Verfahren zur Herstellung von gemustertem Papier mit simulierter Gewebestruktur
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gemustertem Papier mit simulierte, Gewebestruktur, welches sich durch Selbstbindungskraft bildet und, insbesondere, ein Musterverfahren für ein Papierprodukt, das aus unvollständig regenerierten Viskosefasern hergestellt wird, wobei der primäre Quellwert (PSV) zwischen 800 und 10000% liegt. Das Muster wird auf ein nasses Papierblatt aufgetragen, und zwar wenn sein Wassergehaltswert (WV) zwischen 600 und 6000% liegt.
Der PSV der unvollständig regenerierten Cellulosefäden wird folgenderweise bestimmt: die Fäden von etwa 0,5 g (ofentrockene Probe) werden gewogen (WD) und 5 Minuten in destilliertes Wasser von 200C getaucht.
Die so erhaltenen, gequollenen Fäden werden 3 Minuten mit einer Kraft von 1000 G zentrifugiert, worauf das Gewicht (W) der mit Wasser extrahierten Fäden bestimmt wird. Der PSV wird aus der folgenden Gleichung berechnet:
W X X 100 = primärer Quellwert (PSV) in %.
WD
Der WV eines nassen Papierblattes wird folgenderweise bestimmt: ein nasses Papier von etwa 5 g wird gewogen (W1) und dann 1 Minute in eine 90 bis 100 C heisse Lösung von 3 g Schwefelsäure je Liter getaucht.
Anschliessend wird das Blatt gründlich gewaschen und getrocknet und das Gewicht (Db1) bestimmt. Der Wassergehaltswert aus der folgenden Gleichung berechnet:
W1
X X 100 = Wassergehaltswert (WV) in %.
W1D
Ein Verfahren, in welchem ein Papierprodukt aus unvollständig regenerierten Viskosefasern hergestellt wird und der PSV zwishen 800 und 10000% liegt, wird in der US-Patentbeschreibung Nr. 3 320 117 und in der schwebenden US-Patentbeschreibung Nr. 719 247 dargestellt. Ein Verfahren, in welchem ein Muster auf ein nasses Papierblatt aufgetragen wird, mit einem von 1000 bis 60000/, reichenden Wassergehalt wird hier erhalten und ist ebenfalls in der schwebenden Patentanmeldung Nr. 719 257 erläutert. In diesem Verfahren wird meistens ein nasses Papierblatt durch eine Presswalzenanlage zusammen mit einem auf einer Seite oder auf beide Seiten des Blattes angebrachten Drahtnetzes geführt.
Das Musterverfahren der Erfindung wird bei der Papierherstellung eingesetzt. In dieser Erfindung werden zwei typische Musterverfahren verwendet.
Ein Verfahren benutzt Presswalzen, an deren Ober- fläche zahlreiche Vorsprünge in einem vorbestimmten Muster angeordnet sind. Das nasse Papierblatt wird durch diese Presswalzen geführt und dabei gemustert. Ähnlich, als weiteres Musterverfahren, kann eine Platte mit an der Oberfläche versehenen, in einem vorbestimmten Muster angeordneten Vorsprüngen verwendet werden. In diesem Fall wird ein nassen Papierblatt durch die Presswalzen geführt, wobei die Platte an eine Seite des Blattes aufgelegt wird. Die Walze oder die Platte mit den Vorsprüngen ist aus Metall oder aus einem harten Material.
In einem anderen Verfahren wird eine Metallplatte oder eine Platte aus einem harten Material verwendet, in welche eine Anzahl von in einem vorbestimmten Muster eingestanzten Löchern angeordnet sind und als Mustervorrichtung verwendet wird. Das nasse Papierblatt wird durch die Presswalzen geführt und dabei bemustert, wobei einer der Walzen die gestanzte Platte umspannt.
Das Blatt kann auch bemustert werden, wenn es durch die Walzen geführt wird, wobei sich die gestanzte Platte auf einer Seite des Blattes befindet. Dabei besteht die gestanzte Platte ebenfalls aus Metall oder aus einem harten Material.
Ausführungsformen erfindungsgemäss verwendbarer Musterungsvorrichtungen sind in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt, und zwar: zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine gestanzte Platte,
Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie A-A' der Fig. 1, Fig, 3 eine Draufsicht auf eine weitere gestanzte Platte,
Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie B-B' der Fig. 3,
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine andere gestanzte Platte,
Fig. 6 einen Querschnitt entlang der Linie C-C' der Fig. 5,
Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Teil einer mit Vorsprüngen versehenen Walze, und
Fig. 8 einen Querschnitt entlang der Linie D-D' der Fig. 7.
Durch eine solche Verdichtung bewegt sich ein Teil der Fasern in den gepressten Bereichen zu den nicht gepressten Bereichen, wodurch ein schattiertes Muster mit unterschiedlicher Dicke erhalten wird. In diesem Verfahren wird ein deutlich schattiertes Muster auf ein Papiererzeugnis übertragen, während ein Hauptmerkmal anderer Verfahren ein unebenes Muster ist. Je höher die Verdichtung, desto grösser ist der Unterschied der Dicke über dem Produkt. Das Pressgewicht der Verdichtung wird allgemein in einem Bereich von 10 bis 20 kg/cm ausgewählt, obwohl das Pressgewicht mit dem WV des nassen Blattes, dem PSV des faserigen Materials oder der Form und Grösse des Musters usw. übereinstimmen soll.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird durchgeführt, wenn der Wassergehalt des nassen Blattes zwischen 600 und 6000% beträgt. Es hat keinen Sinn, das nasse Blatt zu pressen, wenn sein WV unter 600% liegt. Liegt der WV dagegen über 6000%, dann kann es sein, dass das nasse Blatt verfliesst, wodurch sich die Verarbeitung erschwert. In diesem Fall reicht die Presswirkung nicht aus, wenn das Pressgewicht verringert wird, um das Fliessen des nassen Blattes aufzuhalten.
Ein Papierprodukt, welches durch eine mit Vorsprüngen versehene Mustervorrichtung hergestellt wird, unterscheidet sich in seinem Aussehen sehr von dem Produkt, welches mit einer mit eingestanzten Löchern versehenen Mustervorrichtung hergestellt wird. Im ersten Produkt werden die gepressten Bereiche in dem aus dem nicht gepressten Gebiet bestehenden Gefüge verteilt, während im letzteren die nicht gepressten Bereiche in dem aus dem gepressten Gebiet bestehenden Gefüge verteilt werden.
In dieser Erfindung verbinden sich die Fasern, der zwischen 800 bis 10000% reichende PSV und der zwischen 600 bis 6000% liegende WV fest miteinander und bilden dadurch ein verhältnismässig festes, nasses Blatt.
In diesem Fall können sich die Fasern im Blatt leicht nur durch Verdichtung bewegen, aufgrund ihrer aus dem hohen PSV und dem WV bedingten Fliesseigenschaften, wodurch sich die klaren Muster durch dieses Musterverfahren ergeben. Das so erhaltene Muster wird im nassen Blatt schliesslich im folgenden Regenerationsprozesses konsolidiert und verbleibt, so wie es ist, im Endprodukt.
In diesem Musterverfahren kann leicht das Muster, je nach Verwendungszweck des Produktes, verändert werden. Falls ein Muster durch mit Vorsprüngen versehene Presswalzen aufgetragen wird, dann können verschiedene Produkte erhalten werden, wenn die Form und Grösse eines Vorsprunges oder die Zahl der Vorsprünge pro Gebietseinheit verändert wird. Ausserdem können Muster mit verschiedenen Formen als Kombination auf das Produkt übetragen werden.
Das Produkt erhält durch dieses Musterverfahren Geschmeidigkeit und Biegsamkeit und ist gekennzeichnet durch ein vorgetäuschtes wie gewebt wirkendes Aussehen. Diese Produkte lassen sich sehr vielseitig verwenden, beispielsweise als Einfachverwendung, wie als oberste Auflage bei Babywindeln oder Hygienebinden, als Bettücher in Krankenhäusern oder Hotels, als überwurf über die Krankenhaustracht oder über medizinische Artikel usw. und werden nach Gebrauch weggeworfen.
Das folgende Beispiel dient zur Erläuterung der Erfindung.
Beispiel
Unvollständig regenerierte Fäden mit einem PSV von 3500% werden durch Verspinnen einer Viskose hoher Viskosität, welche hochpolymerisierte Cellulose aufweist, in einem niedrig konzentrierten Säurebad erhalten. Nachdem die Fäden zerschnitten und im Wasser verteilt werden, stellt eine Papiermaschine 5 Blatt nasses Papier her. Drei dieser Blätter werden bemustert, indem sie durch eine Presswalzenanlage in Verbindung mit den gestanzten Metallplatten geführt werden, wobei eine Seite der Platte auf die Blätter wirkt, wie in den Fig. 1, 3 und 5 dargestellt. Ein weiteres Blatt wird gemustert, indem es durch die Presswalzen geführt wird, wobei eine der Walzen (Fig. 7) an ihrer Oberfläche eine Anzahl von Vorsprüngen aufweist.
Die gemusterten Papiere und das restliche, nicht gemusterte Papier wird bzw. werden völlig regeneriert, entschwefelt, gebleicht und getrocknet, so dass man vier Arten von bemusterten Papierblättern und ein nicht gemustertes Papierblatt erhält. Die Merkmale dieser gemusterten Papiere, im Vergleich zu dem nicht gemusterten Papierblatt, werden in der folgenden Tabelle dargestellt.
TABELLE
Figur Gewicht Reissfestigkeit (km), Weich
Figur (glm2) (in Maschinenrichtung) heit nicht gemuster- 47,9 1,14 6.2 tes Papier
1 46.3 1,44 4.8 2 45,5 1,29 3,7
3 47,2 1.57 5,0 4 46,1 1,35 3,3
Daraus geht hervor, dass sich durch die Erfindung die Reissfestigkeit und die Weichheit der Papierblätter verbessert.
Process for the production of patterned paper with a simulated fabric structure
The invention relates to a process for the production of patterned paper with a simulated fabric structure which is formed by self-binding force and, in particular, to a pattern process for a paper product which is produced from incompletely regenerated viscose fibers, the primary swelling value (PSV) between 800 and 10000% lies. The pattern is applied to a wet sheet of paper when its water content (WV) is between 600 and 6000%.
The PSV of the incompletely regenerated cellulose threads is determined as follows: the threads of about 0.5 g (oven-dry sample) are weighed (WD) and immersed in distilled water at 200C for 5 minutes.
The swollen threads thus obtained are centrifuged for 3 minutes at a force of 1000 G, after which the weight (W) of the threads extracted with water is determined. The PSV is calculated from the following equation:
W X X 100 = primary swelling value (PSV) in%.
WD
The WV of a wet sheet of paper is determined as follows: a wet paper of about 5 g is weighed (W1) and then immersed for 1 minute in a 90 to 100 ° C. solution of 3 g of sulfuric acid per liter.
The sheet is then thoroughly washed and dried and the weight (Db1) is determined. The water content value is calculated from the following equation:
W1
X X 100 = water content value (WV) in%.
W1D
One process in which a paper product is made from incompletely regenerated viscose fibers and has a PSV between 800 and 10,000 percent is shown in U.S. Patent Specification No. 3,320,117 and in copending U.S. Patent Specification No. 719,247. A method in which a pattern is applied to a wet sheet of paper with a water content ranging from 1,000 to 60,000 / 1 is obtained here and is also discussed in copending application No. 719,257. In this process, a wet sheet of paper is mostly fed through a press roller system together with a wire mesh attached to one or both sides of the sheet.
The master process of the invention is used in papermaking. Two typical pattern processes are used in this invention.
One method uses press rolls on the surface of which numerous protrusions are arranged in a predetermined pattern. The wet sheet of paper is passed through these press rollers and patterned. Similarly, as another patterning method, a plate having surface projections arranged in a predetermined pattern can be used. In this case, a wet sheet of paper is fed through the press rollers with the plate placed against one side of the sheet. The roller or plate with the protrusions is made of metal or a hard material.
In another method, a metal plate or a plate made of a hard material, in which a number of holes punched in a predetermined pattern are arranged, is used as a pattern device. The wet sheet of paper is passed through the press rollers and patterned in the process, one of the rollers spanning the punched plate.
The sheet can also be patterned as it is fed through the rollers with the die cut plate on one side of the sheet. The punched plate is also made of metal or a hard material.
Embodiments of patterning devices that can be used according to the invention are shown, for example, in the drawings, namely:
Fig. 1 is a plan view of a punched plate,
Fig. 2 shows a cross section along the line A-A 'of Fig. 1, Fig. 3 shows a plan view of a further punched plate,
Fig. 4 shows a cross section along the line B-B 'of Fig. 3;
Fig. 5 is a plan view of another punched plate;
Fig. 6 is a cross section along the line C-C 'of Fig. 5;
7 is a plan view of a portion of a protruded roller, and FIG
FIG. 8 shows a cross section along the line D-D 'of FIG. 7.
Such compaction causes some of the fibers in the pressed areas to move to the non-pressed areas, thereby creating a shaded pattern of varying thickness. In this process, a clearly shaded pattern is transferred to a paper product, while a major characteristic of other processes is an uneven pattern. The higher the compression, the greater the difference in thickness over the product. The pressing weight of compaction is generally selected in a range of 10 to 20 kg / cm, although the pressing weight should match the WV of the wet sheet, the PSV of the fibrous material or the shape and size of the pattern and so on.
The method according to the invention is carried out when the water content of the wet sheet is between 600 and 6000%. There's no point in pressing the wet sheet if its WV is below 600%. On the other hand, if the WV is above 6000%, the wet sheet may flow, which makes processing more difficult. In this case, if the pressing weight is reduced, the pressing effect is insufficient to stop the flow of the wet sheet.
A paper product made by a protuberance pattern device is very different in appearance from the product made with a pattern device provided with punched holes. In the first product, the pressed areas are distributed in the structure consisting of the non-pressed area, while in the latter the non-pressed areas are distributed in the structure consisting of the pressed area.
In this invention, the fibers, the 800 to 10,000% PSV and the 600 to 6000% WV, bond tightly to one another and thereby form a relatively strong, wet sheet.
In this case, the fibers in the sheet can easily move only through compression, due to their flow properties due to the high PSV and the WV, whereby the clear patterns result from this patterning process. The pattern obtained in this way is finally consolidated in the wet leaf in the subsequent regeneration process and remains as it is in the end product.
In this pattern process, the pattern can easily be changed depending on the intended use of the product. If a pattern is applied by pressing rollers provided with protrusions, various products can be obtained by changing the shape and size of a protrusion or the number of protrusions per unit area. In addition, patterns with different shapes can be transferred to the product as a combination.
This pattern process gives the product suppleness and flexibility and is characterized by a simulated, woven appearance. These products can be used in a wide variety of ways, for example as a single use, such as the top layer for baby diapers or sanitary napkins, as sheets in hospitals or hotels, as a throw over hospital clothing or medical articles, etc.
The following example serves to illustrate the invention.
example
Incompletely regenerated filaments with a PSV of 3500% are obtained by spinning a high viscosity viscose containing highly polymerized cellulose in a low-concentration acid bath. After the threads are cut and distributed in the water, a paper machine produces 5 sheets of wet paper. Three of these sheets are patterned by passing them through a press roll system in conjunction with the stamped metal plates with one side of the plate acting on the sheets as shown in FIGS. 1, 3 and 5. Another sheet is patterned by passing it through the press rollers, one of the rollers (Fig. 7) having a number of protrusions on its surface.
The patterned papers and the remaining unpatterned paper are completely regenerated, desulfurized, bleached and dried, so that four kinds of patterned paper sheets and one unpatterned paper sheet are obtained. The characteristics of these patterned papers compared with the unpatterned paper sheet are shown in the following table.
TABLE
Figure Weight Tear strength (km), soft
Figure (glm2) (in the machine direction) is not called patterned 47.9 1.14 6.2 th paper
1 46.3 1.44 4.8 2 45.5 1.29 3.7
3 47.2 1.57 5.0 4 46.1 1.35 3.3
It can be seen from this that the invention improves the tear strength and the softness of the paper sheets.