DE2421060A1

DE2421060A1 - Faseriges blattmaterial und verfahren zur herstellung dieses materials

Info

Publication number: DE2421060A1
Application number: DE2421060A
Authority: DE
Inventors: Victor Robert Gentile; Richard Raymond Hepford; Nicholas Adolph Jappe; Jun Clifford John Roberts; Gunnar Edward Steward
Original assignee: Scott Paper Co
Current assignee: Kimberly Clark Tissue Co
Priority date: 1973-04-30
Filing date: 1974-04-29
Publication date: 1974-11-21
Also published as: AU6822074A; NL7405714A; GB1445295A; FR2227369A1; FR2227369B1; IT1011290B; CA1002359A; NL178801B; US3879257A; NL178801C; DE2421060C2; BE814303A; JPS5013613A

Description

S 1544

PATENTANWÄLTE
Dr. - Ing. HANS RUSCHKS Dipl.-Ing. OLAF RUSCHKE Dipl.-Ing. HANS E. RUSCHKE

1 BSFiLIN 33 Auauste-Viktoria-straße 65

Scott "Paper" Company, Industrial Highway at 'x'inicuni Island Road,

Delaware üounty, Pennsylvania, USA

Faseriges Blattmaterial und Verfahren zur Herstellung dieses

Materials

Die Erfindung bezieht sicn auf ein verbessertes absorbierendes faseriges Blattmaterial, das vorzugsweise vorherrschend aus Fasern für die Papierherstellung besteht, für eine Verwendung als frei verfügbare (wegwerfbare) Handtücher für sanitäre Zwecke und Wischtücher, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung dieses Materials.

In der Papierindustrie besteht ein starker Trend zur Entwicklung von frei verfügbaren Produkten aus Fasern für die Papierhersteilung und anderen Fasern als Ersatz für herköiiiuiliche Stoff produkte, die als rfischtücher und Handtücher zu Hause und in industriellen .Betrieben dienen sollen. Damit diese PapierprodUKte mit Erfolg vom Verbraucner angenommen werden, müssen diese Produkte Stoff sehr ännlich sein, und zwar sowohl hinsichtlicn der Empfindung des Verbrauchers als auch im Leistungsvermögen. So müssen bei einem erfolgreichen Produkt bestimmte physikalische Eigenschaften vorhanden sein. Zu diesen Eigenschaften gehören im allgemeinen v/eichheit, Festigkeit, Dehnbarkeit, Absorptionsgeschwindigkeit und Absorptionsvermögen,

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das Vermögen trocken zu wischen, eine voluminöse Beschaffenheit bzw. eine gewisse Dicke und Ab.ri.ebfestigkQi.t. „Je. nach dem besonderen für das Produkt vorgesehenen Zweck sind einige Eigenschaften erwünschter als andere.

vVeicnheit ist eine Eigenschaft, die bei ziemlich allen Papierprodukten, oiine üücKsicht auf die vorgesehene Verwendung, sehr erwünscht ist. Liese Eigenschaft ist von Bedeutung, nicht nur weil der Verbraucher es angenehmer findet, mit sich weicher anfünlenden Produkten uuizugenen, sondern auch, weil die n/eichheit des Produkts ermöglicht, daß dessen Form sich leichter der Form anpaßt, die durcn die Gebrauchserfordernisse bestimmt wird. Festigkeit und die Fähigkeit, sich zu dehnen, sind zwei andere Eigenschaften, die erwünscht sind, und zwar insbesondere bei solchen Produkten, die unter starker Beanspruchung benutzt werden sollen. Bei Produkten, die zum Reinigen oder Putzen verwendet werden sollen, ist es außerdem erwünscht, daß diese eine gute Abriebfestigkeit haben. Jexw. der Hauptzweck des speziellen Produkts darin liegt, vergossene Flüssigkeiten aufzuwischen, sind das Absorptionsvermögen und die Fähigkeit, trocken zu wischen, zwei andere Eigenschaften, die sehr erwünscht sind. Eine voluminöse Beschaffenheit bzw. eine gewisse Dicke ist von Bedeutung, und zwar nicnt nur, weil eine solche Dicke ermöglicht, daü sich das Papier wie Stoff anfühlt, sondern auch, weil dadurch in vorteilhafter v/eise die anderen erwünschten Eigenschaften, wie vi/eichheit und Absorptionsvermögen, beeinflußt werden.

Einige dieser Eigenscnaften beeinflussen jede andere Eigenschaft etwas nachteilig. D.h., eine Förderung einer Eigenschaft ist im allgemeinen mit einer Beeinträchtigung einer anderen Eigenscnaft verbunden. Z.B. erhöht eine Zunahme der Bahndichte oder Faserkonzentration (die Konzentration oder Dichte der Fasern zueinander) die Fähigkeit der Bahn, trocken zu wischen oder Feucntigkeit aufzunehmen, was auf die größere Kapillarwirkung der kleinen Zwiscnenräume zwischen den Fasern zurückzuführen ist. Durcn eine Zunahme der Dichte bzw. Nähe der

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Fasern jedoch werden die Zwischenräume zwischen den Fasern, die zum Halten der Feuchtigkeit zur Verfugung stehen, verringert, und dadurch wird das Absorptionsvermögen der Bahn vermindert.

Vielleicht ist ein noch eindrucksvolleres Beispiel für die entgegengesetzte Beziehung zwiscrien Eigenschaften durch die Beziehung zwischen Festigkeit und v/eichheit gegeben. Es ist im allgemeinen angenommen worden, daß übliche Methoden, die zur Herstellung von weichem Papier angewendet werden, notwendigerweise zu einer Verringerung der Festigkeit führen. Der Grund liegt darin, daß herkömmliche Papierprodukte aus wäßrigen Aufschlämmungen gebildet werden, in denen die Festigkeit hauptsächlich auf den Zwischenfaserbindungen basiert, die durch den mit der Papierherstellung verbundenen Hydratbindeprozess gebildet werden. Papier, das eine große Konzentration von diesen Papierbildungsbindungen aufweist, ist im allgemeinen steif. Um das Papier weich zu machen, ist es erforderlich, diese steifen Bindungen zu verringern, und die dadurch erzielte Wirkung führt außerdem zu einem Festigkeitsverlust.

Das am meisten angewendete Verfahren zur Verringerung der steifen Papierbildungsbindungen besteht darin, daß das Papier durch eine trocknende Fläche mit einem Abstreicher gekreppt bzw. gekräuselt wird, wobei viele der Zwischenfaserbindungen in der Papierbahn zertrennt und gebrochen werden. Andere Methoden, die zur Verminderung dieser Bindungen angewendet worden sind, verhüten, im Gegensatz zu der Kreppmethode, die Bildung von Bindungen, anstelle diese Bindungen nach der Bildung zu brechen. Beispiele für diese anderen Methoden sind eine chemische Behandlung der für die Papierherstellung verwendeten Fasern zur Verminderung des Zwischenfaserbindungsvermögens davon, bevor diese Fasern auf der bahnbildenden Fläche abgelagert werden, die Verwendung von unaufgereinigten Fasern in dem wäßrigen Brei, Zugabe von synthetiscnen Fasern zu dem wäßrigen Brei, die nicht die Fähigkeit haben, papierbildende Bindungen zu bilden oder das Unterlassen eines Pressens der Bahn zur Entfernung des viassers von der Papierbahn, nachdem diese auf der bahn-

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bildenden .Fläche abgelagert worden ist. Diese letztere Methode vermindert die Bildung von Windungen durch Verringerung eines engen Kontakts der fasern miteinander während des Formgebungsprozesses. Alle diese Methoden können mit Erfolg angewendet werden, um die Weichheit der Papierbahnen zu erhöhen, doch nur unter gleichzeitigem Verlust"" von Festigkeit in der Bahn.

Versuche, den Festigiceitsverlust durch Verminderung der papierbildenden Bindungen aufzuhalten, sind unternommen worden, und zu diesen gehört die Zugabe von bindenden Materialien, d.h. ■diiidemit üeln, zu der Bahn, die der Bahn eine Fes tigiceits zunähme um einen höneren G-rad zu verleihen vermögen als der der Steif igkeitszunahiae. Ein Verfahren, das benutzt worden ist, um. Bindemittel für die Bahn anzuwenden, besteht darin, daß das Bindemittel der wäßrigen Faseraufschlämmung zugegeben und diese auf der bahnbildenden Fläche zusammen mit den Fasern abgelagert wird. Bei diesem Verfahren icann das Bindemittel gleichmäßig völlig in der Bahn verteilt werden, wodurch die Härte vermieden wird, die durcn Anreicherungen von Bindemittel gegeben ist. Kieses Verfahren hat jedoch den Wachteil, daß das Absorptionsvermögen der .bahn verringert wird, weil die Poren zwischen den Fasern mit Bindemittel gefüllt sind. Außerdem bindet das Bindemittel die Bann gleichmäßig üoerall, was nachteilig ist, wie nachfolgend erläutert wird.

Ein anderes Verfahren, das angewendet worden ist, um der Bahn Bindemittel zuzugeben, besteht darin, daß das Bindemittel der .bahn in einem rauster mit Aoständen bzw. Leerstellen zugegeben wird. Bei diesem Verfahren enthält der nauptteil der Bahnoberfläche icein das Absorptionsvermögen verminderndes Bindemittel. Dieses Verfahren wird im allgemeinen auf dem u-ebiet der ungewebten Materialien ("v/egwerf"-Materialien) angewendet, wooei der Bahn eine geringe oder keine Festigkeit durch papierbildende Bindungen verliehen wird. (Eine gewisse Festigkeit kann durch Verschlingung oder Verflechtung von Fasern erzielt werden, wenn die Fasern dazu lang genug sind.) Die Fasern in solchen nicntgewebten ßannen sind jedoch genügend lang, um zu ermögli-

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ciien, daß geringe ilengen von Bindemittel der Bahn eine erhebliche Festigkeit verleihen, weil die benachbarten Bereiche des Bindemittels in dem Muster mit Abständen ziemlich weit entfernt sein und dennoch fähig sein können, jede Faser in dem. ITetZYirerk zu binden.

Im Gegensatz zu nichtgevvebten Bahnen erfordern Bahnen, die völlig oder hauptsächlich aus Pasern für die Papierherstellung bestehen, ziemlich nahe beieinander liegende bindende Bereiche, weil die fasern für die Papiernerstellung ziemlich kurz sind und im allgemeinen eine Länge unter 0,6 cm hauen. Daher Destand die Meinung, daß, wenn genügend Bindemittel in einem Muster auf die Papierbahn in dem zur Bindung jeder Faser in einem netzwerk erforderlichen Maße aufgebracht wird, ein hartes Blatt entsteht, das eine geringe ,i/eichheit aufweist, insbesondere in den Bereicnen, in denen das Bindemittel lokalisiert ist.

Es ist ein Verfahren entwickelt worden, das die Härte in dem Bahnbereich, in dem das Bindemittel konzentriert ist, verringert. Dieses Verfahren ist in der US-Patentanmeldung Nr.156 beschrieoen und besteht in seiner bevorzugten Ausführungsform darin, daß zunächst eine faserige Bahn unter Bedingungen gebildet wird, die zu einer senr geringen Bindefestigkeit zwischen den Fasern führt, und zwar nach einer, der oben beschriebenen Methoden. Der Bann wird dann eine Festigkeit dadurch verliehen, daß Bindemittel auf eine überfläche der Bahn in einem feinen Muster mit leeren Stellen aufgebracht wird. Die Härte in den gebundenen Bereicnen wird vermindert, indem die gebundenen Teile der Bahn fest an einer kreppenden Fläche zum Annaften gebracht und mit einem Abstreichmesser entfernt werden, wodurch die gebundenen i'eile fein gekreppt und weich gemacht worden sind. Diese Form des eingestellten Jireppens oder j£räuselns führt außerdem zu einer Reihe von Verbesserungen von anderen Eigenschaften. Z.B. bewirkt ein selektives iCreppen von den gebundenen Bereicnen in der Oberfläche der Bahn eine Kontraktion der überfläche der Bahn in allen Richtungen, was zu einer Zunahme der Dehnung in sowohl der i.Iaschinenrichtung als auch

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in der ^iicntung der Bahn quer zur iviaschinenrichtung führt. Außerdem sind die Teile der Bahn, in denen das Bindemittel nicht lokalisiert ist, im allgemeinen durch die „iirkung des üreppens auseinandergeorocnen, was zu einer Ziunahme des BahnvolUiiiens, einer Zunaniie der ./eichheit der Bahn und einer Erhönung des Absorptionsvermögens fünrt. An bestimmten Stellen innernalo der Bann, nane oei dem Bindeia.it eel, entwickelt die Bahn innere Spaltteiie, die aas Aosorptionsvermögen, die .veichheit und aas Volumen der Bann weiter vergrößern. Dieser Effekt an den Teilen, in denen aas Bindemittel nicht lokalisiert ist, ist nicht gegeben, mindestens nicnt in dem gleichen Ausmaße, oei eixier durch Zugaoe von Bind emit χ el zu der wäßrigen Faseraufschlämmung gebildeten

Das Verfanren der Ur-J-Patentanmeldung Nr. 156 327 führt zu einer Papierbahn mit auiäergewönnlicner ,/eicnheit und Festigkeit, d.h. mit zwei jiigenscnaften, von denen früher angenommen worden war, daß sie sich gegenseitig weitgehend ausschließen. Dieses Verfahren fünrt außerdem zu einer Bahn mit ausgezeichnetem Absorptionsvermögen, das auf das Bindemittel zurückzuführen ist, das auf nur einen Kleineren 'feil der Bahnaberflache begrenzt ist. Perner scnafft die Kompaktheit der Ooerflächenfasern aufgrund des äcnruiapf ens der gebundenen Teile auf der Bahn eine Bahnoberfläche, die ein verbessertes Trockenwischvermögen aufweist. Es wird ferner angenommen, daß das Pressen der Bahn an eine kreppende Fläche, während die Bahn feuchte Teile in dem überfläcnenbereicn aufgrund des ungehärteten oder ungetrockneten Bindemittels enthält, bewirkt, daß die Fasern in diesen feuchten Bereicnen dicht zusammengedrängt werden.

Dieses Verfanren ist besonders zur Herstellung von Bahnen mit einem niedrigeren G-rundgewichtsbereich für solche Zwecke, wie Toilettenpapiere, geeignet. Dieses Verfahren weist jedoch Nachteile bei der Herstellung von Bahnen für eine Verwendung mit stärkerer Beanspruchung, wie z.B. für Handtücher, auf, bei denen eine größere Festigkeit, ein größeres Volumen und ein stärkeres Absorptionsvermögen erv*ünscht ist. Beispiele für

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solche Nachteile sind eine schlecht Abriebfestigkeit auf der nicht gebundenen Seite der Bahn sowie eine geringere Festigkeit in der gesamten Bahn, als sie erwünscnt sein mag. Diese Eigenschaften können verbessert werden, wenn 'uan bewirkt, daß das Bindemittel die Bahn vollständig durchtränkt, um ein Bindemittelnetzwerk zu scnaffen, das die Bahn völlig durchsetzt, doch wurde eine solche Bahn in einem geringeren Maße Verbesse- , rungen von den ^iigenscnaften aufweisen, die bei Durchführung des Verfahrens der US-Patentanmeldung iir. 156 327 erzielt werden. Z.B. wurde ein Binden der Bann mit dem sich· völlig durch die Bahn erstreckenden Bindemittel ein Zerreißen der Fasern innerhalb der Bahn beim Kreppen verringern und daher zu einer Verminderung des Volumens, der Weichheit und des Absorptionsvermögens führen. Außerdem ist es bei Bahnen mit schwererem G-rundgewicht schwierig, ein völliges Durchdringen des Bindemittels durch die Bahn zu erreichen, und entsprechende Versuche führen zu Ansammlungen von überschüssigem Bindemittel an der Bahnoberfläche, wo vieles von dem Bindemittel für ein Verfestigen der Zwischenfaserbindungen unwirksam ist. ./enn ferner ein völliges Durchdringen des Bindemittels stattgefunden

hat, findet das Bindemittel in dem Innern der Bahn keine so wirksame Anwendung zur Erhöhung der Scheuerbeständigiteit der Bahn, als wenn das Bindemittel sich nur in der Oberfläche der Bahn befände. Ein Anbringen von dem Bindemittel in dem Innern der Bahn stellt nicht nur einen unwirksamen Einsatz von dem teuren Bindemittel dar, sondern führt auch zu einem härteren Griff der Bahn, was auf das Unvermögen des Kreppvorgangs zurückzuführen ist, die gebundenen Teile wirksam zu erweichen.

■Bin vorteilhaftes kierkmal des in der US-Patentanmeldung Br. 156 327 beschriebenen Verfahrens, welches durch völliges Binden der gesamten Bahn abgeschwächt würde, liegt in der Möglichkeit, auf beiden Seiten der Bahn eine Bahnoberfläche mit kompakten Fasern mit einem guten Troccenvd-schvermogen zu schaffen, während gleichzeitig eine voluminöse bzw. luftige Bahn erzielt wird, die eine große Menge Feuchtigkeit.zu absorbieren vermag. Diese Eigenscnaften sind nur von geringerer Bedeutung,

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wenn ein Produkt für solche Zwecke, wie l'oilettenpapiere, hergestellt werden soll, jedoch von großer Bedeutung, wenn das Produkt für Tischtücher oder xiandtücher verwendet werden soll. Der Nachteil der schlechten Abriebbeständigkeit auf einer Seite des Blatts beeinträchtigt jedoch das Verfahren der US-Patentanmeldung Nr. 156 327, wenn ein .i/ischtuch oder Handtuch hergestellt werden soll, insbesondere ein solches, das bei der Benutzung einer erheblichen Beanspruchung ausgesetzt ist.

Möglicnerweise ist aas einfachste Verfahren zur Herstellung eines wischtuchähnlicnen Papierproduüts Liit dem erwünschten Volumen, dem erwünschten Absorptionsvermögen und der erwünschten Abriebfestigkeit, zwei oder mehrere erhabene konventionelle Papierbahnen mit einem Klebemittel miteinander zu einem schichtförmigen Gebilde zu verbinden. Sin Vorteil dieser Methode liegt darin, daß die dicht zusammengedrängten Fasern der herkömmlichen Papier Dahlien gute Iroakenwischei^enschaften auf beiden Seiten des Blatts ermöglichen, während gleichzeitig die durch die erhabenen, die rsahnen voneinander trennenden l'eile geschaffenen Leerstellen zwiscaen den Bahnen die Fähigkeit der Bahn, Feucntigiceit zu halten, erhönen. Beispiele für dieses Verfahren sind in den US-Patentschriften 3 414 459 und 3 556 907 beschrie oen. Die Nachteile dieses Verfahrens sind ersichtlich, wenn das umständliche Verfahren betrachtet wird, zu dem das gesonderte Prägen von zwei oder mehreren Bahnen und dann das ZusamaienDringen der Bahnen gehören, wobei gleichzeitig verhindert werden muß, daß sich die ernabenen Vorsprünge der einen Bahn mit den erhabenen Vorsprängen der anderen Bahn verschachteln. Außerdem erfordert eine bestimmte Länge des mehrschichtigen Prodakts zunäcnst die Herstellung einer doppelt oder meiirfach so lanzen Bann auf der Papierherstellungsvorricntung. Ferner sind die bekannten menrschichtigen Papierprodukte im allgemeinen aus nerrcömjaliciien Papierbahnen hergestellt worden, axe meistens völlig von steifen Papierbildungsbindungen zur Erzielung einer jjesöxg^eit abhängig sind.

Die mehrschicntigen Papierprodufcte sind trotz dieser Nachteile

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ziemlich erwünscht, weil sie iiii Verbleien zu inrew Gewicht sehr voluminös hergestellt werden können, was auf den Hohlräumen ζ wise ilen den öenichcen 'Deruht, die durcn die geprüften Vorsprünge eebilaet werden und die ociiichoen im Abstand voneinander nalxen. Aufgrund dieses Aufoaus werden mehrsenichtige Produkte leicht zwisciien den Ji'ingern des Verorauchers zu.saj.-iuiengedrücict, wodurch den Produkten das ü-efühl von ./eienheit verliehen wird.

Unter 3erü.c.K:sichtigung der Vorteile von mehrschichtigen ProduK-ten und der nachteiligen Härte von De.iannten iiienrschichtigen Produkten sollte es naheliegen, ein üiehrschicntiges Produkt ' durch schichtförmiges Verbinden von zwei oder mehreren nach dem Verfanren der US-Patentanuieldung Nr. 156 327 hergestellten Bannen rierzustellen. Die bekannten ±dethoden zum schichtf örmigen Verbinden mehrerer Schichten von Bahnen entnalten jedoch die unerwünschten Erfordernisse eines umständlichen Laminierungsverfahrens und die Ifotwendig^eit, für das Laminieren zunächst größere Längen von der Ausgangsbahn nerzustellen, wodurch der Vorteil eines derartigen Produkts vermindert wird.

l»er vorstehenden Erörterung ist zu entnehmen, daß es sehr vorteilhaft wäre und daher ein Ziel der Erfindung ist, ein Papierprodu±£t herzustellen, das das Volumen, das Absorptionsvermögen und die ilompressibilität eines herkömmlichen mehrschichtigen Produkts hat, aber ohne den üblicherweise gleichzeitig vorhandenen ilangel an V/eichheit, der auf der starKen Abhängigkeit der tfestigKieit von den für die Papierherstellung erforderlichen Bedingungen beruht. Es ware außerdem sehr vorteilhaft und ist ein Ziel der Erfindung, ein Papierprodukt herzustellen, das die erwünschten Eigenschaften eines mehrschichtigen Produkts besitzt, ohne jedoch die Nachteile des notwendigerweise anzuwendenden umstäiidlicnen Verfahrens nach dem Stand der l'echnik und ohne die damit verbundenen wirtschaftlichen Machteile aufzuweisen.

Die Erfindung schlägt ein faseriges Blattmaterial vor, das aus einer aus integrierenden !eilen bestehenden, schichtartigen

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Bairn mit einem G-rundgev/icht von etvva 9,1 bis etwa 45,4 kg je 2ö7,5 m^ (aoout 20 to about 100 Ib per ream of 2d80 ft²) bes τ ent, wooei die Bann eine auf ein Kreppen der Bann zurückzufünrende wellige Beschaffenheit hat und erste und zweite Üoerfläciienregionen aufweist, die durch eine weiche absorbierende zentrale Kernregion verbunden sind, die im allgemeinen eine geringere j^aserkon^entration aufweist als die Oberflächenregionen und der Bahn ein größeres Volumen, eine größere V/eiciiheit und ein größeres Absorptionsvermögen verleiht, das dadurcn gekennzeichnet ist, daß jede Oberflächenregion Bindemittel enthält, aas in jeder dieser Regionen so üoerall vorhanden ist, daia die fasern in der betreffenden Hegion miteinander zu einem starken Netzwerk verbunden sind, das Bindemittel in jedem Uberfläcnenbereich sich etwa 10 °/o bis etwa 60 fo durch die Dicke der Bahn erstreckt und im wesentlichen mit dem Bindemittel, das sicn in die rsahn hinein von der anderen Seite der Bahn erstreckt, unverounden ist, das Bindemittel der ersten Oberflächenregion in einem feinen, Abstände aufweisenden Muster abgelagert ist und die Bereiche in der ersten Oberflächenregion, in denen das Bindemittel abgelagert ist, fein gekreppt sind.

Die Erfindung schlägt außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer einneitlicnen schiciitartigen faserigen Bahn vor, bei dem eine faserige Bahn gebildet, Bindemittel auf die Bahn aufgetragen und die Bahn von einer kreppenden Fläche gekreppt wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Bindemittel auf die Bann durch Auftragen auf die erste oeite der Bahn eines ersten Bindemittels, das etwa 10 "ja bis etwa 60 % durch die Dicke der endgültigen Bahn eindringt, und Auftragen auf die zweite Seite der .Bahn eines zweiten Bindemittels in einem feinen, Abstände aufweisenden Muster, aas etwa 10 % bis etwa 60 j'o durch die Dicke der endgültigen Bann eindringt und nicht wesentlich mit dem ersten Bindemittel verbunden wird, aufgetragen wird und die geüuridenen i'eile von einer Seite der Bahn auf der kreppenden j?läcne durch Einsatz des Bindemittels zum Anhaften gebracht werden.

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Die Erfindung wird im folgenden ausl'iinrlicner unter Hinweis aiii' die dazugehörenden Zeicnnungen erläutert, in denen

die Figur 1 einen scheiaatiscnen Seitenaufriß einer Vorrichtungsforitt für die Herstellung einer faserigen Bahn darstellt, die für die Behandlung nach dem Verfah-. ren der Erfindung zur Bildung des Blatt/aaterials der Erfindung geeignet ist,

die Figur 2 einen schematischen Aufriß eines Teils von einer Vorrichtungsform zur Durchführung der Verfahrensstufen der Erfindung aarsteilt,

die ffigur 3 einen schematischen Aufriß eines i'eils der bevorzugten Yorrichtungsform zur Durchführung der bevorzugten Verfahrensschritte der Erfindung darstellt,

die Figur 4 einen schenatischen Aufriß eines i'eils einer anderen Yorrichtungsform zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung darstellt,

die Figur 5 eine staric vergrößerte Draufsicht eines Teils von einer Seite des Blattmaterial der .!Erfindung darstellt, auf die Bindemittel" in einer iviusterform aufgebracht worden ist,

die Figur 6 eine staric vergrößerte Draufsicht eines Teils von einer Seite des Blattmaterials der Erfindung darstellt, auf die Bindemittel in der bevorzugten Musterform aufgebracnt worden ist, und

die Figur 7 e.ine staric vergrößerte ,/iedergaoe eines Teils des Blattmaterials der Erfindung in einer Schnittdarstellung durch die Bahn der Erfindung ist.

Die Figur 1 erläutert senematisch eine Vorrichtung zur Herstellung von Papier, die eine Bahn zu bilden vermag, bei der die Verfahrensschritte der Erfindung angewendet werden. Eine Kopfbox IO ist so ausgestattet, daß sie eine Zufuhr für einzuspeisendes Fasermaterial enthält, das im allgemeinen aas

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einer dünnen Aufscnlärouiung von Fasern in-wasser besteht. Die Kopfbox 10 hat dtauvorrichtungsausflußschnauzen 11, die über der sicn bewegenden üoerflache eines. Kondensators 12 angeordnet sind, die bei dieser Aasfilarungsform ein mit Locnern versehenes Drahtnetz, wie z.B. ein Pourdrinier-Drahtnetz, enthält. Das einzuspeisende Jj'aseruiaterial in der Kopfbox 10 gelangt "von den Dtauvorricntungsausfluiöscnxiauzen 11 auf die Oberfläche des Drantnetzes 12. Das Drahtnetz 12 vvird durch mehrere Mihrungsrollen Ip auf einer kontinuierlichen Bahn bewegt, wobei wenigstens eine der Fünrungsrolleri durch Antriebsmittel (nicht dargestellt) angetrieben wird, nline Vaicuumbox 14 ist unterhalb des Drantnetzes 12 angeordnet und geeignet, das Entfernen von ■,vasser von dem eingespeisten Fasermaterial zu unterstützen, um eine .dann aus den Pasern zu bilden. Außerdem können andere Lutte! zum Entfernen von nasser, wie z.±5. Jasserventilatoren, iiollgänge und dergl. (nicnt aargestellt), unter dem oberen uauf des Drantnetzes 12 angewendet werden, um das Ablaufen von wasser aus dem eingespeisten iⁿasermaterial zu unterstützen, ,lenn die Bann sich dem ij'nde des oberen Laufs des Fourdrinier-Drahtnetzes 12 nänert, wird die .Bann auf einen zweiten Träger 15 übergeleitet, der entweder ein Drahtnetz oder ein Papiertransporttuch sein Kann. Dieser zweite !'rager 15 liegt gleichzeitig mehreren Pütirungsrollen 16 auf, durch die er kontinuierlich bewegt wird.

Das überleiten der Bahn von dem urahtnetz 12 zu dem Träger 15 wird durch leicntes Pressen des Trägers 15 zu einem Eingriff mit der Bahn auf dem Drahtnetz 12 durch eine Abgreifwalze 17 bewirkt. Das üoerleiten der Bann von dem Drahtnetz 12 zu dem Träger 15 Kann durch andere Mittel bewirkt oaer unterstützt werden, v/ie z.ß. durch eine Luftrakel 18, die gegen die der .dann entgegengesetzte Oberfläche des Drahtnetzes 12 gerichtet ist, oder eine Vakuumbox 20 in der Abgreifvvalze 17 oder beides, v/ooei diese mittel dem Facnmann auf dem G-ebi-et der Papierherstellung begannt sind, liindestens eine der ./alzen 16 oder 17, auf denen der zweite Träger 15 ruht, wird durch aiittel (nicht dargestellt) angetrieoen, so daß der Träger 15 eine G-eschwin-

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digKeit nat, aie vorzugsweise der G-eschwindigiceit des Drahtnetzes 12 gleich ist, um so die Be/vegung der Bahn fortaifünran.

iie Bann wird von de^ Träger 15 auf die uoerflache einer drehbaren erwärmten !'roc^entrOi^iel 21, wie z.B. einen iankeexrocicner, geleitet. jJie Bann vi/ird leicnt ge,;ien die uoerflache der Trociientrouuiel 21 gedrückt, der sie annaftet, was aux o.en FeucntigKeitsgenalt der Bann und deren .bevorzugung fär die glattere von zv/ei Fläcnen zux'üCKzufünren ist. In einigen Fällen Kann es erwüascnt sein, ein Kreppendes Klebemittel, wie z.B. tieriscnen Leim, gieicnmätfig auf die Bahnoberfläche oder aie 'from^elooerfläcne aul'zuDringen. In deia ,.i&iie, in dem die Bahn einen 'feil des rotierenden >/eges auf der UDerfläche des x'rocicners getragen wird, vvird der Bann «'äriae verlienen und im allgemeinen aas meiste der darin enthaltenen Feuchtigkeit durch Verdampfen entzogen. Die Baiin 19 wird von der uberfläche des i'roctoiers in der Figur 1 durch ein kreppendes Messer 22 entfernt, obwohl die Bahn ge/zanscircenfalls von dem Trockner auch durcn Abziehen davon ohne treppen entfernt werden icann.

Das l'roCiOien Kann durch andere l'i'ociaier .als die i'rοcKentrommel 21 bev/irirfc werden. Der i'rociaier iiann eine wesentlich andere Form "besitzen, wie sie z.B. in der US-Patentschrift '3 432 936 bescnrieoen ist. Dieser i'rooioiertyp Dewirkt das Entfernen von Feucntigkeit von. der Bann dadurch, daß Luft durch die Bann geleitet wird, um die Feucntigiceit zu verdampfen, ohne daß irgendein mechaniscner Druck auf die Bahn ausgeübt wird. Dieses letztere merkmal Kann in Verbindung mit vorliegender Erfindung in vorteilhafter V/eise für zahlreiche unten angegebene Zwecke ausgenutzt werden. Außerdem ist eine auf diese .-/eise getrocknete Bahn im allgemeinen nicht geKreppt, und dieses Kann in bestimmten Fällen ein vorteilhaftes jvierkmal sein.

An diesem Puruct wird ohne Rücksicht auf die angewendete besondere Vorricntung oder das angewendete Verfahren eine Bahn gebildet, die nach dem Verfahren der Erfindung unter Bildung eines Blattmaterials der Erfindung benandelt werden kann. Die

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hahn, entnält hauptsäcnlicn Lignocellulosefaser!]., wie Holzpulpe oder BaU₁JwO 11 int er s, die "oei der Papierherstellung benutzt werden utia kurze Fasern mit einer Länge unter 0,6 ca. sind. Die Bann kann jedocn teilweise oder vollständig aus Pasern gebildet werden, die relaciv längere Fasern sind, wooei dennoch aie Vorteile aer Erfindung ernalten werden. Beispiele für solcne relativ längeren Fasern sind Bauaiwoll-, .t/oll-, Reyon-, regenerierte Cellulose-, Oellulosesterfasern, wie z.B. Celluloseacetatfasern, Polyamidfasern, Acrylfasern, Polyesterfasern, Yinylfasern, Proteinfasern, Fluor&ohlenstoffasern, Dinitrilfasern, Nitrilfasern und andere Fasern, natürliche oder synthetiscne. Die Länge dieser anderen Fasern icann bis zu etwa 6,4 ου. betragen, oowonl kürzere hängen, bei der Bildung der üaüii auf einer nerköi-imlichen Papierherstellungsvorrichtung vorteilnaft sind, riin oesonders geeignetes Produkt kann aus einem Gemisch von Fasern für die Papierherstellung und etwa 10 -jo bis 15 /o kurzen üeyonfasern Destehen. Die Bann kann auch auf trockne ,/eise geoixdet werden, wie z.B. auf einer nerköainilicnen Yorricntung zum Ablagern an der Luft unter Anwendung eines G-euiischs von Fasern für die Papierherstellung und relativ längeren syntnetischen Fasern oder von einer dieser Fasern alleine. Aus ,vircscnaftlichen und anderen Gründen ist es besonders vorxeiliiaft, mindestens 50 fo Fasern für die Papierherstellung zu benutzen. Außerdem ist es besonders vorteilhaft, wenn die Fasern v/illkürlich orientiert und nicnt ausgerichtet sind.

Die Bahn Iy nat vorzugsweise ein solches G-rundgewicht, daß bei dem fertigen Produkt das G-r und ge wicht zwischen etwa 9,1 und etwa 45,4 K.g je 267,5 m^ und noch bevorzugter zwischen 11,4 und

ρ
27,2 je 267,5 m liegt. D.h., daß die Bann 19, nachdem sie als Gr und bahn geoildet v/orden ist, ein G-rundgewicht zwischen etwa 7,3 und 36,3 kg und vorzugsweise zwischen etwa IO kg und etwa 20 kg je 2o7»5 m^ bei Durchführung der bevorzugten Ausfüiirungsforixi der Erfindung haben soll. Die Blattprodukte in dieseiii allgemeinen Bereich profitieren am meisten von dem Verfahren der Erfindung, weil diese in großem Umfange angewendet

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werden, wenn die Merkmale der Erfindung von Bedeutung sind. In diesem G-runügewientsbereich verleiht das Verfahren der Erfindung am erfolgreichsten dem erfindungsgemäßen Produkt die erwünschten Eigenscnaften.

Bei bevorzugten Ausführungsforiüen der Erfindung besitzt die Bann an diesem Punkt, d.h., direct oevor sie den Verfanrensstufen der Erfindung unterworfen wird, vorzugsweise bestimmte physikalische Eigenschaften, so daß, wenn sie durch nachfolgende Stufen des Verfahrens der Erfindung behandelt wird, in ein Blattmaterial mit überlegenen Eigenschaften umgewandelt wird. Allgemein gesagt, sind diese Eigenschaften, die die zu behandelnde Bahn besitzt, durch eiaen verringerten G-rad von Bindefestigkeit zwischen den Fasern bedingt. Der Effekt einer solchen verringerten Bindefestigkeit zwischen den Fasern besteht darin, daß eine ileihe von Eigenschaften der Bahn wesentlich geändert werden, wenn die Bahn dem Verfahren der Erfindung unterworfen wird, wie z.B. das Volumen und die .veichheit der Bahn sowie auch die gesamte Festigkeit der Bahn.

Obwonl irgendeine faserige Bahn in vorteilhafter ./eise nach dem Verfahren aer Erfindung benandelt werden kann, um eine weicnere, festere und im allgemeinen voluminösere Bahn zu schaffen, wird die bevorzugte Form des Blattmaterials der Erfindung durch Behandlung von Bahnen hergestellt, die zunächst relativ weich, voluminös und ziemlich schwach sind. Alle diese Eigenschaften sind im allgemeinen bei einer Bann vorhanden, die eine geringe Bindefestigkeit zwischen den Fasern aufweist. Das Verfahren der Erfindung verleiht dann einer solchen Bahn eine verbesserte Kombination von ,/eichneit, voluminöser Beschaffenheit, Absorptionsvermögen und Festigkeit.

Fasern, die durch Ablagern von trocknen Fasern auf einer formgegebeneh Fläche, wie z.B. durch herkömmliche Luftablagerungstechniken, gebildet worden sind, sind relativ schwach und weich, besonders wenn die Fasern zu kurz sind, um sich miteinander zu verflechten. Auf herkömmliche .-/eise gebildete Papier-

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bannen sind jedoch iia allgemeinen fester als es für die Durchfünrung der bevorzugten Ausfiinrungsform der Erfindung erwünscht ist una sollen vorzugsweise eine verminderte Bindefestigkeit zwischen den Fasern aufweisen. Diese verminderte Bindefestigkeit zwischen den Pasern lcann auf verschiedenen Wegen erreicht werden. So wird in einigen Fällen die Bann gekreppt, vielleicht während sie von dem Yankee-Trockner 21 entfernt wird, wie in der Figur 1 dargestellt ist. i'Jine solche Barm ist durch eine gute ,/eichheit und eine gute voluminöse Bescnaffenheit ausgezeicmiet, was auf die große Anzahl von während des Kreppvorgangs zerstörten oder zerbrochenen Fasern zurückzuführen ist. Sine solcne Bahn ist also relativ schwach und hat gute Dehnungseigenschaften, mindestens in der liaschinenrichtung, und vielleicht in der ttichtung quer zur ulaschinenrichtung, wenn hintereinander in verschiedenen .Richtungen gekreppt worden ist, „vie es auf diesem Gebiet begannt ist.

In anderen Fällen können die zur Bildung der Bahn 19 benutzten Fasern so behandelt werden, daß deren Bindung vermindert wird, indem z.B. unaufgereinigte Fasern verwendet werden oder der Aufschlämmung synthetische Fasern zugegeben werden, die keine papierbildenden Bindungen bilden. Außerdem können die Fasern mit einem cnemischen Entbindungsmittel behandelt werden, das entweder in dem Fasereintrag enthalten ist oder vor der Zugabe der Fasern dem Eintrag zugegeben wird oder auch nach Bildung der Bahn aber vor dem Trocknen zugegeben wird, z.B. wenn die Bahn auf dem Drahtnetz 12 transportiert wird. Diese chemischen jSntbindungsiaittel werden im allgemeinen benutzt, um die Anzahl der Stellen entlang den einzelnen Fasern zu reduzieren, die eine Faserbindung des bei der Papierherstellung benutzten Typs zulassen. Zu für diesen Zweck benutzoaren lintbindungsmitteln genören die in der US-Patentschrift 3 395 708 beschriebenen kationischen lüntbindungsmittel, d.h. Substanzen in der Klasse von langltettigen kationischen Netzmitteln, vorzugsweise mit wenigstens 12 kohlenstoffatomen und wenigstens einer Alkylkette, wie z.B. fettsaure Salze von quarternären Dialkylaminen (fatty dialkyl quarternary amine salts), monofettsaure Salze von

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tertiären Alkylaxüinen (mono fatty alley I tertiary amine salts), primäre Aminsalze und ungesättigte fettsaure Salze von Alkylaininen (unsaturated fatty alieyl amine salts), die in der US-Patentschrift 2 452 126 "beschriebenen kationenaktiven tertiären Aminoxide und die in der US-Patentschrift 2-452 127 beschriebenen icationenaKitiven Aminoverbindungen.

In AoiiiDiiiation mit einer der ouen angegebenen iietnod^n oder ohne eine solcne combination wird aie jindefestigiceit zwischen den fasern weiter verringert, wenn die .dann unter verminderten preßbedi'ngungen, während sie feucxit ist, gebildet wird. D.h., " die Bahn wird nicht einer wesentlichen Kompression zjviscnen zwei Elementen oder Fläctien ausgesetzt, bis sie praktisch, trocken ist (vorzugsweise mindestens zu dO -,i> trocken ist). So icann im üe_öensatz zu den typiscnen Papierherstellungstechniken, bei denen eine Aufnahmewalze oenutzt wird, um ein Papiertransporttuch eng an die Bann auf dem Drahtnetz zu pressen, um die jiaftn von dem Drahtnetz zu dem Papiertx"ansporttuch überzuführen, dieses üüerführen durch Anwendung von Luft oder Vakuum oder beides erreicht werden. Die alternative Anordnung, die in den angedeuteten Linien in der Figur 1 dargestellt ist, erläutert die Art und weise, in der dieses bewirkt werden kann.

Die Anwendung eines dieser Systeme führt zu dem übergang der Bann, ohne daß ein Druck in einem erhe'blicnen ilaße auf die Bahn ausgeüüt wird. In Übereinstimmung mit diesen Systemen soll die Bann, wenn sie feucht ist, nicht gegen eine Fläche des Yankeel'rockners durch Mittel, wie z.B. Preßwalzen, gedrückt werden, was an sich eine Verfahrensstufe ist, die auf herkömmlichen Papierherstellungsvorrichtungen üblicherweise vorgenommen wird, sondern statt dessen soll das Trocknen durch Anwendung eines Luftstroms über oder durch die Bahn, wie z.B. durch den Transpirationstrociaiungsprozess, der in der US-Patentschrift 3 452 936 beschrieben ist, bewirkt werden. Die die Bann bildenden Fasern werden daher nicht eng aneinander gepreßt, während die Bann feucht ist, und die Anzahl der Berünrungspunkte zwiscnen den Fasern wird dadurch verringert, wes zu einer Verminderung der Bindefestigkeit zwischen den Fasern führt. Solche

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Bedingungen des verhinderten Pressens werden vorzugsweise eingenalten, bis die .daxin praktisch, trocken ist, so daß wenige windungen zwischen aen Fasern gebildet werden.

iien vo rs "Gehenden Ausfünrungen ist zu entnehmen, daß eine Preßwirkung, wie sie üblicherweise benutzt wird, um Feuchtigkeit von einer i'riscn ^ebiideten Bahn vor dem ./armetrocknen abzuzienen, natürlich nicht angewendet werden soll, wenn das bevorzugte Verfanren der Erfindung durchgeführt wird. Sine solche preßwirkung fünrt zu einer wesentlicnen Verdicntung der Bahn, wodurch die Anzanl der windungen zwischen den Fasern erhöht wird und die enialxene BindeiestigKieit zwischen den Fasern zugenommen nat, wenn die Bann trocnen ist.

Die besten Ergeonisse zuui ..'eicnmachen der Bahn werden erzielt, «elan die Fasern in der Bahn mit einem chemischen Entbindungsmittel behandelt werden oder wenn die Bahn unter geringen oder Keinen Preßoedingungen, wänrend sie feucht ist, gebildet wird, oder wenn eine Kombination von den vorstehenden Bedingungen gegeoen ist und dann die Bahn gekreppt wird. Es vvird angenommen, daß dieses auf die i'atsache zurückzuführen ist, daß das Kreppen einen senr wesentlicnen volumenvergrößernden Effekt auf Bahnen ausübt, die sehr geringe Bindefestigkeit zwischen den Fasern aufweisen, «eil eine voluminöse Beschaffenheit und /Weichheit üigenscnaften sind, die nach dem Verfahren der Erfindung erzielt werden sollen, ist es erwünscht, diese Eigenschaften in der Bahn vor der Behandlung nach dem Verfahren der Erfindung möglichst zu fördern, um diese dann noch weiter verbessern zu können. Aber ohne Rücksicht auf die besondere Form der Bann erhöht die Behandlung nach dem Verfahren der Erfindung die voluminöse Beschaffenheit, Weichheit und Festigkeit und verleiht diese Benandlung der Bahn eine erhebliche Dehnbarkeit in allen Ricntungen in ihrer eigenen Ebene zusätzlich zu einer Verbesserung anderer Eigenscnaften, die bei einem Wischtuch erwünscht sind.

iuie Figuren 2, 3 und 4 erläutern drei alternative Formen einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung. Die

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Figur 2 erläutert eine Vorrichtungsform zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung. Bei dieser Vorricntung wird die Bahn 19, die auf der in der Figur 1 erläuterten Vorrichtung oder durch andere oben beschriebene Mitχel hergestellt worden sein kann, durch eine Station 24 zum Aufbringen des ersten Bindemittels geleitet. Diese Station 24 enthält einen durch eine glatte ivautschukpreßwalze 25 und' eine mit einem iluster versehene Zylindertiefdruckwalze 26 gebildeten Spalt. Der untere quer verlaufende Teil der Zylindertiefdruckwalze 26 oefindet sich in einem Trog 27» der ein erstes Bindemittel 30 enthält. Die Zylindertiefdruckwalze 26 trägt das in ihrem eingavierten Muster enthaltene Bindemittel 30 auf die erste Oberfläche 31 der Bahn 19 auf, wenn die Bahn 19 den Spalt passiert. Die Bahn 19 kann dann durch eine Trockenstation 29 geleitet werden, wo das Klebemittel getrocknet wird oder genügend erhärtet, um zu verhindern, daß es an der Preßwalze in der nächsten Station für das Auftragen von Bindemittel kleben bleibt. Die Trockenstation 29 besteht aus irgendeiner bekannten Form einer Erwärniungsanlage, wie z.B. Öfen, die durch Infrarotwäriae, iiiicrowellenenergie, heiße Luft usw. betrieben werden.

Die Bahn 19 passiert dann eine Station 32 zum. Auftragen eines zweiten Bindemittels, in der ein Bindemittelauftrag auf die entgegengesetzte Seite 33 der Bahn 19 aufgebracht wird. Die Station 32 zum Auftragen des zweiten Bindemittels besteht beispielsweise aus einer glatten Kautschukpreßwalze 35 und,einem 'frog 36, der ein zweites Bindemittel 37 enthält. Dieses Bindemittel wird ebenfalls auf die Bahn 19 in einem Muster aufgetragen, obwohl es nicht erforderlich ist, das gleiche Muster aufzutragen, in dem das Bindemittel auf die erste Seite 31 aufgetragen worden ist. Auch wenn die beiden Muster gleich sind, ist es nicht erforderlich, die beiden Muster in Register zu bringen.

Die Bahn 19 wird dann zu einem haftfesten Kontakt mit der kreppenden i'rojuLueloberflache 39 durch die Preßwalze 38 gedruckt, und das zweite Bindemittel 37 bewirkt, daß nur solche Teile

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der .Bann 19, auf die es aufgebracht worden ist, fest der kreppenden Fläche 39 annaften. Die Bann 19 wird auf der Oberfläche der kreppenden 'i'roiriuiel 39 eine gewisse strecke mitgeführt und dann τοη dieser durcn die ../irkung eines herkömmlichen kreppenden Abstreichmessers 40 entfernt, welches einen iCreppvorgang auf den gebundenen !'eilen der Bann 19 bewirkt. D.h., den Teilen der Bann 19, die der kreppenden Flache 39 anhaften, wird eine Heihe von feinen linienartigen Palten verliehen. Gleichzeitig fiiurt die icreppende ,/irkung dazu, daß die ungebundenen oder leicht gebundenen Fasern des Bahnteils sich aufblähen und sich auseinanderzienen, wooei geformte Bahnteile mit ausgezeicnne"uer ,/eichneit und voluminöser Beschaffenheit gebildet werden. Das Ausmaß und die Form dieses Krepptyps werden hauptsäcnlich durch das iluster geregelt, in dem die Bahn der kreppenden Trommel 39 anhaftet und werden weiterhin in einem gewissen Grade durch aas Muster des Bindemittels auf der entgegengesetzten Seite 31 (der von der Trommel 27 abgekehrten Seite) der Bahn gesteuert. Die kreppende Fläche 39 kann durch irgendeine Ooerflächenform geschaffen werden, der das Bindemittel fest annaftet, um ein Kreppen der Bahn 19 durch die Fläche 39 zu ermöglicnen. Vorzugsweise wird die kreppende Fläche 39 erwärmt, um die Haftfestigkeit der Bahn an der Trommel zu erhöhen und die .dann zu trocknen. Ein Beispiel für eine geeignete kreppende Fläche ist ein Yankee-Trockner.

Die Bahn 19 mit einem geregelten üreppmuster wird mit dem kreppenden Aüstreichmesser 40 durch ein Paar angetriebene Zugwalzen 41 abgezo_een, die den Xreppgrad durch den Unterschied ihrer Gescnwindigiteit und der Geschwindigkeit der kreppenden Fläche regeln. Die Bann 19 wird dann gegebenenfalls durch eine Härtungs-oder Trockenstation 42 geführt, um das Bindemittel auf beiden Seiten und im Innern der Bahn 19 zu härten und zu trocknen, falls ein weiteres Härten erforderlich ist. Die Härtungsoder Trocicenstation 42 Jcann irgendeine an sich bekannte Form haoen, wie z.B. die Formen haßen, die für die Trockenstation angegeben worden sind, xiach dem Passieren der Härtungs- oder Trocüienstation 42 v/ird die ±sahn 19 zu einer Stamm- oder Vqrrats-

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rolle mittels üolicher Aufwicicelvorricntungen (nicht dargestellt) aufgewickelt. Die Rolle icaiin. dann an irgendeinen anderen Ort gebracht werden, urn die Bahn zu Blättern mit handelsüblicher G-rötfe zu zerschneiden.

Die Figur 3 erläutert eine Yorricntung zur Durenführung des bevorzugten Verfanrens der ürfindurig. Bei dieser Vorricntung wird die Bann 19» die auf der in der Figur 1 erläuterten Vorrichtung oder anderen oben oescnrieoenen Vorrieritung'en hergestellt worden sein kann, durch die otation 24 für aas Aufbringen des ersten Bindemittels geleitet, die von de.a gieicnen Typ sein Kann, wie er in der Figur 2 erläutert ist, und in der Bindemittel 3ü auf die erste Seite 51 der Bahn 19 in einem feinen Muster, das dem Muster der Zylindertiei'druckwalze 25 entspricht, aufgebracht wird. Unne l'rooioien oder Hirten des Bindemittels wird die Bahn 19 dann in einen haftfesten Kontakt mit der kreppenden i'ronLueloberflache 39 durch die Preßwalze 3Ö gedruckt. Das Bindemittel 30 bewirkt, daß nur solche Teile der Bahn 19» an denen es abgescnieden ist, der kreppenden Oberfläche 39 fest anhaften.

Die Bahn 19 wird dann auf der Oberfläche der kreppenden Trommel 39 eine solche Strecke mitgefünrt, die genügt, das Bindemittel so hinreichend zu erwärmen, daß die Bahn 19 der kreppenden Trommel 39 fest annafxet, und "wird dann von dieser durch die wirkung des kreppenden Abstreichmessers 40 entfernt, und zwar unter Bildung eines ersten eingestellten Kreppmusters auf der Bahn 19.

Die Bahn 19 mit dem eingestellten Kreppmuster wird von dem kreppenden Abstreichmesser 40 durch ein Paar angetriebene Zugrollen 41 abgezogen und wird dann über Umkehrwalzen zu einer Station 32 zum Aufbringen eines zweiten Bindemittels, die eine glatte Kautsehukpreßwalze 34» eine Zylindertiefdruckwalze 35 und einen Trog 36 enthalten kann, der das zweite Bindemittel enthält, geführt. Dieses Bindemittel wird ebenfalls auf die Bahn 19 in einem Muster aufgetragen, das nicht das gleiche Muster zu sein braucht wie das des ersten Bindemittels.

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jsiach. de,ii Auf Dringen des zweiten Bindemittels auf die Bann 19

Fläche wird die Bann 19 in iiontakt mit einer zweiten kreppenden^v39A durcn die Preßwalze 36 a. gedruckt. Die Bahn 19 wird auf der Ooerflüche der zweiten kreppenden Trommel !59 A eine "bestimmte btrecice aiitöefäiirt und dann von der i'ronLiiel durch die «/irkung eines zweiten kreppenden Abstreichmessers 40 A entfernt, wobei ein Kreppen in einem zweiten eingestellten Muster auf der Bann 19 erreicht wird.

Die Bann 19 wird aann Ton dem kreppenden Abstreichmesser 40 A mit einem zweiten Satz von angetriebenen Zugrollen 41 A abgezogen and aann gegebenenfalls durch eine Härtungs- oder iDrockenstation 42 des in der Figur 2 beschriebenen i'yps geleitet. Die Bahn 19 wird dann zu einer Vorratsrolle 43 in der gleichen Veise, -wie es oei der Figur 2 beschrieben worden ist, aufgewickelt .

Die Figur 4 erläutert eine andere Vorrichtung zur Durchführung eines anderen alternativen Verfahrens der Erfindung. Die in der Figur 4 dargestellte Vorrichtung ist die gleiche wie die in der Figur 3 aargesteilte Vorrichtung bis zu der Station 32 für das Aufbringen des zweiten Bindemittels, wonach bei der Vorrichtung nach der Figur 4 die Bahn mit dem auf den beiden Seiten 31 und 33 aufgetragenen Bindemittel durch die Härtungsoder I'rocKenstation 42 geleitet wird, ohne daß ein zweites eingestelltes Kreppmuster ausgeführt wird. Die Bahn 19 wird dann zu der Vorratsrolle 43 wie bei den Figuren 2 und 3 aufgewickelt.

Bei den in den Figuren 2, 3 und 4 erläuterten Vorrichtungen sind einige Abwandlungen hinsichtlich der Station zum Aufbringen des Bindemittels möglich. Z.B. kann eine dieser Stationen so angeordnet sein, daß das Bindemittel direkt auf die kreppende Trommel gedruckt wird, unmittelbar bevor die Bahn 19 mit dieser TronL-iel in Kontakt gebracht wird. Andere Variationen können ebenfalls vorgenommen werden, wobei beachtet werden muß, daß jede Station bei jeder Vorrichtung Bindemittel auf die entgegengesetzte Seite der Bahn aufbringen muß als die andere Station in der gleicnen Vorrichtung. Die Stationen für das

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Aufbringen des Bindemittels können auch, andere Mittel als Zylindertiefdruckwalzen enthalten, z.B. flexigraphische Mittel und Sprühurirttel, einschließlich der Anwendung von Siebdruckverfahren.

"Das Huster des auf die Bahn 19 aufgebrachten Bindemittels, das sich auf beiden Seiten befinden kann und auf einer Seite befinden muß, hat irgendeine Form von feinen Linien oder feinen Bereicnen, die einen wesentlicnen '!'eil der Oberfläche der Bahn 19 von Bindemittel freilassen. Vorzugsweise soll das Muster so sein, daß das Bindemittel etwa 15 % bis etwa 60 io des gesamten Oberflächenbereichs der Bann einnimmt und etwa 40 Jo bis etwa 85 ^c/o jeder Oberfläche der Bahn von dem Bindemittel in dem fertigen Produkt frei bleiDen. Hie in den US-Paxentschriften 3 047 444, 3 009 622, 3 059 313 und 3 009 823 beschriebenen Muster können mit Vorteil angewendet werden. Ein gewisses V/andern von Bindemittel findet nach dem Bedrucken statt, und das Muster der Zylindertiefdruckwalze kann entsprechend gewählt werden. Das Bindemittel dringt so teilweise in die Dicke der Bahn 19 und in alle Richtungen in der Ebene der Bahn 19 ein. Bei Durchführung der bevorzugten Form'der Erfindung soll das «/andern in allen Richtungen in der Ebene der Bahn so geregelt werden, daß Bereiche, die etwa 50 $> bis etwa 75 fo der fertigen Bahnoberfläche ausmachen, von Bindemitteln frei sind.

Bs ist gefunden worden, daß es besonders vorteilhaft ist, wenn die Bann .Hauptsächlich aus Fasern für die Papiernerstellung besteht, das Bindemittel in einem retikulärem Muster aufzubringen, so daß das Bindemittel eine netzartige feste Bahn auf der gesamten Oberfläche bildet. Es ist bekannt, daß Fasern für die Papierherstellung im allgemeinen eine Länge unter etwa 0,6 cm hauen und normalerweise Fasern mit einer Faserlänge unter etwa 0,16 cm, vorherrscnen. denn daher einem Blatt hauptsächlich durcri Bindemittel Festigkeit verliehen werden soll, wie bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, anstelle daß diese Festigkeit durch die Bindungen zwischen den Fasern gegeben ist, wie es üblicherweise bei der Papierherstellung der

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Fall ist, ist es von Bedeutung, daß ein kontinuierlicher gegenseitiger Zusammenhang von mindestens einigen Fasern durch das Bindemittel in der gesamten Bahn gegeben ist. vienxi das Muster aus aem Bindemittel in der Form von parallelen Linien, Stäben oder anderen Fox'men von getrennten Bereicnen vorliegt, fehlt der Bahn eine wesentliche Festigkeit, wenn nicht solche getrennten Bereiche in Äoständen voneinander vorliegen, die geringer sind als axe durchschnittlichen Faserlängen, n'enn das iQ.ebemitxeliiiuster jedoch von retikulärer oder netzartiger Form ist, schaffen die verbindenden Linien von Bindemittel ein festes Netzwerk, auch wenn erne cliche Bereiche zwiscnen den Linien des Bindemittelauftrags als ungebundene Bahnteile vorliegen.

Das oei dem Verfahren und in dem Produkt gemäß bevorzugten Äusfünrungsformen der Erfindung verwendete Bindemittel muß verschiedenen Funktionen genügen, von denen eine die Fähigkeit ist, Fasern in der Bahn aneinander zu binden,und eine andere die Fähigkeit i&t, die gebundenen Teile der Bahn an der kreppenden Trommel naften zu lassen, so daß die Bahn in regelbarer 7/eise mit einem Kreppmuster versehen werden kann. Im allgemeinen kann irgendein Material mit diesen beiden Fähigkeiten als Bindemittel verwendet werden, wenn das Material unter Erwärmen getrocknet oder gehärtet werden kann. Unter den Bindemitteln, die diesen beiden Funktionen gerecht werden und mit Erfolg angewendet werden können, sind Acrylatlatexkautschukemulsionen, die auf nicht erwärmten und erwärmten kreppenden Flächen geeignet sind, Emulsionen von Harzen, wie Acrylaten, Vinylacetaten, Vinylchloriden und Methacrylaten, die alle auf erwärmten Flächen geeignet sind, und wasserlösliche Harze, wie z.B. Carboxymethylcellulose, Polyvinylalkohol und Polyacrylamid. In anderen Fällen jedoch kann das Bindemittel ein Gemisch von verschiedenen Materialien enthalten, von denen ein „laterial die Fähigkeit hat, eine Ζ,/iscnenfaserbindung herzustellen, und das andere Material oenutzt vverden kann, um ein Haftvermögen der Bahn an der kreppenden Fläche zu schaffen. In einigen Fällen werden die Materialien vorzugsweise als ein aus einem Ganzen bestehenden Gemisch auf die gleicnen Bereiche der Bahn aufge-

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tragen, jolche Materialien Können, au.cn irgendwelche der ο Den genannten Materialien enthalten, gemischt mit einer Starke mit niedrigem LioleKulargevvicnt, wie z.B. Dextrin, oder einem Harz mit niedrigexa moleicuiargevvicnt, wie z.B* Carboxymethylcellulose oder Polyvinylalcohol. Bei Durcnfüarung der Ausfünrungsformen der Erfindung, die nicht zwei eingestellte Kreppmuster erfordern, mann eines der Bindemittel nur aufgrund dessen Fähigkeit gewählt werden, aie Fasern miteinander zu binden.

Bei der Herstellung aes bevorzugten x-rodui-cts der Erfindung werden elastomere Binae^itxel verwendet, aie grundsatzlich materialien sind, die mindestens eine 75/oige uennung, ohne zu brecnen, aufweisen, üolcne materialien haDen im allgemeinen einen Elastizitätsmodul beim Dehnen, der unter etwa 1750 kg/cm liegt, Typische Materialien können vom Butadienacrylnitriltyp oder anderen natürlicnen oder synthetischen Kautschuklatices oder Dispersionen davon mit elastomeren Eigenscnaften sein, wie z.B. Butadien-Styrol, Weopren, Polyvinylchlorid, V"inylcopolymerisate, iMylon, Vinyläthylenterpolymerisate. Die elastomeren Eigenschaften können durch Zugaoe von r/eicnaacnern zu dem Harz verbessert werden.

Die auf die Bann aufgebrachte Bindemitcelmenge kann innerhalb eines großen Bereichs variieren, wobei man dennoch die Vorteile der ürfiiiüung ernält. weil jedocn die oevorzugte "Verwendung für die Produicte der Erfindung absorbierende ,Vischtücher sind, ist es erwünscht, die Bindemittelmenge auf einem iCleinstmaß zu nalten. Bei den bevorzugten Formen der Erfindung ist festgestellt worden, daß etwa 3 /» bis etwa 20 °/o G-esamtbindemittel (bezogen auf das i'rocicenf as er gewicht des fertigen Bahnprodukts) geeignet sind und etwa 7 fo bis etwa 12 $ vorteilnaft sind.

Die kreppende Trommel 27 kann in vielen Fällen aus einem erwärmten Druckkessel bestehen, wie z.B. einem Yankee-Trockner, oder kann in anderen Fällen aus einer kleineren 7/alze bestehen und icann nicht erwärmt oder erwärmt werden. Die kreppende Trommel ist durch eine äußerst glatte, polierte Überfläche ausgezeicnnet, an der das auf die Bahn aufgebrachte Bindemittel

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haftet. i)ie früt»/endig±teit zum Erwärmen hängt sowohl von den üj'iaenscnai'xen des speziellen angewendeten Bindemittels als aucn von dem i'eucxitig^eitsgenalt der Bahn ab. 3o kann das Bindemittel ein Trocknen oder Härten erfordern, in welchem Pail die .Kreppende Trommel mit einem einfachen Mittel, durch das dieses erreicnt wird, ausgestattet sein kann. Oder wenn der Feucntig-^eitsgehalt der Bahn, die der kreppenden Trommel zugefüjart wird, nöher als erwünscht ist, Kann die kreppende Trommel so erwärmt werden, daß etwas von dieser IPeucntigkeit verdampft, Es soll hier darauf hingewiesen werden, daß manches xjixideiiiit'uel aie H^rtungs- oder x'r^ekenstuf e, die in der Härtungs- oder Trootcenstation 42 bei den Figuren 2, 3 und 4 oder in der Truci-censtation 29 bei der figur 2 bewirkt wird, nicht benötigt.

Der gekreppte Anteil, der bei der Bahn während jeder geregelten iLreppüiust er stufe _a-ebiidet wird, irann variiert werden, wobei dennoch aie Vorteile der Erfindung erhalten werden. Es ist jedoch gefunden worden, daß etwa 3 ⁰Jo bis etwa 20 fo Je Kreppoperation zu einem geeigneten Produkt führen und etwa 7 %> bis etwa 12 φ je Kreppoperation vorteilhaft sind.

Die Pigur 5 erläutert eine Form des Blattmaterials der Erfindung, oei dem das Bindemittel in vielen gesonderten Bereichen, die sich in einem nanen Abstand voneinander befinden, abgelagert ist. Die i'igur 6 erläutert eine andere Porm des Blattiitaüerials der Erfindung, bei dem das Bindemittel in einem retikulären netzartigen Muster aufgetragen worden ist. Diese beiden Figuren zeigen nur eine Oberfläche des Blatts 71, auf die das Bindemittel 75 aufgetragen worden ist, doch enthalten die gegenüberliegenden Seiten des Blatts ähnliche Bereiche, auf die Bindemittel aufgetragen worden ist. Bei einigen Ausführungsformen icann es erwünscht sein, Bindemittel in gesonderten Bereiciien auf eine Seite der Bahn und in einem retikulären netzartigen ivluster auf die andere Seite aufzutragen.

Die Figur 7 erläutert einen Querschnitt eines Blattmaterials ₉ das dem in der Figur 6 ähnlich ist. Die Figur 7 ist einer

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Mikrophotographie von einem tatsächlichen Blatt der 'Erfindung entnommen, das aus einem Auf schläinmungs gemisch von 90 ^c]o unaufbereiteten, trocknen Holzschliffasern und 10 ^c/o 6 nun. langen Reyonfasern mit einem Titer 1,5 den, aus dem ein Grundblatt mit

einem Grundgewicht von 16,8 kg/267,5 m gebildet worden ist, hergestellt wurde. Das Grundblatt wurde auf einer Vorrichtung gebildet, die der in der Figur 1 dargestellten entsprach, und wurde nach dem Verfahren der Erfindung auf einer Vorrichtung behandelt- die der in der Figur j> dargestellten entsprach. Das fertige Produkt hatte ein Grundgewicht von 22,7 kg/267,5 m und ein Volumen bzv/. eine Dichte von I,ö3 cm je 24 Blätter. Die Probe wurde angefärbt, um die Fasern von dem Bindemittel unterscheiden zu können, und in der Maschinenrichtung zerschnitten. Die Probe war in der Photographie um das 5Ofache vergrößert, und die Zeicnnung hat etwa den gleicnen Maßstab.

In der Figur 7 zeigt das Blattmaterial 71 Oberflächenregionen 74 und eine iiernregion 76, alles in einer aus integrierenden Teilen bestehenden Bahn. Die Ooerflächenregionen sind im allgemeinen gewellt und weisen Bindemittel 75 auf, das an mit Zwischenräumen voneinander befindlicnen Stellen angeordnet ist. Das Bindemittel 75 bindet mindestens einige der Fasern unter Bildung gebundener Bahnteile, die in den gesamten Oberflächenregionen 74 lokalisiert sind. Die ungebundenen Bannteile werden im allgemeinen nur durch Bindungen zusanuiengenalten, die bei der Bahn vor dem Aufbringen des Bindemittels gebildet worden sind und, wie oben angegeben ist, vorzugsweise eine sehr geringe Zwiscnenfaserbindefestigkeit haben.

Es ist vorteilhaft, wenn das Bindemittel durch nur einen kleineren Teil der Dicke der Bahn wandert. Es ist von Bedeutung für die Erfindung, daß die Bindemittel, die die starken Oberfläanenregionen bilden, sich nicht allgemein auf jedem 'Hege durch die Bahn ausdehnen, ob es das Bindemittel von einer Oberfläche der Barin ist, das sich bis zu der anderen Oberfläche ausdehnt, oder das Bindemittel von einer überfläche ist, das sich bis zu einem Kontakt mit dem Bindemittel von der anderen

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üoerfiacne ausdennt. i/ie i'eile der Bahn, auf die icein Bindemittel nacii den Verfahrens stufen der Erfindung aufgebracht worden sind, werden aa ^eisten durcn das eingestellte Kreppmuster beeinflußt und bilden die weiche, absorbierende zentrale üernregion. Der beste ;Veg sicnerzustellen, daß ein ubermäüiges üindringen von den Bindemitteln nicht stattfindet, besteht aarin, daiä das eindringen des Bindemittels auf jeder Seite der Bann auf nicnt mehr als etwa 40 fo der Dicke des fertigen Produkts beschränkt wird. Vorzugsweise erstreckt sich uas Bindemittel auf weniger als etwa 30 ^cfo durch die Dicke der Bann. Bei einigen Ausfünrungsformen kann das Eindringen des Bindemittels auf der einen Seite der Bahn mehr als 40 ^Gjo ausmachen, sogar bis zu 60 fo Getragen, sofern das Eindringen des Bindemittels auf der anderen Seite der Bahn nicht so tief ist, daß sicn die Bindemittel auf beiden Seiten der Bahn miteinander verbinden. Außerdem Kann ein tieferes Eindringen des Bindemittels, bis zu 60 fo auf beiden Seiten, zugelassen werden, wenn das auster auf aen neiden Seiten so gewählt oder so in bezug aufeinander angeordnet wird, daß ein gemeinsames Verbinden der Bindemittel von den beiden Seiten im allgemeinen nicht stattfindet .

Es wird jedoch sehr oevorzugt, um den größten Vorteil der Erfindung zu erzielen, wenn die Bindemittel eine erhebliche Strecke in die Bahn von der Oberfläche aus eindringen, mindestens bis zu 10 /ο der Bahndicke und vorzugsweise bis zu 15 "/o. Dieser Grad des Bindringens stellt sicher, daß sich die erwünschten eigenschaften in den Ooerfläcnenregionen, wie oben beschrieoen ist, ausbilden.

Das ./andern und eindringen des Bindemittels wird beeinflußt und £.ann daner geregelt werden durch Variieren des Grundgewichts der Bann selost und durch Variieren des auf die Bahn während des Aufbringens des Bindemittels angewendeten Drucks, weil aas ,»'ändern (wie an einem Docht) in die Bahn zunimmt, wenn die i'asern enger zusam.j.engedrückt sind. Außerdem werden das Wandern und eindringen des Bindemittels durch Änderung der Art

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des Bindemittels und dessen Viskosität beeinflußt. Ferner wird das .eindringen durcn eine .änderung der Zeitspanne zwischen dem Auftragen des Bindemittels und dem Erhärten oder Härten des
Materials sowie auch durcn Änderung des Feuchtigkeitsgehalts
der ü-rundbahn und die Preßwalzenoelastung bei dem Trockner beeinflußt, üne Bestimmung der genauen erforderlichen Bedingungen ist für den Fachmann auf dem Gebiet der Papiernerstellung
leicnt und ohne übermäßige experimentelle Arbeit möglich, wenn es erst einmal entschieden hat, welche Bindemittel er benutzen will und wie stark das Kindringen sein soll.

An gelegentlichen Stellen kann üas Bindemittel weiter oder weniger weit eindringen, was auf Abweichungen beruht, die oei dem Verfahren möglich sein Können. Die hier angegebenen kritischen und oevorzugoen Bereicne für das Eindringen und v/andern des
Bindemittels beziehen sicn daher nur auf den großen Hauptteil
der Bahn, und die Möglichkeit gelegentlicher Varianten soll
dadurch nicht ausgeschlossen werden. In einigen Fällen kann es auch erwünscht sein, ein bewußt tieferes Si/idr-ingen des Bindemittels an bestimmten Stellen zu bewirken, die weniger als
etwa 5 i'o des Oberfläcnenbereichs der fertigen Bahn einnehmen,
um die Oberflächen der Bahn miteinander zu verbinden, ohne daß eine nachteilige Verminderung des Absorptionsvermögens und der voluminösen Beschaffenheit der zentralen Kernregion stattfindet. Ein solches tieferes Eindringen kann durch tiefere eingavierte Linien oder Punkte an in Abständen voneinander befindlichen
Stellen auf der Zylindertiefdruckwalze erreicht werden. Solche Ausfünrungsformen werden von der Erfindung erfaßt.

Die Figur 7 erläutert eine Bahn, die mit der Vorrichtung nach
der Figur 3 hergestellt worden ist. D.h., die Bahn ist dem gesteuerten treppen nach einem Muster auf beiden Seiten unterworfen worden. Die nach dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Figur 2 oder der Figur 4 hergestellte Bahn ist etwas der
Bahn ähnlich, die in der Figur 7 veranschaulicht wird, mit dem Unterschied jedoch, daß das Produkt mit dem doppelten eingestellten gekreppten Muster eine größere Zahl und eine größere

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G-rüae το ja ο palt b er eic nea oder Hohlräumen 77 in der zentralen ii.eniregion 76 der BaJan aufweist als aie Baiin mit dem gleichen iireppgrad uuid aas der gleichen G-rundDahn, wenn sie einem einzigen Kreppvorgang nach einem lauster unterworfen worden ist. jjiiie aer Oberflächen oei -der in üer Figur 7 erläuterten Bahn ist et//as flacher als die andere Oberfläche. Die flachere Oberfläche war die Ooerflache, die aer kreppenden. Fläche während aes letzten eingestellten Kreppens der Bahn nach einem iiuster anhaftete. Solche uoerflächemconfigurationen sind manchmal typisch, oDwonl au.cn andere Variationen auftreten können.

Dieser üffekt aer opaltbereiche 77 wird zum Teil durch lokalisiertes bcxiruapfen der gebundenen Bereiche bewirkt, das auf aie Kreppwirkung zuracKzufüriren ist. Das Kreppen der gebundenen Bereicne Terursacnt so, aaß die Bereiche swiscnen diesen geschrumpften Bereichen in der Ebene der Bahn in der och.rua.pfricntung Komprimiert werden und auf die Ebene der Bahn eine Kraft ausüoen, durch die größere Dimensionen von den Bereichen ermöglicht werden, aie Kein Bindemit'cel enthalten und durch aas treppen nicht beeinflußt werden, zumindest nicht in dem gleichen Ausmaß. Gleichzeitig werden die Fasern in der zentralen iiegion 76 der Bann stark Toneinander weggezogen, 'wodurch in der gesamten Bann die Spaltbereiche 77 gebildet werden, und zwar zusätzlich zu der allgemeinen Verminderung der Faserkonzentration in dem Kernbereich 76. Es ist diese ,/"irkung, durch die die Toluminose Bescnafienrieit und die Weichheit des Produkts außer einer wesentlichen Erhöhung des Absorptionsvermögens zunehmen. Ferner schaffen die stärkeren Faserkonzentrationen in den Oberflächenregionen 74 gute 'ürockenwischeigenschaf"Gen, wäxirend aie mehr Volumen einnehmenden, weniger konzentrierten Fasern in der zentralen Region für ein gutes Absorptionsvermögen verantwortlich sind. Alle diese erwünschten Eiä-enscnafcen werden besser den beiden Seiten der Bahn verliehen, wenn aie bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung durchgeführt wird.

weil die !'eile der Bahnoberfläche, die kein Bindemittel enthalten, einer Kompression durcn Schrumpfen der gebundenen

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Bereiche in dieser Oberfläche unterworfen werden, ermöglichen sie eine Dehnung der Bann in der rlasehinenrichtung und in der Sichtung quer zur Maschinenricntung, was auf der Fähigkeit der .Komprimierten Fasern beruht, sich voneinander zu entfernen, wenn das Blatt einer Zugspannung ausgesetzt vvird. Daher besitzt das ernaltene Blattmaterial ein erhebliches Dehnungsvermögen in allen Richtungen seiner übene. Auf diese ,/eise fünrt das Verfahren der Erfindung zu einer einfachen und bequemen Methode zur Ausbildung eines j^ennungs Vermögens einer Bahn in mehreren Richtungen, ohne dais die oben erörterten umständlichen und scnwierigen Verfahren angewendet werden massen, wie z.B. ein zweifaches Kreppen der Bann in verscniedeneii .dichtungen. Zur Erläuterung wird angefünrt, daß Blaxtmaterialien der Erfindung typischerweise eine Dennung in dev luaschineririchtung bis zu etwa 4u "i° und eine Dennung in der Querricntung zur uaschinenrichtung bis zu etwa 25 ''h zeigen.

nenn ferner die Seile der Bahnooerflache, die Kein enthalten, verdichtet oder zusammengedrückt werden, um die Fasern enger aneinander zu zwingen, vermindern die näher liegenden Fasern die Größe der üffnungen zwiscnen den Fasern und erhöhen dadurch die kapillarwirkung, durch die Feucntigkeit in die Bahn gezogen wird. Dieses fünrt zu besseren I'rocKehwiscneigenscnafxen der Bahn. Dieses ist besonders vorteilhaft bei trocken gebildeten faserigen Hahnen und im wäßrigen uilieu gebildeten--Bahnen mit verminderter üv/iscnenfaser'bindung, bei denen die Fasern im allgemeinen nie at fest zusammengedrängt nach der Bindung der Bann vorliegen, wie es für l'rockenwisch- - eigenschaften erwünscht ist.

Die Krepp vvirkung auf die Bahn führt vorzugsweise zu einem Trennen von Fasern innernalo der zentralen Region 76 unter Bildung von dpaltregionen 77· Genügend Zwiscnenfaserbindungen werden bei Gruppen von verbundenen Fasern unversenrt gelassen, um die beiden Überflächenregionen 74 an die zentralen Kernregionen und aneinander zu binden. Diese Zrfisenenfaserbindungen sind entweder die bei der Papierners^ellung auftrexenden Bindungen oder kommen durch Verflechten von relativ längeren Fasern

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zustande oder setzen sich aus beiden Arten zusammen. Eine weitere feste Verbindung der beiden überfläcrienregionen kann bei Bahnen, aie gegebenenfalls aus wäßrigen Aufschläamungen von Fasern für aie Papiernerstellung hergestellt worden sind, durch Zugaoe von längeren synthetiscnen Fasern zu der Bahn erzielt werden, .uiese Fasern erhöhen die Festigkeit, indem sie sich gelegentlich von einem Bindemittel enthaltenden Bereich auf einer oberfläche bis zu einem anderen Bindemittel enthaltenden Bereich auf der entgegengesetzten überfläche der Bahn ausdehnen, und zwar zusätzlich zu einer gewissen Festigkeit, die durch Verflechten mit anderen langen Fasern in der zentralen iCernregion der Bahn erzielt wird.

Bei den Figuren 5 und 6 hat das retikuläre Bindungsmuster, das in der Figur 6 erläutert ist, einen weiteren Vorteil gegenüber dem Muster in der Figur 5· .»eil das iiuster der gebundenen Bereicne netzartig ist und nicnt aus einzelnen Bereicnen besteht, wird der iCompressioriseffekt in den ungebundenen Teilen noch weiter ernöht, was zu einer noch stärkeren Dennbarkeit in der jtuaschinenrichtung und in der riicntung quer zur Maschinenrichtung bei dem ernaltenen Produkt fünrt. Außerdem kann ein höherer Prozentsatz der Bahn ungebunden sein im Vergleich mit einem Produkt des in der Figur 5 dargestellten Typs, wobei dennoch eine vergleichbare Bannfestigkeit erhalten wird, ,-/eil das Bindungsmuster bei dieser Ausfünrungsform im wesentlichen kontinuierlich und zusammenhängend ist, können die ungebundenen Bahnteile zwiscnen den Bindungslinien 75 viel größer sein und dennoch zu der erforderlichen Festigkeit führen. Dieses beruht auf den Kontinuierlichen Linien von durch Klebemittel miteinander verbundenen Fasern, die über die überfläche verteilt sind und eine netzartige feste Bann ergeben.

jjie nachfolgenden AusfürirungsD ei spiele dienen der weiteren Erläuterung aer Erfindung. Die Erfindung ist nicht auf diese üusfüiirungsbeispiele beschränkt.

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rieispiel 1

Grund oaiin wurde in nericöiumlicrier ./eise auf einer konventionellen Papiörnersteilungsvorricntung aus einem Papierbrei hergestellt, der zu 90 /S aus gebleichten weicnen oulfatholzfasern (xrocKner Holzschliff) una zu 10 'p aus ungeicräuselten Äeyonfasern normaler Qualität (regulär finish.) mit einer Länge von ü,b ciii und einem üiiter von 1,5 den bestand. Zur Vex-ringerung des Anteils von Z v/ischenfas er bindung der fasern in dem Faserbrei wurden U,4 Gew.-ρ ("bezogen auf aas Gewicht der trocknen Fasern) QUAKhJJi 2003 dem Papierbrei zugegeben. (QUAKER 2CO3' ist ein kationisches quarternisiertes Imidazolin hohen i-iolekulargewicnts, das von Quaker jxiemical uorporation, Uonshohocken, PA. ernäitlich ist.) i5ie Grundbahn wurde dann auf einem iahkee-I'rocioier unter Vex'Vi/endung von 0,5 Gevv.-yb SANDOFIX S-,-/E-fluss ig zum Anhaften gebracht. (SAMDOPIX SWE - flüssig wird von Sandoz hergestellt und besteht aus einer wäßrigen Lösung eines liondensationsprodukts, das durch gemeinsames Erwärmen von einem 'AoI. Dicyandiamid und einem idol Diäthylentriamin, Lösen des Kondensationsproclukts bei 20 0 in ..asser, Neutralisieren der Jjösung mit Konzentrierter Salzsäure bei 20 G und filtrieren hergestellt -wird.) Das kreppende Klebemittel wurde gleichmäßig auf die kreppende i'läche vor dem Anbringen der Bahn aufgesprüht, .uie Grundbahn wurde von dem Yankee-'frocKner bei einem l'rockengrad von etwa 86 -ρ gekreppt und wurde dann auf herKömralichen aachtrocknern bis zu einem l'rocfcengrad von über 92 ^£/b getrocknet. Die allgemeinen physiicalisehen iüi_öenscnaften der Grundbahn vi/aren folgendermaßen:

'Zugfestigkeit in der iiaschinenrichtung:

Dehnung in aer liiaschinenrichtung:

Zugfestigkeit quer zur iiaschinenrichtung:

Dehnung quer zur iviaschinenrichtung:

Haßdehnung quer zur ^aschiiienrichtung: -

G-rundgewi c ht: Ib, 5 &g/ 2 b 7,5 m

Voluiien bzv/. Dicite: G,b4 cm/24 Blatt

ADsorptionsvermögen (0,1 cur H₂O): 3,9 Sekunden

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70ö,	8	g/2,	54	cm
5,6	Ίο
425,	3	S/2,	54	cm
2,8	Ίο
462

nn wurde dann den folgenden Verfahrens stufen der iSrfinduag unterworfen: Bindemittel wurde auf die erste Seite der Bann o.uf_ö-etra₆en, indem die Barin durcn einen Spalt geführt rturde, der von einer mit einem eingravierten Muster versehenen Zylindertiefdruckwalze und einer glatten üiautschukpreiswalze gebilaet wurde. Die ziyiindertief druckwalze hatte einen Durchmesser von 30,5 cm und war mit einem sich über die ganze Oberfläche erstreckenden iüaro- oder Rautenmuster von 0,20 cm. χ 0,15 cm (mit der längeren Abmessung des clusters in der Maschinenrichtung) sowie mit einem sich .vie der ho !enden Linienmuster mit einer Länge der Linien von 0,33 cm bedeckt. Die eingravierten Linien des Rautenmusters natten eine Breite von 0,025 cm und eine Tiefe von annänernd 70/Uin und nahmen etwa 25 ηο der Ooerfläcne auf dem Umfang der Zylindertiefdruckwalze ein. Die Presswalze natte einen Durcnmesser von 25,5 cm und wies einen Siliconbelag mit einer Dicke von 1,5 cm (mit einer Shore ü.-Durometernärte von 55) auf.

Das auf die Bann oei dieser Bindeiaittelauftragsstation aufgebrachte Bindemittel war eine wäßrige Emulsion von AIKB¹LSX 120 mit einem Feststoffgehalt von 33 Jo, 0,5 $ Ammoniumchlorid und 1 ρ WOPOOETi; DG-173 -Entschäumer (alle Prozente beziehen sich auf den gesamten Feststoffgehalt). AIHFLEX 120 ist eine selbstvernetzende Vinyläthylenterpolymerisatemulsion, die von Air Products and Chemicals of V/ayne, PA, hergestellt wird und hauptsächlich als Bindemittel für ungewebte materialien benutzt wird. Es nat einen maximalen Feststoff gehalt von 52 ^cjo (Rest Feuchtigkeit), eine Viskosität von 800-120OcP (Brodiield-Viskosimeter, modell LVF, bei 60 rpm und 25°G), einen pH-vVert von 5,0-6,0, höcnstens 0,5 f» Sestmonomer, ein anionisches Uetzmitcelsystem, eine mittlere I'eilcnengröüe von 0,1-0,2 /um, eine

t 3 '

Dichte von 1,02 g/cm , dO-90·^ in Benzol unlösliche Bestandteile, eine G-lasüoergangstemperatur Tg von -20°q (Diff erential-

vvarmeanalyse), eine Bruchfestigkeit von etwa 42 kg/cm und eine

Dehnungsgrenze von 2ö5 yo (gemessen an einem Filmstreifen, der unter Anwendung eines Katalysators aus 1 yo HELCl für 5 Minuten ⁰

bei 150⁰G genärtet worden ist). NOPüOTE DG-173 ist ein Snt-

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schäumer aus einer anionischen reißen emulgierten Fettsaureglycerid-Plüssigkeit, hergestellt von Diamond Shamrock Chemical Company of liorristown, N.J., mit einem ffeststoffgehalt von

•x

52 jo, einer Dichte von 0,96 g/cm , einem pH-,/ert (2yoig) von 9,2 und einer Viskosität von 200 cP (BrocÄ'ield bei 100 rpm). Die allgemeinen Eigenschaften der Bindemittelflüssigkeit nach dem Auftragen auf die Bahn waren folgendermaßen: Viskosität bei 25°C von 20 cP, pH-Wert von 4,5 und spezifisches Gewicht von 1,035 bei 21 0. Der Druck in dem Spalt zum Aufdrucken des

Bindemittels wurde auf einen Wert von durchschnittlich 7 kg/cm eingestellt. JJas mittlere Grundgewicht des Blatts vvurde um 15 '■$> erhöht, wobei 5 ^c/b auf die nichtflüchtigen Bestandteile der Bindemittelflüssiglceit entfielen.

Die Bahn wurde dann gegen eine kreppende Trommel aus Gußeisen mit einem Durchmesser von 120 cm gedruckt, wooei die Seite mit dem darauf abgelagerten Bindemittel gegen die kreppende Trommel gerichtet war. Ein Druck -wurde mittels einer Kautschukpreßwalze mit einem Durchmesser von 23,5 cm und mit einem Siliconbelag mit einer Dicke von 1,5 cm unter Anwendung eines

mittleren Drucks von 7 kg/cm ausgeübt. Die kreppende Trommel wurde auf eine Oberflächentemperatur von 104°C mit Dampf erwärmt und mit einer Überflächengeschwindigkeit von 122 m je Minute gedreht, yfenn das Blatt an die Trommel gedrückt wurde, betrug der durcnschnittliche Trocüengrad der Bann 79 %, und wenn die Bahn von der Trommel entfernt wurde, betrug der durchschnittliche Trocicengrad 95 °/o. Die -üahn wurde von der Trommeloberfläche mit einem nerkörnmlicnen kreppenden Abstreichmesser unxer Kreppen gelöst, wobei das Abstreichmesser beim Kreppen einen Ansatzwinkel (creping shelf angle) von 20° über der liadiallinie an dem Berührungspunkt bildete. Die Bahn wurde dann von der kreppenden Trommel mittels Zugwalzen, die mit einer t/alzenumfangsgescnwindigkeit von 122,8 m je iiinute oetrieben wurden, abgezogen, wobei eine lOyoige Verkürzung der Bann in der Maschinenrichtung (10 % Krepp) erhalten wurde.

Die Bahn wurde dann durch eine zweite Bindemitxelauftragsstation

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geführt, die mit der ersten Biiidemittelauftragsstation identisch war, und in der Bindemittel auf die zureite Seite der Bahn aufgetragen wurde. Die speziellen Daten für das Bindemittel, das ims τ er auf der Zylindertiefdrucitwalze und den Jpaltdruck waren die gj_eionen wie die oei der ersten Bindemittelauftragsstation

Die Bann vvurde dann gegen einen zweiten kreppenden Trockner mit einem Durchmesser von 120 cm mit der zweiten Seite der Bahn gegen den Trockner gedrückt. Die Bedingungen, unter denen die Bahn ge^en den zweiten i'rockner gedrückt wurden, entsprachen den Bedingungen bei dem ei"sten irockner. Der zweite i'rockner wurde mit einer Ooerflächengescnwindigkeit von annänernd 122,8 m je Minute gedreht. Das Blatt wurde wiederum von dem kreppenden Abstreichmesser mittels eines gleicnen Zugrollensatzes entfernt, und die Jahn wurde zu 10 ~/o gekreppt.

Die Bahn wurde dann über Herkömmliche mit Dampf erwärmte Kanister bei einer durchschnittlichen Temperatur von 152⁰G oei einem Kontakt von 12 Sekunden geleitet, um das Bindemittel in der Bahn zu härten oder zu erhärten.

Die fertige Bahn stellt ein Product der Erfindung aar und hat die folgenden allgemeinen physikalischen Eigenscnaften:

Zugfestigkeit in der Maschinenrichtung: 867,5 g/2,54 cm

Dehnung in der iJaschinenrichtung: 34,4 φ

Zugfestigkeit quer zur Maschinenrichtung: 612,4 g/2,54 cm

Dennung quer zur Liaschinenrichtung: 18,8 ⁰Jo

jüaßdehnung quer zur ivlaschinenrichtung: 483 g/2,54 cm

Grundgewicht: 22,7 kg/267,5 m²

Volumen bztf. Dicke: 1,83 cm/24 Blatt

■χ

Absorptionsvermögen (0,1 cm HpO): sofort

Beispiel 2

Die ü-runaoahn wurde in herkömmlicher ,"/eise auf einer konventionellen Papierherstellungsvorricntung aus einem Papierbrei nergestellt, der zu 90 ηο aus gebleichten weichen Sulfatholzfasern (trockner Holzschliff) und zu IO <p aus ungekräuselten lleyonfasern normaler Qualität mit einer Länge von 0,6 cm und

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einem i'iter von 1,5 cien bestand und zusätzlich 0,4 ρ QUAKER 2005 enthielt, um die Zwiscnenfaser -r-'biiiaung zu vermindern. Lae Bahn wurde auf einem iankee-i'rockner unter Anwendung von 0,5 io oÄiiJJOi'IX Siiäf aas gleichmäßig auf die Bahnoberfläche aufgeoracnt wurde, zum Anxiaf cen gebracht und oei einem irockengrad von etwa 50 -/o gekreppt, nie Bahn v/urde mittels üblicher üiachtrockner bis zu einem 'x'rocitengrad über 92 ^ getrocknet, jjie G-runaoann hatte an diesem ruriKt die folgenden pnysitalischen iiioenschafiien:

Zugfestigkeit in der Maschinenrichtung: 710,6 g/2,54 cm

Dehnung in der ^iaschiiienricntung: 4,9 ¹P

Zugfestigkeit quer zur ,iaschinenricntung: 436,5 g/2,54 cm

Dehnung q_uer zur iiaschinenricntung: 1,6 ψ

i'iaßdehnung quer zur Maschinenrichtung: 56,70 g/2,54 cm

Grundgewicht: 18,6 kg/267,5 m

Volumen bzw. Dicke: 0,70 cm/24 Blatt

Das Bindemitxel wurde auf die erste Seite der G-rundoahn durch Führen der Bahn durch einen Spalt aufgetragen, der durch eine mit einem Muster versehene Zylindertiefdruckwalze und eine elastomere .Mialze mit einem Durchmesser von 12,7 cm und einem Meoprenbelag mit einer Dic±ce von 1,27 cm und einer Shore Ä-Durometerhärte von 55 sowie einem weiteren Belag aus einer 'leflonmanschette mit einer Dicke von 0,051 cm gebildet wurde. Die Zylindertiefdruckwalze hatte einen Durchmesser von 12,7 cm und war auf der gesamten Oberfläche mit einem .Rautenmuster von 0,20 χ 0,15 cm (mit der längeren Abmessung des Musters in der Maschinenrichtung) sowie mit einem sich wiederholenden Linienmuster mit einer Länge von 0,35 cm bedeckt. Die eingravierten Linien des Rautenmusters waren 0,023 cm breit und etwa 65/um tief. Die eingravierten Linien des Rautenmusters nahmen etwa 23 ⁰P des ODerflächenbereichs der Zylindertiefdruckwalze ein.

Die Denutzte Bindemitxelformulierung war eine wäßrige !Emulsion von AIRFLEX 120 mit einem Gehalt an Feststoffen von 38 ⁰Jo₁ 0,50 -jo Ammoniumchlorid und 1 fb WOPCOI¹E DC-173-ü)ntschäumer (die Prozentangaoen oezienen sich auf die gesamten .feststoffe). Die

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- OO -

allgemeinen ^i^enscaafcen des Binaeuiitxels, als es auf die Bahn aufgetragen worden war, waren folgendermaßen: Viskosität von 20 cP oei 25°ü, pH-./ert von 4,5 und spezifisches ü-ewieht von 1,035 oei 21⁰U. Der uruck in dem Druckspalt wurde auf 8,4 kg/

ρ
cm JUi Durchscnnitt eingestellt, und das mittlere Grundgewicht des Blatts v/urde uui 15 /° erhöht, von denen 5 i° auf die nicht flüchtigen ründeiaittelbestandteile entfielen.

nie bedruckte Bahn vvurde dann an eine kreppende Trommel aus ü-uiseisen mit einem Darcnmesser von 91,5 cm mittels einer elasto meren ,Vaize miT eineü Durchuiesser von 12,2 cm und mit einem Meoprenuelag idit einer Dicice von 1,27 cm so»/ie einem weiteren Belag aus einer Teflon-Manschette, mit einer Dicke von 0,051 cm gedrückt. Der aurcnschnittlicne äpaltdruck bei der kreppenden l betrug 7 kg/cm . Die kreppende Troaiuel v/urde auf eine

Ooerfläcnentemperatur von 79 G elektrisch erwärmt, und die TroiiLuieloberfläcnengescLiv/indigkeit betrug 30,5 m je Minute. Der durchschnittliche Trockengrad der Bahn betrug beim Erreichen der Trommel 79 Φ, und der durchschnittliche Trockengrad der Bahn betrug beim Verlassen der Trommel 95 fo. Die Bahn wurde von der Tromuieloberflache unter kreppen mit einem üblichen kreppenden Aastreichmesser gelöst, wobei das Abstreichmesser beim Kreppen einen Ansatzwinkel von 12 über der Radiallinie an dem Berüiirungspunkt bildete. Die Bahn wurde dann von dem kreppenden besser mitxels Zugwalzen, die mit einer ,/alzenumfangsgeschwindigkeit von 27,5 m je LIinute betrieben wurden, abgezogen, wobei eine lOy&ige Verkürzung der Bann in der Maschinenrichtung (10 -ja Krepp) erzielt wurde.

Die Bann wurde dann durch einen4,9-m-Infrarotofen (Fostoria) mit 64 Quarzlampen (2500 v/att je Lampe bei 4QO Volt), von denen nur 12 Lampen bei 4öO Volt und 40 Lampen bei 250 YoIt betrieben wurden, geleixet. Alle Lampen waren mit guten Heflektoren hinterlegt.

Die Bann wurde dann ,erneut durch die oben beschriebene Bindemit** telauftragsstation, üüer die kreppende Trommel und durch den Infrarotofen in gleicner weise wie das erste üal geleitet, mit

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der Ausnahme jedoch, daß das .Bindemittel auf die zweite Seite der .bahn aufgetragen wurde. Die ernaltene xJahn hatte die folgenden allgemeinen ώigenscHaften:

Zugfestigkeit in der Maschinenrichtung: 1451» 5 g/2,54 cm

Dehnung in der Maschinenrichtung: . 30,9 >

Zugfestigkeit quer zur Maschinenrichtung: 904» 4 h/2,54 cm

Dehnung quer zur Maschinenrichtung: 17 »7 j'o

Naßdehnung quer zur Maschinenrichtung: 552,5 g/2,54 cm

Grundgewicht: 23,5 kg/267,5 m²

Volumen bzw. Dicke: 1,84 cm/24 Blatt

Absorptionsvermögen (0,1 cm HpO): sofort

Beispiel 3

Die Grundbahn wurde in herkömmlicher -,/eise auf einer konventionellen Papierherstellungsvorricntung aus einem Papierbrei hergestellt, der zu 100 ^c/o aus gebleichten weichen Sulfatholzfasern (trockner Holzschliff) bestand und zusätzlich 0,4 % QUAKER 2003 enthielt, um. die Faserbindung zu verringern. Die Bahn wurde an einem lankee-'i'rockner unter Anwendung von 0,5 ^üh SANDOFIX SviTB zum Anhaften gebracht, das gleichmäßig auf die Bahnoberfläche aufgetragen worden war, und bei einem Trockengrad von etwa 85 i> gekreppt. Das Blatt wurde mittels üblicher Nachtroctoier zu einem l'rockengrad über 92 '-ja getrocknet. Die physikalischen Eigenschaften der Grundbahn waren an diesem Punkte folgendermaßen:

Zugfestigkeit in der aaschinenrichtung: 567»6 g/2,54 cm

Dehnung in der Maschinenrichtung: 5»6 fy

Zugfestigkeit quer zur Maschinenrichtung: 340,3 g/2,54 cm

Dehnung quer zur Maschinenrichtung: 2,4 "ß>

Naiädehnung quer zur Maschinenrichtung: 34,0 g/2,54 cm

Grundgewicht: 12,3 kg/267,5 m

Volumen bzw. Diace: 0,48-cm/24 Blatt

Die Grundbahn wurde dann durch eine Binde.uittelauftragsstation geführt, die aus einem Spalt bestand, der durch eine mit einem duster versehene Zylindertiefdruckwalze und eine elastomere

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walze iiiit einem Duremnesser von 12,7 cm und einem Meoprenbelag mit einer l/icke von 1,27 cm (önore A-Dur ο nie tertiär te von 55) sowie einem weiteren Belag aus einer Teflon-üanschette mit einer Dicrce von U,051 cm gebildet wurde. Die Zylinderdruckwalze naxte einen Durchmesser von 12,7 cm und war auf der gesamten Oberfläche mit einem üautenmuster von 0,15 cm χ 0,20 cm (iüit der kürzeren Abmessung des musters in der Maschinenrichtung) sowie mit einem sich wiederholenden Linienmuster mit einer iiinienlänge von 0,2d cm bedeckt. Die eingravierten Linien des - Rauteniiiusters waren etwa 0,022 cm breit und etwa 50 /um tief. Die eingravierten Linien des Rautenmusters nahiaen annähernd 22 -jo des Üüerfläcnenbereichs der Zylindertiefdruckwalze ein.

Die Bindemittelformulierung war eine wäßrige Emulsion von ÄlitFLüX 12U mit einem .feststoff gehalt von 42 °/b, 0,5 ^sp Aaimoniumcnlorid und 1 % NOP C Q TiS DC-173-Entschäumer (die Prozentangaben bezienen sich auf die gesamten Feststoffe). Das Bindemittel hatte eine Viskosität von 60 cp bei 25 G, einen pH-./ert von 4,5 und ein spezifisches Gewicht von 1,035 bei 21 C. Der Druck in dem Druckspalt wurde auf d,4 kg/cm im Durchschnitt eingestellt, und aas mittlere Grundgewicht des Blatts wurde um 15 ^!/o erhöht, von denen 5 ^c/° auf die nicht flüchtigen Bindemittelbestandteile entfielen.

Die bedruckte Bahn wurde dann an eine kreppende !Trommel aus Grubeisen mit einem Durchmesser von 91,5 cm mittels einer elastomeren ,valze mit einem Durchmesser von 12,2 cm und mit einem lieoprenbelag mit einer Dicke von 1,27 cm sowie einem weiteren Belag aus einer 'leflon-^ianschette mit einer Dicke von 0,051 cm gedrüc&t. Der üurcnscnnittlicne Spaltdruck betrug 7 kg/cm . Die kreppende 'Iromaiel wurde auf eine Überflächentemperatur von 7y C elektrisch erwärmt, und die iroiiLüeloberflächengeschwindigkeit betrug 30,5 m je minute. Der durchschnittliche Trockengrad der Bahn betrug beim Erreichen der Trommel 79 fo, und der durchschnittlicne Troc^engrad betrug beim Verlassen der Trommel 95 %.

Die Bann wurde von der Trommeloberflache unter !treppen mit

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einem üblicnen kreppenden Abstreichmesser gelöst, wobei das ADstreicruaesser "beim Kreppen einen Ansätzwin&el von 5 üDer der Radiallinie an deia Berührungspunkt bildete, ojie i3ann wurde dann von dem krepjjenden messer mittels Zugwalzen abgezogen, die mit einer »»alzenumfangsgeschwindigKieit τοπ 27» 5 m je Minute betrieben wurden, wobei eine lO^bige Verkürzung der Bann in der .viaschinenricntung (10 '-'ja Krepp) erreicht wurde.

Die Bann wurde dann durch einen 4,9-m-Infrarotofen (ü'ostoria) mit 65 Quarzlampen (2500 vVatt je Lampe bei 4öO YoIt), von denen nur 52 Lampen in Betrieb genommen wurden, 12 bei 4c3O YoIt und 40 bei 250 YoIt, geleitet. Alle xiampen waren iait guten äeflek-toren hinterlegt.

Die Bann wurde aann ein zweites LIaI durcn die gleiche Auftragsstation zum Aufdrucken des Bindemittels, üoer die kreppende 'lirommel und durcn den Infrarotofen unter Anwendung des gleichen Verfahrens auf der zweiten Seite der Bahn geführt. Die erhaltene Bahn hatte die folgenden Eigenschaften:

Zugfestigkeit in der liaschinenricntung: 657,7 g/2,54 cm

Dehnung in der Maschinenricntung: 39,3 ^o

Zugfestigkeit quer zur Maschinenricntung: 463,6 g/2,54 cm

Dehnung quer zur Masciiinenricntung: 23,0 Jo

jtfaßdehnung quer zur maschinenrichtung: 294,ö g/2,54 cm

G-rundgewicht: 16,d kg/267,5 m

Volumen bzw. i^icke: 1,23 cm/24 Blatt

-uie Durchfünrung der Erfindung ermöglicht die Herstellung eines Produkts mit vielen überlegenen Eigenschaften gegenüber bekannten Produkten. Zur Erläuterung wurden zwei Produkte aus der gleichen G-x'undoahn nergesteilt, jilines der Produkte wurde nach dem Verfahren der Erfindung gebildet, wobei Bindemittel auf eine Seite der Bahn aufgebracht wurde,und aie Bahn einem eingestellten musterförmigen Kreppen durcn eine Trommel unterworfen v/urde, Bindemittel auf die zweite üeite der Bann aufgetragen und die Bann eimern zweiten eingestellten musterförmigen Kreppen unterworfen wurde. Das andere Produkt wurde nach dem

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in aer U^-Paxeiitazim^xaung iir. 156 327 oeschrieDenen Verfahren nerges'G-jilt, oei dem üinüemit eel auf nur eine oeite der Bann

aufgetragen und aie

nur einmal dem treppen unterworfen

wurde, id.e auf ü-iiae Produkte aufgetragene gesamte Bindemi"Ctelüienge und uer gesagte G-rad des ^r ep ρ ens, dem jede Bahn unterworfen ,/orüen war, waren oei beiden gebildeten Produkten gleich, jjie Cfrundoaixn, -ai~c aer die Deiden Produkte hergestellt wurden, und die proacuete n&'jxen die folgenden allgemeinen Eigenschaften:

Tabelle I

Grund- Produkt Yerbes- Produkt Verbesbahn der jür- serung nach serung findung der US-

Patentanmeldung Nr, 156 327

Eigenschaften

Zugfestigkeit in ^ascni- nenricntung (g/2,54 era)	q^uer zur	^26,3	1352,	3	32	*l'o*	1034,	8	1	Io
Dehnung in üaschinen- ricixtung (,v)	7,2	40,	5	463	1°	37,	2	417	Io
Zugfestigkeit	5ö7,5	856,	CVl	53	Io	674,	7	21	fo

laascnixienrichtung (g/2,54 cm)

Dehnung q.uer zur ±/iascni-)

nenr i c ntung (-jo)	2,7	17,	7	566	Io	11,	5	326 f₀
MaßZugfestigkeit in iia- sciiinenricntung (g/2,54 cm)	292,0	d90,	2	205	Ίο	593,	4	103 $
liaidzugfestigiceit q_uer zur Maschinenrichtung (g/2,54 cm(	130,4	499,	0	283	Io	351,	5	170 fa

Volumen bzw. Dicke (cm/24 Blätter)	O	,54	1,	148 ^	1,	29	2	99
äruridgewicht (kg/267, 5 m	18	,6	25,	36 ⁰Jo	23,	0		29
ÄDsorptionsrerniögen (0,1 am? HpO)	4		,60		sofort
HpO-Aufnahiaevermögen (^ι/ό)	338	,6	,2	68 "j>	449,	33
Aoriebfestigkeit der ersten tieite der Bahn (Zyicien)	—		3 sofort	——	96	——
569,
,8
1000+

Abrieofestigiceit der zweiten Seite der Bahn (Zyiclen)

1000+

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Die Abriebfestigkeit wurde in einer Abreibeprüfmaschine bestimmt, die von United States Testing Company of Hoboken, Ii.J., Modell Mr. 4769 (Seriennuramer 6306) nergestellt wird. Das Verfahren bestand darin, daß eine nasse Pro De auf einer Drehplatte befestigt wurde, die einen Durchmesser 15,2 cm hatte, und ein glattes 3,Ü-cm-Kopfstück aus Stahl an dem ο Deren Teil der Probe angebracht wurdeτ Die Drehplatte oszillierte um 8,9 cm, während sie gedreht wurde. Die Anzahl der Umdrehungen der Drehplatte wurde als tVert genommen, um das Versagen der Probe zu bestimmen. vlewi ein Versagen bei 1000 Zyklen nicht stattfand, wurde der Test beendet.

Beim Vergleich dieser Eigenschaften ist zu erkennen, daß die Durchführung der Erfindung aie Bildung einer voluaiinöser.en Bahn mit größerer Festigkeit, größerer Dehnoarceit, größerem Aufnahmevermögen für Wasser und größerer Abriebfestigkeit auf beiden Seiten der -üahn ermöglicnt, als es bei Durchführung des Verfahrens nach der US-Patentanmeldung jtfr. 156 327 erreichbar ist. Der Tabelle I ist außerdem zu entnenaien, daß die Durchfünrung der Erfindung in ausgezeichneter ,/eise eine Zunahme der Naßfestigkeit der Bahn ermöglicnt.

Das Produkt der Erfindung ist außerdem ge^enüoer herkömmlichen mehrschichtigen ,/ischtüchern nach dem Stand der Technik vorteilhaft. Zur Erläuterung wurde ein im iianöel erhältliches, gekauftes Produkt, das nach dem in der US-Patentschrift 3 414 459 Deschriebenen Verfahren nergesteilt worden war, untersucht, und es wurde festgestellt, daß es die folgenden Eigenscnaften hatte:

Tabelle II

Bi^enscnaften Produkt der herkömmliches

Erfindung vielschichtiges Produkt

Zugfestigkeit in islaschinen- richtung (g/2,54 cm)	1352,3	1190,7
Dennung in Maschinenrichtung (^c/o)	40,5	12
Zugfestigkeit quer zur Maschi nenrichtung (g/2, 54 cm)	356,2	567,0

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(■b'ortsetzung Tabelle II)

Dehnung quer zur Mascninen- 17 »7

ricntung ("ft)

Kaßzugf estigjceit in Maschinenrichtung (g/2,54 cm)

ilaßzugfestigkeit quer zur Masehinenricntung (g/2,54 cm) Volumen bzw. Uicke (cm/24 Blätter) Absorptionsvermögen (.0,1 cm HpO)

Abriebfestigkeit der ersten Seite Zyklen)

Abriebfestigiceit der zweiten Seite 10004· (Zyklen)

6,7

390,2	297,7
499,0	144,6
1,6	0,86
sofort	1,0 s
10004-	158

124

Bei einem Vergleich der vorstehend angegebenen Eigenschaften ist zu ersenen, daii das Produkt der Erfindung sehr vorteilhaft gegenüber den nerköiOialiciien zweischicntigen bekannten Produkten hinsientlich der voluminösen -Be schaffende it je Grundgewicht und des Absorptionsvermögens abschneidet. Außerdem ist das Produkt der Erfindung hinsientlich der Abriebfestigkeit den herkömialicnen bekannten zweischicntigen Produkten überlegen.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche
Γ-

\f Faseriges Blattmaterial, bestehend aus einer

aus integrierenden !'eilen bestenenden schichtartigen Bahn mit

einem Grundgevvicht von etwa y,l his etwa 45,4 kg je 267,5 m , wobei die Bann eine auf ein kreppen der Bahn zurückzuführende wellige Beschaffenheit hat und erste und zweite Ooerflächenregionen aufweist, .die durch eine weiche absorbierende zentrale Kernregion verbunden sind, die im allgemeinen eine geringere Fasernkonzentration aufweist als die Oberflächenregionen und der .Bahn ein größeres Volumen, eine größere vVeichheit und ein größeres Absorptionsvermögen verleiht, dadurch gekennzeichnet, daß jede Oberflächenregion Bindemittel enthält, das in jeder dieser Regionen überall so vorhanden ist, daß die Fasern in der betreffenden Region miteinander zu einem starken Netzwerk verbunden sind, das Bindemittel in jedem Oberflächenbereich sich etwa 10 °/b bis etwa 60 yö durch die Dicke der Bahn erstreckt und im wesentlichen mit dem Bindemittel, das sich in die Bahn hinein von der anderen Seite der Bahn erstreckt, unverbunden ist, das Bindemittel der ersten Oberflächenregion in einem feinen, Abstände aufweisenden Muster abgelagert ist und die Bereiche in der ersten Oberflächenregion, in denen das Bindemittel abgelagert ist, fein gekreppt sind.

2. Faseriges Blattmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn aus willkürlich orientierten Fasern gebildet ist, die eine vorherrschende Länge von

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- 4-D -

weniger ais 0,6 cm naoen, jede uberfiächenregion durch und durch .bindemittel aufweist, aas in einem feinen, Abstände aufweisenden cluster abgelagert ist, um die Fasern in der betreffenden Oberflacnenregion miteinander zu einem starken Metzwerk zu verbinden, das durcn una durch in den Oberflächer.regionen abgelagerte jäindemittel etwa 15 ~fa bis etwa 60 ⁰Jo des ODerflächenbereichs des fertigen jiahnproaukts auf jeder Seite der Bahn einnimmt, wobei das Bindemittel in die Bahn hinein bis zu einer liefe von etwa 10 °/o bis etwa 40 io der Dichte des fertigen Bahnprodukts von jeder Seite der Bahn aus abgelagert ist und die Bereiche in mindestens einer der Oberflächenregionen, in denen das Bindemittel abgelagert ist, fein gekreppt sind.

3. Faseriges Blattmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein elastomeres material ist und die Bereiche in beiden Oberflächenregionen, in denen aas Bindemittel abgelagert worden ist, fein gekreppt sind.

4. Faseriges Blattmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da*o die Bahn insgesamt durch eine sehr geringe Zvvischenfaserbindungsfestigkeit ausgezeichnet ist mit Ausnahme der durch aas Bindemittel in den Bereichen geschaffenen Bindungen, in denen Bindemittel abgelagert ist, und daß die zentrale Kernregion im allgemeinen durch und durch Spaltteile aufweist.

5. Faseriges Blattmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Fasern Lignocellulosefasern sind.

6. Faseriges Blattmaterial nach einem der Anspräche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 10 ^cp bis etwa 15 ^L/o des gesamten Fasergemisch^ aus relativ langen Fasern bestenen, die gleichmäßig überall in der Bahn verteilt sind.

7· Faseriges Blattmaterial nach einem der vorher-

genenden Ansprache, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel in jeder uberflacnenregion der Bahn in einem diskontinuierli-

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chen intermittierenden Liuster abgelagert ist, um so ein Muster von einzelnen Bereicnen mit Bindemittel, die von Bereichen ohne Bindemittel umgeben sind, abzugeben.

8. Faseriges Blattmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel in jeder Oberflachenregion der Bahn in einem kontinuierlichen retikulären Muster so abgelagert ist, daß ein diskontinuierliches intermittierendes Muster von einzelnen Bereichen ohne Bindemittel vorliegt, die von Bereichen mit Bindemittel umgeben sind.

9. Verfahren zur Herstellung einer einheitlichen schichtartigen faserigen Bahn unter bildung einer faserigen Bahn, Auftragen von Bindemittel auf die Bahn und Kreppen der Bahn von einer kreppenden Fläche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel auf die Bahn durch Auftragen auf die erste Seite der Bahn eines ersten Bindemittels, aas etwa 10 ⁰Jo bis etwa 60 ⁰Jo durch die Dicke der endgültigen Bahn eindringt, und Auftragen auf die' zweite Seite der Bahn eines zweiten Bindemittels in einem feinen, Abstände aufweisenden Huster, das etwa IO fo bis etwa 60 fo durch die Dicke der endgültigen Bahn eindringt und nicht wesentlich mit dem ersten Bindemittel verbunden wird, aufgetragen wird und die gebundenen Teile von einer Seite der Bahn auf der kreppenden Fläche durch Einsatz des Bindemittels zum Anhaften gebracht werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn so gebildet wird, daß sie ein G-rundgewicht

von etwa 7,3 bis etwa 36,3 kg/267,5 m aus v/illkürlich orientierten Fasern mit einer vorherrschenden Länge von weniger als 0,6 cm hat, das erste Bindemittel auf die erste Seite der Bahn in einem feinen, Abstände aufweisenden Muster aufgetragen wird, das etwa 15 °/o bis etwa 60 ^ΰ]ο des Oberflächenbereichs der fertigen Bahn einnimmt und in die Bahn bis zu einer Tiefe von etwa 10 ⁰Jo bis etwa 40 fo der Dicke der fertigen Bahn eindringt, das zweite -bindemittel auf die zweite Seite der Bahn in einem feinen, Abstände aufweisenden Muster aufgetragen wird, das

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etwa 15 bis etwa 60 "jo des Qoerflächenbereichs der fertigen Bann einnimmt und in die Bahn bis zu einer Tiefe von etwa IO fo bis etwa 40 % der Dicite der fertigen Bahn eindringt.

11. Verfahrer, nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn unter Bedingungen gebildet wird, die zu einer sehr geringen Zwischenfaserbindungsfestigkeit führen, und das Bindemittel ein elastomeres material ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreppen der Bahn durchgeführt wird, bevor aas zweite Bindemittel auf die zweite Seite der Bahn aufgetragen wird.

Ij). Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11,

dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche auf der zweiten Seite der Bahn der kreppenden Pläcne unter Einsatz des zweiten Bindemittels annafteja.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn aus einer wäßrigen Aufschlämmung von hauptsächlich Lignocellulosefasern gebildet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Lignocellulosefasern mit einem chemischen Sntbindungsmittel vor dem Trocknen der Bahn zur Verminderung des Zwischenfaserbindungsvermögens der Bahn behandelt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn unter verminderten Druckbedingungen, bis sie im wesentlichen trocken ist, gebildet wird, um den Anteil von Zwischenfaserkontakt und die Zwischenfaserbindungsfestigkeit zu verringern.

17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn auf der gesamten Oberfläche vor dem Aufbringen des ersten Bindemittels gekreppt wird, um durch die Kreppwirkung die Zwiscnenfaserbindungen zu zerreißen und aufzubrecnen.

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lö. Verianren nach. Anspruch 14» dadurch gekennzeichnet, daß aie Bahn völlig aus Lignocellulosefasern gebildet

19. Verfahren nach Ansprucn 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn 10 jo bis 15 fo relativ lange Fasern enthält.

20. Yerfanren nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurcn gekennzeichnet, daß das auf jede Seite der Bahn aufge-Drachte Bindemittel in die Bahn bis zu etwa 15 fo bis etwa 30 % der Dicke der endgültigen Bahn eindringt.

21. Verfahren nach einem der Ansprache 9 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel auf beide Seiten der Bahn in einem diskontinuierlichen untermittierenden !,luster aufgebracht wird, um so ein Muster von einzelnen Bereichen mit Bindemitteln, umgeben von Bereichen ohne Bindemittel, entstehen zu lassen.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel auf beide Seiten der Bahn in einem kontinuierlichen retikulären Muster aufgebracht wird, um so ein Muster von einzelnen Bereichen ohne Bindemittel, umgeben von Bereicnen mit Bindemittel, entstehen zu lassen.

23. Verfahren nach Anspruch 23» dadurch gekennzeichnet, daß aas Bindemittel auf jede Seite der Bahn in einem Muster aufgebracht wird, das dazu führt, daß das Bindemittel etwa 25 /o bis etwa 50 fo des Oberfläcnenbereichs auf jeder Seite der fertigen Bahn einnimmt„

Dr.Ve/ija

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so

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