverunreinigung.
Nachdem der Papierprobenstapel geschnitten worden ist, wird dieser sorgfältig auf einen Sieb-Probenhalter angeordnet. Die Funktion des Halters ist, die Probe auf der Oberfläche des Wasser mit minimaler Störung zu positionieren. Dieser Halter ist in seiner Form kreisförmig und hat einen Durchmesser von etwa 107 mm (4,2''). Er hat fünf gerade gleichmäßig in Abstand liegende Metalldrähte, die zueinander parallel und punktgeschweißte Stelle auf dem Umfang der Drähte verlaufen. Der Abstand zwischen den Drähten beträgt etwa 17,8 mm (0,7''). Dieses Drahtsieb sollte sauber und trocken sein, bevor das Papier auf seiner Oberfläche angeordnet wird. Ein 3-Literbecher wird mit etwa 3 Liter destilliertem Wasser gefüllt, das bei einer Temperatur von 22 bis 24°C stabilisiert wurde. Nachdem man sich vergewissert hat, daß die Wasseroberfläche frei von Wellen oder Oberflächenbewegung ist, wird das Sieb mit dem Papier sorgfältig auf der Oberseite der Wasseroberfläche aufgelegt. Der Siebprobenhalter darf sich nach unten bewegen, nachdem die Probe auf der Oberfläche schwimmt, so daß der Handgriff des Probenhaltersiebes auf der Seite des Bechers gefangen ist. Auf diese Weise stört das Sieb nicht die Wasserabsorption der Papierprobe. An dem genauen Augenblick, an welchem die Papierprobe die Oberfläche des Wassers berührt, wird ein Zeitgeber gestartet. Der Zeitgeber wird gestoppt, nachdem der Papierstapel vollständig benäßt ist. Dies ist ohne weiteres sichtbar, indem ein Übergang in der Papierfarbe von seiner trockenen weißen Farbe zu einer dunkleren grauen Färbung bei vollständiger Benässung bemerkt wird. Im Falle einer vollständigen Benässung wird der Zeitgeber gestoppt und die Gesamtzeit aufgezeichnet. Diese Gesamtzeit ist die Zeit, die für das Papierpad benötigt wird, vollständig naß zu werden.
Diese Vorgehensweise wird für wenigstens zwei zusätzliche Tissuepapierpads wiederholt. Nicht mehr als 5 Pads Papier sollten verarbeitet werden, ohne das Wasser zu entsorgen und den Becher zu reinigen und mit frischen Wasser mit einer Temperatur von 22 bis 24°C neu zu befüllen. Auch wenn eine neue und einzelne Probe gefahren werden soll, sollte das Wasser immer in den frischen Ausgangsstand gebracht werden. Der endgültige festgehaltene Zeitwert für eine gegebene Probe sollte der Mittelwert und die Standardabweichungen für die 3 bis 5 gemessenen Stapel sein. Die Einheiten der Messungen erfolgen in Sekunden.
Die Hydrophilizitätseigenschaften der Tissuepapier-Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können natürlich unmittelbar nach der Herstellung bestimmt werden. Es können jedoch wesentliche Steigerungen in der Hydrophobizität während der ersten zwei Wochen nach Herstellung des Tissuepapiers auftreten: das heißt, nachdem das Papier nach seiner Herstellung um zwei (2) Wochen gealtert ist. So werden die Benässungszeiten vorzugsweise am Ende einer solchen 2-Wochen-Zeitspanne gemessen. Demgemäß werden Benässungszeiten, die an dem Ende einer zweiwöchigen Alterungsdauer bei Raumtemperatur gemessen werden, als "2-Wochen-Benässungszeiten" bezeichnet. Es können auch optionale Alterungszustän de der Papierproben erforderlich sein, um langzeitige Lagerungsbedingungen und/oder mögliche strenge Temperatur- und Feuchtigkeitseinflüsse auf die Papierprodukte von Interesse versuchsweise auszuprobieren und nachzustellen. Zum Beispiel kann eine Aussetzung der Papierprobe von Interesse unter Temperaturen im Bereich von 49 bis 82°C für eine 1 Stunde bis zu 1 Jahr einige mögliche strenge Umstände nachstellen, denen eine Papierprobe im Handel ausgesetzt sein kann. Auch ein Behandeln der Papierproben im Autoklaven kann strenge Alterungszustände des Papiers nachstellen, denen das Papier im Handel ausgesetzt sein kann. Es muß wiederholt werden, daß jedem strengen Temperaturtest die Proben bei einer Temperatur von 22 bis 24°C und einer relativen Feuchtigkeit von 48 bis 52% neu konditioniert werden müssen. Der gesamte Testvorgang sollte auch innerhalb der Grenzen eines Raumes mit kontrollierter Temperatur und Feuchtigkeit durchgeführt werden.
C. Dichte
Die Dichte des Tissuepapier, so wie dieser Ausdruck hier verwendet wird, ist die mittlere Dichte, die als das Basisgewicht des Papiers, geteilt durch die Stärke berechnet wird, wobei die richtigen Einheitsumwandlungen darin eingebaut sind, um zu g/cc zu gelangen. Die Stärke des Tissuepapiers, wie hier verwendet, ist die Dicke des Papiers, wenn dieses einer Kompressionslast von 15,5 g/cm² (95 g/in²) ausgesetzt wird. Die Stärke wird gemessen mit einem Dickentester Thwing-Albert Modell 89-II (Thwing-Albert Co. aus Philadelphia, PA) gemessen. Das Basisgewicht des Papier wird typischerweise bestimmt an einem 102 × 102 mm (4'' × 4'') Pad, welches 8 Lagen dick ist. Dieses Pad wird gemäß dem Tappi-Verfahren #4020M-88 vorkonditioniert, und dann wird das Gewicht in Einheiten von Gramm auf ein zehntausendstel Gramm genau gemessen. Die richtigen Umwandlungen werden durchgeführt, um das Basisgewicht in Einheiten von Pfund pro 3000 Quadratfuß festzuhalten.
D. Lint
Trockener Lint
Der trockene Lint kann unter Verwendung eines Sutherland Reibetesters gemessen werden, einem Stück aus schwarzem Filz (hergestellt aus Wolle mit einer Dicke von etwa 2,4 mm und einer Dichte von etwa 0,2 g/cc; ein solches Filzmaterial ist ohne weiteres von Textileinzelhandelsgeschäften erhältlich, wie Hancock Fabric), einem vier Pfund Gewicht und einem Hunter-Farbmesser. Der Sutherland-Tester ist ein motorgetriebenes Instrument, welches eine mit Gewicht belastete Probe vor und zurück über eine stationäre Probe stoßen kann. Das Stück schwarzer Filz ist an dem vier Pfund Gewicht angebracht. Die Tissueprobe wird auf einem Stück Karton moniert (Crescent #300, erhältlich von Cordage aus Cincinnati, OH.) Der Tester reibt bzw. bewegt das mit Gewicht belastete Filz über eine stationäre Tissueprobe, und zwar mit fünf Stößen. Die auf das Tissue während des Reibevorgangs aufgebrachte Last beträgt etwa 331 g/cm². Der Hunter-Farbwert L des schwarzen Filzen wird vor und nach dem Reibetest bestimmt. Die Differenz in den zwei Hunter-Farbablesungen bildet eine Messung des trockenen Flusens. Weitere bekannte Verfahren im Stand der Technik zum Messen des trockenen Lints können auch verwendet werden.
Nasser Lint
Eine geeignete Vorgehensweise zum Messen der nassen Linteigenschaft der Tissueproben ist beschrieben in US-A-4,950,545; veröffentlicht für Walter et al., am 21. August 1990. Das Verfahren umfaßt im Wesentlichen das Hindurchbewegen einer Tissueprobe durch zwei Stahlwalzen, von denen eine teilweise in ein Wasserbad eingetaucht ist. Der Lint von der Tissueprobe wird auf die Stahlwalze übertragen, welche durch das Wasserbad befeuchtet ist. Die fortgesetzte Drehung der Stahlwalze lagert das Lint in dem Wasserbad ab. Das Lint wird wieder gewonnen und dann gezählt. Siehe Spalte 5, Zeile 45 bis Spalte 6, Zeile 27 des Patents von Walter et al.. Weitere bekannte Verfahren im Stand der Technik zum Messen des nassen Lints können auch verwendet werden.
Optionale Inhaltsstoffe
Weitere Chemikalien, die allgemein bei der Papierherstellung verwendet werden, können zu der hier beschriebenen chemischen weich machenden Zusammensetzung oder zu dem Papier machenden Stoff hinzu gegeben werden, solange sie nicht die Weichmachung, Absorptionsfähigkeit des faserigen Materials und die die Weichheit verbessernden Wirkungen der weich machenden Verbindungen mit quartärem Ammonium und Polysiloxan der vorliegenden Erfindung nachteilig beeinflussen.
Benässungsmittel:
Die vorliegende Erfindung kann als einen optionalen Inhaltsstoff von etwa 0,005 Gew.% bis etwa 3,0 Gew.%, ganz bevorzugt von etwa 0,03 Gew.% bis 1,0 Gew.% auf Trockenfaserbasis eines Benässungsmittels enthalten.
Polyhydroxyverbindung
Die chemisch weich machende Zusammensetzung enthält als eine optionale Komponente von etwa 0,01 Gew.% bis etwa 3,00 Gew.% und vorzugsweise von etwa 0,01 Gew.% bis etwa 1,00 Gew.% eine wasserlösliche Polyhydroxyverbindung.
Beispiele von Polyhydroxyverbindungen, die in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, umfassen, Glycerol, Polyglycerole mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 150 bis etwa 800 und Polyoxyethylenglycole und Polyoxypropylenglycole mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 200 bis etwa 4000, vorzugsweise von etwa 200 bis etwa 1000, äußerst bevorzugt von etwa 200 bis etwa 600. Polyoxyethylenglycole mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 200 bis etwa 600 werden besonders bevorzugt. Mischungen der oben beschriebenen Polyhy droxyverbindungen können auch verwendet werden. Zum Beispiel sind Mischungen aus Glycerol und Polyoxyethylenglycolen mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 200 bis 1000, vorzugsweise von etwa 200 bis 600 in der vorliegenden Erfindung nützlich. Vorzugsweise liegt das Gewichtsverhältnis von Glycerol zu Polyoxyethylenglycol im Bereich von etwa 10 : 1 bis 1 : 10.
Eine besonders bevorzugte Polyhydroxyverbindung ist Polyoxyethylenglycol mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 400. Dieses Material ist im Handel erhältlich von der Union Carbide Company aus Danbury, Connecticut unter dem Handelsnamen "PEG-400".
Nicht ionisierender grenzflächenaktiver Stoff (alkoxylierte Materialien)
Geeignete nicht ionisierende grenzflächenaktive Stoffe, die als Benässungsmittel in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen Zugabeprodukte von Ethylenoxid und optional Propylenoxid mit Fettalkoholen, Fettsäuren, Fettaminen etc..
Irgendeines der alkoxylierten Materialien des nachfolgenden speziellen Typs kann als der nicht ionisierende grenzflächenaktive Stoff verwendet werden. Geeignete Verbindungen sind im Wesentlichen wasserlösliche grenzflächenaktive Stoffe der allgemeinen Formel: R₂-Y-(C₂H₄O)_Z-C₂H₄OH in welcher R₂ sowohl für feste als auch für flüssige Zusammensetzungen ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus primären, sekundären und verzweigten Akyl- und/oder Acylhydrocarbylgruppen; primären, sekundären und verzweigten Alkenylhydrocarbylgruppen; und primären, sekundären und verzweigten Alkyl- und Alkenyl-substituierten Phenolhydrocarbylgruppen; wobei die Hydrocarbylgruppen eine Hydrocarbylkettenlänge von etwa 8 bis etwa 20, vorzugsweise von etwa 10 bis 18 Kohlenstoffatomen haben. Ganz bevorzugt ist die Hydrocarbylkettenläge für flüssige Zusammensetzungen von etwa 16 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen und für feste Zusammensetzungen von etwa 10 bis etwa 14 Kohlenstoffatomen. In der allgemeinen Formel für die hier vorliegenden ethoxylierten nicht ionisierenden grenzflächenaktiven Stoffe ist Y typischerweise -O-, -C(O)O-, -C(O)N(R), oder -C(O)N(R)R-, in welchen R₂ und R, wenn vorhanden, die hier vorstehenden gegebenen Bedeutungen haben und/oder R ein Wasserstoff sein kann und Z wenigstens etwa 8 ist, vorzugsweise wenigstens etwa 10 bis 11. Die Leistungsfähigkeit und gewöhnlich auch die Stabilität der Weichmacherzusammensetzung nimmt ab, wenn weniger Ethoxylatgruppen vorhanden sind.
Die hier vorliegenden nicht ionisierenden grenzflächenaktiven Stoffe sind gekennzeichnet durch einen HLB-Wert (hydrophiles/lipophiles Gleichgewicht) von etwa 7 bis etwa 20, vorzugsweise von etwa 8 bis etwa 15. Natürlich wird durch Definieren von R₂ und der Anzahl von Ethoxylatgruppen das HLB des grenzflächenaktiven Stoffes allgemein bestimmt. Es sei jedoch angemerkt, daß die nicht ionisierenden, ethoxylierten grenzflächenaktiven Stoffe, die hier für konzentrierte flüssige Zusammensetzungen nützlich sind, relativ langkettige R₂-Gruppen enthalten und relativ hochgradig ethoxyliert sind. Obwohl grenzflächenaktive Stoffe mit kürzeren Alkylketten mit kurzen ethoxylierten Gruppen das erforderliche HLB besitzen, sind sie hier nicht so effektiv.
Beispiele nicht ionisierender grenzflächenaktiver Stoffe folgen. Die nicht ionisierenden grenzflächenaktiven Stoffe dieser Erfindung sind nicht auf diese Beispiele beschränkt. In den Beispielen definiert die ganze Zahl die Anzahl von Ethoxyl (EO)-Gruppen in dem Molekül.
Linear alkoxylierte Alkohole
a. Lineare, primäre Alkoholalkoxylate
Die Deca-, Undeca-, Dodeca-, Tetradec-, und Pentadeca-Ethoxylate von n-Hexadecanol und n-Octadecanol mit einem HLB innerhalb des hier genannten Bereichs sind nützliche Benässungsmittel im Kontext dieser Erfindung. Beispielhafte ethoxylierte primäre Alkohole, die hier als die Viskositäts/Dipersibilitäts-Modifizierer der Zusammensetzungen nützlich sind, n-C₁₈EO(10); und n-C₁₀EO(11). Die Ethoxylate natürlichen oder synthetischen Alkoholen in dem "Oleyl"-Kettenlängenbereich sind hier auch nützlich. Spezifische Beispiele solcher Materialien umfassen Oleylalkohol-EO(11), Oleylalkohol-EO(18) und Oleylalkohol-EO(25).
b. Lineare, sekundäre Alkoholalkoxylate
Die Deca-, Undeca-, Dodeca-, Tetradeca-, Pentadeca-, Octadeca- und Nonadeca-Ethocylate von 3-Hexadecanol, 2-Octadecanol, 4-Eicosanol und 5-Eicosanol mit einem HLB innerhalb des hier genannten Bereichs können als Benässungsmittel in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispielhafte ethoxylierte sekundäre Alkohole können als Benässungsmittel in der vorliegenden Erfindung verwendet werden und sind: 2-C₁₆EO(11); 2-C₂₀E0(11) und 2-C₁₆EO(14).
Lineare alkylphenoxylierte Alkohole
Wie in dem Falle der Alkoholalkoxylate sind die Hexa- bis Octadecaethoxylate der alkylierten Phenole, insbesondere die einwertigen Alkylphenole mit einem HLB innerhalb des hier genannten Bereichs als Viskositäts/Dispersibilitäts-Modifizierer der gegenwärtigen Zusammensetzungen nützlich. Die Hexa- bis Octadecaethoxylate von p-Tridecylphenol, m-Pentadecylphenol und dergleichen sind hier nützlich. Beispielhafte ethoxylierte Alkylphenole, die als Benässungsmittel der hier vorliegenden Gemische nützlich sind, sind: p-Tridecylphenol EO(11) und p-Pentadecylphenol EO(18).
Wie hier verwendet und wie im Stand der Technik allgemein erkannt worden ist, ist eine Phenylengruppe in der nicht ionisierenden Formel äquivalent zu einer Alkylengruppe, welche 2 bis 4 Kohlenstoffatome enthält. Für die vorliegenden Zwecke werden nicht ionisierenden Stoffe mit einer Phenylengruppe so angesehen, daß sie eine äquivalente Anzahl von Kohlenstoffatomen enthalten, berechnet als die Summe der Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe plus etwa 3,3 Kohlenstoffatome für jede Phenylengruppe.
Olefinische Alkoxylate
Die Alkenylalkohole, sowohl die primären als auch die sekundären, und die Alkenylphenole entsprechend derjenigen, die hier kurz vorher oben offenbart wurden, können auf ein HLB innerhalb des hier genannten Bereichs ethoxyliert werden und können als Benässungsmittel in der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Verzweigte Kettenalkoxylate
Primäre und sekundäre Alkohole mit verzweigten Ketten, welche erhältlich sind aus dem allgemein bekannten "OXO"-Verfahren können ethoxyliert werden und können als Benässungsmittel in der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Die obigen ethoxylierten nicht ionisierenden grenzflächenaktive Stoffe sind in den vorliegenden Zusammensetzungen alleine oder in Kombination nützlich, und der Ausdruck "nicht ionisierender grenzflächenaktiver Stoff" umfaßt gemischte nicht ionisierende oberflächenaktive Mittel.
Der Anteil des grenzflächenaktiven Stoffes, falls verwendet, beträgt vorzugsweise von etwa 0,01 Gew.% bis etwa 2,0 Gew.%, basierend auf dem Trockenfasergewicht des Tissuepapiers. Die grenzflächenaktiven Stoffe haben vorzugsweise Alkylketten mit acht oder mehr Kohlenstoffatomen. Beispielhafte anionische grenzflächenaktive Stoffe sind lineare Alkylsulfonate und Alkylbenzolsulfonate. Beispielhafte nicht ionisierende grenzflächenaktive Stoffe sind Alkylglycoside, einschließlich Alkylglycosidester, wie Crodesta SL-40, welches erhältlich ist von Croda. Inc. (New York, NY); Alkylglycosidester, wie sie beschrieben sind in US Patent Nr. 4,011,389, veröffentlicht für W. K. Langdon et al. am 08. März 1977; und alkylpolyethoxylierte Ester, wie Pegosperse 200 ML, erhältlich von Glyco Chemicals, Inc. (Greenwich, CT) und IGEPAL RC-520, erhältlich von Rhone Poulenc Corporation (Cranbury, N. J.).
Die folgenden Beispiele stellen die praktische Umsetzung der vorliegenden Erfindung dar.
BEISPIEL 1
Der Zweck dieses Beispiels ist, ein Verfahren unter Verwendung herkömmlicher Papierherstellungstechniken mit Trocknung und Schichtung darzustellen, um ein weiches, absorbierendes und lintwiderstandsfähiges, mehrlagiges Gesichtstissuepapier herzustellen, das mit zwei chemischen Weichmacherzusammensetzungen behandelt wurde, einem naß- und einem trockenfesten Harz. Ein chemisches weich machendes System (nachfolgend als der erste chemische Weichmacher bezeichnet) umfaßt Di(hydriertes)Tallowdimethylammoniummethylsulfat (DHTDMAMS) und ein Polyoxyethylenglycol 400 (PEG-400); das andere (nachfolgend als der zweite chemische Weichmacher bezeichnet) ist aus einem aminofunktionalen, Polysdimethylsiloxan und einem geeigneten Benässungsmittel zum Beseitigen des hydrophoben Charakters des Siloxans zusammen gesetzt.
Eine S-förmig gewundene, ein Doppelsiebblatt bildende, Papier machende Maschine in Anlagengröße wird bei der praktischen Umsetzung der vorliegenden Erfindung verwendet. Die erste chemische Weichmacherzusammensetzung ist ein homogenes Vorgemisch aus DHTDMAMS und PEG-400 in festem Zustand, welches bei einer Temperatur von etwa 88°C (190°F) geschmolzen wird. Das geschmolzene Gemisch wird dann in einem konditionierten Wassertank (Temperatur 66°C) dis pergiert, um eine submikroskopische Bläschendispersion zu bilden. Die Teilchengröße der Bläschendispersion wird unter Verwendung einer optischen Mikroskoptechnik bestimmt. Die Teilchengröße liegt im Bereich von etwa 0,1 bis 1,0 Mikrometer. Der zweite chemische Weichmacher wird präpariert, indem zuerst eine wäßrige Emulsion eines Amino-Polydimethylsiloxans (das heißt, CM2266, vermarktet durch GE Silicones aus Waterford, NY) mit Wasser gemischt wird dann ein Benässungsmittel (das heißt, Acconon, vermarktet durch Karlshamns USA, Inc. aus Columbus, ICH) in einem Gewichtsverhältnis von 2 Siloxan zu einem 1 Benässungsmittel vermengt wird.
Zweitens wird ein 3 Gew.% wäßriger Brei aus NSK in einem herkömmlichen Repulper hergestellt. Der NSK-Brei wird sanft raffiniert, und eine 12,5% Lösung des dauerhaft naßfesten Harzes (das heißt, Kymene® 557LX, vermarktet durch Hercules Incorporated aus Wilmington, DE) wird dem NSK-Vorratsrohr mit einem Durchsatz von 0,25 Gew.% der gesamten Blatt-Trockenfasern hinzu gegeben. Die Adsorption des dauerhaft naßfesten Harzes an die NSK-Fasern wird durch einen Inline-Mischer verbessert. Eine 2% Lösung des trockenfesten Harzes (das heißt, CMC von Hercules Incorporated aus Wilmington, DE) wird dem NSK-Vorratsrohr vor der Fächerpumpe mit einem Durchsatz von 0,083 Gew.% der gesamten Blatt-Trockenfasern hinzu gegeben. Der NSK-Brei wird auf etwa 0,2% Konsistenz an der Fächerpumpe verdünnt.
Drittens wird ein 3 Gew.% wäßriger Brei aus Eukalyptusfasern in einem herkömmlichen Repulper hergestellt. Eine 2% Lösung des ersten chemischen Weichmachergemisches wird dem Eukalyptus-Vorratsrohr vor dem Inline-Mischer mit einem Durchsatz von 0,15 Gew.% der gesamten Blatt-Trockenfasern hinzu gegeben. Der Eukalyptusbrei wird auf etwa 0,2% Konsistenz an der Fächerpumpe verdünnt.
Die einzeln behandelten Stoffströme (Strom 1 = 100% NSK/Strom 2 = 100% Eukalyptus) werden durch den Stoffauflaufkasten getrennt gehalten und auf einem Sieb abgelagert, um eine zweischichtige embryonische Bahn mit gleichen Anteilen von NSK und Eukalyptus zu bilden. Die Entwässerung erfolgt durch das Sieb hindurch. Das Formungssieb ist ein Lindsay, Series 2164 (vermarktet durch Lindsay Wire Inc. aus Florence, Miss.) oder eine ähnliche Ausbildung. Die embryonische nasse Bahn wird von dem Sieb mit einer Faserkonsistenz von etwa 8% beim Punkt der Überführung auf ein herkömmliches Filz überführt. Ein weiteres Entwässern wird durch Pressen und durch eine vakuumunterstützte Drainage herbei geführt, bis die Bahn eine Faserkonsistenz von wenigstens 35% hat. Die Bahn wird dann an der Oberfläche eines Yankee-Trockners angehaftet, wobei die Eukalyptus-Faserschicht den Yankee-Trockner berührt. Die Faserkonsistenz wird auf etwa 96% erhöht, bevor die Bahn mit einer Abstreichklinge trocken gekreppt wird. Die Abstreichklinge hat einen Neigungswinkel von etwa 16 Grad und ist in Bezug auf den Yankee-Trockner so positioniert, daß ein Auftreffwinkel von etwa 85 Grad erzeugt wird; Der Yankee-Trockner wird bei etwa 1100 mpm (Meter pro Minute) (etwa 3607 Fuß pro Minute) betrieben. Die trockene Bahn wird durch einen Gummi-auf-Stahl-Kalandrierspalt hindurch bewegt. Eine 18% Lösung der zweiten chemischen Weichmacherzusammensetzung wird gleichförmig auf die untere Stahlwalze des Kalandriersystems gesprüht, von welcher diese die Eukalyptusschicht der Papierbahn mit einem Durchsatz von 0,15 Gew.% der gesamten Blatt-Trockenfaser mit einer Minimummenge an Feuchtigkeit überführt. Die trockene Bahn wird mit einer Geschwindigkeit von etwa 880 mpm (2860 Fuß pro Minute) in eine Rolle geformt.
Die Bahn wird in ein zweischichtiges, zweilagiges Gesichtstissuepapier umgewandelt, wie dies in 1 beschrieben ist. Das mehrlagige Gesichtstissuepapier hat etwa 29 g/m² (18 #/3M Quadratfuß) Basisgewicht, enthält etwa 0,25% des dauerhaft naßfesten Harzes, etwa 0,083% des trockenfesten Harzes, etwa 0,15% des ersten chemischen Weichmachergemisches und etwa 0,15% des zweiten chemischen Weichmachergemisches. Es ist wichtig, daß das resultierende mehrlagige Tissuepapier weich ist, absorbierend ist, einen guten Lintwiderstand hat und für die Verwendung als Gesichtstissue geeignet ist.
BEISPIEL 2
Der Zweck dieses Beispiel ist, ein Verfahren unter Verwendung von Papier machenden Techniken mit Trocknung und Schichtung darzustellen, um ein weiches, absorbierendes und lintwiderstandsfähiges, mehrlagiges Gesichtstissuepapier zu schaffen, das mit zwei chemischen Weichmacherzusammensetzungen behandelt wurde, einem dauerhaft naßfesten Harz und einem trockenfesten Harz. Ein chemisches weich machendes System (nachfolgend hier als erster chemischer Weichmacher bezeichnet) umfaßt Di-(hydriertes)Tallowdimethylammoniummethylsulfat (DHTDMAMS) und ein Polyoxyethylenglycol 400 (PEG-400); das andere (hiernach als der zweite chemische Weichmacher bezeichnet) ist aus einem aminofunktionalen, Polysdimethylsiloxan und einem geeigneten Benässungsmittel, um den hydrophoben Charakters des Siloxans zu beseitigen, zusammen gesetzt.
Eine Papier machende Maschine mit einem Fourdrier-Sieb im Pilotmaßstab wird bei der praktischen Umsetzung der vorliegenden Erfindung verwendet. Die erste chemische Weichmacherzusammensetzung ist ein homogenes Vorgemisch von DHTDMAMS und PEG-400 in festem Zustand, welches bei der Temperatur von etwa 88°C (190°F) geschmolzen ist. Das geschmolzene Gemisch wird dann in einem konditionierten Wassertank (Temperatur 66°C) dispergiert, um eine supmikroskopische Bläschendispersion zu bilden. Die Teilchengröße der Bläschendispersion wird bestimmt unter Verwendung einer optischen Mikroskoptechnik. Der Teilchengrößenbereich liegt zwischen etwa 0,1 und 1,0 Mikrometer. Der zweite chemische Weichmacher wird präpariert, indem zuerst eine wäßrige Emulsion aus Amino-Polydimethylsiloxan (das heißt, CM2266, vermarktet durch GE Silicones aus Waterford, NY) mit Wasser präpariert wird und dann ein Benässungsmittel (das heißt, Neodol 25–12, vermarktet durch Shell Chemical Co. aus Houston, TX) in einem Gewichtsverhältnis von 2 Teilen Siloxan zu einem 1 Teil Benässungsmittel beigemengt wird.
Zweitens wird ein 3 Gew.% wäßriger Brei aus NSK in einem herkömmlichen Repulper hergestellt. Der NSK-Brei wird sanft raffiniert, und eine 1% Lösung des dau erhaft naßfesten Harzes (das heißt, Kymene® 557H, vermarktet durch Hercules Incorporated aus Wilmington, DE) wird dem NSK-Vorratsrohr mit einem Durchsatz von 0,2 Gew.% der gesamten Blatt-Trockenfasern hinzu gegeben. Die Adsorption des dauerhaft naßfesten Harzes an die NSK-Fasern wird durch einen Inline-Mischer verbessert. Eine 0,25% Lösung des trockenfesten Harzes (das heißt, CMC von Hercules Incorporated aus Wilmington, DE) wird dem NSK-Vorratsrohr vor der Fächerpumpe mit einem Durchsatz von 0,05 Gew.% der gesamten Blatt-Trockenfasern hinzu gegeben. Der NSK-Brei wird auf etwa 0,2% Konsistenz an der Fächerpumpe verdünnt.
Drittens wird ein 3 Gew.% wäßriger Brei aus Eukalyptusfasern in einem herkömmlichen Repulper hergestellt. Eine 1% Lösung des dauerhaft naßfesten Harzes (das heißt, Kymene® 557H) wird dem Eukalyptus-Vorratsrohr mit einem Durchsatz von 0,05 Gew.% der gesamten Blatt-Trockenfasern hinzu gegeben, gefolgt von einer Hinzufügung einer 0,25% Lösung von CMC mit einem Durchsatz von 0,25 Gew.% der gesamten Blatt-Trockenfasern. Eine 2% Lösung des ersten chemischen Weichmachergemisches wird dem Eukalyptus-Vorratsrohr vor der Fächerpumpe mit einem Durchsatz von 0,15 Gew.% der gesamten Blatt-Trockenfasern hinzu gegeben. Der Eukalyptusbrei wird auf etwa 0,2% Konsistenz an der Fächerpumpe verdünnt.
Die einzeln behandelten Stoffströme (Strom 1 = 100% NSK/Strom 2 = 100% Eukalyptus) werden durch den Stoffauflaufkasten separat gehalten und auf einem Fourdrinier-Sieb abgelagert, um eine zweischichtige embryonische Bahn zu bilden, die gleiche Anteile von NSK und Eukalyptus enthält. Eine Entwässerung erfolgt durch das Fourdrinier-Sieb hindurch und wird unterstützt durch einen Deflektor und durch Vakuumkästen. Das Fourdrinier-Sieb hat eine 5-fachige Seidengewebeausbildung mit 4,13 Monofilamenten pro Millimeter in Maschinenrichtung und 4,21 Monofilamenten pro Millimeter in Quer-Maschinenrichtung (105 Monofilamenten pro Inch in Maschinenrichtung und 107 Monofilamenten pro Inch in Quer-Maschinenrichtung). Die embryonische nasse Bahn wird von dem Foudrinier-Sieb mit einer Faserkonsistenz von etwa 8% beim Punkt der Überführung auf ein her kömmliches Filz überführt. Eine weitere Entwässerung wird durch Pressen und durch eine vakuumunterstützte Drainage herbei geführt, bis die Bahn eine Faserkonsistenz von wenigstens 35% hat. Die Bahn wird dann an der Oberfläche eines Yankee-Trockners angehaftet, wobei die Eukalyptus-Faserschicht den Yankee-Trockner berührt. Die Faserkonsistenz wird auf etwa 96% erhöht, bevor die Bahn mit einer Abstreichklinge trocken gekreppt wird. Die Abstreichklinge hat einen Neigungswinkel von etwa 25 Grad und ist in Bezug zu dem Yankee-Trockner so positioniert, daß ein Auftreffwinkel von etwa 81 Grad erzeugt wird; der Yankee-Trockner wird mit etwa 244 Meter pro Minute(800 fpm, Fuß pro Minute) betrieben. Die trockene Bahn wird durch einen Gummi-auf-Stahl-Kalandrierspalt hindurch bewegt. Eine 15% Lösung der zweiten chemischen Weichmacherzusammensetzung wird gleichförmig auf die untere Stahlwalze des Kalandriersystems aufgesprüht, von welcher diese die Eukalyptusschicht der Papierbahn mit einem Durchsatz von 0,15 Gew.% der gesamten Blatt-Trockenfaser mit einer Minimummenge an Feuchtigkeit überführt. Die trockene Bahn wird mit einer Geschwindigkeit von etwa 198 Meter pro Minute(650 fpm) in Rollen geformt.
Die Bahn wird in ein zweischichtiges, zweilagiges Gesichtstissuepapier umgewandelt, wie dies in 1 beschrieben ist. Das mehrlagige Gesichtstissuepapier hat etwa 29 g/m² (18 #/3M Quadratfuß) Basisgewicht, enthält etwa 0,25% des dauerhaft naßfesten Harzes, etwa 0,075% des trockenfesten Harzes, etwa 0,15% des ersten chemischen Weichmachergemisches und etwa 0,15% des zweiten chemischen Weichmachergemisches. Es ist wichtig, daß das resultierende mehrlagige Tissuepapier weich ist, absorbierend ist, einen guten Lintwiderstand hat und für die Verwendung als Gesichtstissue geeignet ist.
BEISPIEL 3
Der Zweck dieses Beispiel ist, ein Verfahren unter Verwendung von Papier machenden Techniken mit Durchblastrocknung und Schichtung darzustellen, um ein weiches, absorbierendes und lintwiderstandsfähiges, mehrlagiges Gesichtstissuepa pier herzustellen, das mit zwei chemischen Weichmacherzusammensetzungen behandelt wurde, einem dauerhaft naßfesten Harz und einem trockenfesten Harz. Ein chemisches weich machendes System (nachfolgend als der erste chemische Weichmacher bezeichnet) umfaßt Di-(hydriertes)Tallowdimethylammoniumchlorid (DHTDMAC) und ein Polyoxyethylenglycol 400 (PEG-400); das andere (nachfolgend als der zweite chemische Weichmacher bezeichnet) ist aus einem aminofunktionalen, Polysdimethylsiloxan und einem geeigneten Benässungsmittel, um den hydrophoben Charakters des Siloxans zu beseitigen, zusammen gesetzt.
Eine Papier machende Maschine mit einem Fourdrier-Sieb im Pilotmaßstab wird bei der praktischen Umsetzung der vorliegenden Erfindung verwendet. Die erste chemische Weichmacherzusammensetzung ist ein homogenes Vorgemisch von DHTDMAC und PEG-400 in festem Zustand, welches bei einer Temperatur von etwa 88°C (190°F) geschmolzen ist. Das geschmolzene Gemisch wird dann in einem konditionierten Wassertank (Temperatur 66°C) dispergiert, um eine submikroskopische Bläschendispersion zu bilden. Die Teilchengröße der Bläschendispersion wird bestimmt unter Verwendung einer optischen Mikroskoptechnik. Der Teilchengrößenbereich liegt zwischen etwa 0,1 und 1,0 Mikrometer. Der zweite chemische Weichmacher wird präpariert, indem zuerst eine wäßrige Emulsion des Amino-Polydimethylsiloxan (das heißt, CM2266, vermarktet durch GE Silicones aus Waterford, NY) mit Wasser gemischt wird und dann ein Benässungsmittel (das heißt, Neodol 25–12, vermarktet durch Shell Chemical Co. aus Houston, TX) in einem Gewichtsverhältnis von 2 Teilen Siloxan zu einem 1 Teil Benässungsmittel beigemengt wird.
Zweitens wird ein 3 Gew.% wäßriger Brei aus nördlichen Weichholz-Kraftfasern in einem herkömmlichen Repulper hergestellt. Der NSK-Brei wird sanft raffiniert, und eine 1% Lösung des dauerhaft naßfesten Harzes (das heißt, Kymene^® 557H, vermarktet durch Hercules Incorporated aus Wilmington, DE) wird dem NSK-Vorratsrohr mit einem Durchsatz von 0,75 Gew.% der gesamten Blatt-Trockenfasern hinzu gegeben. Die Adsorption des dauerhaft naßfesten Harzes an den NSK-Fasern wird durch einen Inline-Mischer verbessert. Eine 1% Lösung des trockenfesten Harzes (das heißt, CMC von Hercules Incorporated aus Wilmington, DE) wird dem NSK-Vorratsrohr vor der Fächerpumpe mit einem Durchsatz von 0,02 Gew.% der gesamten Blatt-Trockenfasern hinzu gegeben. Der NSK-Brei wird auf etwa 0,2% Konsistenz an der Fächerpumpe verdünnt.
Drittens wird ein 3 Gew.% wäßriger Brei aus Eukalyptusfasern in einem herkömmlichen Repulper hergestellt. Eine 2% Lösung des dauerhaft naßfesten Harzes (das heißt, Kymene® 557H) wird dem Eukalyptus-Vorratsrohr mit einem Durchsatz von 0,02 Gew.% der gesamten Blatt-Trockenfasern hinzu gegeben, gefolgt von einer Hinzugfügung einer 1% Lösung von CMC mit einem Durchsatz von 0,05 Gew.% der gesamten Blatt-Trockenfasern. Eine 2% Lösung des ersten chemischen Weichmachergemisches wird dem Eukalyptus-Vorratsrohr vor der Fächerpumpe mit einem Durchsatz von 0,2 Gew.% der gesamten Blatt-Trockenfasern hinzu gegeben. Der Eukalyptusbrei wird auf etwa 0,2% Konsistenz an der Fächerpumpe verdünnt.
Die einzeln behandelten Stoffströme (Strom 1 = 100% NSK/Strom 2 = 100% Eukalyptus) werden durch den Stoffauflaufkasten getrennt gehalten und auf einem Fourdrinier-Sieb abgelagert, um eine zweischichtige embryonische Bahn zu bilden, die gleiche Anteile von NSK und Eukalyptus enthält. Eine Entwässerung erfolgt durch das Fourdrinier-Sieb hindurch und wird durch einen Deflektor und durch Vakuumkästen unterstützt. Das Fourdrinier-Sieb hat eine 5-fachige Satingewebekonfiguration mit 4,13 Monofilamenten pro Millimeter in Maschinenrichtung und 4,21 Monofilamenten pro Millimeter in Quer-Maschinenrichtung (105 Monofilamenten pro Inch in Maschinenrichtung und 107 Monofilamenten pro Inch in Quer-Maschinenrichtung). Die embryonische Bahn wird von dem Foudrinier-Sieb mit einer Faserkonsistenz von etwa 15% beim Punkt der Überführung auf ein Photopolymerband überführt, das in Übereinstimmung mit US-A-4,528,239, Trokhan, veröffentlicht am 09. Juli 1985 hergestellt wurde. Eine weitere Entwässerung wird durch eine vakuumunterstützte Drainage herbei geführt, bis die Bahn eine Faserkonsistenz von etwa 28% hat. Die gemusterte Bahn wird durch Luftdurchblasung auf eine Faserkonsistenz von etwa 68 Gew.% vorgetrocknet. Die Bahn wird dann an der Oberfläche eines Yankee-Trockners mit einem aufgesprühten Krepphaftmittel mit 0,25% wäßriger Lösung aus Polyvinylalkohol (PVA) angehaftet. Die Faserkonsistenz wird erhöht auf etwa 96%, bevor die Bahn mit einer Abstreichklinge trocken gekreppt wird. Die Abstreichklinge hat einen Neigungswinkel von etwa 25 Grad und ist mit Bezug zu dem Yankee-Trockner so positioniert, daß ein Auftreffwinkel von etwa 81 Grad erzeugt wird; der Yankee-Trockner wird mit etwa 244 Meter pro Minute(etwa 800 fpm, Fuß pro Minute) betrieben. Die trockene Bahn wird durch einem Gummi-auf-Stahl-Kalandrierspalt hindurch bewegt. Eine 15% Lösung der zweiten chemischen Weichmacherzusammensetzung wird gleichförmig auf die untere Stahlwalze des Kalandriersystems aufgesprüht, von welcher diese zu der Eukalyptusschicht der Papierbahn mit einem Durchsatz von 0,15 Gew.% der gesamten Blatt-Trockenfaser mit einer minimalen Menge an Feuchtigkeit überführt wird. Die trockene Bahn wird mit einer Geschwindigkeit von etwa 208 Meter pro Minute(680 fpm) in eine Rolle geformt.
Die Bahn wird in ein zweischichtiges, zweilagiges Gesichtstissuepapier umgewandelt., wie dies in 1 beschrieben ist. Das mehrlagige Gesichtstissuepapier hat etwa 33 g/m² (20 #/3M Quadratfuß) Basisgewicht, enthält etwa 0,95% des dauerhaft naßfesten Harzes, etwa 0,125% des trockenfesten Harzes, etwa 0,25% des chemischen Weichmachergemisches. Es ist wichtig, daß das resultierende mehrlagige Tissuepapier weich ist, absorbierend ist, einen guten Lintwiderstand hat und für die Verwendung als Gesichtstissue geeignet ist.
BEISPIEL 4 (nicht entsprechend der Erfindung)
Der Zweck dieses Beispiels ist, ein Verfahren unter Verwendung herkömmlicher Papier machender Techniken mit Trocknung darzustellen, um ein weiches, absorbierendes und lintwiderstandsfähiges, mehrlagiges Gesichtstissuepapier zu erzeugen., das mit zwei chemischen Weichmacherzusammensetzungen behandelt wurde, einem dauerhaft naßfesten Harz und einem trockenfesten Harz. Ein chemisches weich machendes System (nachfolgend als der erste chemische Weichmacher bezeichnet) umfaßt Di-(hydriertes)Tallowdimethylammoniummethylsufat (DHTDMAMS) und ein Polyoxyethylenglycol 400 (PEG-400); das andere (nachfolgend als der zweite chemische Weichmacher bezeichnet) ist aus einem aminofunktionalen, Polysdimethylsiloxan und einem geeigneten Benässungsmittel, um den hydrophoben Charakters des Siloxans zu beseitigen, zusammen gesetzt.
Eine Papier machende Maschine mit einem Fourdrier-Sieb im Pilotmaßstab wird verwendet. Die erste chemische Weichmacherzusammensetzung ist ein homogenes Vorgemisch von DHTDMAMS und PEG-400 in festem Zustand, welches bei einer Temperatur von etwa 88°C (190°F) geschmolzen ist. Das geschmolzene Gemisch wird dann in einem konditionierten Wassertank (Temperatur 66°C) dispergiert, um eine submikroskopische Bläschendispersion zu bilden. Die Teilchengröße der Bläschendispersion wird bestimmt unter Verwendung einer optischen Mikroskoptechnik. Der Teilchengrößenbereich liegt zwischen etwa 0,1 und 1,0 Mikrometer. Der zweite chemische Weichmacher wird präpariert, indem zuerst eine wäßrige Emulsion des Amino-Polydimethylsiloxan (das heißt, CM2266, vermarktet durch GE Silicones aus Waterford, NY) mit Wasser gemischt wird und dann ein Benässungsmittel (das heißt, Neodol 25–12, vermarktet durch Shell Chemical Co. aus Houston, TX:) in einem Gewichtsverhältnis von 2 Teilen Siloxan zu einem 1 Teil Benässungsmittel beigemengt wird.
Erstens wird ein 3 Gew.% wäßriger Brei aus NSK in einem herkömmlichen Repulper hergestellt. Der NSK-Brei wird sanft raffiniert, und eine 1% Lösung des dauerhaft naßfesten Harzes (das heißt, Kymene® 557H, vermarktet durch Hercules Incorporated aus Wilmington, DE) wird dem NSK-Vorratsrohr mit einem Durchsatz von 0,25 Gew.% der gesamten Blatt-Trockenfasern hinzu gegeben. Die Adsorption des dauerhaft naßfesten Harzes auf den NSK-Fasern wird durch einen Inline-Mischer verbessert. Eine 0,25% Lösung des trockenfesten Harzes (das heißt, CMC von Hercules Incorporated aus Wilmington, DE) wird dem NSK-Vorratsrohr vor der Fächerpumpe mit einem Durchsatz von 0,05 Gew.% der gesamten Blatt- Trockenfasern hinzu gegeben. Der NSK-Brei wird auf etwa 0,2% Konsistenz an der Fächerpumpe verdünnt.
Der behandelte NSK-Strom wird auf einem Fourdrinier-Sieb abgelagert, um eine eineschichtige embryonische Bahn zu bilden. Die Entwässerung erfolgt durch das Fourdrinier-Sieb hindurch und wird durch einen Deflektor und durch Vakuumkästen unterstützt. Das Fourdrinier-Sieb hat eine 5-fachige, Satingewebekonfiguration mit 4,13 Monofilamenten pro Millimeter in Maschinenrichtung und 4,21 Monofilamenten pro Millimeter in Quer-Maschinenrichtung (105 Monofilamenten pro Inch in Maschinenrichtung und 107 Monofilamenten in Quer-Maschinenrichtung). Die embryonische nasse Bahn wird von dem Foudrinier-Sieb mit einer Faserkonsistenz von. etwa 8% beim Punkt der Überführung auf ein herkömmliches Filz überführt. Eine weitere Entwässerung wird durch Pressen und durch eine vakuumunterstützte Drainage herbei geführt, bis die Bahn eine Faserkonsistenz von etwa 35% hat. Die Bahn wird dann an der Oberfläche eines Yankee-Trockners angehaftet, und die Faserkonsistenz wird auf etwa 96%erhöht, bevor die Bahn mit einer Abstreichklinge trocken gekreppt wird. Die Abstreichklinge hat einen Neigungswinkel von etwa 25 Grad und ist mit Bezug zu dem Yankee-Trockner so positioniert, daß ein Auftreffwinkel von etwa 81 Grad erzeugt wird; der Yankee-Trockner wird mit etwa 244 Meter pro Minute(etwa 800 fpm, Fuß pro Minute) betrieben. Die trockene Bahn wird mit einer Geschwindigkeit von etwa 200 Metern pro Minute (650 fpm) eine Rolle geformt.
Zweitens wird ein 3 Gew.% wäßriger Brei aus Eukalyptusfasern in einem herkömmlichen Repulper hergestellt. Eine 1% Lösung des dauerhaft naßfesten Harzes (das heißt, Kymene® 557H) wird dem Eukalyptus-Vorratsrohr mit einem Durchsatz von 0,05 Gew.% der gesamten Blatt-Trockenfasern hinzu gegeben, gefolgt von einer Hinzugabe einer 0,25% Lösung von CMC mit einem Durchsatz von 0,025 Gew.% der gesamten Blatt-Trockenfasern. Eine 2% Lösung des ersten chemischen Weichmachergemisches wird dem Eukalyptus-Vorratsrohr von der Fächerpumpe mit einem Durchsatz von 0,15 Gew.% der gesamten Blatt-Trockenfasern hinzu ge geben. Der Eukalyptus-Brei wird auf etwa 0,2% Konsistenz an der Fächerpumpe verdünnt.
Der behandelte Eukalyptus-Strom wird auf einem Fourdrinier-Sieb abgelagert, um eine zweischichtige embryonische Bahn mit gleichen Anteilen von NSK und Eukalyptus zu bilden. Die Entwässerung erfolgt durch das Fourdrinier-Sieb hindurch und wird durch einen Deflektor und durch Vakuumkästen unterstützt. Das Fourdrinier-Sieb hat eine 5-fachige, Satingewebekonfiguration mit 4,13 Monofilamenten pro Millimeter in Maschinenrichtung und 4,21 Monofilamenten pro Millimeter in Quer-Maschinenrichtung (105 Monofilamenten pro Inch in Maschinenrichtung und 107 Monofilamenten in Quer-Maschinenrichtung). Die embryonische nasse Bahn wird von dem Foudrinier-Sieb mit einer Faserkonsistenz von etwa 8% am Punkt der Überführung auf ein herkömmliches Filz überführt. Eine weitere Entwässerung wird durch Pressen und durch eine vakuumunterstützte Drainage herbei geführt, bis die Bahn eine Faserkonsistenz von etwa 35% hat. Die Bahn wird dann an der Oberfläche eines Yankee-Trockners angehaftet, und die Faserkonsistenz wird auf etwa 96% erhöht, bevor die Bahn mit einer Abstreichklinge trocken gekreppt wird. Die Abstreichklinge hat einen Neigungswinkel von etwa 25 Grad und ist so mit Bezug auf den Yankee-Trockner positioniert, daß ein Auftreffwinkel von etwa 81 Grad erzeugt wird; der Yankee-Trockner wird mit etwa 244 Meter pro Minute(etwa 800 fpm, Fuß pro Minute) betrieben. Die trockene Bahn wird durch einen Gummi-auf-Stahl-Kalandrierspalt hindurch bewegt. Eine 15% Lösung der zweiten chemischen Weichmacherzusammensetzung wird gleichförmig auf die untere Stahlwalze des Kalandriersystems aufgesprüht, von welcher dieses auf die Papierbahn einem Durchsatz von 0,15 Gew.% der gesamten Blatt-Trockenfasern mit einer minimalen Menge an Feuchtigkeit überführt wird. Die trockene Bahn wird mit einer Geschwindigkeit von 200 Metern pro Minute (650 fpm) in Rollen geformt.
Die Bahnen werden in ein dreilagiges Gesichtstissuepapier umgewandelt, das in 1 beschrieben ist. Das weichen Eukalyptuslagen befinden sich außenseitig und die starke NSK-Lage befindet sich innenseitig. Das mehrlagige Gesichtstissue papier hat etwa 42 g/m² (26 #/3M Quadratfuß) Basisgewicht, enthält etwa 0,12% des dauerhaft naßfesten Harzes, etwa 0,033% des trockenfesten Harzes, etwa 0,10% des ersten chemischen Weichmachergemisches und etwa 0,10% des zweiten chemischen Weichmachergemisches. Es ist wichtig, daß das resultierende mehrlagige Tissuepapier weich ist, absorbierend ist, einen guten Lintwiderstand hat und für die Verwendung als Gesichtstissue geeignet ist.
BEISPIEL 5 (nicht entsprechend der Erfindung)
Der Zweck dieses Beispiels ist, ein Verfahren unter Verwendung von Papier machender Techniken mit Durchblastrocknung und Schichtung darzustellen, um ein weiches, absorbierendes und lintwiderstandsfähiges, einlagiges Toilettentissuepapier zu erzeugen, das mit zwei chemischen Weichmacherzusammensetzungen behandelt wurde, einem temporär naßfesten Harz und einem trockenfesten Harz. Ein chemisches weich machendes System (nachfolgend als der erste chemische Weichmacher bezeichnet) umfaßt Di-(hydriertes)Tallowdimethylammoniumchlorid (DHTDMAC) und ein Polyoxyethylenglycol 400 (PEG-400); das andere (nachfolgend als der zweite chemische Weichmacher bezeichnet) ist aus einem aminofunktionalen, Polydimethylsiloxan und einem geeigneten Benässungsmittel zusammen gesetzt, um den hydrophoben Charakters des Siloxans zu beseitigen,.
Eine Papier machende Maschine mit einem Fourdrier-Sieb im Pilotmaßstab wird bei der praktischen Umsetzung der vorliegenden Erfindung verwendet. Die chemische Weichmacherzusammensetzung ist ein homogenes Gemisch von DHTDMAC und PEG-400 in festem Zustand, welches bei einer Temperatur von etwa 88°C (190°F) geschmolzen wurde. Das geschmolzene Gemisch wird dann in einem konditionierten Wassertank (Temperatur 66°C) dispergiert, um eine submikroskopische Bläschendispersion zu bilden. Die Teilchengröße der Bläschendispersion wird bestimmt unter Verwendung einer optischen Mikroskoptechnik. Der Teilchengrößenbereich liegt zwischen etwa 0,1 und 1,0 Mikrometer. Der zweite chemische Weichmacher wird präpariert, indem zuerst eine wäßrige Emulsion des Amino- Polydimethylsiloxan (das heißt, CM2266, vermarktet durch GE Silicones aus Waterford, NY) mit Wasser gemischt wird und dann ein Benässungsmittel (das heißt, Neodol 25–12, vermarktet durch Shell Chemical Co. aus Houston, TX) in einem Gewichtsverhältnis von 2 Teilen Siloxan zu einem 1 Teil Benässungsmittel beigemengt wird.
Zweitens wird ein 3 Gew.% wäßriger Brei aus nördlichen Weichholz-Kraftfasern in einem herkömmlichen Repulper hergestellt. Der NSK-Brei wird sanft raffiniert, und eine 2 Lösung des temporär naßfesten Harzes (das heißt, National Starch 78-0080, vermarktet durch the National Starch and Chemical Corporation aus New York, NY) wird dem NSK-Vorratsrohr mit einem Durchsatz von 0,4 Gew.% der gesamten Blatt-Trockenfasern hinzu gegeben. Die Adsorption des temporär naßfesten Harzes auf den NSK-Fasern wird durch einen Inline-Mischer verbessert. Der NSK-Brei wird auf etwa 0,2% Konsistenz an der Fächerpumpe verdünnt.
Drittens wird ein 3 Gew.% wäßriger Brei aus Eukalyptusfasern in einem herkömmlichen Repulper hergestellt. Eine 2% Lösung des ersten chemischen Weichmachergemisches wird dem Eukalyptus-Vorratsrohr vor dem Inlinemischer mit einem Durchsatz von 0,3 Gew.% der gesamten Blatt-Trockenfasern hinzu gegeben, gefolgt von einer Hinzugabe einer 1% Lösung von CMC mit einem Durchsatz von 0,25 Gew.% der gesamten Blatt-Trockenfasern. Der Eukalyptusbrei wird in zwei gleiche Ströme unterteilt und auf etwa 0,2% Konsistenz an der Fächerpumpe verdünnt.
Die einzeln behandelten Stoffströme (Strom 1 = 100% NSK/Strom 2 und 3 = 100% Eukalyptus) werden durch den Stoffauflaufkasten separat gehalten und auf einem Fourdrinier-Sieb abgelagert, um eine dreischichtige embryonische Bahn mit etwa 30% NSK und 70% Eukalyptus zu bilden. Die Bahn wird wie in 3 beschrieben gebildet, und zwar mit dem Eukalyptus auf der Außenseite und dem NSK auf der Innenseite. Die Entwässerung erfolgt durch das Fourdrinier-Sieb hindurch und wird durch einen Deflektor und durch Vakuumkästen unterstützt. Das Fourdrinier-Sieb hat eine 5-fachige, 84 M Ausbildung. Die embryonische nasse Bahn wird von dem Foudrinier-Sieb mit einer Faserkonsistenz von etwa 15% beim Punkt der Überführung auf einen 44 × 33 5 A Trocknungs/Eindruck-Textilstoff überführt. Eine weitere Entwässerung wird durch eine vakuumunterstützte Drainage herbei geführt, bis die Bahn eine Faserkonsistenz von etwa 28% hat. Die gemusterte Bahn wird durch Luftdurchblasung auf eine Faserkonsistenz von etwa 65 Gew.% vorgetrocknet. Die Bahn wird dann an der Oberfläche eines Yankee-Trockners mit einem aufgesprühten Krepphaftmittel mit 0,25% wäßriger Lösung aus Polyvinylalkohol (PVA) angehaftet. Die Faserkonsistenz wird auf etwa 96% erhöht, bevor die Bahn mit einer Abstreichklinge trocken gekreppt wird. Die Abstreichklinge hat einen Neigungswinkel von etwa 25 Grad und ist mit Bezug zu dem Yankee-Trockner so positioniert, daß ein Auftreffwinkel von etwa 81 Grad erzeugt wird; der Yankee-Trockner wird mit etwa 244 Meter pro Minute(etwa 800 fpm, Fuß pro Minute) betrieben. Die trockene Bahn wird durch einen Gummi-auf-Stahl-Kalandrierspalt hindurch bewegt. Eine 15% Lösung der zweiten chemischen Weichmacherzusammensetzung wird gleichförmig auf beide Walzen des Kalandriersystems aufgesprüht, von welcher dieses auf die Eukalyptusschichten der Papierbahn mit einem Durchsatz von 0,15 Gew.% der gesamten Blatt-Trockenfaser mit einer minimalen Menge an Feuchtigkeit überfuhrt wird. Die trockene Bahn wird mit einer Geschwindigkeit von etwa 208 Meter pro Minute(680 fpm) in eine Rolle geformt.
Die Bahn wird in ein dreischichtiges, einlagiges Toilettentissuepapier umgewandelt. Das einlagige Gesichtstissuepapier hat etwa 29 g/m² (18 #/3M Quadratfuß) Basisgewicht, enthält etwa 0,4% des dauerhaft naßfesten Harzes, etwa 0,25% des trockenfesten Harzes, etwa 0,3% des ersten chemischen Weichmachergemisches und etwa 0,15% des zweiten chemischen Weichmachergemisches. Es ist wichtig, daß das resultierende einlagige Tissuepapier weich ist, absorbierend ist, einen guten Lintwiderstand hat und für die Verwendung als Toilettentissue geeignet ist.

Claims

Mehrlagiges Tissue-Papier-Produkt umfassend – Papierherstellungs-Fasern; – ungefähr 0,01% bis ungefähr 3,0% einer quaternären Ammonium-Verbindung; und – ungefähr 0,01% bis ungefähr 3,0% von Bindemittel-Materialien, nämlich entweder Nassfestigkeits-Bindemittel und/oder Trockenfestigkeits-Bindemittel, wobei es ferner 0,01% bis ungefähr 3,0% einer Polysiloxan-Verbindung aufweist; und wobei das Papier-Produkt mindestens zwei Schichten umfasst, wobei jede der Schichten umfasst mindestens zwei aufeinandergelegte Lagen, nämlich eine Innenlage und eine Außenlage, die benachbart zu der Innenlage angeordnet ist, wobei die Schichten in dem Papier-Produkt derart orientiert sind, dass die Außenlage von jeder Schicht eine freiliegende Oberfläche des Papier-Produkts bildet und jede der Innenlagen der Schichten in Richtung zum Inneren des Gesichts-Tissue-Papier-Produkts angeordnet ist; und wobei die Mehrheit der quaternären Ammonium-Verbindung und die Mehrheit der Polysiloxan-Verbindung in mindestens einer der Außenlagen, vorzugsweise in beiden Außenlagen enthalten ist; und wobei jede der zwei Innenlagen relativ lange Papierherstellungs-Fasern mit einer Durchschnitts-Länge von mindestens 2,0 mm aufweist, und wobei jede der zwei Außenlagen relativ kurze Papierherstellungs-Fasern mit einer Durchschnitts-Länge zwischen 0,2 mm und 1,5 mm aufweist.
Mehrlagiges Tissue-Papier-Produkt gemäß Anspruch 1, wobei die Mehrheit der Bindemittel in mindestens einer der Innenlagen enthalten ist.
Mehrlagiges Tissue-Papier-Produkt gemäß Anspruch 1, wobei die Mehrheit der Bindemittel in den Außenlagen enthalten ist.
Mehrlagiges Tissue-Papier-Produkt gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Innenlagen Weichholz-Fasern, vorzugsweise nordische Weichholz-Kraftfasern, aufweisen, und wobei die Außenlagen Hartholz-Fasern, vorzugsweise Eukalyptus-Fasern, aufweisen.
Tissue-Papier-Produkt gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Nassfestigkeits-Bindemittel Permanent-Nassfestigkeits-Bindemittel, die gewählt sind aus Polyamid-Epichlorhydrin-Harzen, Polyacrylamid-Harzen und Gemischen davon, vorzugsweise aus Polyamid-Epichlorhydrin-Harzen, oder Temporär-Nassfestigkeits-Bindemittel sind, die gewählt sind aus auf Stärke basierenden kationischen Dialdehyd-Harzen, Dialdehyd-Stärke-Harzen und Gemischen davon, vorzugsweise aus auf Stärke basierenden kationischen Dialdehyd-Harzen; und wobei das Trockenfestigkeits-Bindemittel gewählt ist aus Carboxymethyl-Zellulose-Harzen, Harzen auf Stärkebasis, Polyarcrylamid-Harzen, Polyvinylalkohol-Harzen und Gemischen davon, vorzugsweise aus Carboxymethyl-Zellulose-Harzen.
Tissue-Papier-Produkt gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die quaternäre Ammonium-Verbindung die Formel aufweist: (R₁)_4-m-N⁺-[R₂]_mX wobei m von 1 bis 3 reicht; R₁ eine C₁-C₈Alkylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Hydrocarbyl- oder substituierte Hydrocarbylgruppe, veretherte Gruppe, Benzylgruppe oder Gemisch davon, vorzugsweise C₁-C₃Alkyl ist; R₂ eine C₉-C₄₁Alkylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Hydrocarbyl- oder substituierte Hydrocarbylgruppe, veretherte Gruppe, Benzylgruppe oder Gemisch davon, vorzugsweise C₁₆–C₁₈Alkyl ist; und X^– jedes beliebige Weichmacher-kompatible Anion, vorzugsweise Chlorid oder Methylsulfat ist, wobei die quaternäre Ammonium-Verbindung vorzugsweise Di(hydriertes)Talg-Dimethyl-Ammoniumchlorid oder Di(hydriertes)Talg-Dimethyl-Ammonium-Methylsulfat ist.
Tissue-Papier-Produkt gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Polysiloxan Polydimethylsiloxan ist mit einer Wasserstoff-bindenden, funktionalen Gruppe, die gewählt ist aus Amino-, Carboxyl-, Hydroxyl-, Ether-, Polyether-, Aldehyd-, Keton-, Amid-, Ester- und Thiolgruppen, vorzugsweise aus einer Amino-funktionalen Gruppe, wobei die Wasserstoff-bindende funktionale Gruppe in einem Substitutions-Molgehalt vorhanden ist von ungefähr 20% oder weniger, vorzugsweise 10% oder weniger, am bevorzugtesten von 1,0% bis 5%, wobei das Polysiloxan eine Viskosität von 25 bis 20.000.000 mm²/s (25 Zentistokes bis 20.000.000 Zentistokes) aufweist.