DE102004024551A1

DE102004024551A1 - Kombiniertes Tissue/Airlaid-Produkt und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102004024551A1
Application number: DE200410024551
Authority: DE
Inventors: Rolf Hamann; Klaus Zilligen; Silvia Meyer; Ralf Ehmke
Original assignee: Metsa Tissue Oyj
Current assignee: Glatfelter Falkenhagen GmbH
Priority date: 2004-05-18
Filing date: 2004-05-18
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2024-05-19
Also published as: DE102004024551B4

Abstract

Zur Lösung der Aufgabe, ein Produkt insbesondere für den Tabletop-Bereich zur Verfügung zu stellen, welches einerseits eine ausreichende Weichheit und Reißfestigkeit aufweist, andererseits jedoch auch unter geschmacklichen Gesichtspunkten gut bedruckbar bzw. färbbar ist, wird ein kombiniertes, mindestens zweilagiges Tissue/Airlaid-Produkt vorgeschlagen, umfassend mindestens eine Tissuelage mit einer Luftdurchlässigkeit von mindestens 700 l/m·2·s gemäß DIN EN ISO 9237, einem Flächengewicht in einem Bereich von etwa 10 bis etwa 35 g/m·2·, gemessen gemäß EDANA 40.3, und einer Trockenreißfestigkeit von mindestens 8 N/50 mm in Maschinenrichtung gemäß EDANA 20.2, weiterhin umfassend mindestens eine Airlaid-Lage, umfassend Schmelzklebefasern in einer Menge von mindestens 3 g/m·2· mit einer Faserfeinheit in einem Bereich von etwa 1 dtex bis etwa 10 dtex, wobei die Verbindung der mindestens einen Tissuelage und der mindestens einen Airlaid-Lage durch ein Klebemittel mit einer Glasübergangs-Temperatur T¶g¶ > = -30 DEG C verbessert ist und wobei das Produkt eine Bindungsstärke zwischen der Tissuelage und der Airlaid-Lage von mindestens 0,2 N/50 mm aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein kombiniertes, mindestens zweilagiges Tissueprodukt, umfassend mindestens eine Tissuelage und mindestens eine Airlaid-Lage.

Insbesondere im Bereich der sogenannten Tabletop-Produkte, das sind Servietten, Tischdecken o.ä., werden hohe Anforderungen an die Weichheit derselben als auch deren Farbbrillanz und Festigkeit gestellt. Tabletop-Produkte werden sowohl im Haushalts- als auch im Gastronomiebereich eingesetzt. Des weiteren sollen Tabletop-Produkte jedoch auch nicht zu dick und zu schwer sein, um einerseits vom Benutzer auch akzeptiert zu werden, andererseits jedoch auch, um die damit einhergehenden hohen Volumina zu vermeiden. Denn hierdurch würden große Packungsgrößen erhalten, welche von den Abnehmern allein schon im Hinblick auf deren Lagerung nicht akzeptiert werden würden.

Produkte aus dem Tabletop-Bereich werden zudem oftmals mit einem aufwendigen Druck versehen, so daß an die zu bedruckenden Materialien hohe Anforderungen betreffend deren Bedruckbarkeit bzw. der Farbaufnahme gestellt werden. Da die Produkte des Tabletop-Bereichs sowohl unter trockenen als auch unter feuchten Bedingungen Anwendung finden, muß auch hier eine ausreichende Festigkeit und insbesondere auch bei mehrlagigen Produkten ausreichende Lagenhaftung zur Verfügung gestellt werden.

Jedoch lassen sich die vorstehend genannten Anforderungen bei denen aus dem Stand der Technik bekannten Produkten des Tabletop-Bereichs nicht sämtlich verwirklichen. Dies hängt damit zusammen, daß das Kriterium der Weichheit und Saugfähigkeit dazu führt, daß eine Bedruckbarkeit von Tabletop-Produkten nur in Ausnahmefällen ermöglicht ist.

Produkte im Tabletop-Bereich werden vor allen Dingen aus Tissue- oder Airlaid-Materialien angeboten. Unter Tissuematerialien im Sinne der vorliegenden Erfindung werden sowohl Tissue- als auch tissueähnliche Materialien (Hygienepapiere) verstanden. Dabei wird unter Tissue ein Erzeugnis verstanden, welches der DIN 6730 entspricht. Demnach ist Tissue ein Erzeugnis, welches ganz oder überwiegend aus Zellstoffasern besteht, mit einer feinen und weichen Kreppung und geschlossener Formation in der Papiermaschine mit einem Trockengehalt von mehr als 90% gekreppt wird, aus einer oder mehreren Lagen besteht, besonders saugfähig ist, eine flächenbezogene Masse der Einzellage von kleiner 25 g/m² vor der Kreppung und einer Kreppnaßdehnung größer 5% aufweist.

Bei tissueähnlichen Materialien handelt es sich um solche, welche im Unterschied zu Tissuematerial durch Veränderungen im Trockenvorgang hergestellt werden. Im Sinne der Erfindung wird unter tissueähnlichem Material auch Naßkrepp (Hygienekrepp) und Zellstoffwatte gemäß DIN 6730 verstanden. Zellstoffwatte ist ein Erzeugnis überwiegend aus Zellstoffasern mit großer und weicher Kreppung mit offener Formation, welches in der Papiermaschine trockengekreppt wird und aus einer oder mehreren Lagen besteht, wobei die flächenbezogene Masse einer Lage vor der Kreppung kleiner 25 g/m² und die Naßkreppung einer Lage nach der Kreppung größer 25% ist. Zellstoffwatte ist besonders saugfähig.

Tissue- und/oder tissueähnliche Materialien werden für die Herstellung einer Vielzahl von Produkten, nicht nur aus dem Tabletop-Bereich, verwendet. Insbesondere werden derartige Materialien auch zur Herstellung von Küchenpapieren, Toilettenpapieren, Taschentüchern, Saugeinlagen, insbesondere für Fleischwaren, Papierhandtüchern o.ä. verwendet. Je nach Verwendungszweck werden an Tissue- und/oder tissueähnliche Materialien unterschiedliche Anforderungen gestellt. Bei Produkten des Tabletop-Bereichs stehen dabei die Weichheit, Reißfestigkeit und die Bedruckbarkeit im Vordergrund, wohingegen bei Taschentüchern und Kosmetiktüchern eher deren Weichheit und bei Papierhandtüchern eher die Festigkeit eine wesentliche Eigenschaft darstellen.

Unter Airlaid-Materialien im Sinne der vorliegenden Erfindung werden aus Zellulose und/oder synthetischen Stapelfasern hergestellte Materialien verstanden, wobei diese über eine Formerkammer auf Oberflächen mit kleinen Öffnungen, etwa einem Gitterelement oder Sieb, mittels einer Luftlegetechnik aufgebracht und dort transportiert werden. Diese Technik ist beispielsweise in der US 4,640,810 beschrieben. Dabei werden die Faserstoffe über einen Luftstrom ungeordnet auf das sich fortlaufend bewegende Gitter bzw. Sieb abgelegt. Durch mehrere Formerkammern können aufeinander folgende, verschiedene Mischungen abgelegt werden. So entstehen mehrere Lagen, die aufeinandergelegt, anschließend verdichtet und thermisch gebunden werden. Neben Zellulose und synthetischen Stapelfasern können auch weitere Materialien über die Luftlegetechnik beigemischt und so in die gebildete Lage aufgenommen werden. Zur Bindung der Fasern untereinander können Bindemittel bereits in der Formerkammer beigefügt oder aber nachträglich die gebildete Lage mit einem Klebemittel besprüht werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein Produkt zur Verfügung zu stellen, welches insbesondere die im Bereich der Tabletop-Produkte geforderten Anforderungen im Hinblick auf Weichheit, Reißfestigkeit und gleichzeitig auf gute Bedruckbarkeit bzw. Färbung erfüllen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein kombiniertes Tissue/Airlaid-Produkt, welches mindestens zweilagig ausgebildet ist, umfassend mindestens eine Tissuelage mit einer Luftdurchlässigkeit von mindestens 700 l/m²s gemäß DIN EN ISO 9237, einem Flächengewicht in einem Bereich von etwa 10 g/m² bis etwa 35 g/m², gemessen gemäß EDANA 40.3, und einer Trockenreißfestigkeit von mindestens 8 N/50 mm in Maschinenrichtung gemäß EDANA 20.2, weiterhin umfassend mindestens eine Airlaid-Lage, umfassend Schmelzklebefasern in einer Menge von mindestens 3 g/m² mit einer Faserfeinheit in einem Bereich von etwa 1 dtex bis etwa 10 dtex, wobei die Verbindung der mindestens einen Tissuelage mit der mindestens einen Airlaid-Lage durch ein Klebemittel mit einer Glasübergangstemperatur T_g ≥ –30°C (d.h. größer gleich –30°C bzw. mindestens von –30°C) verbessert ist, und wobei das Produkt eine Bindungsstärke zwischen der Tissue- und der Airlaid-Lage von mindestens 0,2 N/50 mm aufweist.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß das kombinierte Tissue/Airlaid-Produkt eine sehr gute Haftung zwischen der Tissue- und der Airlaid-Lage aufweist. Ursache hierfür dürfte eine Verhakelung der Fasern der jeweiligen Lagen untereinander sein, welche eine Art Grundbindung der beiden Lagen miteinander bildet. Die Tissuelage selbst weist eine hervorragende Bedruckbarkeit bzw. Färbbarkeit auf, so daß insbesondere für den Tabletop-Bereich Produkte zur Verfügung gestellt werden, welche in Farbe und Motiven den von den Benutzern geforderten Ansprüchen genügen und zudem vielfältig bedruck- bzw. färbbar sind.

Die Bindungsstärke zwischen der Tissuelage und der Airlaid-Lage wurde dabei bestimmt mit einer Prüfmaschine Zwick Z.2.5/TN1S der Firma Zwick Roell AG, Ulm, Deutschland. Bei einer Raumtemperatur von 23°C +/- 2°C und einer relativen Feuchte von 50% +/- 2% wurden mittels der Prüfmaschine Zwick drei Teststreifen in Maschinenrichtung mit den Maßen 50 mm Breite und ca. 200 mm Länge des kombinierten Tissue/ Airlaid-Produkts bereitgestellt. Diese Teststreifen wurden von Hand an ihren beiden Enden ca. 40 mm voneinander getrennt, und die hierdurch erhaltenen jeweils zwei Enden mittels einer oberen und einer unteren Klemme des Reißfestigkeitsgerätes Zwick eingespannt. Dabei wurde der Teststreifen so gerade wie möglich und ohne Anspannung bzw. Wellen in den Klemmen plaziert. Der unaufgetrennte Teil des Teststreifens hing somit frei zwischen den oberen und unteren Klemmen der Zwick-Prüfmaschine. Mittels dieser wurde die maximale Kraft beim Auseinanderreißen der Schichten in [N/50mm] gemessen, indem mit einer Geschwindigkeit von 300 mm/min eine Kraftdehnungskurve während des Auseinanderziehens der mindestens zwei Schichten des kombinierten Tissue/Airlaid-Produkts aufgenommen wurde. Die Meßstrecke betrug dabei 200 mm, die Testdauer etwa 20 sec. Darauf war dabei zu achten, daß der Teststreifen zur Reißrichtung einen Winkel von 90° bildet.

Die mittels der vorgenannten Methode bestimmte Bindungsstärke zwischen der mindestens einen Tissuelage und der mindestens einen Airlaid-Lage des kombinierten erfindungsgemäßen Tissue/Airlaid-Produkts beträgt bevorzugt mehr als 0,2 N/50 mm, weiter bevorzugt mehr als 0,5 N/50 mm.

Bevorzugt beträgt die Luftdurchlässigkeit der Tissuelage im erfindungsgemäßen kombinierten Tissue/Airlaid-Produkt mindestens 1.000 l/m²s, weiter bevorzugt mehr als 1.100 l/m²s. Derartige Luftdurchlässigkeiten ermöglichen eine Online-Herstellung des kombinierten Tissue/Airlaid-Produkts bei einer gleichzeitig guten Grundverbindung der mindestens einen Tissuelage mit der mindestens einen Airlaid-Lage aufgrund der Verhakelung der Fasern miteinander. Das Flächengewicht der Tissuelage liegt dabei bevorzugt in einem Bereich von etwa 15 bis 25 g/m², weiter bevorzugt etwa 16 bis etwa 20 g/m².

Die Trockenreißfestigkeit der Tissuelage liegt bevorzugt in einem Bereich von etwa 10 bis etwa 25 N/50 mm, weiter bevorzugt in einem Bereich von etwa 13 bis etwa 18 N/50 mm.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Schmelzklebefasern weisen bevorzugt eine Faserfeinheit in einem Bereich von etwa 1,5 bis etwa 7 dtex, weiter bevorzugt eine Faserfeinheit in einem Bereich von etwa 2,5 bis etwa 3,5 dtex, sowie eine Faserlänge in einem Bereich von etwa 2 bis etwa 6 mm auf. Sie sind bevorzugt als Bikomponentenfasern aufgebaut, bei welchen in einem definierten Temperaturbereich der Mantel derselben anschmilzt, wobei gleichzeitig die Stabilität des Kerns erhalten bleibt. Durch die Schmelzklebefasern wird eine ausreichende Verbindung mit der mittels der Luftlegetechnik herge stellten Airlaid-Lage erzielt, welche insbesondere die an die Produkte gestellten Anforderungen im Hinblick auf die Reißfestigkeit erfüllt.

Als Klebemittel werden bevorzugt Dispersionsklebemittel verwendet. Besonders bevorzugt sind hierbei solche auf Basis von Vinylacetat-Ethylen-Copolymeren. Diese weisen bevorzugt eine Glasübergangstemperatur T_g in einem Bereich von etwa –20°C bis 0°C auf. Durch die Auswahl derartiger Dispersionsklebemittel wird dem erfindungsgemäßen Produkt insbesondere eine ausreichende Weichheit mitgegeben, ohne daß eine unerwünschte Steifigkeit auftritt.

Das erfindungsgemäße kombinierte Tissue/Airlaid-Produkt weist vorzugsweise eine Trockenreißfestigkeit von mindestens 14 N/50 mm, bevorzugt in einem Bereich von etwa 15 N/50 mm bis etwa 40 N/50 mm, weiter bevorzugt in einem Bereich von etwa 20 N/50 mm bis etwa 30 N/50 mm, gemessen gemäß EDANA 20.2, auf. Bevorzugt liegt die Naßreißfestigkeit des erfindungsgemäßen Produkts bei mindestens 4 N/50 mm, bevorzugt in einem Bereich von etwa 5 N/50 mm bis etwa 18 N/50 mm, weiter bevorzugt in einem Bereich von etwa 8 N/50 mm bis etwa 15 N/50 mm, gemessen gemäß EDANA 20.2. Erfindungsgemäße Produkte mit diesen Werten erfüllen ohne weiteres die im Bereich der Tabletop-Produkte geforderten Anforderungen im Hinblick auf die Reißfähigkeit sowohl im trockenen als auch im feuchten Zustand.

Das Flächengewicht des erfindungsgemäßen kombinierten Tissue/Airlaid-Produkts beträgt mindestens 50 g/m², gemessen EDANA 40.3, weiter bevorzugt mindestens 60 g/m², und liegt noch weiter bevorzugt in einem Bereich von etwa 62 g/m² bis etwa 80 g/m² Bei derartigen Flächengewichten können ohne weiteres die üblichen Verpackungsvolumina eingehalten werden, so daß diesbezüglich auch eine ausreichende Akzeptanz bei den Abnehmern vorhanden ist.

Das Tissue ist bevorzugt hergestellt aus Sulfat- und/oder Sulfit-Zellstoff (Lang- und/oder Kurzfasern), wobei weiter vorteilhafterweise der Anteil an Kurzfasern im Zellstoff mindestens 5 Gew%, weiter bevorzugt mindestens 15 Gew%, noch weiter bevorzugt in einem Bereich von etwa 20 bis etwa 30 Gew%, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge an Zellstoff, beträgt. Bei Einsatz derartigen Zellstoffs wird eine ausreichende Verbindung der Airlaid-Lage mit der Tissuelage erhalten, welche gleichzeitig bei Färbung und/oder Bedruckung eine hinreichend geschlossene Oberfläche aufweist, ohne daß die Farbbrillanz oder das Druckbild leiden.

Bevorzugt werden als Schmelzklebefasern Bikomponentenfasern vom Kern-Mantel-Typ ausgewählt, welche wiederum ausgewählt sind aus einer Gruppe umfassend Polyester/Polyolefin-Fasern, bevorzugt Polyethylenterephtalat/Polyethylen, und/oder Polyolefin/Polyolefin-Fasern, bevorzugt Polypropylen/Polyethylen. Diese sind bevorzugt in einem Bereich von etwa 3 bis etwa 8 g/m² in der Airlaid-Lage enthalten. Vorzugsweise sind diese in der Airlaid-Lage auf der der Tissuelage zugewandten Seite in den der Tissuelage nahen Bereichen in höherer Konzentration enthalten als im Inneren der Airlaid-Lage selbst. Hierdurch wird einerseits die Bindung zwischen der Tissue- und der Airlaid-Lage weiter verbessert, da durch die höhere Konzentration der Schmelzklebefasern in den tissuenahen Bereichen der Airlaid-Lage bei der thermischen Aktivierung derselben, welche in einem Bereich von etwa 80 bis etwa 180°C, bevorzugt in einem Bereich von etwa 130°C bis etwa 180°C, erfolgt, eine zusätzliche Erhöhung der Bindungsstärke zwischen der Tissuelage und der Airlaid-Lage im erfindungsgemäßen Produkt erreicht wird. Dabei ist vorzugsweise die Konzentration der Schmelzklebefasern in dem der Tissuelage unmittelbar benachbarten Bereich der Airlaid-Lage mindestens doppelt, weiter bevorzugt mehr als dreimal so hoch wie im Inneren der Airlaid-Lage. Beispielsweise können im Oberflächenbereich der der Tissuelage zugewandten Seite der Airlaid-Lage Schmelzkomponentenfasern in einer Menge von 6 g/m² vorgesehen sein, wohingegen im Inneren der Airlaid-Lage lediglich eine Menge von 2 g/m² vorgesehen ist. Über die gesamte Airlaid-Lage verteilt weist eine derartig ausgebildete Airlaid-Lage einen Schmelzklebefasernanteil in einer Menge von etwa 4 g/m² auf.

Die Tissuelage weist vorzugsweise eine Dehnung in einem Bereich von etwa 14 bis etwa 25 %, gemessen gemäß DIN 54540 Teil 7 (Längs- und Querrichtung), auf. Weiter bevorzugt liegt die Dehnung in einem Bereich von etwa 16 bis etwa 22 %. Bei Tissuelagen mit derartigen Werten für die Dehnung kann eine weitere Verbesserung der Verhakelung der Tissuelage mit der Airlaid-Lage erzielt werden, wodurch weiterhin die Bindungsstärke zwischen diesen beiden Lagen im kombinierten erfindungsgemäßen Tissue/Airlaid-Produkt erhöht wird. Aus der Dehnung kann auf die Kreppung geschlossen werden, welche in der gleichen Größenordnung wie die Dehnung liegt.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen kombinierten Tissue/Airlaid-Produkts, wobei

– in einem ersten Schritt von mindestens einer Einzelabrollung mindestens eine Tissuebahn abgerollt und auf ein Förderband mit einer Siebvorrichtung geführt wird;
– in einem zweiten Schritt auf der Tissuebahn ein Fasergemisch, umfassend zerfaserten Zellstoff und Schmelzklebefasern, abgelegt wird; und
– in einem dritten Schritt die Tissuebahn mit dem abgelegten Fasergemisch gepreßt wird.

Bei diesem Verfahren handelt es sich somit um ein Online-Verfahren, wobei eine mindestens einlagige vorgefertigte Tissuelage in eine bestehende Luftablegevorrichtung eingeführt wird, ohne daß diese baulich verändert werden muß. Die Tissuelage wird somit quasi als Trägermaterial eingesetzt und kommt als untere Lage auf das sich fortlaufend bewegende Gitter bzw. Sieb der Luftlegevorrichtung zu liegen. Hierauf werden dann mittels Luftstrom Fasern ungeordnet auf der Tissuelage abgelegt, wobei der Luftstrom bevorzugt durch eine unterhalb des Gitters/Siebes angeordnete Vorrichtung abgesaugt wird, um hier eine ausreichend innige Verbindung der abgelegten Fasern auf der Tissuelage mit entsprechend ausreichender Verhakelung der jeweiligen Fasern zu erzielen.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Pressung im dritten Schritt mittels mindestens einer beheizbaren Preßwalze bei einer Temperatur in einem Bereich von etwa 80°C bis etwa 180°C, bevorzugt in einem Bereich von etwa 140°C bis etwa 180°C, vorgenommen. Bei einer derartigen thermischen Aktivierung der in der Airlaid-Lage enthaltenen Bikomponentenfasern wird eine optimale Verbindung derselben mit den weiteren Fasern der Airlaid-Lage erzielt und gleichzeitig die an das erfindungsgemäße Produkt gestellten Anforderungen im Hinblick auf Weichheit und Reißfestigkeit sowie gute Bindung zwischen der Tissuelage und der Airlaid-Lage erfüllt.

Vorzugsweise wird in einem vierten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens die hergestellte Bahn aus mindestens einer Tissuelage und mindestens einer Airlaid-Lage getrocknet. Das Verfahren kann insbesondere auch dergestalt durchgeführt werden, daß eine aus mindestens einer Lage bestehende Airlaid-Lage als Mittellage zwischen mindestens zwei Tissuelagen angeordnet wird. Hierdurch wird vorzugsweise bei einer Färbung und/oder Bedruckung des kombinierten Tissue/Airlaid-Produkts ein gleichmäßiges Erscheinungsbild erzeugt. Grundsätzlich können die Tissuelagen bereits gefärbt eingesetzt und nachfolgend eine Bedruckung vorgenommen werden. Selbstverständlich kann eine Bedruckung auch auf weißem Tissue erfolgen. Die Airlaid-Lage kann ebenfalls aus farbigen Zellstoffasern hergestellt werden, im Hinblick auf die Kosten wird diese jedoch bevorzugt aus weißen Fasern als Grundmaterial hergestellt. Selbstverständlich ist es auch möglich, zunächst ein weißes kombiniertes Tissue/Airlaid-Produkt herzustellen und dieses anschließend komplett durchzufärben. Allerdings sind aus Kostengründen derartige Anwendungen nur in wenigen Produktbereichen wirtschaftlich sinnvoll. Eine nachfolgende Bedruckung ist immer möglich.

Besonders bevorzugt wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Klebemittel auf die Oberfläche der gebildeten Airlaid-Lage und/oder die Oberfläche der Tissuelage aufgegeben. Hierdurch wird die Bindungsstärke zwischen der mindestens einen Airlaid-Lage und der mindestens einen Tissuelage erhöht, insbesondere wenn das Klebemittel vor Ablage der Fasern in der Luftlegevorrichtung auf das Tissue aufgegeben wird. Als Klebemittel finden bevorzugt Dispersionsklebemittel Anwendung.

Des weiteren ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein alternatives Herstellungsverfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen kombinierten Tissue/Airlaid-Produkts auf einer Konvertiermaschine, wobei

– in einem ersten Schritt von mindestens einer Einzelabrollung mindestens eine Tissuebahn abgerollt wird;
– in einem zweiten Schritt von mindestens einer zweiten Einzelabrollung mindestens eine selbsttragende Airlaid-Bahn abgerollt wird, wobei dann
– in einem dritten Schritt auf der Airlaid-Bahn und/oder Tissuebahn ein Klebemittel aufgebracht wird; und
– in einem vierten Schritt die Bahnen laminiert werden.

Bei diesem alternativen erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich somit um ein Offline-Verfahren, mit welchem 2-, 3-, oder mehrlagige Produkte hergestellt werden können. Diese kann insbesondere dann bevorzugt durchgeführt werden, wenn bereits aufwendig bedrucktes Tissue eingesetzt wird, welches eventuell bei Ablage der Fasern in der Luftlegevorrichtung zur Herstellung der mindestens einen Airlaid-Lage Schaden nehmen könnte.

In einer weiteren Ausführungsform wird zusätzlich eine weitere Tissuebahn von einer weiteren Einzelabrollung abgerollt, und die Laminierung erfolgt derart, daß die Airlaid-Bahn zwischen den beiden Tissuebahnen angeordnet wird. Hierdurch werden kombinierte Tissue/Airlaid-Produkte mindestens dreilagig zur Verfügung gestellt, welche auf beiden Seiten mit beispielsweise gefärbtem und/oder bedrucktem Tissue versehen sind und daher eine gleichmäßige Außenerscheinung aufweisen.

Vorteilhafterweise wird das Klebemittel, insbesondere Dispersionsklebemittel, nur auf die Tissuebahn aufgebracht. Hierdurch ist sichergestellt, daß dieses nicht in das Airlaid-Material einzieht, wodurch die Menge des einzusetzenden Klebemittels erheblich erhöht und dadurch das Flächengewicht negativ beeinträchtigt, weil erhöht, würde. Zudem würde die Brettigkeit bzw. Steifheit des erhaltenen Produktes zunehmen.

Die mit den beiden alternativen Verfahren (offline und online) erhaltenen erfindungsgemäßen Produkte können anschließend in jedweder Art verprägt werden, insbesondere kann eine Schmuckprägung an den Rändern der hergestellten Produkte aufgebracht werden. Zudem wird durch eine Randprägung zusätzlich einem Delaminieren der verschiedenen Lagen des kombinierten erfindungsgemäßen Tissue/Airlaid-Produkts vorgebeugt.

Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung des kombinierten Tissue/Airlaid-Produkts als Tischtuch, Serviette, Taschenbuch, Unterdecke, sowie im Hygienebereich als Baby- und Inkontinenzwindel, Slipeinlage, Binde oder Krankenunterlage.

Diese und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beispiele erläutert:
1. Tissueherstellung
Die Tissuelage wurde beispielsweise hergestellt aus dem Produkt Zellstoff Al trocken und naß, M-real Hallein AG, Hallein, Österreich, welches aus mehr als 99 Gew% Zellulose besteht, weniger als 1 Gew% Lignin und weniger als 0,1 Gew% Natriumsulfat und Magnesiumsulfat aufweist, bezogen auf das Gewicht der Trockenmasse. Dieser Zellstoff wurde aus Fichtenholz durch Magnesiumbisulfataufschluß gewonnen und ist chlorfrei gebleicht, frei von Füllstoffen, Fremdfasern und optischen Aufhellern. Der Anteil an Kurzfasern, d.h. Fasern mit einer Länge von kleiner/gleich 1,5 mm, betrug 20 Gew%. Der Zellstoff wurde in einem Scheibenrefiner auf ein Mahlgrad von 12 bis 14 gemahlen, anschließend wurde zur pH-Wert-Einstellung Alaun zugegeben und dann die Mischung von möglichen Fremdstoffen gereinigt.
Aus diesem Zellstoff-Pulp wurde ein Vlies gebildet und dieses anschließend entwässert. Nachfolgend wurde das gebildete Blatt auf ein Sieb/Obertuch transportiert und dann mittels einer Sauganpreßwalze unter Zusatz von Heißluft an den Yankee-Zylinder gepreßt und getrocknet. Nachfolgend der Trocknung wurde die erhaltene Bahn mittels eines Kreppzylinders auf eine Dehnung/Kreppung von 20 % gekreppt, die erhaltene Tissuelage aufgerollt und verpackt.
Die solchermaßen erhaltene Tissuelage wies ein Flächengewicht von 16 bis zu 25g/m² auf bei einer Trockenreißfestigkeit von 16 N/50 mm und einer Luftdurchlässigkeit von 1.160 l/m²s. Das Tissue wurde eingefärbt.
Die solchermaßen hergestellte Tissuelage war somit ausreichend offenporig, um auch in einem Online-Verfahren mit einer Airlaid-Lage zu dem erfindungsgemäßen Produkt verbunden zu werden, andererseits war auch die Oberfläche noch geschlossen genug, um ein mögliches Durchschimmern der mit der Tissuelage zu verbindenden Airlaid-Lage zu vermeiden. Darüber hinaus war die Oberfläche der Tissuelage ausreichend rauh, um eine Verhakelung mit den Fasern der mit dieser zu verbindenden Airlaid-Lage zur Erzielung einer ausreichenden Grundbindung zur Verfügung zu stellen.
2. Airlaid-Herstellung
Hier wurde als Ausgangsmaterial Flockenzellstoff (Fluff Pulp) der Marke Biofluff TDR der Firma TARTAS, S.A., Frankreich, eingesetzt, welcher einen Weißegrad von 91 % gemäß ISO 2427 und eine Faserlänge von etwa 2 mm aufwies. Dieser Fluff Pulp wurde nach dem Sulfit-Verfahren hergestellt.
Dieser Fluff Pulp wurde mit Bikomponentenfasern vom Kern-Mantel-Typ als Schmelzklebefasern der Marke TREVIRA 255 der Firma Trevira, Deutschland, versetzt. Bei diesen Bikomponentenfasern handelt es sich um Fasern mit einem Kern aus Polyethylenterephtalat und einem Mantel aus Polyethylen, welche mit einer Faserfeinheit von 3 dtex und einer Faserlänge von etwa 3 mm eingesetzt wurden.
Der Fluff Pulp wurde in Hammermühlen zerfasert und anschließend die Bikomponentenfasern hinzugemischt. Mittels gefilterter Luft wurde dieses Fasergemisch Formerkammern der Luftlegevorrichtung zugeführt. In diesen Formerkammern wurde das Fasergemisch verwirbelt. Anschließend wurde das Fasergemisch als eine ungeordnete Faserlage auf einem siebförmigen Förderband abgelegt, unter welchem Saugpumpen angeordnet waren. Die Ablage erfolgte somit durch die Anwendung von Saugluft gerichtet, aber auch unter der Schwerkrafteinwirkung und/oder Verwirbelung des Fasergemisches.
3. Herstellung des kombinierten Tissue/Airlaid-Produkts
Die im ersten Schritt hergestellte gefärbte Tissuelage wurde vor Ablage des Fasergemisches gemäß vorstehender Ziffer 2 von einer Einzelabrollung abgerollt und über das siebförmige Förderband der Luftlegevorrichtung geführt. Anschließend wurde auf dieses Tissuematerial in einem Online-Prozeß das Fasergemisch – wie vorstehend unter Ziffer 2 beschrieben – mit einem Flächengewicht von 28 g/m² abgelegt.
Durch den Vortransport des siebförmigen Förderbandes entstand ein kombiniertes Tissue-/Airlaid-Produkt, bei welchem auf dem blauen Tissuematerial unverwobenes Airlaid-Material abgelegt war. Dieses Produkt wurde durch Preßwalzen unter relativ niedrigem Druck verdichtet. Die Preßwalzen wurden dabei mit einer Temperatur in einem Bereich von etwa 90°C bis etwa 170°C beheizt. Dieser Preßvorgang wurde derart durchgeführt, daß hierbei noch keine Aktivierung der Bikomponentenfasern erfolgte.
Anschließend passierte das hergestellte kombinierte Produkt eine Sprühvorrichtung, in welcher eine verdünnte Klebemitteldispersion auf die Airlaid-Lage aufgesprüht wurde. Es kann auch vorgesehen sein, daß die Tissuelage oder aber beide Lagen mit einer Klebemitteldispersion besprüht werden. Bei dem eingesetzten Dispersionsklebemittel handelte es sich um das Produkt Vinnapas EN 1020 der Firma Air Products, Deutschland, mit einer Glasübergangstemperatur T_g von –13°C, wobei es sich um ein Vinylacetat-Ethylen-Copolymer handelt.
Anschließend passierte das Produkt einen Durchlufttrockner, in welchem Wasseranteile aus der Klebemitteldispersion entfernt und gleichzeitig die Bikomponentenfasern voraktiviert wurden. In einem weiteren Erhitzungsschritt wurde nach Austreibung des Restwassers eine Quervernetzung des Dispersionsklebemittels ausgelöst und die Bikomponentenfasern vollständig aktiviert. Durch die erfolgende Quervernetzung des Dispersionsklebemittels wurde eine Erhöhung der Reißfestigkeit des kombinierten Produkts und eine verbesserte Fixierung der einzelnen Fasern auf insbesondere der Oberfläche der Airlaid-Lage erzielt, wodurch eine höhere mechanische Beanspruchung derselben ermöglicht war.
Dann passierte das kombinierte und verfestigte Produkt noch beheizbare Kalanderwalzen bei einer Temperatur von etwa 60°C bis etwa 90°C, zwischen welchen erneut unter Druck das kombinierte Produkt gepreßt wurde. Durch die Kalanderwalzen wurde letztendlich die Enddicke des kombinierten Tissue/Airlaid-Produkts eingestellt. Zusätzlich kann gegebenenfalls noch eine Prägung vorgesehen werden.
Bei der Herstellung des Airlaid-Materials im zweiten Schritt wurde vorteilhafterweise vorgesehen, daß das Fasergemisch aus mehreren Formerkammern in der Luftlegevorrichtung auf der Tissuelage abgelegt wird. Dabei wurde in der ersten Formerkammer ein erhöhter Anteil an Bikomponentenfasern zugemischt, um hier eine Erhöhung der Bindungsstärke zwischen der Airlaid-Lage und der Tissuelage zu erreichen.
Das derartig hergestellte kombinierte Tissue/Airlaid-Produkt wies einen Anteil von 3 g/m² Dispersionsklebemittel, 6 g/m² Schmelzklebefasern, 20 g/m² Tissue und 22 g/m² Airlaid auf. Bevorzugt wurden mittels dieses Verfahrens kombinierte Tissue/Airlaid-Produkte hergestellt mit einem Anteil an Dispersionsklebemitteln in einem Bereich von 0,1 bis 15 g/m², 4 bis 15 g/m² Schmelzklebefasern, 10 bis 30 g/m² Airlaid und 10 bis 35 g/m² Tissue.
Bei einem gemäß dem vorstehenden Verfahren hergestellten kombinierten Tissue/Airlaid-Produkt mit einem erhöhten Anteil des Schmelzkomponentenfasernanteils auf der der Tissuelage zugewandten Seite der Airlaid-Lage von 6 g/m², wohingegen der Anteil im Inneren der Airlaid-Lage 4 g/m² betrug, wurden unterschiedliche Parameter bestimmt. Das erhaltene kombinierte Tissue/Airlaid-Produkt wies eine Dicke, gemessen gemäß EDANA 30.4, von 0,6 mm (bevorzugter Bereich 0,4 bis 0,9 mm) und eine berechnete Dichte von 0,92 g/cm³ auf. Die Trockenreißfestigkeit in Maschinenrichtung betrugt 20 N/50 mm und die Naßreißfestigkeit in Maschinenrichtung 8 N/50 mm. Das Produkt wies eine Bindungsstärke zwischen der Tissuelage und der Airlaid-Lage von 0,6 N/50 mm auf.
Alternativ wurde in einem Offline-Verfahren zunächst gemäß obiger Ziffer 1 die Tissuelage hergestellt, anschließend separat eine Airlaid-Lage als freitragendes Airlaid entsprechend den Ziffern 2 und 3 mit einem Flächengewicht von 55 g/m². Diese Tissuelage und diese Airlaid-Lage wurden auf einer Konvertiermaschine jeweils von einer Einzelabrollung abgerollt und zunächst auf die der Airlaid-Lage zugewandten Oberfläche der Tissuelage das vorstehend erwähnte Dispersionsklebemittel in einer Menge von 3 g/m² aufgebracht, und anschließend wurden die beiden Lagen in einem vierten Schritt miteinander laminiert. Das solchermaßen erhaltene kombinierte Tissue/Airlaid-Produkt wies ein Flächengewicht von 67 g/m² und eine Bindungsstärke zwischen der Tissuelage und der Airlaid-Lage von 0,44 N/50 mm auf. Die Airlaid-Lage wies dabei eine gleichmäßige Verteilung der Schmelzklebefasern in dieser auf.
Ebenso kann im Offline-Verfahren ein 3-lagiges Produkt mit der Airlaid-Lage in der Mitte hergestellt werden, wobei dann in der Konvertiermaschine zusätzlich eine weitere Lage Tissue abgerollt wird, Dispersionsklebemittel auf beide Tissuelagen auf der dem Airlaid zugewandten Seite aufgebracht, und anschließend zum fertigen Produkt laminiert und getrocknet (z.B. durch Infrarot-Trockner) wird.
Das mittels der beiden vorstehend beschriebenen alternativen Verfahren hergestellten erfindungsgemäßen kombinierten Tissue/Airlaid-Produkts konnte nachfolgend einwandfrei bedruckt werden. Zusätzlich konnte auch ein dreilagiges kombiniertes Produkt hergestellt werden, indem auf der der ersten Tissuelage entgegengesetzten Seite der Airlaid-Lage eine weitere Tissuelage angeordnet wurde, so daß die Airlaid-Lage eine Mittellage bildete. Dabei kann dann vorteilhafterweise vorgesehen werden, daß zunächst ein Airlaid mit einem Flächengewicht von etwa 32 g/m² abgelegt wird auf einem Tissue mit einem Flächengewicht von beispielsweise 16 g/m², wobei dann anschließend dieses bereits kombinierte Tissue/Airlaid-Produkt nachfolgend mit der weiteren Tissuelage zu einem dreilagigen Produkt kombiniert wird. Unter Anwendung von einem Dispersionsklebemittel in einer Menge von etwa 8 g/m² ergibt sich somit ein Flächengewicht von etwa 70 g/m² für das dreilagige kombinierte Produkt.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein kombiniertes Tissue/Airlaid-Produkt und ein Verfahren zu seiner Herstellung zur Verfügung gestellt, mit welchem es ermöglicht wird, gefärbte und bedruckte Produkte insbesondere für den Tabletop-Bereich zur Verfügung zu stellen, welche einerseits den an diese gestellten Anforderungen im Hinblick auf Weichheit, Griffigkeit und Reißfestigkeit genügen, andererseits jedoch auch unter Design-Gesichtspunkten sehr ansprechend und insbesondere auch bedruckbar sind.

Claims

Kombiniertes, mindestens zweilagiges Tissue/Airlaid-Produkt, umfassend mindestens eine Tissuelage mit einer Luftdurchlässigkeit von mindestens 700 l/m²s gemäß DIN EN ISO 9237, einem Flächengewicht in einem Bereich von etwa 10 bis etwa 35 g/m², gemessen gemäß EDANA 40.3, und einer Trockenreißfestigkeit von mindestens 8 N/50 mm in Maschinenrichtung gemäß EDANA 20.2, weiterhin umfassend mindestens eine Airlaid-Lage, umfassend Schmelzklebefasern in einer Menge von mindestens 3 g/m² mit einer Faserfeinheit in einem Bereich von etwa 1 dtex bis etwa 10 dtex, wobei die Verbindung der mindestens einen Tissuelage und der mindestens einen Airlaid-Lage durch ein Klebemittel mit einer Glasübergangs-temperatur T_g ≥ –30°C verbessert ist, und wobei das Produkt eine Bindungsstärke zwischen der Tissuelage und der Airlaid-Lage von mindestens 0,2 N/50 mm aufweist.
Kombiniertes Tissue/Airlaid-Produkt gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Trockenreißfestigkeit von mindestens 14 N/50 mm, bevorzugt in einem Bereich von etwa 15 N/50 mm bis etwa 40 N/50 mm, gemessen gemäß EDANA 20.2, aufweist.
Kombiniertes Tissue/Airlaid-Produkt gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Naßreißfestigkeit von mindestens 4 N/50 mm, bevorzugt in einem Bereich von etwa 5 N/50 mm bis etwa 18 N/50 mm, gemessen gemäß EDNA 20.2, aufweist.
Kombiniertes Tissue/Airlaid-Produkt gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Flächengewicht von mindestens 50 g/m², gemessen gemäß EDANA 40.3, aufweist.
Kombiniertes Tissue/Airlaid-Produkt gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Tissue hergestellt ist aus Sulfat- und/oder Sulfit-Zellstoff.
Kombiniertes Tissue/Airlaid-Produkt gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Tissue eine Dehnung in einem Bereich von etwa 14 bis etwa 25 % aufweist, gemessen gemäß DIN 54540 Teil 7.
Kombiniertes Tissue/Airlaid-Produkt gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzklebefasern als Bikomponentenfasern vom Kern-Mantel-Typ ausgebildet sind, ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Polyester/Polyolefin-Fasern und/oder Polyolefin/Polyolefin-Fasern.
Kombiniertes Tissue/Airlaid-Produkt gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Airlaid-Lage auf ihrer der Tissuelage zugewandten Seite in den der Tissuelage nahen Bereichen eine höhere Konzentration an Schmelzklebefasern aufweist als im Inneren der Airlaid-Lage.
Verfahren zur Herstellung eines Produkts gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß – in einem ersten Schritt von mindestens einer Einzelabrollung mindestens eine Tissuebahn abgerollt und auf ein Förderband mit einer Siebvorrichtung geführt wird; – in einem zweiten Schritt auf der Tissuebahn ein Fasergemisch, umfassend zerfaserten Zellstoff und Schmelzklebefasern, abgelegt wird; und – in einem dritten Schritt die Tissuebahn mit dem abgelegten Fasergemisch gepreßt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Pressung im dritten Schritt mittels mindestens einer beheizbaren Preßwalze bei einer Temperatur in einem Bereich von etwa 80°C bis etwa 180°C vorgenommen wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß in einem vierten Schritt die Bahn getrocknet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Klebemittel auf die Oberfläche der gebildeten Airlaid-Lage oder die Oberfläche der Tissuelage aufgegeben wird.
Verfahren zur Herstellung von Produkten gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 auf einer Konvertiermaschine, wobei – in einem ersten Schritt von mindestens einer Einzelabrollung mindestens eine Tissuebahn abgerollt wird; – in einem zweiten Schritt von mindestens einer zweiten Einzelabrollung mindestens eine selbsttragende Airlaid-Bahn abgerollt wird, wobei dann – in einem dritten Schritt auf die Airlaid-Bahn und/oder Tissuebahn ein Klebemittel aufgegeben wird; und – in einem vierten Schritt die Bahnen laminiert werden.
Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine weitere Tissuebahn von einer weiteren Einzelabrollung abgerollt wird und die Laminierung derart erfolgt, daß die Airlaid-Bahn zwischen den beiden Tissuebahnen angeordnet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebemittel nur auf die Tissuebahn aufgebracht wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das erhaltene kombinierte Tissue/Airlaid-Produkt anschließend geprägt wird.
Verwendung eines Produkts gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 als Tischtuch, Serviette, Taschentuch, Unterdecke, sowie im Hygienebereich als Baby- und Inkontinenzwindel, Slipeinlage, Binde und/oder Krankenunterlage.