Zusammendrückbares Verbundpapier und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft ein zusammendrückbares Verbund Papier und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Die Erfindung ist insbesondere auf ein neues Verfahren zur Umwandlung von drehbaren Papieren, z. B. Kreppapier, in zusammendrückbare mehrschichtige Papiererzeugnisse, die eingeprägte Erhebungen aufweisen, die an ihren Oberseiten miteinander verklebt sind, und die erhaltenen Papierlaminate gerichtet.
Für die Herstellung von Verbunderzeugnissen dienende Papierbahnen werden den verschiedensten mechanischen Behandlungen einschliesslich Kreppen, Prägen und Wellen unterworfen, bevor sie mit verschachtelten oder nicht verschachtelten Laminaten verklebt werden. Die erhaltenen Laminate werden für die verschiedensten Zwecke, beispielsweise als Verpaekungsmaterialien und Baustoffe verwendet. Papierlaminate werden auch als Papiertücher, Servietten, Platzge- decke, Handtücher u. dgl. verwendet und werden in diesem Zusammenhang nachstehend als Haushaltspapiere bezeichnet.
Bei der Herstellung dieser Haushaltspapiere ist jedoch die Verwendung von verschachtelten Papierbahnen, d. h. solchen, bei denen die eingeprägten Vorsprünge nicht gegeneinander stossen, sondern nebeneinander liegen, aus mehreren Gründen unerwünscht. Hierzu gehört die im Vergleich zu nicht verschachtelten Laminaten geringere Fülligkeit pro Gewichtseinheit und ein härterer Griff, der teilweise darauf zurückzuführen ist, dass die Zusammendrückbarkeit als Folge der Verschachtelung der Papierbahnen geringer ist.
Durch die oben genannten mechanischen Behandlungen der Papierbahnen vor ihrer Verklebung mit gegeneinanderstossenden Erhebungen wird ebenfalls ein steifes und noch relativ wenig zusammendrückbares Laminat erhalten, dessen Oberfläche einen harten Griff hat, der für den Benutzer des Verbunderzeugnisses unangenehm ist.
Es wurde nun gefunden, dass die vorstehend genannten Nachteile der Papierlaminate mit gegeneinanderstossenden Erhebungen als Haushaltspapiere vermieden werden können, wenn die Oberseiten der geprägten Erhebungen der Papierbahnen miteinander verklebt werden und das erhaltene zweischichtige Verbunderzeugnis dann kalandriert wird.
Gegenstand der Erfindung ist demgemäss ein zusammendrückbares Verbundpapier mit einem Flächengewicht von etwa 23 bis 146 g/m2, dadurch gekennzeichnet, dass es aus 2 oder 3 Bahnen aus dehnbarem Papier mit einem Flächengewicht von je 11,4 bis 49 g/m2 besteht, wobei die beiden Aussenbahnen gleiche erhabene geprägte Muster aufweisen, die aus 2,5 bis 31 einwärts ragenden einzelnen Erhebungen/cm2 bestehen und 10 bis 60 ovo jeder Oberfläche der beiden äusseren Bahnen ausmachen, dass die Aussenbahnen an den gegeneinander stossenden Flächen der einwärts gerichteten Erhebungen miteinander oder mit der dazwischenliegenden Bahn verklebt sind, und dass das Verbundpapier einen Druckmodul von 31 bis 124 cmg/cm3 und MC/CD HOM Werte von 10 bis 130 aufweist.
Die beiliegende Zeichnung zeigt bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
Fig. 1 zeigt schematisch als Seitenansicht eine Vorrichtung zur Durchführung einer bevorzugten Ausführungsfom des Verfahrens gemäss der Erfindung.
Fig. 2 zeigt im vergrösserten Massstab eine Draufsicht auf einen Teil der Oberfläche einer für die in Fig.
1 dargestellte Vorrichtung geeigneten Prägewalze und veranschaulicht eine besonders bevorzugte Anordnung, einen besonders bevorzugten Abstand und eine besonders bevorzugte Grösse der Prägevorsprünge.
Fig. 3 ist eine Seitenansicht von Fig. 2 längs der Linie 3-3.
Fig. 4 zeigt als Seitenansicht in Maschinenrichtung längs der Linie 4 4 von Fig. 2 die in Fig. 2 dargestellte Walzenoberfläche und veranschaulicht in Verbindung mit Fig. 3 die Form und den Abstand von besonders bevorzugten Prägevorsprüngen.
Fig. 5 zeigt in vergrössertem Massstab eine Draufsicht auf die Oberfläche des zusammendrückbaren Verbundpapiers, das bei der Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung mit der in Fig. 2, 3 und 4 dargestellten Prägewalzenoberfläche erhalten wird, wobei die obere linke Ecke der oberen Papierlage losgelöst und zurückgeschlagen ist, um den Aufbau weiter zu veranschaulichen. Fig. 5 zeigt die Rückseite der geprägten Erhebungen.
Fig. 6 zeigt im vergrösserten Massstab einen Querschnitt des in Fig. 5 dargestellten Verbundpapiers längs der Linie 6-6 von Fig. 5, Fig. 6 zeigt die besonders bevorzugten geprägten Erhebungen 44, die durch die in Fig. 2, 3 und 4 dargestellte Oberfläche der Prägewalze gebildet worden sind, und veranschaulicht, wie die Oberseiten der geprägten Erhebungen 44 bei dem in Fig. 5 dargestellten zusammendrückbaren Verbundpapier gegeneinanderstossend miteinander verklebt sind.
Fig. 7 zeigt im vergrösserten Massstab einen Querschnitt durch eine andere Konstruktion eines zusammendrückbaren mehrschichtigen Papiers, dessen Oberfläche das gleiche Aussehen hat wie das in Fig. 5 dargestellte Verbundpapier, das jedoch eine dritte Papierbahn 45 aus dehnbarem Papier enthält, das zwischen die Oberseiten der geprägten, gegeneinanderstossenden Erhebungen 44 der beiden Aussenbahnen des Papiers eingeschoben und mit diesen Oberseiten verklebt ist.
Die hier genannten Druckmodulwerte definieren die Deformierung eines Papierblatts oder eines Verbundmaterials, das auf seinen gegenüberliegenden Seiten durch Druck belastet wird. Die Bedeutung der Druckmodulwerte wird besser verständlich, wenn man sich vorstellt, dass sie errechnet werden durch Dividieren der zum Zusammendrücken des Papiers aufgewendeten Kraft durch den Bruchteil der durch den Druck erfolgenden Deformierung. Ein höherer Druckmodulwert zeigt somit an, dass die Dicke eines Papierblattes oder eines Verbundmaterials um einen geringeren Bruchteil verringert wird, wenn es durch Druck belastet wird.
Papierblätter oder -laminate mit niedrigeren Druckmodulwerten vermitteln einen Eindruck von Weichheit oder schwammartigem Griff beim Benutzer.
Ein Instron-Prüfgerät (Modell TM, Serien-Nr. 261) wurde zur Aufnahme der Drnckverformungskurven verwendet, aus denen die angegebenen Druckmodulwerte berechnet wurden. Ein einzelnes Blatt des zu prüfenden Papiers oder Laminats wurde zwischen Druckplatten gelegt, die eine Fläche von 25,8 cm2 hatten. Die Probe wurde dann beiderseits belastet, indem die Druckplatten mit einer Geschwindigkeit von 0,51 mm/Min. zusammengedrückt wurden, bis die Belastung 19,4 g/cm2 betrug.
Das Instron-Prüfgerät war mit einem Schreiber versehen, der die Drnckverformungskurve der Probe zeichnet, und zwar die Belastung in g/cm2 als X-Achse und die Deformierung in cm/cm als Y-Achse. Die hier angegebenen Druckmodulwerte in cm-g/cm3 sind die Neigungen der aufgezeichneten Druckverformungskurven, berechnet an dem Punkt der Kurve, an dem die Belastung 15,5 g/cm2 betrug.
Die hier genannten Handel-O-Meter-Werte (HOM) definieren die Steifigkeit oder Griffigkeit eines Papierblatts oder Verbundpapiers und geben zusammen mit den Druckmodulwerten einen weiteren Hinweis auf den Eindruck der Weichheit, der dem Benutzer des Papiers vermittelt wird. Ein höherer HOM-Zahlenwert ist ein Anzeichen für grössere Steifigkeit und schlechtere Griffigkeit.
Ein in der Papierindustrie gebräuchlicher Handel-O Meter (Modell 211-3, Serien-Nr. 19506 Thwirg Albert Instrument Co., Philadelphia) wurde zur Ermittlung der HOM-Werte verwendet. Hierzu wurden zwei Proben von 10,2 x 10,2 cm auf die Probenplattform gelegt, die auf eine Probenschlitzbreite von 9,53 + 0,013 mm eingestellt war. Der Penetratorstab des Handel-O-Meter wurde in den Probenschlitz gedrückt.
Die hier genannten HOM-Werte für die Längsrichtung oder Maschinenrichtung = MD und die Querrichtung (CD) wurden jeweils in getrennten Versuchen ermittelt, bei denen die Proben mit der Längsrichtung oder Maschinenrichtung und der Querrichtung über den Schlitz gelegt wurden.
Die HOM-Werte wurden direkt vom geeichten Messgerät des Handel-O-Meter als maximale Kraft in Gramm abgelesen, die erforderlich war, um den Penetrator des Handle-O-Meters und die Papierprobe in den Probenschlitz zu drücken. Die endgültigen HOM-Werte wurden berechnet, indem der Durchschnitt von vier Prüfungen ermittelt, das Ergebnis mit 8 multipliziert und die erhaltene Zahl durch die Länge der Papierprobe in Zoll dividiert wurde.
Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung ist mit zwei Vorratsrollen 10 und 11 von dehnbarem Papier 12 und 13 versehen. Um eine konstante Bahngeschwindigkeit sicherzustellen, werden die Vorratsrollen 10 und 11 mechanisch durch die Bänder 14 und 15 angetrieben, die an der Oberfläche der Vorratsrollen 10 und 11 angreifen. Natürlich können auch beliebige andere geeignete Vorrichtungen verwendet werden, die eine konstante und synchronisierte Geschwindigkeit der Bahnen 12 und 13 des dehnbaren Papiers gewährleisten, während diese von den Vorratsrollen 10 und 11 abgewickelt werden.
Wenn die endlosen Bahnen 12 und 13 des dehn baren Papiers die Vorratsrollen 10 und 11 verlassen haben, laufen sie getrennt über Gruppen von spannungsanzeigenden Rollen 16, 17 und 18 bzw. 19, 20 und 21. Die Spannungsregelung durch Einstellung der Geschwindigkeit ermöglicht es, die Bahnen 12 und 13 des dehnbaren Papiers so in gekrümmtem Kontakt mit den aus Stahl hergestellten Prägewalzen 22 und 23 zu halten, dass während der anschliessenden Vereinigung im Spalt, der durch die Prägewalzen gebildet wird, die geprägten Erhebungen mit ihren Oberseiten genau gegeneinander liegen. Nachdem die Papierbahnen 12 und 13 getrennt über die Gruppen von Spannrollen 16, 17 und 18 bzw. 19, 20 und 21 gelaufen sind, läuft die Papierbahn 12 um die Umlenkrollen 24, 25 und 26. Die Bahn 13 des dehnbaren Papiers läuft um die Umlenkrollen 27 und 28.
Nach dem Verlassen der Unlenkrollen 27 und 28 wird die Papierbahn 13 geprägt, indem sie durch den Spalt geführt wird, der durch eine Prägewalze 22 aus Stahl und eine mit einem Gummibelag versehene Walze 29 gebildet wird. Nach dem Verlassen der Umlenkrollen 24, 25 und 26 wird die Bahn 12 des dehnbaren Papiers geprägt, indem sie durch den Spalt geführt wird, der durch die aus Stahl bestehende Prägewalze 23 und eine mit Gummibelag versehene Walze 30 gebildet wird.
Ein identisches Prägemuster aus gesonderten Erhebungen wird auf den Bahnen 12 und 13 durch die Einwirkung der Spalte gebildet, die durch die Prägewalzen 23 und 22 aus Stahl bzw. die mit Gummibelag versehenen Walzen 30 und 29 gebildet werden.
Die Bahnen 12 und 13 aus dehnbarem Papier bleiben während der Drehung der Prägewalzen 23 und 22 aus Stahl mit dem Prägemuster auf diesen Walzen in Berührung. Die Prägewalzen 22 und 23 werden durch Zahnräder mit den gleichen Olberflächengeschwindigkeiten angetrieben, und der Abstand im Spalt zwischen diesen Walzen wird so eingestellt, dass die Oberseiten der gesonderten Erhebungen, die auf den Bahnen 12 und 13 gebildet werden, im Spalt genau gegeneinander gelegt und zusammengedrückt werden.
Die Walze 32 dreht sich in dem Massekasten 31 und nimmt hierbei den Klebstoff auf, der die Papierbahnen 12 und 13 an den jeweiligen Oberseiten der eingeprägten Erhebungen miteinander verklebt. Die Verklebung kann auch durch die Einwirkung von Druck zwischen den Prägewalzen 22 und 23 aus Stahl allein erfolgen, besonders wenn eine geringe Wassermenge an den Stellen, an denen die Vereinigung durch Druck erfolgt, vorhanden ist.
Der Klebstoff, der durch die Walze 32 aus dem Massekasten 31 aufgenommen wird, wird auf die Walze 33 und dann auf die Walze 34 übertragen. Die Verwendung von drei Walzen 32, 33 und 34 ist nicht unbedingt notwendig, stellt jedoch ein Mittel dar, die Menge und Gleichmässigkeit der Klebstoffübertragung zu regeln.
Durch die Walze 34 wird eine leichte, gleichmässige Klebstoffschicht auf die Oberseiten der geprägten Erhebungen auf der dehnbaren Bahn 12 aufgetragen. Diese Flächen werden dann genau gegen die Oberseiten der geprägten Erhebungen auf der dehnbaren Bahn 13 gelegt und mit diesen verklebt, wobei das aus zwei Lagen bestehende Verbundpapier 35 gebildet wird.
Das Papierlaminat 35 läuft über Spannrollen 36 und 37 und über die Umlenkrolle 38. Von der Umlenkrolle 38 läuft das Papierlaminat durch den Spalt, der durch Kalanderwalzen 39 und 40 gebildet wird, und durch den Spalt, der durch die Kalanderwalze 40 und die Zugwalze 42 gebildet wird. Als Endprodukt wird hierbei das zusammendrückbare Papierlaminat 43 gemäss der Erfindung erhalten.
Zur Durchführung des Verfahrens werden vorzugsweise wenigstens zwei Papierbahnen verwendet, die ein Flächengewicht von etwa 11,4 bis 49 g/m2, vorzugsweise von etwa 26 g/m2 haben. Es ist nicht notwendig, dass die Papierbahnen das gleiche Flächengewicht haben, vielmehr können Papierbahnen von verschiedenem Flächengewicht vereinigt werden. Bevorzugt wird ein saugfähiges Kreppapier des Typs, der allgemein als Handtuchpapier bezeichnet wird, mit einer Zugfestigkeit in Längsrichtung und Querrichtung von etwa 39 bis 590 g, vorzugsweise etwa 275 g/cm Papierbreite, wodurch die notwendige Festigkeit für die Verarbeitung gegeben ist.
Das Papier sollte ferner eine prozentuale Kreppung von etwa 15 bis 40 0/0 oder eine durch andere geeignete Papierbehandlungen erzielte äquivalente Dehnbarkeit haben, die leichtes Zusammenpassen der Oberseiten der eingeprägten Erhebungen durch Spannungsregelung ermöglicht. Die endgültige Wahl des Papiers für die Bahnen hängt jedoch von den gewünschten Eigenschaften des zusammendrückbaren Verbundpapiers ab, wobei vorausgesetzt wird, dass das gewählte Papier eine genügende Dehnbarkeit und Festigkeit haben muss, um dem Prägen und Kalandrieren zu widerstehen, ohne zu reissen.
Das gewählte Papier wird mit einem sich wiederholenden Muster geprägt, das aus etwa 2,5 bis 31, vorzugsweise etwa 11 gesonderten Erhebungen pro cm2 besteht, die eine Höhe von etwa 0,25 bis 1 mm, vorzugsweise etwa 0,5 mm über der Oberfläche der ungeprägten Papierbahn haben. Die Prägung wird so vorgenommen, dass etwa 10 O/o bis 60 O/o, vorzugsweise etwa 45 O/o der Papieroberfläche aus Erhebungen bestehen.
Wie in Fig. 1 dargestellt, ist bei der bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung und des Verfahrens gemäss der Erfindung eine Prägung der einzelnen Papierbahnen vorgesehen, bei der die Bahnen durch den Spalt geführt werden, der durch eine Prägewalze aus Stahl und eine Walze mit Gummi nachgebildet wird, jedoch kann im Rahmen des Verfahrens jede Prägemethode angewendet werden, bei der der beschriebene Grad und die beschriebene Art der Prägung erhalten werden.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer Stahlprägewalze für das Verfahren weist bestimmte Abmessungen und Abstände der Anhebungen auf, wie sie in Fig. 2, 3 und 4 dargestellt sind, jedoch können zur Erzielung der Vorteile des Verfahrens auch andere Prägevorrichtungen verwendet werden, mit denen Papierbahnen erhalten werden, die die eingeprägten Erhebungen der vorstehend genannten Art aufweisen. Die Erhebungen der Prägewalze haben vorzugsweise eine abgeflachte Oberseite, weil mit dieser Form eine Konzentrizität der Prägewalze möglich ist, die eine genaue Einstellung der Spaltbreite zwischen den Stahlprägewalzen gestattet. Die abgeflachte Ausbildung der Oberseiten der Erhebungen ergibt ferner ausgezeichnete Berührungsflächen für die Verklebung der Einzelbahnen des zusammendrückbaren Verbundpapiers.
Nachdem die ausgewählten Papierbahnen geprägt worden sind, werden zwei der geprägten Bahnen an den Oberseiten ihrer sich genau gegenüberliegenden geprägten Erhebungen miteinander verklebt. Die Verklebung kann vorgenommen werden, indem die aufeinander ausgerichteten, sich gegenüberliegenden Oberseiten der geprägten Papierbahnen gegeneinander gelegt werden, während sie in bogenförmigem Kontakt mit den Prägewalzen bleiben, wie in Fig. 1 dargestellt, wobei das in Fig. 5 und 6 dargestellte Verbundprodukt erhalten wird.
Die Verklebung kann hierbei durch Druck allein erfolgen. Eine dritte Papierlage kann zwischen den beiden geprägten Papierbahnen eingelegt werden, wobei das in Fig. 7 dargestellte Verbundprodukt erhalten wird.
Vorzugsweise wird jedoch die Verklebung vorgenommen, indem insgesamt etwa 1,63 bis 49 g, vorzugsweise etwa 4,9 g Kleberfeststoffe pro 100 m2 der verklebten Oberfläche des dehnbaren Papiers auf die Oberseiten der geprägten Erhebungen der Lagen aufgebracht werden, bevor die Verklebung vorgenommen wird. Die Kleberfeststoffe können zweckmässig als flüssiger Klebstoff auf die Oberseiten der geprägten Erhebungen einer oder beider gegenüberliegender Papierbahnen aufgetragen werden.
Ein sehr gut geeigneter Klebstoff kann beispielsweise hergestellt werden, indem etwa 2 bis 4 Gew.-Teile eines im wesentlichen vollständig hydrolysierten Polyvinylalkoholharzes in einer solchen Wassermenge erhitzt werden, dass 100 Gew.-Teile erhalten werden. Andere Klebstoffe, die allgemein in der Papierindustrie verwendet werden, z. B. Stärken, Streichmassen auf Basis von Stärke und Ton, Harze, die Nassfestigkeit verleihen, Polyvinylacetate, Dextrine, Latices und Cellulosekleber sind ebenfalls für die Zwecke der Erfindung geeignet.
Nachdem die geprägten Papierbahnen zum Verbundpapier verklebt worden sind, wird dieses durch wenigstens einen Spalt geführt, der durch zwei Kalanderwalzen gebildet wird. Hierdruch wird die Zusammendrückbarkeit erhöht bzw. der Druckmodul verringert.
Durch das Kalandrieren wird die Dicke des Laminats auf etwa 50 bis 90 O/o, vorzugsweise etwa 60 O/o der Dicke des gebildeten Verbundpapiers verringert und das zusammendrückbare Papierlaminat erhalten.
Vorzugsweise wird das Kalandrieren mit einer Stahlwalze und einer Walze mit Gummibelag, der eine Durometerhärte A von etwa 10 bis 50, vorzugsweise von etwa 30 hat, bei Drücken von 89,3 g/cm bis etwa 10,7 kg/cm, vorzugsweise etwa 3,6 kg/linearen cm vorgenommen. Eine Stahlwalze mit Filzbelag, die gegen eine Walze mit Weichgummibelag läuft, erwies sich ebenfalls als geeignet. Ebenso werden mit beliebigen Kalandrierwalzen, die die oben genannte Verringerung der Papierdicke bewirken, die Vorteile des Verfahrens erzielt.
Als Produkt des Verfahrens kann ein weiches, zusammendrückbares, kalandriertes Verbundpapier erhalten werden, das aus geprägten Papierbahnen besteht, die ein Gesamtflächengewicht von etwa 22,8 bis 146 g/m2 haben. Die Oberseiten der Erhebungen der geprägten Papierbahnen sind aufeinander ausgerichtet, gegeneinander gelegt und miteinander verklebt. Nach dem Kalandrieren können die verklebten Flächen und die Seitenwände der geprägten Erhebungen Anzeichen einer Verkantung und Druckdeformierung zeigen.
Jede Aussenlage ist mit einem sich wiederholenden Muster geprägt, das aus etwa 2,5 bis 31, vorzugsweise aus etwa 11 einwärts gerichteten gesonderten Erhebungen pro cm2 besteht. Das zusammendrückbare Verbundpapier hat einen Druckmodul von 31 bis 124, vorzugsweise von etwa 62 cm-g/cm3. Die HOM-Werte des zusammendrückbaren Verbundpapiers betragen etwa 10 bis 130, vorzugsweise etwa 30. Bei einer Variation des weichen, zusammendrückbaren, kalandrierten zweilagigen Papiers kann eine dritte Papierlage zwischen den gegeneinanderstossenden Oberseiten der Erhebungen der geprägten Papierbahnen eingefügt und mit ihnen verklebt sein.
Beispiel 1
Zwei Papierbahnen mit einem Flächengewicht von je 25,9 g/m2, einer Zugfestigkeit von 261 g/cm in Maschinen- oder Längsrichtung und 151 g/cm in Querrichtung wurden für die Herstellung eines zusammendrückbaren Verbundpapiers verwendet. Die Papierbahnen hatten ferner eine Trockenkreppung von 20 Olo sowie eine Bruchdehnung in Längsrichtung von 29 ovo.
Die Papierbahnen wurden getrennt mit einem erhabenen Muster von geprägten Erhebungen geprägt, indem sie einzeln durch Spalte geführt wurden, die durch Stahlprägewalzen und Prägewalzen mit Gummibelag gebildet wurden. Diese Walzen waren auf die in Fig. 1 dargestellte Weise angeordnet.
Bei jedem Walzenpaar, das die Prägespalte bildete, hatte, die Walze mit Gummibelag eine P & J-1/8" Kugeldruckhärte durchmesser 3,2 mm) von 109 und einen Durchmesser von 305 mm. Der wirksame Gummibelag hatte eine Dicke von 22,3 mm. Die Stahlprägewalzen hatten auf ihren Oberflächen als Muster angeordnete Erhebungen, die durch Gravieren gebildet worden waren und die in Fig. 2, 3 und 4 dargestellten Abmessungen hatten. Bei jedem Paar von Prägewalzen wurde die Stahlprägewalze, die einen Durchmesser von 406 mm hatte, mit einer Kraft von 44,65 kg pro linearen cm gegen die Walze mit Gummibelag gedrückt.
Auf die vorstehend beschriebene Weise wurden die beiden Papierbahnen mit einem sich wiederholenden Muster von 11,2 Erhebungen/cm2 im Muster der Prägewalze geprägt. Die Oberseiten der Erhebungen hatten eine Höhe von 0,533 mm über der Ebene der ursprünglichen Papierbahnen und machten 45 0/o der Gesamtoberfläche aus.
Ein Kleber auf Basis von Polyvinylalkohol, der durch Erhitzen von 4 Gew.-Teilen eines zu 99 0/o hydrolysierten Polyvinylalkoholharzes in 96 Gew.-Teilen Wasser hergestellt worden war, wurde dann auf die Oberseiten der geprägten Erhebungen auf der unteren geprägten Papierbahn aufgetragen, während die geprägte Papierbahn im Kontakt mit den gravierten Stahlerhebungen auf der Prägewalze über diese Walze lief. Der Auftrag des Klebers auf Basis von Polyvinylalkohol erfolgte mit der aus drei mit Gummibelag bestehenden Auftrag- und Dosiervorrichtung, die in Fig. 1 dargestellt ist. Die Auftragwalze wurde mit der Geschwindigkeit der Papierbahn angetrieben und hatte zum Prägemuster auf der Stahlwalze einen Abstand von 38 oc, so dass die Oberseiten der in das Papier geprägten Erhebungen gerade berührt wurden.
Auf die Oberseiten der geprägten Erhebungen wurden 4,9 g Polyvinylalkoholkleber pro 100 m2 der Papierbahn aufgetragen.
Nach dem Auftrag des Klebstoffs wurden die obere und die untere Papierbahn, die in Berührung mit der gewölbten Oberseite der identisch gemusterten Prägewalzen blieben, so in den durch zwei Stahlprägewalzen gebildeten Spalt eingeführt, dass die Oberseiten der geprägten Erhebungen genau gegeneinanderstiessen und verklebt wurden.
Nachdem die geprägten Papierbahnen mit den gegeneinanderstossenden Oberseiten der geprägten Erhebungen zusammengefügt und an diesen Oberseiten verklebt worden waren, wurden sie zu dem Spalt geführt, der von zwei Kalandrierwalzen gebildet wurde, die mit einer Belastung von 3,75 kg/linearen cm zusammengedrückt wurden. Eine dieser Kalandrierwalzen war eine Stahlwalze mit Filzbelag, während die andere einen Weichgummibelag hatte, der eine Durometer A-Härte von 32 hatte. Die Kalandrierwirkung dieser Kalandrierwalzen verringerte die unbelastete Dicke des Verbundpapiers auf 0,843 mm oder 63,3 0/o der Dicke des ursprünglichen Papierlaminats.
Das erhaltene zusam mendrückbare Verbundpapier hatte einen Druckmodul von 53,6 cm-g/cm3 gegenüber einem Druckmodul von 113 cm-g/cm2 für das Verbundpapier vor dem Kalandrieren.
Die MD/CD-HOM-Werte des Verbundpapiers (HOM-Werte in Längsrichtung/Querrichtung) vor dem Kalandrieren betrugen 72/68 und waren nach dem Kalandrieren auf 36,5/31,9 herabgesetzt.
Das nach dem Verfahren von Beispiel 1 hergestellte zusammendrückbare Verbundpapier eignet sich sehr gut als Küchenhandtuch.
Bei Kalandrierung auf eine unbelastete Dicke von 0,74 mm oder 55 0/0 der Dicke des Verbundpapiers hatte das genäss Beispiel 1 hergestellte zusammendrückbare Verbundpapier einen Druckmodul von 34,4 cm-g/cm und ID/CDIiOM-Werte von 28 23.
Das so erhaltene, etwas weichere und weniger füllige zusammendrückbare Verbundpapier eignete sich als Küchenhandtuch.
Ein zusammendrückbares Verbundpapier, das auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise hergestellt wird mit dem Unterschied, dass die beiden Papierbahnen ein Flächengewicht von 11,4 g/m2 haben und mit einem sich wiederholenden Muster von 31 Erhebungen/cm2 geprägt werden, eignet sich besonders gut als Serviette.
Beispiel 2
Zwei Papierbahnen mit einem Flächengewicht von je 50,6 g/m2, einer Zugfestigkeit von 541 g/cm in Längsrichtung und einer Zugfestigkeit von 415 g/cm in Querrichtung wurden als Lagen für die Herstellung eines zusammendrückbaren Verbundpapiers gewählt.
Die Papierbahnen hatten eine Trockenkreppung von 200/0 und eine Buchdehnung in Längsrichtung von 29 O/o.
Die Papierbahnen wurden getrennt mit einem erhabenen Muster aus einzelnen Erhebungen geprägt, indem sie einzeln durch Spalte geführt wurden, die durch Stahlprägewalzen und Walzen mit Gummibelag, die auf die in Beispiel 1 dargestellte Weise angeordnet waren, gebildet wurden.
Bei jeder Gruppe von Walzen, die die Prägespalte bildeten, hatte die Walze mit Gummibelag eine P & J1/8"-Kugeldruckhärte von 110 und einen Durchmesser von 216 mm. Der wirksame Gummibelag hatte eine Dicke von 22,2mm. Die Stahlprägewalzen hatten auf ihren Oberflächen mit den in Fig. 2, 3 und 4 dargestellten Abmessungen in einem Muster eingravierte Erhebungen. Bei jedem Prägewalzenpaar wurde die Stahlprägewalze, die einen Durchmesser von 203 mm hatte, mit einer Kraft von 49,1 kg/linearen cm gegen die Walze mit Gummibelag gepresst.
Auf die oben beschriebene Weise wurde in die beiden als Lagen des Verbundpapiers gewählten Papierbahnen ein sich wiederholendes Muster aus 11,2 Erhebungen/cm2 im Muster der Prägewalze geprägt. Die Oberseiten der geprägten Erhebungen hatten eine Höhe von 0,69 mm über der Oberfläche der ursprünglichen Papierbahnen und machten 39 O/o der Gesamtoberfläche aus.
Ein Klebstoff auf Basis von Polyvinylalkohol, der auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise hergestellt worden war, wurde dann auf die Oberseiten der geprägten Erhebungen auf der unteren geprägten Papierbahn aufgetragen, während diese über die gekrümmte Oberfläche der Prägewalze im Kontakt mit den eingravierten Erhebungen lief. -Der-Auftrag des Polyvinylalkoholklebers erfolgte -mit dem in Fig. 1 dargestellten, aus drei Walzen mit Gummibelag bestehenden Auftrag- und Dosiersystems vorgenommen. Die Auftragwalze wurde mit der Geschwindigkeit der Papierbahn angetrieben und hatte von dem Prägemuster auf der Stahlwalze einen Abstand von 38 , so dass die Oberseiten der in das Papier geprägten Erhebungen gerade berührt wurden.
Auf diese Oberseiten der ge prägten Erhebungen wurden 1,63 g Polyvinylalkoholkleber/100 m2 der Fläche der geprägten Papierbahn aufgetragen.
Nach dem Auftrag des Klebstoffs wurden die obere und die untere geprägte Papierbahn, die mit der gewölbten Oberfläche der identisch gemusterten Prägewalzen in Berührung bleiben, im Spalt, der durch die beiden Stahlprägewalzen gebildet wurde, so in Berührung gebracht, dass die Oberseiten der geprägten Erhebungen genau gegeneinanderstiessen und verklebt wurden.
Nachdem die geprägten Papierbahnen mit den gegeneinanderstossenden Oberseiten der eingeprägten Erhebungen verklebt worden waren, wurden sie zu dem Spalt geführt, der durch zwei Kalandrierwalzen gebildet wurde, die mit einer Belastung von 10,72kg/linearen cm gegeneinandergepresst wurden. Eine dieser Kalandrierwalzen war eine Stahlwalze mit Filzbelag, während die andere mit einem Weichgummibelag, der eine Durometer A-Härte von 32 hatte, versehen war. Durch die Kalandrierwirkung dieser Walzen wurde die unbelastete Dicke des Verbundpapiers auf 1,32 mm oder 76 O/o der Dicke des ursprünglichen Verbundpapiers herabgesetzt. Das erhaltene zusammendrückbare Verbundpapier hatte einen Druckmodul von 121,7 cm-g/cm3 im Vergleich zu einem Wert von 178,4 cm-g/cm3 für das Verbundpapier vor dem Kalandrieren.
Das Verbundpapier hatte vor dem Kalandrieren MD/CD-HOM-Werte von 192/122, die nach dem Kalandrieren auf 130/86 herabgesetzt waren.
Das auf die in Beispiel 2 beschriebene Weise hergestellte zusammendrückbare Verbundpapier eignet sich sehr gut als Platzgedeck.
Ein zusammendrückbares Verbundpapier, das nach dem Verfahren gemäss Beispiel 2 hergestellt worden war mit dem Unterschied, dass die geprägten Papierbahnen mit einem sich wiederholenden Muster von 2,5 Erhebungen pro cm2 geprägt wurden und 49 g Polyvinylalkoholkleber pro 100 m2 auf die Oberseiten der geprägten Erhebungen aufgetragen wurden, eignet sich ebenfalls als Platzgedeck.
Beispiel 3
Ein zusammendrückbares Verbundpapier wurde aus drei Papierbahnen hergestellt, die ein Flächengewicht von je 16,9 glm hatten. Das zusammendrückbare Verbundpapier wurde auf die in Beispiel 2 beschriebene Weise hergestellt mit dem Unterschied, dass die Prägewalzen, die zur Prägung der beiden äusseren Papierbahnen verwendet wurden, mit einer Kraft von 30,25 kg/linearen cm zusammengepresst wurden, kein Klebstoff auf die Oberseiten der geprägten Erhebungen auf den beiden äusseren Papierbahnen aufgetragen und die dritte Papierbahn ohne Prägung zwischen die Ober seiten der geprägten Erhebungen auf den beiden äusseren Papierbahnen eingefügt wurde.
Die Oberseiten der geprägten Erhebungen auf den beiden äusseren Papierbahnen hatten eine Höhe von 0,51mm über der Ebene der ursprünglichen Papierbahnen. Die beiden äusseren geprägten Papierbahnen mit der zwischengelegten dritten Papierbahn wurden zu einem Verbundpapier verklebt. Die Verklebung erfolgt durch den Druck, der entstand, wenn die drei Bahnen zwischen den Stahlprägewalzen durchgeführt wurden, während der Abstand zwischen den Oberseiten der Erhebungen auf den Stahlprägewalzen auf 38 u eingestellt war.
Nach dem Kalandrieren hatte das erhaltene zusammendrückbare Verbundpapier einen Druckmodul von 76 cm-g/cm3 und MD/CD-HOM-Werte von 18/25.
Das nach dem Verfahren gemäss Beispiel 3 hergestellte zusammendrückbare Verbundpapier eignet sich als Papierhandtuch.
Ein weiteres zusammendrückbares Verbundpapier wurde auf die in Beispiel 3 beschriebene Weise aus drei Papierbahnen hergestellt, die ein Flächengewicht von je 13,8 im2 hatten. Das erhaltene zusammendrückbare Verbundpapier hatte einen Druckmodul von 49,7 cmg/cm3 und MD/CD-HOM-Werte von 26/16.
Beispiel 4
Zwei Papierbahnen, die ein Flächengewicht von je 16,3 g/m2 und eine Zugfestigkeit von 133,5 g/cm in Längsrichtung und von 38,6 g/cm in Querrichtung hatten, wurden als Lagen für ein zusammendrückbares Verbundpapier gewählt. Die Papierbahnen hatten ausserdem eine Trockenkreppung von 20 /o und eine Bruchdehnung in Längsrichtung von 16 0/0.
Die Papierbahnen wurden getrennt mit einem erhabenen Muster aus einzelnen geprägten Erhebungen geprägt, indem sie einzeln durch Spalte geführt wurden, die durch Stahlprägewalzen und Prägewalzen mit Gummibelag gebildet wurden, die auf die in Fig. 1 dargestellte Weise angeordnet waren.
In jeder Gruppe von Walzen, die die Prägespalte bildeten, hatte die Walze mit Gummibelag eine P & J1/8"-Kugeldruckhärte von 110 und einen Durchmesser von 216 mm. Der wirksame Gummibelag hatte eine Dicke von 22,2 mm. In die Oberflächen der Stahlprägewalzen waren Erhebungen in einem Muster mit den in Fig. 2, 3 und 4 dargestellten Abmessungen eingraviert.
Bei jedem Paar von Prägewalzen wurde die Stahlprägewalze, die einen Durchmesser von 406 mm hatte, mit einer Kraft von 22,3 kg/linearen cm gegen die Walze mit Gummibelag gepresst.
Auf die vorstehend beschriebene Weise wurden die als Lagen gewählten beiden Papierbahnen mit einem sich wiederholenden Muster aus 11,2 Erhebungen/cm im Muster der Prägewalze geprägt. Die Oberseiten der eingeprägten Erhebungen hatten eine Höhe von 0,64 mm über der Ebene der ursprünglichen Papierbahnen und machten 39 0/0 der Gesamtoberfläche aus.
Ein Kleber auf Polyvinylalkoholbasis, der hergestellt worden war durch Erhitzen von 2 Gew.-Teilen eines zu mehr als 99 O/o hydrolysierten Polyvinylalkoholharzes in
98 Gew.-Teilen Wasser, wurde dann auf die Oberseiten der geprägten Erhebungen auf der unteren geprägten Papierbahn aufgebracht, während die geprägte Papierbahn in Berührung mit den eingravierten Erhebungen auf der Stahloberfläche mit den eingravierten Erhebungen auf der Stahloberfläche über die gekrümmte Oberfläche dieser Walze lief. Der Auftrag des Polyvinyl alkoholklebers erfolgte mit der in Fig. 1 dargestellten, aus drei mit Gummibelag versehenen Walzen bestehenden Auftrag- und Dosiervorrichtung.
Die Auftragwalze wurde mit der Geschwindigkeit der Papierbahn angetrieben und hatte einen Abstand zum Prägemuster auf der Stahlwalze von 38,cm, so dass die Oberseiten der in das Papier geprägten Erhebungen gerade berührt wurden. Die Menge des auf die Oberseiten der geprägten Erhebungen aufgetragenen Polyvinylalkoholklebers betrug 1,63 g/100 m2 der Papierbahn.
Nach dem Auftrag des Klebstoffs wurden die obere und die untere geprägte Papierbahn, die im Kontakt mit der gekrümmten Oberfläche der identisch gemusterten Prägewalzen über diese Walzen liefen, im Spalt, der durch die beiden Stahlprägewalzen gebildet wurde, so zusammengeführt, dass die Oberseiten der geprägten Erhebungen genau gegeneinanderstiessen und miteinander verklebt wurden.
Nach der Zusammenführung der geprägten Papierbahnen und ihrer Verklebung an den Oberseiten der gegeneinanderstossenden Erhebungen wurden sie zu dem Spalt geführt, der durch zwei Kalandrierwalzen gebildet wurde, die mit einer Belastung von 1072 g/cm gegeneinandergepresst wurden. Eine dieser Kalandrierwalzen war eine Stahlwalze mit Filzbelag, während die andere mit einem Weichgummibelag, der eine Durometer A-Härte von 32 hatte, versehen war. Durch die Kalandrierwirkung der Kalandrierwalzen wurde die unbelastete Dicke des Verbundpapiers auf 1,04 mm oder 85 0/o der Dicke des ursprünglichen Verbundpapiers herabgesetzt. Das erhaltene zusammendrückbare Verbundpapier hatte einen Druckmodul von 30,5 cm-g/cm3 gegenüber einem Druckmodul von 46 cm-g/cm8 für das Verbundpapier vor dem kalandrieren.
Die MD/CD-HOM-Werte des Verbundpapiers betrugen 18/25 vor dem Kalandrieren und waren nach dem Kalandrieren auf 11/14 herabgesetzt.
Das nach dem Verfahren gemäss Beispiel 4 hergestellte zusammendrückbare Verbundpapier eignet sich vorzüglich als Serviette.
PATENTANSPRUCH I
Zusammendrückbares Verbundpapier mit einem Flächengewicht von etwa 23 bis 146 g/m2, dadurch gekennzeichnet, dass es aus 2 oder 3 Bahnen aus dehnbarem Papier mit einem Flächengewicht von je 11,4 bis 49 g/m2 besteht, wobei die beiden Aussenbahnen gleiche erhabene geprägte Muster aufweisen, die aus 2,5 bis 31 einwärts ragenden einzelnen Erhebun gen/cm2 bestehen und 10 bis 600/0 jeder Oberfläche der beiden äusseren Bahnen ausmachen, dass die Aussenbahnen an den gegeneinander stossenden Flächen der einwärts gerichteten Erhebungen miteinander oder mit der dazwischenliegenden Bahn verklebt sind, und dass das Verbundpapier einen Druckmodul von 31 bis 124 cm-g/cmS und MC/CD-HOM-Werte von 10 bis 130 aufweist.
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