CZ331197A3 - Měkký krepový hedvábný papír - Google Patents

Description

Měkký krepový hedvábný papír

Oblast techniky

Tento vynález se týká výrobků z jemného krepového papíru a procesu jeho výroby. Zvláště se týká krepového hedvábného papíru,který se vyrábí suchým krepovacím postupem, při kterém je zárodečná tkanina formována na zařízení Fourdrinier, na kterém je zbavena přebytečné vody, dále je v polosuchém stavu adhezivně upevněna na sušičku typu Yenkee a po vysušení se krepuje. Výrobky z krepového hedvábného papíru se mohou použít jako pevné a měkké papírové výrobky, například jako toaletní papír a obličejový papír k odstranění makeupu.

Dosavadní stav techniky

Sanitární výrobky z jemného papíru na jedno použití se používají velmi často. Takové výrobky se nabízí ve formátech vhodných pro různá použití, například jako obličejové ubrousky, toaletní papír a kuchyňské papírové utěrky navinuté na roli. Formáty, to znamená plošná hmotnost, tloušťka, pevnost, rozměry archu, dávkovači zařízení atd., těchto výrobků se navzájem značně liší, ale mají obvykle společný postup výroby, tzv. suchý krepovací proces. Na všechny je kladen jeden společný požadavek, a to je příjemný textilní vzhled a měkkost.

Měkkost znamená hmatový vjem, který zákazník cítí při uchopení konkrétního výrobku, při tření pokožky tímto výrobkem, nebo když ho mačká v dlani. Hmatový vjem je záležitostí několika fyzikálních vlastností. Za jednu z nejdůležitějších fyzikálních vlastností, pokud jde o měkkost, se v odborných kruzích považuje tuhost papírové tkaniny ze které je výrobek zhotoven. Tuhost je přímo závislá na pevnosti tkaniny.

Pevnost znamená schopnost výrobků, a jeho původních složek, zachovávat fyzikální integritu a odolávat možnosti roztržení a jinému poškození výrobku, a to při běžném způsobu používání.

• · · · · « • · • · • · • · • · • ·

- 2 Výroba papíru, a zvláště výroba krepového hedvábného papíru, je starou známou dovedností. Trvalo to však mnoho let, než se vyvinula tak, aby mohla uspokojit trvalé poptávce a stále narůstající spotřebě. Dlouhá historie výzkumu a pokusů umožnila vyvinout větší a rychlejší stroje na výrobu papíru. Rozsah a míra procesů výroby nyní často omezuje schopnost konstruktérů vyhovět poptávce zákazníků po vlastnostech, jakými jsou například hmatový vjem a pevnost výrobku, a aby přitom nedocházelo k omezení kapacity strojového vybavení. Odborníci v oboru vědí, že je to způsobeno tím, že mnoho faktorů, které pozitivně ovlivňují hmatový vjem výrobku, je nepříznivě ovlivňováno rozsahem a zvláště rychlostí výrobního a krepovacího procesu.

Vývoj a výzkum směřuje k zlepšení měkkosti a k alespoň udržování kvality pokud jde o měkkost, a současně směřuje k zvyšování výrobní kapacity papírenského zařízení.

Krepování je prostředkem mechanického stlačování papíru v podélném směru (v pořadí sledu operací). Výsledkem je zvýšení plošné hmotnosti (hmota /jednotku plochy) a řada změn fyzikálních vlastností, zvláště pokud se měří v podélném směru. Krepování se provádí pomocí pružné čepele (tzv.stíracím nožem), proti sušičce typu Yankee při strojní operaci.

V technologii krepování papíru umožňuje redukce procenta krepu (velikost zkrácení papírové tkaniny vlivem krepování) ve výrobním a krepovacím procesu, aby se plošná hmotnost papírové tkaniny, procházející výrobním procesem až k místu ve kterém se nachází stírací nůž, zvyšovala, aniž by se se zvyšovala plošná hmotnost finálního výrobku. Efektivnost výroby papíru se obecně zvyšuje při zvyšování plošné hmotnosti, proto je žádoucí využít co nejnižšího procenta krepu, které proces a výrobek umožňuje.

Sušičkou Yankee je buben o velkém průměru, obecně 2,43 m 60,9 m, který je natlakován párou, která zahřívá povrch bubnu, a tím zajišťuje vysoušení papírové tkaniny na konci výrobního procesu. Papírová tkanina, která se nejprve vytváří na děrovaném

- 3 nosiči, například na sítu Fourdriniera kde se zbavuje nadbytečné vody, potřebné k rozptýlení vláknité kaše, se přesune do plstěné tzv. tlakové sekce, kde pokračuje odvodňování, a to mechanickým zhutňováním papíru, nebo jiným odvodňovacím způsobem, například vysoušením horkým vzduchem, a nakonec se v polosuchém tvaru přesune na povrch sušičky Yankee, kde se vysoušeči proces dokončí.

Mokrá tkanina má přirozenou schopnost se k povrchu bubnu sušičky přilepit. Odborník v oboru snadno pozná, že adheze je primárním výsledkem činnosti vody a povlaku na bubnu Yankee. Povlak zahrnuje rozpustné nebo zbytkové složky papírové směsi, která se během nepřerušované operace vytváří na povrchu sušičky. Často je adheze polosuché tkaniny k bubnu, vlivem povlaku, nedostačující. Výsledkem je, že výrobek je poškozen výskytem hnízd krepů, které výrobku ubírají na kvalitě vzhledu a výkonu, přičemž používání je znehodnoceno nízkým napětím v archu, což způsobuje chvění a třepotání, které způsobuje potíže při navíjení, které má zajistit vznik nezkrabacené role papíru jako konečného produktu výrobního procesu.

Odborníkům v oboru je jasné, že se potíže při dosahování dostatečné adheze pohybující se tkaniny směrem na buben Yankee zvýší, jestliže bude obsah vody v tkanině nízký. Jiným faktorem je lámání povrchu tkaniny přilepené k povrchu Yankeeho bubnu. Proces výroby papíru u vzorovaného zhuštěného papíru, tak jak je popsán v U.S. patentu vydaném na jméno Sanford a Sisson dne 31.ledna 1967, a dalších následujících, je náchylný k již popsanému deficitu přirozené adheze. Proces popsaný v '746 a jeho náchylnost k vytváření tkaniny s relativně nízkým obsahem vlhkosti, má za následek pouze částečné přilnutí tkaniny k Yankeeho bubnu.

Jestliže je přirozená adheze příliš nízká, zvyšuje se někdy přidáním aktivátoru adheze. Takový aktivátor se může do papírové směsi přidávat před jejím umístěním na Fourdrinierovu drátěnku, nebo se může přidávat sprejováním povrchu tkaniny nebo povrchu Yankeeho bubnu.

• · · ·

• · · · • · · · · · • · · • · ·

- 4 Příklad takového aktivátoru adheze, který se doporučuje k přidání do papírové směsi, poskytuje U.S. patent 4,406,737 vydaný na jméno Latimer, kde se popisuje způsob krepování papíru přidáním kationového, ve vodě rozpustného polymeru.

Příklad směsi doporučované pro nástřik na povrch tkaniny nebo na Yankee, je uveden v U.S.patentu 3,926,716 vydaném na jméno Bates, ve kterém je popsán proces výroby měkkého a absorpčního hedvábného papíru, u kterého se aplikoval vodní roztok polyvinyl alkoholu, aby se tím realizovala přilnavost tkaniny k rotujícímu válcovitému povrchu.

Látky tohoto typu přispívající k zlepšení přilnavosti k povrchu sušičky, což je pro výrobu silného a měkkého hedvábného papíru, zvláště u struktury zhuštěného typu, životně důležité.

Nemají však žádný kladný vliv pokud se jedná o redukci procenta krepování, zlepšení adheze ovšem často vyvolá napětí v tkanině, a to mezi krepovací čepelí a navíjecí cívkou, takže vzniká nutnost zvýšit procento krepování, aby se zabránilo častému přetržení tkaniny vlivem nadměrného napětí, pokud se takový materiál použije.

Chemické látky, které mají zabránit přehybům, jsou uvedeny v různých publikacích, například v U.S.patentu 3,554,862 vydanému na jméno Hervey a spol., dne 12.ledna 1971. Tyto materiály obsahují kvartérní soli amónia, například cocotrimethyl ammonium chlorid, oleyltrimethylammonium chlorid, di(hydrogenovaný)talow dimethyl ammonium chlorid a stearyltrimethylammonium chlorid

U.S. patent 3,821,068, vydaný na jméno Shaw, rovněž uvádí, že chemické látky bránicí přehybu se mohou použít ke snížení tuhosti, a tím ke zvýšení měkkosti tkaniny hedvábného papíru.

U.S. patent 4,144,122 vydaný na jméno Emanuelsson dne

13.března 1979 uvádí použití souhrnu složek kvarterního amónia, například bis(alkoxy(2-hydroxy)propylenJquarternary ammonium chlorides, které mají sloužit k změkčení tkaniny.

Armak Company, Chicago, Illinois uvádí ve svém bulletinu

76-17 (1977) použití dimethy di(hydrogernovaný) tallow ammonium • · · · · · ···· • ® · · ·· ♦ ···· • ····««· · ·· ···· · • · · ···« «·· • · · · « «· 9· · ·

- 5 chloride, a to v kombinaci s estery mastných kyselin polyoxyethylen glykolů, které mají tkaninám hedvábného papíru dodat měkkost a schopnost absorpce.

Obvyklé kvarterní sloučeniny amonia, například soli dialkyl dimethyl amónia (t.j. ditallow dimethyl ammonium chlorid, ditaloow dimethyl ammonium methyl sulfát, di(hydrogenovaný)tallow dimethyl ammonium chlorid atd.), jsou efektivními spojovacími a blokovacími látkami. Zatímco na jedné straně tyto materiály zvyšují měkkost tkaniny, na druhé straně mají nepříznivé účinky na papírový výrobek, například způsobují redukci délky papírových tkanin, a to vlivem tendencí k blokování vazeb mezi vlákny.

U.S. patent 4,158,594 -vydaný na jméno Becker a spol., dne 19.ledna 1979, popisuje způsob, při kterém obsah zmíněných látek vytváří silnou a měkkou vláknitou tkaninu. Zvláště pak uvádí skutečnost, že pevnost hedvábné papírové tkaniny (která mohla být změkčena přidáním chemických látek rušících vazby) může být během procesu zvýšena, a to přilnutím jednoho povrchu tkaniny ke krepovacímu povrchu (do uspořádání s jemným vzorem) pomocí vazebního materiálu ( například pomocí emulze akrylové latexové pryže, ve vodě rozpustné pryskyřice, nebo elastomerním vazebním materiálem), který přilnul k jednomu povrchu tkaniny a ke krepovacímu povrchu (v uspořádání s jemným vzorem), a krepováním tkaniny z krepovacího povrchu za účelem vytvoření archu materiálu.

Použití pryskyřic za účelem zvýšení pevnosti papírové tkaniny je dobře známo. Například Westfelt popisuje takové materiály, a jejich chemické zpracování, v Cellulose Chemistry and Technology, díl 13, str.813-825 (1979). U.S. patent 3,755,220 vydaný na jméno Freimark a spol., dne 28.srpna 1973 uvádí, že jistá chemická aditiva, známá jako látky uvolňující vazby, narušují, během vytváření archů papíru, vazby u přírodních vláken. Omezení vazeb vede ke zjemnění, nebo menší drsnosti, archu papíru. Freimark informuje o použití pryskyřic pevných za vlhka, které ve spojení s látkami uvolňujícími vazby, • · • · · ·

- 6 vyrovnávají nepříznivý vliv látek uvolňujících vazby.

Naneštěstí, možnost vyhnout se ztrátě pevnosti je při použití uvedeného způsobu omezena. Jedním z důvodů proč tomu tak je je to, že vliv odolných pryskyřic se rychle ve strukturách s nízkou hustotou snižuje, jakmile se jejich hmotnost spotřebovává.

Kromě toho, přidání odolných pryskyřic, které by měly působit proti škodlivým účinkům spojovacích inhibitorů, nemusí nutně překonat jiné vedlejší vlivy materiálu s protivazebními vlastnostmi na výrobní proces, zvláště pak pokles adheze k sušičce Yankee, která způsobuje již zmíněné výrobní těžkosti.

Stejně tak použití chemických spojovacích inhibitorů, zmíněných typů, bylo odsunuto do relativně nižších úrovní včlenění, což v důsledku znamená menší vliv na výrobek.

Proto je cílem tohoto vynálezu poskytnout papírovou směs, která by byla schopna přeměny na výrobek z krepového papíru, který by byl odolný a měkký.

Dalším cílem tohoto vynálezu je poskytnout papírovou směs, která by zlepšovala produktivitu suchého krepovacího procesu.

Uvedené a další cíle budou u použití tohoto vynálezu zahrnuty, což bude snadno pochopeno při studiu následujících údajů.

Podstata vynálezu

Tento vynález poskytuje odolný, měkký, krepový, hedvábný papírový výrobek a způsob jeho výroby pomocí směsi, která usnadňuje krepování. Stručně, odolný a měkký krepový hedvábný papír zahrnuje:

a) vlákna tvořící papír;

b) směs usnadňující krepování zahrnuje:

i) od 0,02% do 1,0% hmotnosti spojovacího inhibitoru, na základě suché hmotnosti vláken, ii) od 0,02% do 0,5% hmotnosti ve vodě rozpustné karboxymethylové buničiny, na základě suché hmotnosti vláken, a iii) od 0,05% do 3,0% hmotnosti kationaktivního škrobu, na základě suché hmotnosti vláken;

kde zmíněný spojovací inhibitor je přítomen vůči karboxymethylově buničině v poměru od 1:5 do 5:1. lépe v poměru 1:2 až 2:1.

Přednost se dává tomu, aby spojovacím inhibitorem, podle tohoto vynálezu, byla sloučenina kvartérního arnónia, lépe taková, která vyhovuje vzorci:

(R ) - N- - [R ] X“ , kde m = 1 až 3 každé R je C -C alkylová skupina, hydroxyalkylová skupina, hydrokarbyl nebo náhradní hydrokarbylová skupina, alkoxylovaná skupina, benzylová skupina, nebo jejich směsi, a X^- je jakýkoliv se změkčovadlem kompatibilní anion.

Vzorky sloučením kvartérního arnónia, vhodných k použití u tohoto vynálezu, zahrnují velmi dobře známé soli dialkyldimethylamónia, například ditallow dimethyl amónium chlorid, ditallow dimethylamónium sulfát, di(hydrogenovaný)tallow dimethyl amónium chlorid a di(hydrogenovaný)tallow dimethyl ammonium methyl sulftát, kterému se dává přednost. Tento materiál je k dispozici u Witco Company lne. of Dublin, Ohio, a to pod obchodní značkou “Varisoft 137^M.

Spojovací inhibitor kvartérního arnónia je přítomen ve váhovém poměru 1:5 ke carboxymethyl celulóze, lépe v poměru od 1:2 do 2:1.

Proces výroby pevné a měkké krepové papírové tkaniny podle tohoto vynálezu zahrnuje kroky:

a) zhotovení vodnaté kaše z vláken vytvářejících papír, • · • · • · · · · » · · · · •· « 99 ·· ·· * *

b) přidání směsi usnadňující krepování, která obsahuje:

i) od 0,02% do 1,0% hmotnosti spojovacího inhibitoru, na základě suché hmotnosti vláken vytvářejících papír, ii) od 0,02% do 0,5% hmotnosti carboxymethyl celulózy rozpustné ve vodě, na základě suché hmotnosti vláken vytvářejících papír, iii) od 0,05% do 3,0% hmotnosti kationaktivního škrobu, na základě suché hmotnosti vláken vytvářejících papír, kde zmíněný spojovací inhibitor je přítomen v poměru od 1:5 do 5:1 vůči carboxymethyl celulóze .

c) umístění vláken vytvářejících papír na děrovaný povrch, čímž se odstraní voda, která vytvářela disperzi, a vytvoří se zárodečná tkanina,

d) přenesení zárodečné tkaniny na povrch unášeče, kde pokračuje odstraňování vody a vytváří se polosuchá tkanina, a kde je povrch unašeče oddělen od skupiny sestávající z plsti vytvářející papír a z tkaniny,

e) přenesení polosuché tkaniny na povrch Yankeeho sušičky, na kterém pokračuje vysoušení až do dosažení suchého stavu,

f) odstranění suché tkaniny z Yankeeho sušičky pomocí krepovací čepele,

g) navinutí krepované tkaniny na cívku.

Zjistili jsme, že složky usnadňující krepování je nejlépe přidávat do papírové kaše odděleně ve formě roztoku, a to ještě před přidáním vláken.

Rovněž jsme zjistili, že výkonnost složky usnadňující krepování je optimální, jestliže se chemicky spojovací inhibitor přidává ještě před přidáním kationaktivního škrobu.

• · • · · ·

Všechny procentuální hodnoty a poměry jsou zde udávány, pokud to není jinak stanoveno, ve vztahu k hmotnosti.

Přehled obrázků na výkrese

Obr.l schematicky znázorňuje realizaci výrobního postupu, kterému se dává přednost, pro výrobu pevného a měkkého papíru, čehož se dosahuje pomocí směsi, která usnadňuje proces krepování papíru, obr.2 schematicky znázorňuje provedení výrobního kroku, při kterém dochází k včlenění směsi ulehčující krepování do základní suspenze.

Vynález je dále popsán mnohem podrobněji.

Příklady provedení vynálezu

Zatímco popis společně s nároky upozorňuje a zřetelně nárokuje předmět považovaný za vynález, domníváme se, že vynález bude srozumitelnější po přečtení následujícího podrobného popisu uvedených příkladů.

Zde použitý výraz zahrnující’· znamená, že pro realizaci tohoto vynálezu lze společně použít různé složky a přísady a výrobní kroky. Stejně tak výraz zahrnující obsahuje i více omezující výraz sestávající v podstatě z a sestávající z.

Použitý výraz složky usnadňující krepování se týká jedné nebo více složek, které se přidávají do papír vytvářející suspenze v rozředěném stavu, nebo do zárodečné tkaniny, a to pro podporu procesu krepování změnou přilnavosti výrobku k sušičce Yankee, změnou trvalého procenta krepování (%) během procesu, nebo zlepšováním měkkosti výsledného výrobku.

Použitý výraz ve vodě rozpustný se týká materiálu, který je rozpustný ve vodě alespoň do 3% při 25°C.

Použitý výraz hedvábná papírová tkanina, papírová tkanina, tkanina, papírový arch, papírový výrobek se týká archů papírů, které byly vyrobeny procesem, který zahrnoval kroky vytváření • · · · • · • ······· · · ♦ • · · · · ♦ · ·· · ·· ··

- 10 vodnátého materiálu pro výrobu papíru; umístění tohoto materiálu na děrovaný povrch, například na drátěnku Fourdrinier a odstranění vody z materiálu pomocí gravitace nebo odvodněním při vakuu, lisováním nebo bez lisování a odpařováním; přilnutí archu v polosuchém stavu k povrchu sušičky Yankee; dokončení procesu odstraňování vody odpařením až do suchého stavu; odstranění tkaniny ze sušičky Yankee pomocí čepele krepovacího nože a navinutí výsledného archu na cívku.

Výraz vodnatý materiál pro výrobu papíru” znamená vodnatou suspenzi vláken vytvářejících papír, která zahrnuje modifikující chemické látky, tak jak to již bylo popsáno.

Výrazy vícevrstvá tkanina hedvábného papíru, vícevrstvá papírová tkanina, vícevrstvá tkanina, vícevrstvý arch papíru a vícevrstvý papírový výrobek se mohou navzájem zaměňovat a přitom se týkají archů papíru, které se připravují ze dvou nebo více vrstev vodnátého materiálu pro výrobu papíru, a které obsahují různé typy vláken, přičemž těmito vlákny jsou dlouhá vlákna měkkého dřeva a krátká vlákna tvrdého dřeva, která se používají při výrobě hedvábného papíru. Vrstva se vytváří položením jednotlivých pramenů zředěných vláknitých suspenzí na jeden nebo více nekonečných děrovaných povrchů. Jestliže jsou jednotlivé vrstvy formovány na jednotlivých děrovaných površích, mohou se vrstvy spojovat v mokrém stavu, a tím vytvářet vícevrstvou papírovou tkaninu.

Výraz vícevrstvý výrobek z hedvábného papíru znamená, že výrobek obsahuje více než jednu vrstvu krepového hedvábného papíru. Vrstvy vícevrstvého výrobku mohou být homogenní, nebo mohou být vícevrstvými tkaninami hedvábného papíru.

Výraz procento krepování (%) je definován jako rozdíl rychlosti mezi rychlostí sušičky Yankee (sušicí samosnímatelný papírenský stroj) a rychlostí navíjecí cívky, vyjádřený jako procento rychlosti sušičky Yankee ve výrobním procesu papíru.

Jinými slovy, procento krepování je čisté procento, při kterém posouvající se tkanina je předem zkracována vzhledem ke své délce na sušičce Yankee.

• ······· · · · • · · · · 4 · • · · · · · ·

- 11 Výraz úhel dopadu se týká úhlu, který se vytvoří mezi povrchem krepovací čepele a a tečnou plochou sušičky Yankee v místě dotyku s krepovací čepelí. V praxi to vypadá tak, že výrobce papíru si přeje úhel dopadu minimalizovat, ale je omezen snahou tkaniny dostat se při pohybu za krepovací čepel. Tato snaha často způsobuje roztržení tkaniny, což se často uvádí jako ucpávání u čepele stíračího nože.

Výraz spojovací inhibitor se týká přísady, která u přírodních vláken zpomaluje spojování (vázání) vláken, které probíhá v papírové tkanině v průběhu sušení ve výrobním procesu.

Prvním krokem výrobního procesu je vytvoření materiálu z vodnatých vláken vytvářejících papír (někdy se nazývá dřevěná drť).

Předpokládá se, že dřevěná drť v různých formách běžně zahrnuje vlákna vytvářející papír, která se u tohoto vynálezu používají. Mohou se však použít i jiné vláknité buničité drtě, například krátká bavlna z druhého vyzrňování, vylisovaná cukrová třtina, umělé hedvábí atd. Dřevěné drtě používané u tohoto vynálezu zahrnují chemické drtě, například sulfitové a sulfátové drtě (někdy se nazývají Kraft), dále mechanické drtě včetně například dřevěné drtě, termomechanické drtě (TMP) a chemicko-termomechanické drtě (CTMP). Mohou se použít i drtě získané jak z listnatých, tak i z jehličnatých dřevin..

Jak drtě z tvrdého dřeva a měkkého dřeva, tak i jejich směsi se mohou použít jako vlákna pro výrobu papíru podle tohoto vynálezu. Výraz drť z tvrdého dřeva se týká vláknité drtě z dřevěné substance listnatých stromů (angiosperms), zatímco výraz drť z měkkého dřeva se týká dřevěné substance jehličnatých stromů (gymnosperms). Zvláště výhodná, pro výrobu papíru podle tohoto vynálezu, je směs drtí z tvrdého dřeva Kraft, zvláště z eukalyptů, a drtí ze severního měkkého dřeva Kraft (NSK). Vrstvená tkanina, která rovněž zahrnuje tento vynález, obsahuje drtě z tvrdého dřeva, například eukalyptu, a používá se pro výrobu vnější vrstvy, zatímco drť ze severního měkkého dřeva Kraft se používá k výrobě vnitřních vrstev. U • ·

··· ····· • · · · · • · · · · · · * ······· · • · · · · · ·« · ·· ··

- 12 tohoto vynálezu jsou rovněž použitelná vlákna získaná z recyklace papíru, která může obsahovat jakýkoliv druh zmíněných vláken.

Směs usnadňující krepování

Základní složkou tohoto vynálezu je směs usnadňující krepování. Tato směs zahrnuje spojovací inhibitor, carboxymethyl celulózu a kationaktivní škrob.

Přednost se dává tomu, aby inhibitorem byla sloučenina kvarterního amónia v poměru od 1:5 do 5:1 vůči carboxymethyl celulóze. Je lepší, pokud je spojovacím inhibitorem kvarterní amónium ve váhovém poměru od 1:2 do 2:1 vůči carboxymethyl celulóze.

A. Spojovací inhibitor

Směs usnadňující krepování zahrnuje jako základní složku spojovací (vázací) inhibitor. Spojovací inhibitor je přítomen v množství od 0,02% do 1,0%, na základě suché hmotnosti vláken materiálu pro výrobu papíru, lépe od 0,1% do 0,5%. Přednost se dává sloučeninám kvarterního amónia, lépe sloučeninám kvarterního amónia, které vyhovují vzorci:

(R ) - N⁺ - [R ] X~ , kde ' 1·4—m 2^Jm ⁷ m je hodnota 1 až 3, každé R je C -C alkylová skupina, hydroxyalkylová skupina, hydrokarbyl nebo substituovaná hydrokarbylová skupina, alkoxylovaná skupina, benzylová skupina a jejich směsi, každé R₌ je C -C alkylová skupina, hydroxyalkylová skupina, hydrokarbyl nebo substituovaná hydrokarbylová skupina, alkoxylovaná skupina, benzylová skupina a jejich směsi,

- 13 • ·

X^- je jakýkoliv změkčovací kompatibilní anion.

Jak uvádí Swern, Ed. v Baileys's Industrial Oil and Fat Products, Third Edition, John Wiley and Sons (New York 1964), je lůj (tallow) v přírodě se vyskytující materiál, který má proměnlivé složení. Tab.6.13, v uvedeném dokumentu vydaném p.Swernem, uvádí, že 78% (a více) mastných kyselin loje obsahuje 16 nebo 18 atomů uhlíku. Polovina mastných kyselin přítomných v loji jsou nenasycené kyseliny ve formě kyseliny olejové. Syntetické látky a přírodní loje jsou přítomné v rozmezí předpokládaném u tohoto -vynálezu. Přednost se dává tomu, aby R₂ byl ^cle~^cx8 alkylem, nejlépe C alkylem s přímým řetězcem. Přednost s dává tomu aby R byl methyl, X^- byl chlorid nebo methylsulfát a m = 2. R₂ se může vyrábět z rostlinných olejů.

Příklady použiti kvarterních sloučenin amónia, podle tohoto vynálezu, zahrnují známé soli dialkyldimethylamónia, například ditallow dimethylamónium methyl sulfát, di(hydrogenovaný)talow dimethyl amónium chlorid, kdy se přednost dává di(dehydrovanému)tallow dimethyl amónium methyl sulfátu. Tento konkrétní materiál je k dispozici u Witco Commpany lne. of Dublin, Ohio pod obchodní značkou Varisoft 137.

Používají se různé druhy kvarterních sloučenin amónia na bázi rostlinných olejů, které vyhovují tomuto vynálezu. Tyto sloučeniny mají stejný vzorec, který byl již popsán, kde R_a zahrnuje C_ix-C₂₃, hydrokarbylovou skupinu nebo náhradní hydrokarbylovou skupinu odvozenou ze zdrojů rostlinných olejů. Většina R^ zahrnuje mastné alifatické skupiny, které obsahují alespoň 90% C_xa-C₂₄ délky řetězu, lepší je, jestliže je většina substituentů R₌ vybrána ze skupiny sestávající z mastných alifatických skupin, které obsahují alespoň 90% C_xa,C₂₂ a jejich směsi.

Specifické příklady kvarterních sloučenin amónia na bázi rostlinných olejů, kterým se dává přednost a jsou vhodné pro tento vynález, zahrnují sloučeniny s následujícím vzorcem:

(CH ) - N* - (C H ) X“ a ' 3'2 ' T S 3 5'2 • · 4

(CH ) - Ν’ - (C Η ) X“ ' 3*2 '2243*2

Tyto sloučeniny lze považovat za variace di(oleyl)dimethyl amónium chloridu (DODMAC), t.j. di(octadedc-z-9-enyl)dimethyl amónium chloridu a di(erucil)dimethyl amónium chloridu (DEDMAC), t.j. di(docos-z-13-enyl)dimethyl amónium chloridu. Je nutné pochopit skutečnost, že je-li oleyl a erucyl mastných acylových skupin odvozen z rostlinných olejů ( olivového oleje, řepkového oleje atd.), mohou být přítomné v menším množství i mastné alifatické skupiny.

B. Karboxymethylová celulóza

Směs ulehčující krepování zahrnuje jako základní složku karboxymethylovou celulózu. Obsah celulózy u tohoto vynálezu má hodnotu od 0,01% do 1,0% a více, lépe od 0,02% do 0,5%.

Výraz karboxymethylová celulóza se týká karboxymethyl methylcelulózy (CMMC), karboxymethyl hydroxyethylcelulózy (CMHRC) a Karboxymethyl hydroxypropylcelulózy (CMHPC). Jestliže se použijí další substituenty, dává se přednost tomu, aby to byly skupiny methylu nebo hydroxyalkylu, kdy posledně jmenovaná skupina obsahuje 2 až 3 atomy uhlíku.

Karboxymethylová celulóza jen ve vodě rozpustná a má stupeň substituce až do teoretického limitu 3,0, lépe však v rozmezí od 0,3 do 1,4 karboxymethyl substituentů na jednotku anhydroglukózy celulózy.

Molekulární hmotnost karboxymethylové celulózy, vhodné pro tento vynález, může mít hodnotu v rozmezí od 10.000 do 1,000.000, lépe od 90.000 do 700.000.

Vhodnou karboxylethyloovou celulózu lze získat u Hercules Incorporated, Wilmington Deleware. Vhodným druhem je Hercules CMC-7MT.

Před přidáním karboxymethylové celulózy do materiálu pro výrobu papíru podle tohoto vynálezu, se dává přednost vytvoření vodního roztoku karboxymethylové celulózy, a to v rozmezí od

4 ··· · 4 · 4 4 44

4 4 4 44 44444

4 4444 444 * 4 ·44 44

444 4444444

4 44 44 4444

- 15 0,1% do 5,0% CMC.

C. Kationaktivní škrob

Směs usnadňující krepování obsahuje jako základní složku kationaktivní škrob. Kationaktivní škrob je přítomen v množství od 0,05% do 3,0%, na základě hmotnosti suchého vlákna vytvářejícího papír, lépe od 0,1% do 2,0%.

Výraz kationaktivní škrob je definován jako škrob, která je chemicky modifikován tak, aby udělil kationaktivní vytvářející moietu. Přednost se dává škrobu získanému z obilí nebo brambor, ale dá se použít i rýžový, pšeničný škrob nebo škrob z tapioky. Nejlépe se hodí kukuřičný škrob známý jako amiokový škrob. Tento škrob se od škrobu z obilí liší tím, že sestává výhradně z amylopektinu, zatímco obvyklý škrob z obilí obsahuje jak amylopektin, tak i amylozu. Různé jedinečné vlastnosti amiokového škrobu jsdou popsány v Amioca - The Starch from Waxy Corn, Η. H. Schopmeyer, Food Industries, prosinec 1945, str. 106-108 (díl, str. 1476-1478). Škrob se může -vyskytovat ve formě granulí, ve formě předželatinovaných granulí nebo jako disperze. Přednost se dává škrobu ve formě disperze. Pokud se vyskytuje ve formě předželatinovaných granulí, rozpustí se před použitím ve studené vodě, a to v zařízení, které dokáže překonat tendenci gelové blokace při vytváření disperze. Průmyslově se používají dispensory známé pod názvem eduktory (extrahovače). Pokud je škrob ve formě granulí a nemá se předželatinovat, potom je nutné škrob povařit, aby granule nabobtnaly. Nejlépší jsou granule, které vařením nabobtnaly do okamžiku těsně před rozptýlením. Takové velmi nabobtnalé granule se nazývají plně uvařené. Podmínky disperze se obecně mění v závislosti na velikosti granulí, stupni krystalizace granulí a množství přítomné amylózy. Zcela uvařený amiokový škrob se může například připravit zahříváním vodnaté kaše s 4% množstvím škrobových granulí, při 88°C po dobu 30 až 40 minut.

Kationaktivní škroby můžeme rozdělit podle následující ·· e ·· • · · · · • · · · · · • ···««·· · «· · «··· · · 4 ·· · ·· · · · · · ·

- 16 klasifikace na : 1) terciární aminoalkyl ethery, 2) étery onium škrobu včetně kvarterních aminů, fosfonia a derivátů sulfonia,

3) primární a sekundární aminoalkylové škroby a 4.) smíšené (t.j, imido škroby). Pokračuje se ve vývoji nových kationaktivních výrobků, ale nejrozšířenějšími typy zůstávají terciární aminoalkyl ethery a kvarterní amonium alkyl ethery. Kationaktivní škrob má stupeň substituce v rozmezí od 0,001 do 0,1 kationaktivního substituentu na jednotky anhydrid glukosy škrobu, přičemž substituenty se hledají mezi již uvedenými typy. Vhodné škroby se vyrábí u National Starch and Chemical Company, Bridgewater, New Jersey, pod obchodním názvem RediBOND. Třídy jakosti s kationaktivními moietami, jako RediBOND 5320 a RediBOND 5327, jsou pro použití vhodné. Rovněž vhodné jsou třídy s dalšími anionaktivními funkcemi, například RediBOND 2005.

Tento vynález lze obecně aplikovat včetně, ale nejen, na krepový jemný papír lisovaný plstí, na zhuštěný vysoceobjemový jemný krepový papír s vysokým vzorem a na vysoceobjemový nekompaktní krepový jemný papír.

Tkaniny krepového hedvábného papíru, které jsou vhodné pro tento vynález, mají plošnou hmotnost mezi 10g/m² a 65g/m², a mají hustotu okolo 0,60 g/cm³ a menší. Přednost se dává plošné hustotě pod 35g/m² a menší, a hustotě 0,30 g/cm³ a menší. Nejlépe dosahuje-li hustota hodnoty mezi 0,04 a 0,20 g/cm³.

Tento vynález lze rovněž aplikovat u vícevrstvých papírových tkanin. Struktura vytvořená z vrstevnatých papírových tkanin je popsána v U.S. patentu 3,994,771, vydaném na jméno Morgan, Jr. a spol., dne 30.listopadu 1976, v D.S. patentu 4,300,981, vydaném na jméno Carstens a spol., dne 17.listopadu 1981, v U.S. patentu 4,166,001, vydaném na jméno Dunning a spol., dne 28. srpna 1979 a v evropské patentové přihlášce 0 613 379 Al, podané na jméno Edwards a spol., publikované 7.září 1994. Vrstvy se skládají z různých typů vláken, a to z měkkého a tvrdého dřeva, tak jak se to běžně používá ve výrobě hedvábného papíru. Vícevrstvá hedvábná papírová tkanina, vhodná pro použití ·· ··*·

- 17 u tohoto vynálezu, zahrnuje alespoň dvě překrývající se vrstvy, a to vnitřní vrstvu a alespoň jednu vnější vrstvu, která je přilehlá k vnitřní vrstvě. Přednost se dává uspořádání se třemi vrstvami, a to s vnitřní nebo střední vrstvou a dvěma vnějšími vrstvami, kde vnitřní vrstva je umístěna mezi vnějšími vrstvami. Dvě vnější vrstvy zahrnují primárně vláknitou složku s 60% a větší hmotností krátkých vláken s průměrem mezi 0,2 a 1,5 mm. Krátkými vlákny jsou vlákna z tvrdého dřeva, například vlákna z tvrdého dřeva Kraft, nejlépe z eukalyptu. Vnitřní vrstva zahrnuje primárně vláknitou složku s 60% a větší hmotností dlouhých vláken s průměrnou délkou vláken okolo 2,0 mm. Dlouhými vlákny jsou vlákna z měkkého dřeva, nejlépe vlákna Kraft ze severního měkkého dřeva. Většina směsi usnadňující krepování je obsažena v alespoň jedné vnější vrstvě vícevrstvé hedvábné papírové tkaniny, zhotovené podle tohoto vynálezu. Nejvýhodnější je, jestliže většina směsi usnadňující krepování, podle tohoto vynálezu, je obsažena v obou vnějších vrstvách.

Proces výroby pevné, měkké, hedvábné a krepové papírové tkaniny, podle tohoto vynálezu, zahrnuje kroky:

a) vytvoření vodnaté kaše vláken

b) přidání směsi usnadňující krepování:

i) od 0,02% do 1.0% hmotnosti spojovacího inhibitoru, na základě suché hmotnosti vláken pro výrobu papíru, ii) od 0,02% do 0,5% hmotnosti ve vodě rozpustné karboxymethylové buničiny, na základě suché hmotnosti vláken pro výrobu papíru, iii) od 0,05% do 3,0% hmotnosti kationaktivního škrobu, na základě suché hmotnosti vláken pro výrobu papíru, kde je spojovací inhibitor přítomen v poměru ke karboxymethylové buničině s hodnotou 1:5 až 5:1,

c) umístění vláken na děrovaný povrch tak, aby se odstranil

- 18 nadbytek vody a vytvořila se zárodečná tkanina,

d) přenos zárodečné tkaniny na povrch dopravníku, na kterém pokračuje odstraňování vody a vytváření polosuché tkaniny, přičemž se odděluje zmíněný povrch dopravníku od skupiny sestávající z plsti a formovacího materiálu,

e) přenesení polosuché tkaniny na povrch sušičky Yankee, na kterém pokračuje sušení až do okamžiku, kdy je tkanina zcela suchá.

f) odstranění vysoušené tkaniny ze sušičky Yankee pomocí čepele krepovacího nože,

g) navinutí krepové tkaniny na cívku.

V kroku výrobního procesu, který zahrnuje umístění vláken vytvářejících papír na děrovaný povrch, se používá zařízení a způsob výroby, které je odborníkům v oboru známé. V typickém procesu se kaše materiálu o nízké konsistenci nachází v tlakované nálevce. Nálevka má otvor, kterým se kaše materiálu nalévá na drátěnku Fourdrinier, a vytváří se tak mokrá tkanina. Tkanina se potom zbavuje vody do dosažení konsistence mezi 7% a 25% (celkové plošné hmotnosti tkaniny), a to pomocí vakuové techniky.

V kroku výrobního procesu, který zahrnuje přidávání směsi usnadňující krepování, se do vodnatého roztoku přidává spojovací inhibitor, karboxymethylová buničina a kationaktivní škrob a roztok se ředí na požadovanou koncentraci a přidává se do vodnaté kaše vláken pro výrobu papíru, a to na mokrém konci stroje vyrábějícího papír, a to na vhodném místě před drátěnkou Fourdrinier, nebo před stupněm vytváření archu papíru (ve směru pohybu stroje). Aplikace již popsané směsi, usnadňující krepování po vytvoření mokré tkaniny a před sušením, poskytuje rovněž značné výhody a je rovněž zahrnuta do tohoto vynálezu.

• · • · · · · · *··· · · · · · · · • ······· * · · ···· · ··· · · · · · · · • v · ·· ·· ·· · ·

- 19 Přednost se dává tomu, aby se spojovací inhibitor, karboxymethylová buničina a kationaktivní škrob vytvářely v odělených vodních disperzích a oddděleně se přidávaly do vodních disperzí vláken vytvářejících papír, a to na vhodném místě před stupněm vytvářejícím arch papíru, přičemž se vodní disperze spojovacího inhibitoru přidává do vodní disperze vláken vytvářejcích papír před kationaktivním škrobem.

Přednost se dává tomu, aby se složky směsi ulehčující krepování přidávaly odděleně do zmíněné vodnaté kaše vláken vytvářejících papír, a tom před umístěním vláken na děrovaný povrch, aby se karboxymethylová buničina přidávala do vodnaté kaše před spojovacím inhibitorem kvarterního amónia, a aby se kvarterní amónium přidávalo před kationaktivním škrobem.

Ve výrobním kroku, podle tohoto vynálezu, který zahrnuje položení vláken na děrovaný povrch za účelem vytvoření zárodečné tkaniny, rozsah tohoto vynálezu rovněž zahrnuje vytvoření několika papírových vrstev, kdy se dvě nebo více vrstev materiálu -vytváří z jednotlivých uložených pramenů zředěných vláknitých kaší. Vrstvy zahrnují vlákna různých typů, prakticky poměrně dlouhá vlákna měkkého dřeva a poměrně krátká vlákna tvrdého dřeva, tak jak je to obvyklé ve výrobě vícevrstvé tkaniny hedvábného papíru. Jestliže se jednotlivé vrstvy vytváří na oddělených drátěnkách, spojují se v mokrém stavu a vytváří vícevrstvou papírovou tkaninu. Přednost se dává tomu, aby vlákna vytvářející papír zahrnovala vlákna různých typů, a to poměrně dlouhá vlákna z měkkého dřeva a poměrně krátká vlákna z tvrdého dřeva. Nejlépe, jestliže vlákna z tvrdého dřeva zaujímají 50% a vlákna z měkkého dřeva 10% z množství vláken vytvářejících papír.Ve výrobním kroku, podle tohoto vynálezu, který zahrnuje přenos tkaniny na plsť nebo látku, je rovněž zahrnut proces stlačování papíru plstí, což jev oboru známý proces. V tomto výrobním kroku je tkanina zbavována vody přenosem na odvodňující plsť, stlačováním tkaniny tak, že se voda z tkaniny v průběhu operace stlačování převede do plsti, když je tkanina stlačována tlakem -vyvolaným protilehlými mechanickými prvky, například • · · · · · ··· ·· · ♦ · · · • · · · · · · ·♦·· • ·····*· · ·· ♦··· · ·· · · · · · · · · ·· · ·· · · · · · ·

- 20 válci. Vlivem poměrně velkého tlaku, který je pro odvodnění tkaniny nutný, je výsledná tkanina, vytvořená tlakem plsti, poměrně velmi hustá a charakteristická tím, že má stejnou hustotu v celé struktuře tkaniny.

Ve výrobním kroku, podle tohoto vynálezu, který zahrnuje přenos polosuché tkaniny do sušičky Yankee, je tkanina během přenosu na přístroj s válcovým parním bubnem (známý jako sušička Yankee) stlačována. Přenos je realizován pomocí mechanických prostředků, například pomocí protilehlých válcových bubnu, které tlačí na tkaninu. Při tlačení tkaniny proti povrchu sušičky Yankee se může použít vakuum. Může se rovněž použít několikanásobná sušička Yankee.

Existují mnohé výrobní procesy, kterým se dává přednost, zahrnující tzv. způsob vytváření zhuštěných vzorů, u kterého je výsledná struktura charakteristická tím, že má poměrně vysoké objemové pole s poměrně nízkou hustotou vláken a seskupení zhuštěných oblastí s poměrně velkou hustotou vláken. Pole s vysokým objemem je alternativně charakterizováno jako pole s polštáři. O zhuštěných oblastech se hovoří jako o oblých (kloubových) oblastech. Zhuštěné oblasti mohou být nespojitě rozmístěny mezi vysoce objemovými poli, nebo mohou být navzájem spojeny, a to zcela nebo částečně uvnitř zmíněných polí. Proces výroby tkanin se zhuštěným vzorem, kterému se dává přednost, je uveden v U.S. patentu 3,301746, vydaném na jméno Sanford a Sisson dne 31.ledna 1967, v U.S. patentu 3,974,025, vydaném na jméno Peter G. Ayers dne 10.srpna 1976 a v U.S. patentu 4,191,609, vydaném na jméno Paul D. Trokhan dne 4.března 1980, v U.S. patentu 4,637,859, vydaném na jméno Paul D. Trokhan dne 20.ledna 1987, v U.S. patentu 4,942,077, vydaném na jméno Wendt a spol., dne 17.července 1990, v evropské patentové přihlášce 0 617164 Al, na jméno Hyland a spol., publikované 28.září 1994, v evropské patentové přihlášce 0 616 074 Al, na jméno Hermans a spol., publikované 21.září 1994, přičemž všechny uvedené dokumenty jsou zařazeny pro porovnání.

Pro vytvoření vzorovaných zhuštěných tkanin znamená krok

přenosu tkaniny, ihned po vytvoření tkaniny, spíše přenos na formovací látku, než na plsť. Tkanina je umístěna proti seskupení podpěr, které zahrnují formovací látku. Tkaniny je tlačena proti seskupení podpěr, což má za následek vytvoření zhuštěných oblastí v tkanině v místech, které polohově odpovídají místům kontaktů mezi seskupením podpěr a vlhkou tkaninou. Zbytek tkaniny, který nebyl během operace stlačen, se nazývá pole s vysokým objemem. Toto pole může být dále odhuštěno pomocí fluidního tlaku, například pomocí vakuového zařízení nebo pomocí sušičky s profukováním fluida. Tkanina se zbavuje vody, nepovinně se předsušuje, a to tak, aby nedošlo ke stlačení pole s vysokým objemem. Dosahuje se toho pomocí tlaku fluida, například pomocí vakuového zařízení nebo pomocí sušičky s profukováním fluida, nebo alternativně pomocí mechanického stlačování tkaniny proti seskupení podpěr, kdy nedochází ke stlačování pole s vysokým objemem. Operace odvodnění, nepovinného předsoušení a vytváření zhuštěných oblastí, mohou být integrovány, nebo alespoň částečně integrovány, a to za účelem snížení celkového počtu prováděných výrobních kroků. Obsah vlhkosti v polosuché tkanině v místě přenosu na povrch Yankee je menší než 40%, přičemž se přes polosuchou tkaninu fouká horký vzduch, jestliže je tato tkanina umístěna na formovací látce, a to vše za účelem vytvoření struktury s nízkou hustotou.

Vzorkovaná zhuštěná tkanina je přenesena do sušičky Yankee kde se úplně vysuší, ale kde nedochází k mechanickému stlačování. 8% až 55% plochy krepového hedvábného papíru, podle tohoto vynálezu, obsahuje zhuštěné obliny s relativní hustotou alespoň 125% hustoty pole s vysokým objemem.

Seskupením podpěr je nosná textura s vtisky, která má obliny rozmístěné do vzoru, které působí jako seskupení podpěr usnadňující vytváření zhuštěných oblastí po působení tlaku. Vzor oblin vytváří seskupení podpěr, tak jak to již bylo zmíněno.

Nosné textury s vtisky jsou uvedeny v U.S. patentu 3,301,746, vydaném na jméno Sanford a Sisson, dne 31.ledna 1967, v U.S.

patentu 3,821,068, vydaném na jméno Salvucci, Jr, a pol., • · ···· ·· · · ··· · · · · · · · • · · · ·· « ···· • ·····>· · · · ···· · • · · ···· ··· ·· e ·· 99 *· ··

- 22 dne 21.května 1974, v U.S. patentu 3,974,025, vydaném na jméno Ayers dne 10.srpna 1976, v U.S. patentu3,573,164, vydaném na jméno Friedberg a spol., dne 30.března 1971, v U.S. patentu 3,473,576, vydaném na jméno Amneus dne 21.října 1969, v U.S. patentu 4,239,065, vydaném na jméno Trokhan dne 16.prosince 1980 a v U.S. patentu 4,528,239, vydaném na jméno Trokhan dne 9. července 1985. Všechny uvedené dokumenty jsou zahrnuty pro porovnání.

Zárodečná tkanina je nucena přilnout k povrchu otevřeného síta sušicí/vtiskujicí textury, a to aplikací síly fluida na tkaninu, následným tepelným předsoušením na zmíněné textuře, což je součástí výrobního procesu papíru s nízkou hustotou.

Jiná variace výrobních kroků, zahrnutá v tomto vynálezu, obsahuje vytváření tzv. nekompaktních, vícevrstvých struktur hedvábného papíru bez zhuštěného vzoru, tak jak je to popsáno v U.S. patentu 3,812.000, vydaném na jméno Joseph L. Salvucci, Jr, a Peter N. Yiannos dne 21.května 1974, v U.S. patentu 4,208,459, vydaném na jméno Henry E. Becker, Albert L. McConnel a Richard Shutte dne 17.července 1980. Dokumenty jsou zařazeny pro posouzení. Obecně platí, že nekompaktní vícevrstvé struktury hedvábného papíru bez zhuštěného vzoru, se připravují umístěním materiálu vytvářejícího tkaninu na děrované formovací síto Fourdrinier, na kterém se vytváří mokrá tkanina, sušením tkaniny a odstraněním další vody mechanickým stlačováním, až do dosažení hodnoty konsistence vláken alespoň 80% a krepováním tkaniny. Voda se odstraňuje pomocí vakua a tepelným sušením. Výslednou strukturou je měkký ale slabý arch s vysokým objemem a s poměrně nekompaktními vlákny. Spojovací materiál se na tkaninu aplikuje před krepováním.

U výrobního kroku, podle tohoto vynálezu, který zahrnuje odstraňování suché tkaniny ze sušičky Yankee pomocí krepovacího nože, se dává přednost minimalizaci úhlu dopadu u krepovací nože. Takové konfigurace výrazně zvyšují, při stahování ze sušičky, napětí v tkanině. Věříme, že směs usnadňující krepování, podle tohoto vynálezu, nabízí potenciál ke zmenšení ti · · · ·

úhlu dopadu, aniž by docházelo k očekávanému zvýšení frekvence roztržení tkaniny vlivem ucpání krepovacího nože.

Příklady provedení vynálezu

Na obr.l je schematicky znázorněno provedení, kterému se dává přednost, procesu výroby papíru, podle kterého se vyrábí pevný a měkký krepovaný hedvábný papír, s použitím směsi usnadňující krepování. Provedení, kterému se dává přednost, je popsáno v následující části s odkazem na obr.l.

Na obr.l je znázorněn boční pohled na stroj 80, který slouží k výrobě papíru podle tohoto vynálezu. Podle obr.l, zahrnuje stroj na výrobu papíru 80 vrstvenou nálevku 81 s horní komorou 82, se střední komorou 82b a se spodní komorou 83, klínovou stříškou 84 a sítem Furdrinier 85, která tvoří smyčku nad a okolo navíjecího válce 86, deflektor 90, vakuové sací boxy 91, pojízdný válec 92 a množství otočných válců 94. V průběhu výrobní operace je jeden materiál na výrobu papíru čerpán přes horní komoru 82 a druhý materiál přes střední komoru 82b a třetí přes spodní komoru 83 a odtud ven z klínové stříšky na síto Fourdrinier 85, kde se vytváří zárodečná tkanina 88, která zahrnuje vrstvy 88a, 88b a 88c. Na sítu Fourdrinier 85 dochází k odstraňování vody, k čemuž dopomáhá deflektor 90 a vakuové boxy 91. Při zpětné pohybu síta Fourdrinier, ve směru označeném šipkami, dochází k jeho čištění sprchou 95, a to před dalším průchodem síta nad válcem 86. U přenosové oblasti 93 je zárodečná tkanina, vlivem činnosti vakuového přenosového boxu 97, převáděna na děrované unášecí zařízení 96. Unášecí zařízení 96 unáší tkaninu z přenosové oblasti 93 přes vakuový odvodňovací box 98, přes předsušovací zařízení 100 (profukování vzduchem) a přes dva otáčející se válce 101. za kterými je tkanina přenášena do sušičky Yankee 108 vlivem činnosti tlakového válce 102. Unášecí zařízení 96 se po dokončení pohybu po smyčce, tím že prochází nad a okolo dalších otáčejících se válců 101, dále sprchou 103 a vakuovým odvodňovacím boxem 105 čistí a zbavuje

9 9 · · ···· · · · · * « · «· · 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

9999919 i 9 9 9999 9

9 9 9 9 9 9 9 9 9 β« 9 9 9 9 9 9 9 19

- 24 se vody. Předsušená papírová tkanina je k válcovému povrchu sušičky Yankee 108 uchycena adhezí, které napomáhá sprejový aplikátor 109. Sušení se dokončuje v sušičce Yankee 108 vyhřívané párou, a dále horkým vzduchem, který se ohřívá a cirkuluje v sušicí digestoři 110 pomocí prostředků, které nejsou znázorněny. Tkanina se dále za sucha krepuje krepovacím nožem 111 a po této úpravě se tkanina stává papírovým archem 70, který zahrnuje stranu obrácenou k sušičce Yankee 71, střední vrstvu 73 a vrstvu 75 odvrácenou od sušičky Yankee. Papírový arch potom prochází mezi kalandrovacími válci 112 a 113, okolo obvodové části cívky 115, a je navinován do role 116 na jádro 117 umístěné na hřídeli 118.

Podle obr.l, má vrstva 71 papírového archu původ v materiálu pro výrobu papíru, který byl čerpán přes spodní komoru 83 nálevky 81, přičemž tento materiál je přímo aplikován na síto Fourdrinier 85, kde vytváří vrstvu 88c zárodečné tkaniny 88. Střední vrstva 73 papírového archu 70 má původ v materiálu pro výrobu papíru, který je dodáván přes komoru 82b nálevky 81, přičemž tento materiál vytváří vrstvu 88b na horní straně vrstvy 88c. Vrstva 75 obrácená k sušičce Yankee má původ v materiálu dodávaném přes horní komoru 82 nálevky 81 a vytváří vrstvu 88a na horní straně vrstvy 88b zárodečné tkaniny 88. Ačkoliv je na obr.l znázorněn stroj na výrobu papíru 80, který zahrnuje nálevku 81 upravenou k výrobě třívrstvé tkaniny, může být tato nálevka uzpůsobená k výrobě jednovrstvé, dvouvrstvé a vícevrstvé papírové tkaniny.

Pokud jde o výrobu papírového archu 70, který ztělesňuje tento vynález realizovaný na stroji 80 na obr.l, síto Fourdrinier £5 musí mít jemná oka s relativně malým rozpětím, vzhledem k průměrné délce vláken vytvářejících materiál s krátkým vláknem, aby se vytvořila dobrá formace, přičemž děrované unášeči zařízení 96 by mělo mít jemná oka s malým rozpětím ok, vzhledem k průměrné délce vláken vytvářejících materiál s dlouhým vláknem, abychom se vyhnuli bočnímu nahromadění materiálu zárodečné tkaniny do mezivláknových prostor zařízení 96.

• · * · ·· · · · · · • ·····>· > · » ···· · • · · · · · · ··· • · é · · · · · · · ·

- 25 Vzhlededm k výrobním podmínkám při výrobě vzorového archu papíru 70, je papírová tkanina vysušena na 80% konzistence vlákna, lépe na 95%, a to před krepováním.

Na obr.2 je schematicky znázorněno provedení výrobního kroku, kterému se dává přednost, který se týká zařazení směsi usnadňující krepovaní podle tohoto vynálezu. Další část se bude týkat popisu tohoto provedení s přihlédnutím k obr.2.

Nádoba 1 je určena pro skladování vodnaté kaše s dlouhými vlákny vytvářejícími papír. Kaše je pomocí čerpadla 2 volitelně dopravována přes rafinér 3, kde se plně vyvíjí pevnostní potenciál dlouhých vláken pro výrobu papíru. Potrubí přísad 4 dopravuje pryskyřici k zlepšení pevnosti za sucha i vlhka, tak jak se to požaduje u finálních výrobků. Kaše je dále upravována v mixéru 5, aby se usnadnila absorpce pryskyřice. Vhodně upravená kaše je dále zředěna sítovou vodou 7 v čerpadle 6, čímž se vytváří zředěná kaše dlouhých vláken 15.

Podle obr.2 je nádoba 8 skladovacím zařízením kaše s krátkými vlákny. Potrubí přísad 2 dodává karboxymethyl celulózu jako složku směsi usnadňující krepování, čerpadlo 10 dopravuje kaši krátkých vláken a realizuje disperzi karboxymethyl celulózy. Potrubí přísad 11 přivádí spojovací inhibitor, jako složku směsi usnadňující krepování. Kaše se dále upravuje v mixéru 12, kde dochází k absorpci přísad. Potrubí přísad 13 dodává kationaktivní škrob, jako složku směsi usnadňující krepování. Vhodně upravená kaše se ředí sítovou vodou 2 u sání čerpadla 1,4, a tím se vytváří zředěná kaše krátkých vláken 16.

Kaše krátkých vláken 16 z obr.2 je vedena do výrobní linky z obr.l a je zde rozdělena do přibližně stejných pramenů, které jsou dále směrovány do komory nálevky 82 a 83, kde se nakonec rozdělí na vrstvu 71, přivrácenou k sušičce Yankee, a na vrstvu odvrácenou od sušičky Yankee 75, pevného, měkkého archu krepového papíru. Podobně je do komory nálevky 82b zavedena kaše dlouhých vláken, která vytvoří střední vrstvu 73 pevného, měkkého krepového papíru.

Výhody získané prostřednictvím tohoto vynálezu zahrnují:

··· ·«····«· ·· «·· · · · ·· · · • · · · · · · ·· · · • ······· · ·« ···· · • · · 9 9 9 9··· • « é · · · · · · « ·

a) procento krepování může být sníženo bez obvyklých výrobních potíží, nebo bez snížení hodnoty měkkosti tkaniny, ke které by mohlo dojít bez realizace znaků tohoto vynálezu;

b) Výhody jsou získány bez ztráty pevnosti tkaniny nebo adheze k sušičce Yankee.

Aniž bychom se chtěli příliš svazovat teorií a jinak omezovat tento vynález, je další pojednání určeno pro vysvětlení toho, jak přidání směsi usnadňující krepování funguje při realizaci uvedených výhod. Iontový charakter karboxymethyl celulózy a kationaktivního škrobu přestavuje vazbu v alternativní formě, soustavu vyšší energie, ale méně častých vazeb. Výsledkem je tkanina s nižší tuhostí, jako funkce konečné pevnosti. Výsledkem je, že chce-li se výrobce pokusit u tkaniny aplikovat tahové napětí, při snaze dopravit tkaninu k navíjecí cívce, musí pracovat při vyšší rychlosti navíjecí cívky, aby tím vyvolal v tkanině dané napětí. Výsledkem je menší procento krepování (%) bez obvyklých výrobních nesnází, které by se při takovém pohybu mohly vyskytnout.

Další přísady

Do materiálu pro výrobu papíru, nebo do zárodečné tkaniny, se dají přidávat i jiné materiály, které by výrobku dodávaly jiné vlastnosti, nebo by zlepšovaly výrobní proces, pokud by významně nebo neblaze neovlivňovaly měkkost nebo zlepšenou efektivnost krepování podle tohoto vynálezu. Následující materiály jsou výslovně zahrnuty, ale jejich zavedení se nenabízí jako všezahrnující možnost. Další materiály se mohou rovněž použít, pokud nepůsobí proti výhodám nabízených tímto vynálezem.

Pokud požadujeme stálou pevnost za vlhka, mohou se do materiálu nebo do zárodečné tkaniny přidat skupiny chemikálií: polyamid-epichlorhydrin, polyakrylamidy, styren-butadienové latexy, nerozpustný polyvinylalkohol, formaldehyd močoviny, polyethyleneimin, polymery chitosanu a jejich směsi. Polyamidy • · • · · ·

- 27 epichlorhydrinové pryskyřice jsou kationaktivními, za vlhka pevnými pryskyřicemi, které jsou popsány v U.S. patentu 3,700,623, vydaném dne 24.října 1972, v U.S. patentu 3,772,067 vydaným 13.listopadu 1973, oba na jméno Keim a oba jsou zahrnuty pro porovnání. Obchodním zdrojem použitelných polyamid-epichlorohydrinových pryskyřic je firma Hercules, lne. of Wilmington, Delaware, která takové pryskyřice dodává na trh pod značkou Kymene 557H.

Pomocné retenční prostředky se používají ke zvýšení retence jemných částic materiálů v tkanině během výrobního procesu. Bez adekvátní retence jemných pevných částic vzniká buďto ztráta v procesu odtoku, nebo akumulace do vysoké koncentrace ve smyčce recirkulující sítové vody, což způsobuje těžkosti včetně vzniku usazenin a zhoršení odtoku. Použití takových pryskyřic v kombinaci se směsí usnadňující krepování, je jasně zahrnuto v rámci rozsahu tohoto vynálezu. Jedním z komerčních zdrojů pomocného retenčního prostředku polyakrylamidové pryskyřice je firma Hercules, Inc.of Wilmington, Delaware, která uvádí na trh jednu takovou pryskyřici pod názvem Reten 1232.

Mnoho výrobků z krepového papíru musí mít omezenou pevnost za vlhka, a to z důvodu jejich průchodnosti ze záchodové mísy až do septických a kanalizačních systémů. Jestliže jsou tyto výrobky pevné, dává se přednost tomu, aby tato pevnost byla nestálá a klesala při styku papíru s vodou. Pokud se požaduje nestálost pevnosti papíru, mohou se spojovací (vázací) materiály najít v rámci skupiny sestávající z dialdehydového škrobu nebo jiných pryskyřic s aldehydovou funkční závislostí, například Co-Bond 1000, kterou nabízí National Starch and Chemical Company, dále Pařez 750 od Cytec of Stamford, CT., a pryskyřice popsané v U.S. patentu 4,981,557 vydaném na jméno Bjorkguist dne 1.ledna 1991, který je uveden pro porovnání.

Pokud se vyžaduje zvýšená absorpčnost, mohou se k úpravě papírové tkaniny, podle tohoto vynálezu, použít povrchově aktivní látky. Množství povrchově aktivní látky, pokud se použije, se může pohybovat od 0,01 do 2,0% hmotnosti, na základě

0 0 0 • · · · · · • · 0 · · • 0 · · 0 · · · · · · • ······· » *0 0000 0 00 0 0000 000 «0 0 · · 0 · · · · ·

- 28 hmotnosti suchého vlákna hedvábného papíru. Povrchově aktivní látka má alkylový řetězec s osmi a více atomy uhlíku. Příkladem anionaktivní povrchově aktivní látky je lineární alkyl sulfonan a alkylbenzen sulfonan. Příkladem beziontové povrchově aktivní látky je alkylglycidol, včetně alkylglykosidových esterů, například Crodsta SL-40, které jsou k dispozici u Croda, lne., New York,NY, alkylglykosidový ester popsaný v U.S. patentu 4,011,389, vydaný na jméno W.K.Langdon a spol., dne 8.března 1977 a alkylpolyethoxylované estery, například Pegosperse 200 ML, k dispozici u Glyco Chemicals, Inc.Greenwitch, CT a IGEPAL RC-520 od Rhone Poulenc Corporation, Cranbury, N.J.

Tento vynález se může rovněž použít ve spojení s adhezivními látkami a povlaky, které se mohou nastříkat na povrch tkaniny nebo na povrch sušičky Yankee, přičemž takové výrobky jsou určeny pro ovládání adheze k povrchu sušičky. Například U.S. patent 3,926,716, zahrnutý zde pro porovnání, vydaný na jméno Bates, uvádí výrobní proces, u kterého se používá vodní disperze polyvinylalkoholu, s jistým stupněm hydrolýzy a viskozity, pro zlepšení adheze papírové tkaniny k sušičce Yankee. Polyvinylalkohol prodávaný pod obchodní značkou Airvol spol. Air Products and Cemicals, lne. of Allentown, Pa., se může ve spojitosti s tímto vynálezem rovněž použít. Jinými povlaky povrchu sušičky Yankee, které se doporučují použít přímo na povrch Yankee nebo na povrch archu, mohou být kationaktivní polyamidové nebo polyaminové pryskyřice, například pryskyřice prodávané pod názvem Rezosol a Unisoft spol. Houghton Interenational of Valley Forge, PA a Crepetrol spol. Hercules, lne. of Wilmington, Delaware. Tyto pryskyřice lze použít i v rámci tohoto vynálezu. Jelikož nejsme svázání teorií, věříme, že nastříknutí adhezivních výrobků působí primárně jako adhezní modifikátor tkaniny, zatímco směs usnadňující krepování podle tohoto vynálezu, působí jako modifikátor soudržnosti tkaniny, přičemž použití vhodných adhezivních prostředků bude spíše doplňovat než soutěžit s výkonností vnitřní směsi usnadňující krepování, která zde byla uvedena.

• · · · · · · · · · • · · · · · · · · · • ······· ·> · · · · · · · ··· ···· · · · • · · ·· · · · · · ♦

- 29 Tkanina je k povrchu sušičky Yankee připevněna pomocí adhezivních látek vybraných ze skupiny zahrnující částečně hydrolyzovanou polyvinylalkoholovou pryskyřici, polyamidovou pryskyřici, polyaminovou pryskyřici, minerální olej, a jejich směsi. Přednost se dává tomu, aby byla adhezivní látka vybrána z ze skupiny zahrnující polyamid epichlorhydrinovou pryskyřici, minerální olej a jejich směsi. Uvedený seznam volitelných přísad je pouhým příkladem a není určen k omezení rozsahu tohoto vynálezu.

Vícevrstvý hedvábný papír podle tohoto vynálezu se může použít u každé aplikace, u které se požaduje měkká, absorpční a vícevrstvá papírová tkanina. Zvláště výhodné použití vícevrstvé papírové tkaniny je u toaletních papírů a u obličejových papírových výrobků.

Analytické a testovací procedury

Kvantitativní techniky určování složek směsi usnadňující krepování, která je přítomna v tkanině podle tohoto vynálezu, jsou k dispozici v aplikovatelném odvětví techniky a při realizaci lze použít jakoukoliv přijatelnou metodu.

A. Hustota

Hustota vícevrstvého hedvábného papíru, tak je zde tento výraz použit, znamená průměrnou hustotu vypočítanou z hodnoty plošná hustota dělená výškou vrstvy (kaliperem), při vhodné úpravě jednotek. Výškou vícevrstvého hedvábného papíru rozumíme tloušťku papíru po zatížení hodnotou 15,5 g/cm².

B. Stanovení molekulové hmotnosti (váhy)

Základní rozlišující vlastností polymerních materiálů je jejich molekulová velikost (molecular size). Vlastnosti, které umožňují použít tyto materiály u různých aplikací, jsou téměř

- 30 zcela odvozeny z jejich makromolekulárních vlastností. Abychom plně charakterizovali tyto materiály, je podstatné mít nějaké prostředky, které by definovaly a stanovovaly jejich molekulovou váhu a distribuci molekulové váhy. Je mnohem správnější používat výraz relativní molekulová hmotnost než molekulová váha, ale posledně uvedený výraz se u polymerni technologie používá mnohem více. Není vždy příliš praktické stanovovat distribuci molekulové váhy, ačkoliv se to při použití chromatografických technik obecně používá. Pro vyjádření molekulové velikosti ve smyslu průměrů molekulové váhy je učiněn rekurs.

Průměry molekulové váhy

Jestliže uvažujeme jednoduchou distribuci molekulové váhy, která představuje váhový zlomek (wj molekul, které mají relativní molekulovou hmotu (M_±), je možné definovat množství užitečných průměrných hodnot. Průměrování prováděné na základě počtu molekul (NJ s velikostí částic (M^) dává číselnou průměrnou molekulovou váhu n= S Ν_±Μ_χ

S N i

Důležitým výsledkem této definice je skutečnost, že číselná průměrná molekulová váha, vyjádřená v gramech, zahrnuje Avogadrův počet molekul. Tato definice molekulární váhy je shodná s definicí monodispersních molekulárních druhů, to je molekul, které mají stejnou molekulovou váhu. Větší význam má poznání, že může -li být nějakým způsobem stanoven počet molekul v dané hmotě polydisperžních polymerů, potom se dá n snadno vypočítat. Toto představuje základ měření molárních vlastností.

Průměrování na základě váhových zlomků (WJ molekul dané hmoty (Μ_α) vede k definici váhovému průměru molekulárních vah:

· « · ·

w = £_Η_χΗ_Α = S Ν_χΜ_χ ²

S W S N M ± i ± w je mnohem užitečnější prostředek pro vyjádření molekulové váhy polymeru než n, jelikož přesněji odráží takové vlastnosti jakými jsou viskozita taveniny a mechanické vlastnosti polymerů, a proto je použita u tohoto vynálezu.

C. Kvantitativní analýza sloučeniny kvartérního amónia

Například úroveň sloučeniny kvartérního amónia, jakou může být di(hydrogenovaný) tallow dimethyl amónium chlorid ( DHTDMAC) zachycený jemným papírem, může být stanovena extrakcí DHTDMAC rozpouštědlem, a to organickým rozpouštědlem a následnou anionaktivní/kationaktivní titrací použitím dimidium bromidu jako indikátoru.

Tyto metody slouží jako příklad, a nevylučují žádné jiné metody, které by mohly být pro stanovení úrovní konkrétních složek zachycených jemným hedvábným papírem.

Následující příklady ilustrují praktické použití tohoto vynálezu, ale možnost i jiného použití tím není nijak omezena.

Příklady

Účelem těchto příkladů je ukázat výhody tohoto vynálezu pro efektivní výrobu pevného a měkkého krepového papíru. K tomuto účelu se použil pokusný přístroj na výrobu papíru Fourdrinier, a to jednak zahrnutím znaků tohoto vynálezu, a na druhé straně jejich vynecháním.

Příklad 1

Tento příklad popisuje proces zahrnující provedení, kterému se dává přednost, realizovaný na pokusném přístroji Fourdrinier.

Vyrobila se vodnatá kaše NSK s konzistencí okolo 3%, a to • · • · použitím obvyklého defibréru, a dále se zásobovací trubicí dopravila do nálevky Fourdrinier.

Aby výrobek získal pevnost v mokrém stavu, připravila se 1% disperze z National Starch Co-Bond 1000, která se přidala do zásobovací trubice s NSK, a to v poměru, který byl dostatečný k dodání 1% Co-Bond 1000, na základě suché hmotnosti NSK vláken. Absorpce zatím vlhké pevné pryskyřice byla zvýšena průchodem upravené kaše přes mixér zařazený sériově.

Kaše NSK byla u ventilátorového čerpadla zředěna sítovou vodou na konzistenci 0,2%.

Dále se zhotovila vodnatá kaše z eukalyptových vláken v poměru 0,2% hmotnosti, a to použitím obvyklého defibréru.

Eukalyptová kaše procházela zásobovací trubici, kde se přidala sloučenina usnadňující krepování.

Nejprve se přidala karboxymethylová celulóza. Ta se nejprve zředila vodou na hodnotu 1% hmotnosti. Ke zhotovení CMC roztoku se použil Hercules CMC-7MT. Vodní roztok CMC se přidal do vodnaté kaše eukalyptových vláken v poměru 0,25% hmotnosti CMC, na základě suché hmotnosti eukalyptových vláken. Vodnatá kaše eukalyptových vláken prošla odstředivým zásobovacím čerpadlem, aby pomohla s distribucí CMC.

Následně se přidal spojovací inhibitor. Směs spojovacího inhibitoru sestávála z ditallow dimethyl amónium methyl sulfátu (DTDMAMS). Předehřátý DTDMAMS (77°C) byl rozpuštěn na kaši ve vodě předehřáté na 77°C. Pro usnadnění rozptýlení DTDMAMS se vodou míchalo. Koncentrace výsledné DTDMAMS disperze měla hodnotu 1% hmotnosti a přidala se do zásobovací trubice s eukalyptovými vlákny v poměru 0,375% hmotnosti DTDMAMS, na základě suché hmotnosti eukalyptových vláken. Absorpce eukalyptových vláken směsí DTDMAMS se zvýšila průchodem kaše mixérem, zařazeným sériově.

Dále se přidal kationaktivní škrob. Použil se RediBond 5320, což je předem rozptýlená forma kukuřičného škrobu. Škrobová disperze byla nejprve zředěna na koncentraci 1% pevných látek, a potom přidána do přepravované kaše eukalyptových vláken • · • · • · · · • ♦ ··· ·· · ···· ···· · · · · · · · • ····· · · · · · ···· · ··· · · · · ··· • · · · · ·· · · · ·

- 33 v poměru 0,625% hmotnosti kationaktivníího škrobu, na základě suché hmotnosti eukalyptových vláken.

Eukalyptová kaše postupovala k druhému větrákovému čerpadlu, kde se zředila sítovou vodou na hodnotu konzistence okolo 0,2%. Kaše NSK a eukalyptová kaše se vedly přímo do vícekanálové nálevky vybavené hřízenými listy, které udržovaly proudy kaše jako oddělené vrstvy až do výtoku na pohybující se síto Fourdrinier. Použila se tříkomorová nálevka. Eukalyptová kaše, obsahující 80% suché hmotnosti elementárního papíru, se přiváděla do komor, ze kterých vycházely dvě vnější vrstvy, zatímco kaše NSR obsahující 20% suché hmotnosti elementárního papíru se vedla do komory a odtud mezi dvě eukalyptové vrstvy. NSK kaše a eukalyptová kaše se spojily u výtoku nálevky do kompozitní kaše.

Kompozitní kaše vytékala na pohybující se síto Fourdrininer, kde se zbavovala vody pomocí deflektoru a vakuových boxů.

Zárodečná tkanina se přenesla ze síta Fourdrinier, při konzistencí vláken okolo 15% v místě přenosu, na vzorkované formovací zařízení s konfigurací pětiprošlupové saténové vazby s 84 monofibrilními vlákny/palec ve směru pohybu stroje a 76 monofibrilními vlákny/palec v příčném směru a s oblastí 36% kloubů, (knuckle area).

Byla dokončeno odvodnění tkaniny pomocí vakua, až do získání konzistence tkaniny ve výši 28%.

Zatímco vzorkovaná tkanina zůstávala ve styku se vzorkovaným formovacím zařízením, tkaniny se předsoušela foukaným vzduchem až do získání konzistence vláken 62% hmotnosti.

Polosuchá tkanina se potom připevnila k povrchu sušičky Yankee nastříknutou krepovací adhezivní látkou, která obsahovala 0,125 vodního roztoku polyvinylalkoholu. Adhezivní krepovací látka se na povrch sušičky dodávala v poměru 0,1 pevných adhezivních částic, na základě suché hmotnosti tkaniny.

Konzistence vlákna se po suchém krepování pomocí krepovacího nože zvýšila na 96%.

Krepovací nůž měl úhel úkosu okolo 20° a byl umístěn vůči ···· ·· · · · · · • ······· · · · «··· · ··· · · · · · · · ·· « ·· ·· ·· ··

- 34 sušičce Yankee pod úhlem dopadu okolo 76°.

Procento krepování bylo nastaveno na hodnotu okolo 12°, při pracovní rychlosti sušičky Yankee 244 m/min.

Tkanina se přeměnila z třívrstvé tkaniny na jednovrstvý, krepový, vzorkovaný a zhuštěný papírový výrobek s plošnou hmotností 18 lb/3000 ft².

Porovnávací příklad 1

Tento porovnávací příklad v sobě nezahrnoval znaky tohoto vynálezu. Proces je znázorněn následujícími kroky:

Nejprve se zhotovila vodnatá kaše NSK s 3% konzistencí, a to pomocí běžného defibréru, která se dále vedla zásobovacím potrubím do nálevky Fourdrinier.

Pro udělení dočasné pevnosti za vlhka, se připravila 1% disperze National Starch Co.BOND 1000, která se přidala do zásobovacího potrubí s NSK v poměru, který byl dostatečný pro dodání 1% Co-BOND 1000, na základě suché hmotnosti NSK vláken. Absorpce dočasně mokré pryskyřice se zvýšila průchodem upravené kaše přes mixér zařazený sériově.

Kaše NSK se u ventilátorového čerpadla zředila sítovou vodou na konzistenci 0,2%.

V běžném defibrátoru se zhotovila vodnatá kaše z eukalyptových vláken o 3% hmotnosti.

Eukalyptová kaše prošla zásobovací trubicí do dalšího ventilátorového čerpadla, kde se zředila sítovou vodou na konzistenci 0,2%.

NSK kaše a eukalyptová kaše byla zavedena do vícekanálové nálevky, která je opatřena hříženými listy, které měly udržovat jednotlivé prameny od sebe jako oddělené vrstvy, a to až do jejich vystoupení na pohybující se síto Fourdrinie. Používala se tříkomorová nálevka. Eukalyptová kaše obsahující 80% suché hmotnosti budoucího papíru směřovala do komory jejíž výstup směřoval do vrstvy mezi dvěma eukalyptovými vrstvami. NSK kaše a eukalyptová kaše se na výstupu nálevky spojily do kompozitní

kaše.

Kompozitní kaše byly vypuzena na pohybující se síto Fourdrinier a pomocí deflektoru a vakuových boxů byla zbavena vody.

Zárodečná tkanina se přenesla ze síta Fourdrinier při konzistenci vlákna okolo 15% v místě přenosu, do vzorkovaného formovacího zařízení s konfigurací pětiprošlupové saténové vazby s 84 monofibrilními vlákny/palec ve směru pohybu stroje a 76 monofibrilními vlákny/palec v příčném směru a s oblastí 36% kloubů, (knuckle area).

Dokončilo se odvodnění pomocí vakuové drenáže až do dosažení konzistence vláken tkaniny s hodnotou okolo 28%.

Vzorkovaná tkanina, která byla stále ve styku s formovacím zařízením, se předsoušela horkým foukaným vzduchem až do konzistence 62% hmotnosti.

Polosuchá tkanina se potom připevnila k povrchu sušičky Yankee nastříknutou krepovací adhezivní látkou, která obsahovala 0,125 vodního roztoku polyvinylalkoholu. Adhezivní krepovací látka se na povrch sušičky dodávala v poměru 0,1 pevných adhezivních částic, na základě suché hmotnosti tkaniny.

Konzistence vlákna se po suchém krepování pomocí krepovacího nože zvýšila na 96%.

Krepovací nůž měl úhel úkosu okolo 25° a byl umístěn vůči sušičce Yankee pod úhlem dopadu okolo 81”.

Procento krepování bylo nastaveno na hodnotu okolo 12 při pracovní rychlosti sušičky Yankee 244 m/min., přičemž suchá tkanina se navíjela na roli při rychlosti 201 m/min.

Tkanina se přeměnila z třívrstvé tkaniny na jednovrstvý, krepový, vzorkovaný a zhuštěný papírový výrobek s plošnou hmotností 18 lb/3000 ft².

Jak příklad 1, tak i porovnávací příklad 1 ukazuje na zisk napětí v tahu v přijatelném rozmezí, které by zabránilo vzniku deformací vlivem nízkého napětí, nebo přetržení vlivem vysokého napětí. Porovnáním výsledků příkladu 1 a porovnávacího příkladu

1, byla tkanina vyrobená podle příkladu 1, při navíjecí

rychlosti o 6% vyšší, ohodnocena odborníky jako měkčí.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Měkký krepový hedvábný papír je charakteristický tím, že zahrnuje:

   a) vlákna vytvářející papír

   b) směs usnadňující krepování, která zahrnuje:

   i) spojovací inhibitor v množství 0.02% do 1,0% hmotnosti, na základě suché hmotnosti vláken vytvářejících papír, přičemž zmíněným inhibitorem je sloučenina kvarterního amónia, ii) ve vodě rozpustnou karboxymethyl celulózu v množství od 0,02% do 0,5%, na základě suché hmotnosti vláken vytvářejících papír, přičemž karboxymethyl celulóza má molekulovou hmotnost v rozmezí od 90.000 do 700.000 a stupeň substituce v rozmezí od 0,3 do 1,4, iii) kationaktivní škrob v množství od 0,05% do 3,0% hmotnosti, na základě suché hmotnosti vláken vytvářejících papír, přičemž zmíněný kationaktivní škrob má stupeň substituce od 0,01 do 0,1.
2. 2. Hedvábný papír podle nároku 1, vyznačující se tím, že zmíněný spojovací inhibitor je přítomný ve váhovém poměru ke karboxymethyl celulóze s hodnotou v rozmezí od 1:5 do 5:1, lépe od 1:2 do 2:1.
3. 3. Hedvábný papír podle nároku 1 nebo 2,vyznačující se t í m, že zmíněná vlákna vytvářející papír zahrnují směs vláken tvrdého dřeva a vláken měkkého dřeva, přičemž vlákna tvrdého dřeva činí 50% a vlákna měkkého dřeva činí 10% vláken vytvářejících papír, kdy vlákna měkkého dřeva obsahují vlákna severního měkkého dřeva Kraft a vlákna tvrdého dřeva obsahují eukalyptová vlákna Kraft.
4. 4. Hedvábný papír podle nároku 1 až 3, vyznačuj ící ·· ··« · ♦ « • · · · ·· · ···· • · ···· · · · · · ··· · · ··· · · · · · · · ·« · ·· ·· ·· ·· se t í m, že zmíněný papír zahrnuje alespoň dvě překrývající se vrstvy, a to vnitřní vrstvu a alespoň jednu vnější vrstvu, která přiléhá ke zmíněné vnitřní vrstvě, přičemž přednost se dává třem překrývajícím se vrstvám, to znamená vnitřní vrstvě a dvěma vnějším vrstvám, přičemž vnitřní vrstva je umístěná mezi dvěma vnějšími vrstvami.
5. 5. Hedvábný papír podle nároku 4,vyznačující se tím, že vnitřní vrstva zahrnuje vlákna měkkého dřeva, která mají průměrnou délku větší jak 2,0 mm, a kde vnější vrstvy zahrnují vlákna měkkého dřeva s průměrnou délkou menší jak 1,0 mm.
6. 6. Hedvábný papír podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se t í m, že směs usnadňující krepování se nachází alespoň v jedné vnější vrstvě, přitom přednost se dává tomu, aby se zmíněná směs nacházela v obou vnějších vrstvách.
7. 7. Hedvábný papír podle kteréhokoliv nároku 1 až 6, vyznačující se tím, že krepovým hedvábným papírem je vzorkovaný zhuštěný papír.
8. 8. Hedvábný papír podle kteréhokoliv nároku 1 až 7, vyznačující se tím, že sloučenina kvartérního amónia má vzorec:

   - í^Rak ^X_' kde m má hodnotu 1-3 , každé R¹ je C -C alkylovou skupinou, Hydrokarbylovou nebo substituovanou hydrokarbylovou skupinou, alkoxylovanou skupinou, bynzylovou skupinou, nebo jejich směsmi, nejlépe C_xe-C_ie alkylen, a kde X^- je jakýkoliv změkčovací-kompatibilní anion, nejlépe chlorid nebo methyl sulfát.

   ·« ···· • · »

   * · « • · · · • · · · · ♦ · • · ·
9. 9. Hedvábný papír podle nároku 8,vyznačující se tím, že sloučeninou kvarterního amónia je di(hydrogenovaný)tallow dimethyl ammonium chlorid nebo di(hydrogenovaný)tallow dimethyl ammonium methyl sulfát.
10. 10. Hedvábný papír podle nároku 8, vyznačující se tím, že substituent R je derivátem rostlinných olejů.