DE19963834C2 - Verfahren zur Applikation von Behandlungschemikalien auf ein flächiges Erzeugnis auf Faserbasis und damit hergestellte Produkte - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Applikation von Behandlungschemikalien auf flächige Erzeugnisse auf Faserbasis, insbesondere Tissue, und die danach erhältlichen Produkte, insbesondere Tissueprodukte.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff "Tissue" insbesondere "Tissuepapier" oder "Rohtissue", wie es üblicherweise als einlagige Tissuebahn in der Tissue-(Papier-)maschine erzeugt wird, als auch mehrlagige (Zwischen-)Produkte, z. B. in Form von mehrlagig doublierten Bahnen oder in Form von Mutterrollen für die Weiterverarbeitung sowie fertig konfektionierte ein- und mehrlagige Tissueprodukte, wie z. B. Papiertaschentücher, Gesichtstücher, Toilettenpapier, Haushaltstücher, wie etwa Küchentücher, Handtücher und andere Wischtücher, etc.

Stand der Technik

Die "Tissue"-Erzeugung zählt aufgrund der grundlegenden Übereinstimmung der Herstellungsverfahren (Nasslegen) zu den Verfahren der Papiererzeugung. Die Tissue- oder besser die Rohtissueerzeugung, wenn das auf einer speziellen Papiermaschine der Tissue- oder Tissuepapiermaschine hergestellte einlagige (Zwischen-)Produkt gemeint ist, grenzt sich gegenüber der Papiererzeugung durch das extrem geringe Flächengewicht, üblicherweise unter 40 g/m², und das im Vergleich zu Papier sehr viel höhere spezifische Arbeitsaufnahmevermögen ab. Das spezifische Arbeitsaufnahmevermögen ergibt sich, indem das Arbeitsaufnahmevermögen auf das Testprobenvolumen vor der Prüfung bezogen wird (Länge, Breite, Dicke der Probe zwischen den Klemmen vor Zugbeanspruchung).

Darüber hinaus unterscheiden sich Papier und Tissuepapier generell hinsichtlich des E-Moduls, der das Spannungs- Dehnungsverhalten dieser flächigen Produkte als Materialkenngröße charakterisiert, abhängig von den Herstellbedingungen, den verwendeten Rohstoffen und den chemischen Zusatzstoffen.

Das hohe spezifische Arbeitsaufnahmevermögen eines Tissuepapiers resultiert aus der äußeren und/oder inneren Kreppung. Die erstere wird durch Stauchung der auf einem Trockenzylinder haftenden Tissue-Papierbahn durch die Einwirkung eines Kreppschabers oder im letzteren Fall durch Geschwindigkeitsdifferenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Sieben oder beispielsweise zwischen einem Blattbildungs-Sieb und einem sogenannten Fabric oder zwischen zwei Fabrics erzeugt.

So kann etwa bei der Anwendung der Durchström-Vortrocknungs- Verfahrenstechnik (TAD-Verfahren) zur Rohtissue-Herstellung und der üblichen Doppelsieb-Blattbildung in C-wrap-Konfiguration das sogenannte innere Blattbildungssieb mit einer bis zu 40% höheren Geschwindigkeit gegenüber der des nächstfolgenden Fabrics oder der des nachfolgenden Filzes betrieben werden, wobei die initial gebildete und bereits vorentwässerte Papierbahn an das nachfolgende TAD-Fabric übergeben wird. Hierdurch wird die noch feuchte und dadurch plastisch deformierbare Papierbahn durch Stauchung und Scherung innerlich aufgelockert und damit bei Beanspruchung dehnfähiger als ein Papier, das weder eine "innere" noch eine äußere Kreppung erfahren hat.

Diese Übergabe (Transfer) einer noch plastisch deformierbaren Papierbahn bei gleichzeitig wirkender Differenz-Geschwindigkeit kann in anderen Ausführungsformen auch zwischen einem Transfer-Fabric und dem sogenannten TAD-Imprinting-Fabric oder zwischen zwei Transfer-Fabrics erfolgen.

Der Begriff "Fabric" entstammt dem englischen Sprachraum und hat sich eingebürgert für Papiermaschinen-Bespannungen mit siebartigem Gewebeaufbau, bei denen als Fadenmaterial anstelle metallischer Drähte Fäden aus Kunststoff verwendet werden.

Aus dem hohen spezifischen Arbeitsaufnahmevermögen (s. DIN EN 12625-4 und DIN EN 12625-5) resultieren die meisten der für Tissue und Tissueprodukte üblichen Gebrauchseigenschaften. Ein Beispiel sind Tissueprodukte für hygienische Anwendungen (Hygieneprodukte, insbesondere Hygiene-Papierprodukte), die z. B. bei der Körperpflege und -hygiene, im Haushalt, der Industrie, im institutionellen Bereich bei den unterschiedlichsten Reinigungsvorgängen zum Einsatz kommen. Sie dienen zur Aufnahme von Flüssigkeiten, zur Dekoration, zur Verpackung oder auch nur als Unterlagsmaterial, wie etwa in der ärztlichen Praxis oder einem Krankenhaus üblich. Hygiene-Papierprodukte in ihrer breiten Vielfalt zählen heute zu den Produkten des täglichen Bedarfs.

Zu den Hygienepapieren zählt man vorrangig sämtliche trockengekreppte Tissuepapiere aber auch nassgekreppte Papiere.

Als "Tissuepapiere" oder besser als Rohtissuepapiere beschreibt man im allgemeinen die von der Papiermaschine kommenden einlagigen Zwischenprodukte aus leichten, d. h. mit niedrigem Flächengewicht erzeugten Papiere, die in der Regel auf einem sogenannten Yankee-Zylinder mit Hilfe eines Kreppschabers trockengekreppt wurden. Dabei kann das einlagige Rohtissue aus jeweils einer oder aus mehreren Schichten aufgebaut sein.

Als "Tissueprodukte" bezeichnet man sämtliche aus Rohtissue hergestellten ein- oder mehrlagigen Endprodukte, die auf die Bedürfnisse des Endverbrauchers ausgerichtet, d. h. mit unterschiedlichstem Anforderungsprofil konfektioniert sind.

Typische Eigenschaften von Tissuepapieren sind die gute Fähigkeit Zugspannungsenergie zu absorbieren, ihre Drapierbarkeit, eine gute textilartige Flexibilität, Eigenschaften, die oft als Knüllweichheit bezeichnet werden, eine hohe Oberflächenweichheit, ein hohes spezifisches Volumen mit einer fühlbaren Dicke, eine möglichst hohe Flüssigkeits-Absorptionsfähigkeit und je nach Anwendung eine geeignete Nass- und Trockenfestigkeit sowie ein interessantes optisches Erscheinungsbild der äußeren Produktoberfläche. Aufgrund dieser Eigenschaften werden Tissuepapiere zu Tissueprodukten (Tissue-Papierprodukten) verarbeitet und stehen dann dem Endverbraucher in unterschiedlichster Form und Konfektionierung zur Verfügung, beispielsweise als Wischtücher, Handtücher, Haushaltstücher, insbesondere als Küchentücher, als Sanitärprodukte (z. B. Toilettenpapiere), als Papiertaschentücher, Kosmetiktücher oder Servietten.

Für den erfolgreichen Einsatz von Tissueprodukten in den unterschiedlichsten Anwendungs-Bereichen sind, abhängig vom Verwendungszweck, häufig unterschiedliche und zum Teil einander entgegenlaufende Eigenschaften erforderlich.

Hierzu wird das Tissue häufig mit Substanzen, Additiven, Hilfsstoffen und anderen Behandlungschemikalien versehen.

Erfindungsgemäß werden alle allgemein als Behandlungschemikalien bezeichneten Substanzen und Substanzgemische, die üblicherweise nach dem Trocknungs- und Kreppungsschritt am Yankee-Zylinder auf das Tissue aufgebracht werden, von diesem Begriff mit umfasst.

Behandlungschemikalien können einen Einfluss auf die physikalischen Eigenschaften, z. B. die Weichheit, insbesondere die Knüllweichheit, die Festigkeit im trockenen und im nassen Zustand, die Absorptionsgeschwindigkeit von Flüssigkeiten, insbesondere die von Wasser oder Öl oder die Gefügefestigkeit des Tissues/Tissueprodukts selbst haben und/oder zu deren unterschiedlichen Verwendung, z. B. im Bereich von Pflege und Schutz der Haut, Healthcare, etc. beitragen. Im letzteren Fall spricht man auch speziell von "Lotionen".

Beispielsweise bei Haushaltstüchern, insbesondere bei Küchentüchern und in noch höherem Maße bei Papierhandtüchern, ist eine Festigkeit, vor allem im nassen Zustand, und hohe Saugleistung erforderlich, um den Ansprüchen des Verbrauchers zu genügen. Bei Toilettenpapieren bestimmt eher eine Kombination von Trockenfestigkeit neben guter Weichheit die Gebrauchseignung und die Verbraucherakzeptanz. Bei anderen Tissueprodukten, wie Taschentüchern oder Gesichtstüchern, sind Weichheit der Oberfläche und sehr gute Anschmiegsamkeit hervorstechende Eigenschaften, die neben Festigkeit den Gebrauchswert dieser Produkte bestimmen.

Bei den letztgenannten Tissueprodukten spielen auch in dem Produkt enthaltene, insbesondere auf seinen äußeren Oberflächen enthaltene, kosmetische Komponenten eine wichtige Rolle. Diese kosmetischen Komponenten umfassen unter anderem Duftstoffe, Feuchtigkeitsmittel, Hautpflegemittel, Healthcare-Substanzen, wie D-Panthenol oder den Kamillenwirkstoff α-Bisabolol.

Bei kosmetischen Komponenten ist es wichtig, eine optimale, d. h. in Bezug auf deren Menge ausreichende Übertragung der Komponenten, wie Pflegemittel oder Feuchtigkeitsmittel, vom Tissueprodukt auf die Haut zu erreichen, um die gewünschte Wirkung zu entfalten. Hierfür sind hohe Auftragsmengen der kosmetischen Substanzen auf das Tissue erforderlich. Andererseits darf sich das Tissue selbst nicht unangenehm anfühlen oder beispielsweise ein Nässegefühl auf der Haut zurücklassen.

Für die Hersteller von Tissueprodukten ist es daher eine besondere Herausforderung, die verschiedenen, einander oft widersprechenden Einflussfaktoren in eine besondere Balance zu bringen, um hieraus die vom Verbraucher geforderten optimalen Eigenschaftskombinationen für die angestrebten Endprodukte zu erreichen. In dem Artikel "Weichheit und Weichmachung von Hygiene-Tissue" im Wochenblatt für Papierfabrikation, Heft 11/12, 1988, Seite 435 ff., werden die Eigenschaften von Hygiene-Tissue ausführlich beschrieben und deren Bedeutung für Tissueprodukte bei verschiedenen Anwendungen diskutiert.

So ist eine der wichtigsten Forderungen des Marktes an den Hersteller eine generelle Verbesserung der Weichheit in allen Bereichen der Tissueprodukte. Eigenschaften wie die Weichheit eines Tissueproduktes werden in ihrer Grundausbildung durch den Herstellungsprozess, insbesondere durch eine TAD-Vortrocknung und die Auswahl der Roh- und Hilfsstoffe bestimmt.

Weichheit ist eine wichtige Eigenschaft von Tissueprodukten wie Taschentüchern, Kosmetiktüchern, Toilettenpapier, Servietten aber auch Hand- oder Küchentüchern, und beschreibt einen charakteristischen taktilen Sinneseindruck, welches das Tissueprodukt bei Berührung der Haut erzeugt.

Der Begriff "Weichheit" ist zwar allgemein verständlich, aber äußerst schwierig zu definieren, da keine physikalische Bestimmungsmethode und deshalb auch keine anerkannte Industrienorm als Standard zur Einstufung verschiedener Weichheitsgrade vorhanden ist.

Um die Weichheit zumindest halbquantitativ erfassen zu können, wird sie in der Praxis durch eine subjektive Methode ermittelt. Hierzu wendet man einen sogenannten "Panel-Test" an, bei dem mehrere geschulte Testpersonen ein vergleichendes Urteil abgeben.

Weichheit lässt sich vereinfachend in ihre Hauptcharakteristika, die Oberflächenweichheit und die Knüllweichheit, untergliedern:
Oberflächenweichheit beschreibt das Gefühl, das man empfindet, wenn man beispielsweise mit den Fingerkuppen leicht über die Oberfläche des Tissueblattes fährt. Unter Knüllweichheit versteht man den sensorischen Eindruck des Widerstandes gegen mechanische Deformation, den ein mit den Händen durch knittern, falten oder knüllen und/oder durch Kompression deformiertes Tissue oder Tissue-Produkt während des Vorgangs der Deformation erzeugt.

Das Auftragen der oben beschriebenen Behandlungschemikalien, mit denen beispielsweise die gewünschten Weichheits- Charakteristika oder andere Eigenschaften erreicht werden sollen, erfolgt im Stand der Technik durch verschiedene Walzen- und Sprühauftragungsverfahren. Andere Methoden umfassen Imprägnierverfahren.

Die WO 94/05857 beschreibt ein Verfahren zur Applikation eines chemischen Papierherstellungsadditivs auf ein trockenes Tissuepapiervlies (Tissuepapiervliesstoff, Rohtissue). Das Aufbringungsverfahren zeichnet sich durch die folgenden Schritte aus: Bereitstellung eines trockenen Tissuepapiervliesstoffs, das Verdünnen eines chemischen Papierherstellungsadditivs mit einem geeigneten Lösungsmittel zur Bildung einer verdünnten chemischen Lösung, die Applikation dieser verdünnten chemischen Lösung auf eine erhitzte Transferoberfläche, das teilweise Verdampfen des Lösungsmittels durch die Transferoberfläche unter Bildung eines dieses Papierherstellungsadditiv enthaltenden Films und die Übertragung des Films von der erhitzten Transferoberfläche auf die Oberfläche des Tissuevliesstoffs.

Die EP-A-03 47 177 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Softtissuepapier, welches folgende Schritte aufweist: Blattbildung aus wässriger Suspension von Zellulosefasern unter Bildung eines Vlieses, Applikation einer ausreichenden Menge eines wasserlöslichen nicht-kationischen Tensids sowie Trocknung und Kreppung des Vlieses, wobei dieses Tissuepapier ein Basisgewicht von 10 bis 65 g/m² und eine Dichte von weniger als 0,6 g/m³ aufweist.

Die Behandlungslösung kann also sowohl im Nassteil einer Tissuepapiermaschine (Wattemaschine), am Ende der Siebpartie, vor oder innerhalb der Pressenpartie (mechanische Entwässerung), d. h. bei Feststoffgehalten zwischen 20 und 50%, sowie in der nach der Pressenpartie angeordneten Trockenpartie bei Feststoffgehalten von 40 bis 97% Fasertrockengewicht zugegeben werden.

Stand der Technik sind Aufgabeorte auf dem Transfersieb/Belt, z. B. vor dem Vliestransfer bei einer TAD-Anordnung sowie die Zuführung auf das feuchte Faservlies nach dessen Transfer auf den Transport-(Trocken-)filz vor der oder den Pressen bei einer konventionellen Einfilz- oder Zweifilz-Tissuemaschine.

Weiterhin ist im Stand der Technik die Zuführung von Behandlungschemikalien durch Sprühauftrag auf den Yankee- Zylinder bekannt.

Ferner erfolgt die Zugabe des Behandlungsmittels in der Tissueerzeugungsmaschine durch Sprühauftrag auf den Pope-Roller unter Erzeugung eines Behandlungsmittelfilms und dessen anschliessendem Transfer auf die Tissuebahn während des Aufrollvorgangs. Hierbei weist üblicherweise die bereits gekreppte "Tissuebahn" als Folge des vorausgegangenen Trocknungsvorganges auf dem Yankee-Zylinder noch eine Resttemperatur zwischen 20°C und etwa 70°C auf, was für die Verteilung des Behandlungsmittels und dessen Eindringen in das Rohtissue günstig ist.

Neben einem Sprühauftrag über einen Düsenbalken kann auch der Einsatz von Schleuderrotoren oder Bürstwerken in Frage kommen. Der Auftrag kann auch direkt auf die Tissuepapierbahn erfolgen.

Eine Zugabe des Behandlungsmittels innerhalb einer sogenannten Doubliermaschine bzw. innerhalb der Verarbeitungsmaschine auf die Aussenlagen der mehrlagig doublierten Bahn vor oder während der Kalibrierung/Glättung wird im allgemeinen bevorzugt.

Häufig findet der Auftrag des Behandlungsmittels innerhalb der Verarbeitungsmaschine auf die Aussenlagen der durch Verwendung mehrerer Abrollungen in der Verarbeitungsmaschine mehrlagig geführten oder bereits zuvor mehrlagig doublierten Bahn statt.

In WO 98/41687 wird ein Verfahren zur Herstellung von Tissueprodukten der vorgenannten Art beschrieben, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Zusammensetzung der vorstehenden Art auf das Faservlies oder die Tissuebahn innerhalb der Siebpartie, Pressenpartie, TAD-Partie, am Yankee-Zylinder und/oder Trockenpartie, d. h. bei einer Faserstoffdichte von 20 bis 97%, bezogen auf das Trockenfasergewicht der Bahn, in einer Menge von 0,1 bis 40%, vorzugsweise 1 bis 20%, kontinuierlich oder diskontinuierlich auf oder in der Bahn appliziert und die Bahn gegebenenfalls nach der Applikation einer Nachglättung unterzieht.

Eine dort genannte alternative Ausführungsform ist ein Verfahren zur Herstellung von Tissueprodukten, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Zusammensetzung der vorgenannten Art auf das Faservlies oder die Tissuebahn nach der Trockenpartie an der Wattemaschine, der Doubliermaschine und/oder beim Verarbeitungsautomaten in einer Menge von 0,1 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 20 Gew.-%, kontinuierlich oder diskontinuierlich auf oder in der Bahn appliziert und die Bahn gegebenenfalls nach der Applikation einer Nachglättung unterzieht.

Die bekannten Verfahren weisen eine Reihe von Nachteilen auf, die zu einer Beeinträchtigung der Tissueeigenschaften führen. Durch den ausgeübten Druck auf das Tissue, etwa bei der Verwendung von Walzenauftragsverfahren zum Auftrag des Behandlungsmittels, insbesondere bei einer nachfolgenden Glättung des mit einem Behandlungsmittel behandelten Produktes treten unerwünschte mechanische Einwirkungen auf das Tissue auf. Das Tissue wird zusammengedrückt, wodurch sich beispielsweise seine Dicke (Bulk) verringert, was vom Verbraucher etwa im Falle eines Papiertaschentuches üblicherweise als negativ empfunden wird. Durch einen solchen subjektiven Eindruck des Benutzers im Beispiel einer als negativ empfundenen Dickenwahrnehmung, kann eine objektive Verbesserung z. B. der Oberflächenweichheit wieder zunichte gemacht werden, da der Verbraucher ein solches Produkt nicht kaufen wird. Dies ist ein Problem insbesondere bei mehrlagigen Tissueprodukten.

Die Auftragung durch Aufwalzen oder Aufsprühen ist durch die Viskosität der aufzutragenden Lotion limitiert. Stark viskose und/oder fettige Lotionen können nur sehr schwer oder gar nicht mit Hilfe eines Sprühverfahrens auf das Papier aufgebracht werden. Daher ist es häufig notwendig, die aufzutragenden Behandlungsmittel z. B. mit Hilfe von Wasser oder mit Hilfe organischer Lösungsmittel zu verdünnen oder aufzubereiten. Dieses erfordert einen weiteren Verfahrensschritt, bei dem das verwendete Lösungsmittel aus dem Tissue wieder entfernt werden muss.

Möchte man bei Raumtemperatur hochviskose (oder feste) und bei Raumtemperatur niederviskose Behandlungschemikalien in Kombination auf das Tissue aufbringen, ist es oft schwierig, Vorrichtungen und Applikationsbedingungen zu finden, die für beide Komponenten eine gleichmäßige und gezielte Applikation ermöglichen.

Ein ähnliches Problem kann bei hydrophoben (z. B. fettartigen) und hydrophilen Komponenten auftreten, die zur Entmischung neigen, was ebenfalls eine gleichmäßige und gezielte Applikation erschwert.

Schließlich taucht bei der Applikation von kosmetischen Behandlungschemikalien (manchmal auch als "kosmetische Lotionen" bezeichnet), auf Tissueprodukte manchmal das Problem auf, daß die kosmetischen Lotionen das Tissue vollständig durchdringen, obwohl diese ihre Wirkung nur bei Übertragung auf die Haut des Verwenders entwickeln, was eine Anreicherung auf der (oder den) äußeren Oberfläche(n) des Tissue erforderlich macht. Aus wirtschaftlichen Gründen besteht daher ein Bedarf an Applikationsverfahren, die eine Anreicherung von kosmetischen Lotionen auf der (oder den) äußeren Oberfläche(n) des Tissueprodukts ermöglichen.

Ein attraktives Applikationsverfahren muss daher gleichzeitig eine gleichmäßige Auftragung der Behandlungschemikalien auf den äußeren Oberflächen der Aussenlagen des Tissue-Produktes aus rechtlichen, beispielsweise wettbewerbsrechtlichen, Gründen garantieren können und andererseits, da die kosmetischen Komponenten einer Lotion gleichzeitig sehr bedeutsame Kostenfaktoren darstellen, deren Auftrags-Menge aus Wirtschaftlichkeitsgründen in engen Grenzen steuern

GB-1 143 571 betrifft ein Verfahren zum Beschichten von Substraten mit einem Klebstoff, wobei die Temperatur des Klebstoffs soweit herabgesetzt wird, dass dieser brüchig wird und zu einem feinen Pulver gemahlen werden kann. Das Klebstoffpulver wird auf ein Substrat appliziert, worauf man die Temperatur erhöht, bis die Teilchen zusammenschmelzen und eine im wesentlichen gleichmäßige Beschichtung mit Klebstoff auf dem Substrat bilden. Beispiele für das Substrat sind Papiere, Pappe, Metallfolien, dünne Plastiklagen und textile Materialien. Nach dem Beschichten mit dem Klebstoff wird das Substrat direkt mit einem anderen Material verklebt.

Aufgabe der Erfindung

Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, die gleichzeitige Applikation von mehreren Behandlungschemikalien auf ein flächiges Erzeugnis auf Faserbasis, insbesondere Tissue zu ermöglichen, die vom Standpunkt der Applikation betrachtet schwer miteinander vereinbare chemische und/oder physikalische Eigenschaften aufweisen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Applikationsverfahren zur Verfügung zu stellen, das sich für die Anreicherung von einer oder mehreren Behandlungschemikalie(n) auf der oder den äußeren Oberflächen eines Tissues oder Tissueprodukts eignet.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Applikation einer Behandlungszusammensetzung auf ein flächiges Erzeugnis auf Faserbasis, insbesondere Tissue, welches die folgenden Schritte umfasst:

• - Herstellen von Partikeln aus einer gefrorenen Behandlungszusammensetzung, die mindestens eine Behandlungschemikalie enthält,
  die aus Feuchthaltemitteln, Hautpflegemitteln, Duftstoffen, kosmetischen Wirkstoffen, Mitteln zur Erhöhung der Festigkeit des flächigen Erzeugnisses, die Weichheit des flächigen Erzeugnis fördernden Mitteln, und Tensiden ausgewählt wird, (im folgenden als Schritt (a) bezeichnet)
• - die Applikation der gefrorenen Partikel der Behandlungszusammensetzung auf das flächige Erzeugnis (im folgenden auch als Schritt (c) bezeichnet),
• - das Erwärmen der auf das flächige Erzeugnis applizierten gefrorenen Partikel der Behandlungszusammensetzung auf den Schmelzpunkt der gefrorenen Behandlungszusammensetzung oder eine höhere Temperatur (im folgenden auch als Schritt (d) bezeichnet).

Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft für ein Tissue beschrieben, ist jedoch nicht darauf beschränkt und für jedes flächige Erzeugnis auf Faserbasis anwendbar.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Behandlungszusammensetzung durch Inkontaktbringen der Behandlungszusammensetzung mit einem fluiden, d. h. flüssigen oder gasförmigen Medium eingefroren, und damit in einen festen Zustand überführt. Das Medium weist dabei eine Temperatur oder darunter auf, bei der die Behandlungszusammensetzung gefriert. Diese bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahren umfaßt die folgenden Schritte:

• - die Überführung der Behandlungszusammensetzung in den gefrorenen Zustand durch Inkontaktbringen der Behandlungszusammensetzung mit einem fluiden Medium, das eine Temperatur aufweist, bei der die Behandlungszusammensetzung in einem gefrorenen Zustand vorliegt (im folgenden auch als Schritt (a') bezeichnet),
• - das Abtrennen der gefrorenen Behandlungszusammensetzung vom fluiden Medium, und gegebenenfalls vor oder nach diesem Schritt das Herstellen von Partikeln aus der gefrorenen Behandlungszusammensetzung, falls diese beim Überführen in den gefrorenen Zustand nicht in Partikelform angefallen ist (im folgenden auch als Schritt (b) bezeichnet),
• - die Applikation der gefrorenen Partikel der Behandlungszusammensetzung auf das flächige Erzeugnis, (Schritt (c)),
• - das Erwärmen der auf das flächige Erzeugnis applizierten Partikel der gefrorenen Behandlungszusammensetzung auf den Schmelzpunkt der gefrorenen Behandlungszusammensetzung oder eine höhere Temperatur (Schritt (d)).

In Schritt (a) bzw. (a') kann man die gefrorene Behandlungszusammensetzung beispielsweise in Form von feineren Partikeln, von gröberen Partikeln (z. B. als grobkörniges Granulat) oder als feste Masse erzeugen.

Eine feste Masse kann man beispielsweise unter Abkühlen, und vorzugsweise unter Rühren, in einem geschlossenen kühlbaren Behälter erzeugen. Auf diese Weise ist es möglich, die Behandlungszusammensetzung auch ohne Kontakt mit einem fluiden Medium in den gefrorenen Zustand zu überführen. Die feste Masse kann man durch Zerkleinerungstechniken je nach Wunsch in gröbere oder feinere Partikel überführen.

Feinere Partikel erhält man beispielsweise auch, wenn man die Behandlungszusammensetzung, gegebenenfalls nach gründlichem Mischen der Bestandteile, in feinverteilter Form (z. B. durch Einsprühen) mit einem kalten Medium bei einer geeigneten Temperatur in Kontakt bringt. Bevorzugt erzeugt man Partikel durch Einbringen der Behandlungszusammensetzung in ein flüssiges Medium, wobei man z. B. durch starkes Rühren des Mediums oder durch Einbringen in feinverteilter Form (insbesondere Einsprühen) eine Suspension feiner Partikel erhalten kann. Bevorzugt ist die Temperatur des fluiden Mediums so tief, daß mit Einbringen der Behandlungszusammensetzung diese sofort zu festen Partikeln gefriert. Die in das Medium eingebrachte Menge wird so niedrig gewählt, daß die Viskosität der Suspension im wesentlichen von der Viskosität des fluiden Mediums bestimmt wird. Bevorzugt ist letztere niedrig und liegt typischerweise im Bereich von 1,0 bis 0,1 mPas. Flüssiger Stickstoff als fluides Medium hat eine Viskosität von 0,2 mPas. Durch geeignete Wahl der Einsprühdüsen kann die Partikelgröße und deren Verteilung nach Belieben gesteuert werden. Ebenfalls möglich sind Einwirkungen von Scherkräften (z. B. mittels eines Ultraturrax) zur weiteren Feineinstellung der Partikelgröße oder die Anwendung von Sieben. Bei hochviskosen Behandlungszusammensetzungen können die Vorratsbehälter und Zufuhrleitungen für die Behandlungszusammensetzungen sowie die Einsprühdüsen beheizt werden.

Grobe Partikel, z. B. ein grobkörniges Granulat kann man mit einer Vorrichtung erhalten, die z. B. wie eine Laboreismaschine, mit Hilfe der dafür erforderlichen Gefäße, Apparate, Isolationen und Tiefkühleinrichtungen funktioniert.

Als fluides Medium, mit dem die Behandlungszusammensetzung durch Inkontaktbringen eingefroren werden kann, eignen sich insbesondere inerte Medien. Inert bedeutet in diesem Zusammenhang, daß das Medium nicht mit den wirksamen Bestandteilen, insbesondere nicht mit der (den) Behandlungschemikalie(n), der Behandlungszusammensetzung reagiert und insbesondere diese nicht löst. Daher kommt flüssiges. Kohlendioxid, welches ein ausgezeichnetes Lösungsvermögen für organische Substanzen aufweist, als inertes Medium normalerweise nicht in Frage.

Ferner sollte das fluide Medium leicht von den gefrorenen Partikeln abtrennbar sein, z. B. durch Siebe, wobei die poröse Tissuebahn selbst zur Trennung herangezogen werden kann. Ferner ist bei der Auswahl des Mediums die Umweltverträglichkeit und sichere Handhabung ein Kriterium. Das fluide Medium ist bevorzugterweise Stickstoff, Luft oder ein Fluorchlorkohlenwasserstoff oder Fluorkohlenwasserstoff (auch als Freone bezeichnet), die entweder in (stark) abgekühlter gasförmiger Form oder in flüssiger Form vorliegen. Fluorchlorkohlenwasserstoffe oder Fluorkohlenwasserstoffe führt man aus Umweltschutzgründen vorzugsweise in vollständig geschlossenen Kreisläufen.

Die zum Einfrieren der Behandlungszusammensetzung erforderliche Temperatur lässt sich anhand der Schmelzpunkte der einzelnen Komponenten oder in Versuchen vom Fachmann leicht ermitteln. Sie liegt in der Regel unter dem Schmelzpunkt der Komponente mit dem niedrigsten Schmelzpunkt, kann aber auch darüber liegen, z. B. wenn diese Komponente nur einen sehr geringen Anteil der Behandlungszusammensetzung ausmacht. Für die meisten bei der Tissueerzeugung eingesetzten Behandlungszusammensetzungen eignen sich je nach Gefrierpunkt insbesondere Temperaturen unterhalb von -25°C, vorzugsweise weniger als -50°C, stärker bevorzugt von weniger als -75°C. Temperaturen von weniger als -100°C, insbesondere Temperaturen zwischen -200 und -100°C können noch stärker bevorzugt sein.

Wenn man mit Hilfe eines fluiden Mediums einfriert, muss dieses vor oder während der Applikation auf das flächige Erzeugnis, insbesondere auf Tissue, von der gefrorenen Behandlungszusammensetzung (die z. B. als feine Partikel oder als grobkörniges Granulat vorliegt) abgetrennt werden (Abtrennen, optionaler Schritt b).

Dies kann beispielsweise mittels eines von der Maschenweite her geeigneten Siebkörpers erfolgen. Auch das flächige Erzeugnis selbst, insbesondere Tissue, kann aufgrund seiner herstellungsbedingten porösen Struktur und seines geringen Flächengewichts, zum Abtrennen der Partikel dienen, wobei dann die Schritte des Abtrennens (b) und der Applikation (c) gleichzeitig durchgeführt werden.

Es ist bevorzugt, das Medium nach dem Abtrennen von der gefrorenen Behandlungszusammensetzung wiederaufzubereiten und gegebenenfalls im Kreis zu führen.

Vor der Applikation (Schritt (c)) kann es von Vorteil sein, eine geeignete Korngrößenverteilung der gefrorenen Behandlungszusammensetzung zu erzeugen. Dies kann auch getrennt für die verschieden Bestandteile der Behandlungszusammensetzung erfolgen, wobei man die erhaltenen Kornfraktionen dann vor der Applikation in geeigneter Weise mischt.

So ist es bei der Gewinnung grober Partikel (z. B. eines grobkörnigen Granulats) der Behandlungszusammensetzung bevorzugt, diese entweder zwischen Schritt (a)/(a)' und (b) oder zwischen Schritt (b) und (c), oder, falls kein Schritt (b) angewendet wird, zwischen Schritt (a) und (c), zu zerkleinern, worauf sich gegebenenfalls ein Klassierschritt anschließt, um eine für die Applikation ideale Korngrößenverteilung zu erzielen. Ein Zerkleinerungsschritt, gegebenenfalls mit anschließender Klassierung, ist auch bei gefrorenen Behandlungszusammensetzungen in der Form fester Massen bevorzugt. Liegt die gefrorene Behandlungszusammensetzung bereits in der Form feiner Partikel vor, ist in der Regel ein weiterer Zerkleinerungsschritt nicht erforderlich, sodaß man direkt klassieren kann.

Das Zerkleinern der gefrorenen Behandlungszusammensetzung kann beispielsweise durch Einwirkung mechanischer Energie, etwa durch Einwirkung von mechanischem Druck auf das grobkörnige Granulat im Walzenspalt zwischen zwei oder mehr Walzen oder durch Mahlung zwischen den Scheiben eines Scheibenzerkleinerers ("Refiners") erfolgen. Vorzugsweise werden die Zerkleinerungsmittel (z. B. Walze(n) oder Scheibenzerkleinerer) gekühlt, um ein frühzeitiges Auftauen der gefrorenen Behandlungszusammensetzung zu vermeiden. Ferner kann man auch Ultraschall zum Zerkleinern der Teilchen einsetzen.

Zum Klassieren eignen sich herkömmliche Klassiermittel, wie Siebe oder Sichter (z. B. Zentrifugalsichter), die man vorzugsweise kühlt, um ein vorzeitiges Auftauen der gefrorenen Behandlungszusammensetzung zu vermeiden.

Vor der Applikation kann man ferner, je nach gewünschter Zusammensetzung, eine oder mehrere Korngrößen-Fraktionen der Behandlungszusammensetzung (oder ihrer Bestandteile) mischen. Dies kann beispielsweise durch Mischen der in einem tiefgekühlten, fluiden, inerten Medium in suspendierter Form in einem tiefkühlbaren Mischgefäß vorliegenden, gefrorenen Partikel der einzelnen Komponenten des Behandlungsmittels mit Hilfe eines Turbulenzerzeugers, z. B. eines mechanischen Rührwerks erfolgen. Bevorzugtermassen erfolgt das Mischen in Abwesenheit des fluiden Mediums.

Bei der Applikation (Schritt c) werden die Partikel der gefrorenen Behandlungszusammensetzung auf das flächige Erzeugnis, insbesondere Tissue, aufgebracht. Vorzugsweise bringt man die gefrorene Behandlungszusammensetzung auf eine oder beide äußere Oberflächen eines Tissue (ein- oder mehrlagig) auf. Die tiefgefrorene Behandlungszusammensetzung verhält sich "inert", d. h. sie zeigt nicht die physikalisch/chemischen Eigenschaften ihrer einzelnen Bestandteile (d. h. Behandlungschemikalien), insbesondere nicht deren Viskosität. Dies erlaubt auf einfache Weise eine gleichförmige Verteilung der Behandlungszusammensetzung über die Flächendimension des flächigen Erzeugnisses, insbesondere Tissues, in nur einem Arbeitsgang mit einer einzigen Applikationsvorrichtung, trotz möglicherweise bei Raumtemperatur sehr unterschiedlicher physikalischer Eigenschaften der einzelnen Komponenten der Behandlungszusammensetzung, z. B. hinsichtlich deren Viskosität, was bei Applikation bei Raumtemperatur die Verwendung mehrerer unterschiedlicher Auftrags-Aggregate in Aufeinanderfolge erzwungen hätte. So ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung von Tissueprodukten, die z. B. neben Bestandteilen, die bei Raumtemperatur niedrigviskos sind, Bestandteile enthalten, die bei Raumtemperatur hochviskos (oder sogar fest), pastös oder fetthaltig sind.

Die Applikation der gefrorenen Behandlungszusammensetzung erfolgt vorzugsweise durch gleichmäßiges "Aufrieseln" von tiefgefrorenen feinen Partikeln der Behandlungszusammensetzung. Der gefrorene Zustand macht die in Partikelform vorliegende Behandlungszusammensetzung rieselfähig.

Die Applikation von gefrorenen Partikel mit Hilfe eines einzigen Applikationsschritts erfolgt bevorzugt durch Aufrieseln des pulverförmigen, tiefgefrorenen Kornmaterials des Behandlungsmittels auf das flächige Erzeugnis auf Faserbasis, z. B. die sich bewegende Tissuebahn (Dieses pulverförmige Material erhält man vorzugsweise durch Abtrennen vom tiefgekühlten fluiden Medium.). Das flächige Erzeugnis, z. B. die Tissuebahn, wird hierbei beispielsweise über eine feststehende Platte (Schuh) transportiert. Alternativ wird ein sich bewegendes Sieb als Stützgewebe verwendet, das wiederum beispielsweise über einen Saugkasten gleitet, der über eine stützende perforierte Oberfläche verfügt.

Bei der großtechnischen Tissueherstellung erfolgt die Applikation vorzugsweise nach der Kreppung/Trocknung am Yankee-Zylinder.

Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren im einem soweit abgeschlossen System durchgeführt, damit das fluide Medium und nicht aufgebrachte Partikel wiederaufbereitet, bzw. umweltverträglich entsorgt werden können.

Je nach Maschenweite des zu behandelnden flächigen Erzeugnisses und Partikelgröße (Korngrößenverteilung) der gefrorenen Behandlungszusammensetzung dringt diese mehr oder weniger stark in das flächige Erzeugnis, insbesondere Tissue ein. Möchte man eine Anreicherung der Behandlungszusammensetzung auf den Außenseiten eines ein- oder mehrlagigen flächigen Erzeugnisses, insbesondere Tissues, erzielen, ist es bevorzugt, die Partikelgröße so zu wählen, daß ein Teil der Partikel, insbesondere mehr als 50%, stärker bevorzugt mehr als 70%, ggf. mehr als 80%, insbesondere mehr als 95%, der Partikel größer ist als die mittlere Porengröße ("Maschenweite") des flächigen Erzeugnisses, insbesondere des Tissues, und sich daher auf der Oberfläche des flächigen Erzeugnisses anreichert.

Abgesehen von der Partikelgrößenverteilung gibt es die Möglichkeit, die Eindringtiefe der Behandlungszusammensetzung über das Anlegen eines Vakuums auf der der Applikationsseite gegenüberliegenden Seite zu steuern. Das Vakuum kann ferner die Fixierung der Teilchen fördern, soweit diese noch auf der Oberfläche des flächigen Erzeugnisses, insbesondere des Tissues beweglich sind. Das Anlegen eines Vakuums kann während der Applikation in Schritt (c), zwischen Schritt (c) und dem Erwärmungsschritt (d), während dem Erwärmen in Schritt (d) oder kurz nach dem Erwärmen erfolgen, wobei für eine Fixierung der anfangs beweglichen Teilchen das Vakuum bevorzugtermaßen zwischen Schritt (c) und (d) und für eine Steuerung der Eindringtiefe das Vakuum bevorzugtermaßen während Schritt (d) oder kurz danach angelegt wird. Vorzugsweise erfolgt das Anlegen eines Vakuums durch Einsatz einer Vakuumeinheit (z. B. Vakuumbox), über die das gegebenenfalls mehrlagige flächige Erzeugnis, insbesondere Tissue geführt wird, unter Aufbringen eines in seiner Stärke einstellbaren, der Zielstellung für das Eindringen entsprechenden Vakuums. Zur Stütze des flächigen Erzeugnisses, insbesondere Tissues, ist es bevorzugt, zwischen der Vakuumeinheit und dem flächigen Erzeugnis, insbesondere des Tissues, ein Stützsieb vorzusehen. Bei der Applikation auf eine sich bewegende Tissuebahn verwendet man vorzugsweise ein in der Papierindustrie häufig eingesetztes, eine Perforation aufweisendes Endlosband, das vorzugsweise die gleiche Geschwindigkeit aufweist wie die Tissuebahn.

Schliesslich kann man die Eindringtiefe beispielsweise unter Ausnutzung der Benetzungseigenschaften von der Behandlungszusammensetzung für das Tissue und der Schwerkraft auch durch die in Schritt (d) eingesetzte Temperatur und über die Dauer der Wärmebehandlung steuern.

Unter gewissen Voraussetzungen, z. B. wenn das flächige Erzeugnis, insbesondere Tissue mit hoher Geschwindigkeit an der Applikationseinheit vorbeigeführt werden soll, oder bei der Applikation von feinen Partikeln, kann es von Vorteil sein, die Fixierung der Partikel auf und/oder im gegebenenfalls mehrlagigen flächige Erzeugnis, insbesondere Tissue zu fördern. Dies kann beispielsweise durch elektrostatische Aufladung der tiefgefrorenen Partikel der Behandlungszusammensetzung mit einer im Vergleich zu der Ladung des flächigen Erzeugnisses, insbesondere Tissue entgegengesetzten Ladung geschehen, wobei sich der Fixierungs-Effekt durch zusätzliche elektrostatische Aufladung des flächige Erzeugnisses, insbesondere Tissue noch verstärken lässt.

Man kann die Fixierung der Partikel auch durch Anlegen eines Vakuums auf der der Applikationsseite gegenüberliegenden Seite fördern. Diese Fixierungstechniken können auch kombiniert werden.

In Schritt d (Erwärmen) lässt man die Temperatur des behandelten flächigen Erzeugnisses, insbesondere des Tissues auf den Schmelzpunkt der Partikel oder eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunkts, vorzugsweise Raumtemperatur oder eine höhere Temperatur ansteigen.

Dies kann ohne Zuhilfenahme spezieller Vorrichtungen dadurch erfolgen, daß man das flächige Erzeugnis, insbesondere Tissue mit den darauf applizierten Partikeln der Behandlungszusammensetzung langsam auf Raumtemperatur erwärmen lässt.

Eine bevorzugte Möglichkeit zu erwärmen besteht darin, die Partikel zu einem Zeitpunkt auf das flächige Erzeugnis, insbesondere Tissue aufzugeben, wo dieses produktionsbedingt eine erhöhte Temperatur (typischerweise bis zu 70°C) aufweist, z. B. bei Tissue nach der Kreppung/Trocknung am Yankeezylinder.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform führt man die Wärme in Form von erwärmter Luft (z. B. mittels eines Gebläses), über eine IR-Strahlungsquelle oder durch Transport der mit den gefrorenen Partikeln behandelten Tissuebahn über eine beheizte Walze zu. Dies kann insbesondere dann notwendig sein, wenn die Schmelztemperatur der Behandlungszusammensetzung oberhalb der Raumtemperatur liegt. Die Partikel schmelzen dann und dringen mehr oder weniger stark in die Tissuebahn ein.

Die Behandlungszusammensetzung kann aus einer einzelnen Behandlungschemikalie oder einer Mischung von mindestens zwei Behandlungschemikalien bestehen. Sie kann ferner Verbindungen enthalten, die keinen oder nur einen geringen Einfluss auf die Eigenschaften des behandelten flächigen Erzeugnis, insbesondere des Tissues, ausüben, z. B. Lösungsmittel (z. B. Wasser und/oder Alkohol), Hilfsstoffe und/oder Additive. Sie kann somit z. B. als wäßrige Lösung oder Dispersion (z. B. Suspension oder Emulsion) vorliegen oder aus einer oder mehreren Behandlungschemikalien (Wasser nicht mitgerechnet) bestehen. Wasser kann jedoch auch ein wesentlicher Wirkbestandteil der Behandlungszusammensetzung sein, vor allem bei kosmetischen Lotionen, die ein angenehmes Feuchtegefühl auf der Haut erzielen sollen. Dann setzt man es vorzugsweise in Verbindung mit hygroskopischen Verbindungen ein, z. B. den nachstehend beschriebenen Polyhydroxyverbindungen. Der Anteil von gegebenenfalls vorhandenen Lösungsmitteln (Wasser eingeschlossen) in der Behandlungszusammensetzung beträgt, je nach Funktion derselben, vorzugsweise weniger als 60 Gew.-%, stärker bevorzugt weniger als 30 Gew.-%, noch stärker bevorzugt weniger als 10 Gew.-%, insbesondere weniger als 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.

Möchte man mehrere Behandlungschemikalien in Kombination applizieren, so kann man diese auch getrennt in den gefrorenen Zustand überführen und dann, gegebenenfalls nach einem Zerkleinerungs- und/oder Klassierschritt, vor der Applikation mischen.

Die Behandlungs-Chemikalie(n) kann (können) aus den folgenden Verbindungsklassen bzw. Verbindungen ausgewählt werden:

Mittel zur Pflege und zum Schutz der Haut, sog. kosmetische Lotionen, wie

• - Feuchthaltemittel, z. B. Ersatzstoffe für den NMF (natural moisturizing factor) der Haut, die z. B. Spaltprodukte des Kollagens, Glycerin, etc. enthalten;
• - Hautpflegemittel, z. B. langkettige Fettsäureester (wie Sorbitanfettsäureester oder Cetiol®), Lanolin oder Derivate davon;
• - Duftstoffe, z. B. natürliche, naturidentische oder künstliche Riechstoffe; und/oder
• - kosmetische Wirkstoffe, wie D-Panthenol oder der Kamillenwirkstoff α-Bisabolol oder

Mittel mit anderen Funktionen, z. B.

• - Mittel zur Erhöhung der Festigkeit, insbesondere Nassfestmittel, wie Epichlorhydrinharze oder vernetzte Polyalkylenamine,
• - die Weichheit (z. B. Knüllweichheit oder die Oberflächenweichheit) des flächigen Erzeugnisses, insbesondere des Tissues fördernde Mittel; z. B. eine Polyhydroxy-Verbindung (z. B. Ethylenglykol, Propylenglykol, ein flüssiges Polyethylenglykol(derivat), ein flüssiges Polypropylenglykol(derivat) und/oder Glyzerin), ferner quaternäre Ammoniumverbindungen, wie sie z. B. in US 5 312 522 oder 5 397 435 und dem dort zitierten Stand der Technik beschrieben sind, gegebenenfalls in Kombination mit den in diesen beiden Dokumenten beschriebenen Polyhydroxyverbindungen; oder ein Poly(siloxan), insbesondere die in EP-A-347 153 und EP-A-347 154 beschriebenen (Poly)siloxane, und/oder
• - Tenside, die z. B. als Mittel zur Absorptionsgeschwindigkeitssteuerung eingesetzt werden, z. B. langkettige quaternäre Ammoniumverbindungen, die auch weichheitsfördernde Wirkung aufweisen können.

Eine bevorzugte Basiszusammensetzung zur Verbesserung der Weichheit, insbesondere der Knüllweichheit, umfaßt die folgende Rezeptur:
Glycerin: 40-45%
Propylenglycol: 28-30%
Lindenextrakt: 2,5-3,5%
Wasser: auf 100%

Die im behandelten Flächenbereich des flächigen Erzeugnisses, insbesondere des Tissues aufgebrachte Gesamtmenge an nicht-flüchtigen Behandlungs-Chemikalie(n) beträgt vorzugsweise 0,01 bis 50 Gew.-%, stärker bevorzugt 0,5-45 Gew.-% und noch stärker bevorzugt 0,75-40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des unbehandelten otro-flächigen Erzeugnis, insbesondere Tissues (otro heißt ofentrocken gemäß DIN EN 20638). Werte von 1-35 Gew.-%, insbesondere 2-30 Gew.-% sind noch stärker bevorzugt (Als flüchtig werden alle Komponenten betrachtet, die sich bei der weiteren Verarbeitung des flächigen Erzeugnis, insbesondere Tissues verflüchtigen, z. B. Lösungsmittel wie Wasser, soweit es nicht in der Zusammensetzung, z. B. einer kosmetische Lotion verbleiben soll.).

Nach dem Erwärmen der applizierten Behandlungszusammensetzung kann sich ferner ein Trocknungsschritt anschliessen, z. B. um den Restlösemittelgehalt in der Behandlungszusammensetzung zu entfernen.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein mit einer Behandlungszusammensetzung versehenes flächiges Erzeugnis auf Faserbasis, das man nach einem Verfahren erhalten kann, das die zuvor beschriebenen Verfahrensschritte umfasst. Der Ausdruck "flächiges Erzeugnis auf Faserbasis", wie er hier verwendet wird, steht für aus Fasern (insbesondere Cellulose-haltigen Fasern, wie Zellstoff) hergestellte flächige Erzeugnisse, wie z. B. Nonwoven oder Tissue, wobei Tissue eine besonders bevorzugte Ausführungsform darstellt.

Unter dem Begriff "Tissue" im Sinne der vorliegenden Erfindung versteht man sämtliche Arten von aus wässriger Dispersion hergestellten, gekreppten Papieren mit einem Flächengewichtsbereich von typischerweise zwischen 10 und 65 g/m². Der Begriff "Tissue" deckt erfindungsgemäß sowohl

• - den gesamten Bereich der gekreppten Rohpapiere, auch "Rohtissue" genannt, insbesondere den Bereich der trockengekreppten Rohtissuepapiere, unabhängig davon ob diese ein- oder mehrschichtig sind,
• - sowie alle aus diesen gekreppten Rohpapieren hergestellten ein- oder mehrlagigen Endprodukte

ab.

"Rohtissue" wird üblicherweise als einlagige Tissuebahn in der Tissue-(Papier-)maschine erzeugt oder als ggf. mehrlagiges (Zwischen-)Produkt, z. B. in Form von mehrlagig doublierten Bahnen oder in Form von Mutterrollen für die Weiterverarbeitung. Der Ausdruck "Schichten" bezieht sich auf eine Änderung der chemikalischen und/oder physikalischen Eigenschaften innerhalb einer Tissuelage, die z. B. durch eine andere Faserzusammensetzung verursacht werden kann. Schichten sind im Unterschied zu Lagen in der Regel nicht voneinander trennbar.

Das Endprodukt ist vorzugsweise

• - ein Wischtuch, z. B. Wischpapier, ein Windschutzscheiben- Wischtuch, ein Wischtuch für industrielle Anwendungen, ein Handtuch, oder ein Wischtuch für den Gebrauch im Haushalt, z. B. Küchenpapier;
• - ein Sanitärprodukt, z. B. Toilettenpapier (auch feucht);
• - ein Papiertaschentuch (auch feucht);
• - ein Haushaltstuch, z. B. Küchentücher;
• - ein Handtuch;
• - ein Tuch für den Gebrauch im Gesicht, z. B. ein Abschminktuch (facial) bzw. Kosmetiktuch;
• - eine Serviette;
• - Bettwäsche;
• - ein Kleidungsstück, z. B. Wegwerfkleidung für Krankenhaus- oder Küchenbedienstete.

Besonders bevorzugte Tissueprodukte sind Taschentücher, Tücher für den Gebrauch im Gesicht, Sanitärprodukte (z. B. Toilettenpapier) und Handtücher, bei denen insbesondere die Applikation von kosmetischen und/oder Weichheit vermittelnden Behandlungszusammensetzungen (Lotionen) eine Rolle spielt.

Der Begriff Tissuepapier ist weiterhin unabhängig vom zu verwendenden Faserrohstoff zu sehen, insbesondere unabhängig davon, ob der Faserrohstoff ausschliesslich oder überwiegend aus nativen Zellstoffen z. B. nach dem Sulfat- oder dem Sulfitverfahren erzeugt, oder in Abmischung mit chemo-thermo­ mechanischen Holzstoffen (z. B. CTMP, oder HTCMP) verwendet wird, oder ob der verwendete Faserrohstoff einem Sekundärfaser-Aufbereitungsverfahren entstammt und demnach der zur Tissueerzeugung benötigte Faserrohstoff ganz oder teilweise aus "recycled fibers" besteht.

Zur Abgrenzung gegenüber sogenannten Vliesstoffen (Nonwovens) sei angemerkt, daß zwar für die Tissuepapiererzeugung die überwiegende Verwendung papiermacherisch aufgeschlossener, natürlicher, also pflanzlicher Zellstofffasern, charakteristisch ist, eine anteilige Verwendung durch Veredlung modifizierter Zellstofffasern in einem Bereich von 10 bis 50%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Fasern, oder sogar eine Verwendung papiermacherisch geeigneter Kunststofffasern in einem Anteil von 10 bis 30% unter die vorgenannte Begriffsdefinition von Tissue fällt. Eine Anwendung des Verfahrens ist über den Bereich der Tissueerzeugung hinaus auf entsprechende Gebiete des Nonwoven-Bereichs und des textilen Bereichs in analoger Übertragung möglich.

Bei der Applikation der gefrorenen Partikel kann man z. B. von einer mehrlagigen, üblicherweise zwei- bis vier- oder mehrlagigen (doublierten) Mutterrolle ausgehen, die in einer separaten Doubliermaschine hergestellt wurde. Alternativ können mehrere einlagige Tissuebahnen behandelt werden (jeweils eine Abrollung) und anschliessend gemeinsam über eine Aufrollung zu einem mehrlagigen Tissueprodukt aufgerollt werden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß z. B. die inneren Lagen mit einer anderen Behandlungschemikalie behandelt werden können als die äusseren. Beispielsweise können bei einem vierlagigen Endprodukt die Innenlagen unbehandelt bleiben, oder mit einem festigkeitsfördernden Mittel behandelt werden, während die beiden Aussenlagen mit einer Behandlungschemikalie zur Verbesserung dar Oberflächenweichheit behandelt wurden. Prinzipiell sind die unterschiedlichsten Kombinationen aus verschieden behandelten Tissuelagen denkbar.

In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Tissue um ein vier- oder dreilagig doubliertes Rohtissue für die Taschentuch- oder die Gesichtstuch-Erzeugung, das in Form von Mutterrollen für die Applikation eines Behandlungsmittels in einer dafür geeigneten Verarbeitungsmaschine zur Verfügung gestellt wird, wobei die Verarbeitungsmaschine aus mindestens einer Abroll-Vorrichtung für die Mutterrollen sowie einer Aufrollung für das nach Auftrag eines Behandlungsmittels fertiggestellte Produkt und eine zwischengeschaltete Applikations-Vorrichtung zur Aufbringung des Behandlungsmittels besteht.

Die folgende Vorrichtung eignet sich zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und umfasst die folgenden Merkmale:

• - Gefriermittel zum Einfrieren einer Behandlungszusammensetzung
• - gegebenenfalls Mittel zum Herstellen von Partikeln aus der gefrorenen Behandlungszusammensetzung, und
• - Applikationsmittel zum Aufbringen der Partikel der gefrorenen Behandlungszusammensetzung auf ein flächiges Erzeugnis auf Faserbasis, z. B. Tissue.

Eine Vorrichtung, die sich insbesondere für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 eignet, weist zumindest die folgenden Merkmale auf:

• a) Mittel zum Abkühlen eines fluiden Mediums,
• b) Mittel zum Inkontaktbringen des abgekühlten Mediums mit einer Behandlungszusammensetzung
• c) Mittel zum Abtrennen von gefrorenen Partikeln der Behandlungszusammensetzung von dem fluiden Medium, und
• d) Applikationsmittel zum Aufbringen der Partikel der gefrorenen Behandlungszusammensetzung auf das Tissue.

In der Einheit (b) der Vorrichtung wird eine gefrorene Behandlungszusammensetzung im fluidem Medium hergestellt. Hier kann ein Feststoff mit einer bestimmten Größe, beispielsweise in Form eines grobkörnigen Granulats, als tiefgefrorene Masse oder als Partikelsuspension im fluiden Medium erzeugt werden. Die Temperatur innerhalb dieser Einheit entspricht vorzugsweise den zuvor für das Verfahren angegebenen Temperaturen, z. B. zwischen -200 und -100°C.

Die Einheit (c) umfasst beispielsweise Siebe oder Sichter, die vorzugsweise gekühlt werden.

Als Einheit (d) enthält die Vorrichtung Applikationsmittel, in der die gegebenenfalls über Siebe vom fluiden Medium abgetrennten Partikel der Behandlungszusammensetzung auf das Tissue aufgebracht werden können.

Technische Mittel zum Erwärmen, wie sie zuvor erläutert wurden, sind nicht unbedingt erforderlich, da man die Partikel der gefrorenen Behandlungszusammensetzung auch durch allmähliches Erwärmen auf Raumtemperatur an der Umgebungsluft auf die zum Auftauen erforderliche Temperatur bringen kann.

Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung zusätzlich Mittel zum Zerkleinern eines Pulvers.

Ferner ist es bevorzugt, daß sie zusätzlich Mittel zum Klassieren eines Pulvers umfasst

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung Mittel zum Entfernen und Wiederaufbereiten des fluiden Mediums und/oder der Behandlungszusammensetzung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner Mittel zur Vorabkühlung der Tissuebahn, und/oder Wiederaufwärmen/Temperieren der Tissuebahn umfassen. Sie kann auch zusätzliche Vorrichtungen zur Abrollung der Tissuebahn, deren Transport und zur Wiederaufrollung des fertigen Produktes nach der Applikation der Behandlungszusammensetzung umfassen.

Zur Erläuterung der zuvor angeführten erfindungsgemäßen Vorrichtung und ihrer bevorzugten Ausführungsformen wird ferner auf die Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens Bezug genommen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch eine geringe Anzahl - vorzugsweise einen einzigen - von Applikationsschritten aus, da auch Behandlungschemikalien, die unter dem Gesichtspunkt der Applikation schwer mit einander vereinbare chemische und/oder physikalische Eigenschafen aufweisen (z. B. hochviskos/niederviskos, hydrophil/hydrophob), durch vorheriges Einfrieren sich gezielt und gleichmäßig auf das Tissue aufbringen lassen.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich ferner insbesondere für die Applikation von Behandlungschemikalien, die ihre Wirkung primär an der Oberfläche des flächigen Erzeugnis, insbesondere Tissue entwickeln, z. B. kosmetische Lotionen oder die Oberflächenweichheit fördernde Mittel, wie die zuvor beschriebenen (Poly)siloxane. Der Grund hierfür ist die Möglichkeit, die Eindringtiefe über eine für die Maschenweite des Tissue geeignete Korngrößenverteilung der gefrorenen Partikel der Behandlungszusammensetzung zu steuern. Auf diese Weise kann man auch an der Menge der eingesetzten Behandlungschemikalien sparen.

Die gezielte Verteilung der Behandlungschemikalien ist auch ein Merkmal der erfindungsgemäßen Produkte, insbesondere Tissue/Tissueprodukte. Insbesondere Tissueprodukte, bei denen die Applikation zu einer Anreicherung der Behandlungschemikalie(n) an einer oder beiden Oberflächen geführt hat, zeichnen sich durch eine optimale Wikungsentfaltung aus.

Claims (14)

1. Verfahren zur Applikation einer Behandlungszusammensetzung auf ein flächiges Erzeugnis auf Faserbasis, welches die folgenden Schritte umfasst:

• a) die Herstellung von Partikeln aus einer gefrorenen Behandlungszusammensetzung, die mindestens eine Behandlungschemikalie enthält, die aus Feuchthaltemitteln, Hautpflegemitteln, Duftstoffen, kosmetischen Wirkstoffen, Mitteln zur Erhöhung der Festigkeit des flächigen Erzeugnisses, die Weichheit des flächigen Erzeugnis fördernden Mitteln, und Tensiden ausgewählt wird,
• b) die Applikation von gefrorenen Partikeln der Behandlungszusammensetzung auf das flächige Erzeugnis,
• c) das Erwärmen der gefrorenen Partikel der Behandlungszusammensetzung auf den Schmelzpunkt der gefrorenen Behandlungszusammensetzung oder eine höhere Temperatur.

2. Verfahren nach Anspruch 1, welches die folgenden Schritte umfasst:

• 1. a)' die Überführung der Behandlungszusammensetzung in den gefrorenen Zustand durch Inkontaktbringen der Behandlungszusammensetzung mit einem fluiden Medium, das eine Temperatur aufweist, bei der die Behandlungszusammensetzung in einem gefrorenen Zustand vorliegt,
• 2. das Abtrennen der gefrorenen Behandlungszusammensetzung vom fluiden Medium, gegebenenfalls das Herstellen von Partikeln aus der gefrorenen Behandlungszusammensetzung vor oder nach Schritt (b), falls diese beim Überführen in den gefrorenen Zustand nicht in Partikelform angefallen ist,
• 3. die Applikation von Partikeln der gefrorenen Behandlungschemikalie (n) auf das flächige Erzeugnis,
• 4. das Erwärmen der gefrorenen Partikel der Behandlungszusammensetzung auf den Schmelzpunkt der gefrorenen Behandlungszusammensetzung oder eine höhere Temperatur.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man in Schritt (a) ein grobkörniges Granulat erzeugt und dieses zwischen Schritt (a)/(a)' und (c) zerkleinert.

4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß man die gefrorenen Partikel oder das zerkleinerte Granulat in vorgegebene Korngrößenklassen klassiert.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß das fluide Medium aus einem Chlorfluorkohlenwasserstoff, Fluorkohlenwasserstoff, Luft oder Stickstoff ausgewählt wird, die jeweils in gasförmigem Zustand vorliegen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß das fluide Medium aus einem Chlorfluorkohlenwasserstoff, Fluorkohlenwasserstoff, Luft oder Stickstoff ausgewählt wird, die jeweils in flüssigen Zustand vorliegen.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Applikation nach der Kreppung/Trocknung zu Tissue an einem Yankee-Zylinder erfolgt.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Applikation durch Aufrieseln der gefrorenen Partikel auf das flächige Erzeugnis erfolgt.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Haftung der applizierten Behandlungszusammensetzung am und im flächigen Erzeugnis durch Anlegen eines Vakuums auf der Seite des flächigen Erzeugnisses fördert, die der Applikationsseite gegenüberliegt.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der applizierten Behandlungschemikalie(n) von 0,01 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das flächige Erzeugnis ofentrocken ist.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Erzeugnis auf Faserbasis mehrlagig ist.

12. Flächiges Erzeugnis auf Faserbasis, erhältlich nach einem Verfahren, das die Verfahrensschritte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 umfasst.

13. Flächiges Erzeugnis gemäß Anspruch 12, das ein Tissueprodukt ist.

14. Tissueprodukt nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das behandelte Tissueprodukt in der Form eines Wischtuchs, Sanitärprodukts, Papiertaschentuchs, Haushaltstuchs, Handtuchs, Tuchs für den Gebrauch im Gesicht, einer Serviette, Bettwäsche oder eines Kleidungsstücks vorliegt.