CZ20013942A3 - Způsob a zařízení pro nanášení papírenských chemických přísad na pásový substrát - Google Patents

Description

Způsob a zařízení pro nanášení papírenských chemických přísad na pásový substrát

Oblast techniky

Tento vynález se obecně týká pásového substrátu, například hedvábného papíru a způsobu přípravy pásového substrátu. Konkrétněji se tento vynález týká pásového substrátu s chemickými funkčními přísadami a způsobu a zařízení pro nanášení nízkých hladin chemických funkčních přísad na povrch pásového substrátu pro zlepšení vlastností pásu, např. pevnosti, měkkosti, savosti a estetiky.

Dosavadní stav techniky

Papírové výrobky pro jedno použití jsou velmi používané. Spotřební předměty pro jedno použití, které jsou vyrobené z buničinových vláken, jsou obchodně nabízeny v úpravách přizpůsobených pro rozmanitá použití, například jako odliěovací ubrousky, toaletní papír, savé osušky, pleny atd.

Všechny tyto sanitární výrobky sdílí společnou potřebu, a to - být měkké na dotek. Měkkost je komplexní dotykový vjem, vyvolávaný výrobkem, když se výrobek setká s pokožkou. Měkkost výrobků je vyžadována proto, aby byly použitelné na čistění pokožky, aniž by pokožku dráždily. Účinné čistění pokožky je trvalým problémem osobní hygieny mnoha lidí. K nepříjemnému vyměšování močových, menstruačních a fekálních výměšků z hrázové oblasti nebo otorinolaryngologických hlenových výměšků nedochází vždy v tak pro jedince příhodné době, aby mohl provést důkladnou očistu mýdlem a vydatným množstvím vody. Jako náhrada za důkladné očistění je nabízena široká paleta toaletních a osuškových výrobků jako pomůcek, které mají řešit problém odstraňování výměšků z pokožky a jejich zadržování až do likvidace sanitárním způsobem. Nepřekvapuje, že použití těchto výrobků se nepřibližuje úrovni čistoty, kterou lze docílit důkladnějšími čisticími způsoby a výrobci kosmetických a osuško vých výrobků trvale usilují o vyrobení takových výrobků, které budou úspěšnější v soutěži se způsoby důkladného čistění.

2Nedostatky výrobků z hedvábného papíru často způsobují, že čistění je ukončeno dříve, než je pokožka zcela vyčištěna. Takové chování je podněcováno drsností hedvábného papíru, jelikož pokračujícím otíráním drsným prostředkem může dojít k odření citlivé pokožky a způsobení ostré bolesti. Dojde k tomu, že pokožka je ponechána v částečně nevyčištěném stavu, ačkoli to může často způsobovat vydávání zápachu a vznik skvrn na spodním prádle a během doby to rovněž může vyvolat podráždění pokožky.

Poruchy konečníku, například hemoroidy, činí hrázovou oblast nadměrně citlivou a působí těm, kteří takovýmito poruchami trpí, obzvláštní frustraci z potřeby očistit si konečník bez vyvolání dráždění.

Dalším významným případem, který vyvolává frustraci, je opakované smrkání při nachlazení. Opakovaný cyklus smrkání a utírání nosu může vrcholit bolavým nosem, i když se použijí nejměkčí papírové kapesníky, které jsou dnes k dispozici.

Proto výroba měkkých kosmetických a osuškových výrobků, které podporují pohodlné čistění bez obětovaného zhoršení chování, je již dlouho cílem inženýrů a vědců, kteří jsou oddáni výzkumu zlepšování hedvábného papíru. Byly učiněny četné pokusy o snížení oděrného účinku, tj. o zlepšení měkkosti výrobků z hedvábného papíru.

Jednou z oblastí, která byla v tomto ohledu prozkoumána, byl výběr a přizpůsobení morfologie buničinových vláken a návrh struktury papíru, která by využívala optimum výhod různých dostupných morfologií. Použitelná technika z této oblasti zahmujeU.S. patent 5 228 954, Vinson a spolupr., z 1993-07-20, U.S. patent 5 405 499, Vinson, z 1995-04-11, U.S. patent 4 874 465, Cochrane a spolupr., 1989-10-17 a U.S. statutární zápis vynálezu H1672, Hermans a spolupr., z 1997-08-05, které všechny popisují způsoby výběru nebo zlepšování zdrojů vláken pro hedvábný papír a osušky dokonalejších vlastností. Použitelná technika je dále objasněna v U.S. patentu 4 300 981, Carstens, z 1981-11-17, který pojednává o tom, jak lze začlenit vlákna, aby vyhovovala struktuře papíru tak, aby měla maximum měkkosti. Ačkoli techniky, které jsou doloženy příklady dosavadního stavu techniky, jsou všeobecně uznávané, mohou poskytovat jen určité omezené možnosti pro výrobu hedvábného papíru pro skutečně účinné, pohodlné čisticí prostředky.

Další oblastí, která upoutala značnou pozornost, je přidávání chemických změkčovacích činidel (v tomto dokumentu rovněž zmiňovaných jako „chemická změkčovadla“ nebo „změkčovací prostředky“ a obměny těchto názvů) k hedvábného papíru a k osuškovým výrobkům.

Jak je použito v tomto dokumentu, výraz „chemické změkčovací činidlo“ se týká jakékoli chemické složky, která zlepšuje dotykový vjem, který vjímá spotřebitel, když drží dotyčný papírový výrobek a přetírá si s ním pokožku. Měkkost, která je žádoucí pro osuškové výrobky, je zejména důležitou vlastností pro odličovací ubrousky a toaletní papíry. Dotykově vnímatelnou měkkost lze charakterizovat (ale není tímto omezena), třením, pružností a hladkostí a také subjektivními popisovými charakteristikami, například vjemem kluzkosti, sametovosti, hedvábnosti nebo flanelu. Vhodné materiály zahrnují takové, které hedvábnému papíru propůjčují vjem kluzkosti. Zahrnují například základní vosky, například parafin a včelí vosk a oleje, např.

« minerální olej a silikonový olej a rovněž petrolátum a složitější maziva a zvláčňovadla, například kvartérní amonné sloučeniny s dlouhými alkylovými řetězci, funkční silikony, acyklické kyseliny, acyklické alkoholy a acyklické estery.

Práce v oboru, týkající se chemických změkčovadel, se podle dosavadního stavu techniky ubíraly dvěma cestami. První cesta se vyznačuje přidáváním změkčovadel do pásu hedvábného papíru během jeho vytváření, buď přidáním atraktivní složky do kádí s vlákninou, která se v konečné fázi tváří na pás hedvábného papíru, do vlákninové papíroviny, když přichází do papírenského stroje nebo do vlhkého pásu, když je v papírenském stroji na Fourdrinierově plátně nebo na sušicím plátně. Druhá cesta se vyznačuje přidáváním chemických změkčovadel k pásu hedvábného papíru po usušení pásu. V druhém případě se změkčovadlo typicky nanáší na jednu nebo obě strany hedvábného papíru. Použitelné způsoby lze začlenit do operací výroby papíru, například rozprašováním na suchý pás před jeho navíjením na roli papíru.

Jako příklad sloužící technika, která se vztahuje k předchozí cestě, vyznačující se přidáváním chemických změkčovadel k hedvábného papíru před jeho zpracováním na pás, zahrnuje obecně udělený U.S. patent 5 264 082, Phan a Trokhan, z 1993-11-23, který je tímto začleněn do odkazů tohoto dokumentu. Tyto způsoby nalezly v průmyslu široké použití, zejména když je žádoucí snížit pevnost, kterou by jinak papír měl a když způsob výroby papíru (zejména * způsob s krepovací operací) je dostatečně odolný, aby snesl začlenění činidel tlumících pojení. Nicméně jsou s těmito způsoby spojeny problémy, které jsou kvalifikovaným technickým odborníkům známé. Zaprvé, umístění chemického změkčovadla není řízeno; to se široce šíří strukturou papíru tak jako vláknový materiál, na který je naneseno. Kromě toho použití těchto přísad provází ztráta pevnosti papíru. Přihlašovatelé se domnívají, ačkoli nechtějí být vázáni teorií, že přísady mají sklon potlačovat tvorbu vodíkových vazeb mezi vlákny. Může rovněž nastat ztráta kontroly listu při krepování na Yankee-sušiči. Mimoto se široce uznává teorie, že • ·

4’ · · · · · · — ··· · ···.·♦.

přísady narušují povlak na Yankee-sušiči, čímž se oslabuje vazba mezi mokrým pásem a sušičem. Dosavadní stav techniky, například obecně udělený U.S. patent 5 487 813, Vinson aj., z 1996-01-30, začleněný tímto do odkazů tohoto dokumentu, popisuje začlenění chemické sloučeniny pro zmírnění shora uvedených účinků na pevnost a přilnavost na krepovacím válci; přesto však přetrvává potřeba začlenit chemické změkčovadlo do papírového pásu cíleným způsobem s minimálním nepříznivým účinkem na pevnost pásu a s minimálním střetáváním se s výrobním způsobem.

Další jako příklad sloužící technika, týkající se přidávání chemických změkčovadel k pásu hedvábného papíru během jeho vytváření, zahrnuje obecně udělený U.S. patent 5 059 282, Ampulski aj., z 1991-10-22, začleněný do odkazů tohoto dokumentu. Patent popisuje způsob přidávání polysiloxanové sloučeniny k vlhkému pásu hedvábného papíru (výhodně při hustotě vláken od 20 % do 35 %). Tento způsob představuje v určitém ohledu pokrok ve srovnání s přidáváním chemikálií do kádí s papírovinou, které zásobují papírenský stroj. Tyto prostředky například zaměřují nanášení najeden z povrchů pásu, na rozdíl od rozdělování přísady na všechna vlákna papíroviny.

Z důvodu dříve zmíněných účinků na pevnost a trhání při výrobě papíru se navrhovala rozsáhlá technika nanášení chemických změkčovadel na již usušený papírový pás buď na tzv. suchém konci papírenského stroje nebo v samostatné konverzní operaci, která následuje po kroku výroby papíru. Příkladem techniky z tohoto oboru jsou U.S: patent 5 215 626, Ampulski aj., z 1993-01-01; U.S. patent 5 246 545, Ampulski aj., z 1993-09-21; U.S. patent, Warner aj., z 1996-06-11 a U.S. patentová přihlášku sériové č. 09/053 319, podaná na jméno Vinson aj., z 1998-04-01, které jsou všechny začleněny do odkazů tohoto dokumentu. Ačkoli každý z těchto odkazů ve srovnání s dřívějším tzv. způsoby s mokrým koncem představuje pokrok, zejména co se týká vyloučení znehodnocujících účinků na papírenskou výrobu, způsob typicky vyžaduje, aby změkěovací nanášení se dělo současně se stlačováním pásu. Společně se ztrátou tloušťky pásu hedvábného papíru, což může být problémem, tyto způsoby nanášení nedovolují účinné nanášení změkčovadla na nejzevnější vyvýšeniny pásu hedvábného papíru, když jsou použity vícevrstvé pásy hedvábného papíru, které mají mnoho vyvýšenin. Dříve zmíněný způsob nanášení rovněž nedává převyšující vrstvy, tzn. vrstvy, které přesahují nad nej zevnější vyvýšeninu pásu hedvábného papíru. To je podstatné pro dříve zmíněný způsob, protože převyšující vrstvy mají sklon být přeneseny z pásu na plochy stroje, což způsobuje výrobní problémy následkem přenosu změkčovadel. Výhodné by bylo, kdyby mohly být nane• · seny převyšující vrstvy bez těchto přenosových a tvářecích problémů, protože by tím mohl být podpořen přenos z jednoho povrchu pásu hedvábného papíru na druhý povrch pásu, což by ve skutečnosti dovolovalo oboustranné povrchové změkčení pásu hedvábného papíru, přičemž by se povrchové změkčovadlo činně nanášelo jen na jednu stranu.

Za jednu z nej důležitějších fyzikálních vlastností, která se týká měkkosti, považují kvalifikovaní techničtí odborníci pevnost pásu. Pevnost je schopnost výrobku a pásu, ze kterého je výrobek vytvářen, uchovat si fyzikální neporušenost a v podmínkách používání odolávat trhání, praskání a rozcupovávání. Dosažení vysoké měkkosti bez znehodnocení pevnosti je již dlouho považováno za prostředek poskytnutí zlepšených výroků z hedvábného papíru. Přetrvá potřeba měkkých výrobků z hedvábného papíru s dobrými charakteristikami pevnosti.

Proto je potřeba zlepšit techniku změkčování povrchu, kterou lze použít na výrobky z hedvábného papíru, aby se získala žádaná měkkost bez nepřijatelného znehodnocení pevnosti nebo dalších vlastností výrobku. Dále, jsou potřeba povrchově změkčené pásy hedvábného papíru, u kterých se povrchové změkčo vadlo nanáší nestlačující technikou na nej zevnější vyvýšeninu pásu s mnoha vyvýšeninami. Konečně, je potřeba poskytnout dvoustranně povrchově změkčený pás hedvábného papíru s použitím změkčovací techniky jednostranného povrchového nanášení.

Takovéto zlepšené výrobky a způsoby jsou poskytnuty předloženým vynálezem, jak je ukázáno v následujícím popisu.

φ φ • φ φ φ φ • ·

-6φφφ φ φ φφφφ

Podstata vynálezu

Předložený vynález popisuje dvoustranně povrchově změkčený pás hedvábného papíru a způsob výroby pásu, přičemž se povrchový změkčovací prostředek nejprve nanáší, výhodně jednostranným nestlačovacím nanášením, na jednu stranu pásu a potom se přenáší na druhou stranu pásu stykem jedné strany pásu s druhou.

Způsob se skládá z následujících kroků: poskytnutí vláknitého pásu, který má první stranu a druhou stranu naproti straně prvé; poskytnutí chemické přísady; nanesení chemické přísady jen na první stranu vláknitého pásu; a uvedení první strany vláknitého pásu do styku s druhou stranou vláknitého pásu, tím částečně přenesení chemické přísady z první strany na druhou stranu vláknitého pásu, takže jak první, tak i druhá strana vláknitého pásu obsahují chemickou přísadu ve funkčně dostačující množství. Jak je použito v tomto dokumentu, „funkčně dostačující množství“ je výhodně alespoň 0,05 gramu přísady na čtverečný metr pásu. V údajích povrchové koncentrace je funkčně dostačující množství výhodně alespoň 20 liber přísady na tunu povrchových vláken (lb/ton) (9,072 kg/1000 kg), výhodněji 50 lb/ton (22,68 kg/1000 kg) a nejvýhodněji alespoň 90 lb/ton (40,82 kg/1000 kg).

Krok uvedení první strany vláknitého pásu do styku s druhou stranou vláknitého pásu výhodně zahrnuje přenesení chemické přísady z první polohy na první straně vláknitého pásu do druhé polohy na druhé straně vláknitého pásu, přičemž druhá poloha je otisk z první polohy vzhledem k ploše pásu. Ve výhodném provedení způsobu pás nepřetržitě putuje v podélném směru, v kterémžto případě druhá poloha druhé strany vláknitého pásuje otisk v podélném směru z první polohy na první straně vláknitého pásu.

V nej výhodnějším provedení, je pás, tak jak putuje v podélném směru, nepřetržitě navíjen na roli, čímž první strana, která má na sobě chemickou funkční přísadu, přichází do styku s druhou stranou pásu. Množství chemické přísady, které se přenese z první strany vláknitého pásu na druhou stranu vláknitého pásuje takové, že poměr povrchové koncentrace chemické přísady na druhé straně k povrchové koncentraci chemické přísady na první straně je výhodně alespoň 1 : 4, výhodněji alespoň 1:2a nejvýhodněji 1:1.

Krok nanášení chemické přísady jen na první stranu vláknitého pásu může zahrnovat vytlačovací nanášení, rozprašovací nanášení, nanášení tiskem nebo jakoukoli jejich kombinaci.

• ·

Výhodně se chemická přísada vybere ze skupiny skládající se ze změkčovadel, emulzí, lotionů, místních léků, mýdel, antimikrobiálních a antibakteriálních činidel, zvlhčovadel, povlaků, inkoustů a barviv, pevnostních přísad, pohlcovacích přísad, pojidel, opacitních činidel, plnidel a jejich kombinací. Chemická přísada je výhodně chemické změkčovadlo vybrané ze skupiny skládající se z mazadel, zvláčňovadel, kationtových oddělovačů, nekationtových oddělovačů a jejich směsí. Výhodné chemické změkčovadlo obsahuje kvartémí amonnou sloučeninu.

Chemickou přísadu zahrnující pevnostní přísadu lze vybrat ze skupiny skládající se z trvale za mokra pevných pryskyřic, dočasně za mokra pevných pryskyřic, za sucha pevných pryskyřic a jejich směsí.

Chemickou přísadu zahrnující pohlcující přísadu lze vybrat ze skupiny skládající se polyethoxylátů, alkylethoxylovaných esterů, alkylethoxylovaných alkoholů, alkylpolyethoxylovaných nonylfenolů a jejich směsí.

Pro účely uspokojivého přenosu chemických přísad z první strany na druhou stranu pásu je důležité udržet chemickou přísadu nanesenu na první stranu pásu v přenositelném stavu. Pro tento účel je užitečné zajistit poměr volné doby k době pohlcení kapky menší než 3,0, výhodněji menší než 1,0 a nej výhodněji menší než 0,5.

Ve výhodném provedení první strana vláknitého pásu zahrnuje první oblast a druhou oblast, přičemž první oblast se zvedá nad oblast druhou. V tomto případě krok nanášení chemické přísady na první stranu vláknitého pásu zahrnuje nanesení přísady, výhodně nestlačujícím způsobem, na první oblast první strany vláknitého pásu. Výhodněji zahrnuje vláknitý pás vzorem zhutněnou strukturu, kde první oblast má první hustotu a druhá oblast má druhou hustotu, přičemž první hustota a druhá hustota se sobě nerovnají a výhodně je první hustota nižší než hustota druhá.

Krok nanášení chemické přísady jen na první stranu vláknitého pásu lze provádět během výroby papíru (na rozdíl od konverzního způsobu).

Jak je použito v tomto dokumentu, jsou všechna procenta, poměry a podíly v tomto dokumentu uvedena jako hmotnostní, pokud není uvedeno jinak.

• ·

-8• · · • · · · · ·

Stručný popis vyobrazení

Ačkoli je popis uzavřen nároky, konkrétně zdůrazňujícími a zřetelně vznášejícími nároky na předložený vynález, předpokládá se, že předložený vynález bude lépe pochopen z následujícího popisu ve spojení s připojenými příklady a s následujícími vyobrazeními, ve kterých vztahové značky označují totožné prvky a kde:

OBR. 1 je schematický boční pohled na způsob podle tohoto vynálezu.

OBR. 2 je dílčí a podrobnější boční pohled na způsob a papírový výrobek podle tohoto vynálezu.

OBR. 3 je schematický boční pohled na vyvýšeniny papírového výrobku podle tohoto vynálezu.

OBR. 4 je schematický půdorysný pohled najedno z provedení výroby papírového pásu pro výroby výrobku podle tohoto vynálezu.

OBR. 5 je schematický půdorysný pohled na jiné z provedení výroby papírového pásu pro výrobu výrobku podle tohoto vynálezu.

OBR. 6 je schematický pohled v řezu ze směru 6 - 6 na OBR. 3.

0BR.7 je schematický pohled v řezu na vytlačovací hlavici ve spojení s pásem.

OBR. 8 je schematický prostorový pohled na jinou vytlačovací hlavici, kterou lze v tomto vynálezu použít; vytlačovací hlavice je zobrazena jako částečně rozebraná.

OBR. 9 je schematické znázornění jednoho provedení způsobu podle tohoto vynálezu.

4

-94 4

4

4 •4 4444

Podrobný popis vynálezu

Ve stručnosti, předložený vynález poskytuje způsob, ve kterém lze chemickou funkční přísadu nanášet na jednu stranu vláknitého pásu a potom přenést, stykem (v protikladu ke vzlínání) na druhou stranu pásu. Přísadu lze nanášet na suchý nebo polosuchý pás. Vzniklý hedvábný papír má funkčně dostačující množství přísady na každé straně a tudíž zlepšené vlastnosti, například dotykově vnímatelnou měkkost.

Výraz „ suchý pás hedvábného papíru“, tak jak je použit v tomto dokumentu, zahrnuje jak pásy, které jsou usušeny na obsah vlhkosti menší než je rovnovážný obsah vlhkosti pásu, tak pásy, které mají obsah vlhkosti v rovnováze se vzdušnou vlhkostí. Polosuchý pás hedvábného papíru zahrnuje pás hedvábného papíru s obsahem vlhkosti překračujícím jeho rovnovážný obsah vlhkosti. Nejvýhodněji se prostředek podle tohoto dokumentu nanáší suchý pás hedvábného papíru.

Rovněž je popsán výhodný změkčovací prostředek a rovněž způsob výroby kombinace a způsob jeho nanášení na hedvábný papír.

Překvapivě bylo zjištěno, že velmi nízké hladiny změkčovacích přísad, např. kationtových změkčovadel, poskytují významný změkčovací účinek na hedvábný papír, když jsou naneseny na povrch pásů hedvábného papíru v souladu s předloženým vynálezem. Jako důležité bylo zjištěno, že hladiny změkčovacích přísad, použitých pro změkčení hedvábného papíru, jsou dostatečně nízké, aby si hedvábný papír uchoval vysokou smáčivost. Kromě toho, protože změkčovací prostředek má vysokou účinnou hladinu, když je změkčovací prostředek nanesen, tak lze prostředek nanášet na suché pásy hedvábného papíru bez nutnosti dalšího sušení pásu hedvábného papíru.

Předložený vynález lze využít s použitím horkého pásu hedvábného papíru. Jak je použito v tomto dokumentu, výraz „horký pás hedvábného papíru“ se týká pásu hedvábného papíru, který má zvýšenou teplotu vzhledem k teplotě místnosti. Obecně je zvýšená teplota horkého pásu hedvábného papíru alespoň 43 °C a často vyšší než 65 °C.

Obsah vlhkosti pásu hedvábného papíruje ve vztahu k teplotě pásu a relativní vlhkosti prostředí, ve kterém se pás nachází. Jak je použito v tomto dokumentu, výraz „přesušený pás hedvábného papíru“ se týká pásu hedvábného papíru, který je usušen na obsah vlhkosti nižší než je rovnovážný obsah vlhkosti při standardních zkušebních podmínkách 23 °C a relativní

-10·· ·« * * · · • · · • · · • ♦ A ·· ···· vlhkosti 50 % . Rovnovážný obsah vlhkosti pásu hedvábného papíru, který je umístěn ve standardních zkušebních podmínkách 23 °C a 50% relativní vlhkosti, je přibližně 7 %. Pás hedvábného papíru podle tohoto vynálezu lze přesušit jeho zahřátím na zvýšenou teplotu použitím sušicích prostředků, které jsou v technice známé, například Yankee-sušičem nebo prosušováním vzduchem. Výhodně bude mít přesušený pás hedvábného papíru obsah vlhkosti nižší než 7 %, výhodněji od 0 do 3 % hmotnostních.

Papír, který je vystaven normálnímu prostředí, má typicky rovnovážný obsah vlhkosti v rozmezí 5 až 8 %. Jestliže je papír usušen a krepován, je obsah vlhkosti v papíru obecně nižší než 3 %. Po vyrobení papír pohlcuje vodu z ovzduší. Ve výhodném způsobu podle tohoto vynálezu se využívá výhody nízkého obsahu vlhkosti v papíru, když opouští krepovací nůž při odebírání z Yankee-sušiče (nebo nízkého obsahu vlhkosti podobných pásů, když jsou odebírány z alternativních sušicích zařízení, jestliže způsob nezahrnuje Yankee-sušič).

V jednom provedení se prostředek podle tohoto vynálezu nanáší na přesušený pás hedvábného papíru krátce po jeho oddělení od sušicího zařízení a dříve něž je navinut na matečnou roli. Jinak lze prostředek podle tohoto vynálezu nanášet na polosuchý pás hedvábného papíru, například když je pás na Fourdrinierově plátně, na sušicím plstěnci nebo plátně nebo když je pás ve styku s Yankee-sušičem nebo jiným alternativním sušicím zařízení. Konečně, prostředek může být rovněž nanášen na suchý pás hedvábného papíru, který je v rovnovážné vlhkosti s prostředím, když se pás odvíjí z matečné role, například během nepropojené konverzní operace.

Vláknitý pás

Vláknitý pás lze vyrobit mnoha v technice známými způsoby, které všechny předložený vynález předpokládá. Tyto způsoby zahrnují způsoby obvyklé výroby papíru, výrobu profukováním vzduchem sušeného papíru a výrobu papíru s násobnou plošnou hmotností.

Předložený vynález je použitelný na hedvábný papír obecně, včetně, ale nikoli omezeně na: konvenčně plstěnci slisovávaný hedvábný papír; vzorem zhutněný hedvábný papír a s vysokou objemovou hmotností, nezhutftovaný hedvábný papír. Hedvábný papír může být homogenní nebo vícevrstvé konstrukce; a výrobky z hedvábného papíru vyrobené mohou být jednovrstvé nebo vícevrstvé konstrukce. Hedvábný papír má výhodně plošnou hmotnost mezi 10 g/m a 200 g/m a hustotou 0,60 g/cm nebo menší. Výhodně je plošné hmotnost 100 g/m

-1199 9

99

9 9 · • ♦ 9

9 9

9 9

9999

Λ <2 nebo menší a hustota 0,30 g/cm nebo menší. Nej výhodněji je hustota od 0,04 g/cm do 0,20 g/cm³.

Obvyklým způsobem stlačovaný hedvábný papír a způsoby výroby tohoto papíru jsou v technice známé. Tento papír se typicky vyrábí nanášením papíroviny na dírkované tvářecí síto. Toto tvářecí síto se v technice často nazývá Fourdrinierovým sítem. Jakmile je papírovina nanesena na tvářecí síto, nazývá se pásem. Všeobecně se voda odstraňuje z pásu vakuově, mechanicky vylisováním a tepelnými prostředky. Pás se odvodní lisováním pásu a sušením při zvýšené teplotě. Konkrétní technika a typické zařízení na výrobu pásu podle právě popsaného způsobu jsou kvalifikovaným technickým odborníkům známé. Při typickém způsobuje řídká vlákninová papírovina v tlakové nátokové skříni. Nátoková skříň má otvor pro dodávání tenké vrstvy vlákninové papíroviny na Fourdrinierovo síto, aby se vytvořil vlhký pás. Typicky se pás potom odvodní na hustotu mezi 7 % a 45 % (vztaženo na celkovou hmotnost pásu) vakuovým odvodněním a dále se suší lisovacími operacemi, při kterých je pás podroben tlaku vyvíjeným prolehlými mechanickými členy, například válcovitými bubny. Odvodněný pás je potom dále lisován a sušen v panům bubnovém zařízení, které je v technice známo jako Yankee-sušič. Tlak na Yankee-sušiči lze vyvinout mechanickými prostředky, například protilehlým válcovým bubnem, který přitlačuje pás. Lze použít více Yankee-sušičů, přičemž mezi bubny je volitelně vyvoláváno přídavné stlačování. Struktury hedvábného papíru, které se vytvářejí, jsou v tomto dokumentu zmiňovány jako obvyklé, lisované struktury hedvábného papíru. Takovéto listy se považují za zhutněné, jelikož pás, dokud jsou vlákna mokrá, je vystaven značným celkovým mechanickým stlačovacím silám a potom se ve stlačeném stavu suší. Vzniklá struktura je pevná a obecně jedinečné hustoty, ale s velni nízkou objemovou hmotností, pohltivostí a měkkostí.

Vzorem zhutněný hedvábný papír se vyznačuje tím, že má pole poměrně vysoké objemové hmotnosti vláken s poměrně nízkou hustotou a matici zhuštěných zón vláken s poměrně vysokou hustotou. Pole vysoké objemové hmotnosti se jinak označuje jako pole polštářových oblastí. Zhutněné zóny se jinak zmiňují jako kloubové oblasti. Zhutněné zóny mohou být nespojitě rozmístěny uvnitř pole vysoké objemové hmotnosti nebo mohou být navzájem propojeny, buď zcela nebo částečně, uvnitř pole vysoké objemové hmotnosti.

·· · * ' ·· « • · · · · · · • ···· · · · · · · ·····♦

-12- .........

Tento vynález lze rovněž použít pro nekrepovaný hedvábný papír. Výraz „nekrepovaný hedvábný papír“, tak jak je použit v tomto dokumentu, se týká hedvábného papíru, který je sušen bez stlačování, nejvýhodněji prosušováním vzduchem. Vzniklé vzduchem prosušované pásy jsou vzorem zhutněny, takže zóny relativně vysoké hustoty jsou rozptýleny uvnitř pole vysoké objemové hmotnosti, včetně vzorem zhutněného hedvábného papíru, kde zóny poměrně vysoké hustoty jsou nepřetržité a pole vysoké objemové hmotnosti je nespojité.

Pro vyrobení nekrepovaných pásů hedvábného papíru se zárodečný pás přenáší z děrovaného tvářecího dopravníku, na kterém leží, na pomaleji se pohybující, obsah vláken zvyšující, textilní dopravník . Pás se potom přenese na sušicí plátno, na kterém se usuší na konečnou vlhkost. Takovéto pásy mohou ve srovnání pásy krepovaného papíru nabídnout některé výhody co do hladkosti povrchu.

Techniku výroby nekrepováného hedvábného papíru tímto způsobem ukazuje dosavadní stav techniky. Například Wendt aj. v evropské patentové přihlášce 0 677 612A2, z 1995-10-18 a začleněné do odkazů tohoto dokumentu, uvádí způsob výroby měkkých výrobků z hedvábného papíru bez krepování. V jiném případě Hyland aj. v evropské patentové přihlášce 0 617 164A1, z 1994-09-28 a začleněné do odkazů tohoto dokumentu, uvádí způsob hladkých, nekrepovaných, vzduchem sušených papírů. Konečně Farrington aj. v U.S. patentu 5 656 132, z 1997-08-12, jehož popis je začleněn do odkazů tohoto vynálezu, popisuje použití stroje na výrobu měkkých, vzduchem sušených hedvábných papírů bez použití Yankee-sušiče.

Ve výhodném provedení lze papír vyrobit s použitím pryskyřicí povlečeného tvářecího pásma 80, jak je schematicky znázorněno na OBR. 4 až 6. Nosná struktura 85 je spojena s pryskyřičnou kostrou 81. Pryskyřičná kostra 81 je výhodně tvořena tvrzenou polymerní, na světlo citlivou pryskyřicí. Kostra 81 (a celý pásmo) má povrch, který je ve styku s pásem 81a a protilehlý povrch rubové strany 81b, orientovaný směrem do papírenského stroje, na kterém je pásmo použito.

V jednom provedení, viz OBR. 4, v podstatě nepřetržitá pryskyřičná kostra 81 má naskrz množství vychylovacích kanálků 82. V jiném provedení, viz OBR: 5, pryskyřičná kostra tvoří množství nespojitých výčnělků, čnějících směrem ven ze zpevňující struktury. Výčnělky trčí vzhůru z roviny (X - Y) papírenského pásma a výhodně jsou nespojité. Výčnělky uzavírají odvodnění vybranými oblastmi papírenského pásma a mohou v papíru dávat oblasti s nízkou, respektive s vysokou plošnou hmotností. Každý výčnělek může, pokud je to žádoucí, mít

» ·

-13·· · • · · • 4 • · • · · •4 ···· naskrz vychylovací kanálek 82. V jednom provedení (není vyobrazeno) se počítá s vytvořením kombinace v podstatě nepřetržité pryskyřičné kostry a množství nespojitých výčnělků.

Papírenské pásmo je makroskopicky jednoplošné. Rovina papírenského pásma je vymezena směry X - Y. Kolmo k rovině tvořené směry X - Y (a rovině papírenského pásma) je směr Z pásma (OBR: 6). Podobně papír podle tohoto vynálezu může být považován za makroskopicky jednoplošné a ležící v rovině X - Y. Kolmo na směry X - Y a rovinu papíruje směr Z papíru (OBR: 6).

Pryskyřičná kostra 81 výhodně vymezuje předem určený vzor, který otiskuje stejný vzor na papír podle tohoto vynálezu. Zejména výhodný vzor pro kostruje v podstatě síť, která je vyobrazena na OBR. 4. Je-li pro kostru vybrána v podstatě nepřetržitý vzor sítě, tak nespojité vychylovací kanálky budou zasahovat mezi dva protilehlé povrchy pásma. V podstatě nepřetržitá síťová struktura 81 obklopuje a vymezuje vychylovací kanálky 82.

S pásem ve styku jsoucí povrch 81a pásma je ve styku s papírem, unášeným pásmem. Během výroby papíru může s pásem ve styku jsoucí povrch pásma otiskovat vzor na papír, odpovídající vzoru kostry. Kostra 81 otiskuje vzor odpovídající vzoru na kostře 81 na papír, který je kostrou nesen. Otiskování se děje při sevření mezi dvěma válci. Nejobvykleji se to děje, když pásový dopravník unáší papír k bubnu Yankee-sušiče. Otisk je vyvolán přitlačením kostry 81 k papíru na ploše potlačovacího válce.

Rubový povrch 81b pásma je povrch pásma, který je ve styku se strojem. Rubový povrch 81b může být vyroben s rubovou síťovou strukturou, která má v sobě průchody 89 (OBR. 6), které se odlišují od vychylovacích kanálků. Průchody zajišťují nepravidelnosti ve struktuře rubu pásma. Průchody umožňují unikání vzduchu z roviny X - Y pásma a tím zmírňují náhlý vznik tlakového rozdílu, například vakua, což zase zmírňuje tvorbu tzv. „špendlíkových dírek“ v papírovém pásu.

Druhou základní součástí pásma je nosná struktura 85. Nosná struktura 85, stejně jako kostra 81, má dvě protilehlé strany, jednu, která je na strana směrem k pásu a druhou stranu směrem ke stroji proti straně směrem k pásu. Nosná struktura je v první řadě umístěna mezi protilehlé povrchy 81a a 81b pásma a může mít plochu totožnou s rubovým povrchem 81b pásma. Typicky je součást nosné struktury tkaná a v technice je známa. Části nosné struktury 85. kryjící se s vychylovacími kanálky 82. zabraňují, aby papírenská vlákna zcela procházela vychylovacími kanálky 82 a tím snižují výskyt dírek. Není-li přáním použít pro nosnou struk• ·

-14·· ·♦ • · <

turu tkanou textilii, tak odpovídají pevnost a podporu pro kostru podle tohoto vynálezu může poskytnout netkaný prvek, síto, síť nebo plát s množstvím děr.

Papírenské pásmo může být vyrobeno podle kteréhokoli z obecně udělených U.S. patentů 4 514 345, Johson aj., z 1985-04-30; 4 528 239, Trokhan, z 1985-07-09; 5 098 522, z 1992-03-24; 5 260 171, Smurkoski aj., z 1993-11-09; 5 275 700, Trokhan, z 1994-01-04;

328 565, Rasch aj., z 1994-07-12; 5 334 289, Trokhan aj., z 1994-08-02; 5 431 786, Rasch aj., z 1995-07-11; 5 496 624, Stelljes ml.aj., z 1996-03-05; 5 500 277, Trokhan aj., z 1996-0319; 5 514 523, Trokhan aj., 1996-05-07; 5 554 467, Trokhan aj., z 1996-09-10; 5 556 724, Trokhan aj., z 1996-10-22; 5 624 790, Trokhan aj., z 1997-04-29; 5 628 876, Ayers aj., z 1997-05-13; 5 679-222, z 1997-10-21, Rasch aj.; a 5 714 041, Ayers aj., z 1998-02-03, jejichž všechny popisy jsou začleněny do odkazů tohoto dokumentu.

Papírenské pásmo pro použití podle tohoto vynálezu lze rovněž vyrobit podle obecně udělených U.S. patentů 5 503 715, Trokhan aj., z 1996-04-02; 5 614 061, Phan aj., z 1997-0325; 5 804 281, Phan aj., z 1998-09-08; a 5 820 730, Phanaj., z 1998-10-13, jejichž všechny popisy jsou začleněny do odkazů tohoto dokumentu.

Vláknitý pás 50, vyobrazený na OBR. 3, může mít dvě základní oblasti. První oblast 50a může obsahovat otištěnou oblast, která se otiskuje proti kostře 81 pásma. Otištěná oblast výhodně zahrnuje v podstatě nepřetržitou síťovou strukturu. Nepřetržitá síťová struktura první oblasti papíru se vyrábí na v podstatě nepřetržité kostře 81 pásma a obecně bude této odpovídat geometrií a bude se nacházet v těsné blízkosti této během výroby papíru.

Druhá oblast 50a papíru 50 se může skládat z množství vypuklin, rozptýlených v oblasti otištěné síťové struktury. Vypukliny obecně odpovídají geometrií a během výroby papíru polohou, vychylovacím kanálkům 82 v pásmu. Vypukliny vyčnívají ven z v podstatě nepřetržité oblasti síťové struktury papíru, přizpůsobením se vychylovacím kanálkům během výroby papíru. Přizpůsobováním se vychylovacím kanálkům během výroby papíru se vlákna vychýlí do směru Z mezi povrch kostry 81 přivrácený k pásu a k pásu přivrácenou stranu nosné struktury 85. Výhodně jsou vypukliny nespojité.

Přihlašovatelé, ačkoli nechtějí být vázáni teorií, se domnívají, že vypukliny a oblasti v podstatě nepřetržité síťové struktury papíru mohou mít obecně plošnou hmotnost stejné hodnoty. Vychylováním vypuklin do vychylovacích kanálků se hustota vypuklin snižuje vzhledem k hustotě oblasti v podstatě nepřetržité síťové struktury. Kromě toho, oblast v podstatě nepřetr·· ·· • · « · a a · • · a • · a •4 ···· • · a > » • · a • · ·« a ·· «I • · 4 φ · · · ·

-15- ··*· *· žité síťové struktury (nebo jiný vzor, který může být vybrán) může být později otisknut, například na sušicím bubnu Yankee. Otiskování zvyšuje hustotu oblasti v podstatě nepřetržité síťové struktury vzhledem k hustotě vypuklin. Výsledný papír může být později ražen v technice známými způsoby.

Papír podle tohoto vynálezu může být vyroben podle kteréhokoli z obecně udělených U.S. patentů 4 529 480, Trokhan, z 1985-07-16; 4 637 859, Trokhan, z 1987-01-20; 5 364 504, Smurkoski aj., z 1994-11-15; a 5 529 664, Trokhan aj., z 1996-06-25; a 5 679 222, Rasch aj., z 1997-10-21, jejichž popisy jsou začleněny do odkazů tohoto dokumentu.

Pokud je to žádoucí, lze papír sušit a vyrábět na vzduchem profuko váném sušicím pásmu, které nemá vzorovanou kostru. Takový papír bude mít nespojité oblasti s vysokou hustotou a v podstatě nepřetržitou síťovou strukturu o nízké hustotě. Během a po sušení může být papír podroben tlakovému rozdílu (vakuovému), aby se zvýšil jeho kaliper a snížilo zhutnění vybraných oblastí. Takový papír a k němu příslušné pásmo lze vyrobit podle následujících patentů: 3 301 746, Sanford aj., z 1967-01-31; 3,905,863, Ayers, z 1975-09-16; 3 974 025, Ayers, z 1976-08-10; 4 191 609, Trokhan, z 1980-03-04; 4 239 065, Trokhan, z 1980-12-16;

366 785, Sawdai, z 1994-11-22; a 5,520,778, Sawdai, z 1996-05-28, jejichž všechny popisy jsou začleněny do odkazů tohoto dokumentu.

V ještě dalším provedení může být nosná struktura tvořena plstí, rovněž zmiňovanou jako lisovací plstěnce, jak jsou požívány při obvyklé výrobě papíru bez sušení profukováním vzduchem. Kostra může být nanesena na plsťovou nosnou strukturu, jak uvádí obecně udělené U.S. patenty 5,549,790, Phan, z 1996-08-27; 5 556 509, Trokhan aj., z 1996-09-17; 5 580 423, Ampulski aj., z 1996-12-03; 5 609 725, Phan, z 1997-03-11; 5 629 052, Trokhan aj., z 199705-13; 5 637 194, Ampulski aj., z 1997-06-10; 5 674 663, McFarland aj., z 1997-10-07;

693 187, Ampulski aj., z 1997-12-02; 5 709 775, Trokhan aj., z 1998-01-20; 5 795 440, Ampulski aj., z 1998-08-18; 5 814 190, Phan, z 1998-09-29; 5 817 377, Trokhan aj., z 199810-06; a 5 846 379, Ampulski aj., z 1998-12-08, jejichž všechny popisy jsou začleněny do odkazů tohoto dokumentu.

Papír může být rovněž předkrácen, jak je to v technice známé. Předkrácení lze provést krepováním papíru na tuhém povrchu a výhodně na válci. Obecně se pro tento účel používá Yankee-sušič. Krepování se provádí pomočí krepovacího nože, jak je v technice známo. Krepování lze provádět podle obecně uděleného U.S. patentu 4 919 756, Sawdai, z 1992-04-24,

-16• • 4 ··♦· • 9 • 9 • » • » > ·

999 «· * · « « r • · • · ·»·♦ jehož popis je začleněn do odkazů tohoto dokumentu. Obměnou nebo přídavně lze předkrácení provést cestou mokrého mikrosmršťování, jak uvádí obecně udělený U.S. patent 4 440 597, Wells aj., z 1984-04-03, j ehož popis je začleněn do odkazů tohoto dokumentu.

Pokud je to žádoucí, tak papír může mít smíšené plošné hmotnosti. Výhodně má papír se smíšenou plošnou hmotností dvě nebo více odlišitelných oblastí: oblasti s poměrně vysokou plošnou hmotností a oblasti s poměrně nízkou plošnou hmotností. Výhodně jsou oblasti s vysokou plošnou hmotností tvořeny v podstatě nepřetržitou síťovou strukturou. Oblasti z nízkou plošnou hmotností mohou být nespojité. Pokud je to žádoucí, tak papír podle tohoto vynálezu může rovněž obsahovat oblasti s mezilehlou plošnou hmotností, nacházející se uvnitř oblastí s nízkou plošnou hmotností. Takový papír lze vyrobit podle obecně uděleného U.S. patentu 5 245 025, Trokhan aj., z 1993-09-14, jehož popis je začleněn do odkazů tohoto dokumentu. Jestliže má jenom dvě odlišné oblasti plošné hmotnosti, jednu v podstatě nepřetržitou oblast s vysokou plošnou hmotností, s nespojitými oblastmi nízké plošné hmotnosti rozmístěnými po celé v podstatě nepřetržité oblasti s vysokou plošnou hmotností, tak lze například tento papír vyrobit podle obecně udělených U.S. patentů 5 527 428, Trokhan aj., z 1996-06-18; 5 534 326, Trokhan aj., z 1996-07-09; 5 534 326, Trokhan aj., z 1996-06-09; a 5 654 076, Trokhan aj., z 1997-08-05,, jejichž všechny popisy jsou začleněny do odkazů tohoto dokumentu.

Dále může být přáním zhutnit vybrané oblasti papíru. Takový papír bude mít jak oblasti smíšené hustoty, tak oblasti smíšené plošné hmotnosti. Takový papír lze vyrobit podle obecně udělených U.S. patentů 5 277 761, Phan aj., z 1994-01-11; 5 443 691, Phan aj., z 1995-08-22; 5 534 326, a 5 804 036, Phan aj., z 1998-09-08, jejichž všechny popisy jsou začleněny do odkazů tohoto dokumentu.

Pokud je to žádoucí, tak místo pásma, které má shora popsanou kostru, lze použít pásmo, které má vzor žakárové vazby. Takové pásmo lze použít jako tvářecí síto, sušicí plátno, otiskovací plátno, přesunovací plátno atd. Podle literatury je žakároví vazba zejména užitečná tam, kde není přáním stlačovat nebo otiskovat na papír stiskem, jak se typicky děje po přenosu k bubnu Yankee-sušiče . Příklady pásem, která mají žakárovou vazbu, lze nalézt v U.S. patentech 5 429 686, Chiu aj., z 1995-07-04 a 5 672 248, Wendt aj., z 1997-09-30.

Papír podle tohoto vynálezu může být vrstevnatý. Jestliže papír je vrstevnatý, tak lze použít vícekanálovou nátokovou skříň, jak je v technice známo. Tato nátoková skříň může mít dva, tři nebo více kanálů. Každý kanál může být zásobován papírovinou z jiných buničinových • · • · · · • · · · ······ ·

- 179 9 9

9999 vláken. Volitelně mohou být stejnou papírovinou zásobovány dva nebo více kanálů. Pokud všechny kanály obsahují stejnou papírovinu, tak vznikne smíšený papír, jak normálně kvalifikovaný odborník zjistí.

Typicky je papír vrstevnatý tak, že kratší vlákna z tvrdého dřeva jsou na vnější straně, aby poskytla uživateli dotykový vjem měkkosti. Delší vlákna z měkkého dřeva jsou z důvodu pevnosti na vnitřní straně. Proto se může s tříkanálovou nátokovou skříní vyrábět výrobek se sdruženou vrstvou, který má dvě vnější vrstvy tvořené převážně vlákny z tvrdého dřeva a střední vrstvu tvořenou převážně vlákny z dřeva měkkého.

Jinak se může s dvoukanálovou nátokovou skříní vyrábět papír, který má jednu vrstvu z vláken z převážně měkkého dřeva a jednu vrstvu z vláken z převážně tvrdého dřeva. Takový papír je spojen s druhou vrstvou podobného papíru, takže vrstvy z měkkého dřeva ze vzniklého dvouvrstvého laminátu jsou směrovány dovnitř proti sobě a vrstvy z tvrdého dřeva jsou vnější.

Při obměněné výrobní technice lze použít více nátokových skříní místo jedné nátokové skříně s více kanály. V uspořádání s více nátokovými skříněmi první nátoková skříň nanáší na tvářecí síto nespojitou vrstvu buniěinových vláken. Druhá nátoková skříň nanáší druhou vrstvu buničinových vláken na vrstvu první. Ačkoli přirozeně mezi vrstvami dochází k určitému míšení, vzniká převážně vrstevnatý papír.

Vrstevnatý papír konstantní plošné hmotnosti lze vyrobit podle techniky obecně uděleného U.S. patentu 3 994 771, Morgan ml. aj., z 1976-11-30,4 225 382, Keamey aj., z 198009-30; a 4 300 981, Carstens, z 1981-11-17, jejichž popisy jsou začleněny do odkazů tohoto dokumentu.

Materiál na výrobu papíru

Materiál na výrobu papíru -papírovina - se výhodně tváří na vlhký pás na děrovaném tvářecím dopravníku, například na Fourdrinierově sítu. Pás se odvodní a přenese na otiskovací plátno. Papírovina se může alternativně nejprve nanést na děrovaný podpůrný nosič, který rovněž pracuje jako otiskovací plátno. Jakmile je vytvořen, tak se mokrý pás odvodní a výhodně se tepelně předsuší na zvolenou hustotu vláken mezi 40 % a 80 %. Odvodnění se výhodně provádí v sacích skříních nebo jiném vakuovém zařízení nebo s profukovacími sušiči. Kloubový otisk otiskovacího plátna se vytlačí na pás jak bylo popsáno shora, dříve než se sušení pásu • · • * · • · · • · · • · ··· · dokončí. Jeden ze způsobů, jak tohoto dosáhnout je použití mechanického tlaku.To lze například udělat přitlačováním přitlačovacího válce, který podepírá otiskovací plátno, k povrchu sušicího bubnu, například Yankee-sušiče, kde se pás pohybuje mezi přitlačovacím válcem a sušicím bubnem. Rovněž, výhodně, se pás tvaruje na otiskovacím plátně před dokončením sušením vynaložením tlaku kapaliny se vakuovým zařízením, například v sací skříní nebo s profukovacím sušičem. Tlak kapaliny lze použít pro navození vtisku zhuštěných zón během počátečního odvodňování, v odděleném, v následném výrobním stupni nebo v jejich kombinaci.

Vlákna na výrobu papíru

Vlákna na výrobu papíru, která jsou použita pro tento vynález, budou normálně tvořena vlákny dřevoviny. Lze rovněž použít jiná buničinová vláknitá papíro vínová vlákna, například bavlněnou cupaninu, bagasu (vylisovanou cukrovou třtina) atd. a spadají do rámce tohoto vynálezu. Syntetická vlákna, například umělá viskózová, polyethylenová a polypropylenová vlákna lze rovněž použít v kombinaci s přírodními buničinovými vlákny. Příkladem použitelného polyethylenového vlákna je Pulpex®, prodávaný společností Hercules, lne. (Wilmington, DE, USA).

Použitelné papíroviny ze dřeva zahrnují chemické buničiny, například kraftovou, sulfitovou a sulfátovou buničinu a rovněž mechanické papíroviny včetně, například, dřevoviny, termomechanické papíroviny a chemicky upravené termomechanické papíroviny. Chemické papíroviny jsou však výhodné, jelikož propůjčují vynikající dotykový vjem měkkosti listům hedvábného papíru, které jsou z nich vyrobeny. Lze použít papíroviny vzniklé jak z listnatých opadavých stromů (v dokumentu dále zmiňovaných jako „tvrdé dřevo“) tak i jehličnatých stromů (v dokumentu dále zmiňovaných jako „měkké dřevo“). Rovněž použitelné podle tohoto vynálezu jsou vlákna připravená z recyklovaného papíru, která mohou obsahovat kteroukoli nebo všechny shora uvedené kategorie a rovněž nevláknité materiály, např. plnidla a klížidla, která byla použita pro usnadnění původní výroby papíru.

Funkční přísady

Jak je použito v tomto dokumentu, výraz „funkční přísada“, „chemická funkční přísada“, „chemický přípravek“ a jejich obměny se týkají látek, které lze přidávat do papírového pásu aby se zlepšily funkční vlastnosti pásu, například měkkost, pevnost a savost. V závislosti na konkrétním způsobu lze funkční přísady přidávat do papírenských vláken během tváření papírového pásu nebo nanášením přísady na jednu nebo na obě strany povrchu pásu po obvyklém vytvoření pásu nebo oběma způsoby. Jestliže je funkční přísada nanášena alespoň najeden povrch pásu, tak může být žádoucí nanášet funkční přísadu, například změkčovadlo, takovým způsobem, aby přísada zůstala na povrchu pásu a nepronikala do hloubky pásu.

Do vodné papíroviny nebo do zárodečného pásu lze přidávat množství materiálů pro zlepšení žádoucích vlastností výrobků nebo pro zlepšení způsobu výroby papíru, pokud jsou vzájemně kompatibilní a významně a nepříznivě neovlivňují znaky měkkosti nebo pevnosti produktu podle tohoto vynálezu. Následující materiály jsou zahrnuty výslovně, ale jejich začlenění není předkládáno jako vše zahrnující. Mohou být začleněny další materiály pokud nejsou na překážku nebo nepůsobí proti výhodám tohoto vynálezu.

Při výrobě papíruje obvyklé přidávat materiály, které ovlivňují kationtový náboj, aby se řídil elektrokinetický potenciál zeta vodné papíroviny, jak je dodávána do výroby papíru. Tyto materiály se používají, protože většina tuhých látek v přírodě má záporný povrchový náboj, včetně povrchů buničinových vláken a jemných částic a většiny anorganických plnidel. Jeden z tradičně používaných materiálů pro ovlivnění kationtového náboje je kamenec. V poslední době v technice se ovlivňování náboje děje s použitím kationtových syntetických polymerů s poměrně nízkou molovou hmotností, výhodně polymerů, které mají molovou hmotnost nikoli větší než 500 000 a výhodněji nikoli větší než 200 000 nebo dokonce 100 000. Hustoty náboje takovýchto kationtových syntetických polymerů s nízkou molovou hmotností jsou poměrně vysoké. Tyto hustoty nábojů se pohybují od 4 do 8 ekvivalentů kationtového dusíku na kilogram polymeru. Příkladem materiálů je Cypro 514®, výrobek společnosti Stamford, CT. V praxi tohoto vynálezu je použití těchto materiálů výslovně povoleno.

• ·

-20V technice se popisuje použití mikročástic s velkým povrchem s vysokým aniontovým nábojem pro zlepšení tvorby, odvodňování, pevnosti a zadržování. Viz například U.S. patent 5 221 435, Smith, z 1993-06-22, jehož popis je začleněn do odkazů tohoto dokumentu. Obvyklé materiály pro tento účel jsou koloidní oxid křemičitý nebo bentonitová hlinka. Začlenění těchto materiálu je výslovně zahrnuto do rámce tohoto vynálezu.

Pokud je požadována trvalá pevnost za mokra, tak lze do papíroviny nebo do zárodečného pásu přidat skupinu chemikálií, které zahrnují polyamid-epichlorhydrin, polyakrylamidy, styren-butadienové mřížky; nerozpuštěný polyvinylalkohol; močovino-formaldehydovou pryskyřici; polyethylenimin; chitosanové polymery a jejich směsi. Výhodné pryskyřice jsou za mokra pevné kationtové pryskyřice, například polyamid-epichlorhydrinové pryskyřice. Vhodné typy takovýchto pryskyřic jsou popsány v U.S. patentech 3 700 623, Keim, z 1972-10-24 a 3 772 076, Keim, z 1973-11-13, jejichž oba popisy jsou začleněny do odkazů tohoto dokumentu. Jedním obchodním zdrojem užitečných polyamid-epichlorhydřínových pryskyřic je společnost Hercules, lne. Wilmigton, Delaware, USA, která prodává tyto pryskyřice pod obchodním názvem Kymene 557H®.

Mnohé papírové výrobky musí mít za mokra omezenou pevnost, když je třeba tyto výrobky likvidovat toaletami do septikových nebo kanálových systémů. Je-li těmto výrobkům udělena pevnost za mokra, tak je výhodná pomíjivá pevnost za mokra, vyznačující se zmenšením části nebo celé původní pevnosti po pobytu ve vodě. Je-li požadována pomíjivá pevnost za mokra, tak lze pojidlový materiál zvolit ze skupiny skládající se z dialdehyd-škrobu nebo jiných pryskyřic s aldehydovou funkční skupinou, například materiál Co-Bond 1000®, který nabízí společnost National Starch and Chemical Company, Scarborough, Me, USA;

Pařez 750® od Cytec, Stamfort, CT, USA; a pryskyřice popsané v U.S: patentu 4 981 557, Bjorquist, z 1991-01-01, jehož popis je začleněn do odkazů tohoto dokumentu, a další podobné pryskyřice, které mají rozkladné vlastnosti popsané shora, které jsou v technice známé.

Je-li potřebná zvýšená savost, tak lze pro ošetření pásu hedvábného papíru podle tohoto vynálezu použít povrchově aktivní činidla. Hladina povrchově aktivního činidla, pokud je použito, je výhodně od 0,01 % do 2 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost suchého vlákna pásu hedvábného papíru. Povrchově aktivní činidla výhodně mají alkylové řetězce s osmi nebo více uhlíkovými atomy. Příkladná aniontová povrchově aktivní činidla zahrnují nevětvené alkylsulfonáty a alkylbenzensulfonáty. Příkladná neiontová povrchově aktivní činidla zahrnují alkylglykosidy včetně esterů alkylglykosidů, například Crodesta SL-40®, který prodává spo-21·· ·· • * · · • · » lečnost Croda, lne. (New York, NY, USA); ethery alkylglykosidů, jak je popsáno v U.S. patentu 4 011 389, Langdon, z 1977-03-08; a alkylpolyethoxylované estery, například Pegosperse 200 ML, prodávaný společností Glyco Chemical, lne. (Greenwich, CT, USA) a IGEPAL RC-520®, prodávaný společností Rhone Poulenc Corporation (Cranbury, NJ, USA).

I když podstatou tohoto vynálezu je přítomnost změkčovacího činidla naneseného na povrch pásu hedvábného papíru, vynález rovněž výslovně zahrnuje obměny, ve kterých chemická změkčovací činidla lze začlenit přidáváním na mokrém konci. Výhodná změkčovací činidla zahrnují kvartémí amonné sloučeniny, včetně, nikoli však omezeně na, známé dialkyldimethylamonné soli (např. dialkyldimethylamonium-chlorid, dialkyldimethylamoniummethylsulfát, di(hydrogenovaný alkyl)dimethylamonium-chlorid, kde alkyl je lojový derivát atd.). Zejména výhodné obdoby těchto změkčovacích činidel jsou ty, které jsou považovány za mono nebo diesterové obdoby shora zmíněných dialkyldimethylamonných solí. Další třída papírenských přidávaných chemických změkčovacích činidel zahrnuje známé organoreaktivní polydimethylsiloxanové složky, včetně nej výhodnějšího polydimethylsiloxanu s aminovou funkcí.

Do hedvábného papíru podle tohoto vynálezu mohou být rovněž začleněny plnidlové materiály. U.S. patent 5 611 890, Vinson aj., z 1997-03-18, začleněný do odkazů tohoto dokumentu, uvádí plněné výrobky z hedvábného papíru, které jsou přijatelné jako substráty pro předložený vynález.

Shora uvedený výčet volitelných chemických přísad je zamýšlen jen jako pouhé příklady a není míněn jako omezují rámec tohoto vynálezu.

• ·

-22·· ·· • ·· * ·· 4

Změkěovací prostředek

Předložený vynález je zvláště užitečný na poli nanášení změkčovacích prostředků (nebo změkčovadel). Zejména výhodný prostředek zahrnuje disperzi změkěovací účinné přísady v nosiči. Když jsou naneseny na hedvábný papír jak je popsáno shora, tak tyto prostředky jsou účinné při změkčování hedvábného papíru. Výhodný změkěovací prostředek má vlastnosti (např. složky, reologii, pH atd.), které umožňují jeho snadné nanášení v komerčním měřítku. Například, ačkoli některá těkavá organická rozpouštědla mohou snadno rozpouštět vysoké koncentrace účinných změkčovacích materiálů, tak toto rozpouštědla nejsou žádoucí, protože zatěžují provozní bezpečnost a životního prostředí. V následující části bude diskutována každá ze součástí výhodného změkčovacího prostředku podle tohoto vynálezu, vlastnosti prostředku, způsoby přípravy prostředku a způsoby nanášení prostředku.

Součásti

Změkěovací účinné složky

Kvartémí sloučeniny obecného vzorce (Ri)₄-m-N⁺-[R₂]_m X-, kde:

m je 1 až 3;

každé Ri je Cj-Cé alkylová skupina, hydroxyalkylová, hydroxykarbylová nebo substituovaná hydroxykarbylová skupina, alkoxylovaná skupina, benzylová skupina nebo jejich směsi;

každé R₂ je Ci₄-C₂₂ alkylová skupina, hydroxyalkylová, hydroxykarbylová nebo substituovaná hydroxykarbylová skupina, alkoxylovaná skupina, benzylová skupina nebo jejich směsi; a

X“ je jakýkoliv aniont, který je kompatibilní se změkčovadlem jsou vhodné pro použití podle tohoto vynálezu. Výhodně každé Ri je methyl a X“ je chlorid nebo methylsulfát. Výhodně každé R₂ je Ci6-Cis alkyl nebo alkenyl, nejvýhodněji každé R₂ je nevětvený řetězec Cig alkyl nebo alkenyl. Volitelně může být substituent R₂ odvozen ze

-23ft · • · * • · · • · · •« 999 9 zdrojů, kterými jsou rostlinné oleje. Jako zdroje acyklických kyselin pro syntézu kvartemích amonných sloučenin lze použít několik typů rostlinných olejů (např. olivový, saflorový, slunečnicový atd.).

Tyto struktury zahrnují známé dialkyldimethylamonné soli (např. dialkyl(lojový)dimethylamonium-chlorid, dialkyl(lojový)dimethylamonium-methylsulfát, di(hydrogenovaný lojový)dimethylamonium-chlorid,atd.), kde Ri jsou methylové skupiny, R₂ jsou lojové skupiny různých úrovní nasycenosti a X“ je chlorid nebo methylsulfát.

Jak je pojednáno v publikaci Swern, Ed., Bailey’s Industrial Oil and Fat Products, třetí vydání, John Wiley and Sons (New York 1964), lůj je přírodně se vyskytující materiál, který má proměnné složení. Tabulka 6.13 ve shora uvedeném odkazu od Swema ukazuje, že typicky 78 % nebo více acyklických kyselin z loje obsahuje 16 nebo 18 uhlíkových atomů. Typicky polovina v loji přítomných acyklických kyselin je nenasycených, především ve formě olejové kyseliny. Do rámce tohoto vynálezu spadají syntetické a rovněž přírodní „loje“. Je rovněž známo, že v závislosti na požadovaných vlastnostech výrobku, lze hladinu nasycenosti lojového derivátu upravit od nehydrogenovaného (měkký) po částečně nebo zcela hydrogenovaný (tvrdý). Všechny ze shora popsaných hladin nasycenosti jsou výslovně míněny jako začleněné do rámce předloženého vynálezu.

Zejména výhodné obměny těchto změkčovacích účinných složek jsou ty, které jsou považovány za mono nebo diesterové obměny kvartémích amonných sloučenin obecného vzorce (R₁)₄._m-N⁺-[(CH₂)_n-Y-R₃]_m X-, kde

Y je -O-(O)C- nebo -C(O)-O- nebo -NH-C(O)- nebo -C(O)-NH-;

m je 1 až 3;

nje 0 až 4;

každé Ri je skupina Ci-Q alkyl, skupina hydroxyalkyl, skupina hydrokarbyl nebo substituovaný hydrokarbyl, alkoxylovaná skupina, skupina benzyl nebo jejich směsi

-24• · ·

·· ·· • * · · • · · • · · · • · · • « ··· · každé R3 je skupina C13-C21 alkyl, skupina hydroxyalkyl, skupina hydrokarbyl nebo substituovaný hydrokarbyl, alkoxylovaná skupina, skupina benzyl nebo jejich směsi

X” je jakýkoliv se změkčovadlém kompatibilní aniont.

Výhodně Y - -O(O)C- nebo -C(O)-O; index m = 2; a n = 2. Každý substituent Rj je výhodně skupina C1-C3 alkyl s methylem jako nej výhodnějším. Každé R3 je výhodně C13-C17 alkyl nebo alkenyl nebo obojí, výhodněji je R3 nevětvený řetězec C15-C47 alkyl nebo alkenyl nebo obojí, C15-C17 alkyl, nej výhodněji je každé R3 nevětvený řetězec C17 alkyl. Volitelně může být substituent R3 odvozen ze zdrojů, kterými jsou rostlinné oleje. Pro syntézu kvartémí ch amonných sloučenin lze použít jako zdroje acyklických kyselin několik typů rostlinných olejů (např. olivový, saflorový, slunečnicový atd.). Pro syntézu kvartémích amonných sloučenin se výhodně použije olivový olej, saflorový s vysokým obsahem olejové kyseliny nebo řepkový s vysokým obsahem erukové kyseliny nebo všechny.

Jak bylo zmíněno shora, X může být jakýkoliv aniont, který je se změkčovadlem kompatibilní, například v tomto vynálezu může být rovněž použit acetát, chlorid, bromid, methylsulfát, formiát, sulfát, nitrát apod. Výhodně je X chlorid nebo methylsulfát.

Specifické příklady kvartérních amonných sloučenin s esterovou funkční skupinou, které mají struktury uvedené shora a které jsou vhodné pro použití v tomto vynálezu, zahrnují známé diestery dialkyldimethylamonných solí, například diesterdialkyl(lojového)dimethylamonium-chloridu, monoester dialkyl(lojového)dimethylamonium-chloridu, diesterdialkyl(lojového)dimethylamonium-methylsulfátu, diesterdi(hydrogenovaného)alkyl(lojového)dimethylamonium-methylsulfátu, diesterdi(hydrogenovaného)alkyl(lojového)dimethylamonium-chloridu a jejich směsi. Diesterdialkyl(lojového)dimethylamonium-chloridu a diesterdialkyl(lojového)dimethylamonium-chloridu jsou zejména výhodné. Tyto konkrétní materiály lze koupit od společnosti Witco Chemical Company lne. z Dublinu, OH, USA pod obchodním názvem ADOGEN SDMC.

Jak je zmíněno shora, typicky polovina acyklických kyselin v loji jsou nenasycené, především ve formě olejové kyseliny. Syntetické a rovněž přírodní „loje“ spadají do rámce tohoto vynálezu. Je rovněž známo, že v závislosti na požadovaných vlastnostech výrobku lze stupeň nasycenosti těchto lojů upravit od nehydrogenovaného (měkký) po částečně hydrogenované (dotek) nebo zcela hydrogenované (tvrdý). Všechny ze shora popsaných hladin nasycenosti jsou výslovně míněny jako začleněné do rámce předloženého vynálezu.

-25• 4 44

4 4 4

4 4

4 4

4444

Rozumí se, že substituenty Ri, R₂ a R₃ mohou být volitelně substituovány různými skupinami, například alkoxyl, hydroxyl nebo mohou větvené. Jak bylo zmíněno shora, výhodně je každé Ri methyl nebo hydroxyethyl. Každé R₂ je výhodně CY-Cig alkyl nebo alkenyl nebo obojí, výhodněji je každé R₂ nevětvený řetězec Ció-Cig alkyl nebo alkenyl nebo obojí, nejvýhodněji je každé R₂ nevětvený řetězec Cis alkyl nebo alkenyl. R3 je výhodně C13-C17 alkyl nebo alkenyl nebo obojí, nejvýhodněji je R3 nevětvený řetězec C15-C17 alkyl nebo alkenyl. X je výhodně chlorid nebo methylsulfát. Kromě toho kvartémí amonné sloučeniny s esterovou funkcí mohou volitelně obsahovat do 10 % mono(dlouhořetězcových alkyl)derivátů např.

(Ri)₂-N⁺-((CH₂)₂OH)((CH₂)₂OC(O)R₃)Xjako vedlejší složky. Tyto vedlejší složky mohou působit jako emulgátory a jsou užitečné v tomto vynálezu.

Další typy vhodných kvartémí ch amonných sloučenin pro použití v tomto vynálezu jsou popsány v U.S. patentu 5 543 067, Phan aj., z 1996-08-06; U.S. patentu 5 538 595, Trokhan aj., z 1996-07-23; U.S. patentu 5 510 000, Phan aj., z 1996-04-23; U.S. patentu 5 415 737, Phan aj., z 1995-05-16; a v evropské patentové přihlášce EPA č. 0 688 901 A2, KimberlyClark Corporation, z 1995-12-12, jejichž všechny popisy jsou začleněny do odkazů tohoto dokumentu.

Di-kvartémí obměny kvartémích amonných sloučenin s esterovou funkcí lze rovněž použít a rozumí se, že spadají do rámce předloženého vynálezu.Tyto sloučeniny mají obecný vzorec

O (R1)2 (*1)2 O

II I I II

R-j - C - O - (CH₂)2 - N⁺ - (CH2)n - N⁺ (CH2)2 - O - C - R3 X“ xVe shora uvedené struktuře každé Ri je skupina Ci-Có alkyl nebo hydroxyalkyl, R3 je skupina Cn-C₂i hydroxyalkyl,nje2až4aXjevhodnýaniont,napříkladhalogenid(např. chlorid nebo bromid) nebo methylsulfát. Každé R3 je výhodně C13-C17 alkyl nebo alkenyl nebo obojí, nej výhodněji je každé R3 nevětvený řetězec C15-C17 alkyl nebo alkenyl nebo obojí a Ri je methyl.

ft * ·

-26Na vysvětlení: přihlašovatelé se domnívají, ačkoli nechtějí být vázáni teorií, že esterová skupina (skupiny) shora zmíněných kvartémích amonných sloučenin poskytují měřítko biologické odbouratelnosti takovýchto sloučenin. Důležité je, že v tomto vynálezu použité kvartémí amonné sloučeniny s esterovou funkcí se biologicky odbourávají mnohem rychleji než obvyklá dialkyldimethylamonná chemická změkčovadla.

Použití v tomto dokumentu shora popsaných kvartémích amonných složek je nejúčinnější, jestliže kvartémí amonná složka je provázena vhodným zvláčňovadlem. Výraz „zvláčňovadlo“, tak jak je použit v tomto dokumentu, se týká složky, která je schopna snížit teplotu tavení a viskozitu při dané teplotě kvartémí amonné složky. Zvláčňovadlo lze přidat během kvartemizačního kroku přípravy kvartémí amonné složky nebo může být přidáno následně po kvartemizaci, ale před použitím jako přísada na vláknitý pás. Zvláčňovadlo se vyznačuje tím, že je v podstatě netečné během chemické syntézy, během které působí jako činidlo snižující viskozitu na podporu syntézy. Výhodná zvláčňovadla jsou netěkavé polyhydroxysloučeniny. Výhodné polyhydroxysloučeniny zahrnují glycerol a polyethylenglykoly s molovou hmotnost od 200 do 2000, s polyethylenglykolem s molovou hmotnost od 200 do 600 jako zejména výhodným. Jestliže se zvláčňo vadla přidávají během výroby kvartémí amonné složky, tak tvoří od 5 % do 75 % výrobku. Zejména výhodné směsi obsahují od 15 % do 50 % zvláčňovadla.

Nosič

Výraz „nosič“, tak jak je použit v tomto dokumentu, znamená tekutinu, která zcela rozpouští chemickou papírenskou přísadu nebo tekutinu, která je použita pro emulgování chemické papírenské přísady nebo tekutinu, která je použita pro suspendování chemické papírenské přísady. Nosič může také sloužit jako přenášeč, který obsahuje chemickou přísadu nebo pomocné látky při dodávání chemické papírenské přísady. Všechny odkazy jsou míněny jako navzájem zaměnitelné a neomezující. Disperze je tekutina obsahující chemickou papírenskou přísadu. Výraz „disperze“, tak jak je použit v tomto dokumentu, zahrnuje pravé roztoky, suspenze a emulze. Pro účely tohoto vynálezu, jsou všechny výrazy navzájem zaměnitelné a neomezující. Jestliže je nosič voda nebo nějaký vodný roztok, tak se výhodně horký pás suší, dříve než je uveden do styku s prostředkem, na úroveň vlhkosti nižší než je jeho rovnovážný obsah vlhkosti (za standardních podmínek). Tento způsob je však rovněž použitelný na hedvábný papír s rovnovážným nebo rovnovážnému obsahu blízkým obsahem vlhkosti.

• · 9 9 9 9 • · · · ♦ * · · ♦ • 9 9 9 •9 9 99 9 99 9

Nosič se používá pro zředění účinných složek prostředků, které jsou popsány v tomto dokumentu, které tvoří disperzi podle tohoto vynálezu. Nosič může rozpouštět tyto součásti (pravý roztok nebo micelámí roztok) nebo tyto součásti mohou být dispergovány v nosiči (disperze nebo emulze). Nosič suspenze nebo emulze je typicky její nepřetržitou fází. To znamená, že další součásti disperze nebo emulze jsou v nosiči dispergovány na molekulární úrovni nebo jako nespojité částice v nosiči.

Pro účely tohoto vynálezu je jedním účelem, kterému nosič slouží, zředění koncentrace změkčovacích účinných složek, aby tyto složky mohly účinně a hospodárně nanášeny na pás hedvábného papíru. Například, jak je pojednáno dole, jeden ze způsobů nanášení účinných složek je jejich rozprašování na válec, který potom přenáší účinné složky na pohybující se pás hedvábného papíru. Pro účinné zlepšení dotykového vjemu měkkosti hedvábného papíru jsou typicky potřebné jen velmi nízké hladiny (např. kolem 2 % hmotnosti dotyčného hedvábného papíru). To znamená, že by byly potřebné velmi přesné odměřovací a rozprašovací systémy pro dodávání „čisté“ změkčovací účinné složky na celou šířku komerčního rozměru pásu hedvábného papíru.

Dalším účelem nosiče je dodávání účinného změkčovacího prostředku způsobem, který je méně náchylný k pohyblivosti vzhledem ke struktuře hedvábného papíru. Konkrétně je žádoucí nanášet prostředek podle tohoto vynálezu tak, aby účinná složka prostředku spočívala především na povrchu pásu savého hedvábného papíru při minimálním pohlcováním do vnitřku pásu. Přihlašovatelé se domnívají, ačkoli nechtějí být vázáni teorií, že vzájemné působení změkčovacího prostředku s výhodnými nosiči vytváří suspendované částice, která se váží mnohem rychleji a trvaleji, než kdyby byly účinné složky nanášeny bez nosiče. Například, má se za to, že suspenze kvartémích změkčovadel ve vodě mají formu kapalných krystalů, které mohou být nanášeny na povrch vláken povrchu pásu hedvábného papíru přímo (substantivně). Kvartémí změkčovadla nanášená bez pomoci nosiče, tzn. v roztavené formě mají naopak sklon vzlínat do vnitřku pásu hedvábného papíru.

Přihlašovatelé objevili nosiče a změkčovací prostředky obsahující takovéto nosiče, které jsou obzvláště užitečné pro usnadnění nanášení změkčovacích účinných složek na pásy hedvábného papíru v komerčním měřítku.

* A • A

-28AA · · « ·· * · A A A A • A A AA A A · A

A A A A A

A A A A AA · A A • A

A A • A

A* AAAA

V nejjednodušším provedení podle tohoto vynálezu lze změkčovací složky rozpustit v nosiči a vytvořit z nich roztok. Jak však bylo poznamenáno shora, materiály, které jsou pro vhodné změkčovací účinné složky užitečné jako rozpouštědla, nejsou z důvodů bezpečnosti a životního prostředí komerčně žádoucí. Aby byl materiál vhodný pro použití v nosiči pro účely podle tohoto vynálezu, měl by být kompatibilní se změkčovacími účinnými složkami, které jsou popsány v tomto dokumentu a se substrátem hedvábného papíru, na který budou změkčovací prostředky podle tohoto vynálezu nanášeny. Dále by vhodný materiál neměl obsahovat žádné složky, které představují bezpečnostní problémy (buď při výrobě hedvábného papíru nebo uživatelům výrobků z hedvábného papíru,který používá v tomto dokumentu popsané změkčovací prostředky ) a nevytvářet nepřijatelné riziko pro životní prostředí. Vhodné materiály pro nosiče podle tohoto vynálezu zahrnují kapaliny s funkčním hydroxylovou skupinou, nejvýhodněji vodu.

Elektrolyt

Ačkoli voda je zejména výhodný materiál pro použití v nosiči podle tohoto vynálezu, tak voda samotná není výhodná jako nosič. Zvláště když výhodné změkčovací účinné složky podle tohoto vynálezu jsou dispergovány ve vodě v hladině, která je vhodná pro nanášení na pás hedvábného papíru, tak disperze má nepřijatelně vysokou viskozitu. Přihlašovatelé se domnívají, ačkoli nechtějí být vázáni teorií, že spojování vody a změkčovacích účinných složek podle tohoto vynálezu pro vytvoření takovéto disperze vytvoří fázi kapalných krystalů s vysokou viskozitou. Prostředky pro změkčovací účely, které mají vysokou viskozitu, se na pásy hedvábného papíru obtížně nanášejí.

Přihlašovatelé objevili, že viskozitu disperzí změkčo vacích účinných složek ve vodě při udržení žádoucí vysoké hladiny změkčovací účinné složky ve změkčovacím prostředku lze podstatně snížit prostým přidáním vhodného elektrolytu k nosiči. Opět se přihlašovatelé domnívají, ačkoli nechtějí být vázáni teorií, že elektrolyty slouží částečnému stínění elektrické dvoj vrstvy obklopující vodnou suspenzi částic kationtové změkčovací účinné složky.

Pro použití v nosiči podle tohoto vynálezu je vhodný jakýkoli elektrolyt, který vyhovuje shora popsanému obecném kritériu pro materiály vhodné pro použití v nosiči podle tohoto vynálezu a který je účinný pro snižování viskozity disperze změkčovací účinné složky ve vodě. Obzvláště lze do nosiče změkčovacího prostředku podle tohoto vynálezu začlenit jakýkoli známý ve vodě rozpustný elektrolyt, který vyhovuje shora uvedenému kritériu. Když je přítomen,

• * ·

-29• 4 · • · 4 • ♦·4 4 4 • ♦

999 ·

může být elektrolyt použit v množství až do 25 % hmotnostních změkčovacího prostředku, ale výhodně ne více než 15 % hmotnostních změkčovacího prostředku. Výhodně je hladina od 0,1 % do 10 % hmotnostních změkčovacího prostředku, vztaženo na bezvodou hmotnost elektrolytu. Ještě výhodněji se elektrolyt použije v hladině od 0,3 % do 1,0 % hmotnostního změkčovacího prostředku. Minimální množství elektrolytu bude takové množství, které bude dostačující pro zajištění požadované viskozity. Disperze typicky projevují nenewtonskou reologii a mají smykové naředění požadované viskozity, která se obecně pohybuje od 10 centipoise (cP) (0,01 Pas) do 1000 cP (1 Pa s), výhodně v rozmezí od 10 do 200 cP (od 0,01 Pa s do 0,2 Pa-s), měřeno při 25 °C a četnosti smyků 100 sec'¹ s použitím způsobů, které jsou popsány v části Zkušební způsoby. Vhodné elektrolyty zahrnují halogenidy, dusičnany, dusitany a sírany alkalických kovů nebo kovů alkalických zemin a rovněž odpovídající amonné soli. Další užitečné elektrolyty zahrnují soli alkalických kovů a kovů alkalických zemin jednoduchých organických kyselin, například mravenčan sodný a octan sodný a rovněž odpovídající amonné soli. Výhodné elektrolyty zahrnují chloridy sodíku vápníku a hořčíku. Chlorid vápenatý je zejména výhodný elektrolyt pro změkčovací prostředek podle tohoto vynálezu. Bez váhání se na teorii, zvlhěující vlastnosti chloridu vápenatého a trvalá změna v rovnováze obsahu vlhkosti, kterou propůjčuje savému výrobku z hedvábného papíru, na který je přípravek nanesen, činí chlorid vápenatý obzvláště výhodným. To jest, přihlašovatelé se domnívají, že zvlhěující vlastnosti chloridu vápenatého z něho dělají zásobník vlhkosti, který může dodávat vlhkost buničinové struktuře hedvábného papíru. Jak je v technice známo, vlhkost slouží buničině jako zvláčňovadlo. Proto vlhkost dodaná hydratovaným chloridem vápenatým umožňuje buničině, aby byla žádoucím způsobem měkká v širších mezích poměrných vlhkostí prostředí než podobné struktury, kde není chlorid vápenatý přítomen. Je-li to žádoucí, lze použít kompatibilní směsi různých elektrolytů.

Rozrušovač dvojvrstvy

Změkčovací prostředek podle tohoto vynálezu dále výhodně obsahuje rozrušovač dvojvrstvy. Ačkoli, jak bylo ukázáno shora, nosič, zejména jeho elektrolyt, vykonává žádoucí funkci při přípravě pásů hedvábného papíru podle tohoto vynálezu, je žádoucí rovněž omezit množství nosiče nanášeného na pás hedvábného papíru. Jak bylo poznamenáno shora, přidání elektrolytu umožňuje zvýšit koncentraci změkčovací účinné složky ve změkčovacím prostředku bez nadměrného zvýšení viskozity. Jestliže však je použito příliš mnoho elektrolytu, tak může nastat oddělení fází. Přihlašovatelé zjistili, že přidání rozrušovače dvojvrstvy k změkčo·· ·« • ♦ « « • · · • 9 9

9 9

9999

-30vacímu prostředku umožňuje, aby bylo začleněno více změkčovací účinné složky, přičemž se udrží viskozita na přijatelné hladině. Jak je použito v tomto dokumentu, výraz „rozrušovač dvojvrstvy“ je organický materiál, který, když je smíšen s disperzí změkčovací účinné složky v nosiči, je kompatibilní alespoň buď s nosičem nebo se změkčovací účinnou složkou a způsobí snížení viskozity disperze.

Přihlašovatelé se domnívají, ačkoli nechtějí být vázáni teorií, že rozrušovače dvojvrstvy se uplatňují při prostupování palisádovou vrstvou struktury kapalných krystalů disperze změkčovací účinné složky v nosiči a rozrušují uspořádání struktury kapalných krystalů. Má se za to, že toto rozrušování snižuje mezifázové napětí na rozhraní hydrofobní fáze s vodou a tak podporuje pružnost při výsledném snižování viskozity. Jak je použito v tomto dokumentu, výrazem „palisádová vrstva“ se míní popis oblasti mezi hydrofilními skupinami a prvními několika atomy v hydrofobní vrstvě (M. J. Rosen, Surfactants and interfacial phenomena - Povrchově aktivní činidla a mezifázový fenomén, druhé vydání, strany 125 a 126).

Materiály, které jsou vhodné pro použití jako rozrušovač dvojvrstvy, by kromě poskytnutí výhody snížení viskozity, jak bylo pojednáváno shora, měly být kompatibilní s dalšími součástmi změkčovacího prostředku. Vhodný materiál by například neměl reagovat s dalšími součástmi změkčovacího prostředku, aby nedošlo ke ztrátě změkčovací schopnosti změkčovacího prostředku.

Rozrušovače dvojvrstvy, které jsou použitelné v prostředcích podle tohoto vynálezu, jsou výhodně povrchově aktivní materiály. Takové materiály obsahují jak hydrofobní, tak i hydrofilní skupiny. Výhodná hydrofilní skupina je polyalkoxylovaná skupina, výhodně polyethoxylovaná skupina. Tyto výhodné materiály se použijí v hladině od 2 % do 15 % hladiny změkčovací účinné složky. Výhodně je rozrušovač dvojvrstvy přítomen v hladině od 3 % do 10 % hladiny změkčovací účinné složky.

Zejména výhodné rozrušovače dvojvrstvy jsou neiontová povrchově aktivní činidla, která jsou odvozena ze sloučeniny nasyceného nebo nenasyceného nebo nasyceného i nenasyceného primárního, sekundárního nebo rozvětveného nebo primárního a sekundárního a rozvětveného aminu, amidu, amin-oxidu acyklického alkoholu, acyklické kyseliny, alkylfenolu nebo alkylarylkarboxylové kyseliny nebo všech, každé mající výhodně od 6 do 22, výhodněji od 8 do 18 uhlíkových atomů v hydrofobním řetězci, výhodněji alkylový nebo alkylenový řetězec, kde alespoň jeden aktivní vodík uvedených sloučenin je ethoxylován s < 50, výhodně < 30,

31• 9 ·

9₉

999 • Φ

9·9 · ·· · ·♦ ·· • 9 « • 9

9

9

9999 výhodněji 3 až 15 a ještě výhodněji 5 až 12 ethylenoxidovými skupinami, aby se získala HLB (hydrofilně lipofilní rovnováhajod 6 do 20, výhodně od 8 do 18 a výhodněji od 10 do 15.

Vhodné rozrušovače dvoj vrstvy rovněž zahrnují neiontová povrchově aktivní činidla s prostorově náročnými koncovými skupinami vybranými z:

a) povrchově aktivních činidel obecného vzorce

R¹-C(O)-Y'-[C(R⁵)]_m-CH₂O(R₂O)_zH kde R¹ se vybírá ze skupiny skládající se z nasycených nebo nenasycených, primárních, sekundárních nebo větvených řetězců alkylových nebo alkylarylových uhlovodíků; kde uvedený uhlovodíkový řetězec má délku od 6 do 22; Y' se vybírá z následujících skupin: -O-; -N(A)-; a jejich směsí; a A se vybírá z následujících skupin: H; R¹; -(R²-O)_z-H -CH₂)_XCH₃; fenyl nebo

A substituovaný aryl, kde 0 < x < 3 a z je od 5 do 30; každé R se vybírá z následujících skupin nebo z kombinací následujících skupin: -(CH₂)_n- nebo -[CH(CH3)CH₂]-; nebo obou; a každé R⁵ se vybírá z následujících skupin: -OH; a -O(R²O)_Z-H; a m je od 2 do 4;

b) povrchově aktivních činidel obecných vzorců

kde Y je N nebo O; a každé R⁵ se vybírá nezávisle z následujících: -H, -OH, -(CH2)XCH3, -O(R²)z-H, -OR¹, -OC(O)R¹ a -CH[CII2-(OR²)Z -H]-CH₂-(OR²)Z -C(O)R¹, x a R¹ jsou podle definice shora a 5 < z, z' a z < 20, výhodněji 5 < z + z' + z < 20 a nej výhodněji je heterocyklický řetězec pětičlenný kruh kde Y je O, jedno R⁵ je -H, dvě R⁵ jsou -O-(R²O)Z-H a alespoň jedno R⁵ má následující strukturu -CH[CH2-(OR²)Z-H]-CH₂-(OR²)_Z -C(O)R¹, kde 8 < z, z' a z < 20 a R^l je uhlovodík s 8 až 20 uhlíkovými atomy a žádnou arylovou skupinou;

32• · ···* ·· .2 ·· ·· • í í ♦ ♦ · ·

2 · · · * ♦ * · · · « · · • · · 99 999

9994

c) povrchově aktivních činidel - amidů acyklických polyhydroxykyselin obecného vzorce

R²-C(O)-N(R¹)-Z kde každé R¹ je H, C1-C4 hydrokarbyl C1-C2 alkoxylakyl nebo hydroxyalkyl; a R² je skupina C5-C31 hydrokarbyl; a každé Z je skupina polyhydroxyhydrokarbyl, která má nevětvený hydrokarbylový řetězec s alespoň 3 hydroxyly přímo připojenými na řetězec nebo ethoxylovaný derivát tohoto; a každé R¹ je H nebo cyklický mono- nebo polysacharid nebo jeho alkoxylovaný derivát.

Vhodné fázové stabilizátory rovněž zahrnují komplexy povrchově aktivních činidel, které jsou tvořené jedním iontem povrchově aktivní činidla, který je neutralizován iontem opačného náboje nebo iontem elektrolytu, který je vhodný pro snížení viskozity.

Příklady typických rozrušovačů dvoj vrstvy zahrnují:

1. Alkyl- nebo alkylarylalkoxylovaná neiontová povrchově aktivní činidla

Vhodná alkylalkoxylovaná neiontová povrchově aktivní činidla jsou obecně odvozena od nasycených nebo nenasycených primárních, sekundárních a větvených acyklických alkoholů, acyklických kyselin, alkylfenolů nebo alkylaryl(např. benzoové)karboxylové kyseliny, kde aktivní vodík (vodíky) je alkoxylován < 30 alkylenoxidovými, výhodně ethylenoxidovými skupinami (např. ethylenoxidovými nebo propylenoxidovými nebo obojími). Tato neiontová povrchově aktivní činidla pro použití podle tohoto vynálezu mají výhodně od 6 do 22 uhlíkových atomů na alkylovém nebo alkylenovém řetězci a mají uspořádání buď s nevětveným nebo větveným řetězcem, výhodně uspořádání nevětvených řetězců s 8 až 18 uhlíkovými atomy s přítomným alkylenoxidem, výhodně v primární poloze v průměrném množství <30 molů alkylenoxidu na alkylový řetězec, výhodněji od 3 do 15 molů alkylenoxidu a nejvýhodněji od 6 do 12 molů alkylenoxidu. Výhodné materiály této třídy mají rovněž teploty tečení nižší než 70 °F (21 °C) nebo netuhnou nebo obojí v těchto změkčovacích prostředcích. Příklady alkylalkoxylováných povrchově aktivních činidel s nevětvenými řetězci zahrnují Neodol® 91-8,23-5 25-9,1-9,25-12,1-9 a 45-13 od společnosti Shell, Plurafac® B-26 a C-17 od společnosti BASF a Brij® 76 a 35 od společnosti ICI Surfactants. Příklady alkylalkoxylovaných povrchově aktivních činidel s větvenými řetězci zahrnují Tergitol® 15-S-12,15-S-15 a 15-S-20 od společnosti Union Carbide a Emulphogene® BC-720 a BC-840 od společnosti

GAF. Příklady alkyarylalkoxylovaných povrchově aktivních činidel zahrnují Surfonic N-120 od společnosti Huntsman, Igepal® CO-620 a CO-710 od společnosti Rhone Poulenc, Triton®

N-l 11 a N-l50 od společnosti Union Carbide, Dowfax® 9N5 od společnosti Dow a Lutensol®

AP9 a API4 od společnosti BASF.

2. Alkyl- nebo alkylarylaminová nebo -aminoxidová neiontová povrchově aktivní činidla

Vhodná alkylalkoxylovaná neiontová povrchově aktivní činidla s aminovou funkční skupinou jsou obecně odvozena od nasycených nebo nenasycených primárních, sekundárních a větvených acyklických alkoholů, acyklických kyselin, acyklických methylesterů, alkylfenolů alkylbenzoátů a alkylbenzoových kyselin, které jsou přeměněny na aminy, aminoxidy a volitelně substituovány druhým alkylovým nebo alkylarylovým uhlovodíkem s jedním nebo dvěma alkylenoxidovými řetězci připojenými na aminovou funkční skupinu, která má každá <50 molů alkylenoxidových skupin (např.ethylenoxidových nebo propylenoxidových nebo obojích) na mol aminu. Aminová, amidový nebo aminoxidová povrchově aktivní činidla pro použití podle tohoto vynálezu mají od 6 do 22 uhlíkových atomů a mají uspořádání buď nevětveného nebo rozvětveného řetězce, výhodně je jeden uhlovodík v uspořádání s nevětveným řetězcem s 8 až 18 uhlíkovými atomy s jedním nebo dvěma alkylenoxidovými řetězci připojenými na aminovou skupinu, v průměrném množství <50 molů alkylenoxidu na aminovou skupinu, výhodněji od 3 do 15 molů alkylenoxidu a nej výhodněj i jediný alkylenoxidový řetězec na aminovou skupinu se 6 až 12 moly alkylenoxidu na aminovou skupinu. Výhodné materiály této třídy rovněž mají rovněž teploty tečení nižší než 70 °F (21 °C) nebo netuhnou nebo obojí v těchto změkčovacích prostředcích. Příklady ethoxylovaných aminových povrchově aktivních činidel zahrnují Berol® 397 a 303 od společnosti Poulenc a Ethomeens® C/20, C25, T/25,

S/20, S/25 a Ethodumeens® T/2O a T25 od společnosti Akzo.

Výhodně mají sloučeniny alkyl- nebo alkylarylalkoxylovaných povrchově aktivních činidel a alkyl- nebo alkylarylaminových, amidových a aminoxidalkoxylováných následující obecný vzorec

R^-Y-t^-Ojz-HJp, kde každé R¹ se vybírá ze skupiny skládající se z nasycených nebo nenasycených, primárních, sekundárních nebo větvených řetězců alkylových nebo alkylarylových uhlovodíků; uvedený uhlovodíkový řetězec má výhodně délku od 6 do 22, výhodněji od 8 do 18 uhlíkových atomů a • · • · ·*· ·#·· · • · · · · ♦ ·

9999 999 9 9 «

A ·····«

-34- ......... ·· ještě výhodněji od 8 do 15 uhlíkových atomů, výhodně je nevětvený se žádnou arylovou skupinou; kde každé R² se vybírá z následujících skupin nebo kombinací následujících skupin: -(CH2)n- nebo -[CH(CH3)CH2]- nebo obou; kde 1 < n < 3; Y se vybírá z následujících skupin: -O-; -N(A)q-; -C(O)O-; -(O*-)N(A)q-; -B-R³-O-; -B-R³-N(A)q-; -B-R³-C(O)O-;

-B-R³-N(—>O)(A)-; a jejich směsí; kde A se vybírá z následujících skupin: H; R¹; -(R²-O)_ZH; -(CH2)_xCH3; fenyl nebo substituovaný aryl, kde 0<x<3aBse vybírá z následujících skupin: -O-; -N(A)-; -C(O)O-; a jejich směsí, ve kterých je A podle definice shora; a kde každé R³ se vybírá z následujících skupin: R²; fenyl; nebo substituovaný aryl. Koncový vodík v každém řetězci alkoxy lze nahradit krátkořetězcovou C1-4 alkylovou nebo acylovou skupinou pro „uzavření“ řetězce alkoxy. z je 5 do 30. p je počet ethoxylovaných řetězců, typicky jeden nebo dva, výhodně jeden a m je počet hydrofobních řetězců, typicky jeden nebo dva, výhodně jeden a q je číslo, které kompletuje strukturu, obvykle jedna.

Výhodné struktury jsou takové, ve kterých m = 1, index p = 1 nebo 2a5<z<30aq může být 1 nebo 0, ale když p = 2, tak q musí být 0; výhodnější jsou struktury, ve kterých m = 1, p = 1 nebo 2 a 7 < z < 20; a ještě výhodnější jsou struktury, ve kterých m = 1, p = 1 nebo 2 a 9 < z < 12. Výhodné y je 0.

3. Alkoxylovaná a nealkoxylovaná neiontová povrchově aktivní činidla s prostorově náročnými koncovými skupinami

Vhodné alkoxylované a nealkoxylované rozrušovače dvojvrstvy s prostorově náročnými koncovými skupinami jsou obecně odvozeny z nasycených nebo nenasycených, primárních, sekundárních a větvených necyklických alkoholů, necyklických kyselin, alkylfenolu a alkylbenzoových kyselin, které jsou derivatizovány sacharidovou nebo heterocyklickou prostorově náročnou koncovou skupinou. Tyto skupiny lze potom volitelně substituovat více alkyl- nebo alkylaryl- alkoxylovánými nebo nealkoxylovánými uhlovodíky. Heterocykl nebo sacharid je alkoxylován jedním nebo více alkylenoxidovými řetězci (např. řetězci ethylenoxid nebo propylenoxid), každý s < 50, výhodně s < 30 moly na mol heterocyklu nebo sacharidu. Uhlovodíkové skupiny na sacharidovém nebo heterocyklickém povrchově aktivním činidlu pro použití v tomto vynálezu mají od 6 do 22 uhlíkových atomů a mají uspořádání s nevětvenými nebo větvenými řetězci, výhodně je jeden uhlovodík s 8 až 18 uhlíkovými atomy s jedním nebo dvěma alkylenoxidovými řetězci sacharidové nebo heterocyklické skupiny s každým alkylenoxidovým řetězcem přítomným v průměrných množstvích <50, výhodně <30 molů ·» « • · · ·

9 9 • 99 • 99 • 9 999

-35sacharidové nebo heterocyklické skupiny, výhodněji s 3 až 15 moly alkylenoxidu na alkylenoxidový řetězec a nej výhodněj i s 6 až 12 moly alkylenoxidu celkem na molekulu povrchově aktivní činidla včetně alkylenoxidu na uhlovodíkovém řetězci a na heterocyklické nebo sacharidové skupině. Příklady rozrušovačů dvojvrstvy v této třídě jsou Tween® 40,60 a 80, které prodává společnost ICI Surfactants.

• 4 ··*·

99 • 9 9 9

9 9

9 9 9

9 9

999 9

Výhodně mají sloučeniny alkoxylovaných a nealkoxylováných neiontových povrchově aktivních činidel s prostorově náročnými koncovými skupinami následující obecné vzorce:

R¹-C(O)-Y'-[C(R⁵)]_m-CH₂O(R₂O)_zH, kde R¹ se vybírá ze skupiny skládající se z alkylových nebo alkylarylových uhlovodíků s nasycenými nebo nenasycenými, primárními, sekundárními nebo větvenými řetězci; uvedený uhlovodíkový řetěz má délku od 6 do 22; Y' se vybírá z následujících skupin: -O-; -N(A)-; a jejich směsi; a A se vybírá z následujících skupin: H; R¹; -(R²-O)_z-H; -(CH₂)_XCH₃; fenyl nebo substio tuovaný aryl, kde 0<x<3azjeod5do30; každé R se vybírá z následujících skupin nebo kombinací následujících skupin: -(CH₂)_n- nebo -[CH(CH3)CH₂]- nebo obou; a každé R⁵ se vybírá z následujících skupin: -OH; a -O(R²O)_Z-H; a m je od 2 do 4.

Další užitečné obecné vzorce pro tuto třídu povrchově aktivních činidel jsou

kde Y = N nebo O; a každé R⁵ se vybírá nezávisle z následujících: -H, -OH, -(CH2)XCH3, -O(R²)z-H, -OR¹, -OC(O)R* a -CH2[CH2-(OR²)Z -H]-CH₂-(OR²)Z -C(O)R¹. S x, R¹ a R² jak jsou definovány v části D shora a z, z' a z jsou všechna od 5 < do < 20, výhodněji celkový počet z + z' + z je od 5 < do < 20. Ve zvláště výhodné formě této struktury je heterocyklický řetězec pětičlenný kruh s Y = O, jedno R⁵ je -H, dvě R⁵ jsou -O-(R²)Z-H, a alespoň jedno R⁵ má následující strukturu -CH[CH2-(OR²)z--H]-CH₂(OR²)z-OC(O)R¹ s celkově y + z' + z = 8 < 20 a R¹ je uhlovodík s 8 až 20 uhlíkovými atomy a se žádnou arylovou skupinou.

• 4 · »··· » · • · ·· ·· • · * · • · «

-36Další skupina povrchově aktivních činidel, která lze použít, jsou amidy acyklických polyhydroxykyselin obecného vzorce:

R⁶-C(O)-N(R⁷)-W kde každé R⁷ je H, C1-C4 hydrokarbyl C1-C2 alkoxylakyl nebo hydroxyalkyl, například 2-hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl atd., výhodně C1-C4 alkyl, výhodněji Ci nebo C2 alkyl, nejvýhodněji Ci alkyl (tzn. methyl) nebo methoxyalkyl; aR⁶ je C5-C31 hydrokarbylová skupina, výhodně nevětvený řetězec C7-C19 alkyl nebo alkenyl, nejvýhodněji nevětvený řetězec C11-C17 alkyl nebo alkenyl nebo jejich směs; a W je polyhydroxyhydrokarbylová skupina, která má nevětvený hydrokarbylový řetězec s alespoň 3 hydroxyly přímo připojenými na řetězec nebo její alkoxylovaný derivát (výhodně ethoxylovaný nebo propoxylovaný). W bude výhodně odvozeno od redukčního cukru v redukční aminaěm reakci; výhodněji je W skupina glycityl. W se výhodně bude vybírat ze skupiny skládající se z -CH2-(CHOH)n-CH2OH, -CH(CH₂OH)-(CHOH)„-CH₂OH, -CH₂-(CHOH)₂(CHOR')(CHOH)-CH₂OH, kde n je celé číslo od 3 do 5 včetně a R' je H nebo cyklický mono- nebo polysacharid a jeho alkoxylovaný derivát, nej výhodnější jsou glycityly, kde n je 4, zejména -CH₂-(CHOH)4.CH₂O. Směsi shora uvedených skupin W jsou žádoucí.

R⁶ může být například N-methyl, N-ethyl, N-propyl, N-isopropyl, N-butyl, N-isobutyl, N-2-hydroxyethyl, N-l-methoxypropyl nebo N-2-hydroxypropyl.

R⁶-CO-N< může být například kokosový amid, stearamid, oleamid, lauramid, myristamid, kaprikamid, palmitamid, lojový amid atd.

W může být 1-deoxyglucityl, 2-deoxyfructityl, l-deoxymaltityl,l-deoxylaktityl, 1-deoxygalaktityl, 1-deoxymannityl, 1-deoxymaltotriotityl atd.

4. Alkoxylovaná kationtová kvartémí amonná povrchově aktivní činidla

Alkoxylovaná kationtová kvartémí amonná povrchově aktivní činidla použitelná podle tohoto vynálezu jsou obecně odvozena od acyklických alkoholů, acyklických kyselin, acyklických methylesterů, alkylsubstituovaných fenolů, alkylsubstituovaných benzoových kyselin nebo alkylsubstituovaných esterů kyseliny benzoové nebo acyklických kyselin nebo všech, které jsou přeměněny na aminy, na které může být dále volitelně působeno alkyl- nebo alkylarylskupinami s dlouhými řetězci; tato aminová sloučenina se potom alkoxyluje s jedním nebo • ·· * ·

-37·· •4 ·· • * · ···· 4 ·

9 9

9

9

9

9999 dvěma alkylenoxidovými řetězci, každý s < 50 moly alkylenoxidových skupin (např. ethylenoxid nebo propylenoxid nebo oba) na mol aminu. Z této třídy jsou typické produkty získané kvartemizací acyklických nasycených nebo nenasycených, primárních, sekundárních nebo větvených aminů, které mají jeden nebo dva uhlovodíkové řetězce se 6 až 22 uhlíkovými atomy alkoxylovanými jedním nebo dvěma alkylenoxidovými řetězci na aminovém atomu, každý s méně než <50 alkylenoxidovými skupinami. Amino vaně uhlovodíky pro použití podle tohoto vynálezu mají od 6 do 22 uhlíkových atomů a jsou buď v uspořádání s nevětveným nebo s větveným řetězcem, výhodně je jedna alkyluhlovodíková skupina v uspořádání s nevětveným řetězcem s 8 až 18 uhlíkovými atomy. Vhodná kvartémí amonná povrchově aktivní činidla jsou vyrobena s jedním nebo dvěma alkylenoxidovými řetězci připojenými na aminovou skupinu, v průměrném množství < 50 molů alkylenoxidu na alkylový řetězec, výhodněji se 3 až 20 moly alkylenoxidu a nej výhodněji s 5 až 12 moly alkylenoxidu na hydrofobní, např. alkylovou skupinu. Výhodné materiály těchto tříd mají v těchto změkčovacích prostředcích rovněž teploty tečení pod 70 °F (21 °C) nebo netuhnou nebo obojí. Příklady vhodných rozrušovačů dvojvrstvy tohoto typu zahrnují Ethoquad® 18/25, C/25 a 0/25 od společnosti Akzo a Variquat®-66 (měkký lojový alkylbis(polyoxyethyl)amonium-ethylsulfát s celkem 16 ethoxy jednotkami od společnosti Witco.

Výhodně mají sloučeniny amonných alkoxylováných kationtových povrchově aktivních činidel následující obecný vzorec:

{R’_m-Y-[[R²-O)_z-H]_p}⁺ X-, kde R¹ a R² jsou takové, jak byly definovány v části D shora;

Y se vybírá z následujících skupin: =N⁺-(A)q; -(CH2)n-N⁺-(A)q; -B-(CH2)_n-N⁺-(A)2j -(fenyl)-N⁺-(A)q; -(B-fenyl)-N⁺-(A)q; kde n je od 1 do 4.

Každé A se nezávisle vybírá z následujících skupin: H; R¹; -(R²O)_Z-H; -(CFDxCFE; fenyl a substituovaný aryl; kde 0<x<3;aBse vybírá z následujících skupin: -O-; -NA-; -NA2-; -C(O)O-; a-C(O)N(A)-; kde R² je takové, jak bylo definováno shora; q = 1 nebo 2; a

X'je aniont, který je kompatibilní s účinnými složkami pro změkčování vláken a s doplňkovými složkami.

-38Výhodné struktury jsou takové, ve kterých m = 1, p = 1 nebo 22 a 5 < z < 50, výhodnější jsou struktury, ve kterých m = 1, p = 1 nebo 2a7<z<20a nejvýhodnější jsou struktury, ve kterých m = 1, p - 1 nebo 2 a 9 < z < 12.

5. Alkylamidová alkoxylovaná neiontová povrchově aktivní činidla

Vhodná povrchově aktivní činidla mají obecný vzorec:

R-C(O)-N(R⁴)n-[(R^lO)x(R²O)yR³]m, kde R je nevětvený alkyl C7-C21, větvený alkyl C7-C21, nevětvený alkenyl C7-C21, větvený alkenyl C7-C21 a jejich směsi. Výhodně je R nevětvený alkyl nebo alkenyl Cg-Cig.

R¹ je -CH2-CH2-, R² je nevětvený alkyl C3-C4, větvený alkyl C3-C4 a jejich směsi; R² je výhodně -CH(CH3)-CH2-. Povrchově aktivní činidla, která obsahují směs jednotek R¹ a R², výhodně zahrnují 4 až 12 jednotek -CH2-CH2- v kombinaci s 1 až 4 jednotkami -CH(CH3)-CH2-. Jednotky se mohou střídat nebo seskupovat v jakékoli kombinaci, která je vhodná. Výhodně je poměr jednotek R¹ k jednotkám R² od 4 : 1 do 8 : 1. Výhodně je jednotka R² (tzn. -CH(CH3)-CH2-) připojena na dusíkový atom, následovaný vyvažujícím řetězcem se 4 až 8 jednotkami -CH2-CH2-.

R³ je vodík, nevětvený alkyl C1-C4, větvený alkyl C3-C4 a jejich směsi; výhodně vodík nebo methyl, výhodněji vodík.

R⁴ je vodík, nevětvený alkyl C1-C4, větvený alkyl C3-C4 a jejich směsi; výhodně vodík. Když se m rovná 2, tak n se musí rovnat 0 a jednotka R⁴ chybí.

Index m je 1 nebo 2, n je 0 nebo 1 za předpokladu že m + n se rovná 2; výhodně se m rovná 1 a n se rovná 1, což vede k jedné skupině -[(R¹O)x(R²O)yR³] a R⁴ je na dusíku, x je od 0 do 50, výhodně od 3 do 25, výhodněji od 3 do 10, y je od 0 do 10, výhodně 0, avšak jestliže y se nerovná 0, tak y je od 1 do 4. Výhodně jsou všechny jednotky alkylenoxy jednotky ethylenoxy.

Příklady vhodných ethoxylováných alkylamidových povrchově aktivních činidel jsou Rewopal® Cé od společnosti Witco, Amidox® C5 od společnosti Stepán a Ethomid® 0/17 a Ethomid® HT/60 od společnosti Akzo.

ΦΦ φ · · φ φ ·

-39Vedlejší součásti změkčovacího prostředku

Nosič výhodného změkčovacího prostředku podle tohoto vynálezu může rovněž obsahovat v technice známé vedlejší součásti. Příklady zahrnují: minerální kyseliny nebo pufřovací systémy pro nastavení pH (u některých účinných změkčovacích účinných složek může být potřeba pro udržení hydrolytické stability) a odpěňovací složky (např. silikonová emulze Dow Corning 2310 od společnosti Dow Corning, Corp. z Midlandu, MI, USA) jako zpracovatelské pomocné látky pro snížení pěnivosti, když se změkčovací prostředek podle tohoto vynálezu nanáší na pás hedvábného papíru.

Pro zlepšení stejnorodosti a skladovací doby disperze mohou být rovněž použity stabilizátory. Například pro tyto účely může být začleněn ethoxylovaný polyester HOE S 4060 od společnosti Clariant Corporation z Charlotte, NC, USA.

Rovněž lze použít zpracovatelské pomocné látky, včetně například optického zjasňovače; k disperzi lze například přidat Tinopal CBS-X od společnosti CIBA-GEIGY, Greensboro, NC, USA a pod UV světlem snadno kvalitativně posuzovat rovnoměrnost nanášení kontrolou hotového pásu hedvábného papíru s povrchově naneseným změkčovacím prostředkem.

Sestavení změkčovacího prostředku

Jak bylo poznamenáno shora, výhodný změkčovací prostředek, který je vhodný pro tento vynález, je disperze změkčovací účinné složky v nosiči. V závislosti na zvolené změkčovací účinné složce, požadované hladině nanášení a dalších činitelích, jak může vyžadovat konkrétní hladina změkčovací účinné složky v prostředku, se hladina změkčovací účinné složky může pohybovat mezi 10 % až 55 % prostředku. Změkčovací účinná složka výhodně tvoří 25 % až 50 % prostředku. Nej výhodněji změkčovací účinná složka tvoří 30 % až 45 % prostředku. Neiontové povrchově aktivní činidlo je přítomno v hladině od 1 % do 15 % hladiny změkčovací účinné složky, výhodně 2 % až 10 %. V závislosti na způsobu použitém pro výrobu změkčovací účinné složky může změkčovací prostředek rovněž zahrnovat 23 % až 30 %, výhodně 5 % až 25 % zvláčňovadla. Jak bylo poznamenáno shora, výhodná primární součást nosiče je voda. Kromě toho nosič výhodně obsahuje jako elektrolyt alkalický halogenid nebo halogenid alkalické zeminy a může obsahovat vedlejší složky pro nastavení pH, pro řízení pěnivosti nebo pro podporu stability disperze.

• ft

-40Zejména výhodný změkčovací prostředek, který je použitelný pro tento vynález (prostředek 1), se připraví následujícím způsobem. Materiály jsou podrobněji definovány v tabulce podrobně popisující prostředek 1, která následuje za tímto popisem. Množství použitá v každém z kroků postačují, aby vznikl hotový prostředek podrobně popsaný v tabulce. Kyselina chlorovodíková (25 % roztok), odpěňovací složka a neiontové povrchově aktivní činidlo jsou přidávány k patřičnému množství vody. Tato směs se potom zahřívá na 165 °F (75 °C). Současně se zahříváním vodní směsi se směs změkčovací účinné složky a zvláčňovadla roztaví zahřátím směsi na teplotu 150 °F (65 °C). Roztavená směs změkčovací účinné složky a zvláčňovadla se potom za míchání pomalu přidává do zahřáté okyselené vodné fáze, aby se disperzní fáze do nosiče rovnoměrně rozdělila. (Rozpustnost polyethylenglykolu ve vodě ho pravděpodobně přivádí do spojité fáze, ale toto není podstatné pro tento vynález a zvláčňovadla, která jsou více hydrofobní a tak zůstávají sdružena s alkylovými řetězci kvartérní amonné sloučeniny, jsou rovněž přípustná v rámci tohoto vynálezu.) Jakmile je změkčovací účinná složka důkladně dispergována, tak se přidá část chloridu vápenatého (jako 2,5 % roztok) přerušovaně za míchání, aby se získalo výchozí snížení viskozity. Potom se ke směsi za nepřetržitého míchání přidá stabilizátor. Pro tento účel se může použít jakýkoli známý způsob homogenizace disperzí. Přijatelný způsob homogenizování množství 40 galonů (151,5 1) změkčovacího prostředkuje použití homogenizéru Ultra-Turrax, model T45 S4, od společnosti Tekmar Company, Cincinnati, OH, USA, ponořeného do materiálu na dobu 4 hodin. Prostředek se potom nechá ochladit na teplotu místnosti a za míchání se pomalu přidá stabilizátor. Konečně se přidá zbytek chloridu vápenatého (jako 25 % roztok) a za nepřetržitého míchání se přidá voda na dolití.

-41Prostředek 1

Součást	Koncentrace
Spojitá fáze
Voda	do 100 %
Elektrolyt1 2	0,5 %
Odpěňovadlo	0,2 %
Rozrušovač dvojvrstvy3	2,0 %
Kyselina chlorovodíková4	0,02 %
Zvláčňovadlo5	19%
Optický zjasňovač6 7	89 ppm
Stabilizátor	0,5 %
Dispergovaná fáze
Změkčovací účinná složka	40,0 %
Složka5

1. Elektrolyt tvoří 0,34 % 2,5% vodného roztoku chloridu vápenatého a 0,16 % 25% vodného roztoku chloridu vápenatého

2. Odpěňovadlo obsahuje Silicone Emulsion-Dow Corning 2310®, prodávaný společností Dow Corning Corp., Midland, MI, USA

3. Rozrušovač dvoj vrstvy obsahuje vhodná neiontová povrchově aktivní činidla, prodávaná společností Shell Chemical, Houston, TX, USA, pod obchodním názvem NEODOL

4. Kyselinu chlorovodíkovou prodává společnost J. T. Baker Chemical Cpmpany,

Phillisburg, NJ, USA

5. Zvláčňovadlo a změkčovací účinná složka jsou předmíseny společností Witco Chemical Company, Dublin, OH, USA, směs tvoří 2 díly lojové diesterové kvartémí sloučeniny (Adogen typ SDMC) a 1 -díl polyethylenglykolu 400.

6. Optický zjasňovač je Tinopal CBS-X, dodávaný společností CIBA-GEIGY, Greensboro, NC, USA.

7. Stabilizátor je HOE S 4060 od společnosti Clariant Corp., Charlotte, NC, USA.

• · __ 49 ~ · · ··· · · ·

Výsledný chemický změkčovací prostředek je mléčná, nízko viskózní disperze, která je vhodná pro nanášení na pásy hedvábného papíru jak je popsáno dole, pro poskytnutí žádoucí dotykové měkkosti hedvábného papíru, který je vyroben z těchto pásů. Projevuje smykově zřeďovací nenewtonskou viskozitu. Vhodně má prostředek viskozitu menší než 1000 cP (1 Pa s), měřeno při 25 °C a četnosti smyků 100 sec'¹ s použitím způsobů, které jsou dále pospány v části Zkušební způsoby. Výhodně má prostředek viskozitu menší než 5000 cP (0,5 Pa-s), výhodněji je viskozita menší než 100 cP (0,1 Pa-s).

Způsob nanášení

V jednom výhodném provedení podle tohoto vynálezu lze výhodný prostředek nanášet na pás hedvábného papíru poté, co se pás hedvábného papíru usuší a nakrepuje.

První krok způsobu zahrnuje získání vláknitého pásu 50, jak je popsáno shora. Pás 50 má první stranu 51 a druhou stranu 52 naproti straně první 51. jak je vyobrazeno na OBR. 1 až OBR. 3. Musí být chápáno, že pás 50 může být tvořen vícevrstvou strukturou, například strukturou dvouvrstvou. V takovém případě první strana 51 patří k jedné z vrstev, zatímco druhá strana 52 patří ke druhé. Funkční chemická přísada (nebo „chemická přísada“ nebo prostě „přísada“) 40 se rovněž získá tak, jak bylo popsáno shora. Výhodně se chemická přísada vybírá ze skupiny skládající se změkčovadel, emulzí, zvláčňovadel, lotionů (pleťových vod), místních léků, mýdel, antimikrobiálních a antibakteriálních činidel, zvlhčovadel, povlaků, inkoustů a barviv, pevnostních přísad, pohlcujících přísad, pojidel, opacitních činidel, plnidel a jejich kombinací.

Jestliže přísada obsahuje změkčovadlo, tak změkčovací přísada může být vybrána ze skupiny skládající se z mazadel, zvláčňovadel, kationtových oddělovačů, nekationtových oddělovačů a jejich směsí. Změkčovadlo lze rovněž vybrat ze skupiny skládající se z kvartémích amonných sloučenin, terciárních amonných sloučenin, polysiloxanových sloučenin a jejich směsí.

Jestliže přísada obsahuje pevnostní přísadu, tak pevnostní přísadu lze vybrat ze skupiny skládajíc se z trvale za mokra pevné pryskyřice, dočasně za mokra pevné pryskyřice, za sucha pevné pryskyřice a jejich směsí.

··« · · ·· ·♦·· « · to · · · ·♦ · ······· · · ·· · · _A~ ········

-43- ··· · ·· «·» ·· ····

Jestliže přísada obsahuje pohlcující přísadu, tak pohlcující přísadu lze vybrat ze skupiny skládající se polyethoxylátů, alkylethoxylováných esterů, alkylethoxylovaných alkoholů, alkylpolyethoxylovaných nonylfenolů a jejich směsí.

Chemická přísada 40 se nanáší na první stranu 51 vláknitého pásu 50. Výhodné způsoby kroku nanášení chemické přísady na první stranu pásu zahrnují vytlačovací nanášení, rozprašovací nanášení, otiskovací nanášení) a jakoukoli jejich kombinaci. Při vytlačovacím nanášení bylo shledáno přínosné použít tryskovou vytlačovací hlavici 30, vyobrazenou na OBR. 7. Trysková vytlačovací hlavice 30 se skládá z těla 31 a vnitřního zásobníku tekutiny 32 a předtryskového kanálku 33. Obecně udělená patentová přihláška 09/258 497 (P&G č. případu 7447), podané 1999-02-26, je začleněna do odkazů tohoto dokumentu.

Jiná vytlačovací hlavice, označená jako 70 a vyobrazená na OBR. 8, je rovněž vhodná pro uskutečnění tohoto vynálezu. Tuto hlavici tvoří tělo 71, které má uvnitř dutinu a alespoň jednu vyměnitelnou vložku 75 takové velikosti, aby lícovala do dutiny. Tělo 71 je výhodně tvořeno dvěma díly 71a a 71b, které jsou konstruovány tak, aby mezi sebou sevřely vložku 75. Vložka 75 má množství štěrbin 76 a každá štěrbina má jeden otevřený konec. Rozdělovači kanál 74 v jednom z dílů 71a, 71b přijímá přísadu 40. Když je vložka 75 uvnitř těla 7.1, tak každá ze štěrbin 76 a dosedající plochy částí 71a, 71b tvoří kanál konstruovaný tak, aby poskytoval tekutinové propojení mezi rozdělovacím kanálem 74 a výstupem tvořeným mezi výstupními břity 72, 73. V jednom provedení štěrbiny 76 poskytují nespojité perličky přísady 40. V jiném provedení otevřené konce štěrbin 76 jsou rozšířeny, aby usnadnily rozprostírání přísady 40 dříve než se přísada 40 nanese na první stranu 51 pásu 50. Dále, jeden okraj (nebo strana) 79 vložky (a proto otevřené konce štěrbin 76) může být zahlouben vzhledem k alespoň jednomu výstupnímu břitu 72, 73, aby se docílilo, že jednotlivé proudy přísady 40 se spojí ihned po vystoupení z kapalinových kanálů tvořených štěrbinami 76 a před nanesením na první stranu 51 pásu 50. Obecně udělené patentové přihlášky 09/258 511(P&G č. případu 7391) a 09/258 498 (P&G č. případu 7392), podané 1999-02-26 jsou začleněny do odkazů tohoto dokumentu.

Způsoby nanášení funkční přísady 40, například změkčovací prostředek, na pás 50 mohou rovněž zahrnovat rozprašování a otiskování. V jednom výhodném hledisku tohoto vynálezu, se rozprašování dispergovaného změkčovacího prostředku docílí použitím přenášecí plochy. Dispergovaný změkčovací prostředek se rozprašováním nanese na přenášecí plochu, potom se přenášecí plocha uvede do styku se sušeným pásem hedvábného papíru před navinu-44A · · · · *

Α· A A

A A « A

A A «

A · A • A A A · AAAA tím uvedeného pásu do matečné role. Zejména vhodný způsob pro dosažení tohoto nanášení je nanesení změkčovacího prostředku najeden nebo oba kalandrovací válce, které, kromě toho, že slouží jako přenášecí plochy pro změkčovací prostředek, rovněž slouží pro snížení a řízení tloušťky sušeného pásu hedvábného papíru na požadovaný kaliper hotového výrobku.

OBR. 9 ukazuje jeden způsob nanášení změkčovacího prostředku na pás hedvábného papíru 50. Mokrý pás hedvábného papíru 50 prochází na plátěném dopravníku 14 přes obracecí válec 2 a je přenášen do Yankee-sušiče působením přitlačovacího válce 3, zatímco plátěný dopravník Γ4 putuje zpět přes obracecí válec 16. Pás je lepivě upevněn na válcovou plochu Yankee-sušiče 5. Lepidlo může být nanášeno rozprašovacím nanášecím zařízením 4. Sušení se dokončí v parou ohřívaném Yankee-sušiči 5 a horkým vzduchem, který se ohřívá a cirkuluje sušicí skříní 6 pomocí zařízení, které není zakresleno. Pás 55 je potom za sucha krepován z Yankee-sušiče 5 pomocí krepovacího nože 7, za kterým nese označení krepovaný papírový list 55. Změkčovací prostředek podle tohoto vynálezu se nastřikuje na horní přenášecí plochu, která je označována jako horní kalandrovací válec 10 nebo na spodní přenášecí plochu, která je označována jako spodní kalandrovací válec 11 nebo na obě pomocí rozprašovacích nanášecích zařízení 8 a 9 podle toho, zda změkčovací prostředek se má nanášet na obě strany pásu hedvábného papíru nebo jenom na stranu jednu. Papírový list 55 se potom stýká s přenášecími plochami 10 a H. Část nosiče, pokud je to žádoucí, se může při tomto způsobu odpařit zařízením pro zahřívání jedné nebo obou přenášecích ploch. Ošetřený pás 55 potom putuje přes obvodovou část bubnu 12 a potom se navíjí na matečnou roli 16.

Příklady materiálů, které jsou vhodné pro přenášecí plochy 10 a 11 zahrnují kovy, (např. ocel, nerezovou ocel a chrom), nekovy (např. vhodné polymery, keramiku, sklo) a pryž. Zařízení vhodná pro rozprašování změkčovacího prostředku podle tohoto vynálezu na přenášecí plochy zahrnují vnější směšovací, vzduchové rozprašovací hubice, například vzduchové rozprašovací hubice SU14 (Air cap #73 328 a Fluid cap #2 850) Spraying Systems Co., Wheaton, II., USA. Zařízení vhodná pro otiskování změkčovacího prostředku s obsahem kapalin na přenosové plochy zahrnují hlubotiskové nebo flexografické tiskařské stroje.

Je-li na přenášecí plochu dodáváno teplo, tak teplota zahřívané přenášecí plochy se udržuje výhodně pod teplotou varu změkčovacího prostředku. Proto, jestliže převážnou součástí nosiče je voda, tak by teplota zahřívané přenášecí plochy měla být pod 100 °C. Výhodně je teplota mezi 50 a 90 °C, výhodněji mezi 70 a 90 °C, jestliže je použita voda jako převažující součást nosiče a je požadováno zahřívání přenášecí plochy.

• ·

-45Přihlašovatelé, ačkoli nechtějí být vázáni teorií ani nechtějí jinak omezovat tento vynález, poskytují následující popis typických výrobních podmínek, které se vyskytují během papírenských operací a popis jejich dopadu najeden z výhodných způsobů popsaných v tomto vynálezu. Yankee-sušič zvyšuje teplotu listu hedvábného papíru a odstraňuje vlhkost. Tlak páry v Yankee-sušiči je 110 PSI (750 kPa). Tento tlak je postačující pro zvýšení teploty bubnu na 170 °C. Teplota papíru na bubnu se zvyšuje s odstraňování vody z listu. Teplota listu, tak jak opouští krepovací nůž, může být nad 120 °C. List putuje prostorem ke kalandru a roli a ztrácí část svého tepla. Teplota papíru navíjeného na roli je kolem 60 °C. Nakonec se list papíru ochladí na teplotu místnosti. To může v závislosti na velikosti papírové role trvat hodiny až dny. Jak papír chladne, tak také přijímá vlhkost z ovzduší.

Jelikož změkčovací prostředek podle tohoto vynálezu se výhodně nanáší na přesušený papír, tak voda dodaná papíru se změkčovacím prostředkem nestačí, aby způsobila významnou ztrátu pevnosti a tloušťky papíru. Proto další sušení není třeba.

Jinak lze účinná množství změkčovacích účinných složek ze změkčovacích prostředků podle tohoto vynálezu rovněž nanášet na pás hedvábného papíru, který byl po počátečním sušení ochlazen a dostal se do stavu rovnovážné vlhkosti s okolím. Způsob nanášení změkčovacích prostředků podle tohoto vynálezu je v podstatě stejný jako bylo popsáno shora pro nanášení těchto prostředků na horký, přesušený pás hedvábného papíru. Tj., změkčovací prostředek lze nanášet na přenášecí plochu, která potom nanáší prostředek na pás hedvábného papíru.

Není nutné, aby takováto přenášecí plocha byla zahřívána, protože požadované reologické vlastnosti výhodného změkčovacího prostředku podle tohoto vynálezu umožňují rovnoměrné nanášení v plné šíři pásu hedvábného papíru. Opět, změkčovací prostředek se pro následný přenos na pás hedvábného papíru výhodně nanáší na přenášecí plochu makroskopicky rovnoměrným způsobem, tak aby v podstatě celý list prospěšně těžil z účinku změkčovacího prostředku. Vhodné přenášecí plochy zahrnují vzorované otiskovací válce, ryté přenášecí válce (válce Anilox) a hlazené válce, které mohou být částí zařízení speciálně navrženého pro nanášení změkčovacího prostředku nebo částí zařízení navrženého pro další funkce, které se týkají pásu hedvábného papíru. Příklad zařízení vhodných pro nanášení změkčovacího prostředku podle tohoto vynálezu na pás hedvábného papíru, který je v rovnováze s okolím jsou ryté válce a otiskovací způsob popsaný v obecně uděleném U.S. patentu 5 814 188, Vinson aj., z 1998-09-29, jehož popis je začleněn do odkazů tohoto dokumentu. Rovněž, jak je poznamenáno shora, změkčovací prostředek podle tohoto vynálezu může být nanášen na hlazený válec « · — 40 — ··· » ·· ··· ·· ···· (např. rozprašováním najeden z páru válců) zařízení navrženého pro další funkce (např. pro přeměnu pásu hedvábného papíru na hotový pohlcující výrobek z hedvábného papíru).

Přihlašovatelé se domnívají, ačkoli nechtějí být vázáni teorií, že změkčovací prostředky, které jsou výhodné pro uskutečňování tohoto vynálezu, jsou zejména vhodné pro nanášení na pásy hedvábného papíru, které jsou v rovnováze s prostředím, protože:

1. Tyto změkčovací prostředky obsahují vysoké hladiny změkčovacích účinných složek a další netěkavé součásti. Následkem toho je množství vody zanesené do pásu hedvábného papíru tímto změkčovacím prostředkem nízké. Například, když se výhodný prostředek, na který se v tomto dokumentu odkazuje jako na prostředek 1, nanáší na pás hedvábného papíru v hladině poskytující 0,5 % účinné změkčovací látky, tak se na pás nanese také 0,5 % vody. Přihlašovatelé zjistili, že takovéto pásy jsou ještě přijatelně pevné a rozměrově stálé.

a

2. Hygroskopické vlastnosti výhodného elektrolytu, chloridu vápenatého, váží alespoň část vody v prostředku, takže voda není k dispozici pro nepřijatelné snížení tahových vlastností ošetřeného pásu.

Když byly pásy ošetřeny podle shora uvedeného popisu a potom vyhodnoceny co do měkkosti, tak při posuzování na měkkostních panelech bylo zjištěno významné zlepšení měkkosti; způsob posuzování lze nalézt v části tohoto popisu Zkušební způsoby.

Následující krok zahrnuje uvedení první strany 51 vláknitého pásu 50 do styku s druhou stranou 52 vláknitého pásu 50 a tím částečně přenesení chemické přísady 40 z první strany 51 na druhou stranu 52, takže jak první strana 51, tak i druhá strana 52 vláknitého pásu 50 obsahují chemickou přísadu 40 ve funkčně dostačujícím množství. Jak je použito v tomto dokumentu, výraz „funkčně dostačující množství“ se týká takového množství chemické přísady, které způsobí, že pás 50 nabude jakost, pro kterou je nanášení chemické přísady určeno. V případě přísady 40, která obsahuje změkčovadlo, je funkčně dostačující množství výhodně alespoň 0,05 g na čtverečný metr pásu 50, výhodněji alespoň 0,1 g na čtverečný metr a nejvýhodněji alespoň 0,15 g na čtverečný metr pásu.

» * ♦

47Krok uvedení první strany do styku se druhou stranou vláknitého pásu a přenesení chemické přísady z první strany na druhou stranu výhodně zahrnuje nepřetržité navíjení vláknitého pásu 50 na roli 60, jak je znázorněno na OBR. 1 a OBR. 2. Když se pás 50 navíjí na roli 60, tak se chemická přísada 40 přenáší z první polohy PÍ na první straně 51 vláknitého pásu 50 na druhou polohu P2 na druhé straně 52 vláknitého pásu 50, přičemž druhá poloha P2 je otiskem první polohy PÍ vzhledem k rovině pásu 50. Pás 50 výhodně nepřetržitě putuje v podélném směru MD dopravní rychlostí. Druhá poloha P2 na druhé straně vláknitého pásuje tedy otisk v podélném směru MD první polohy PÍ na první straně vláknitého pásu. Kvalifikovaný technický odborník ocení, že rozsah otisku lze měřit jako délku křivky (nebo kružnice) tvořené částí pásu 50 mezi první polohou PÍ a druhou polohou P2 (OBR. 2). Jak je použito v tomto dokumentu, výraz „podélný (strojový) směr (MD - Machine Direction)“, označený v několika nákresech jako směrová šipka „MD“. označuje směr, který je rovnoběžný s tokem substrátu 50 papírenským zařízením. Výraz „příčný (strojový) směr (CD - Cross-machine Direction)“, označovaný jako směrová šipka „CD“, označuje směr, který je kolmý k podélnému směru MD a leží obecně v rovině substrátu 50.

Má se za to, že při navíjení pás 50 na roli smykové síly, které působí mezi první stranou 51 a druhou stranou 52 pásu 50 v bodu styku (např. mezi první polohou PÍ a druhou polohou P2). usnadňují přenos funkční přísady 40 z první strany 51 na druhou stranu 52 pásu 50.

Podle tohoto vynálezu je množství chemické přísady 40 přenesené z první strany 51 vláknitého pásu 50 na druhou stranu 52 vláknitého pásu 50 takové, že poměr (označovaný v tomto dokumentu jako „R“) povrchové koncentrace SC2 chemické přísady 40 na druhé straně 52 k povrchové koncentraci SCI chemické přísady 40 na první straně 51 je výhodně alespoň 1 : 4, výhodněji alespoň 1 : 2 a nej výhodněji 1:1. Jinak vyjádřeno, jako výsledek přenosu chemické přísady 40 z první strany 51 na druhou stranu 52 se podle způsobu podle tohoto vynálezu alespoň 20 %, výhodně alespoň 33 % a nejvýhodněji 50 % přísady 40 přenese z první strany 51 na druhou stranu 52 pásu 50. Jak je použito v tomto dokumentu, výraz „povrchová koncentrace“ funkční chemické přísady 40 se udává s použitím přístroje Sutherland Rub Tester, jak je popsáno dole v části Zkušební způsoby.

Aby bylo z první strany 51 na druhou stranu 52 pásu 50 přeneseno funkčně dostačující množství chemické přísady 40, je důležité před a během kroku uvádění první strany 51 do styku s druhou stranou 52 udržet chemickou přísadu 40 v přenositelném stavu. Jeden ze způsobů, jak udržet chemickou přísadu 40 v přenositelném stavu, zahrnuje udržení dostačující

-48viskozity přísady 40, aby když první strana 51 je ve styku s druhou stranou 52, první strana 51 už nepohltila celé množství na ní nanesené přísady 40 a aby dostačují část přísady 40 nebyla „vázána“ vlákny první strany 51 a aby byla přenositelná stykem.

Kvalifikovaný technický odborník bude znát množství cest, kterými lze ovlivnit viskozitu tekutiny. Viskozitu lze například zvýšit snížením teploty tekutiny. Ve změkčovacím prostředku podle tohoto vynálezu lze viskozitu prospěšně zvýšit snížením množství nosiče nebo zvýšením množství tuhých látek, které jsou tam obsaženy nebo obojím. Rovněž snížení četnosti smyků, podle zkušenosti s přísadou 40 (v závislosti na způsobu nanášení), by snížilo viskozitu přísady 40 za předpokladu, že přísada 40 vykazuje tixotropní vlastnosti, jaké vykazují mnohé funkční chemické přísady, včetně výhodného chemického změkčovacího prostředku podle tohoto vynálezu.

Povrchová pórovitost pásu 50 může rovněž ovlivnit schopnost udržení chemické přísady 40 v přenositelném stavu. „Povrchová pórovitost“, jak je použito v tomto dokumentu, se týká průměrné velikosti kapilár tvořených síťovou strukturou pásu hedvábného papíru podle tohoto vynálezu, jak je viděna v půdorysném pohledu na první stranu 51 pásu. Povrchová pórovitost se sníží, jestliže střední velikost kapilár se sníží a zvýší se, jestliže se zvýší střední velikost kapilár. Kvalifikovaný technický odborník zjistí, že pro nej lepší udržení chemické přísady 40 v přenositelném stavu, za předpokladu, že ostatní procesní podmínky jsou drženy konstantní, je výhodné mít nízkou povrchovou pórovitost.

Jak je použito v tomto dokumentu, výraz „volná doba“ (OP - Open Time) se týká doby, která uplyne mezi nanesením funkční chemické přísady 40 a přenosem funkční chemické přísady 40 z první strany 51 na druhou stranu 52 vláknitého pásu 50. Pro vláknitý pás, unášený nepřetržitě v podélném směru MD, se volná doba stanoví dělením rychlosti pásu vzdáleností oddělující nanášecí zařízení a přenosový bod (normálně buben). Proto je vynález podporován minimalizováním vzdálenosti od nanášení k přenášení a maximalizováním rychlosti pásu. „Doba pohlcení kapky“ (DAT - Drop Absorbency Time) je doba, která uplyne, než se malá kapka funkční chemické přísady 40 pohltí do prvního povrchu 51 vláknitého pásu 50. Způsob stanovení doby pohlcení kapky je podrobně uveden v části tohoto popisu Zkušební způsoby . Doba pohlcení kapky DAT je užitečné měřítko pro výběr charakteristik vláknitého pásu, aby v součinnosti s volnou dobou OP byl zajištěn přenos funkčně dostačujícího množství chemické přísady. Volná doba OP pro funkční přísadu 40 s obsahem změkčovadla, podle tohoto vy-49nálezu, je výhodněji menší než 1 sekunda, výhodněji menší než 0,1 s, ještě výhodněji menší než 0,05 s a nej výhodněji menší než 0,015 s.

Výraz „povrchová koncentrace „ (SC - Surface Concentration) funkční chemické přísady 40 je koncentrace funkční chemické přísady 40, která je stanovena v vláknech sídlících na povrchu vláknitého pásu, jak je popsáno v tomto popisu v části Zkušební způsoby. Způsob se nazývá „Povrchová koncentrace funkční chemické přísady“. Stanovení se provádí pomocí přístroje Sutherland Rub Tester, který se používá pro oděr povrchu vláknitého pásu využitím standardní plsti, odstraněním části vláken, která se obrousí z povrchu a analyzováním odstraněných vláken co do koncentrace známé funkční chemické přísady.

Stanovení obsahu kvartérního změkčovadla papíru se provádí tak, jak je popsáno ve způsobu „Hladina změkčovací účinné složky“, který je popsán v tomto popisu v části Zkušební způsoby. Způsob je použitelný pro celé papírové vzorky nebo pro vzorky vláken zachycených ve způsobu „Analýza povrchové koncentrace funkční chemické přísady“, který je rovněž uveden v části tohoto popisu Zkušební způsoby.

Shora popsané chemické funkční přísady lze nanášet na přenášecí plochu, která potom nanáší prostředek na pás hedvábného papíru. Změkčovací prostředek by měl být nanášen na přenášecí plochu makroskopicky rovnoměrným způsobem pro následný přenos na pás hedvábného papíru, tak aby v podstatě celý list prospěšně těžil z účinku chemické funkční přísady. Po nanesení na přenášecí plochu se část těkavých součástí nosiče odpaří a zanechá výhodně vrstvu obsahující určité nevypařené podíly těkavých součástí nosiče účinné složky chemické funkční přísady a další netěkavé součásti chemické funkční přísady. „Vrstva“ se týká nespojitých prvků jakož i souvislého tenkého filmu. Jestliže jsou vrstvy nespojité tak mohou být jednotné velikosti nebo rozličných velikostí; dále mohou být uspořádány do pravidelného vzoru nebo do nepravidelného vzoru ale makroskopicky jsou vrstvy jednotné. Výhodně se vrstva skládá z rozptýlených prvků.

-50Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Příklad 1 objasňuje přípravu hedvábného papíru, která vykazuje alespoň jedno provedení tohoto vynálezu. Tento příklad předvádí výrobu pásu vrstevnatého hedvábného papíru, který je opatřen výhodným změkčovacím prostředkem a výhodný způsob nanášení podle tohoto vynálezu, jak je popsán shora. Prostředek v příslušném nanášecím způsobu se nanáší na jednu stranu pásu a pás se potom navíjí a vytváří matečnou roli. Po styku se změkčovací prostředek přenese zjedná strany pásu na druhou stranu ve funkčně dostačujícím množství.

Pro uskutečnění tohoto vynálezu se používá Fourdrinierův papírenský stroj.

Vodná papírovina se 3 % hmotnostními vláken eukalyptovniku se vyrobí s použitím obvyklého rozvlákňovače a prochází surovinovým potrubím do nátokové skříně Fourdrinierova papírenského stroje.

Vodná papírovina NSK o hustotě 3 % se vyrobí s použitím obvyklého rozvlákňovače a prochází surovinovým potrubím do nátokové skříně Fourdrinierova papírenského stroje.

Aby hotový výrobek získal dočasnou pevnost za vlhka, připraví se 1% disperze látky Pařez 750® a přidává se do potrubí NSK a eukalyptového suroviny rychlostí dostačující pro dodání 0,3 % Pařez 750®, vztaženo na suchou hmotnost vyrobeného krepovaného suchého pásu. Pohlcování dočasně za mokra pevné pryskyřice se zvyšuje vířivým mícháním zpracovávané papíroviny.

Proudy vláken NSK a eukalyptových vláken se potom na vstupu do oběhových čerpadel zředí bílou (podsítovou) vodou na hustotu 0,2 %, vztaženo na celkovou hmotnost vláken NSK, respektive eukalyptových vláken. Eukalyptový proud se rovnoměrně štěpí na dva samostatné proudy před zředěním bílou vodou blízko vstupu do dvou samostatných oběhových čerpadel.

Oddělené zředěné papíroviny za oběhovými čerpadly NSK a eukalyptových vláken jsou vedeny do vícekanálové nátokové skříně, která je vhodně upravena, aby udržela oddělené proudy až do výtoku na putující Fourdrinierovo síto, kde jeden z eukalyptových proudů je nej vrchnější proud a proud NSK je nej vnitřnější proud a druhý eukalyptový proud je nej spodnější proud. Oddělené proudy natékají na putující Fourdrinierovo síto a jsou odvodňovány skrze Fourdrinierovo síto s podporou odvodňovacích lišt a vakuových skříní.

• · » • · • · « · ř ftftftft • · • · · ···· ft ·

-51 Zárodečný mokrý pás se přenáší z Fourdrinerova síta při hustotě vláken 15 % v bodě přenosu na vzorované sušicí plátno. Sušicí plátno je konstruováno tak, aby dávalo vzorem zhutněný hedvábný papír s nespojitými oblastmi nízké hustoty, které jsou uspořádány uvnitř (kloubových) oblastí spojité síťové struktury vysoké hustoty. Toto sušicí plátno je vytvořeno nalitím nepropustné pryskyřičné plochy na nosné plátno ze sítě z vláken. Nosné plátno, dvojitá síťová pletenina, má filament 45 x 52. Tloušťka nálitku z pryskyřice je 7 mil (0,1778 mm) nad nosným plátnem. Kloubová oblast je 40 % a otevřené buňky zbývají s četností 72 na čtverečný 'y palec (11 na cm ).

Další odvodňování se provádí vakuově podporovaným odvodněním až na 28% hustotu vláken.

Při setrvání ve styku se vzorovaným tvářecím plátnem se vzorovaný pás předsuší profukováním vzduchu na hustotu vláken 62 % hmotnostních.

Polosuchý pás se potom přenáší do Yankee-sušiče a přilne na plochu Yankee-sušiče nastříkaným krepovacím lepidlem, které obsahuje 0,125% vodný roztok polyvinylalkoholu. Krepovací lepidlo se dodává na plochu Yankee-sušiče rychlostí 0,1 % tuhého lepidla na suchou hmotnost pásu.

Hustota vláken se zvýší na 96 % dříve než je pás za sucha krepován krepovacím nožem z Yankee-sušiče.

Krepovací nůž má úhel úkosu 25 stupňů a je umístěn vzhledem k Yankee-sušiči tak, aby měl úhel dosedání 81 stupňů. Yankee-sušič pracuje s teplotou 350 °F (177 °C) a rychlostí 3 000 fpm (stop za minutu) (přibližně 1 000 metrů za minutu).

Pás se potom navíjí a vytváří matečnou roli s procentem krepování 18 %. Kvalifikovaný technický odborník by ocenil, že výraz „procento krepování“ se týká rychlostního rozdílu mezi bubnem a Yankee.

Matečná role se potom rozvíjí a povrch se upravuje chemickou změkčovací směsí a potom se znovu navíjí.

• 9

9999 ♦ 4

4·

9 9 • 9 • *

4 9

9494

Materiály použité pro přípravu chemické změkčovací směsi jsou:

1. Částečně hydrogenovaná lojová diesterchloridová kvartérní amonná sloučenina předmísená s polyethylenglykolem 400 a látkou Neodol 91-8. Předsměs je 68 % kvartérní amonné sloučeniny, kterou prodává společnost Witco Corporation jako ADOGEN SDMC- type quat, 30 % látky PEG400 (dodává J.T. Baker Company, Phillisburg, NJ, USA) a 2 % látky Neodol (dodává chemická společnost Shell z Houstonu, TX, USA).

3. Peletky chloridu vápenatého od společnosti J.T. Baker Company, Phillisburg, NJ, USA.

4. Polydimethylsiloxan (DC2310) od společnosti Dow Corning, Midland, MI, USA.

5. Kyselina chlorovodíková od společnosti J.T. Baker Company, Phillisburg, NJ, USA.

6. Optický zjasňovač je Tinopal CBS-X od společnosti CIBA-GEIGY z Greensboro, NC, USA.

7. Stabilizátor je HOE S 4060 od společnosti Clariant Corp. Charlotte, NC, USA.

Z těchto materiálů se změkčovací prostředek podle tohoto vynálezu připraví následujícím způsobem.

Chemický změkčovací prostředek se připravuje přidáním optického zjasňovače a polydimethylsiloxanu do požadovaného množství deionizované vody. Roztok se potom upraví kyselinou chlorovodíkovou na pH 4. Výsledná směs se zahřívá na 75 °C. Předsměs kvartérní amonné sloučeniny PEG 400 a látky Neodol 91-8 se potom zahřívá na 65 °C a dávkuje do vodné předsměsi za míchání do úplného zhomogenizování směsi. Za nepřetržitého míchání se přidá polovina chloridu vápenatého jako 2,5% roztok ve vodě. Za nepřetržitého míchání se potom přidává stabilizátor. Konečné snížení viskozity se docílí přidáním zbývajícího chloridu vápenatého (jako 25% roztok) za pokračujícího míchání. Součásti jsou smíšeny v poměru dostačujícím pro získání prostředku který má následující přibližné koncentrace:

* ·· ··

99 9 99 ·

9 9 9 9

9 9 9 9 9

9 9 9 9 • · 9

9999 · ·

40%	částečně hydrogenovaná lojová diesterchloridová kvartérní amonná sloučenina;
39 %	voda;
19%	PEG 400;
1 %	Neodol 91-8;
0,5 %	CaCl2;
0,5 %	stabilizátor;
0,2 %	polydimethylsiloxan;
0,02 %	HC1;
98 ppm	optický zjasňovač.

Po ochlazení a přidání vody na dolití má prostředek viskozitu 200 cp (0,2 Pa s), měřeno při 25 °C a četnosti smyků 100 sec““¹ s použitím způsobu popsaného v části popisu Zkušební způsoby.

Chemický změkčovací prostředek se přenáší na pás tryskovou vytlačovací hlavicí. Hlavice je profilována tak, že hrana hlavice tvoří břit nože, přičemž úhel mezi dvěma čely, která tvoří břit nože, je 90 stupňů. Vzdálenost mezi hranou břitu nože a vnitřním zásobníkem, který obsahuje chemický změkčovací prostředek, je 0,010 palce (0,254 mm). Břitem nože do vnitřního zásobníku tekutiny jsou tedy vyvrtány otvory o střední délce 0,010 palce (0,254 mm), tvořící předtryskový kanál a průměru 0,008 palce (0,2032 mm). Rozteče středů otvorů jsou 0,010 palce (0,254 mm) napříč břitu nože tryskové vytlačovací hlavice, přičemž břit nože vytlačovací hlavice je ustaven do příčného směru pásu.

Chemický změkčovací prostředek ve vnitřním zásobníku tekutiny 32 (OBR. 7) tryskové vytlačovací hlavice 30 je tlačen do výstupu předtryskového kanálu 33, takže tekutina poteče do, skrz a potom ven z předtryskového kanálu 33 a bude vytvářt tryskající proud o rychlosti toku 5,2 mililitrů za minutu na otvor. Tryskající proud se pohybuje vzduchem ve směru, který je 45 stupňů v podélném směru vzhledem k rovině pásu. Plošná hmotnost pásu 50 je 22 liber na 3 000 čtverečných stop (35,8 g/m²). Tryskající proud urazí 0,5 palce (12,7 mm) po opuštění hrany tryskové hlavice než se dostane do styku s pásem, kde vytvoří vyčnívající nános na vrchu pásu. Pás 50 potom putuje v podélném směru MD k navíječce po volnou dobu OP, která trvá 0,25 sekundy.

Doba pohlcení kapky (DAT - Drop Absorbency Time) kombinace popsaného pásu a změkčovacího prostředkuje vyhodnocována samostatně. Hodnota DAT je 2,5 sekundy; proto poměr volné doby OP k DAT je 0,1.

Pás 50, který obsahují chemický změkčovací prostředek, se navíjí do matečné role tak, že strana obsahující chemický změkčovací prostředek (první strana 51) nepřichází do styku s plochou navíječe, ale zato přichází do styku s povrchem pásu (druhou stranou 52), která je na navíjené matečné roli.

Pás se přeměňuje na vrstevnatý jednovrstvý, krepovaný, vzorem zhutněný výrobek z hedvábného papíru s funkčně dostačujícím množstvím chemického změkčovacího prostředku na obou stranách 51, 52 pásu 50. Výsledný ošetřený hedvábný papír má zlepšený dotykový vjem měkkosti ve srovnání s neošetřeným kontrolním vzorkem.

Tabulka dole ukazuje povrchovou koncentraci chemického změkčovacího prostředku na druhé straně 52 vzhledem k povrchové koncentraci chemického změkčovacího prostředku na první straně 51.

Příklad 2

Příklad 2 objasňuje přípravu hedvábného papíru, která vykazuje alespoň jedno provedení tohoto vynálezu. Tento příklad předvádí výrobu pásu vrstevnatého hedvábného papíru, který je opatřen výhodným změkčovacím prostředkem a výhodný způsob nanášení podle tohoto vynálezu, jak je popsán shora. Prostředek v příslušném nanášecím způsobu se nanáší na jednu stranu pásu a pás se potom navíjí a vytváří matečnou roli.

Pro uskutečnění tohoto vynálezu se používá poloprovozní Fourdrinierův papírenský stroj.

Vodná papírovina se 3 % hmotnostními vláken eukalyptovniku se vyrobí s použitím obvyklého rozvlákňovače a prochází surovinovým potrubím do nátokové skříně Fourdrinierova papírenského stroje.

Vodná papírovina NSK o hustotě 3 % se vyrobí s použitím obvyklého rozvlákňovače a prochází surovinovým potrubím do nátokové skříně Fourdrinierova papírenského stroje.

4 · •··· 4 4

-554» 4 44 44

444 4444

4 4 4 *

4 4

44 4444

Aby hotový výrobek získal dočasnou pevnost za vlhka, připraví se 1% disperze látky Pařez 750® a přidává se do potrubí NSK a eukalyptové suroviny rychlostí dostačující pro dodání 0,3 % Pařez 750®, vztaženo na suchou hmotnost vyrobeného krepovaného suchého pásu. Pohlcování dočasně za mokra pevné pryskyřice se zvyšuje mícháním papíroviny v mísiči, který je zařazen do výrobní linky.

Samostatné proudy vláken NSK a eukalyptových vláken se potom zředí bílou (podsítovou) vodou na vstupu do jejich samostatných příslušných oběhových čerpadel na hustotu 0,2 %, vztaženo na celkovou hmotnost vláken NSK, respektive eukalyptových vláken. Eukalyptový proud za oběhovým čerpadlem se rovnoměrně rozštěpí na dva samostatné proudy.

Oddělené papíroviny za oběhovými čerpadly vláken NSK a eukalyptových vláken jsou vedeny do vícekanálové nátokové skříně, která je vhodně upravena tak, aby udržela oddělené proudy až do výtoku na putující Fourdrinierovo síto, kde jeden z eukalyptových proudů je nejvrchnější proud, proud NSK je nejvnitřnější proud a druhý eukalyptový proud je nejspodnější proud. Oddělené proudy natékají na putující Fourdrinierovo síto a jsou odvodňovány skrze Fourdrinierovo síto s podporou odvodňovacích lišt a vakuových skříní a vytvářejí zárodečný mokrý pás.

Zárodečný mokrý pás se přenáší z Fourdrinerova síta při hustotě vláken 15 % v bodě přenosu na vzorované sušicí plátno. Sušicí plátno je konstruováno tak, aby dávalo vzorem zhutněný hedvábný papír s nespojitými oblastmi nízké hustoty, které jsou uspořádány uvnitř (kloubových) oblastí spojité síťové struktury vysoké hustoty. Toto sušicí plátno je vytvořeno nalitím nepropustné plochy z pryskyřice na nosné plátno ze sítě z vláken. Nosné plátno, dvojitá síťová pletenina, má filament 45 χ 52. Tloušťka nálitku z pryskyřice je 7 mil (0,1778 mm) nad nosným plátnem. Kloubová oblast je 40 % a otevřené buňky zbývají s četností 72 na čtveřečný palec (11 na cm ).

Další odvodňování se provádí vakuově podporovaným odvodněním až na 28% hustotu vláken.

Při setrvání ve styku se vzorovaným tvářecím plátnem se vzorovaný pás předsuší profukováním vzduchu na hustotu vláken 62 % hmotnostních.

-56Polosuchý pás se potom přenáší do Yankee-sušiče a přilne na plochu Yankee-sušiče nastříkaným krepovacím lepidlem, které obsahuje 0,125% vodný roztok polyvinylalkoholu. Krepovací lepidlo se dodává na plochu Yankee-sušiče rychlostí 0,1 % tuhého lepidla na suchou hmotnost pásu.

• · ·> *· • V 99 9 9 9 9

9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9

9 9 9 ·9

999 99 9999

Dříve než je pás z Yankee-sušiče krepovacím nožem za sucha krepován, zvyšuje se hustota vláken na 96 %.

Krepovací nůž má úhel úkosu 25 stupňů a je umístěn vzhledem k Yankee-sušiči tak, aby měl úhel dosedání 81 stupňů. Yankee-sušič pracuje s teplotou 350 °F (177 °C) a rychlostí 800 fpm (stop za minutu) (přibližně 250 metrů za minutu).

Matečná role se potom se potom povrchově upravuje chemickou změkčovací směsí a potom se navíjí do matečné role.

Materiály použité pro přípravu chemické změkčovací směsi jsou:

1. Částečně hydrogenovaná lojová diesterchloridová kvartérní amonná sloučenina předmísená s polyethylenglykolem 400 a látkou Neodol 91-8. Předsměs je 68 % kvartérní amonné sloučeniny, kterou prodává společnost Witco Corporation jako ADOGEN SDMC- type quat, 30 % látky PEG400 (dodává J.T. Baker Company, Phillisburg, NJ, USA) a 2 % látky Neodol (dodává chemická společnost Shell z Houstonu, TX, USA).

3. Peletky chloridu vápenatého od společnosti J.T. Baker Company, Phillisburg, NJ, USA.

4. Polydimethylsiloxan (DC2310) od společnosti Dow Corning, Midland, MI, USA.

5. Kyselina chlorovodíková od společnosti J.T. Baker Company, Phillisburg, NJ, USA.

6. Optický zjasňovač je Tinopal CBS-X od společnosti CIBA-GEIGY z Greensboro, NC, USA.

7. Stabilizátor je HOE S 4060 od společnosti Clariant Corp. Charlotte, NC, USA.

-57• · · ·· • · ♦ · · ··«·«« · » ·« »· • · · · • · * • « * • Λ · · ♦ · · • «« «·· ·· ··»«

Tyto materiály se připraví následujícím způsobem, aby se vytvořil změkčovací prostředek podle tohoto vynálezu.

Chemický změkčovací prostředek se připraví přidáním optického zjasňovače a polydimethylsiloxanu do požadovaného množství deionizované vody. Roztok se potom upraví kyselinou chlorovodíkovou na pH 4. Výsledná směs se zahřívá na 75 °C. Předsměs kvartémí amonné sloučeniny PEG 400 a látky Neodol 91-8 se potom zahřívá na 65 °C a dávkuje do vodné předsměsi za míchání do úplného zhomogenizování směsi. Za nepřetržitého míchání se přidá polovina chloridu vápenatého jako 2,5% roztok ve vodě. Za nepřetržitého míchání se potom přidává stabilizátor. Konečné snížení viskozity se docílí přidáním zbývajícího chloridu vápenatého (jako 25% roztok) za pokračujícího míchání. Součásti jsou smíšeny v poměru dostačujícím pro získání prostředku který má následující přibližné koncentrace:

40%	částečně hydrogenovaná lojová diesterchloridová kvartémí amonná sloučenina;
39 %	voda;
19%	PEG 400;
1 %	Neodol 91-8;
0,5 %	CaCl2;
0,5 %	stabilizátor;
0,2%	polydimethylsiloxan;
0,02 %	HCI;
98 ppm	optický zjasňovač.

Po ochlazení a přidání vody na dolití má prostředek viskozitu 200 cp (0,2 Pa s), měřeno při 25 °C a četnosti smyků 100 sec^-1 s použitím způsobu popsaného v části popisu Zkušební způsoby.

Chemický změkčovací prostředek se přenáší na pás štěrbinovou vytlačovací hlavicí. Pás nejprve přichází do styku s vodicí hranou štěrbinové vytlačovací hlavice; vodicí hrana má délku 0,25 palce (6,35 mm) a úhel opásání pásu kolem vodicí hrany je 5 stupňů. Pás přichází do styku se štěrbinou, která je oddělena vodicí hranou a výstupní hranou štěrbinové vytlačovací hlavice. Vzdálenost mezi výstupní hranou a vodicí hranou ve směru, kterým se pás pohybuje je 0,005 palce (0,127 mm), čímž se dosahuje rovnoměrný průtočný profil chemického změkčovacího prostředku. Chemický změkčovací prostředek se vytlačuje mezi vodiví hranu a

-58výstupní hranu štěrbinové hlavice průtočnou rychlostí 2,2 mililitrů za minutu na palec (0,0866 ml za min na mm). Chemický změkčovací prostředek přichází do styku s pásem, který má plošnou hmotnost 22 liber na 3 000 čtverečných stop (35,8 g/m²). Pás a chemický změkčovací prostředek putují napříč výstupní hrany štěrbinové vytlačovací hlavice; výstupní hrana má délku 0,25 palce (6,35 mm) a úhel opásání pásu kolem vodicí hrany je 5 stupňů.

»· ·· · *

• W ···· · • » ·* • ♦ · • · • · t· «« ·· • · · · • · · • · · · · • · · · «·· «· ····

Pás se pohybuje k navíječce s volnou dobu OP 0,35 sekundy, po této době se pás, který obsahuje chemický změkčovací prostředek, navíjí na matečnou roli tak, že strana obsahující chemický změkčovací prostředek nepřichází do styku s plochou navíječe, ale zato přichází do styku s plochou pásu, který je na navíjené matečné roli.

Doba pohlcení kapky (DAT - Drop Absorbency Time) kombinace popsaného pásu a změkčovacího prostředkuje vyhodnocována samostatně. Hodnota DAT je 2,5 sekundy; proto poměr volné doby OP k DAT je 0,14.

Pás se přeměňuje na vrstevnatý jednovrstvý, krepovaný, vzorem zhutněný výrobek z hedvábného papíru s funkčně dostačujícím množstvím chemického změkčovacího prostředku na obou stranách pásu. Výsledný ošetřený hedvábný papír má zlepšený dotykový vjem měkkosti ve srovnání s neošetřeným kontrolním vzorkem.

Tabulka dole ukazuje povrchovou koncentraci chemického změkčovacího prostředku na druhé straně 52 vzhledem k povrchové koncentraci chemického změkčovacího prostředku na první straně 51 pásu 50.

Příklad 3

Příklad 3 je podobný příkladu 2 s tou výjimkou, že průtočná rychlost štěrbinovou výtlačnou hlavicí je 5,1 mililitrů za minutu na palec (0,2008 ml za min na mm).

Tabulka dole ukazuje povrchovou koncentraci chemického změkčovacího prostředku na druhé straně 52 vzhledem k povrchové koncentraci chemického změkčovacího prostředku na první straně 51 pásu 50.

-59• ·

Příklad 4

Příklad 4 je podobný příkladu 2 s tou výjimkou, že průtočná rychlost štěrbinovou výtlačnou hlavicí je 8,7 mililitrů za minutu na palec (0,3425 ml za min na mm).

Tabulka dole ukazuje povrchovou koncentraci chemického změkčovacího prostředku na druhé straně 52 vzhledem k povrchové koncentraci chemického změkčovacího prostředku na první straně 51 pásu 50.

Příklad 5

Příklad 5 je podobný příkladu 2 s tou výjimkou, že průtočná rychlost štěrbinovou výtlačnou hlavicí je 5,8 mililitrů za minutu na palec (0,2283 ml za min na mm) a plošná hmotnost pásuje 24 liber na 3 000 čtverečných stop (39,06 g/m²).

Tabulka dole ukazuje povrchovou koncentraci chemického změkčovacího prostředku na druhé straně 52 vzhledem k povrchové koncentraci chemického změkčovacího prostředku na první straně 51.

• ·

	Koncentrace	Koncentrace	Koncentrace	Poměr koncentrace
	kvartémího	kvartémího	kvartémího	kvartémího chemického
	chemického	chemického	chemického	změkčovacího
	změkčovacího	změkčovacího	změkčovacího	prostředku na první
	prostředku	prostředku	prostředku	straně ke koncentraci
	na pásu	na první straně	na druhé straně	kvartémího chemického změkčovacího
	lb/tuna	lb/tuna	lb/tuna	prostředku na druhé
	(kg/1 000 kg)	(kg/1 000 kg)	(kg/1 000 kg)	straně
Prostředek 1	47 (21,319)	178 (80,739)	74 (33,566)	Přibližně 5 : 2
Prostředek 2	10 (4,536)	180 (81,647)	91 (41,277)	Přibližně 2 : 1
Prostředek 3	23 (10,433)	176 (79,832)	192 (87,090)	Přibližně 1 : 1
Prostředek 4	38 (17,237)	132 (59,874)	123 (55,792)	Přibližně 1 : 1
Prostředek 5	23 (10,433)	103 (46,720)	109 (49,442)	Přibližně 1 : 1

-61- ··· · ..........

Zkušební způsoby

Analýza povrchové koncentrace funkční chemické přísady

Povrchová koncentrace funkční chemické přísady 40 se stanoví zkouškou uvolňování vláken oděrem s použitím přístroje Sutherland Rub Tester. Tento zkušební přístroj používá motor pro pětinásobný oděr nepohyblivého vláknitého pásu 50 zváženou plstí. Plsť se používá, aby se získala dávka vláken oděrem z povrchu vláknitého pásu 50. Vhodná kvantitativní analýza obroušených vláken na obsah funkční chemické přísady 40 poskytuje údaj o koncentraci přísady 40, která se nachází na povrchu vláknitého pásu 50.

Způsob se používá zejména pro výrobky toaletního papíru nebo odličovacích ubrousků, ale může být použit pro jakoukoli volně pojenou vláknitou strukturu.

Před zkouškou na uvolňování vláken oděrem by měly být vzorky, který mají být zkoušeny, kondicionovány podle způsobu Tappi Method # 402OM-88, který je začleněn do odkazů tohoto dokumentu. Při tomto způsobu jsou vzorky předem kondicionovány 24 hodin při hladině relativní vlhkosti od 10 % do 35 % a v teplotním rozmezí od 22 °C do 40 °C. Po tomto kroku předběžného kondicionování jsou vzorky kondicionovány 24 hodin při relativní vlhkosti od 48 % do 52 % v teplotním rozmezí od 22 °C do 24 °C. Zkoušení oděru by se rovněž mělo provádět v místnosti s konstantní teplotu a vlhkostí.

Přístroj Sutherland Rub Tester lze získat od společnosti Testing Machines, lne. (Amityville, NY, 11 701, USA). Podíly vláknitého pásu 50, které mají být zkoušeny, se nejprve připraví odstraněním a vyloučením jakýchkoli částí výrobku, které by mohly být odřeny manipulací, např. nejtypičtěji na vnějšku role hedvábného papíru. Jmenovitě pro výrobek jednovrstvého toaletního papíru se tři sekce, každá obsahující dva listy jednovrstvého výrobku, odstraní a dají na vrch stolu. Každý vzorek se potom přeloží vpůli tak, že přehyb probíhá v příčném neboli CD směru vzorku toaletního papíru. Pro další typy nebo tvary výrobků z vláknitého pásu lze použít velikostí toaletnímu papíru podobné listy, přeložené jak uvedeno.

Potom se od společnosti Cordage Inc.(800 E. Ross Road, Cincinnati, Ohio, 45 217,

USA) opatří lepenka Crescent #300 v kusech o rozměrech 30 x 40 (762 mm x 1016 mm). Řezačkou na papír se ustřihne 6 kusů lepenky, každý o rozměru 2,5 x 6 (63,5 x 152,4 mm). Do každé ze šesti karet se prorazí dva otvory naražením lepenky na přidržovací kolíky zkušebního přístroje Sutherland Rub Tester.

-62Potom se každá z 2,5 x 6 (63,5 x 152,4 mm) lepenkových karet vystředí a pečlivě umístí na vrch třech dříve přeložených vzorků. 6 (152,4mm) strana lepenkové karty by měla probíhat rovnoběžně s podélným neboli MD směrem každého ze vzorků.

Jeden okraj vystavené části vzorku vláknitého pásu se přehne na zadní stranu lepenky. Tento okraj se upevní k lepence lepicí páskou, kterou prodává 3M lne. ( Scotch Brand šířky ST. Paul, Mn, USA). Druhý převislý okraj vláknitého pásu se pečlivě uchopí a těsně se přehne na zadní stranu lepenky. V takto těsně přiléhající poloze papíru na lepence se tento druhý okraj přilepí k zadní straně lepenky. Tento způsob se opakuje s každým vzorkem.

Každý vzorek se obrátí a k lepence se přilepí příčný okraj hedvábného papíru. Přibližně jedna polovina lepicí pásky by měla být ve styku s hedvábným papírem, zatímco druhá polovina ulpívá na lepence. Tento postu se opakuje s každým ze vzorků. Jestliže vzorek kdykoli v průběhu tohoto způsobu přípravy vzorků praskne, přetrhne se nebo se otřepí, tak se vzorek odloží do odpadu a vyrobí se nový vzorek s novým vzorkovým pruhem. Na lepence nyní budou tři vzorky.

Pro přípravu plsti lze použít použit kus lepenky Crescent #300 o rozměrech 30 x 40 (762 x 1016 mm) od společnosti Cordage Inc.(800 E. Ross Road, Cincinnati, Ohio, 45 217, USA). Řezačkou na papír se ustřihnou 3 kusů lepenky, každý o rozměru 2,25 x 7,25 (57,15 x 184,15 mm). Rovnoběžně s kratší stranou se na bíle straně lepenky, 1,25 (28,575 mm) od horního a dolního okraje, narýsují dvě čáry. Čáry se v celé délce pečlivě naříznou žiletkou s použitím rovné hrany jako vodítka. Prořezává se do poloviny hloubky tloušťky listu. Toto rýhování umožňuje, aby kombinace lepenky s plstí těsně lícovala na závaží zkušebního přístroje Sutherland Rub Tester. Na této rýhované straně lepenky se nakreslí šipka, která probíhá rovnoběžně s dlouhou stranou lepenky.

Ustřihnou se tři kusy černé plsti 2,25 x 8,5 x 0,0625 (57,15 x 215,9 x 1,5875 mm) (F-55 nebo rovnocenný druh od New England Gasket, 550 Broad Street, Bristol, CT 06 010, USA). Tato plsť se položí na vrch nerýhované, zelené strany lepenky tak, aby dlouhé okraje jak plsti tak i lepenky byly rovnoběžné a vyrovnané. Ověří se, že chlupatá strana plsti směřuje nahoru. Přes horní a dolní okraj lepenky se nechá přečnívat 0,5 (12,7 mm) plsti. Oba přečnívající okraje plsti se těsně přehnou na zadní stranu lepenky pomocí lepicí pásky Scotch Brand. Připraví se celkem tři tyto kombinace lepenky s plstí.

44 • ·

-634 ·

4

4 4

4444 v

Ctyřliberní závaží (1,814 kg) má účinnou styčnou plochu čtyři čtverečné palce (25,8064 cm²) a poskytuje tlak jedné libry na čtverečný palec (6,8947 kPa). Jelikož stykový tlak lze měnit změnou pryžových polštářů, které se montují na čelo závaží, tak je důležité používat jenom pryžové polštářky, které dodává výrobce (Brown lne., Mechanical Services Department, Kalamazoo, MI, USA). Tyto polštáře musí být vyměněny, jestliže ztvrdnou, obrousí se, nebo otřepí. Když se nepoužívá, tak musí být závaží umístěno tak, aby polštářky nenesly plnou váhu závaží. Nejlépe je ukládat závaží na bok.

Zkušební přístroj Sutherland Rub Tester musí být nejprve před použitím zkalibrován. Přístroj Sutherland Rub Tester se nejprve zapne posunutím spínače do polohy „cont“. Když je rameno přístroje v poloze nejblíže k uživateli, tak se spínač přístroje přepne do polohy „auto“. Přístroj se nastaví na proběhnutí pěti kyvů nastavením ručičky ukazatele na velkém číselníku do polohy „fíve - pět“. Jeden kyv je jeden a úplný dopředný a vratný pohyb závaží. Na začátku a na konci každé zkoušky by konec oděrného bloku měl být v poloze nejbližší k operátorovi.

Vzorek vláknitého pásu na lepence se připraví tak, jak bylo popsáno shora. Kromě toho se připraví vzorek plsti na lepence, jak bylo popsáno shora. Oba tyto vzorky se použijí pro kalibraci přístroje a nebudou využity pro získání dat skutečných vzorků.

Tento kalibrační vzorek hedvábného papíru se umístí na základovou desku zkušebního přístroje nasunutím otvorů v lepence na přidržovací kolíky. Přidržovací kolíky zabraňují pohybu vzorku během zkoušky. Kalibrační vzorek plsti s lepenkou se přichytí na čtyřlibrové závaží tak, aby strana lepenky byla ve styku s polštářem závaží. Ověří se, že kombinace lepenky a plsti spočívá na závaží naplocho. Toto závaží se zavěsí na rameno zkušebního přístroje a vzorek hedvábného papíru se jemně vloží pod kombinaci závaží s plstí. Konec závaží, který je nejblíže k operátorovi musí být nad lepenkou vzorku vláknitého pásu a nikoli nad vlastním vzorkem vláknitého pásu . Plsť musí spočívat naplocho na vzorku vláknitého pásu a musí být zcela ve styku s povrchem vláknitého pásu. Zkušební přístroj se uvede v činnost stisknutím tlačítka „push - stiskni“.

Počítá se počet zdvihů a pozoruje se a zapamatovává se výchozí a zastavovací poloha plstí pokrytého závaží vzhledem ke vzorku. Je-li celkový počet zdvihů pět a jestliže k operátorovi nejbližší konec plstí pokrytého závaží je nad lepenkou vzorku hedvábného papíru na začátku a na konci této zkoušky, tak je zkušebný přístroj zkalibrován a je připraven k použití. Není-li celkový počet zdvihů pět nebo jestliže k operátorovi nejbližší konec plstí pokrytého

-64závaží je nad vlastním vzorkem hedvábného papíru buď na začátku nebo na konci zkoušky, tak se tento kalibrační způsob opakuje až do napočítání pěti zdvihů a k operátorovi nej bližší konec plstí pokrytého závaží je v poloze nad lepenkou jak na začátku, tak i na konci zkoušky.

Během vlastního zkoušení vzorků se pozoruje a zaznamenává počet zdvihů a výchozí a zastavovací bod plstí pokrytého závaží. Podle potřeby se provede překalibrování.

ftft ftft ft ·· ftft •· · · · · · · « · • · · ··· · · •ftft···· · · ·· · · • · · · » ftft· •ftft « ftft ··· ftft ft···

Měření vzorků se provádějí v následujícím pořadí. Kombinace vzorku vláknitého pásu na lepence se umístí na základovou desku zkušebního přístroje nasunutím otvorů v lepence na přidržovací kolíky. Přidržovací kolíky zabraňují pohybu vzorku během zkoušky. Kalibrační vzorek plsti s lepenkou se přichytne na čtyřlibrové závaží tak, aby strana lepenky byla ve styku s polštářem závaží. Ověří se, že kombinace lepenky s plstí spočívá na závaží naplocho. Toto závaží se zavěsí na zkušební přístroj a vzorek hedvábného papíru se jemně vloží pod kombinaci závaží s plstí. Konec závaží nejbližší k operátorovi musí být nad lepenkou vzorku vláknitého pásu a nikoli nad vzorkem vláknitého pásu samotným. Plsť musí spočívat naplocho na vzorku vláknitého pásu a musí být zcela ve styku s povrchem vláknitého pásu.

Dále se zkušební přístroj uvede v činnost stisknutím tlačítka „push - stiskni“. Na konci pěti zdvihů zkušební přístroj samočinně zastaví. Zaznamená se zastavovací poloha plstí pokrytého závaží vzhledem ke vzorku. Jestliže konec plstí pokrytého závaží směrem k operátorovi je nad lepenkou, tak zkušební přístroj pracuje správně. Jestliže konec plstí pokrytého závaží směrem k operátorovi je nad vzorkem, tak se toto měření zanedbá a provede se překalibrování, jak je uvedeno v části o kalibrování zkušebního přístroje Sutherland Rub Tester.

Sejme se závaží s plstí pokrytou lepenkou. Prohlédne se vzorek. Jestliže je potrhaný, tak se plsť a vzorek vyřadí a začne se znova. Je-li vzorek neporušený, tak se sejme plstí pokrytá lepenka ze závaží a odloží se stranou. Provede se oděr všech zbývajících vzorků.

Po provedení oděru všech vzorků se sejmou ze všech plstí malé množství vláken. Vlákna lze typicky získat pomocí laboratorní špachtle. Získané množství vláken musí být dostačující pro analytický způsob, který má být použit pro vyhodnocení množství funkční chemické přísady, která se nachází na vláknech vzorku. Skutečné množství, které lze sejmout, se mění podle množství vláken, která se obrousila na plsť, což naopak je vztahu k povrchové neporušenosti měřeného vláknitého pásu. Musí se dbát na to, aby do vzorků vláken, které byly získány, nebyly zaneseny žádné částice plsti.

• · •4 449·

-65• · · 4 4 4 4 ······ 4 · · · · « 4 9 4

444 9 44 9·«

Jestliže množství vláken sejmutelných z každé z plstí je nedostačující pro získání vzorku vláken, tak je přijatelné opakovat odírání jedné nebo více souprav tří nových plstí a spojit vlákna získaná ze dvou nebo více plstí, aby se vytvořily všechny tři vzorky vláken.

Jakmile je z plsti sejmuto dostačující množství vláken nebo maximum získatelných vláken, tak by plsť měla být vyřazena. Pásky plsti se nesmí znovu použít. Lepenky se používají jen pokud nejsou ohnuté, potrhané, otřepané nebo ještě mají hladký povrch. Způsob lze opakovat se dvěma přídavnými plstěmi a získat celkem tři vzorky vláken.

Vodítkem pro stanovení počtu souprav plstí pro oděr, které by měly být zkompletovány, je sejmutí dostatku vláken, tak aby množství funkční chemické přísady na nich obsažené bylo možno zjistit statisticky platnou analytickou technikou. Jeden příklad analýzy funkční chemické přísady je rovněž podrobně rozveden v této části popisu Zkušební způsoby, způsob pro hladinu změkčovací účinné složky, který poskytuje jeden způsob pro stanovení množství kvartérní změkčovací sloučeniny na vzorcích hedvábného papíru nebo vláken.

Hladina změkčovací účinné složky

Tento způsob rozvádí podrobně jednu cestu jak analyzovat množství změkčovacích účinných složek, které jsou popsány v tomto dokumentu, které jsou zadrženy na pásech hedvábného papíru nebo na vzorcích vláken získaných způsobem, který je popsán shora v tomto dokumentu v části „Analýza povrchové koncentrace funkční chemické přísady“. Způsob „Hladina změkčovací účinné složky“ stanoví množství kvartérních změkčovacích složek popsaných v tomto dokumentu, které jsou zadržovány na pásu hedvábného papíru nebo na vzorcích vláken. Tento způsob je jenom jeden příklad způsobu kvantitativní analýzy, který je použitelný na jednu zvláštní třídu chemických přísad; specifická zmínka tohoto způsobu není míněna jako vylučující jiné způsoby, které mohou být užitečné pro stanovení hladin těchto typů sloučenin nebo dalších přísad, které mohou být naneseny na hedvábném papíru nebo vzorcích vláken.

Následující způsob je vhodný pro stanovení kvartérních amonných sloučenin (QAC Quarternary Ammonium Coumpounds), které mohou být naneseny způsobem podle tohoto vynálezu. Pro titrování QAC dimidium-bromidového indikátoru se použije standardní roztok aniontového povrchově aktivního činidla (natrium-dodecylsulfátu - NADDS)

-66• · · · * · · · * ····«·· · · · · · ·

9 9 9 9 9 9 9

9 · 9 9 999 9 9 9999

Příprava dimidium-bromidového indikátoru

Do jednolitrové odměrné baňky:

A. Odměřit 500 ml destilované vody;

B. Přidat 40 ml dimidium-bromid-disulfinového modrého indikátorového zásobního roztoku, který dodává společnost Gallard-Schlesinger Industries, lne., Carle Plače, NY, USA;

C. Přidat 40 ml 5N H₂SO₄;

D. Baňku doplnit po značku destilovanou vodou a promíchat.

Příprava roztoku NaDDS

Do jednolitrové odměrné baňky:

A. Navážit 0,1154 gramů NaDDS, který dodává společnost Aldrich Chemical Co., Milwukee, WI, USA jako natriumdodecyl-sulfát (ultračistý);

B. Baňku doplnit po značku destilovanou vodou a promíchat, aby vznikl 0,0004N roztok.

Způsob

1. Na analytických vahách se s přesností na 0,1 mg odváží vzorek, který má být analyzován. Přesná velikost vzorku není kritická, ale měla by být dostačující pro spotřebování alespoň 1 ml odměrného činidla v kroku 5 dole. To si může vyžádat nějaké pokusy a chyby. Jestliže se titrují vzorky obroušených vláken a množství vláken není dostačující, lze další sejmout z plsti, přidat vlákna z přídavných plstí podle potřeby, jak je popsáno v části Analýza povrchové koncentrace funkční chemické přísady.

2. Vzorek se vloží do skleněného válce o objemu 150 ml, který má hvězdicové magnetické míchadlo. S použitím odměrného válce se přidá 20 ml methylenchloridu.

3. V digestoři se umístí válec na topnou desku zapnutou na mírný ohřev. Rozpouštědlo se za míchání uvede do plného varu a s použitím odměrného válce se přidá 35 ml dimidium-bromidového indikátorového roztoku.

4. Za míchání vysokou rychlostí se methylenchlorid opět uvede do plného varu, Vypne se zahřívání, ale pokračuje se v míchání vzorku. QAC bude vytvářet komplex s indikátorem a v methylenchloridové vrstvě vytvářet modře zbarvenou sloučeninu .

-67• · 9 ·· ·· • «·· · 4 4 ♦ e ♦ · « · Φ

9 · · 4 4 9 • · * 9 · · ··· 49 ·4*9

5. S použitím lOml byrety se vzorek titruje roztokem aniontového povrchově aktivního činidla. To lze udělat přidáním podílu odměrného činidla a rychlým mícháním po 30 sekund. Míchadlo se vypne, vrstvy se nechají oddělit a zkontroluje se intenzita modré barvy. Jestliže barva je tmavomodrá, tak se přidá 0,3 ml odměrného činidla, rychle se 30 sekund míchá a míchání se vypne. Opět se zkontroluje intenzita modré barvy. Je-li třeba, tak se způsob opakuje s dalšími 0,3 ml. Když modrá barva začne být velmi slabá, tak se odměrné činidlo přidává po kapkách mezi mícháními. Konečným bodem je první znak lehce růžové barvy v methylenchloridové vrstvě.

6. Zaznamená se objem použitého odměrného činidla s přesností na 0,05 ml.

7. Množství QAC ve výrobku se vypočte s použitím rovnice:

{mililitry NaDDS - V) x K x 2 hmotnost vzorku {gramy) = libry natunu QAC = 0,453 59 kg/ /1000 kg

QAC, kde X je oprava ze slepého pokusu, která se získá titrací vzorku bez QAC podle tohoto vynálezu; a Y jsou miligramy QAC které bude titrovat 1,00 ml NaDDS. Například,

Y = 0,254 projeden zejména výhodný QAC, tj. diesterdi(neúplně hydrogenovanýjlojový dimethylamonium-chlorid.

Podle tohoto vynálezu je funkčně dostačují množství chemické přísady s obsahem změkčovacího prostředku výhodně alespoň 20 liber na tunu (lb/ton) (9,072 kg/1 000 kg), výhodněji alespoň 50 lb/ton (22,680 kg/1 000 kg) a nejvýhodněji alespoň 90 lb/ton (40,823 kg/1 000 kg).

Doba pohlcení kapky

Vhodná měření doby pohlcení kapky (DAT - Drop Absorbency Time) lze provádět s použitím mikropipetovacího přístroje, např. Oxford Benchmate, katalogové číslo 8885500 903 od společnosti Oxford Labware, St. Louis, MO, USA. Mikropipeta se nastaví na 10 mikrolitrů (μΐ) pro použití pro nanesení kapiček funkční chemické přísady 40 na povrch hedvábného papíru.

Se zřetelem na malou velikost kapiček a poměrně krátké časové rozpětí normálně pozorované při tomto způsobu se způsob usnadní použitím videokamery, např. kamery Panasonic WV-CL300 s Navitron TV Zoom 7000 s objektivem Zoom 18 - 108 mm, pro záznam obrazu ·* ·· • · · · • · 9 • · · ·

9 9

9 · · · · kapek. Doporučuje se záznam při minimálně 60 snímcích za sekundu, za předpokladu, že doby pohlcení kapek (DAT) nejsou pod 0,5 sekundy. Doby pohlcování kapek, které jsou kratší než 0,5 sekundy vyžadují rychlejší záznam, přičemž měření DAT, která dávají výsledky značně vyšších hodnot umožní použití méně snímků za sekundu, jak kvalifikovaný odborník zjistí. Frekvence snímků musí být zvolena taková, aby se prohlížením události snímek po snímku přesně stanovila doba, která uplynula mezi stykem kapky s povrchem hedvábného papíru a časem, při kterém se kapka zcela pohltí do povrchu vláknitého pásu 50. Zjistilo se, že objem kapek tímto způsobem nanesené funkční chemické přísady 40 se může měnit - jelikož množství funkční chemické přísady 40, které možno natáhnou do mikropipety a vypustit špičkou působením pístu je dáno vlastnostmi kapaliny, zejména viskozitou a povrchovým napětím.

Pro stanovení doby pohlcení kapky se mikropipetovací přístroj naplní zásobou funkční chemické přísady 40, pro kterou se požaduje měření a vláknitý pás 50 se umístí tak, aby se usnadnilo přijímání kapiček přísady. Vláknitý pás by měl být orientován naplocho (doporučuje se přidržení uchycením na tuhou plochu) a vláknitý pás by měl být orientován první stranou 51 jako vystavenou, aby přijímal kapičky na patřičné straně, jak je zamýšleno ve způsobu podle tohoto vynálezu. Mikropipetovací přístroj je zavěšen nad povrchem vláknitého pásu a píst je zcela zatlačen a vytváří na špičce pipety kapku přísady 40. Kapka se ihned uvádí do styku s první stranou 51 vláknitého pásu 50, aby bylo zahájeno pohlcování.

Doba pohlcování kapky se vypočítá tak, že se nasnímaný počet snímků pro pohlcení dělí počtem snímků za sekundu. Počet snímků pro pohlcení je počet snímků, které byly nasnímány mezi stykem kapky s povrchem 51 vláknitého pásu 50 a úplným pohlcením do povrchu 51, jak se stanoví počítáním při přehrávání videozáznamu malou rychlostí. Vynálezci zjistili, že přijatelně opakovatelné hodnoty lze stanovit započetím počítání prvního snímku, po kterém dojde ke styku tekutiny s pásem a pokračováním v počítání, včetně prvního snímku, který neukazuje žádnou rozeznatelnou tekutinu na prvním straně 51 vláknitého pásu 50. Poznamená se, že první strana 51 se může mnohem delší dobu jevit dále jako „navlhčená“ a během této doby chemická přísada 40 může být ještě v přenositelném stavu, jak je definováno v tomto dokumentu. Doba pohlcování kapky není míněna pro stanovení absolutního časového úseku pro udržení přísady v přenositelném stavu, ale spíše je určena pro korelaci s dobou, kdy je chemická přísada 40 udržována v přenositelném stavu.

-69AA · ·· ·· • · A A AAAA

A A A A · A

A · AAAA ·

A · AA· A A ·

AA* · A· ··· ·· AAAA

Podle tohoto vynálezu je poměr OT/DAT, tj. volné doby (OT) k době pohlcení kapky (DAT) výhodně menší než 3,0, výhodněji menší než 1,0 a nej výhodněji je menší než 0,5.

Hustota hedvábného papíru

Jak je použito v tomto dokumentu, hustota hedvábného papíruje průměrná hustota, která se vypočítá jako plošná hmotnost tohoto papíru dělená kaliperem s přihlédnutím k příslušným převodním jednotkám. Kaliper hedvábného papíru, jak je použito v tomto dokumentu, je tloušťka papíru, když je vystaven zatížení tlakem 95 g/in² (gramů na čtverečný palec) (neboli 15,5 g/cm²).

Panelová měkkost hedvábného papíru

Před zkoušením měkkosti by ideálně vzorky papíru, které mají být zkoušeny, měly být kondicionovány podle způsobu TAPPI Method #T402OM-88, který je začleněn do odkazů tohoto dokumentu. Výhodně se vzorky předkondicionují po dobu 24 hodin při relativní vlhkosti od 10 % do 35 % a v teplotním rozmezí od 22 °C do 40 °C. Po tomto předkoncionovacím kroku by vzorky měly být kondicionovány 24 hodin při relativní vlhkosti od 48 % do 52 % a v teplotním rozmezí od 22 °C do 24 °C.

Ideálně by se zkoušení měkkosti mělo provádět v místnosti s konstantní teplotu a vlhkostí. Není-li toto uskutečnitelné, tak by všechny vzorky, včetně kontrolních měly být vystaveny totožným podmínkám prostředí.

Zkoušení měkkosti se provádí jako párové porovnávám ve formě podobné té, která je popsána v publikaci „Manual on Sensory Testing Methods - Příručka smyslových způsobů“, ASTM Speciál Technical Publication 434, vydané American Society For Testing and Materials, 1968 a začleněné do odkazů tohoto dokumentu. Měkkost je vyhodnocována subjektivním zkoušením s použitím toho, co se nazývá párová rozdílová zkouška (Paired Difference Test). Způsob využívá externí standard pro zkoušení materiálu samotného. Pro dotykově vnímanou měkkost se předkládají dva vzorky tak, aby subjekt vzorky nemohl vidět a subjekt se vyzve, aby zvolil jeden z nich na základě dotykové měkkosti. Výsledek se zaznamenává jako jednotka panelového hodnocení (PSU - Panel Score Unit). Co se týká zkoušení měkkosti pro získání dat měkkosti zapisovaných zde v jednotkách PSU, provádí se řada panelových zkoušek měkkosti. V každé zkoušce se požádá deset zkušených znalců o ocenění relativní měkkosti třech souprav párových vzorků. Páry vzorků se posuzují jeden pár současně všemi znalci:

• · *· · • · • · ft

ft • · • · ftft ftftftft jeden vzorek z každého páru se označí X a druhý Y. Ve stručnosti, každý vorek X se hodnotí ve srovnání s jeho párovým vzorkem Y následujícím způsobem:

1. stupeň plus jedna se dává, jestliže X se hodnotí tak, že může být o něco měkčí než Y a stupeň minus jedna se dává, jestliže Y se posuzuje tak, že může být o něco měkčí než X;

2. stupeň plus dva se dává, jestliže X se hodnotí tak, že je určitě o něco měkčí než Y a stupeň minus dva se dává, jestliže Y se posuzuje tak, zeje určitě o něco měkčí než X;

3. stupeň plus tři se dává, jestliže X se hodnotí tak, že je mnohem měkčí než Y a stupeň minus tři se dává, jestliže Y se posuzuje tak, že je mnohem měkčí než X; a konečně

4. stupeň plus čtyři se dává, jestliže X se hodnotí tak, že je o hodně měkčí než Y a stupeň minus čtyři se dává, jestliže Y se posuzuje tak, že je o hodně měkčí než X;

Stupně se zprůměrují a výsledná hodnota je v jednotkách PSU. Výsledná data se považují za výsledky jedné panelové zkoušky. Jestliže se vyhodnocuje více než jeden vzorkový pár, tak všechny vzorkové páry zaujímají místo v pořadí podle jejich stupňů podle párové statistické analýzy. Potom se pořadí posune nahoru nebo dolů o hodnotu, jak je požadováno, aby byla dána nulová hodnota PSU podle toho, který vzorek se zvolí za standard nulového základu. Ostatní vzorky potom mají plus nebo minus hodnoty podle stanovení jejich relativních stupňů se zřetelem ke standardu nulového základu. Počet provedených panelových zkoušek a zprůměrování je takové, že 0,2 PSU představuje významný rozdíl v subjektivně vnímané měkkosti.

Pevnost hedvábného papíru

Pevnost v tahu za sucha

Tento způsob je určen pro použití na hotových papírových výrobcích, vzorcích z role a neupravených surovinách. Pevnost za sucha těchto výrobků lze stanovit na 1 palec (25,4 mm) širokých proužcích vzorků s použitím zkušebního přístroje Thwing-Albert Intellect II Standard Tensile Tester (Thwing-Albert Instrument Co, Philadelphia, PA, USA).

·· ··

9 9 9

9 9 *99 9

9 9

4« *99*

Kondicionování a příprava vzorku

Před zkoušením pevnosti by vzorky papíru, které mají být zkoušeny, měly být kondicionovány podle způsobu TAPPI Method #T402OM-88, který je začleněn do odkazů tohoto dokumentu. Před zkoušením musí být ze vzorků papíru pečlivě odstraněny všechny plastové a lepenkové obalové materiály. Vzorky papíru by měly být kondicionovány alespoň 2 hodiny při relativní vlhkosti od 48 % do 52 % a v teplotním rozmezí od 22 °C do 24 °C. Příprava vzorku a vše spojené se zkoušením pevnosti by se mělo konat v rámci místnosti s konstantní teplotu a vlhkostí.

Při zkoušení hotového výrobku se vyřadí všechny poškozené výrobky. Potom se vybere pět pruhů čtyř použitelných jednotek (rovněž v tomto dokumentů označovaných jako „listy“) a navrství se jeden na vrch druhého tak, aby se vytvořil dlouhý stoh s kryjícími se perforacemi mezi listy. Listy 1 a 3 se označí pro měření pevnosti v podélném směru a listy 2 a 4 pro měření pevnosti v příčném směru. (Podélný směr MD je kolmý k příčnému směru CD.) Potom se v linii perforací provedou řezy řezačkou na papír (JDC-1-10 nebo JDC-1-12 s bezpečnostním štítem od Thwing-Albert Instrument Co, Philadelphia, PA, USA), aby vznikly čtyři samostatné stohy. Překontroluje se označení stohů 1 a 3 pro zkoušení ve směru podélném a stohů 2 a 4 pro zkoušení ve směru příčném.

Ze stohů 1 a 3 se v podélném směru uříznou dva proužky, široké 1 palec (25,4 mm). Ze stohů 2 a 4 se uříznou v příčném směru dva proužky široké 1 palec (25,4 mm). Nyní existují čtyři proužky o šíři 1 palce (25,4 mm) pro zkoušení pevnosti v podélném směru a čtyři proužky o šíři 1 palce (25,4 mm) pro zkoušení pevnosti v příčném směru. Pro tyto vzorky hotového výrobku má všech osm 1 palec (25,4 mm) širokých proužků tloušťku pět použitelných jednotek.

Pro vzorky z neupravených surovin nebo rolí nebo obojích se vyřízne ze zájmové oblasti vzorku s použitím řezačky na papír (JDC-1-10 nebo JDC-1-12 s bezpečnostním štítem od Thwing-Albert Instrument Co, Philadelphia, PA, USA) vzorek 15 palců krát 15 palců (381 x 381 mm), který je tlustý 8 vrstev. Zajistí se, aby jeden 15palcový (25,4mm) řez probíhal rovnoběžně s podélným směrem a druhý řez aby probíhal v příčném směru. Zajistí se kondicionování vzorku alespoň 2 hodiny při relativní vlhkosti od 48 % do 52 % a v teplotním rozmezí od 22 °C do 24 °C. Příprava vzorku a vše spojené se zkoušením pevnosti by se mělo konat v místnosti s konstantní teplotu a vlhkostí.

AA AA

A A A • A

-72• A AAAA

A

AAAA

Z předkondicionovaného vzorku 15 palců krát 15 palců (381 x 381 mm), který je tlustý 8 vrstev , se vyříznou 4 proužky o rozměrech 1 palec krát 7 palců (25,4 χ 177,8 mm) se stranou o délce 7 palců (177,8 mm) probíhající rovnoběžně s podélným směrem. Tyto vzorky se označí jako vzorky role nebo neupravené suroviny v podélném směru. Uříznou se další čtyři proužky o rozměrech 1 palec krát 7 palců (25,4 x 177,8 mm) se stranou o délce 7 palců (177,8 mm) probíhající rovnoběžně s příčným směrem. Tyto vzorky se označí jako vzorky role nebo neupravené suroviny v příčném směru. Zajistí se, aby všechny předchozí řezy byly provedeny s použitím řezačky na papír (JDC-1-10 nebo JDC-1-12 s bezpečnostním štítem od Thwing-Albert Instrument Co, Philadelphia, PA, USA). Nyní existuje celkem osm vzorků: čtyři proužky 1 palec krát 7 palců (25,4 x 177,8 mm), které jsou tlusté 8 vrstev, se stranou dlouhou 7 palců (177,8 mm) probíhající rovnoběžně s podélným směrem a čtyři proužky 1 palec krát 7 palců (25,4 χ 177,8 mm), které jsou tlusté 8 vrstev, se stranou dlouhou 7 palců (177,8 mm) probíhající rovnoběžně s příčným směrem.

Postup na přístroji pro zkoušku tahem

Pro vlastní měření pevnosti v tahu se používá zkušební přístroj Thwing-Albert Intellect II Standard Tensile Tester (Thwing-Albert Instrument Co, Philadelphia, PA, USA). Do jednotky se vloží svěrka s plochými čelistmi a zkušební přístroj se zkalibruje podle pokynů v pracovní příručce přístroje Thwing-Albert Intellect II. Rychlost křížové hlavice se nastaví na 4,00 palce za minutu (101,6 mm/min) a délky 1. a 2. rozsahu na 2,00 palce (50,8 mm). Citlivost přetržení by měla být nastavena na 20,0 gramů, šířka vzorku by měla být nastavena na 1,00 palec (25,4 mm) a tloušťka vzorku by měla být nastavena na 0,025 palce (0,635 mm).

Siloměr se vybírá tak, že předvídaný výsledek pro vzorek, který má být zkoušen, leží mezi 25 % a 75 % použitého rozmezí. Například, 5 OOOgramový siloměr se může použít pro vzorky s předvídaným rozmezím pevnosti od 1 250 gramů (25 % z 5 000 g) do 3 750 gramů (75 % z 5 000 g). Přístroj na zkoušení pevnosti může být s 5 OOOgramovým siloměrem rovněž nastaven na 10% rozmezí, takže by mohly být zkoušeny vzorky s předvídanými pevnostmi od 125 gramů do 375 gramů.

Vezme se jeden z proužků pro zkoušku pevnosti a jeden jeho konec se vloží do umístí do jedné svěrky přístroje na zkoušení pevnosti. Druhý konec papírového proužku se vloží do druhé svěrky. Zajistí se, aby dlouhá strana pásku probíhala rovnoběžně se stranami přístroje na • 9

9999 · 9 •f 9999 zkoušení pevnosti. Rovněž se zajistí, aby pásky nepřesahovaly na druhou stranu svěrek. Kromě toho každá ze svorek musí papírový vzorek svírat plnou plochou.

Po vložení papíru zkoušeného proužku do obou svěrek lze zaznamenat tah přístroje. Ukazuje-li hodnotu 5 gramů nebo více, tak vzorek je příliš napínán. Opačně, jestliže uplynou 2 až 3 sekundy od začátku zkoušky než se nějaká hodnota zaznamená, tak je tahový proužek příliš volný.

Přístroji pro zkoušku tahem se uvede v činnost podle popisu v příručce pro obsluhu přístroje pro zkoušku tahem. Zkouška je úplná po automatickém vrácení křížové hlavice do původní výchozí polohy. Ze stupnice přístroje nebo panelu číslicového měřidla se odečte a zaznamená se tahové zatížení v jednotkách gramů s přesností na nejbližší jednotku.

Jestliže nastavení do původního stavu přístroj nevykoná automaticky, tak se provede potřebné seřízení, aby se svěrky přístroje nastavily do jejich původní výchozí polohy. Do dvou svěrek, jak je popsáno shora, se vloží následující papírový proužek a získá se tahový údaj v jednotkách gramů. Je třeba poznamenat, že údaj by měl být odmítnut, jestliže proužek při provádění zkoušky vyklouzne nebo praskne ve svěrkách nebo na jejich okraji.

Výpočet

Pro čtyři proužky v podélném směru hotového výrobku, široké 1 palec (25,4 mm), se sečtou jednotlivé zaznamenané údaje o tahu. Tento součet se dělí počtem zkoušených vzorků. Normálně by tento počet měl být čtyři. Rovněž se dělí součet zaznamenaných tahů počtem použitelných jednotek na tahový proužek. Toto je normálně pět jak pro jednovrstvé, tak i pro dvouvrstvé výrobky. Výpočet pro hotové výrobky se opakuje pro proužky v příčném směru .

Pro vzorky z neupravených surovin nebo rolí řezaných v podélném směru se sečtou čtyři jednotlivé zaznamenané údaje o tahu. Tento součet se dělí počtem zkoušených proužků. Tento počet by normálně měl být čtyři. Rovněž se součet zaznamenaných tahů dělí počtem použitelných jednotek na tahový proužek. To je normálně osm. Výpočet pro vzorky z neupravených surovin nebo rolí se opakuje pro proužky v příčném směru.

Všechny výsledky jsou v jednotkách gramů na palec.

·· • 9 9 9

9 9

9 9 9

9 9

9999 • ·

-Ί4»*

Viskozita

Přehled

Viskozita se měří při četnosti smyků 100 (s'¹) s použitím rotačního viskozimetru. Vzorky se vystaví lineárnímu námahovému vychylování, které zatěžuje řadou namáhání, každé s konstantní amplitudou.

Zařízení

Viskozimetr: Dynamický námahový reometr Dynamic Stress Rheometer Model

SR500, dodává společnost Rheometrics Scientific, lne., Piscatawy, NJ, USA.

Vzorkové desky použijí se 25mm rovnoběžné izolované desky.

Nastavení

Štěrbina:

Teplota vzorku:

Objem vzorku:

Výchozí namáhání smykem: Konečné namáhání smykem: Přírůstek namáhání:

0,5 mm °C alespoň 0,2455 cm³ dyn/cm² (1 Pa)

000 dyn/cm² (100 Pa) dyn/cm (2,5 Pa) se aplikuje každých 20 sekund

Způsob

Vzorek se umístí na vzorkovou desku se štěrbinou otevřenou. Štěrbina se zavře a reometr se ovládá podle pokynů výrobce pro měření viskozity jako funkce namáhání smykem mezi původním namáháním smykem a konečným namáháním smykem s použitím přírůstku namáhání definovaného shora.

Výsledky a výpočet

Do výsledného grafu se zaznamenává logaritmus četnosti smyků (s’¹) na osu x, logarit9 9 mus viskozity v poise (P) (1 P = 0,1 N s m ) na levou osu y a namáhání (dyn/cm ) (Pa) na pravou osu y. Hodnoty viskozity se odečítají při četnosti smyků 100 (s'¹). Hodnoty pro viskozitu se konvertují z P na centipoise (cP) násobením stem.

• · »· φ φφ φφ ♦ φ φ · · φ φ φφφφ φφφ φφφ φ φ φ • φφφφ φφφ φφφφ · • φ φφφ φφφ — /J— φφφ · φφ φφφ φφ φφφφ

Popisy všech patentů, patentových přihlášek (a kterýchkoli patentů, které vycházejí na to a rovněž jakýchkoli odpovídajících zahraničních patentových přihlášek) a publikací, které jsou zmíněny v tomto popisu, jsou tímto začleněny do odkazů tohoto dokumentu. Výslovně se však nepřipouští, aby jakýkoli z dokumentů začleněných do odkazů tohoto dokumentu uváděl nebo popisoval předložený vynález.

Ačkoli zvláštní provedení předloženého vynálezu jsou objasněna a popsána, kvalifikovaným technickým odborníkům bude zřejmé, že lze provést různé další změny a úpravy bez vzdálení se duchu a rámci tohoto vynálezu. Je proto úmyslem v přiložených nárocích pokrýt všechny takové změny a úpravy, které jsou v rámci tohoto vynálezu.

Claims (9)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob nanášení chemické přísady na vláknitý pás, vyznačující se tím, že se skládá z kroků

   a) poskytnutí vláknitého pásu, který má první stranu a druhou stranu naproti straně prvé;

   b) poskytnutí chemické přísady;

   c) nanesení chemické přísady jen na první stranu vláknitého pásu, výhodně vytlačovacím nanášením, rozprašovacím nanášením, nanášením tiskem nebo jakoukoli jejich kombinací.

   d) uvedení první strany vláknitého pásu do styku s druhou stranou vláknitého pásu, tím částečně přenesení chemické přísady z první strany na druhou stranu vláknitého pásu, takže jak první, tak i druhá strana vláknitého pásu obsahují chemickou přísadu ve funkčně dostačující množství.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že krok d) zahrnuje přenesení chemické přísady z první polohy na první straně vláknitého pásu na druhou polohu na druhé straně vláknitého pásu, přičemž druhá poloha je otisk, výhodně v podélném směru, z první polohy vzhledem k ploše pásu.
3. 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok nepřetržitého pohybu vláknitého pásu v podélném směru, kde krok d) zahrnuje nepřetržité navíjení vláknitého pásu na roli.
4. 4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že množství chemické přísady přenesené v kroku d) z první strany vláknitého pásu na druhou stranu vláknitého pásuje takové, že poměr R povrchové koncentrace SC2 chemické přísady na druhé straně k povrchové koncentraci SCI chemické přísady na první straně je alespoň 1 : 4, výhodně alespoň 1 : 2 a nej výhodněji 1:1.
5. 5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že v kroku d) se chemická přísada vybírá ze skupiny skládající se ze změkčovadel, emuklzí, zvláčňovadel, lotionů, místních léků, mýdel, antimikrobiálních a antibakteriálních činidel, zvlhčovadel, povlaků, inkoustů a barviv, pevnostních přísad, pohlcovacích přísad, pojidel, opacitních činidel, plnidel a jejich kombinací a výhodně chemická přísada je chemické změkčovadlo ·· vybrané ze skupiny, která se skládá z mazadel, zvláčňovadel, kationtových oddělovačů, nekationtových oddělovačů a jejich směsí.
6. 6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že funkčně dostačující množství chemické přísady v kroku d) je alespoň 20 liber na tunu (9,072 kg/1 000 kg), výhodněji 50 liber na tunu (22,68 kg/1 000 kg) a nejvýhodněji alespoň 90 liber na tunu (40,82 kg/1 000 kg).
7. 7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok udržení chemické přísady nanesené na první straně pásu v přenositelném stavu a tento krok výhodně zahrnuje poskytnutí poměru volné doby k době pohlcení kapky, který je menší než 3,0, výhodněji menší než 1,0 a nejvýhodněji menší než 0,5.
8. 8. Způsob nanášení chemické přísady na vláknitý pás, vyznačující se tím, že se skládá z kroků

   a) poskytnutí vláknitého pásu, který má první stranu a druhou stranu naproti straně prvé;

   b) poskytnutí změkčovacího prostředku vybraného ze skupiny skládající se z mazadel, zvláčňovadel, kationtových oddělovačů, nekationtových oddělovačů a jejich směsí.

   c) nanesení změkčovacího prostředku jen na první stranu vláknitého pásu v množství alespoň 0,05 gramu změkčovacího prostředku na čtverečný metr pásu, výhodně nanesením změkčovacího prostředku bez stlačení do první oblasti první strany vláknitého pásu;

   d) udržení změkčovacího prostředku, naneseného na první straně vláknitého pásu, v přenositelném stavu;

   e) nepřetržitého navíjení vláknitého pásu na roli a tím uvádění první strany vláknitého pásu do styku s druhou stranou vláknitého pásu, takže změkčovací prostředek nanesený na první straně se částečně přenáší z první strany na druhou stranu pásu, přičemž množství změkčovacího prostředku přeneseného z první strany na druhou stranu vláknitého pásuje takové, že poměr povrchové koncentrace chemické přísady na druhé straně k povrchové koncentraci chemické přísady na první straně je alespoň 1:4.

   ··

   4· 4· » 4 4 4

   4 4 4 • · · ·

   4 4 4

   4 «4 4444

   -789. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že v kroku a) první strana vláknitého pásu výhodně tvoří první oblast a druhou oblast, přičemž první oblast se zvedá nad oblast druhou a výhodněji vláknitý pás zahrnuje vzorem zhutněnou strukturu, kde první oblast má první hustotu a druhá oblast má druhou hustotu, která se liší od hustoty první.
9. 10. Výrobek z měkkého hedvábného papíru, vyznačující se tím, že obsahuje povrchově nanesený změkčovací prostředek, přičemž výrobek je vyroben způsobem zahrnujícím kroky

   a) poskytnutí hedvábného papíru majícího první stranu a druhou stranu, výhodně tvořícího vzorem zhuštěnou strukturu a výhodněji alespoň s první stranou pásu hedvábného papíru tvořící první oblast a druhou oblast, s první oblastí zvedající se nad oblastí druhou;

   b) poskytnutí chemického změkčovacího prostředku;

   c) nanesení chemického změkčovacího prostředku na první stranu pásu;

   d) navíjení pásu na roli tak, že část chemického změkčovacího prostředku se přenáší z první strany na druhou stranu pásu po jejich vzájemném styku, přičemž jak první, tak i druhá strana mají chemický změkčovací prostředek ve funkčně dostačujícím množství.