CZ351395A3 - Fine paper laminated fabric with softening components and a binder, and process for producing thereof - Google Patents

Description

Jemná papírová vrstvená tkanina se zmefcgtrríQími, složkami pojivém a způsob její výroby ~ ~—

Oblast techniky

Vynález se týká jemné papírové vrstvené tkaniny. Zvláště se týká jemné papírové vrstvené tkaniny, která obsahuje chemické změkčující složky a pojivá. Upravená jemná tkanina se může použít pro výrobu měkkých absorpčních papírových výrobků odolných proti cupování, například odlíčovacích ubrousků a toaletních papírových výrobků.

Dosavadní stav techniky

Papírové tkaniny nebo archy, někdy rovněž nazývané tenké papírové tkaniny nebo archy, mají v moderní společnosti široké použití. Výrobky, jako např. obličejové ubrousky nebo toaletní výrobky, patří mezi hlavní výrobky, se kterými se na trhu setkáváme. Dávno jsou známy čtyři důležité fyzikální vlastnosti tenkých papírových výrobků, a to pevnost, měkkost, absorpční schopnost, zvláště jejich absorpční vlastnosti v systémech kde je přítomná voda, dále jejich odolnost proti cupováním, zvláště jsou-li vlhké. Úsilí ve výzkumu a vývoji směřovalo k zlepšení každé z těchto vlastností, aniž by se vážněji ovlivnily ostatní vlastnosti, ale rovněž k zlepšení dvou nebo tří vlastností zároveň.

Pevnost je schopnost výrobku a jejich hlavních tkanin, udržet fyzickou integritu a schopnost odporu proti roztržení, protržení a rozcupování, zvláště v mokrém stavu.

Měkkost je hmatový pocit, který uživatel vnímá, jestliže drží konkrétní výrobek, tře ho o kůži nebo ho mačká rukama. Hmatový pocit vzniká kombinací několika fyzikálních vlastností. Jednou z nejdúležitějších vlastností týkající se měkkosti, jak ji chápou odborníci v oboru, je tuhost papírové tkaniny, .ze které je výrobek zhotoven. Tuhost je považována za přímo závislou na pevnosti tkaniny v tahu za sucha a na tuhosti vláken, ze kterých je tkanina zhotovena.

Absorpční schopnost je mírou schopnosti výrobku a jeho hlavních tkanin, absorbovat množství tekutiny, zvláště vodních roztoků a disperzí. Za celkovou*schopnost absorpce, jak ji vnímá uživatel, je považována kombinace celkového množství tekutiny, kterou vrstvený tenký papír absorbuje do nasycení a rychlosti, se kterou je tekutina absorbována.

Odolnost proti cupování je schopnost výrobku držet při používání pohromadě, zvláště za vlhka. Jinými slovy, čím větší je odolnost proti cupování, tím menší je sklon tkaniny k cupování.

Používání pryskyřic odolných proti vlhku pro zvýšení pevnosti papírové tkaniny je všeobecně známé. Tak například Westfelt popsal mnoho takových materiálů a jejich chemické složení v Celluiose Chemistry and Technology, díl 13 na str. 813-825 (1973). Freimark a spol. se v U.S. patentu 3,755,220, vydaném 28.srpna 1973 zmiňuje o tom, že jistá chemická aditiva známá jako protivazební látky narušují přirozenou vazbu vlákna vůči vláknu, která vzniká během formování archu při výrobě papíru. Toto omezení vazebních vlastností vede k tomu že vzniká měkčí a méně drsný arch papíru. Freimark a spol. dále uvádí použití pryskyřic odolných proti vlhku, ve spojení s použitím protivazebních látek k tomu, jak se vyhnout nechtěným vlivům těchto látek. Protivazební látky snižují jak pevnost v tahu za sucha, tak i pevnost v tahu za vlhka.

Shaw v U.S. patentu 3,821,068, vydaném 28.června 1974 rovněž uvádí, že chemické protivazební látky se mohou použít ke snížení tuhosti, a tím ke zvýšení měkkosti tenké papírové tkaniny.

Chemické protivazební látky byly uvedeny v mnohých odkazech, např. v U.S patentu 3,554,862, vydaném na jméno Hervey a spol., dne 12.ledna 1971. Tyto látky obsahují kvartérní soli čpavku, například cocotrimethylammonium chlorid, oleyltrimethylammonium chlorid, di(hydrogenovaný)tallow dimethyl ammonium chlorid a stearyltrimethyl ammonium chlorid.

Emanuelsson a spol., uvádí v U.S. patentu 4,144,122, vydaném 13.března 1979, použití komplexních kvartérních složek čpavku> například bis(akoxy(2-hydroxy)propylen) kvartérní chlorid čpavku pro změkčení tkaniny. Tito autoři se rovněž pokouší překonat pokles absorpční schopnosti, která je způsobena protivazebními látkami, a to použitím neiontových povrchově aktivních látek, například ethylenoxidu a aduktu propylenoxidu mastných alkoholů.

Armak Company z Chicaga, Illinois, uvádí ve své bulletinu 76-17(1977) použití dimethyl(hydrogenovaný)tallou ammonium chlorid v kombinaci s estery mastných kyselin polyoxyethylenových glykoidů, které udělují tenkým papírovým tkaninám měkkost a absorpční vlastnost.

V U.S. patent¹- 3,301,746, vydaném na jméno Sanford 31.ledna 1967, jé popsán výsledek výzkumu směřujícímu ke zlepšení papírových tkanin. Přestože popsaný proces přinesl vysokou kvalitu papírové tkaniny a její komerční úspěch, pokračuje se dále ve výzkumu pro získání zlepšeného výrobku.

V U.S. patentu 4,158,594, vydaném na jméno Becker a spol. dne 19.ledna 1972, se například uvádí způsob, který vytváří silný, měkký a vláknitý arch papíru. Přesněji, patent uvádí, že odolnost tkaniny tenkého papíru (která může být změkčena přidáním protivazebních látek) může být zvýšena přilnutím, během výroby) jednoho povrchu tkaniny ke krepovému povrchu, čímž se docílí uspořádání s jemným vzorem, a to pomocí pojivá (jakým může být emulze akrylátové latexové pryže, ve vodě rozpustná pryskyřice nebo elastomerní pojivo), které přilne_ k jednomu povrchu tkaniny a ké krepovému povrchu, kde vytvoří jemný vzorek.

Obvyklými kvartérními sloučeninami čpavku jsou například známé soli dialkyl dimethyl ammonium (t.j. ditallow dimethyl ammonium chlorid, ditallow dimethyl ammonium methyl sulfáty, di(hydrogenované)tallow dimethyl ammonium chloridy)) apod. Kvartérní sloučeniny čpavku jsou hydrofobní a mohou nepříznivě ovlivnit absorpční schopnost upravované papírové tkaniny. Žadatelé objevili, že smísením kvartérních sloučenin čpavku s vícemocnými sloučeninami (glyceroly, sorbitoly, polygryceroly nebo polyethylen glykoly) zvýší jak měkkost, tak i rychlost absorpce vláknitého buničitého materiálu.

Bohužel použití chemickým změkčujících sloučenin, které obsahují kvartérní sloučeniny čpavku a vícemocné sloučeniny, může snížit odolnost papírové tkaniny proti cupování. Žadatelé objevili, že odolnost proti cupování se může zvýšit použitím různých vazných materiálů (pojivá), například pryskyřic s pevností za sucha i vlhka, a retenčních pryskyřic, které jsou v papírenství známé.

Tento vynález lze aplikovat obecně na tenké papíry, ale zvláště na vrstvené výrobky z tenkého papíru, například na výrobky popsané v U.S. patentu 3,994,771, vydaném na jméno. Morgan Jr. a spol, dne 30.listopadu 1976, který je zde pro porovnání uveden.

Cílem tohoto vynálezu je poskytnout měkký, dobře absorbující výrobek z vrstveného papíru, který je odolný vůči cupování.

Dalším cílem tohoto vynálezu je poskytnout způsob výroby, pro výrobu takového výrobku z tenkého vrstveného materiálu.

Tyto a další cíle, které lze tímto vynálezem realizovat, budou zřejmé z následujících popisů.

Podstata vynálezu

Tento vynález poskytuje měkký, absorpční vrstevnatý tenký papír s odolností vůči cupování, který zahrnuje vlákna tvořící papír, chemická změkčovadla a pojivo. Stručně řečeno, chemické změkčovadlo zahrnuje směs:

a) od okolo 0,01% do okolo 3,0% kvartérní sloučeniny čpavku, která má vzorec

X“ kde každý substituent R₌ je C1-C6 alkyl nebo skupina hydroxyalkylu nebo jejich směs; každý substituent R ·' je C14-C22 skupina hydrokarbylu nebo jejich směs, X“ je vhodný anion, b) od 0,01% do 3.0% vícemocné sloučeniny, nejlépe vybraných ze skupiny skládající se z glycerolu, sorbitolů, polyglycerolů, které mají průměrnou molekulovou hmotnost okolo 150 dó 800 a polyoxyethylen glykoly a polyoxypropylen glykoly, které mají průměrnou molekulovou hmotnost od 200 do 4000.

Přednost se dává tomu, aby molekulové hmotnosti kvartérních sloučenin čpavku a vícemocných sloučenin byly v poměru 1,0 : 0,1 až 0,1 : 1,0. Zjistilo se, že chemická změkčovadla jsou mnohem efektivnější, když jsou vícemocné sloučeniny a kvartérní sloučeniny čpavku, před tím než jsou přidány do výrobního zařízení, nejprve smíchány, nejlépe při teplotě nejméně 40°C.

Vzorky kvartérnich sloučenin čpavku, které jsou vhodné pro použití u tohoto vynálezu, zahrnují dobře známé soli dialkylmethylammonia, například ditallow dimethy1 ammonium chlorid (DTDMAC), ditallow dimethyl ammonium methyl sulfát (DTDMAMS),Di(hydrogenovaný)tallow dimethyl ammonium methyl sulfát (DHTDMAMS), di(hydrogenovaný)tallow dimethyl ammonium chlorid (DHTDMAC).

Vzorky vícemocných sloučenin použitelných u tohoto vynálezu zahrnují glycerol,sorbitoly, polyglyceridy, které mají průměrnou molekulovou hmotnost od 150 do 800 a polyoxyethylenové glykoly s průměrnou molekulovou hmotností od 200 do 600, kterým se dává přednost.

Výraz pojivo (vazební materiál) se týká různých mokrých a suchých pevnostních aditiv a retenčních prostředků, známých v oboru. Tyto materiály zlepšují odolnost tenkého papíru proti cupování, podle tohoto vynálezu, a rovněž působí proti poklesu odolnosti proti cupování, způsobenému chemickými změkčovadly. Vzorky vhodného pojivá zahrnují pomocné pryskyřice odolné proti vlhkosti (t.j. Kymene 557H dodávaná na trh spol. Hercules Incorpoorated of Wilmington, DE) pomocné pryskyřice odolné proti vlhkosti (Acco 514, Aco 711, dodávané na trh spol. American Cyanamid company of Waýene, New Jersey) a retenční pryskyřice (Percol .175, dodávaná na trh spol. Allied Colloids of Sulfolk, Virginia). Stručně řečeno, proces výroby vrstvené papírové tkaniny, podle tohoto vynálezu, zahrnuje kroky vytváření papírenského materiálu ze zmíněných komponent, uložení tohoto materiálu na děrovaný povrch, například na Fourdrinierův stroj (drátěnky a odstranění vody z tohoto materiálu.

Všechny procentuální hodnoty, poměry a proporce se zde týkají hmotnosti, pokud není jinak stanoveno.

Přehled obrázků na výkrese

Zatímco popis tohoto vynálezu souhlasí s nároky, které zvláště zdůrazňují a zřetelně nárokují tento vynález, je zřejmé, žě vynález bude srozumitelnější z následujícího popisu a přiložených výkresů na kterých:

obr.l schematicky znázorňuje příčný řez třívrstvým toaletním papírem podle tohoto vynálezu, obr.2 schematicky znázorňuje příčný řez dvouvrstvým odličovacím ubrouskem (na stírání líčidel) podle tohoto vynálezu.

Vynález je dále popsán mnohem podrobněji.

Příklady provedení vynálezu

Zatímco popis tohoto vynálezu souhlasí s nároky, které zvláště zdůrazňují a zřetelně nárokuji předmět, který je považován za vynález, je zřejmé že vynález bude srozumitelnější z následujícího podrobnějšího popisu příkladů provedení.

Používaný výraz odpor proti cupování znamená schopnost vláknitých výrobků, a tkanin které je vytváří, navzájem se za určitých provozních podmínek vázat, a to zvláště za vlhka. Znamená to, že čím je větší odpor proti cupování, tím menší je

Ί sklon tkaniny k cupování.

Používaný výraz pojivo” se týká různých suchých a pevných· pryskyřic odolných proti vlhku a retenčních pryskyřic známých v papírenském průmyslu.

Pokud se vyskytuje výraz ve vodě rozpustný, znamená to, že tyto materiály jsou rozpustné ve vodě až do 3% při teplotě 25°C.

Používané výrazy jemná papírová tkanina, papírová tkanina, tkanina, papírový arch a papírový výrobek se týkají archů papíru, který se vyrábí výrobním procesem, který zahrnuje kroky vytváření vodnaté masy vytvářející papír, umisťování této masy na děrovaný povrch, například na Fourdrinierovu drátěnku, odstraňování vody z masy pomocí gravitačních sil nebo odvodňováním ve vákuu, stlačováním nebo bez stlačování a pomocí vypařování.

Používaný výraz vodnatá masa vytvářející papír znamená vodnatou.suspenzi (kal) vláken vytvářejících papír a chemikálie, které budou dále popsány.

Používané výrazy vrstvená jemná papírová tkanina, vrstvená papírová tkanina, vrstvený papírový arch a vrstvený papírový výrobek se týkají archů papíru zhotoveného ze dvou nébo více vrstev vodnaté masy vytvářející papír, které se skládají z různých typů vláken, které obsahují relativně dlouhá vlákna měkkého dřeva a krátká vlákna tvrdého dřeva, která se používají ve výrobě jemného (hedvábného) papíru. Vrstvy se zhotovují z usazenin jednotlivých pramenů zředěných vláknitých suspenzí na jednom nebo více nekonečných děrovaných sítech. Jestliže jsou jednotlivé vrstvy z počátku vytvářeny na oddělených_ drátech, jsou tyto vrstvy následně zkombinovány (za mokra), aby vytvořily vrstvenou, složenou tkaninu.

Prvním krokem výrobního procesu je vytváření vodnaté masy vytvářející papír. Masa obsahuje vlákna vytvářející papír (zde někdy nazývána buničinou) a směs alespoň jedné kvartérní sloučeniny čpavku, vícemocné sloučeniny a pojiv, které zde budou dále popsány.

Předpokládá se, že buničina ve své rozmanitosti bude běžně obsahovat vlákna vytvářející papír, použitá u tohoto vynálezu. Mohou se použít i jiná vlákna než celulózová, například bavlněná podložka, vylisovaná cukrová třtina, rýže atd. Buničina, která se zde používá obsahuje chemickou buničinu například Kraft, sulfitovou nebo sulfátovou buničinu, stejně jako mechanickou buničinu zahrnující například dřevitou drť, termodynamickou buničinu a chemicko-termomechanickou buničinu (CTMP). Může se použít i buničina získaná z listnatých nebo jehličnatých stromů.

Použít se dá rovněž buničina z tvrdého i měkkého dřeva a jejich směsi. Výraz buničina z tvrdých dřevin se týká vláknité buničiny získané z dřevité složky listnatých stromů (angiospermy), výraz buničina z měkkých dřevin se týká dřevité buničiny získané-z jehličnatých stromů (gymnospermy). Buničina z tvrdých dřevin například z eukalyptú je zvláště vhodná pro výrobu vnější vrstvy vrstvené tkaniny, zatímco buničině Kraft se dává přednost při výrobě vnitřní vrstvy. Aplikovat se u tohoto vynálezu dají rovněž vlákna z recyklovaného papíru, který může obsahovat kteroukoliv nebo všechny kategorie a jiné nevláknité materiály, například plnidla a lepidla, používaná k usnadnění výroby papíru.

Chemická změkčovadla

U tohoto vynálezu se používá jako základní složka směs kvartérní sloučeniny čpavku a vícemocné sloučeniny. Poměr kvartérní sloučeniny a více,mocné sloučeniny je v rozmezí 1,0:0,1 až 0,1:.1,0, lépe je-li váhový poměr kvartérní sloučeniny čpavku k vícemocné sloučenině okolo 1,0:3,0 až 0,3:1,0, nejlépe dosahuje-li tento poměr hodnot okolo 1,0:0,7 až0,7:l,0, přičemž tento poměr se mění podle molekulové hmotnosti příslušné vícemocné sloučeniny a/nebo použité kvartérní sloučeniny čpavků.

Každý typ těchto sloučenin bude dále popsán.

A. Kvartérní sloučenina čpavku

Chemické změkčovadlo obsahuje jako základní složku

-kvartérní sloučeninu čpavku, a to v množství od 0,01% do 3>O0% hmotnosti, lépe od 0,01% do 1,00% hmotnosti kvartérní sloučeniny čpavku, která má vzorec

V uvedené struktuře představuje každé R_x uhlovodíkovou skupinu (nejlépe mastnou -tallow) C14-C22, a R2 je alkylo nebo hydroxyalkylová skupina, nejlépe C1-C3 alkyl, a kde X^- je vhodný anion, například haloid (chlorid nebo bromid) nebo methyl sulfát. Jak se uvádí v Swern, Rd. in Bailey's Industrial Oil and Fat Products, třetí vydání, John Wiley a synové (New York 1964) je tallow-lůj v přírodě se vyskytující materiál s proměnným složením. V tabulce 6.13 uvedené publikace, vydané Swernem, je uvedeno, že 73% a více mastných kyselin loje obsahují 16 až 18 atomů uhlíku. Polovina mastných kyselin přítomných v loji jsou nenasycené kyseliny, zvláště jsou-li ve formě kyseliny olejové. Syntetické i přírodní loje patří do rozsahu tohoto vynálezu. Přednost se dává tomu, aby každý R^ byl C16-C18 alkyl, nejlépe C18 alkyl s rovným řetězcem.

Přednost se dává tomu, aby každý R_z byl methyl a X^- chlorid nebo methyl sulfát.

Vzorky kvartérních sloučenin čpavku, které jsou vhodné pro použití podle tohoto vynálezu, zahrnují známé soli dialkyldimethylammonia, jako například ditallow·dimethyl ammonium chlorid, ditalow dimethylammonium methyl sulfát, di(hydrogenovaný)tallow dimethyl ammonium chlorid? s di(hydrogenovaný)tallow dimethyl ammonium methyl sulfát, kterému se dává přednost. Tento materiál je komerčně dostupný u Sherex Chemical Company lne, of Dublin, Ohio, pod obchodním jménem, Varisoft 137.

B.· Vícemocné sloučeniny

Chemické změkčovadlo obsahuje jako základní složku od 0,01% do okolo 3,0% váhových jednotek, lépe od 0,01% do 1,00% vícemocných sloučenin.

Příklady vícemocných sloučenin použitelných u tohoto vynálezu zahrnují glyceroly, sorbitoly, polyglyceroly, jejichž průměrná molekulová hmotnost je od 150 do 800, polyoxypropylen glykoly, jejichž průměrná molekulová hmotnost je od 200 do 4000,lépe od 200 do 1000, nejlépe od 200 do 600.

Polyoxypropylen glykoly jejichž molekulová hmotnost je od 200 do 600 jsou nejvíce žádány. Lze použít i směsi výše uvedených vícemocných sloučenin. Například směs glycerolu a polyoxyethylen glykolu s průměrnou molekulovou hmotností od 20 do 1000, lépe cd 200 do 600, se u tohoto vynálezu dá rovněž použít. Váhový poměr glycerolu k polyoxyethylen glykolu je v rozmezí od 10:1 až do 1:10.

Zvláště preferovanou vícemccnou sloučeninou je polyoxyethylén glykol, jehož průměrná molekulová hmotnost je okolo 400. Tento materiál je na trhu k dispozici od spol. Union Carbide Company of Danbury, Connecticut, pod obchodním názvem PEG-400.

Chemická změkčovadla již popsaná, to je směs kvartérní sloučeniny čpavku a vícemocné sloučeniny, se ředí na požadovanou koncentraci a tvoří disperzi, před tím než se přidá do vodného kalu vláken vytvářejících papír, a to na mokrém konci papírenského stroje ve hodném místě, před stadiem formování na Fourdrinierově drátěnce. Aplikace výše popsaných změkčovadel po vytvoření mokré jemné tkaniny a před sušením tkaniny před dokončením, dodá tkanině rovněž měkkost, absorpčnost a pevnost za mokra, což je vše zahrnuto do rozsahu tohoto vynálezu. ..... ' ......

3ylo zjištěno, že chemická změkčovadla jsou mnohem efektivnější, jestliže kvartérní sloučenina čpavku a vícemocné sloučeniny jsou nejdříve spolu smíchány a potom přidány do masy, ze které se vyrábí papír. Způsob, kterému se dává přednost a bude podrobněji popsán v příkladu 1, sestává nejprve z prvního zahřívání vícemocné sloučeniny na teplotu okolo 66°C a následného přidání kvartérní sloučeniny čpavku do horké vícemocné sloučeniny, aby se vytvořila homogenní tekutina. Váhový poměr kvartérní sloučeniny čpavku a vícemocné sloučeniny je v rozsahu od 1.0:0,1 do 0,1:1,0, lépe od 1,,0:0,3 do 0,3:1,0, nejlépe od 1,0:0,7 do 0,7:1,0, ačkoliv tento poměr se bude měnit v závislosti na molekulové hmotnosti příslušné sloučeniny a/nebo použité kvartérní sloučeniny čpavku.

Neočekávaně se zjistilo, že absorpce vícemocné sloučeniny papírem se významně zvyšuje, jestliže se předem smíchá s kvartérní sloučeninou čpavku a přidá se do papíru podle již popsaného způsobu. Ve skutečnosti po přidání vícemocné sloučeniny a kvartérní sloučeniny čpavku do vláknité celulózy, zůstává v ní nejméně 20% těchto sloučenin. Retenční úroveň kvartérní sloučeniny čpavku a vícemocné sloučeniny má hodnotu od 50% do 90% dodané úrovně. Důležité je, že absorpce probíhá při koncentraci a v časovém období, které jsou v procesu, výroby papíru prakticky výhodné. Aby se lépe pochopila překvapivě vysoká retenční rychlost vícemocných sloučenin v papíru, studovala se po fyzikální stránce rozpustnost roztoku a vodnaté disperze di(hydrogenovaného)tallow dimethylammonium methyl sulfátu (DHTDMAMS) a polyoxyethelen glykolu 400.

Aniž bychom se chtěli vázat na teorii, ani se jinak omezovali jenom na tento vynález, nabízíme následující diskusi pro objasnění, jakým způsobem kvartérní sloučenina čpavku zvyšuje absorpci vícemocné sloučeniny papírem.

Informace o stavu DHTDMAMS, R N+(CH ) ,CH OSO a DODMAMS se získávají pomocí dat rentgenových paprsků a NMR (Nuclear Magnetic Resonance- nukleární magnetická resonance), o komerčních směsích. DODMAMS ((C H ) N+(CH ) ,CH OSO )) je hlavní složkou DHTDMAMS a slouží jako modelová sloučenina pro komerční směs.

Je užitečné nejprve zvážit jednodušší systém DODMAMS a teprve potom komplexnější komerční směs DHTDMAMS.

V závislosti na teplotě může DODMAMS existovat v kterékoliv

Λ ze čtyř fází: dva polymorfní krystaly (X a X* ) a lamelární (LAM) tekutý krystal nebo tekutá fáze. Krystal X** existuje od nižší teploty než je teplota v místnosti, až do 47°C. Při této teplotě se transformuje na polyfořmní krystal X* který se při teplotě 72°C .transformuje na LAM tekutou fázi krystalu. Tato fáze se zpětně transformuje při teplotě 15°C na izotropní tekutinu. DHTDMAMS se svým fyzikálním chováním podobá DODMAMS, ale s tou výjimkou, že teplota přeměny fáze bude snížena a _ „ „ Λ „z rozsirena. Tak například přeměna krystalu X na X probíhá při teplotě 27°C u DHTDMAMS oproti 47°C v případě DODMAMS. Rovněž kalorimetrická data ukazují, že mnoho krystalů * přeměny fáze Lam nastává spíše u DHTDMAMS než u DODMAMS. Vzniklá nejvyšší teplota při této přeměně, ve shodě s daty rentgenových paprsků, je 56°C.

DODMAC (Dioctadecil dimethyl ammonium chlorid) vykazuje kvalitativně jiné chování než DODMAMS v tom, že Lam tekutá fáze krystalu v této sloučenině neexistuje (Lasughlin a spol., Journal of Physical Chemistry, Physical Science of the Dioctadecildimethylammonium Chlorid-Water System. Equillibrium Phase Behavior, 1990, díl 94, str. 2546-2552). Tento rozdíl není, při použití této sloučeniny (nebo komerčně analogické DHTDMAC) při úpravě papíru, tak důležitý.

Směsi DHTDMAMS s PEG-400

Studuje se směs těchto materiálu, jejichž váhový poměr je 1:1. Ukazuje se že DODMAMS a PEG jsou nésmisitelné při vysokých teplotách, při kterých existují jako tekuté fáze. Jelikož směsi obou tekutin se ochlazují, odděluje se ze směsi fáze Lam. Tato studie proto ukazuje, že tyto dva materiály, které jsou při vysoké teplotě nemísitelné se stávají při nižší teplotě mísitelnými s Lam tekutou krystalickou fází. Při ještě nižší teplotě se očekává, že se tekutá fáze krystalu oddělí od Lam fáze a sloučeniny se opět stanou nemísitelnými.

V těchto studiích se proto navrhuje, aby se z důvodu vytváření dobrých vodních disperzí DHTDMAMS a Peg-400, udržovala směs ředěná vodou na teplotě, při které jsou obě sloučeniny mísitelné.

Směsi DHTDMAC s PEG-400

Studium fáze těchto dvou materiálu, při které se používá krok ředění, demonstruje, že jejich fyzikální chování je podstatně rozdílné od chování DHTDMAMS. Nevyskytuje se zde tekutá fáze krystalu. Tyto sloučeniny jsou mísitelné jako tekuté roztoky při širokém rozsahu teplot, což ukazuje, že se mohou připravit z těchto směsí disperze v srovnatelném rozsahu teplot. Neexistuje horní teplotní limit smísitelnosti.

Příprava disperzi

Disperze kteréhokoliv z uvedených materiálu se připravuje zředěním směsi, která se uchovává při teplotě, při které vícemocné .sloučeniny a kvar.térní sůl. čpavku jsou mísitelné s vodou. Nezáleží na ~om, mísí-li se v tekuté krystalické fázi (jak je tomu u DHTDMAMS) nebo v tekuté fázi ( jako u DHTDMAC). Ani DHTDMAMS a ani DHTDMAC nejsou ve vodě rozpustné, takže rozpouštění každé suché fáze bude mít za následek, že se kvartérní sloučenina čpavku vysráží do malých částic. Obě kvartérní sloučeniny čpavku se vysráží při zvýšené teplotě jako tekutá krystalická forma v zředěném vodním roztoku, a nezáleží na tom, zda suchý roztok měl formu tekutou nebo tekutou krystalickou. Vícemocná sloučenina je ve vodě rozpustná v každém množství, a proto se nesráží.

Elektronová mikroskopie za nízkých teplot dokazuje, že částice přítomné v disperzi mají velikost okolo 0,1 až 1,0 mikrometrů, a jejich struktura se značně mění. Některé mají tvar archu (zakřiveného nebo plochého), zatímco jiné mají tvar uzavřeného puchýřku. Membrány všech těchto částic jsou dvouvrstvé, molekulární velikosti, kde na horní skupiny působí voda, spodní jsou spolu. Předpokládá se že PEG je spojen s částicemi. Aplikace.disperze připravované tímto způsobem pro výrobu papíru má za následek připojeni ionu kvartérního čpavku k papíru, čímž se značně zvýší absorpce vícemocné sloučeniny papírem a zvýší se měkkost s retencí vlhkosti.

Stav disperzí

Jestliže se uvedené disperze ochladí, může nastat částečná krystalizace materiálu uvnitř kollodiových částic. Je pravděpodobné, že dosažení rovnovážného stavu bude vyžadovat dlouhý čas (snad měsíce), aby se membrány uvnitř těchto částic (které jsou v interakci s papírem) dostaly do neuspořádaného stavu.

Má se za to, že puchýřky obsahující DHTDMAMS a PEG, se po vysušení vláknitého buničitého materiálu roztrhnou. Jakmile je puchýřek roztržený, může většina složek PEG proniknout do vnitřních částí buničitých vláken, čímž se zvýší jejich pružnost. Důležité je, že část PEG zůstane na povrchu vlákna, kde způsobuje zvýšení rychlosti absorpce buničitého vlákna. Vlivem interakcí iont, zůstává většina složek DHTDMAMS ma povrchu buničitého vlákna, čímž se zlepšuje pocit při dotyku povrchu a měkkost papírového výrobku.

Pojivá (vazební materiály)

Výrobek podle tohoto vynálezu obsahuje jako základní složku oď 0,01% dc 3,0%, lépe cd 0,01 do 1% pojivá vybraného ze skupiny obsahující pryskyřice odolné proti vlhkosti, trvale odolné proti vlhkosti, odolné proti suchu, retenční pryskyřice a jejich směsi. Pojivá působí proti cupování a rovněž proti ztrátě pevnosti v tahu, což bývá způsobeno přítomností chemických zmékčovadel.

Požadujeme-li stálou odolnost proti vlhku,mohou se pojivá vybrat z následujících skupin chemikálií:

polyamid-epichlorhydrinu,polyakrylamidu, styren-butadienových·- latexů, nerozpustných polyvinylalkoholů, ureaformaldehydů, polyethylenimidú, polymerů chitosanu a jejich směsí. Polyamid-epichlorhydrinové pryskyřice jsou kationové pryskyřice odolné proti vlhku, které se zdají být zvláště využitelné.

Vhodné typy těchto pryskyřic jsou popsány v U.S, patentu 3,700,323, vydaném dne 24.října 1972 a 3,772,076 dne 13-.--listopadul973 na jméno Keim. Oba patenty jsou zařazeny, pro porovnání. Komerčním zdrojem polyamid-epichlorhydrinových pryskyřic je spol. Hercules,lne. of Wilmington, Deleware, která je prodává pod značkou Kymeme 557H.

Polyakrylamidové pryskyřice se rovněž dají použít jako pryskyřice odolné proti vlhku, nebo jako retenční pryskyřice. Jsou popsány v U.S. patentu 3,556,932, vydaném 19.ledna 1971 na jméno Coscia a spol., a 3,556,933, vydaném 19.ledna 1971 na jméno Williams a spol. Oba patenty jsoun zařazeny pro porovnání. Komerčním zdrojem polyakralamidových pryskyřic je American Cyanamid Co. of Stanford,Connecticut, která dodává jednu z pryskyřic pod názvem Pařez 631NC. Jiným zdrojem pro kationové polyakrylamidové pryskyřice je Allied Colloids of Suffolk, Virginia, a Hercules, Inc.of Wilmington, Delavare, která obchoduje s těmito pryskyřicemi pod názvem Percol 175 a Reten 1232.

Dalšími vhodnými ve vodě rozpustnými kationovými pryskyřicemi jsou urea formaldehydové a melamin formaldehydové pryskyřice. Obvyklejšími funkčními skupinami těchto vícefunkčních pryskyřic jsou skupiny obsahující dusík,, například amino skupiny a skupiny methylolu vázaných na dusík. Pryskyřice typu polyethylenimidu se dají rovněž použít.

Požaduje-li se dočasná odolnost proti vlhku, mohou se pojivá nalézt u následujících skupin pryskyřic trvale odolných proti vlhku a existujících na bázi škrobu:

kationic dialdehydová praskyřice na bázi škrobu ( například ČaTldas vyráběná^- japbňškbúlšpbTl Jápan^Cárlět 'nebo“^CCbond“L0 0 Oy* kterou vyrábí National Starch); disaldehydový škrob a/nebo pryskyřice popsaná v U.S, patentu 4,981,557, vydaném 1.ledna 1991 na jméno Bjorkquist.

Požaduje-li se odolnost za sucha, mohou se pojivá vybrat ze skupiny těchto materiálů: polyakrylamidů (například kombinaci Cypro 514 a Accostrength 711, vyráběné spol. American cyanamid of Wayne, N.J.), škrobových (například z kukuřičného škrobu nebo bramborového škrobu), polyvinilalkoholu (například Airvol 540, vyráběný spol. Air Products, lne, of Allentown, Pa), gum z guarových nebo locustových zrn, polyakralátových latexů a/nebo karboxylmethylové buničiny- (Aqualon CMC-T od Aqualon Co. Wilmington, DE). Obecně lze říci, že vhodný škrob, použitelný u tohoto vynálezu, je charakteristický tím, že je rozpustný ve vodě a hydrofilitou. Vzorové škrobové materiály včetně kukuřičného škrobu a bramborového škrobu, neomezují rozsah použití škrobových materiálů, rovněž se dává přednost škrobu z voskové kukuřice, průmyslově známým jako amiokovy škrob. Amiokovy škrob se od běžného kukuřičného škrobu liší tím, že je zcela amylopectinem, zatímco kukuřičný škrob obsahuje jak amylopectin tak i amylozu. Různé vlastnosti amiokového škrobu jsou popsány v Amioca-The starch from Waxy Corn, H.H. Sqňopmeyer, food Industries, prosinec 1945, str.106-103 (díl. str.1476-1473). Škrob se může vyskytovat jako granulovaný nebo jako disperze, přednost se však dává granulovanému. Škrob se musí povařit, přičemž granule nabobtnají Přednost se dává nabobtnalým granulím, například vařením, které dosahují velikosti granulí před uvedením do stavu disperze. 0 takto vysoce nabobtnalých granulích se bude dále hovořit jako o plně uvařených granulích . Podmínky vytvoření disperze se budou měnit v závislosti na velikosti granulí škrobu, stupni krystalizace granulí a množství přítomné amylosy. Plně uvařený škrob z amioky se může například připravit zahříváním vodného kalu škrobových granulí s konzistenci 4X, při teplotě okolo 88°C, po dobu 30 až 40 minut. Jiný použitelný škrobový materiál může obsahovat modifikované kationové škroby, například takové, které obsahují skupiny dusíku, například amino skupiny a methylové skupiny vázané na dusík, které jsou k dispozici u National Starch and Chemical company (Bridgewater, New Jersey). Takto modifikované škroby se převážně používají jako aditiv z masy dřevěné drtě pro zvýšení odolnosti proti vlhku/suchu. Po zvážení skutečnosti, že modifikované škroby jsou mnohem nákladnější než nemodifikované, dává se přednost nemodifikovaným. Metody aplikace jsou stejné jako ty, které již byly popsány v souvislosti s aplikacemi jiných chemických aditiv, přičemž přednost se dává přidáním aditiv na mokrém konci výrobního zařízení, sprejováním, a méně již tištěním» Pojivo se může do tkaniny jemného papíru přidat samostatně, nebo současně před přidáním nebo po přidání změkčovadla, absorpčních nebo estetických aditiv. Alespoň efektivní množství pojivá, nejlépe škrobu, které slouží pro ovládání odolnosti proti cupování a zvýšení odolnosti proti vysoušení (ve srovnání s případem, kdy se pojivo do archu papíru nedodá, který je ale jinak naprosto stejný), se přidává do archu papíru. Přibližně 0,01% až 3,,0% pojivá zůstává ve vysušovaném archu, počítáno na hmotnost suchého vlákna, lépe když zůstává 0,1% až 1,0% pojivá, nejlépe škrobu. , *

Druhým krokem výroby podle tohoto vynálezu je usazování masy vytvářející vrstevnatý papír, při použití již popsaného chemického změkčovadla a pojivá jako aditiva, na děrovaný povrch. Třetím krokem je odstranění vody z masy, která se' usadila. Technika se zařízením, která se dá pro zajištění těchto kroků použít, bude odborníkům v oboru zřejmá. Provedeni vrstveného jemného papíru podle tohoto vynálezu obsahují, na bázi suchých vláken, chemická změkčovadla a pojivá v množství okolo 0,01% do 3,0%, lépe od 0,1% do 1,0% (váhového množství).

Tento vynález se dá aplikovat obecně na vrstevnatý jemný papír, včetně vrstveného papíru lisovaného pomocí procesu s plstí, zhuštěného vrstveného jemného papíru se vzorkem a objemného nezpevněného vrstveného papíru. Výrobky z vrstveného jemného papíru mohou mít jednu nebo více vnějších vrstev. Konstrukce vytvořené z vrstvených papírových tkanin jsou popsány v U.S. patentu 3,994,771, vydaném a na jméno Morgan Jr. a spol, dne 30.listopadu 1976. Obecně platí, že kompozitní výrobek, kladený za mokra, objemná, měkká a absorpční struktura se připravuje ze dvou a více vrstev masy, kdy tyto vrstvy obsahují různé typy vláken. Vrstvy jsou vytvářeny z usazenin oddělených proudů zředěných vláknitých kalů, kdy dlouhá vlákna pochází z měkkého dřeva a krátká vlákna z tvrdého dřeva, tak jak to bývá obvyklé při výrobě vrstveného papíru na více nekonečných děrovaných sítech. Jsou-li jednotlivé vrstvy zpočátku vytvářeny na oddělených drátěnkách, potom se následně kombinují (ještě za mokra) tak, aby vytvářely vrstevnatou tkaninu. Tkanina se potom přizpůsobí povrchu sušícího a vytlačovacího síta, a to pomocí tlaku kapaliny na tkaninu, dále se předsušuje, což je součástí výroby papíru s nízkou hustotou. Vrstevnatá tkanina je zvrstvená s přihlédnutím k typu vlákna nebo obsahu vlákna v příslušných . vrstvách, kdy tento typ nebo obsah může být ve vrstvách stejný. Vrstvený jemný papír má měrnou hmotnost mezi 10 g/m² a 65 g/m² a hustotu okolo 0,60 g/cm³, nebo méně. Přednost se dává hodnotám měrné hmotnosti pod 35 g/m² a méně, a hustotě okolo 0,30 g/cm³ a méně. Nejlépe, dosahuje-li hustota hodnoty mezi 0,04 gem³ a 0,20 gem³.

Tkanina vrstveného jemného papíru podle tohoto vynálezu zahrnuje nejméně dvě nad sebou umístěné vrstvy, první vrstvu a alespoň jednu druhou vrstvu přilehlou k první vrstvě. Přednost se dává tomu, aby vrstvená tkanina obsahovala tři nad sebou umístěné vrstvy, a to vnitřní nebo střední vrstvu a dvě vnější vrstvy, kdy střední vrstva je umístěna mezi dvěma vnějšími vrstvami. Obě vnější vrstvy obsahují prvotní vláknitou složku složenou ze 60% a více z poměrně krátkých vláken o průměrné délce vlákna mezi 0,2 a 1,5 mm. Tato krátká vlákna jsou z tvrdého dřeva, nejlépe z eukaliptů. Alternativně se dají použít pro svoji nízkou cenu i krátká vlákna, jako například sulfitová vlákna, vlákna termomechanické drtě, vlákna z chemicko-mechanické drtě (CTMP), recyklovaná vlákna, včetně vláken f rákčióncvaňýčh' z recyklovaných vláken a jejich směsi, a.....to u vnějších vrstev a smíchaná i u vnitřní vrstvy. Vnitřní vrstva obsahuje prvotní vláknitou složku ve váhovém množství 60% a více z dlouhého vlákna, s délkou vlákna v průměru nejméně 2,0 mm. Tato dlouhá vlákna jsou z měkkého dřeva, nejlépe z vláken Kraft, severského měkkého dřeva. Obr.l znázorňuje příčný řez toaletním ubrouskem, který se skládá ze tří vrstev tvořící sendvič. Třívrstvý sendvič 10 zahrnuje tři nad sebou uložené vrstvy, vnitřní vrstvu 12 a dvě vnější vrstvy 11.

Vnější vrstvy 11 jsou zhotoveny z krátkých vláken 16, zatímco vnitřní vrstva 12 obsahuje dlouhá vlákna 17.

U alternativního provedení tohoto vynálezu, se vrstevnatý jemný papírový výrobek vytváří položením alespoň dvou vrstev těsně k sobě. Tak například dvousendvičový výrobek obsahuje první dvouvrstvou tkaninu z jemného papíru a druhou dvouvrstvou tkaninu, které jsou položeny na sebe. V tomto případě je každý sendvič dvouvrstvá jemná tkanina s první a . druhou vrstvou. První vrstva obsahuje krátká vlákna z tvrdého dřeva a druhá vrstva obsahuje dlouhá vlákna z měkkého dřeva.

Oba sendviče jsou kombinovány tak, že krátká vlákna každého sendviče jsou směrována ven, a vrstvy obsahující dlouhá vlákna jsou směrována dovnitř. Obr.2 schematicky znázorňuje příčný řez dvousendvičového dvouvrstvého toaletního ubrousku podle tohoto vynálezu. Tkanina dvouvrstvého dvojitého sendviče 20 sestává ze dvou sendvičů 15, které k sobě těsně přiléhají. Každý sendvič 15 sestává z vnitřní vrstvy 19 a vnější vrstvy 18. Vnější vrstvy sestávají z krátkých vláken 16., zatímco vnitřní vrstvy 19 z dlouhých vláken 17. Podobně se může zhotovit výrobek ze tří sendvičů tím, že se na sebe položí tři vrstvené tkaniny z · jemného papíru.

Z toho co bylo řečeno ba se nemělo vyvozovat, že tento vynález je omezen pouze na výrobky z jemného tenkého papírů, které mají tři vrstvy v jednom sendviči, nebo dva sendviče se dvěma vrstvami atd. VýrobkýHz“těnkého^apíTů“ sestava j~icř^ze“tří^ nebo více sendvičů po jedné nebo více vrstvách se rovněž považují za součást rozsahu tohoto vynálezu.

, Přednost se dává tomu, aby většina kvartérní sloučeniny čpavku a vícemocné sloučeniny byla obsažena v nejméně jedné vnější vrstvě tkaniny vrstveného papíru. Zjistilo se, že chemické změkčovadlo je nejefektivnější, jestliže se přidalo do vnější vrstvy sendvičů tenkých a jemných papírových výrobků. Směs kvarterní sloučeniny a vícemocné sloučeniny zvyšuje jak měkkost, tak i absorpční vlastnosti vrstveného papírového výrobku podle tohoto vynálezu. S odvoláním na obr.l a 2, chemické změkčovadlo obsahující směs kvartérní sloučeniny čpavku a vícenásobné sloučeniny je zde reprezentováno černými kroužky 14, Na obr.l a 2 je možné vidět, že většina chemického změkčovadla 14 je obsažena ve vnější vrstvě 11 a 18.

Rovněž se zjistilo, že odpor papírového vrstveného výrobku proti cupování klesá s výskytem kvartérních sloučenin čpavku a vícemocných sloučenin. Proto se pro úpravu cupování a zvýšení pevnosti v tahu používají pojivá. Přednost se dává tomu, aby bylo pojivo obsaženo ve vnitřní vrstvě a nejméně v jedné z vnějších vrstev tkaniny vrstveného výrobku. Je lepší, jestliže je pojivo obsaženo v celém vrstveném výrobku, to je ve vnitřních i vnějších vrstvách. Na obr.l a 2 je pojivo znázorněno jako bílé kroužky 13. Na obrázcích je vidět, že většina pojivá 13 je obsažena ve vnitřní vrstvě 12 a 19. U alternativního provedení (není znázorněno), kterému se dává přednost, je pojivo obsaženo alespoň v jedné vnější vrstvě, lépe v obou vnějších vrstvách vrstveného papírového výrobku.

Kombinace chemického změkčovadla, obsahujícího kvartérní sloučeninu čpavku a vícemocnou sloučeninu, s pojivém má za následek, že výrobek má vynikající měkkost, absorpční schopnost a odolnost proti cupování. Výběrové přidávání většiny chemického změkčoyadla do vnější vrstvy nebo sendviče jemného papíru, zvyšuje jeho efektivnost. Pojivá jsou rozptýlená celým tenkým a jemným archem a ovlivňují jeho odpor proti cupování. Stejně jako chemické změkčovadlo, musí se i pojivo selektivně přidávat tam, kde je ho potřeba.

Obvyklým způsobem'stlačené vrstvené jemné papíry a způsob . jejich výroby jsou v oboru dobře známé. Taková papír se vyrábí tak, že se masa vytvářející papír položí na drátěnku. tato drátěnka se v odborných kruzích nazývá Fourdrinierovu dráténkou. Jakmile je masa umístěna na drátěnku, nazýváme ji tkaninou. Tkanina se zbaví vody tím, že se přenese na plst, na které se stlačí a suší při zvýšené teplotě. Zvláštní technické postupy a typické zařízení pro výrobu tkaniny'podle postupu, který byl popsán, jsou v oboru známé. V průběhu výrobního procesu je drť s nízkou konsistenci získávána v nátokové skříni Nátoková skříň má otvor, kterým se do skříně dodává tenká vrstva masy drtě na Fourdrinierovu drátěnku, aby se zde vytvořila požadovaná mokrá tkanina. tkanina se následně zbavuje vody až do konsistence vláken mezi 7% a 25% (celkové hmotnosti tkaniny), a to vakuovým způsobem a dále stlačováním, při kterém je tkanina stlačována protilehlým mechanickým prvkem, například válečkovým mechanismem.

Tkanina bez vody je dále stlačována v průběhu dopravy a je dále vysoušena v tzv. Yankeeho sušičce. Tlak u této sušičky je vyvolán mechanickými prostředky, například přítlačným válcovým bubnem, který tlačí proti tkanině. Na tkaninu může rovněž působit vakuum, a to v době, kdy je tkanina tlačeno proti Yankeeho povrchu. Muže se použít několik Yankeeho sušiček, přičemž je tkanina dále stlačována mezi válci. Vrstvené struktury jemného papíru, které se takto vyrábí, se nazývají stlačené vrstvené papírové struktury. Takové archy papíru se považují za kompaktní, jelikož tkanina je podrobena mechanickému stlačování, zatímco vlákna jsou vlhká a potom sušena ve stlačeném stavu.

Vzorek zhuštěného vrstveného jemného papíru je charakteristický tím, že má velké objemové pole s poměrně nízkou hustotu vláken a seskupení zhuštěných zón s poměrně vysokou hustotou vláken. Velké objemové pole je charakteristické tím, že^-vytváří^-tzvt pólstářověpólé7Zhuštěnézóny se nazývají klubkové oblasti (knuckle regions). Zhuštěné zóny mohou být nespojitě rozmístěny v.objemových polích, nebo mohou být navzájem spojeny, plně nebo částečně, uvnitř objemového pole. Výrobní postup vzorované zhuštěné tkaniny, kterému se dává přednost, je uveden v U.S. patentu 3,301,746, vydaném na jméno Sanford a Sisson dne 31.ledna 1967 a v U.S. patentu 3,974,025, vydaném na jméno Peter G. Ayers dne 10.srpna 1976 a v U.S. patentu 4,637,859 vydaném na jméno Paul D. Trokhan dne 20.ledna 1987. Všechny patenty zařazujeme pro porovnání. Obecně platí, že vzorované zhuštěné tkaniny se připravují tak, že se masa umístí na drátěnku, například Fourdrinierovu, kde se vytvoří mokrá tkanina, a potom se tato tkanina položí proti soustavě podpěr, přičemž vznikají zhuštěné zóny tkaniny v místech dotyku mokré tkaniny s podpěrami. Zbytek tkaniny, který nebyl během operace stlačen, se nazývá objemové pole.

Toto objemové pole může být dále odhuštěno pomocí tlaku kapaliny, tak jak je tomu při použití vakuového zařízení nebo profukovacího vysoušeče. Tkanina se odvodní a volitelně předsuší a to takovým způsobem, aby se objemové pole nevystavilo tlaku. Dosahuje se toho použitím tlaku kapaliny, jako při použití vakuového'zařížení”ňěbo“profukovačTRo vysoušeče, nebo alternativně použitím mechanického stlačování tkaniny proti soustavě podpěr, přičemž objemové pole není stlačováno. Operace odvodňování a předsoušení a vytváření zhuštěných zón se může integrovat, nebo alespoň částečně integrovat, aby se snížil celkový počet výrobních kroků. Po utvoření zhuštěných zón, odvodnění a předsušení, je tkanina vysušena do konečné formy, přičemž se stále dbá na to, aby nedocházelo k mechanickému stlačování. Kolem 3% až 55% povrchu vrstveného papírového výrobku obsahuje zhuštěná klubka, která mají hodnotu relativní hustoty nejméně 125% hodnoty hustoty objemového pole.

Soustavou podpěr je nosič pletiva s vtisky, který má do vzoru rozmístěné klouby, které působí jako soustava podpěr, které usnadňují vytvářeni zhuštěných zón po aplikaci tlaku.

Vzor klubek vytváří soustava podpěr, o kterých již byla řeč.

Nosič pletiva s vtisky je uveden v U.S. patentu 3,301,746,...........

vydaném na jméno Stanford a Sisson, dne 31.ledna 1967 a v U.S. patentu 3,821,068, vydaném na jméno Salvucci, Jr. a spol., dne 21.května 1974, dále v U.S.patentu 3,974,025, vydaném na jméno Ayers, dne 10.srpna 1976, dále v U.S. patentu 3,573,146, 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 4,628,239, vydaném na jméno Trokhan, dne 9.července 1985. Všechny patenty jsou zde zařazeny pro porovnání.

Masa je přetvářena na mokrou tkaninu na děrovaném nosiči, jakým může být Fourdrinierova drátěnka. Tkanina se zbavuje vody a dopravuje se na pracoviště s pletivem, které obsahuje vtisky. Masa se alternativně může nejprve umístit na děrovaný podpůrný nosič, který rovněž pracuje jako pletivo s vtiskem. Jakmile se tkanina vytvoří, je zbavena vody a tepelně se suší tak dlouho, až se dosáhne vybrané konsistence s hodnotou od 40% do 80%. Vody se tkanina může zbavit v sacích boxech nebo jiných vakuových zařízeních, nebo v profukovacích sušičkách. Klubkové vtisky, na pracovišti vtisku, jsou do tkaniny vtisknuty tak, jak to již bylo uvedeno, ještě před konečným vysušením. Dosáhnout se toho dá pomocí mechanického tlaku. Dělá se to například tak, že se proti sušicímu bubnu, například Yankeeho sušičce, přitlačí válečky, které podpírají pletivo s vtisky, když je tkanina umístěna mezi válečky a sušicím bubnem. Přednost se rovněž dává způsobu, při kterém je tkanina tlačena proti pletivu s vtisky, před konečným sušením, pomocí tlaku kapaliny a vakuového zařízení, například sacího boxu, nebo profukovací sušičky. Tlak kapaliny se může použít pro vyvolání vtisku zhuštěných zón během počátečního procesu zbavování se vody, a to v samostatném následujícím stupni výroby, nebo při kombinaci těchto postupů.

Nekompaktní/^nevzóřóvané^-a zhuštěné vrstvené struktury ~ jemného papíru jsou popsány v U.S. patentu 3,812,000, vydaném na jméno Joseph Salvucci, Jr. a Peter N. Yiannos dne 21.května 1974, v U.S. patentu 4,208,459, vydaném na jméno Henry E: Backer, Albert L. McConnel a Richard Schutte dne 17.června 1980. Oba patenty jsou zde zařazeny pro porovnání. Obecně platí, že nekompaktní, nevzorované a zhuštěné vrstevnaté struktury jemného papíru se připravují tak, že se papírová hmota umístí na děrovanou drátěnku, například na Fourdrinierovu drátěnku, na které se vytváří mokrá tkanina, která se dále zbavuje vody bez použití mechanického tlaku tak dlouho, až dosáhne konsistence nejméně 80%, a nakonec se tkanina krepuje. Voda se odstraňuje ve vakuu a tepelným vysoušením. Výslednou strukturou je měkký, ale křehký arch z masy nekompaktních vláken. Pojivo se na určité části tkaniny přidává ještě před krepováním. Vrstvená papírová jemná tkanina se používá všude tam, kde se požaduje měkká, absorpční vrstvená jemná papírová tkanina. Zvláště výhodné je použití této tkaniny při výrobě toaletních a líčidlových výrobků. Tak se například mohou spojit dva sendviče dvouvrstvé jemné papírové tkaniny a vytvořit tím dvousendvičový toaletní výrobek.

Stanovení molekulové hmotnosti

A. Úvod

Základní odlišující charakteristikou polymerních materiálů je jejich velikost molekuly. Vlastnosti, které umožňují použití polymerů při různých aplikacích, jsou odvozeny výhradně z jejich makromolekulám! podstaty. Aby se daly tyto materiály plně charakterizovat, je nutné mít prostředky pro definování a určení jejich molekulové hmotnosti a její distribuci. Mnohem správnější je používat namísto výrazu molekulová hmotnost” výraz molekulová hmota, ale molekulová hmotnost se v technologii polymerů běžně používá. Není vždy praktické určovat distribuci molekulové hmotnosti. Běžně se to však provádí použitím chromatografické techniky. Pomoc se nachází ve vyjádřerií velikosti molekuly pomocí průměrné molekulové-----hmotnosti.

B. Průměrná molekulová hmotnost

Jestliže uvažujeme jednoduchou distribuci molekulové ---hmotnosti, která představuje zlomek hmotnosti (w_A) molekul, které mají relativní molekulovou hmotu (M_±), je možné definovat několik použitelných průměrných hodnot. Průměrování prováděné na základě počtu molekul (Ν_χ) o příslušné velikosti (M_A), dostaneme počet průměrných molekulových hmotností

M = £ N> Μ·'

Ϊ1 — £ N_±

Důležitým důsledkem této definice je to, že počet průměrných molekulových hmotností v gramech obsahuje Avogadrův počet molekul.

Tato definice molekulové .hmotnosti ..odpovídá definici u mcnodispersních molekulových vzorků, .to znamená u molekul, které mají .stejnou molekulovou hmotnost. Velký význam má zjištění, že múže-ii být počet molekul v dané hmotě určen daným způsobem, potom M se může vypočítat velmi snadno. Toto je n

základ pro měření, molárních vlastností.

Výpočet průměru na základě hmotnostních zlomků (W ) molekul dané hmoty (MJ vede k definici hmotnostního průměru molekulových hmotností

M 4Wí Nf £Ni Mí ² w _{β r} ea £ W1 £ N M “Mj/je“vyiržTt^rhěýí^šTm^-prds^tředkem pro vyJadření^-moTekuidvě hmotnosti polymerů než M , jelikož přesněji odráží takové vlastnosti jako viskozitu při táni a mechanické vlastnosti polymerů, a proto je použita u tohoto vynálezu.

Analytické a testovací procedury

Analýza množství chemických látek, které se zde používají nebo zůstávají na vrstvené, jemné papírové tkanině, se může provádět jakýmkoliv způsobem, který se v daném oboru běžně používá.

A. Kvantitativní analýza kvartérní sloučeniny čpavku a vícemocných sloučenin

Úroveň kvartérní sloučeniny čpavku, například DHTDMAMS, se · dá stanovit u DHTDMAMS pomocí extrakce rozpouštědly, a to organickými rozpouštědly, a následným anion/kationovým titrováním pomocí dimidium bromidu, který zde slouží jako indikátor'Úroveň^-vičěmochě^- šloučeniny, například PEG-400, se dá určit extrakcí ve vodním rozpouštědle, následnou plynovou chromatografií nebo kalorimetrickým způsobem, čímž se určí úroveň PEG-400 v extraktu. Popsané metody jsou vzorové a nevylučují použití jiných způsobů, které jsou vhodné pro určení úrovní příslušných sloučenin ve vrstvené, jemné papírové tkanině.

B. Hydrofilicita (absorpčnost)

Hydrofilicita vrstvené, jemné papírové tkaniny se obecně týká sklonu papírové vrstvené tkaniny přijímat vodu. Hydrofilicita papírové vrstvené tkaniny se dá stanovit pomocí určení času, který je potřebný pro dokonalé zvlhčení vrstvené tkaniny. Tento čas nazývaný časem zvlhčení je zaváděn pro důsledné a opakovatelné testování času zvlhčení, přičemž následující procedura se může použít pro stanovení času zvlhčení, a to: 1) je k dispozici upravený vzorek archu tkaniny (okolní podmínky pro testování papírových vzorků mají hodnoty 23+l°C a 50+2°C R.H, jak je to stanoveno u metody TAPPI T 402, který má přibližný rozměr 11,1 cm x 12 cm; 2), arch se složí na čtyři čtvrtiny, a potom se zmačká do kuličky o průměru přibližně 1,9 cm až 2,5 cm? 3) kulička se položí na hladinu destilované vody, která má teplotu 23 +/- 1°C, přičemž se současně zapnou stopky? 4) po úplném zvlhčení kuličky se stopky zastaví a přečte se časový údaj. Úplné zvlhčení se zjistí pozorováním.

Údaje o hydrofilicitě vrstvené papírové tkaniny daného provedení, podle tohoto vynálezu, se mohou získat ihned po zhotovení vrstvené tkaniny. K podstatnému zvýšení hydrofilicity může dojít až po prvních dvou týdnech od data výroby.

Testování by se mělo provádět až po uplynutí této doby.

Podobně se hodnota času měření, zjištěná po uplynutí dvou týdnů od data výroby, nazývá dvoutýdenní čas zvlhčení

C. Hustota

Hustota vrstveného jemného papíru, ja průměrná hustota vypočítaná jako plošná hmotnost .dělená tloušťkou vrstvy, při použití zahrnutých konverzních jednotek. Tloušťka vrstveného jemného papíru je zde tloušťka papíru po zatížení 15,5 g/cm².

D. Cupování

Cupování za sucha

Cupování za sucha se dá měřit pomocí přístroje Sutherland Rub Tester, kousku černé plsti, dvoukilového závaží a kalorimetru typu Hunter. Sutherland tester je el.motorem poháněný přístroj, který může zatíženým vzorkem střídavě tlouci přespevnývzóřěkl^Kús^čérné~prštT^—jě~upevhěn^ha ’ ' dvoukilové závaží. Testovací přístroj potom tře nebo pohybuje zatíženou plstí přes pevný vzorek, a to v průběhu pěti zdvihů. Hodnota Hunter Color L černé plsti je určena před á po tření. Rozdíl dvou čtení hodnot Hunter Color je měřené cupování za sucha. Mohou se použít i jiné známé metody měření v oboru.

Cupování za mokra

Vhodný způsob měření cupování za mokra v U.S. patentu 4,950,545, vydaném na jméno Walter a spol., dne 21.srpna 1990. Způsob testování v podstatě zahrnuje průchod vzorku dvěma kovovými válci, kdy jeden válec je částečně ponořen ve vodní lázni. Cupanina ze vzorku se přenáší na ocelový válec zvlhčovaný ve vodní lázni. Opakované otáčení ocelového válce dopravuje cupaninu do lázně. Regenerovaná cupanina se spočítá. Viz odst.5, řádek 45 - odst.6, řádek 27 patentu Walter a spol. Mohou se použít i jiné metody známé v oboru.

Volitelné přísady ^—'Ostatní” chemické'^- l'á'tký^--dBvykle^- pouzí vaně^- při^__výrobě^—papíru^-,^-· se mohou přidávat do chemických změkčovadel, které zde již byly popsány, tak dlouho, dokud nepříznivé neovlivní měkkost a absorpčnost vláknitého materiálu a činnost změkčovadel.

Mohou se například použít, podle tohoto vynálezu, pro úpravu vrstvené jemné papírové tkaniny, povrchově aktivní látky. Množství této látky, pokud se použije, dosahuje hodnoty od 0,01% do 2,0% hmotnosti suchého vlákna vrstvené jemné papírové tkaniny. Povrchově působící látky mají řetězce alkylu s osmi nebo více atomů uhlíku. Vzorovými aniontovými povrchově působícími látkami mohou být lineární alkyl sulfonáty a alkyl benzenové sulfonáty. Vzorovými neionogenními povrchově působícími látkami jsou lineární alkylglykosidy, včetně esterů alkylglykosidú, například Crodesta SL-40, který je k dispozici od spol. Croda, lne, (New York, NY), estery alkylglykosidú jsou popsány v U.S. patentu vydaném na jméno W. K. Langdon a spol., dne 8. března 1977 ,' estery ' alkylpolyethoxylátů,.....které jsou k dispozici jako Pogosperse 200 ML u spol. Glyco Chemicals, lne. (Greenwich, CT) a IGEPAL RC-520 od spol. Rhone Poulenc Corporation (Cranbury, NJ).

Vyjmenované volitelná chemická aditiva jsou pouze příkladem

- 29 použití a neznamenají žádné omezení rozsahu vynálezu.

Následující příklady znázorňují praktické použití tohoto vynálezu, ale neznamenají v žádném případě jeho omezení.

Příklad 1

Cílem tohoto příkladu je znázornit způsob, který se dá použít při vytváření chemického změkčovadla, které obsahuje směs DHTDMAMS a PEG-400.

Chemické změkčovadlo se připravuje podle následující procedury: 1. Odpovídající množství DHTDMAMS a PEG-400 se zváží odděleně. 2. PEG se zahřívá na teplotu okolo 66°C. 3.DHTDMAMS se rozpustí v PEG a vytvoří se směs při 66°C. 4. Odpovídajícím mícháním se získá homogenní směs DHTDMAMS v PEG. 5. Homogenní směs z (4) se ochladí na pevnou formu pří teplotě místnosti.

Chemické změkčovadlo z (5) se může předem smísit (krok 1-5) u dodavatele (Sherex company of Dublin, Ohio), a potom zaslat uživateli, který si směs rozředí na stanovenou koncentraci.

Příklad 2

Cílem tohoto příkladu je ukázat způsob, který se dá použít při výrobě chemického změkčovadla, které zahrnuje směs DHTDMAMS a směs glycerolu a PEG-400.Chemické změkčovadlo se připravuje podle následující procedury: 1. Směs glycerolu a PEG-400 se mísí v hmotnostním poměru 75:25. 2. Odpovídající množství DHTDMAMS a směsi z (1) se odváží odděleně. 3. Směs ž (1) se zahřívá na teplotu okolo 66°C. 4. DHTDMAMS se v (3) rozpustí a vy tvb ri~1roztoíč^přl“ ’66°C~. 5. Odpovídá j ící m~mřchá ní rase získá homogenní směs DHTDMAMS v (3). 6. Homogenní směs z (5) se ochlazuje do pevné formy při teplotě místnosti.

Chemické změkčovadlo z (6) se může předem smísit (krok 1-6) u dodavatele (Sherex company of Dublin, Ohio), a potom zaslat uživateli, který si směs rozředí na stanovenou koncentraci.

Příklad 3

Cílem tohoto příkladu je ukázat způsob využití techniky sušení profukováním a techniky výroby měkkého, absorpčního vrstvenéhopapírového výrobku odolného proti cupování, který je upraven pomocí chemického změkčovadla obsahujícího DHTDMAMS a PEG-400 a pryskyřici trvale odolnou proti vodě.

Pro výrobu výrobku podle tohoto vynálezu se používá Fourdrinierův stroj na výrobu papíru. Nejprve se připraví chemické změkčovadlo, a to podle procedury v příkladu 1, kde homogenní směs DHTDMAMS a vícemocně sloučeniny v pevném stavu. rozpustí při teplotě 66°C. Rozpuštěná směs se rozptýlí v upravené vodní nádrži (6á°C), kde vytvoří puchýřovítou submikronovou disperzi. Velikost částic puchýřovité disperze se sťá-novu jě-optTčkvTaTnilčřóškopěm.^VěTikbšt^částTc^-se^_p^_ohybu·je mezi 0,1 a 1,0 mikronem.

Zadruhé se zhotoví 3% vodní kal z NSK v běžném defibréru. Kal z NSK je jemně rafinován a do přívodní trubky NSK se přidává 2% roztok pryskyřice trvale odolné proti vlhku (t.j. National starch (škrob) 78-0080 dodávaný na trh spol. National Starch and Chemical Corporation of New York, NY), a to v poměru 0,75% váhového množství suchých vláken. Adsorpce pryskyřice na vlákna NSK se zvýší pomocí mixéru zařazeného v sérii. Kal NSK se ředí na 2% konsistence u větrákového čerpadla.

Zatřetí se zhotoví 3% vodní kal z eukalyptových vláken v běžném defibréru. 2% roztok pryskyřice trvale odolné proti vlhku (t.j. National starch (škrob) 78-0080 dodávaný na trh. spol. National Starch and Chemical Corporation of New York, NY) se se přidává do přívodní trubky vláken eukalyptu, před větrákovým čerpadlem, v poměru 0,1% váhové množství suchých vláken. Přidává se 1% roztok chemického změkčovadla do přívodní trubky vláken eukalyptu, před sériově zařazený mixér, v poměru 0,2 váhového množství.suchých vláken. Eukalyptový kal se ředí na 0,2% konsistence u větrákového čerpadla.

Upravená směs masy (30% NSK / 70% eukalyptových vláken) se mísí v nálevce zařízení a dopravuje se Fourdrinierovu drátěnku, kde se vytváří embryonální tkanina. Na Fourdrinierově drátěnce dochází k odvodnění, kterému pomáhá deflektor a vakuové boxy. Fourdrinierova drátěnka sestává z pěti sítí utkaných ze saténu, kdy síť má 84 podélných a 76 příčných monofibrilů na palec. Embryonální mokrá tkanina se přemístí z fotopolymerní _s drátěnky, při konsistenci vlákna 15% v místě přemístění, na polymerní látku, která má 562 Linear Idaho buněk na čtvereční palec, 40 % oblasti s klubky a hloubkou fotopolymeru 9 tisícin palce. Další odvodňování se provádí vakuovým odvodňováním až do doby, kdy vlákno dosahuje konsistence okolo 28% hmotnosti. Vzorkovaná tkanina se předsouší profukováním až do dosažení konsistence okolo 65% hmotnosti,. Tkanina se potom přiloží k povrchu vysoušeče Yankee tak, že pomocí rozptýleného lepidla obsahujícího 0,25 vodního roztoku polyvinylalkoholu (PVA). Konsistence vlákna se zvýší na očekávaných 95% před suchým, krepováním pomocí stěracího nože. Stěrači nůž má úkos čepele okolo 25° a je umístěn vůči vysoušeči Yankee tak že svírá úhel dotyku okolo 81°. Vysoučeč pracuje rychlostí okolo 244 m/min. Tkanina se svinuje do role rychlostí 214 m/min.

Tkanina je přeměněna na jednosendvičový, vrstvený a jemný papírový výrobek. Vrstvený jemný papír má plošnou hmotnost okolo 18#/3M SQ FT, obsahuje okolo 0,2 směsi chemického změkčovadla a okolo 3,0% pryskyřice trvale odolné proti vlhku. Důležité je, že výsledný vrstvený a jemný papír je měkký, absorpční, má dobrou odolnost proti cupování a je vhodný pro líčidlové a toaletní ubrousky.

. _ PříkTaď^-4 — ^:

Cílem tohoto příkladu je ukázat způsob využití techniky sušení profukováním a techniky výroby měkkého, absorpčního vrstveného papírového toaletního papíru odolného proti cupování, který je upraven pomocí chemického změkčovadla obsahujícího DHTDMAC a směs vícemocné sloučeniny (glycerol/PEG-400) a.pryskyřice odolné v suchém stavu.

Pro výrobu výrobku podle tohoto vynálezu se používá Fourdrinierův stroj na výrobu papíru. Nejprve se připraví chemické změkčovadlo, a to podle procedury v příkladu Tý kde .« homogenní směs DHTDMAMAC a vícemocné sloučeniny v pevném stavu rozpustí při teplotě 66°C. Rozpuštěná směs se rozptýlí • v upravené vodní nádrži (66°C), kde vytváří puchýřovitou submikronovou disperzi. Velikost částic puchýřovíté disperze se stanovuje optickým mikroskopem. Velikost částic se pohybuje mezi 0,1 a 1,0 mikronem.

Zadruhé se zhotoví 3% vodní kal z NSK v běžném defibréru. Kal z NSK je jemně rafinován a do přívodní trubky NSK se přidává 2% roztok pryskyřice odolné za sucha (Acco 514, Acco 711, uvedené na trh spol. American Cyanamid company of Fairfield, OH) v ^_ poměru^-0“f2’%^—váhového^-mno-žství^-suchých-vl-áken——Ads-orpce---pryskyřice na vlákna NSK se zvýší pomocí mixéru zařazeného v sérii. Kal NSK se ředí na 2% konsistence u větrákového čerpadla.

Zatřetí se zhotoví 3% vodní kal z eukalyptových vláken v běžném defibréru. 2% roztok vodního kalu eukalyptových vláken (Acco 514, Acco 711 od spol. American Cyanamid company of Fairfield, OH) se přidává do přívodní trubice eukalyptového vlákna, před zásobovacím čerpadlem, v poměru 0,1% váhového množství suchého vlákna. 1% roztoku chemického změkčovadla se přidá do přívodní trubky eukalyptového vlákna před mixér zařazený sériově v poměru 2% váhového množství suchých vláken. Eukalyptový kal se ředí na 2% konsistenci u větrákového čerpadla.

Upravená směs masy (30% NSK / 70% eukalyptu) se mísí v nálevce zařízení a dopravuje se na Fourdrinierovu drátěnku, kde se vytváří embryonální tkanina. Na Fourdrinierově drátěnce dochází k odvodnění, kterému pomáhá deflektor a vakuové boxy. Fourdrinierova drátěnka sestává z pěti sítí utkaných ze saténu, kdy sít má 84 podélných a 76 příčných monofibrilů na palec. Embryonální mokrá tkanina se přemístí z fotopolymerní drátěnky, při konsistenci vlákna 15% v místě přemístění, na polymerní látku, která má 562 Linear Idaho buněk na čtvereční palec, -40 % oblasti- s klubky a hloubkou fotopolymeru 9 tisícin palce. Další odvodňování se provádí vakuovým odvodňováním až do doby, kdy vlákno dosahuje konsistence okolo 28% hmotnosti o Vzorkovaná tkanina se předsouší profukováním až do dosažení konsistence okolo 65% hmotnosti. Tkanina se potom přiloží k povrchu vysoušeče Yankee pomocí rozptýleného lepidla obsahujícího 0,25 vodního roztoku polyvinylalkoholu (PVA). Konsistence vlákna se zvýší na očekávaných 95% před suchým krepováním pomocí stěracího nože. Stěrači nůž má úkos čepele okolo 25° a je umístěn vůči vysoušeči Yankee tak že svírá úhel dotyku okolo 81°. Vysoušeč pracuje rychlostí okolo 244 m/min. Tkanina se svinuje do role rychlostí 214 m/min.

Ze dvou sendvičů tkaniny se vytváří vrstvený papírový výrobek, kdy oba sendviče jsou k sobě př.ilaminovány běžným způsobem. Vrstvený jemný papír má plošnou hmotnost okolo 18=/3M SQ FT, obsahuje okolo 0,1 směsi chemického změkčovadla a okolo 2,0% pryskyřice trvale odolné proti vlhku. Důležité je, že výsledný vrstvený a jemný papír je měkký, absorpční, má dobrou.odolnost proti cupování a je vhodný pro líčidlové a toaletní ubrousky.

Příklad 5

Cílem tohoto příkladu je ukázat způsob využití techniky výroby měkkého, absorpčního vrstveného papírového výrobku odolného proti cupování, který je upraven pomocí chemického “zíněkČovadTá^-obsahujícího^-DHTDMAMS aPEG-400a—adřt-tv-a— odolná— za sucha a kationaktivní polyakrylamidovou pryskyřici (Percol 175), používanou jako prostředek pro zvýšení retence.

Pro výrobu výrobku podle tohoto vynálezu se používá Fourdrinierův stroj na výrobu papíru. Nejprve se připraví chemické změkčovadlo, a to podle procedury v příkladu 1, kde homogenní směs DHTDMAMS a PEG-400 v pevném stavu se rozpustí při teplotě 66°C. Rozpuštěná směs se rozptýlí v upravené vodní nádrži (66°C), kde vytváří puchýřovítou submikronovou disperzi. Velikost částic puchýřovité disperze se stanovuje optickým mikroskopem. Velikost částic se pohybuje mezi 0,1 a 1,0 mikronem.

Zadruhé se zhotoví 3% vodní kal z NSK v běžném defibréru. Kal z NSK je jemně rafinován a do přívodní trubky NSK se přidává 2% roztok pryskyřice odolné za sucha (Acco 514, Acco 711 dodávanou na trh spol. American Cyanamid company of Wayne, New Jersey) v poměru 0,2% váhového množství suchých vláken. Adsorpce pryskyřice, na vlákna NSK se zvýší pomocí mixéru zařazeného v sérii. Kal NSK se ředí na 2% konsistence u větrákového čerpadla. Zatřetí se zhotoví 3% vodní kal z eukalyptových vláken v běžném defibréru. Do přívodní trubky eukalyptu se přidává-1-%—ro-ztok—chemi-ckého—změkčov-adia—před—z-ás-obo-v-a-e-í-m----čerpadlem v poměru 3,2% hmotnosti suchého vlákna. 0,05% roztoku Percoiu 175 se přidá do eukalyptové vrstvy před větrákovým čerpadlem v poměru 3,05% hmotnosti suchého vlákna. Adsorpce chemického změkčovadla vůči vláknům eukalyptu se může zvýšit pomocí mixéru zařazeného sériově. Eukalyptový kal se ředí na 0,2% konsistenci u větrákového čerpadla.

Upravená směs masy (30% NSK / 70% eukalyptových vláken) se mísí v nálevce zařízení a dopravuje se na Fourdrinierovu drátěnku, kde se vytváří embryonální tkanina. Na Fourdrinierově drátěnce dochází k odvodnění, kterému pomáhá deflektor a vakuové boxy. Fourdrinierova drátěnka sestává z pěti sítí utkaných ze saténu, kdy sít má 84 podélných a 76 příčných monofibrilů na palec. Embryonální mokrá tkanina se přemístí z Fourdrinierovy drátěnky při konsistenci vláken okolo 15% v místě přemístění, na konvenční plsť. Další odvodňování se provádí pomocí vakuového odvodnění, až tkanina dosáhne konsistence vlákna okolo 35%. Tkanina se potom přiloží k povrchu vysoušeče Yankee. Konsistence vlákna se zvýší na očekávaných 96% před suchým krepováním pomocí stěracího nože. Stěrači nůž má úkos čepele okolo 25^a a je umístěn vůči vysoušeči Yankee tak že svírá úhel dotyku okolo 81°. Vysoušeč pracuje rychlostí okolo 244 m/min. Tkanina se svinuje do role rychlostí 214 m/min.

Ze dvou sendvičů tkaniny se vytváří vrstvený papírový výrobek, kdy oba sendviče jsou k sobě přilaminovány běžným způsobem. Vrstvený jemný papír má plošnou hmotnost okolo 23#/3M SQ FT, obsahuje okolo 0,1 směsi chemického změkčovadla a okolo 0,10% pryskyřice odolné za sucha a okolo 0,05 pryskyřice zvyšující retenci. Důležité je, že výsledný vrstvený a jemný papír je měkký, absorpční, má dobrou odolnost proti cupování a je vhodný pro líčidlové a toaletní ubrousky.

Příklad 6

Cílem tohoto příkladu je ukázat způsob využití techniky sušení profukováním a techniky výroby měkkého, absorpčního vrstveného papírového výrobku odolného proti cupování, který je upraven pomocí chemického změkčovadla obsahujícího DHTDMAMS a PEG-400 a pryskyřici trvale odolnou proti vodě. prostředek pro zvýšení retence (Percol 175).

Pro výrobu výrobku podle tohoto vynálezu se používá Fourdrinierův stroj na výrobu papíru. Nejprve se připraví chemické změkčovadlo, a to podle procedury v příkladu 1, kde homogenní směs DHTDMAMS a vícemocné sloučeniny v pevném stavu rozpustí při teplotě 66°C. Rozpuštěná směs se rozptýlí v upravené vodní nádrži (66°C), kde vytváří puchýřovitou submikronovou disperzi. Velikost částic puchýřovíté disperze se stanovuje optickým mikroskopem. Velikost částic se pohybuje mezi 0,1 aY/CPmikr oněmí ⁼ ' —

Zadruhé se zhotoví 3% vodní kal z NSK v běžném defibréru. Kal z NSK je jemně rafinován a do přívodní trubky NSK se přidává 2% roztok pryskyřice trvale odolné proti vlhku (Kymene 557H, která byla uvedena na trh spol. Hercule Incorporated of Wilmington,DE) v poměru 1% hmotnosti suchých vláken. Zatřetí se zhotoví 3% vodní kal z eukalyptových vláken v běžném defibréru.

1% roztok chemického změkčovadla se přidává do přívodní trubky eukalyptového vlákna před sériovým mixérem v poměru 0,2% hmotnosti suchých vláken, a dále se do eukalyptové vrstvy přidává 0,5% roztok Percolu 175 před větrákovým čerpadlem v — _f poměru 0,05% hmotnosti suchých vláken.

Upravená směs masy (50% NSK / 50% eukalyptových vláken) se i mísí v nálevce zařízení a dopravuje se na Fourdrinierovu drátěnku, kde se vytváří embryonální tkanina. Na Fourdrinierově drátěnce dochází k odvodnění, kterému pomáhá deflektor a vakuové boxy. Fourdrinierova drátěnka sestává z pěti sítí utkaných ze saténu, kdy sít má 84 podélných a 76 příčných monofibrilů na palec. Embryonální mokrá tkanina se přemístí z fotopolymerní drátěnky, při konsistenci vlákna 15% v místě přemístění, na fotopolymerní látku, která má 711 Linear Idaho

-----------cuněk na- čcverečr.í palec ,—4-0--%--ob-l-ast-i—s—kiubk-y—a—hloub-kou--------fotopolymeru 9 tisícin palce. Další odvodňování se provádí vakuovým odvodňováním až do doby, kdy vlákno dosahuje konsistence okolo 28% hmotnosti.

Vzorkovaná tkanina se předsouší profukováním až do dosažení konsistence okolo 65% hmotnosti. Tkanina se potom přiloží k povrchu vysoušeče Yankee pomocí rozptýleného lepidla obsahujícího 0,25 vodního roztoku polyvinylalkoholu (PVA). Konsistence vlákna se zvýší na očekávaných 96% před suchým krepováním pomocí stěracího nože. Stěrači nůž má úkos čepele okolo 25° a je umístěn vůči vysoušeči Yankee tak že svírá úhel dotyku okolo 81°. Vysoušeč pracuje rychlostí okolo 244 m/min. Tkanina se svinuje do role rychlostí 214 m/min.

Ze dvou sendvičů tkaniny se vytváří vrstvený papírový výrobek. Vrstvený jemný papír má plošnou hmotnost okolo 21#/3M SQ FT, obsahuje okolo 0,1 směsi chemického změkčovadla a okolo 2,0% pryskyřice trvale odolné proti vlhku. Důležité je, že výsledný vrstvený a jemný papír je měkký, absorpční, má dobrou odolnost proti cupování a je vhodný pro líčidlové

I a toaletní ubrousky.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   Vrstvená jemná papírová tkanina je charakteristická tím, že obsahuje alespoň dvě vrstvy umístěné nad sebou, první vrstvu a alespoň jednu druhou vrstvu přiléhající k prvé vrstvě_r-— •nad přičemž vrstvená tkanina zahrnuje:

   a) vlákna, ze kterých se vyrábí papír, j JAíoinisvia

   b) od 0,1% do 3,0% kvartérních sloučenin čpavku, ktpíěJáá&gáWOtíd avyo vzorec .—---R.

   'N^H /£/ oisoa

   RΗ (I M 0 kde každv substituent R je C1-C6 alkvlová nebo | ² I . . .

   hydroxyalkylcvá skupina nebo jejich směs, lépe, -.je-li;'2

   C1-C3 alkyl, nejlépe methyl, každý substituent je C14-C22 hydrokarbylová skupina nebo jejich směs, lépe je-li C16-C13 alkyl, a kde X^- je vhodný anion, přednost se dává chloridu nebo methylsulfátu,

   c) od 0,1 do 3,0% ve vodě rozpustné vícemocné sloučeniny, přičemž se tyto vícemocné sloučeniny vybírají z glycerolu,sorbitolu, polyglycerolu s průměrnou molekulovou hmotností od 1550 do 800, polyoxyethylenglykolu a polyoxypropylenglykolu s průměrnou molekulovou hmotností od 200 do 400, lépe ,od 200 do 1000, nejlépe od 200 do 600, a jejich směsi

   d) od 0,01% do 3,0% pojivá, kdy se toto pojivo vybírá z pryskyřictrvaTebdóTňýčh^přbti^vlhku,~“přédnost~se~dává' polyamid-epichlorhydrinovým nebo polyakrylamidovým pryskyřicím trvale odolným proti vlhku a jejich směsím, pryskyřicím trvale odolným proti vlhku se základem škrobu, pryskyřicím odolným za sucha, retenčním pryskyřicím a jejich směsím.
2. 2. Vrstvená jemná papírová tkanina podle nároku 1, vyznačující' se tím, že vrstvená tkanina obsahuje vrstvy umístěné nad sebou, a to vnitřní vrstvu a dvě vnější vrstvy, kdy vnitřní vrstva leží mezi dvěma ' zmíněnými vnějšími vrstvami, kdy vrstvená tkanina představuje jeden sendvič, přičemž každá kvartérní sloučenina čpavku, ve vodě rozpustná vícemocná sloučenina a zmíněné pojivo jsou obsaženy v jedné nebo více vrstvách vrstvené tkaniny.
3. 3. Vrstvená jemná papírová tkanina podle nároku 2, vyznačující se tím, že většina kvartérní sloučeniny čpavku a vícemocné sloučeniny je obsažena nejméně v jedné vnější vrstvě, lépe v obou vnějších vrstvách.
4. 4. Vrstvená jemná papírová tkanina podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se t í m, že většina pojivá je obsažena ve vnitřní vrstvě.
5. 5. Vrstvená jemná papírová tkanina podle kteréhokoliv nároku 2-4, vyznačující se tím, že vnitřní vrstva obsahuje poměrně dlouhá vlákna pro výrobu papíru, obvykle z měkkého dřeva, nejlépe ze severského měkkého dřeva, kdy vlákna z tohoto dřeva mají průměrnou délku nejméně 2 mm, a kdy každá ze dvou vnějších vrstev obsahuje poměrně krátká vlákna, nejlépe z tvrdého dřeva, a to z eukalyptu, přičemž tato krátká vlákna mají průměrnou délku 0,23 až 1,5 mm.
6. 6. Vrstvená jemná papírová tkanina podle nároku 5, vyznačující se tím, že zmíněná vnitřní vrstva obsahuje směs měkkých a levných vláken, nejméně jedna vnější vrstva obsahuje levná vlákna nebo směs vláken z tvrdého dřeva a levných vláken, kde zmíněná levná vlákna jsou vybrána z sulfitových vláken, termomechanické vláknité drtě, chemicko-termomechanické vláknité drtě, recyklovaných vláken a směsi ze všech vyjmenovaných.
7. 7. Vrstvená jemná papírová tkanina podle kteréhokoliv nároku 1-6, vyznačující se tím, že kvartérni sloučeninou čpavku je di(hydrogenovaný)tallow dimethyl t ammonium methyl sulfát.

   ... . $
8. 8. Vrstvená jemná papírová tkanina podle kteréhokoliv nároku 1-7, vyznačující se tím, že váhový poměr kvartérni sloučeniny čpavku a vícemocné sloučeniny je v rozsahu od 1,0:0,3 do 0,3:1,0, lépe od 1,0:0,7 do 0,7:1,0.
9. 9. Vrstvená jemná papírová tkanina obsahuje alespoň dvě těsně u sebe umístěné vrstvené papírové tkaniny podle nároku 1, přičemž vrstvený výrobek z jemného papíru obsahuje dva sendviče, kdy každý sendvič zahrnuje dvě nad sebou uložené vrstvy, kdy zmíněnou kvartérni sloučeninou čpavku je di(hydrogenovaný)tallow dimethyl chlorid nebo methylsulfát, kdy zmíněnou vícemocnou sloučeninou je polyoxyethylen glykol, který má průměrnou molekulovou hmotnost od 200 do 600, a zmíněným pojivém je pryskyřice trvale odolná proti vlhku a dočasně vlhké pryskyřice, přičemž většina kvartérni sloučeniny čpavku a vícemocné sloučeniny je obsažena alespoň v jedné vnější vrstvě, a kde většina pojivá je obsažena ve zmíněné vnitřní vrstvě.
10. 10. Vrstvená jemná papírová tkanina podle kteréhokoliv nároku 1-9, vyznačující setím, že vrstvenou jemnou

    --tkan't^nou_í^e—--------