DE69819146T2

DE69819146T2 - Absorbierendes gefaltetes handtuch

Info

Publication number: DE69819146T2
Application number: DE69819146T
Authority: DE
Inventors: James Wesley MCCONNELL
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 1997-04-21
Filing date: 1998-03-27
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2018-03-28
Also published as: CO5021234A1; CA2285050C; EP0977507A1; CA2285050A1; CN1252700A; AU727221B2; IL132109A0; US5882743A; KR20010020131A; DE69819146D1; AU6785198A; CR5760A; CN1117543C; IL132109A; MY119525A; AR012455A1; EP0977507B1; JP2001522271A; WO1998047419A1; ES2206908T3

Description

SACHGEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet von absorbierenden, gefalteten Handtüchern. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf ein absorbierendes, gefaltetes Handtuch, das eine verbesserte Effektivität beim Händetrocknen besitzt.
HINTERGRUND
Absorbierende, gefaltete Handtücher, hergestellt aus fasrigem Zellulosematerial, werden weit verbreitet an kommerziellen, institutionellen und öffentlichen Einrichtungen verwendet, um Hände abzutrocknen. Solche gefalteten Handtücher sind für eine einmalige Benutzung ausgelegt, um eine Verbreitung von Krankheitserregern zu verhindern. Da diese Handtücher typischerweise kostenlos an den Benutzer abgegeben werden, ist es erwünscht, deren Benutzungskosten zu minimieren.
Während jeder Benutzung oder jedes Handtrocknungsvorgangs wird bzw. werden eines oder mehrere gefaltete Handtücher über die Hände eines Benutzers gerieben, um Wasser zu absorbieren. Die Fähigkeit eines einzelnen Handtuchs, Wasser zu absorbieren (auch bezeichnet als „Wasserkapazität"), korreliert grob zu der Anordnung von Fasern und dem Gesamtgewicht des absorbierenden, fasrigen Zellulosematerials in dem Handtuch (was auch eine Hauptkomponente der Kosten von solchen Tüchern ist). Allgemein folgt, dass eine Erhöhung der Wasserkapazität eines Tuchs auch dessen Gewicht und demzufolge dessen Kosten erhöht.
Eine weit verbreitet angewandte Maßnahme, um die Kosten einer Benutzung von absorbierenden, gefalteten Tüchern herabzusetzen, ist diejenige, ein Tuch vorzusehen, das eine „hohe Kapazität" und einen ausreichend großen Flächenbereich besitzt, so dass nur ein Tuch für einen typischen Handtrocknungsvorgang benötigt werden würde. Damit solche Tücher nicht zu viele Fasern benötigen, wird das Basisgewicht solcher großformatigen Tücher oftmals niedrig gehalten. Diese Tücher können unter Verwendung von Papierherstelltechniken oder -einrichtungen hergestellt werden, die eine ausreichende Festigkeit bei niedrigen Basisgewichten erzielen, um ein Reißen des Tuchs beim Ausgeben zu verringern oder zu verhindern. Alternativ können diese Tücher so konfiguriert werden, dass zwei oder mehr Lagen gefaltet werden, um eine voranführende Kante zu bilden, die eine ausreichende Festigkeit für eine zuverlässige Ausgabe besitzt. Studien haben gezeigt, dass weniger dieser Tücher mit „hoher Kapazität" in einem Handtrocknungsvorgang verwendet werden. Leider bedeutet das größere Gewicht jedes Tuchs mit „hoher Kapazität", dass das gesamte Gewicht des Tuchs, das während des Handtrocknungsvorgangs verwendet wird, relativ hoch ist. Beispielhafte Tücher mit hoher Kapazität besitzen Oberflächenbereiche von 600 cm² oder mehr und Basisgewichte von 45 g/m² (gsm) oder mehr.
Eine andere Maßnahme, um die Kosten einer Benutzung von absorbierenden, gefalteten Papierhandtüchern zu verringern, ist diejenige, kostengünstige Handtücher mit „sehr niedriger Kapazität" vorzusehen. Das Basisgewicht dieser Handtücher „mit sehr niedriger Kapazität" wird niedrig gehalten, so dass weniger Fasern verwendet werden. Solche Tücher mit niedrigem Basisgewicht werden auch unter Verwendung von Papierherstelltechniken oder -einrichtungen hergestellt, die eine ausreichende Festigkeit bei niedrigen Basisgewichten liefern, um ein Reißen während einer Ausgabe des Handtuchs zu verringern oder zu verhindern. Das Problem in Verbindung mit dieser Maßnahme ist dasjenige, dass die Benutzer typischerweise diese Tücher als nicht effektiv beim Händetrocknen empfinden und mehr Tücher pro Benutzung verwenden, was bewirkt, dass das Gesamtgewicht des Tuchs, das während des Handtrocknungsvorgangs verwendet wird, relativ hoch ist. Als Beispiel besitzen Tücher mit sehr niedriger Kapazität Oberflächenbereiche von weniger als 600 cm² und Basisgewichte von 45 g/m² oder geringer.
Demzufolge ist ein seit langem bestehendes und nicht erfülltes Erfordernis nach einem absorbierenden Tuch vorhanden, das den geeigneten Umfang einer Wasserkapazität für Benutzer liefert, um deren Hände zu trocknen, während das Gesamtgewicht des Tuchs, das während jedes Handtrocknungsvorgangs verwendet wird, minimiert wird.
Ein Erfüllen dieses Erfordernisses würde einen wichtigen, ökonomischen Vorteil durch Verringern der Kosten von Handtüchern für die Betreiber von kommerziellen, institutionellen und öffentlichen Einrichtungen haben. Ein Erfüllen dieses Erfordernisses würde auch einen wichtigen Umweltvorteil, in dem das Gesamtgewicht des Tuchs (z. B. fasriges Zellulosematerial), verwendet während jedes Handtrocknungsvorgangs, haben. Das bedeutet, dass es erwünscht ist, das Gesamtgewicht des gefalteten Tuchs zu verringern, das verwendet wird, um das Gesamtgewicht des gefalteten Tuchs, das entsorgt wird, zu verringern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Den Problemen und Erfordernissen, die vorstehend beschrieben sind, wendet sich die vorliegende Erfindung zu, die ein absorbierendes, gefaltetes Handtuch schafft, das eine verbesserte Effektivität beim Händetrocknen besitzt, basierend auf dem Gewicht und dem Flächenbereich des Tuchs. Das gefaltete Tuch ist aus einer absorbierenden, fasrigen Zellulosebahn aufgebaut, die, in Kombination, umfasst: 1) einen gesamten Flächenbereich von weniger als ungefähr 500 cm²; 2) ein Basisgewicht von größer als ungefähr 45 g/m² (gsm); 3) ein TWA von größer als ungefähr 3 g/g; und 4) eine Einheit-Zugfestigkeit von weniger als ungefähr 1300 Metern, so dass das Handtuch eine Handtuch-Nutzbarkeit von weniger als ungefähr 5 Gramm pro Handtrocknungsvorgang erzielt.
Gemäß der Erfindung besitzt das Handtuch in erwünschter Weise einen gesamten Flächenbereich von weniger als ungefähr 450 cm². Zum Beispiel kann das Handtuch einen gesamten Flächenbereich von weniger als 425 cm² haben.
Das Handtuch besitzt in erwünschter Weise ein Basisgewicht von größer als ungefähr 50 g/m² (gsm). Zum Beispiel kann das Handtuch ein Basisgewicht von größer als ungefähr 60 g/m² (gsm) haben. Es ist auch erwünscht, dass das Handtuch ein TWA (Total Water Absorbed – gesamtes Wasser, das absorbiert ist) von 3,5 oder größer besitzt. Zum Beispiel kann das Handtuch ein TWA von 5,0 oder mehr haben. Als ein anders Beispiel kann das Handtuch ein TWA von 7,5 oder mehr haben. Als ein noch anderes Beispiel kann das Handtuch ein TWA von 10 oder mehr haben.
Das Handtuch besitzt, in erwünschter Weise, eine Einheit-Zugfestigkeit von weniger als ungefähr 1000 Metern. Zum Beispiel kann das Handtuch eine Einheit-Zugfestigkeit von weniger als 900 Metern haben. Als ein anders Beispiel kann das Handtuch eine Einheit-Zugfestigkeit von weniger als ungefähr 725 Metern haben. Als ein noch anderes Beispiel kann das Handtuch ein Einheit-Zugfestigkeit von weniger als ungefähr 500 Metern haben.
Es ist auch erwünscht, dass das Handtuch eine Handtuch-Nutzbarkeit von weniger als ungefähr 4,8 Gramm pro Handtrocknungsvorgang erzielt. Zum Beispiel kann das Handtuch eine Handtuch-Nutzbarkeit von weniger als ungefähr 4,5 Gramm pro Handtrocknungsvorgang erzielen. Als ein anderes Beispiel kann das Handtuch eine Handtuch-Nutzbarkeit von weniger als ungefähr 4,0 Gramm pro Handtrocknungsvorgang erzielen.
Diese und verschiedene andere Vorteile und Merkmale der Neuerung, die die Erfindung charakterisiert, sind insbesondere in den Ansprüchen, die hier angehängt sind, hervorgehoben, und bilden einen Teil davon. Allerdings sollte, für ein besseres Verständnis der Erfindung, deren Vorteile und die Aufgaben, die durch deren Benutzung erreicht werden, Bezug auf die Zeichnungen, die einen weiteren Teil davon bilden, und auf die beigefügte Beschreibung der Erfindung, genommen werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A und 1B zeigen Darstellungen eines herkömmlichen, absorbierenden Handtuchs mit C-Faltung, das einen relativ großen Flächenbereich und ein relativ niedriges Basisgewicht besitzt.
2A und 2B zeigen Darstellungen eines herkömmlichen, absorbierenden Handtuchs mit M-Faltung, das einen relativ großen Flächenbereich und ein relativ niedriges Basisgewicht besitzt.
3A und 3B zeigen Darstellungen eines beispielhaften, verbesserten, absorbierenden, gefalteten Handtuchs, das eine erhöhte Effektivität beim Händetrocknen besitzt.
4 stellt graphisch die Beziehung zwischen einem Handtuchgewicht und einer inversen Handtuch-Nutzbarkeit ebenso wie die Beziehung zwischen einem Handtuchgewicht und der Qualität dar.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
So, wie er hier verwendet wird, bezieht sich der Ausdruck „gesamter Flächenbereich" auf den zweidimensionalen Oberflächenbereich eines flachen, im Wesentlichen rechteckigen oder quadratischen Materials, wie, zum Beispiel, eines Papierhandtuchs. Der gesamte Flächenbereich wird durch Multiplizieren der Längen-Dimension des Materials mit der Breiten-Dimension des Materials bestimmt.
So wie er hier verwendet wird, bezieht sich der Ausdruck „Basisgewicht" auf das Gewicht eines Materials pro spezifizierter Einheit eines Oberflächenbereichs. Diese Messung ist gewöhnlich relativ dünnen, flachen, Platten- bzw. Blatt ähnlichen Materialien, wie, zum Beispiel, Papieren, Bahnen, und dergleichen, zugeordnet. Basisgewichte der Materialien, die hier diskutiert sind; wurden im Wesentlichen gemäß TAPPI Test Method No. T410om-88 bestimmt. Ein Basisgewicht wird in Einheiten eines Gewichts pro Einheitsfläche ausgedrückt (z. B. Gramm pro Quadratmeter oder Unzen pro Quadrat-Yard).
So, wie er hier verwendet wird, bezieht sich der Ausdruck „Einheit-Zugfestigkeit" auf den geometrischen Mittelwert der Zugfestigkeit in Maschinenrichtung und der Zugfestigkeit quer zur Maschinenrichtung, normiert für das Basisgewicht der Probe. Zugfestigkeitswerte werden durch einen Bruchlängentest (TAPPI Test Method No-T494om-88) unter Verwendung einer 5,08 cm Proben-Spanne und 5,08 cm/Minute Quer-Kopf-Geschwindigkeit, gemessen. Typische Handtuch-Festigkeiten sind in der Maschinenrichtung gegenüber der Richtung quer zur Maschinenrichtung des Blatts bzw. der Bahn unterschiedlich. Auch variiert das Basisgewicht der Tuchproben, was die Zugfestigkeit beeinflusst. Um besser Zugfestigkeiten von verschiedenen Proben zu vergleichen, ist es wichtig, die Unterschiede in dem Basisgewicht der Proben und die Unterschiede in der Zugfestigkeit in Maschinenrichtung zu kompensieren. Eine Kompensation wird durch Berechnen eines Basisgewichts und einer direktional normierten Zugfestigkeit, (nachfolgend „Unit Tensile Strength" oder „Unit Tensile") („Einheit-Zugfestigkeit" oder „Einheit-Festigkeit") erreicht. Eine Einheit-Zugfestigkeit wird als der Quotient berechnet, erhalten durch Dividieren des Basisgewichts in der Quadratwurzel des Produkts der Zugfestigkeiten in Maschinenrichtung und in der Richtung quer zur Maschinenrichtung. Zugfestigkeitsberechnungen, normiert für Differenzen in dem Basisgewicht und der Maschinenrichtung, sind für bessere Vergleiche der Proben vorgesehen worden. Wenn englische Messeinheiten verwendet werden, wird die Zugfestigkeit in „ounces per inch" und das Basisgewicht in „pounds per Team" (2280 square feet) gemessen. Wenn die Zugfestigkeit in metrischen Einheiten berechnet wird, wird sie in Gramm pro 2,54 Zentimetern gemessen und das Basisgewicht wird in Gramm pro Quadratmeter gemessen. Es sollte angemerkt werden, dass die metrischen Einheiten keine reinen metrischen Einheiten sind, da die Testvorrichtung, die zum Testen der Zugfestigkeit verwendet wird, so eingestellt ist, um eine Probe in Inch zu schneiden, und demzufolge kommen die metrischen Einheiten als Gramm pro 2,54 Zentimeter heraus. Unter Verwendung der Abkürzungen MDT für eine Zugfestigkeit in Maschinenrichtung, CDT für eine Zugfestigkeit quer zur Maschinenrichtung, und BW für ein Basisgewicht, ist die mathematische Berechnung einer Einheit-Zugfestigkeit: Einheit-Zugfestigkeit = (MDT × CDT)1/2/BW
Eine Einheit-Zugfestigkeit in englischen Einheiten = 0,060 × die Einheit-Zugfestigkeit in den vorstehend definierten, metrischen Einheiten.
So, wie er hier verwendet wird, bezieht sich der Ausdruck „Handtuch-Nutzbarkeit" oder „Nutzbarkeit" auf ein Gewicht eines Handtuchs, verwendet während eines Handtrocknungsvorgangs. Dieser Wert wird durch Multiplizieren der Handtuchbenutzung (d. h. Anzahl von Handtüchern, verwendet pro Handtrocknungsvorgang) durch das Tuchgewicht bestimmt. Eine Handtuch-Nutzbarkeit wird in Einheiten von „Gewicht/Handtrocknungsvorgang" oder „Wt/HD" ausgedrückt.
So, wie sie hier verwendet werden, beziehen sich die Ausdrücke „Total Water Absorbency" („Gesamt-Waser-Absorptionsvermögen") oder „TWA" oder „Absorptionsvermögen" auf eine Messung von Wasser, absorbiert pro Gewichtseinheit eines absorbierenden Papierprodukts. Zu Zwecken der vorliegenden Erfindung wird das TWA der Papierprodukte durch Messung der Menge an Flüssigkeit, absorbiert durch das Papierprodukt, nachdem es in ein Flüssigkeitsbad bei ungefähr 23°C untergetaucht ist und zugelassen wird, dass es vollständig durchnässt ist, bestimmt.
Genauer gesagt wird das Absorptionsvermögen durch zuerst Schneiden einer 7,62 cm × 7,62 cm Probe des Materials, das evaluiert werden soll, Konditionieren der Probe bei 23°C und 50% relativer Luftfeuchte, und Wiegen der Probe bestimmt. Dies wird in Einheiten von Gramm als W₁ aufgezeichnet. Zwei Drainagestreifen sollten von demselben Material geschnitten werden.
Ein Drahtsieb, aufgebaut aus einem Stoff mit verstärktem Draht aus rostfreiem Stahl einer Standard-Güte, wird in das Flüssigkeitsbad herabgelassen. Unter Verwendung von Pinzetten mit spitzer Kante wird die Probe in dem Flüssigkeitsbad über dem Sieb positioniert und für zwei Minuten eingetaucht. Nach zwei Minuten wird die Probe über dem Sieb so positioniert, dass sie zu der Bodenecke des Siebs ausgerichtet ist. Das Sieb wird angehoben und der Probe wird erlaubt, für einige Sekunden abzutropfen, bevor der Drainagestreifen befestigt wird. Die Probe mit dem befestigten Drainagestreifen wird dann an einen Probenhalter angeklebt, auf einen Stab über einen Drainagebehälter gehängt und ihr wird ermöglicht, für 30 Minuten abzutropfen. Als nächstes wird die Probe von dem Probenhalter abgenommen durch Freigabe der Drainageklemmen und auf eine Waagschale einer Waage platziert. Die nasse Probe wird dann gewogen und deren Gewicht wird in Einheiten von Gramm als W₂ aufgezeichnet. Das Flüssigkeitsgewicht wird aus der Formel erhalten: Flüssigkeitsgewicht = W2 – W1
Unter der Annahme, dass die Dichte von Wasser 1 Gramm pro Milliliter ist, kann eine Test-Kapazität der Probe durch Dividieren des Flüssigkeitsgewicht durch den Flächenbereich der Probe berechnet werden. Die Test-Kapazität wird in Einheiten von Millilitern pro Quadratzentimetern ausgedrückt. Das gesamte Wasserabsorptionsvermögen (TWA) in Gramm pro Gramm wird aus der Formel erhalten: TWA(g(g) = Flüssigkeitsgewicht/W1
Tests wurden unter Verwendung von destilliertem oder deionisiertem Wasser durchgeführt, um das gesamte Wasserabsorptionsvermögen zu bestimmen. Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsbad wurde nach jeder Probe ausgetauscht, um eine mögliche Kontaminierung durch Behandlungen, die in den Testproben vorhanden sein könnten, zu vermeiden.
So, wie sie hier verwendet werden, beziehen sich die Ausdrücke „Wasser-Kapazität" oder „Kapazität" auf die Menge an Wasser, die ermöglicht wird, durch ein einzelnes Tuch absorbiert zu werden. Eine Wasser-Kapazität wird durch Multiplizieren der Testkapazität (beschrieben vorstehend) durch den Tuch-Flächenbereich (beschrieben vorstehend) bestimmt. Die Wasserkapazität wird in Einheiten von Millilitern an Wasser pro Tuch (mL/Tuch) ausgedrückt.
So, wie er hier verwendet wird, ist der Ausdruck „Qualität" oder „Handtuch-Qualität" ein Maß für das Empfinden der Gesamtqualität eines Tuchs, wie es verwendet ist. Die empfundene Qualität wird zu einer Anzahl von Variablen in Bezug gesetzt, einschließlich Weichheit, gesamtes Wasserabsorptionsvermögen, Wasserkapazität, Komfort während eines Trocknens, Festigkeit, und, in einem geringeren Umfang, Erscheinungsbild. Zu Zwecken der vorliegenden Erfindung werden die Wahrnehmungen der Handtuch-Qualität für individuelle Testteilnehmer in einem Handtuchtest unter Verwendung der Methodologie, die nachfolgend beschrieben ist, gemessen. Die Ergebnisse dieser Tests werden aufgezeichnet und ein Durchschnittswert für alle Tests wird als die „Qualität" oder die „Handtuch-Qualität" basierend auf einer Skala von 1 bis 10, wobei 1 der niedrigste Wert ist und 10 der höchste Wert ist, angegeben.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die Effektivität eines Handtuchs beim Händetrocknen so verbessert werden kann, dass ein niedrigeres Gesamtgewicht des Tuchs (d. h. fasriges Zellulosematerial) während jedes Handtrocknungsvorgangs verwendet wird oder bei einem gleichen Gewicht eines Tuchs ein ausgezeichnetes Qualitätsempfinden erreicht werden kann. Allgemein ausgedrückt wird die Verbes serung unter Verwendung von kleineren Tüchern, die eine bestimmte Kombination von Eigenschaften haben, erreicht. Diese Maßnahme ist konträr zu der herkömmlichen Annahme, dass eine Verwendung von kleineren Tüchern keine Verringerung oder sogar eine Erhöhung in der Menge an Tüchern (d. h. Gesamtgewicht eines Tuchs oder eines fasrigen Zellulosematerials), verwendet während jedem Handtrocknungsvorgang, und eine damit verbundene Verringerung in dem Qualitätsempfinden, erzielt.
1A zeigt eine Darstellung (nicht im Maßstab) eines herkömmlichen, absorbierenden Handtuchs mit C-Faltung (C-Fold), das einen relativ großen Flächenbereich und ein relativ niedriges Basisgewicht besitzt. Das Handtuch mit C-Faltung ist in seinem gefalteten Zustand dargestellt. 1B zeigt eine Darstellung eines Handtuchs, dargestellt in 1A, in einem entfalteten Zustand. Es kann angemerkt werden, dass das Handtuch eine Breite „x" und eine relativ große Länge besitzt. Eine Schattierung entlang der Kanten des Handtuchs ist allgemein dazu vorgesehen, zu zeigen, dass das Handtuch eine relativ dichte Struktur besitzt. Die herkömmliche Annahme ist diejenige, dass weniger absorbierende Handtücher pro Handtrocknungsvorgang verwendet werden, wenn das Handtuch einen sehr großen Flächenbereich besitzt, wenn die gesamte Wasserkapazität des Handtuchs hoch ist.
2A zeigt eine Darstellung (nicht im Maßstab) eines herkömmlichen, absorbierenden Handtuchs mit M-Faltung, das einen relativ großen Flächenbereich und ein relativ niedriges Basisgewicht besitzt. Das Handtuch mit M-Faltung ist in seinem gefalteten Zustand dargestellt. 2B zeigt eine Darstellung eines Handtuchs, dargestellt in 2A, in einem entfalteten Zustand. Es kann angemerkt werden, dass das Handtuch eine Breite „x" besitzt, die im Wesentlichen dieselbe wie bei dem Handtuch mit C-Faltung ist, allerdings mit einer kürzeren Länge. Eine Schattierung entlang der Kanten des Tuchs ist allgemein dazu vorgesehen, darzustellen, dass das Handtuch eine relativ dichte Struktur besitzt.
3A zeigt eine Darstellung (nicht im Maßstab) eines beispielhaften, verbesserten, absorbierenden, gefalteten Handtuchs, das eine erhöhte Effektivität beim Händeabtrocknen besitzt. Dieses Handtuch ist in einem Format mit M-Faltung dargestellt. Das verbesserte Handtuch ist viel kleiner im Flächenbereich und größer im Basisgewicht und besitzt relativ hohe Niveaus eines Absorptionsvermögens (d. h. TWA). Wie anhand der unterbrochenen Linien gesehen werden kann, besitzt das verbesserte, gefaltete Handtuch eine geringere Breite als das Handtuch, das in 2A dargestellt ist. 3B zeigt eine Dar stellung eines Handtuch, dargestellt in 3A, in einem entfalteten Zustand. Es kann angemerkt werden, dass das Handtuch eine Breite „y" besitzt, die kleiner als die Breite „x", dargestellt in den 1B und 2B, ist. Eine Schattierung entlang der Kanten des Tuchs ist allgemein dazu vorgesehen, darzustellen, dass das Handtuch eine Struktur mit einer relativ niedrigeren Dichte als die Handtücher, dargestellt in den 1 und 2, besitzt.
Das verbesserte Handtuch ist aus einer absorbierenden, fasrigen Zellulosebahn aufgebaut, die, in Kombination, besitzt: 1) einen gesamten Flächenbereich von weniger als ungefähr 500 cm²; 2) ein Basisgewicht von größer als ungefähr 45 g/m²; 3) ein TWA von größer als ungefähr 3 g/g; und eine Einheit-Zugfestigkeit von weniger als ungefähr 1300 Metern, so dass das Handtuch eine Handtuch-Nutzbarkeit von weniger als ungefähr 5 Gramm pro Handtrocknungsvorgang erzielt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden der Flächenbereich und das Basisgewicht des Handtuchs in erwünschter Weise so eingestellt, um das Handtuchgewicht zwischen ungefähr 1,87 Gramm und ungefähr 3,36 Gramm zu halten. Es ist wichtig, dass der gesamte Flächenbereich des Handtuchs geringer als ungefähr 500 cm² ist, und dass das Basisgewicht größer als ungefähr 45 g/m² ist.
Durch Verringern der Größe des Handtuchs und Erhöhen des Basisgewichts kann die Einheit-Zugfestigkeit des Handtuchs wesentlich ohne Beeinträchtigung der tatsächlichen Festigkeit des Handtuchs verringert werden. Das bedeutet, dass die fasrige Zellulosebahn oder die Basisschicht, verwendet in dem Handtuch, unter Verwendung von Papierherstelltechniken, Nachbehandlungen und/oder Fasern, die das Absorptionsvermögen erhöhen, hergestellt werden kann.
Zum Beispiel können absorbierende Papierprodukte, wie beispielsweise Handtücher, ein Übergewicht an groben Fasern mit hoher Festigkeit, typischerweise Stone Groundwood- (SGW), thermomechanischer Pulpe- (TMP) und/oder chemiethermomechanischer Pulpe- (CTMP) Fasern, haben. Solche groben Fasern werden gewöhnlich stark gefeint, so dass Brüche und Fibrillierungen hervorgerufen werden, was beim Aufbringen einer Festigkeit in Bezug auf das erhaltene Papierprodukt unterstützt, so dass es eine ausreichende Festigkeit besitzt, um ohne Zerreißen abgegeben bzw. gespendet zu werden. Ein solches Verfeinern bzw. Mahlen ändert die Freiheit der groben Faser von Fasern mit einer „hohen" Freiheit zu Fasern mit einer „niedrigen" Freiheit. Wenn diese hoch verfeinerten, groben, mechanisch als Pulpe bereitgestellten Fasern mit hoher Festigkeit zu Pa pierprodukten verarbeitet werden, besitzen die erhaltenen Blätter niedrigere Niveaus eines Absorptionsvermögens (z. B. gesamtes Wasser, das absorbiert ist, wie dies für ein Einheitsgewicht eines Tuchs bestimmt ist).
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ermöglicht das erhöhte Basisgewicht des absorbierenden Handtuchs relativ grobe Fasern, wie, zum Beispiel, solche, die vorstehend beschrieben sind, oder Northern Softwood Kraft – (NSWK) Pulpefasern, recycelte Fasern (RC), Hardwood-Kraft- (HWK) Pulpefasern oder Stone Groundwood (SGW) Pulpefasern, die mit einem geringeren Verfeinern bzw. Zermahlen verarbeitet werden, um ein schwächeres, allerdings stärker absorbierendes, Produkt zu erhalten. Alternativ, und/oder zusätzlich, kann das Handtuch aus elastischen Fasern wie, zum Beispiel, chemiethermomechanischen Pulpe- (CTMP) Fasern oder verschiedenen Typen von modifizierten Fasern, aufgebaut werden oder kann diese umfassen.
Weiterhin kann das absorbierende Handtuch Gebrauch von einem Papierherstellprozess machen, bei dem weniger Druck auf den Druckabschnitt einer herkömmlichen Fourdrinier-Papierherstellmaschine aufgebracht wird. Es wird angenommen, dass eine Verringerung des Drucks, aufgebracht an diesem Punkt in dem Papierherstellprozess, eine mehr offenere Faserstruktur oder ein Netzwerk von Fasern in dem erhaltenen Blatt ergibt. Eine solche offene Faserstruktur oder ein Netzwerk von Fasern liefert typischerweise höhere Niveaus eines Absorptionsvermögens verglichen mit einer geschlossenen, dichten oder kollabierten Faserstruktur oder einem -Netzwerk.
Der Papierherstellprozess kann Schritte umfassen, wie, zum Beispiel, differenzielle Geschwindigkeitsübertragungen und dergleichen, um eine offene Faserstruktur oder ein offenes Netzwerk von Fasern zu erzeugen oder zu verstärken. Alternativ, und/oder zusätzlich, können nicht kompressive Trocknungsvorgänge, wie, zum Beispiel, durch Lufttrocknungsvorgänge, verwendet werden, um die offene Faserstruktur oder ein Netzwerk aus Fasern zu erhöhen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ermöglicht das erhöhte Basisgewicht des absorbierenden Handtuchs größere Niveaus eines mechanischen Entbondens (z. B. Krausen, hydraulisches Nadeln, Bürsten, Prägen, usw.), um die Faserstruktur oder das -netzwerk zu öffnen. Ein mechanisches Entbonden verstärkt typischerweise das Absorptionsvermögen, verringert allerdings die Festigkeit. Eine geringere Einheit-Zugfestigkeit liefert ein weicheres, flexibleres Blatt. Obwohl der Erfinder nicht an ir gendeine bestimmte Theorie einer Handhabung gebunden sein sollte, wird angenommen, dass die absorbierenden Handtücher der vorliegenden Erfindung eine geringere Zugfestigkeit als herkömmliche Handtücher erfordern, da deren kleinerer Flächenbereich geringere Reibungskräfte oder einen Widerstand während eines Verteilens bzw. Abgebens erzeugt. Dementsprechend können diese Tücher absorbierender sein, obwohl sie dennoch eine geringere Gesamtfestigkeit haben als herkömmliche Handtücher, was ein besseres Funktions- und besseres Qualitätsempfinden unterstützt.
Ein Entbonden der Fasern kann auch chemisch durch Zugabe chemischer Entbindemittel vorgenommen werden. Während solche chemischen Entbindemittel die Festigkeit verringern und die Weichheit der sich ergebenden Papierprodukte erhöhen, besitzen sie typischerweise einen minimalen Einfluss auf das Absorptionsvermögen. Allgemein gesagt erscheinen chemische Entbindemittel weniger die Faserstruktur oder das Fasernetzwerk ohne das Vorhandensein von anderen Modifikationen bei dem Papierherstellprozess zu öffnen.
Dementsprechend ist ein Merkmal der vorliegenden Erfindung dasjenige, dass die erwünschten Niveaus eines Absorptionsvermögens (z. B. TWA größer als ungefähr 3 g/g) in Kombination mit Niveaus einer Einheit-Zugfestigkeit geringer als ungefähr 1300 Metern vorhanden sind.
Es wurde in unerwarteter Weise entdeckt, dass die Kombination eines Handtuchs mit kleiner Größe, hohem Basisgewicht und relativ hohem Absorptionsvermögen und einer niedrigeren Einheit-Zugfestigkeit zu einem Handtuch führte, das eine Nutzbarkeit von weniger als ungefähr 5 Gramm pro Handtrocknungsvorgang liefert. Weiterhin wurde in unerwarteter Weise entdeckt, dass die empfundene Qualität dieses Handtuchs durch Benutzer innerhalb eines relativ hohen Bereichs eines viel größeren Bereichs von Handtüchern mit „hoher Kapazität" fallen würde, die geringere, gemessene Niveaus einer Nutzbarkeit haben.
Das absorbierende Tuch ist typischerweise eine gefaltete Bahn, wie, zum Beispiel, eine gefaltete Papierbahn. Da das Tuch der vorliegenden Erfindung ein relativ hohes Basisgewicht, einen kleinen Flächenbereich und eine ausreichende Festigkeit für eine zuverlässige Abgabe besitzt, kann das Tuch eine einzelne Lage haben oder kann relativ einfache Faltungsmuster haben. Zum Beispiel kann das Tuch ein einfaches Überfaltungsmuster oder ein einfaches Zwischenfaltungsmuster anstelle von komplexeren Mustern ha ben, die zwei oder mehr Schichten eines Tuchs, gefaltet für eine Festigkeit, haben, um die voranführende Handtuchkante von dem Spender vorstehend zu bilden. Alternativ, und/oder zusätzlich, kann das absorbierende, gefaltete Tuch aus mehreren Lagen, verbunden mit einer Crimp- bzw. Kräuselverbindung, durch Laminieren oder andere Techniken aufgebaut sein, um ein Handtuch mit einem relativ hohen Gesamtbasisgewicht von individuellen Lagen mit niedrigem Basisgewicht zu erhalten. In solchen Ausführungsformen sollte die Einheit-Zugfestigkeit für das gefaltete Tuch (d. h. das Tuch, aufgebaut aus einzelnen Lagen) geringer als ungefähr 1300 Meter sein.
Allgemein gesagt kann das absorbierende, gefaltete Handtuch ein absorbierendes Papiertuch sein, hergestellt durch herkömmliche Papierherstelltechniken, und kann herkömmliche Fasern, verwendet in absorbierenden Tüchern, enthalten. Alternativ, und/oder zusätzlich, kann das absorbierende, gefaltete Tuch in der Verwendung von Prozessen hergestellt werden, wie, zum Beispiel, solche, die in den US-Patent Nr.'n 5,048,589 und 5,137,600 beschrieben sind, wobei die gesamten Inhalte davon hier unter Bezugnahme darauf eingeschlossen werden.
Test für ein gefaltetes Handtuch
Vorrichtung
Das Testverfahren erfordert keine spezielle Vorrichtung. Das Testverfahren verwendet die Abläufe und Materialien, die nachfolgend beschrieben sind, um Proben von absorbierenden, gefalteten Tüchern unter Verwendung von Testpersonen zu evaluieren. Diese Testpersonen werden während deren Benutzung der Proben beobachtet, um bestimmte Informationen zu bestimmen. Nach Benutzung der Proben werden die Testpersonen hinsichtlich der Ansprechrate der Proben auf Standardfragen hin befragt.
Methodologie
Leute wurden rekrutiert, um an einem Seifentest teilzunehmen, um so deren Aufmerksamkeit von der Tatsache abzulenken, dass gefaltete Tücher studiert wurden. Sie wurden gebeten ihre Hände dreimal zu waschen, und die Anzahl von Tüchern, die jedesmal benutzt wurde, wurde durch den Befrager aufgezeichnet. Andere Aspekte über das Verhalten der Testpersonen und Tucheigenschaften wurden an dieser Stufe notiert.
Die mehrfachen Handwaschvorgänge durch jede Testperson (d. h. Waschen und Trocknen deren Hände dreimal) dienten als Element dazu, jedes Produkt kennenzulernen, so dass das Verhalten entsprechend so, wie dies notwendig war, modifiziert werden konnte. Eine Analyse basierte primär auf den dritten Waschergebnissen, da dies dem Benutzer ermöglichte, sich selbst mit den Tüchern und den Abgabemechanismen vertraut zu machen, und es wird angenommen, dass dies die neutralste Situation in Bezug auf Teilnehmer darstellt, die deren Hände am gründlichsten trocknen.
Die Tücher wurden monadisch bzw. einteilig getestet und wurden über die korrekten Abgabevorrichtungen abgegeben, immer wenn dies möglich war. Die Abgabevorrichtungen waren auf Ständern befestigt, die entweder auf Tischen standen, oder über Türen gehängt wurden und bei 1,3 Metern oberhalb des Bodens aufgehängt wurden.
Die Seife, die verwendet wurde, war während aller Tests übereinstimmend und wurde in Pumpenspendern bereitgestellt, um, soweit als möglich, die Menge, die durch jeden Teilnehmer verwendet wurde, zu kontrollieren. Die gesamte Seife, die Tücher und die Spender, die verwendet wurden, waren markenlos.
Eine Hülse mit jedem Produkt wurde zu Laboratorien zum Testen des Basisblatts zurückgebracht. Wasserproben wurden von jeder Stelle genommen und auch hinsichtlich Weichheit/Härte getestet, da diese das einfache Abtropfen von Seife beeinflussen könnten, und demzufolge die Anzahl von Tüchern, die verwendet wurde.
Beobachtung der Testteilnehmer
Während des Tests wurden die Teilnehmer beobachtet, um das Folgende zu beantworten:
„Wie viele Hände wurden verwendet, um das Papiertuch zu entfernen?"
„Zahl der Tücher, die zum Trocknen von Händen verwendet wurden?"
„Falls mehr als ein (Tuch): wurden diese einzeln oder zusammen verwendet?"
Nach der dritten Handtrocknung wurden die Teilnehmer von den Becken weggenommen und ein kurzes Interview wurde durchgeführt, indem die Teilnehmer befragt wurden:

– geben Sie spontane Kommentare über die Tücher, die verwendet wurden;
– beurteilen Sie die Tücher hinsichtlich Qualität, Effektivität, und Komfort;
– kommentieren Sie die Größe des Tuchs;
– geben Sie Details über den Typ der Handtrocknungsverfahren an, die bei Arbeit verwendet werden, und wie die Tücher, die getestet wurden, verglichen hiermit sind.

Standardfragen
Nach dem dritten Handtrocknungsvorgang wurde jeder Teilnehmer über eine Liste von Merkmalen befragt, die sich auf gefaltete Papierhandtücher bezogen. Sie wurden befragt, die Tücher unter Verwendung einer 10 Punkte Skala zu bewerten, wobei 1 sehr schlecht bedeutet und 10 ausgezeichnet bedeutet. Insbesondere wurden die Teilnehmer gebeten, zu bewerten:
„... die Gesamtqualität der Papiertücher, die Sie verwendeten"
„Den Komfort des Tuchs, während des Abtrocknens"
„Die Farbe und das Erscheinungsbild des Tuchs"
„Die Festigkeit des Tuchs"
„Die Gesamteffektivität des Tuchs zum Trocken Ihrer Hände"
Die Testteilnehmer wurden auch gebeten, die Größe der Tücher zu bewerten, unter Verwendung einer 6 Punkte Skala, wobei 1 „viel zu groß" bedeutet; 2 „ein wenig zu groß" bedeutet; 3 „ungefähr die richtige Größe" bedeutet; 4 „ein wenig zu klein" bedeutet und 5 „viel zu klein" bedeutet.
Beispiel 1
Unter Verwendung der Methodologie, die vorstehend beschrieben ist, wurden ungefähr 1600 Tests an verschiedenen Stellen unter Verwendung der folgenden Proben durchgeführt:

– ein einlagiges, absorbierendes Papierhandtuch mit C-Faltung, erhältlich von Kimberly-Clark Corporation, Roswell, Georgia;
– ein einlagiges, absorbierendes Papierhandtuch mit M-Faltung, erhältlich von Kimberly-Clark Corporation, Roswell, Georgia;
– fünf experimentelle, absorbierende Papierhandtücher mit M-Faltung, hergestellt unter Verwendung von im Wesentlichen derselben Einrichtung und denselben Papierherstelltechniken wie die kommerziell erhältlichen Produkte, die vorstehend beschrieben sind. Jedes experimentelle Tuch hatte denselben Flächenbereich und die gesamten MD- und CD-Zugfestigkeiten, allerdings unterschiedliche Basisgewichte und Einheit-Zugfestigkeiten.

Während jedes Tests wurden die Anzahlen von Tüchern, verwendet pro Handtrocknungsvorgang, beobachtet, wie dies vorstehend beschrieben ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Die Handtuch-Nutzbarkeit wurde aus den Daten berechnet und ist in Tabelle 1 angegeben. Nach jedem Test antworteten die Teilnehmer auf die Stan dardfragen, und die Handtuch- „Qualitäts-" Werte wurden bestimmt. Diese Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Während der Tests wurden verschiedene Tuchproben hinsichtlich Länge und Breite gemessen und ein Flächenbereich wurde berechnet. Diese Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Tuchgewichte wurden auf die nächsten einhundert Gramm mit herkömmlichen Techniken bestimmt. Das Basisgewicht der Tücher wurde so gemessen, wie dies vorstehend beschrieben ist. Diese Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Maschinenrichtungs-Zugfestigkeit und Zugfestigkeiten quer zur Maschinenrichtung wurden für die Proben gemäß dem Verfahren, das vorstehend beschrieben ist, gemessen und sind in Tabelle 1 unter den Spaltenüberschriften „MD-Zugfestigkeit" und „CD-Zugfestigkeit" jeweils angegeben. Die Einheit-Zugfestigkeit wurde so berechnet, wie sie vorstehend beschrieben ist, und ist unter der Spaltenüberschrift „Einheit-Zugfestigkeit" angegeben.
Die gesamten Wasserabsorptionswerte für Proben wurden entsprechend dem Vorgang, der vorstehend beschrieben ist, bestimmt, und sind unter der Spaltenüberschrift „TWA" angegeben. Die TWA-Werte wurden dazu verwendet, Wasserkapazitäten zu berechnen, wie dies vorstehend beschrieben ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Wie anhand der Tabelle 1 gesehen werden kann, besitzt das großflächige Handtuch mit C-Faltung die größte Wasserkapazität und das größte Gesamtgewicht. Es besitzt das niedrigste Niveau einer Nutzbarkeit und ein hohes Qualitätsniveau. Dieses Tuch besitzt auch eine relativ niedrige Einheit-Zugfestigkeit, die einem relativ hohen TWA Wert entspricht.
Das Tuch mit M-Faltung besitzt einen kleineren Flächenbereich als dasjenige mit C-Faltung, ein moderates Tuchgewicht und eine moderate Wasserkapazität. Der kleinere Flächenbereich des Tuchs mit M-Faltung führte zu einer größeren Tuch-Nutzbarkeit (d. h. mehr Tücher, verwendet pro Handtrocknungsvorgang), sogar obwohl das Basisgewicht größer war.
Das Tuch der Probe 1 besitzt einen kleinen Flächenbereich (425 cm²), das niedrigste Tuchgewicht, Tuchqualität, Wasserkapazität und TWA, die größte Einheit-Zugfestigkeit und das beste Niveau einer Nutzbarkeit. Der viel kleinere Tuch-Flächenbereich (verglichen mit dem Tuch mit C-Faltung) und die ähnlichen Basisgewichte führten zu einer viel größeren Tuch-Nutzbarkeit.
Wie anhand der Tabelle 1 für die Proben 1–5 gesehen werden kann, ist, wenn der Tuch-Flächenbereich, die MD-Zugfestigkeit und die CD-Zugfestigkeit konstant verbleiben und das Basisgewicht und TWA erhöht wird, eine unerwartete Abnahme in der Tuch-Nutzbarkeit vorhanden, die zu guten Niveaus einer Tuch-Nutzbarkeit (d. h. Tuch-Nutzbarkeits-Werte von weniger als ungefähr 5 Gramm/Handtrocknung) und einer unerwarteten Erhöhung in der empfundenen Tuchqualität führen.
Unter Bezugnahme nun auf die 3 ist die Beziehung zwischen einer Tuch-Nutzbarkeit, einer Tuch-Qualität und einem Tuch-Gewicht und einem -Flächenbereich in graphischer Form dargestellt. Genauer gesagt zeigt 3 eine graphische Darstellung mit dem Tuch-Gewicht auf der X-Achse und der inversen Tuch-Nutzbarkeit (d. h. 1/(Tuch-Nutzbarkeit)), eine Y-Achse bildend, und die Tuch-Qualität als eine Y-Achse. Daten für die Proben 1–5 von Tabelle 1 sind an Punkten ausgedruckt, identifiziert als S1 bis S5 jeweils. Daten für die Tücher mit M-Faltung und C-Faltung aus Tabelle 1 sind an Punkten ausgedruckt, identifiziert als M-Faltung und C-Faltung jeweils. Die Daten für die Tuch-Qualität sind durch das Symbol „•" dargestellt und Daten für die inverse Tuch-Nutzbarkeit sind durch das Symbol „∎" dargestellt.
Wie anhand der 3 gesehen werden kann, besitzt das große Tuch mit C-Faltung eine sehr hohe Qualität und eine sehr niedrige Nutzbarkeit. Das Tuch mit M-Faltung, das einen geringen Flächenbereich besitzt, zeigt ein besseres Niveau einer Nutzbarkeit, allerdings eine niedrigere Qualität. Proben 1–5 zeigen erhöhte Niveaus einer Qualität. Die Probe 3 besitzt dieselbe Qualität wie das Tuch mit der M-Faltung, allerdings besitzt es eine dennoch größere Nutzbarkeit. Die Probe 5 besitzt dieselbe, hohe Qualität wie das Tuch mit C-Faltung, besitzt allerdings dennoch dasselbe Niveau einer Nutzbarkeit wie das Tuch mit M-Faltung.
Es sollte allerdings verständlich werden, dass, obwohl zahlreiche Charakteristika und Vorteile der vorliegenden Erfindung in der vorstehenden Beschreibung, zusammen mit Details der Struktur und der Funktionsweise der Erfindung, angegeben worden sind, die Offenbarung nur erläuternd ist, und Änderungen können im Detail vorgenommen werden, insbesondere im Hinblick auf die Form, die Größe und die Anordnung von Teilen innerhalb der Prinzipien der Erfindung, in vollem Umfang, angegeben durch die breite, all gemeine Bedeutung der Angaben, wie sie in den beigefügten Ansprüchen zu entnehmen sind.

Claims

Absorbierendes, gefaltetes Handtuch, gekennzeichnet dadurch, dass das Tuch eine absorbierende, fasrige Zellulosebahn aufweist, die, in Kombination, umfasst: einen gesamten Flächenbereich von weniger als ungefähr 500 cm²; ein Basisgewicht größer als ungefähr 45 g/m² (gsm); ein TWA (Total Water Absorbancy) von größer als ungefähr 3 g/g; und eine Einheit-Zugfestigkeit von weniger als ungefähr 1300 Metern, so dass das Handtuch eine Handtuch-Nutzbarkeit von weniger als ungefähr 5 Gramm pro Handtrocknungs-Vorgang erzielen kann.
Handtuch nach Anspruch 1, das ein Tuchgewicht von ungefähr 1,9 bis ungefähr 3,4 Gramm besitzt.
Handtuch nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Tuch einen gesamten Flächenbereich von weniger als ungefähr 400 cm² besitzt.
Handtuch nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Tuch einen gesamten Flächenbereich von weniger als ungefähr 325 cm² besitzt.
Handtuch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Tuch ein Basisgewicht von größer als ungefähr 50 g/m² besitzt.
Handtuch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Tuch ein Basisgewicht von größer als ungefähr 60 g/m² besitzt.
Handtuch nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei das Tuch eine Einheit-Zugfestigkeit von weniger als ungefähr 900 Metern besitzt.
Handtuch nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Tuch eine Einheit-Zugfestigkeit von weniger als ungefähr 725 Metern besitzt.
Handtuch nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei das Tuch eine Handtuch-Nutzbarkeit von weniger als ungefähr 4,5 Gramm pro Handtrocknungs-Vorgang liefert.
Handtuch nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Tuch eine Handtuch-Nutzbarkeit von weniger als ungefähr 4,0 Gramm pro Handtrocknungs-Vorgang liefert.
Handtuch nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei das Handtuch ein Gewicht von ungefähr 2,0 bis ungefähr 3,0 Gramm besitzt.
Handtuch nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Handtuch ein Gewicht von ungefähr 2,25 bis ungefähr 2,75 Gramm besitzt.