DE3688315T2

DE3688315T2 - Produkt aus orientiertem verbundpapier zur besseren weichmachung von geweben.

Info

Publication number: DE3688315T2
Application number: DE8686308110T
Authority: DE
Inventors: Kenneth William Willman
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1985-10-21
Filing date: 1986-10-20
Publication date: 1993-09-02
Anticipated expiration: 2006-10-21
Also published as: EP0220904B1; JPH0822355B2; AU584047B2; NZ218007A; CA1263901A; AU6420286A; US4735738A; JPS62162080A; DE3688315D1; EP0220904A2; EP0220904A3

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft laminierte Gewebekonditionierungswäschewaschprodukte zur Verwendung in Waschmaschinen und Trocknern.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

U.S.-Patent Nr. 4,529,480, Trokhan, erteilt 16. Juli 1985, beschreibt ein spezielles Papiertuch und ein Verfahren zur Herstellung des Papiertuchs, wobei das Verfahren angewendet werden kann, um ein bevorzugtes Papiertuch zur erfindungsgemäßen Verwendung herzustellen. Dieses Patent lehrt oder schlägt nicht speziell vor, daß orientiertes Papier sich für laminierte Wäschewaschweichmacherprodukte eignen würde.
U.S. Patent Nr. 4,113,630, Hagner et al., erteilt 12. September 1978, beschreibt ein Wäschewaschprodukt, das ein wasserunlösliches Substrat verwendet, das der automatischen Waschmaschine zugesetzt wird und anschließend mit der Wäsche in den Trockner gegeben wird, um dieser den Vorteil des Gewebeweichmachens und der statischen Kontrolle zu verschaffen. Die Wäschwaschsubstratartikel lassen das Weichmacher- und statische Kontrollgemisch (Weichmacherpunkte) in das Substrat eindringen und oberhalb des Substrates sich erstrecken bis zu einer Höhe von 0,8 bis 12,7 mm (1/32 inch bis 1/2 inch). Es werden laminierte Produkte beschrieben, und es wird außerdem ein Verfahren zur Erzielung von Weichmacher- und statischer Kontrollvorteile unter Verwendung dieser Produkte in Hagner et al. beschrieben. Eine Papierorientierung, wie sie im vorliegenden definiert wird, für verbesserte Gewebeweichmachereigenschaften wird dort nicht erwähnt.
U.S. Patent Nr. 4,410,441, Davis et al., erteilt 18. Oktober 1983, erkennt die Notwendigkeit, Materialien zu trennen, um schnellere Freisetzung und kontrollierte Freisetzung von beim Lagern unverträglichen Materialien zu schaffen. Es beschreibt das Laminieren von zwei unterschiedlichen Materialien zu zwei großen Beuteln. Typischerweise werden Pulver zwischen einem wasserdurchlässigen Substrat und einem wasserundurchlässigen Substrat laminiert. Beispiele von anderen bekannten Laminaten findet man im U.S. Patent Nr. 4,259,383, Eggensbergr et al., erteilt 31. März 1981; U.S. Patent Nr. 4,433,783, Dickinson, erteilt 28. Februar 1984; U.S. Patent Nr. 4,348,293, Clarke et al., erteilt 7. September 1982. Auch U.S. Patent Nr. 4,416,791, Hag, erteilt 22. November 1982, beschreibt einen Verpackungsfilm, der flüssige Detergensprodukte enthält. U.S. Patent Nr. 4,437,294, Romagnoli, erteilt 20. März 1984, beschreibt eine volumetrische Abfüllvorrichtung für Beutel.
Eine Notwendigkeit wird erkannt, um Materialien zu trennen, um schnelle Freigabe oder kontrollierte Freigabe von unverträglichen Materialien zu gewährleisten. EP-A 66 463, Hag, 8. Dezember 1982, beschreibt ein laminiertes Material in einer hitzeversiegelten Sandwichstruktur, um getrennte Kammern zu schaffen und Perforationen zur Freisetzung von Aktivmaterialien.
In einer anderen Druckschrift, d. h. in U.S. Patent Nr. 4,259,383, supra, werden Mehrkammer-laminierte Desinfektionsmaterialien beschrieben, die Minibeutel enthalten. Dieses Patent lehrt keine Papierorientierung für verbesserte Gewebeweichmachereigenschaften.
EP-A 0 144 186, Leigh et al., veröffentlicht 12. Juni 1985, beschreibt das Konditionieren von Geweben in Trommeltrocknern plus der Verwendung eines Säckchens, enthaltend fließfähige Gewebekonditionierungszusammensetzungen mit einer begrenzten Anzahl von Öffnungen.
In keiner dieser vorstehenden Hintergrundpatente wird Papierorientierung erwähnt oder vorgeschlagen, wie es im Vorstehenden definiert ist, für verbesserte Gewebeweichmachereigenschaften.

GEGENSTÄNDE

Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes, kompaktes als auch leistungsfähiges, laminiertes Wäschewaschgewebeweichmacher (Weichmacher/Antistatikgemsiche)-produkt herzustellen, das den Waschvorgang übersteht mit verbesserter Weichmacherfreisetzung im Trockner.
Ein anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht darin, Gewebeweichmacher als "Punkte" auf "orientiertes" laminiertes Papiertuch zu imprägnieren (immobilisieren), um die Weichmacher/Antistatikeigenschaften zu maximieren.
Ein anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht außerdem darin, ein überlegenes laminiertes Weichmacher/ Antistatikprodukt für den Verbraucher zu schaffen, das wirksame Mengen von chemischen Mitteln enthält, die Gewebe in einem Wäschetrockner weichmachen und konditionieren, in einer bequemen laminierten Blattform.
Erfindungsgemäß wird ein flexibles wasserdurchlässiges laminiertes Wäschewaschprodukt bereitgestellt, enthaltend zwei unlösliche laminierte Lagen, wobei mindestens eine davon aus wasserfestem Gewebe oder Flor gebildet wird, mit einer Gewebebehandlungszusammensetzung, enthaltend einen Gewebeweichmacher, der freisetzbar in diesem Laminat enthalten ist, worin
i) eine erste Lage ein Papiertuch enthält, das einen ausgeprägten kontinuierlichen Netzwerkbereich hoher Dichte enthält, und eine Vielzahl von Wölbungen niedriger Dichte, die innerhalb dieses Netzwerkbereichs verteilt sind, wobei diese Wölbungen als Höcker erscheinen, wenn sie von einer Seite des Papiertuchs betrachtet werden, und als Vertiefungen, wenn sie von der entgegengesetzten Seite betrachtet werden, wobei dieser Netzwerkbereich hoher Dichte leichter absorbierend gegenüber dem Gewebeweichmacher ist, wenn dieser Gewebeweichmacher geschmolzen ist, als die Wölbungen niedriger Dichte; wobei diese erste Lage orientiert ist, indem ihre Wölbungen niedriger Dichte vom Laminat nach außen zeigen, und
ii) diese zweite Lage ein Blatt ist, ausgewählt aus Papiertuch, Plastikfolien, Vliesmaterialien und Geweben, mit der Maßgabe, daß, wenn die zweite Lage ein Papiertuch ist mit einem ausgeprägten kontinuierlichen Netzwerkbereich hoher Dichte und einer Vielzahl von Wölbungen niedriger Dichte, die innerhalb des Netzwerkbereichs verteilt sind, diese zweite Lage orientiert ist, indem ihre Wölbungen ins Innere des Laminats zeigen, wodurch diese zweite Lage weniger absorbierend gegenüber dem geschmolzenen Gewebeweichmacher ist als die orientierte erste Lage.
Vorzugsweise enthält das Produkt ein wasserlösliches Laminat, enthaltend eine wirksame Menge eines innigen Gemischs einer Weichmacher/Antistatikzusammensetzung mit einer maximalen Löslichkeit in Wasser von 50 ppm bei 25ºC und einem Schmelzpunkt von 38ºC bis 93ºC, enthaltend:
a) von 10% bis 90 Gew.-% quaternäre Ammoniumgewebekonditionierungsverbindungen der Formel (R&sub1;R&sub2;R&sub3;R&sub4;N)&spplus;Y&supmin;, worin mindestens eine und nicht mehr als zwei der R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; oder R&sub4; Gruppen ein organischer Rest ist, enthaltend eine Gruppe, ausgewählt aus einem C&sub1;&sub2;-C&sub2;&sub2;-aliphatischen Rest oder einem Alkylphenyl- oder Alkylbenzylrest mit 10 bis 16 Kohlenstoffatomen in der Alkylkette, wobei die restliche Gruppe oder Gruppen ausgewählt ist aus C&sub1;-C&sub4;- Alkyl, C&sub2;-C&sub4;-Hydroxyalkyl und cyclischen Strukturen, in denen das Stickstoffatom einen Teil eines Ringes bildet, Y einen anionischen Rest darstellt, ausgewählt aus Hydroxid, Halogenid, Sulfat, Methylsulfat und Phosphationen; und
b) von 10% bis 90 Gew.-% eines Dispersionsinhibitors, der ein festes organisches Material ist mit einer maximalen Löslichkeit in Wasser von 50 ppm bei 25ºC und einem Erweichungspunkt im Bereich von 38ºC bis 93ºC, wobei dieses Material ausgewählt ist aus Paraffinwachsen, cyclischen und acyclischen mono- und polyhydrischen Alkoholen, substituierten und nicht-substituierten aliphatischen Carbonsäuren, Estern von cyclischen und acyclischen mono- und polyhydrischen Alkoholen und Säuren, Kondensaten von C&sub2;-C&sub4;-Alkylenoxid mit einem der vorangegangenen Typen von Materialien, gleichgültig, ob diese Materialien selbst die vorstehenden Löslichkeits- und Erweichungspunktbegrenzungen erfüllen oder nicht, und Gemische davon.
Vorzugsweise liegt außerdem das innige Gemisch in Form von Weichmacherpunkten vor, die im wesentlichen in einer Ebene liegen mit der Innenseite dieser mindestens einen Lage oder die sich über die Oberfläche der Innenseite bis zu einer Höhe von weniger als 9,5 mm erstrecken.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf ein bevorzugtes laminiertes Wäschewaschprodukt (1), die die Oberseite einer Vielzahl von nicht miteinander verbundenen Zellen (3) zeigt, enthaltend pulverförmige Waschaktivstoffe (9 und 9a) und Becher (5c) in dem Schnittabschnitt.
Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Querschnitt eines geprägten Tuches (5), worin nicht miteinander verbundene becherartige Vertiefungen (2) gezeigt werden.
Fig. 3 ist ein Querschnitt (3-3) von einer der laminierten Zellen, die tief geprägtes Tuch (5) enthält, mit nicht miteinander verbundenen Bechern (2), enthaltend unterschiedliche pulverförmige Waschaktivstoffe (9 und 9a) und ein Decktuch (4), auf dem sich Weichmacher/Antistatikpunkte (9sd) in immobilisierter Form befinden.
Fig. 4 zeigt die Vakuumform (12) und die Prägung eines Tuches (5), wobei das Tuch (5) gezogen und gestreckt wird in Formvertiefungen (12a) über Formboden (12b) durch das Vakuum (12').
Fig. 5 ist das gleiche wie Fig. 4 mit dem Zusatz eines nicht-porösen flexiblen Prägeblattes (11), das das Vakuum verschließt für eine wirksamere Prägung.
Fig. 6 ist ein Querschnitt eines Weichgummiprägers (13).
Fig. 7 ist ein Querschnitt eines Hartprägers (15).
Fig. 8 ist ein perspektivischer Querschnitt der Form von
Fig. 6 oder 7, der Vakuum (12'), Vakuumkammer (12''), Luftstrom (8) und Luftstromkanäle (8') zeigt.
Fig. 9 ist ein schematisches Fließdiagramm eines kontinuierlichen Verfahrens zur Herstellung des laminierten Wäschewaschproduktes der vorliegenden Erfindung.
Fig. 10 ist eine bildliche Perspektive eines kontinuierlichen Verfahrens, wie das in Fig. 9 gezeigte.
Obgleich Fig. 4, 5, 6 und 7 flach gezeigt sind, versteht es sich, daß die Formen auch auf einer runden Trommel montiert sein können, wie in Fig. 9 und 10 gezeigt. Deshalb sind der Einfachheit halber die flache Form (14) und die in den Fig. 9 und 10 gezeigte formbildende Trommel (14) beide mit (14) numeriert.
Fig. 11 und 12 sind vergrößerte Ansichten der Öffnungen von Ableitungsrohren bevorzugter Ableitungsvorrichtungen, wie sie zur Herstellung von Papiertüchern verwendet werden, die hochdichte Bereiche haben, die den Bezugsnummern 41 entsprechen, und die Wölbungen des Papiers niedriger Dichte, die den Bezugsnummern 42 entsprechen.
Fig. 13 ist eine vergrößerte vereinfachte Draufsicht auf einen Teil einer Papiertuchbahn, die mit einer durchlöcherten Vorrichtung hergestellt wurde, enthaltend eine Ableitungsvorrichtung ähnlich derjenigen, wie sie in Fig. 12 gezeigt wird.
Fig. 14 ist ein Querschnitt eines Teils, der in Fig. 13 gezeigten Papierbahn entlang der Linien 14-14, die die Wölbungen (84) und die hochdichten Bereiche (83) zeigt.
Fig. 15 ist eine Draufsicht auf ein laminiertes Wäschewaschprodukt wie das in Fig. 1 gezeigte, jedoch mit größeren und wenigeren Zellen (33) je Laminatblatt mit im Muster angeordneten Weichmacherpunkten (9sd) wie diejenigen, wie sie in Fig. 3 gezeigt werden.
Fig. 16 ist ein vergrößerter vereinfachter Querschnitt eines Teils eines Laminats wie in Fig. 15 gezeigt entlang der Linie 16-16, die die "D/D"-Orientierung von beiden Papierlagen zeigt, wobei ihre Wölbungen niedriger Dichte in das Innere des Laminats zeigen.
Fig. 17 und 18 sind ähnlich wie Fig. 16, jedoch mit unterschiedlichen Papierorientierungen C/C und C/D. Die in Fig. 18 gezeigte C/D-Orientierung illustriert ein gemischtorientiertes Papierlaminat der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein flexibles wasserdurchlässiges laminiertes Wäschewaschprodukt, enthaltend zwei unlösliche laminierte Lagen mit einer Gewebeweichmacherzusammensetzung, die freisetzbar in diesem Laminat enthalten ist, worin eine dieser Lagen eine erste Lage ist, die ein Papiertuch enthält, das einen ausgeprägten kontinuierlichen Netzwerkbereich hoher Dichte enthält, und eine Vielzahl von Wölbungen niedriger Dichte, die innerhalb dieses Netzwerkbereichs verteilt sind, wobei diese Wölbungen als Höcker erscheinen, wenn sie von einer Seite des Papiertuchs betrachtet werden, und als Vertiefungen, wenn sie von der entgegengesetzten Seite betrachtet werden, wobei dieser Netzwerkbereich hoher Dichte leichter absorbierend gegenüber dem Gewebeweichmacher ist, wenn dieser Gewebeweichmacher geschmolzen ist, als die Wölbungen niedriger Dichte; wobei diese erste Lage orientiert ist, indem ihre Wölbungen niedriger Dichte vom Laminat nach außen zeigen, und worin diese zweite Lage ein geeignetes Blatt ist, ausgewählt aus Papiertuch, Vliesmaterialien, Plastikfolien, Geweben und ähnlichem und worin diese zweite Lage weniger absorbierend gegenüber dem geschmolzenen Gewebeweichmacher ist als die orientierte erste Lage.
Das laminierte Wäschewaschprodukt enthält zwei Lagen, wobei mindestens eine davon ein Tuch ist, wobei Wäscheweichmacher und antistatische Mittel innerhalb dieses Laminats enthalten sind. Zum Zwecke der Beschreibung der vorliegenden Erfindung soll der Ausdruck "Weichmacher" dahingehend verstanden werden, daß er sowohl Gewebeweichmacher als auch antistatische Mittel umfaßt. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen wohl erläutert.
U.S. Patent 4,529,480, Trokhan, erteilt 16. Juli 1985, beschreibt ein Papiertuch und ein Verfahren zur Herstellung des bevorzugten Papiertuchs, das zur Herstellung des erfindungsgemäßen orientierten laminierten Papierproduktes verwendet wird. Das Verfahren umfaßt die Bildung einer wäßrigen Dispersion der Papierherstellungsfasern, die zu einer unbearbeiteten Bahn auf einem ersten durchlöcherten Teil, wie ein Fourdrinier-Sieb, verarbeitet wird. Diese unbearbeitete Bahn wird mit einem zweiten durchlöcherten Teil verbunden, das als Ablenkvorrichtung bekannt ist. Die Oberfläche der Ablenkvorrichtung, mit der die unbearbeitete Bahn verbunden ist, hat eine makroskopisch einebenige kontinuierliche gemusterte Netzwerkoberfläche, die innerhalb der Ablenkvorrichtung eine Vielzahl von einzelnen, isolierten Ablenkrohren bildet. Die Papierherstellungsfasern in der Bahn werden in die Ablenkrohre abgelenkt, und durch die Ablenkrohre wird Wasser entfernt, um eine Zwischenbahn zu bilden. Die Ablenkung beginnt spätestens zu dem Zeitpunkt, an dem die Wasserentfernung durch die Ablenkvorrichtung beginnt. Die Zwischenbahn wird getrocknet und gekürzt, wie durch Kreppen. Die Papierbahn hat einen ausgeprägten kontinuierlichen Netzwerkbereich und eine Vielzahl von Wölbungen, die innerhalb dieses Netzwerkbereichs verteilt sind. Diese "Wölbungen" erscheinen als Höcker, wenn sie von einer Seite des Papiers betrachtet werden, und als Vertiefungen, wenn sie von der entgegengesetzten Seite betrachtet werden. Die "gewölbte" Oberfläche des Tuches ist weniger absorbierend gegenüber dem geschmolzenen Gewebeweichermacher als die "vertiefte" Oberfläche des Tuches relativ hoher Dichte.
Das Netzwerk ist kontinuierlich, ist makroskopisch einebenig und bildet ein vorgewähltes Muster. Es umgibt die Wölbungen vollständig und isoliert eine Wölbung von der anderen. Die Wölbungen sind innerhalb des gesamten Netzwerkbereichs verteilt. Der Netzwerkbereich hat ein relativ niedriges Grundgewicht und eine relativ hohe Dichte, während der Bereich jeder Wölbung ein relativ hohes Grundgewicht und eine relativ niedrige Dichte aufweist. Außerdem weisen die Wölbungen eine relativ niedrige Eigenfestigkeit auf, während der Netzwerkbereich eine relativ hohe Eigenfestigkeit besitzt.
Ohne an irgendeine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß mehr von dem geschmolzenen Gewebeweichmacher freigesetzt wird aus dieser orientierten ersten Lage des Laminats, wenn die Konkurrenz an Weichmacherabsorption aus der zweiten Lage minimal ist. Somit bedeutet der Ausdruck "weniger absorbierend", daß die Absorption und Migration des geschmolzenen Gewebeweichmachers in und innerhalb dieser zweiten Lage langsamer ist als in der ersten Lage.
Es wird außerdem angenommen, daß das Prägen einer Tuchlage darin resultiert, daß die Freisetzung des geschmolzenen Gewebeweichmachers erhöht wird sowohl aus der gewölbten Oberfläche als auch in der vertieften Oberfläche aufgrund der erhöhten Porosität des geprägten Tuches. Somit umfaßt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mindestens eine geprägte Lage. Es wird außerdem angenommen, daß mehr geschmolzener Gewebeweichmacher freigesetzt wird durch die Vertiefungen als entweder durch das hochdichte Netzwerk oder durch die Wölbungen, wenn die Wölbungen auf der Innenseite des Laminats orientiert sind.
Das bevorzugte Wäscheweichmacherprodukt umfaßt zwei laminierte Lagen des Papiertuchs und festen Gewebeweichmacher zwischen diesen beiden Lagen. Die Lagen sind dahingehend laminiert, daß eine Lage ihre Wölbungen nach innen und die andere Lage ihre Wölbungen nach außen hat, um eine bessere Weichmacherfreisetzung zu gewährleisten bei Verwendung in einem Trockner.
Das "Produkt" mit laminierter Papierorientierung zur verbesserten Gewebeweichmachung ist ein laminiertes Blatt und wird hier als ein Laminat, ein Blatt und ein Produkt bezeichnet. Somit werden die Ausdrücke "Laminat", "Produkt" und "Blatt" hier als Synonyma verwendet, außer wenn etwas anderes angegeben wird.
Mit Bezug auf die Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine Draufsicht auf ein laminiertes Wäschewaschprodukt (1). In Fig. 3 wird die obere Lage (Blatt) Tuch (4) gezeigt mit Weichmacherpunkten (9sd). Fig. 1 zeigt außerdem eine Vielzahl von Zellen (3), die pulverförmige Wachaktivstoffe enthalten, wie in Fig. 3 gezeigt. Es muß jedoch darauf hingewiesen werden, daß die Erfindung ebenfalls Produkte umfaßt, worin die Gewebeweichmacherzusammensetzung ein Muster von immobilisierten Punkten auf dieser zweiten (unteren) Lage enthält und worin diese erste (obere) Lage geprägt ist unter Bildung einer Vielzahl von Zellen.
Fig. 2 zeigt ein tiefgeprägtes Tuch der unteren Lage (5) mit becherartigen Rändern (5a), Seiten (5b) und Böden (5c). Fig. 3 ist ein Querschnitt entlang der Linien 3-3 der Fig. 1. Das untere Tuch (5) ist vorzugsweise gestreckt von 15% bis 100% und typischerweise von 25% bis 90%, zu einer Bechertiefe (6) von 2 bis 15 mm oder mehr, vorzugsweise 6 bis 12 mm. Das Tuch (5) ist geprägt (gestreckt) unter Bildung einer Vielzahl von Bechern in einem Muster (2), die Seiten (5b) und Böden (5c) der Zellen (3) haben können und wobei die Oberteile aus einem Decktuch (4) zusammengesetzt sind. Die Zellen sind Muster, die an den Becherrändern (5a) und dem Decktuch (4a) mit Klebstoff (22) versiegelt sind. Unterschiedliche pulverförmige Waschaktivstoffe (9 und 9a) können innerhalb dieser versiegelten Zellen (3) enthalten sein. Somit können beim Lagern unverträgliche Waschaktivstoffe physikalisch in den Zellreihen getrennt sein. Natürlich können pulverförmige Gewebeweichmacher, Prills oder Flocken in die Zellen getan werden, jedoch werden immobilisierte Weichmacherpunkter (9sd), wie hier beschrieben, bevorzugt.
Fig. 4, 5, 6 und 7 zeigen verschiedene Methoden zum Prägen des unteren Tuches (5) unter Bildung der nicht miteinander in Verbindung stehenden Becher. Fig. 5 zeigt Tuch (5), das durch Vakuumform (12) geprägt wird, unter Verwendung von Vakuum (12') und eines nicht porösen Deckblattes (11). Das Vakuum zieht das nicht poröse Blatt herunter, wodurch die Tücher heruntergedrückt werden. Das Tuch (5) wird gestreckt von 15% bis 100% in die Formvertiefungen (12a) über Formböden (12b).
Fig. 4 zeigt Vakuumprägung ohne ein Deckblatt. Tuch (5) wird in die Formvertiefung (12a) gesaugt unter Verwendung von nur Vakuum.
Fig. 6 zeigt einen bevorzugten Weichgummipräger (13), Tuch (5) und Form (14) mit Vakuum (12') und Luftstrom (8). Der Luftstrom (8) kann verwendet werden, um dazu beizutragen, Pulver von den Becherrändern (5a) zu entfernen in einem kontinuierlichen Verfahren, wie es in den Fig. 9 und 10 gezeigt wird. Fig. 7 zeigt einen Hartpräger (15) und eine Form (14), wie ebenfalls in Fig. 6 gezeigt.
Fig. 8 ist ein perspektivischer Querschnitt der Form des Typs, wie er in Fig. 6 und 7 gezeigt wird.
Fig. 9 zeigt ein bevorzugtes schematisches kontinuierliches Verfahren zur Herstellung des bevorzugten laminierten Wäschewaschproduktes der Erfindung. Eine Abwickelwalze (16) für das untere Tuch wird gebildet mit den Walzen (17, 18, 19 und 20), die die Zugspannung kontrollieren und die Tuchbahn (5) auf die Formablagerungstrommel (14) führen. Die Orientierung des unteren Tuchs (5) ist vorzugsweise derart, daß die vorstehend definierten Wölbungen zur oberen Lage (4) und ins Innere des Laminats zeigen. In einem solchen Fall würde die obere Lage (4) die orientierte erste Lage sein, und ihre vorstehend definierten Wölbungen würden zur Außenseite des Laminats zeigen, und ihre vertieften Oberflächen würden zum unteren Tuch (5) zeigen. Diese Papierorientierung wird hier abgekürzt als "C/D", was bedeutet, daß die Vertiefungen der oberen Lage und die Wölbungen der unteren Lage innen sind. Bei dieser Orientierung ist die "C"-orientierte "erste" oder obere Lage mehr absorbierend gegenüber dem geschmolzenen Gewebeweichmacher als die "D"orientierte "zweite" oder unter Lage.
Ein Hartpräger (15) prägt das Tuch (5) wie in Fig. 7 gezeigt. Ein Weichgummipräger (13), wie in Fig. 6 gezeigt, könnte anstelle des Hartprägers verwendet werden. Ein mit einem Weichpräger gestrecktes Tuch ist gleichmäßiger in die Bechervertiefungen gestreckt. Beschickungsvorrichtung für das Waschpulver (10) legt abgemessene Mengen der pulverförmigen Waschaktivstoffe (9) in die Becher (2) des Typs, wie sie in Fig. 2 gezeigt werden, ab. Ein Rakel (24) wischt das Pulver von den Becherrändern (5a) ab. Der Rakel (24) kann Plastik, Metall oder vorzugsweise eine weiche Bürste sein. Luftstrom (8), wie in Fig. 6 gezeigt, kann ebenfalls angewendet werden, um zum Reinigen der Becherränder (5a) von Pulver beizutragen.
Fig. 9 zeigt außerdem eine Abwickelwalze (16') für das Decktuch mit Walzen (17', 18' und 19'), die die Zugspannung kontrollieren und das Deckbahntuch (4) durch einen gemusterten Heißschmelzkleber-Aufbringer (27) und Unterstützungswalze (28') führen. Das Deckbahntuch (4) wird außerdem um Walze (25) geführt zur Laminierungswalze (23), die die beiden Lagen des Tuches miteinander laminiert, wobei die vertiefte Oberfläche und die Weichmacherpunkte der Decklage nach innen zeigen und die gewölbte Oberfläche der unteren Lage (5) nach innen zeigt unter Bildung einer kontinuierlichen Bahn eines laminierten Wäschewaschproduktes (1') mit orientiertem Papier, die dann in Bögen einer praktischen Größe geschnitten wird (nicht gezeigt, jedoch in Fig. 1, 10 und 15) erläutert.
Fig. 10 ist eine Ausführungsform einer Vorrichtung ähnlich dem in Fig. 9 gezeigten Fließdiagramm. In dieser Ausführungsform ist der Weichmacher nicht als Punkte immobilisiert, sondern als lose Prills den Laminatbögen zugesetzt. Bögen praktischer Größe (1a), jeder mit 9 Zellen, werden gezeigt. Die numerierten Elemente in Fig. 10 entsprechen denjenigen der vorstehend beschriebenen Fig. 9, wobei 9a gezeigt wird.
Wie in Fig. 10 gezeigt wird, werden die Bögen vorzugsweise in rechteckige Quadrate geschnitten, die von 10 bis 80 cm je Seite betragen können und vorzugsweise 15 bis 45 cm je Seite betragen. Die Bögen enthalten vorzugsweise insgesamt 4 bis 60 Zellen, vorzugsweise 12 bis 48 Zellen. Jede Zelle enthält vorzugsweise von 0,5 bis 20 cm³ pulverförmige Waschaktivstoffe und kann zweckmäßigerweise von 5 bis 15 cm³ pulverförmige Waschaktivstoffe fassen. Natürlich können die Bögen perforiert sein (50) zum leichteren Zerreißen in getrennte kleinere Bögen, wie in Fig. 15 gezeigt wird.
Fig. 11 und 12 sind bevorzugt gemusterte Netzwerkoberflächen und Ablenkrohrgeometrie zur Papierherstellung.
Vorzugsweise ist das geprägte Tuch von einer makroskopisch flachen (nicht geprägten) Tuchbahn bedeckt. Es versteht sich jedoch, daß es wünschenswert sein kann, die Kapazität jeder Zelle zu vergrößern. Das kann auf verschiedene Weise geschehen. Eine besteht darin, die Zellen größer zu machen, eine andere darin, daß man die Deckbahn als auch die untere Bahn prägt, z. B. durch Verwendung von zwei Formablagerungstrommeln, wobei jede mit Vakuum ausgestattet ist. Es ist möglich, Pulver auf beiden Bahnen abzulegen und wirksam das Volumen jeder Zelle zu verdoppeln. Natürlich können die Becher vergrößert sein und können von unterschiedlichen Größen sein.
Das Decktuch kann eine nichtporöse Lage sein, ist jedoch vorzugsweise eine poröse Lage. Es versteht sich, daß das Decktuch nicht die hohe Streckfähigkeit des geprägten Tuches haben muß. Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines laminierten Wäschewaschproduktes des gleichen Grundmusters, wie in dieser Erfindung, wird in der üblicherweise übertragenen EP-B 0188832 beschrieben, die einen Teil des Standes der Technik unter Artikel 54 (3) EPÜ bildet.
Fig. 13 erläutert eine Draufsicht eines vergrößerten Teils einer Papierbahn (80). Ein hochdichter Netzwerkbereich (83) wird erläutert, wie er Sechsecke niedriger Dichte bildet, obgleich es sich versteht, daß andere vorgewählte Muster geeignet sind.
Fig. 14 ist ein vereinfachter Querschnitt einer Papierbahn (80) entlang der Linie 14-14 von Fig. 13. Wie aus Fig. 14 ersichtlich ist, ist der Netzwerkbereich (83) im wesentlichen einebnig.
Der zweite Bereich der Papiertuchbahn umfaßt eine Vielzahl von Wölbungen, die innerhalb des gesamten Netzwerkbereichs verteilt sind. In Fig. 13 und 14 sind die Wölbungen durch die Bezugszahl 84 bezeichnet. Wie aus Fig. 13 ersichtlich ist, sind die Wölbungen innerhalb der Netzwerkregion (83) verteilt, und im wesentlichen jede ist durch Netzwerkbereich (83) umgeben. Die Form der Wölbungen (in der Draufsicht der Papierbahn) wird durch den Netzwerkbereich definiert. Fig. 14 erläutert den Grund, warum der zweite Bereich der Papierbahn als eine Vielzahl von "Wölbungen" bezeichnet wird. Wölbungen (84) scheinen sich zu erstrecken (herauszuragen) von der durch den Netzwerkbereich gebildeten Ebene (83) zu einem scheinbaren Beobachter, der in die Richtung des Pfeiles T schaut. Wenn sie durch einen scheinbaren Beobachter betrachtet wird, der in die Richtung, die durch Pfeil B in Fig. 14 angezeigt ist, schaut, enthält der zweite Bereich bogenförmige Vertiefungen oder Grübchen. Der zweite Bereich der Papierbahn wurde somit der Einfachheit halber als eine Vielzahl von "Wölbungen" bezeichnet. Die Papierstruktur, die die Wölbungen bildet, kann intakt sein; sie kann aber auch mit einem oder mehreren Löchern oder Öffnungen versehen sein, die sich im wesentlichen durch die Struktur der Papierbahn erstrecken.
Eine Ausführungsform dieses bevorzugten Papiers hat ein relativ niedriges Netzwerkgrundgewicht, verglichen mit den Grundgewichten der Wölbungen. D.h., das Gewicht von Fasern in irgendeinem gegebenen Bereich projiziert auf die Ebene der Papierbahn des Netzwerkbereiches ist geringer als das Gewicht der Fasern in einem äquivalent projizierten Bereich in den Wölbungen. Außerdem ist die Dichte (Gewicht je Volumeneinheit) des Netzwerkbereichs hoch relativ zur Dichte der Wölbungen.
In einer zweiten Ausführungsform ist das Grundgewicht der Wölbungen und des Netzwerkbereichs im wesentlichen gleich, jedoch sind die Dichten der beiden Bereiche unterschiedlich, wie vorstehend angegeben.
In gewissen Ausführungsformen des bevorzugten Papiers ist die Durchschnittslänge der Fasern in den Wölbungen kleiner als die Durchschnittslänge der Fasern im Netzwerkbereich.
Bevorzugte erfindungsgemäße Papierbahnen haben eine Schütt- (oder Masse- oder Roh)Dichte von 0,025 bis 0,150 g je cm³, am meisten bevorzugt von 0,040 bis 0,100 g/cm³. Die Dichte des Netzwerkbereichs ist vorzugsweise von 0,400 bis 0,800 g/cm³, am meisten bevorzugt von 0,500 bis 0,700 g/cm³. Die Durchschnittsdichte der Wölbungen ist vorzugsweise von 0,040 bis 0,150 g/cm³, am meisten bevorzugt von 0,060 bis 0,100 g/cm³. Das bevorzugte Gesamtgrundgewicht der Papierbahn beträgt von 9 bis 95 g je m². Wenn man die Anzahl von Fasern berücksichtigt, die einer Bereichseinheit unterliegen, die auf einen Teil der entsprechenden Bahn projiziert sind, ist das Verhältnis des Grundgewichts des Netzwerkbereichs zum durchschnittlichen Grundgewicht der Wölbungen von 0,8 bis etwa 1,0.
Andere geeignete zweite Lagen können ausgewählt werden aus den Substraten, wie sie in US-Patent 4,113,630, Hagner et al., erteilt 12. Sept. 1978, beschrieben werden.

Einzelheiten zur Herstellung des Produktes

1. Das bevorzugte Papiertuch für mindestens die erste Lage

Zusätzlich zu dem Vorstehenden hat das erfindungsgemäß verwendete bevorzugte Papier gewisse physikalische Eigenschaften. Es hat eine Festigkeit in verschiedenen Richtungen, naß als auch trocken; Trockendehnung in mehreren Richtungen (Verlängerungspotential), um das Tiefprägen zu gestatten und dem Produkt zu gestatten, den Beanspruchungen der heißen Maschinenwäsche zu widerstehen. Insbesondere hat das bevorzugte Papier eine Trockenzugfestigkeit in Maschinenrichtung (MD) von 472 bis 945 g je cm, vorzugsweise mindestens 551 g je cm, mit 30% bis 60% Trockendehnung, vorzugsweise mindestens 45%, wie nachstehend definiert. Es hat eine Trockenzugfestigkeit in Querrichtung (CD) von 275 bis 590 g je cm, vorzugsweise mindestens 315 g je cm, mit 9% bis 35% Dehnung, vorzugsweise mindestens 12% bis 30%. Es besitzt eine CD-Naßfestigkeit von 79-315 g je cm, vorzugsweise mindestens 98 g je cm.
Um diese Papiereigenschaften zu erzielen, kann man das Verfahren des üblicherweise übertragenen US-Patentes 4,529,480, Paul D. Trokhan, anwenden in der hierin beschriebenen modifizierten Form. Die Kombination von bestimmt gemusterten Materialien, auf denen eine Papierstruktur gebildet werden könnte, ein spezielles Kreppverfahren (Naßmikrokontraktion) und bestimmte Naßfestigkeitschemikalien sind erforderlich, um Papier herzustellen, das den Erfordernissen der Erfindung entspricht.
Bei der Papierherstellung sind die Richtungen normalerweise angegeben relativ zur Maschinenrichtung (MD) und quer zur Maschinenrichtung (CD). Die Maschinenrichtung betrifft diejenige Richtung, die parallel zu dem Fluß der Papierbahn durch die Papierherstellungsmaschine ist. Messungen in der Maschinenrichtung werden auf der Testmaschine parallel zu dieser Richtung gemacht. Die Richtung quer zur Maschine ist rechtwinklig zur Maschinenrichtung. Natürlich werden Richtungsmessungen quer zur Maschine auf der Testvorrichtung in einer Richtung im rechten Winkel zur Maschinenrichtung vorgenommen.
Der Gesamtzug wird definiert als die arithmetische Summe der MD- und CD-Züge. Das bevorzugte Papier sollte einen Trockengesamtzug von 709 bis 1260 g je cm, vorzugsweise mindestens 787 g je cm besitzen. Das Verhältnis von Trocken-MD-Zug zu Trocken-CD-Zug sollte von 1,2 bis 2,2, vorzugsweise von 1,4 bis 2,2 betragen.
Im Gegensatz zu Papierprodukten wie Toilettenpapier, Gesichtstücher, Servietten und ähnlichem, die im allgemeinen niedrige Naßfestigkeiten aufweisen, sollte beachtet werden, daß die erfindungsgemäßen Produkte dazu vorgesehen sind, in einem sich bewegenden naßen System verwendet zu werden. In diesem Fall beispielsweise wird das Produkt in eine Waschmaschine mit einer Ladung Wäsche getan und bleibt mit dieser Wäsche während des Wasch/Spülzyklus und des Trockenzyklus in einem Wäschetrockner. Dies nennt man eine "während der Wäsche"-Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Somit muß das in den erfindungsgemäßen Produkten verwendete Papier gewisse Eigenschaften im naßen Zustand haben. Das bevorzugte Papier sollte eine Naß-CD-Zugfestigkeit von 79 bis 315 g je cm, vorzugsweise mindestens 98 g je cm aufweisen. Es hat vorzugsweise eine Naß-Zerreißfestigkeit von 200 bis 800 g, vorzugsweise mindestens 250 g. Es muß darauf hingewiesen werden, daß der Dehnungsprozentsatz bestimmt wird als Teil der Naß-Zerreißtestmethode und ist unterschiedlich von der Prägestreckung, wobei die maximale Dehnung von 15% bis 30%, vorzugsweise mindestens 17% ist. Es sollte vorzugsweise eine Naß-Energieabsorption von 140 bis 220 Grammzentimetern, vorzugsweise von 160 bis 200 Grammzentimetern, aufweisen.
Das Grundgewicht des Papiers ist vorzugsweise von 24,6 bis 57,5 g/m² am meisten bevorzugt von 32,8 bis 46,0 g/m².
Das Papier sollte eine Trockendicke von 0,25 mm bis 0,89 mm, vorzugsweise von 0,50 mm bis 0,75 mm aufweisen.
Die Trocken-Zugfestigkeit wird erhalten mit einem Thwing- Albert Modell OCFM-24 Zugfestigkeitstester, wie er erhältlich ist von der Thwing-Albert Instrument Company of Philadelphia, Pennsylvania. Produktproben mit Abmessungen von 25,4 mm zu 52,4 mm werden sowohl in der Maschinenrichtung als auch in der Richtung quer zur Maschine geschnitten. Vier Probestreifen werden übereinander geschichtet und in die Gläser der Tester getan, der auf eine 101,6 mm Meßlänge eingestellt ist. Die Kreuzkopfgeschwindigkeit während des Tests beträgt 101,6 mm je Minute. Ablesungen werden direkt von einem Digitalableser auf dem Tester genommen am Punkt des Zerreißens und durch vier geteilt, um die Zugfestigkeit einer einzelnen Probe zu erhalten. Die Ergebnisse werden ausgedrückt in g je cm.
Die Naß-Zugfestigkeit wird auf ähnliche Weise gemessen, außer daß die Proben in destilliertes Wasser eingetaucht werden bei Raumtemperatur in einem Finch-Becher.
Die Streckung ist die prozentuale Dehnung des Streifens, wie sie beim Zerreißen gemessen wird, und wird direkt abgelesen von einem zweiten Digitalableser auf dem Thwing- Albert-Zugtester. Die Streckablesungen werden gleichzeitig mit den Zugfestigkeitsablesungen vorgenommen. Es wird darauf hingewiesen, daß die beschriebene Streckmethode eine Standardmethode in der Papierindustrie ist und angewendet wird, um Papierprodukte zu vergleichen und zu spezifizieren. Tatsächliche Streckgrenzen im Prägeverfahren stimmen überein mit dem Strecken dieser Standardmethode, können jedoch wesentlich höher sein.
Trockendicke wird erzielt mit einem motorisierteren Mikrometer Modell 549M, wie es von Testing Machines, Inc. von Amityville, Long Island, New York, erhältlich ist. Produktproben werden einer Belastung von 12,4 g je cm² unterworfen unter einem Amboß mit einem Durchmesser von 50,5 mm. Das Mikrometer wird auf Null eingestellt, um sicherzugehen, daß keine Fremdstoffe vorhanden sind unterhalb des Ambosses vor der Einfügung der Proben zum Messen, und wird kalibriert, um genaue Ablesungen sicherzustellen. Die Messungen werden direkt von dem Zifferblatt des Mikrometers abgelesen und werden ausgedrückt in Mils (1 mil = 0,0254 mm).
Die Naßberstkraft wird gemessen durch Drücken einer kugelförmigen Oberfläche mit einem Durchmesser von 15,875 mm gegen eine kreisrunde Probe mit einem Durchmesser von 88,9 mm, die innerhalb einer ringförmigen Klammer gehalten wird. Die Kraft, die erforderlich ist, um die Probe zu durchlöchern, wenn die kugelförmige Oberfläche durch die Probe bei einer konstanten Geschwindigkeit von 127 mm pro Minute bewegt wird, wird gemessen in Gramm und ist die Berstfestigkeit. Die verwendete Vorrichtung ist der Bersttester, hergestellt von Thwing-Albert Instrument Company. Die prozentuale Dehnung ist das Maß des Abstandes, in dem die kugelförmige Oberfläche vom ersten Kontakt mit der Probe bis zum Naßbersten sich bewegt, relativ zu einer ursprünglichen Höhe von 10 cm.
Es ist wünschenswert, daß das Papier eine Luftdurchlässigkeit von 47 bis 141 Liter/Sekunde, vorzugsweise von 70,5 bis 113 Liter/Sekunde aufweist, gemessen gemäß ASTM-Methode D-737.
Hier brauchbare Papiere können aus irgendeiner zweckmäßigen Papierherstellungsfaser hergestellt werden. Bevorzugt werden Weichholzfasern, die vom natürlichen Holz freigesetzt werden durch das übliche Kraftpapierherstellungsverfahren. Fasern, die von Harthölzern erhalten werden, und Fasern, die durch unterschiedliche mechanische und chemisch mechanische Papierherstellungsverfahren erhalten werden, als auch synthetische Papierherstellungsfasern können ebenfalls verwendet werden.
Die erforderliche Festigkeit des Papiers kann erhalten werden durch die Verwendung verschiedener Additive, wie sie üblicherweise bei der Papierherstellung verwendet werden. Beispiele solcher brauchbaren Additive sind Naßfestigkeitsmittel, wie Harnstoff-Formaldehydharze, Melamin-Formaldehydharze, Polyamid-Epichlorhydrinharze, Polyethyleniminharze, Polyacrylamidharze und Dialdehydstärken. Trockenfestigkeitsadditive, wie Polysalz-Coacervate, die durch Einarbeitung von Ionisationsunterdrückern wasserunlöslich gemacht wurden, eignen sich hier ebenfalls. Vollständige Beschreibungen von geeigneten Naßfestigkeitsmitteln werden gefunden in TAPPI Monograph Series Number 29, Wet Strength Resin in Paper and Paper Board, Technical Association of the Pulp and Paper Industry (New York 1965), und in anderen üblichen Druckschriften.
Die erfindungsgemäße Ausführungsform, die während des gesamten Waschvorgangs verwendet wird, ist vorzugsweise aus einem Tuch hergestellt, das Oxidationswiderstand aufweist. Ein bevorzugtes Tuch wird hergestellt mit von 0,01% bis 5% eines oxidationsbeständigen (OR) Naßfestigkeitsharzes, vorzugsweise von 0,1% bis 5%, noch bevorzugter von 0,1% bis 3% und praktischerweise von 0,5% bis 1%, bezogen auf das Gewicht des Tuches. Das bevorzugte Harz wird hergestellt durch ein Verfahren, umfassend:
Stufe 1. Umsetzung in wäßriger Lösung (a) eines linearen Polymeren, worin von 5 bis 100% der wiederkehrenden Einheiten die Formel
aufweisen, worin R Wasserstoff oder Niederalkyl und R' Alkyl oder eine substituierte Alkylgruppe sind, worin der Substituent eine Gruppe ist, die nicht mit Polymerisation durch eine Vinyl-Doppelbindung stört und ausgewählt ist aus Carboxylat-, Cyano-, Ether-, Amino-, Amid-, Hydrazid- und Hydroxylgruppen mit (b) von 0,5 bis 1,5 Mol eines Epihalogenhydrins je Mol eines sekundären plus tertiären Amins, das in diesem Polymer vorliegt, bei einer Temperatur von 30 bis 80ºC und einem pH-Wert von 7 bis 9,5, unter Bildung eines wasserlöslichen harzartigen Reaktionsproduktes, das Epoxidgruppen enthält, und dann
Stufe 2. Umsetzung des harzartigen Reaktionsproduktes in wäßriger Lösung mit von 0,3 Äquivalenten bis 1,2 Äquivalenten je Äquivalent Epihalogenhydrin einer wasserlöslichen Säure, ausgewählt aus Halogenwasserstoffsäuren, Schwefelsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure, Ameisensäure und Essigsäure, bis die Epoxidgruppen im wesentlichen zu den entsprechenden Halogenhydringruppen umgewandelt worden sind und eine säurestabilisierte Harzlösung erhalten worden ist.
Diese Reaktionsprodukte von Epihalogenhydrin und Polymeren von Diallylamin und Salzen davon und deren Verwendung in Papier werden beschrieben in U.S. Patent 3,700,623, G.I. Keim, erteilt 24. Oktober 1972, und 3,833,531, G.I.Keim, erteilt 3. September 1974.
Wie in U.S. Patent 3,833,531 berichtet, gehören zu den spezifischen Copolymeren, die mit einem Epihalogenhydrin umgesetzt werden können, Copolymere von N-Methyldiallylamin und Schwefeldioxid; Copolymere von N-Methyldiallylamin und Diallylamin; Copolymere von Diallylamin und Acrylamid; Copolymere von Diallylamin und Acrylsäure; Copolymere von N- Methyldiallylamin und Methylacrylat; Copolymere von Diallylamin und Acrylonitril; Copolymere von N-Methyldiallylamin und Vinylacetat; Copolymere von Diallylamin und Methylvinylether; Copolymere von N-Methyldiallylamin und Vinylsulfonamid; Copolymere von N-Methyldiallylamin und Methylvinylketon; Terpolymere von Diallylamin, Schwefeldioxid und Acrylamid; und Terpolymere von N-Methyldiallylamin, Acrylsäure und Acrylamid.
Das am meisten bevorzugte Harz ist das mit HCl stabilisierte Reaktionsprodukt von Epichlorhydrin und Poly(N- methyldiallylaminhydrochlorid), verwendet in einer Menge von 0,5% bis 1,5 Gew.-%, bezogen auf die Knochentrockenpulpe. Sein bevorzugtes Molekulargewicht via Gelpermeationschromatographie ist von 300 000 bis 600 000, und es wird hergestellt nach dem Verfahren, wie es hier beschrieben wird und ähnlich demjenigen des Beispiels 2 des nachstehend genannten U.S. Patentes 3,700,623.
Wie vorstehend angegeben, wird ein spezifisches Papierverfahren, das besonders zur Herstellung des erfindungsgemäßen Papieres geeignet ist, im allgemeinen beschrieben durch P.D.Trokhan in U.S. Patent 4,529,480, erteilt 16. Juli 1985. Jedoch erfordert das erfindungsgemäß verwendete bevorzugte Papiertuch die Einarbeitung der vorstehend genannten Naßfestigkeitsmittel, so daß das Papier eine Bleichmittelumgebung zusammen mit den Beanspruchungen einer automatischen Waschmaschine und eines Trommeltrockners überstehen kann.
Die Trokhan-Papierbahn, die auch eine Papiertuchbahn genannt wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß sie bestimmte Oberflächen aufweist. Wie hier angegeben, wird eine Oberfläche beherrscht durch den hochdichten Netzwerkbereich, der kontinuierlich, makroskopisch einebenig ist und der ein vorgewähltes Muster bildet. Er wird in Trokhan "Netzwerkbereich" genannt, weil er ein System von Linien umfaßt von im wesentlichen gleichmäßigen physikalischen Eigenschaften, die sich überschneiden, sich verflechten und sich kreuzen, wie ein Netzgewebe. Er wird als "kontinuierlich" beschrieben, weil die Linien des Netzwerkbereichs im wesentlichen über die Oberfläche der Bahn nicht unterbrochen sind. Natürlich ist Papier wegen seiner speziellen Natur niemals vollständig gleichmäßig, z. B. mikroskopisch betrachtet. Die Linien von im wesentlichen gleichmäßigen Eigenschaften sind gleichmäßig im praktischen Sinne und genauso nicht unterbrochen im praktischen Sinne. Der hochdichte Netzwerkbereich wird beschrieben als "makroskopisch einebenig", weil, wenn die Bahn als ganze in eine ebene Konfiguration getan wird mit der vertieften Oberfläche nach unten, die obere Oberfläche (d. h. die Oberfläche, die auf der gleichen Seite der Papierbahn liegt wie die Herausragungen der Wölbungen) des Netzwerks ebenfalls im wesentlichen eben ist. Der Netzwerkbereich wird beschrieben, daß er ein vorgewähltes Muster bildet, weil die Linien (oder Außenlinien) eine bestimmte Form (oder Formen) bilden in einem sich wiederholenden Muster (im Gegensatz zu einer zufälligen Anordnung).
Die Wölbungen/Vertiefungen der Papiertuchbahn sind von relativ niedriger Dichte. Eine Oberfläche der Bahn umfaßt eine Vielzahl von Wölbungen, die innerhalb des gesamten Netzwerkbereichs verteilt sind, wobei jede an ihrer Basis durch Teile des hochdichten Netzwerkbereichs umgeben ist. Die Form der Wölbungen (in der Ebene der Papierbahn) wird durch den Netzwerkbereich definiert. Diese "gewölbte" Oberfläche niedriger Dichte der Papierbahn wird der Einfachheit halber so genannt, weil jede sich von der durch den Netzwerkbereich gebildeten Ebene zu erstrecken (herauszuragen) scheint, wenn sie von einem scheinbaren Beobachter betrachtet wird, der die Papiertuchbahn von dieser Oberfläche prüft. Wie vorstehend ausgeführt, stellen die "Wölbungen", wenn sie von einem scheinbaren Beobachter betrachtet werden, der die Papiertuchbahn von der entgegengesetzten (hochdichten) Oberfläche der Bahn prüft, bogenförmige Hohlräume dar, die als "Vertiefungen" erscheinen.
Die Dichte (Gewicht je Volumeneinheit) des Netzwerkbereichs selbst ist hoch im Vergleich zur Dichte der Wölbungen selbst.
Der Fachmann in der Papiertechnik ist vertraut mit der Wirkung von Kreppen auf Papierbahnen. Vereinfacht gesagt, stattet das Kreppen die Bahn mit einer Vielzahl von mikroskopischen oder halbmikroskopischen Furchen aus, die sich bilden, wenn die Bahn verkürzt wird, die Faser-Faser-Bindungen aufgebrochen und die Fasern neu geordnet werden. Im allgemeinen erstrecken sich die mikroskopischen oder halbmikroskopischen Furchen quer über die Bahn. D.h., die Linien der mikroskopischen Furchen befinden sich im rechten Winkel zur Richtung, in der sich die Bahn zu dem Zeitpunkt bewegt, wo sie gekreppt wird (d. h. im rechten Winkel zur Maschinenrichtung). Sie sind außerdem parallel zur Linie des Rakels, der das Kreppen bewirkt. Das Kreppen, das der Bahn vermittelt wird, ist mehr oder weniger permanent, solange die Bahn nicht Zugkräften ausgesetzt wird, die normalerweise den Krepp von der Bahn entfernen können. Im allgemeinen vermittelt das Kreppen der Papierbahn eine Dehnbarkeit in der Maschinenrichtung und verbessert die Weichmacherfreigabe. Vorzugsweise ist die hier verwendete - Papiertuchbahn gekreppt.

2. Das bevorzugte Papierherstellungsverfahren

Nochmals gesagt kann die oben beschriebene besonders bevorzugte Papierbahn hergestellt werden gemäß dem Verfahren des üblicherweise übertragenen U.S. Patents 4,529,480, Paul D. Trokhan, das wie hier beschrieben modifiziert wird.
Die erste Stufe in dem Verfahren besteht darin, daß man eine wäßrige Dispersion der Papierherstellungsfasern und Papierherstellungschemikalien einschließlich Naßfestigkeitsharze und Trockenfestigkeitsharze zur Verfügung stellt. Die vorstehend genannten Fasern und Chemikalien können verwendet werden. Es können Techniken angewandt werden, die dem Papierherstellungsfachmann bekannt sind, um diese Dispersion herzustellen, die manchmal als Papierherstellungsausstattung bekannt ist.
Die zweite Stufe in dem Verfahren besteht darin, daß man eine unbearbeitete Bahn der Papierherstellungsfasern aus der Papierherstellungsausstattung auf einer ersten durchlöcherten Vorrichtung bildet. Die Fasern in der unbearbeiteten Bahn haben eine relativ große Menge Wasser, die mit ihnen verbunden ist. Konsistenzen im Bereich von 5% bis 25% sind zufriedenstellend. (Prozentuale Konsistenz wird definiert als 100mal der Quotient, der erhalten wird, wenn das Gewicht der Trockenfaser in dem System durch das Gesamtgewicht des Systems geteilt wird.) Die unbearbeitete Bahn ist im allgemeinen zu schwach, um in der Lage zu sein, ohne die Stütze eines äußeren Elementes zu existieren, wie die erste durchlöcherte Vorrichtung. Die Fasern innerhalb der unbearbeiteten Bahn werden zusammengehalten durch Bindungen, die schwach genug sind, um die Neuordnung der Fasern zu gestatten unter der Wirkung der nachstehend beschriebenen Kräfte. Jede der zahlreichen Techniken, die dem Papierherstellungsfachmann wohl bekannt sind, können bei der Durchführung dieser Stufe angewandt werden. Praktischerweise werden kontinuierliche Papierherstellungsverfahren bevorzugt. Verfahren, die sich selbst zur Praxis dieser Stufe führen, werden in vielen Druckschriften beschrieben, wie U.S. Patent 3,301,746, erteilt an Sanford and Sisson am 31.Januar 1967, und U.S. Patent 3,994,771, erteilt an Morgan und Rich am 30. November 1976. Die erste durchlöcherte Vorrichtung ist ein Fourdrinier-Sieb.
Die dritte Stufe besteht darin, daß die nichtbearbeitete Bahn mit einer zweiten durchlöcherten Vorrichtung (eine "Ablenkvorrichtung") in Verbindung gebracht wird, die ein kontinuierlicher Riemen ist. Die zweite durchlöcherte Vorrichtung hat eine Oberfläche, die die unbearbeitete Bahn berührende Oberfläche, die eine makroskopisch einebenige Netzwerkoberfläche enthält, die kontinuierlich und gemustert ist und die innerhalb der zweiten durchlöcherten Vorrichtung eine Vielzahl von einzelnen, isolierten Ablenkrohren bildet (siehe Fig. 11 und 12). Die Ablenkrohre sind fortlaufende Durchgänge, die die mit der unbearbeiteten Bahn in Berührung stehende Oberfläche mit der gegenüberliegenden Oberfläche der Ablenkvorrichtung in Verbindung bringt. Die Ablenkvorrichtung ist derart konstruiert, daß, wenn Wasser aus der unbearbeiteten Bahn entfernt werden soll (wie durch Anwendung verschiedener Flüssigkeitsdrücke) in Richtung der durchlöcherten Vorrichtung, das Wasser aus dem System abgezogen werden kann, ohne die unbearbeitete Bahn wieder berühren zu müssen entweder im flüssigen oder im dampfförmigen Zustand. Die Netzwerkoberfläche ist im wesentlichen einebenig und kontinuierlich, so daß die durch die Netzwerkoberfläche gebildeten Linien wenigstens ein im wesentlichen nicht unterbrochenes netzartiges Muster bilden. Innerhalb der Netzwerkoberfläche werden die Ablenkrohre in der die Bahn berührenden Oberfläche der Ablenkvorrichtung gebildet.
Die Öffnungen der Ablenkrohre sind in Form von ungleichmäßigen Fünfecken, verteilt in einer gleichmäßig sich wiederholenden Anordnung, wie schematisch in Fig. 11 erläutert. Mit Bezug auf Fig. 11 erläutert die Bezugsnummer 42 die Öffnungen der Ablenkrohre, während Bezugsnummer 41 die Netzwerkoberfläche bezeichnet; die Winkel alpha betragen etwa 1200; die Abmessungen der ungleichmäßigen Fünfecke und deren Orientierungen sind: A beträgt 0,66 mm; B beträgt 1,73 mm; C beträgt 1,14 mm, D beträgt 0,66 mm und E beträgt 0,178 mm.
Die vierte Stufe besteht darin, die Papierherstellungsfasern in der unbearbeiteten Bahn in die Ablenkrohre abzulenken und Wasser von der unbearbeiteten Bahn durch die Ablenkrohre zu entfernen, um eine Zwischenbahn der Papierherstellungsfasern zu bilden. Die Ablenkung erfolgt unter solchen Bedingungen, daß die Ablenkung der Papierherstellungsfasern spätestens zu dem Zeitpunkt begonnen wird, an dem die Wasserentfernung durch die Rohre beginnt. Die Ablenkung der Fasern wird eingeleitet durch die Anwendung verschiedener Fluiddrücke auf die nichtbearbeitete Bahn, indem man die nichtbearbeitete Bahn einem Vakuum aussetzt, derart, daß das Vakuum auf die zweite Oberfläche der Ablenkvorrichtung angewendet wird und die Bahn dem Vakuum ausgesetzt wird durch die Ablenkrohre. Die Fasern in der nichtbearbeiteten Bahn werden von der Ebene der nichtbearbeiteten Bahn in die Ablenkrohre abgelenkt, ohne die Integrität der Bahn zu zerstören.
Die fünfte Stufe besteht darin, daß man die Bahn mit einem in der Technik wohl bekannten Durchflußtrockner (Heißlufttrockner) vortrocknet, bis die vorgetrocknete Bahn eine Konsistenz von etwa 75% hat.
Die sechste Stufe besteht darin, daß das Netzwerkmuster der Oberfläche der Ablenkvorrichtung in die vorgetrocknete Bahn gepreßt wird unter Bildung einer geprägten Bahn durch Pressen der vorgetrockneten Bahn gegen die Oberfläche eines Yankee-Trommeltrockners mit der Ablenkvorrichtung. Die Oberflächengeschwindigkeit des Yankee-Trockners ist 0% bis 20% geringer als die Oberflächengeschwindigkeit der ersten durchlöcherten Vorrichtung.
Die siebte Stufe besteht darin, daß die geprägte Bahn auf der Oberfläche des Yankee-Trockners (an dem sie mit Hilfe von Polyvinylalkohol haftet) zu einer Konsistenz von etwa 97% trocknet.
Die achte Stufe besteht darin, daß die getrocknete Bahn verkürzt wird durch deren Kreppen von der Oberfläche des Yankee-Trockners mit einem Rakel.
Die bevorzugten Papierherstellungsfasern sind Northern Weichholz-Kraft-Fasern. Einige bevorzugte Naßfestigkeitsharze sind Kymene® 557H Polyamid-Epichlorhydrin-kationische Naßfestigkeitsharze, hergestellt von Hercules Incorporated of Wilmington, Delaware, verwendet in einer Menge von 6,7 bis 17,9 g/kg der Knochentrockenpulpe. Ein noch bevorzugteres Naßfestigkeitsharz ist dasjenige, wie es vorstehend beschrieben wird und in dem U.S. Patent 3,700,623 unten erläutert wird. Zu anderen Additiven der Papierherstellungsausstattung gehören vorzugsweise 0,9-2,67 g Carboxymethylcellulose (CMC) je kg Knochentrockenpulpe und 0-9 g/kg Hercon 48® wasserfestmachendes Material, hergestellt durch Hercules Incorporated of Wilmington, Delaware.
Das Tuch wird normalerweise in Rollenform (16) angesammelt, wie in Fig. 9 gezeigt wird, so daß es abgewickelt werden kann entweder durch Verwendung eines Kraftantriebes auf die aufgewickelte Rolle oder durch Ziehen an der Bahn. Eine Vorrichtung zum Kontrollieren der Bahnspannung ist gewöhnlich erforderlich, weil das Papier leichtgewichtig und etwas elastisch ist. Es ist wichtig, niedrige Bahnspannungen innerhalb des Systems anzuwenden und diese Spannungen genau zu kontrollieren.
Wie vorstehend ausgeführt, ist die Dichte und die Weichmacherabsorptivitätsrate dieses bevorzugten Papiertuchs für jede Oberfläche unterschiedlich. Die Position des Papiers auf dem aufgewickelten Stand bestimmt, welche Papieroberfläche auf der Innenseite des Laminats orientiert sein wird. Wie in Fig. 9 gezeigt, wird jede Papiertuchlage von dem aufgewickelten Stand durch eine Reihe von sich drehenden Walzen und Zugwalzen je nach Bedarf geführt.

3. Handhabung des Pulvers bei der Herstellung des Produktes

In die Zellen (3) zu laminierende Pulver, wie in Fig. 3 gezeigt, werden in üblichen Trichtern (10a) aufbewahrt, wie in Fig. 9 und 10 gezeigt. Je nach Bedarf werden sie zu der Formablagerungstrommel (14) befördert mit Hilfe irgendeiner der zahlreichen Abmeß- und Beförderungsvorrichtungen. Typischerweise können sie bestehen aus Schneckenförderer, Riemenförderer und Vibrationsförderer. Einfache Abmeßvorrichtungen, wie Vibrationsbeschicker, Gewichtsverlustbeschicker, Rotationsventile, Luftstromrohre und Gewichtsriemen, können ebenfalls verwendet werden, und ähnliches ist in der Technik bekannt. Sowohl volumetrische als auch gravimetrische Beschicker können verwendet werden.
Vorzugsweise wird den Pulvern eine Geschwindigkeitskomponente gegeben ähnlich der Geschindigkeit der Ablagerungstrommel, um die Absetzzeit zu verringern. Aus diesem Grunde ist oft eine Kurve am Boden der Einlaßrutsche von Nutzen. Die Gesamtgeschindigkeit des Pulvers kann verändert werden durch die Höhe der Rutsche. Ein Riemenförderer kann ebenfalls verwendet werden, um dem Pulver die gewünschte Geschwindigkeit zu geben.
Eine der Schlüsseleigenschaften des Verfahrens ist die Fähigkeit, zwei oder mehr unterschiedliche Pulver (9 und 9a) dem laminierten Blatt zuzugeben, wie in Fig. 10 gezeigt. Lose Gewebeweichmacherprills können als Pulver zugesetzt werden. Wenn zwei oder mehr unterschiedliche Pulver gehandhabt werden, werden sie getrennt mit Hilfe von Teilungselementen (10b) in dem Trichter (10a) gehalten. Sie können zu getrennten Reihen auf das geprägte Tuch aufgebracht werden und physikalisch getrennt gehalten werden während des Verfahrens, des In-den-Handel-bringens, Verkaufs und Lagerung des Produktes. So können einige lagerungsunverträgliche Materialien in das gleiche Produkt eingearbeitet werden, ohne Verlust ihrer Wirksamkeit.

4. Formablagerungstrommel

Die Formablagerungstrommel umfaßt die folgenden Eigenschaften:
(a) Das Äußere der Trommel ist bedeckt mit den Formen, die aus einer Reihe von quadratischen oder rechteckigen Vertiefungen bestehen (im Unterschied zu den vertieften Oberflächen des Papiers), in welche das Papier geprägt werden kann. (Es versteht sich, daß die "Formvertiefungen" der Prägevorrichtung unterschiedlich sind von den "Tuchvertiefungen" in der Oberfläche der einen Seite des bevorzugten Papiers.) Ein weiter Bereich an Formvertiefungsgrößen und Formen ist möglich. Es wurde gefunden, daß rechteckige Zellen einer Größe von 0,5 bis 3 inch (13 bis 76 mm) zu 0,5 bis 3,0 inch (13 bis 76 mm) besonders für das Verfahren und die Eigenschaften des fertigen laminierten Produktes geeignet sind.
Am Boden einer jeden Formvertiefung ist ein Vakuumloch, das in das Innere der Trommel führt, worin eine Vertiefung ist, in der die Luft teilweise evakuiert ist.
(c) Zwischen jeder der Vertiefungen auf der Trommeloberfläche sind "Boden" -Bereiche vorzugsweise etwa 1/8 inch (3 mm) breit auf dem oberen Teil. Diese Böden können eine Reihe von Luftstromlöchern enthalten, die an eine Beschickung von komprimierter Luft innerhalb der Ablagerungstrommel angeschlossen sind. Nach Außen blasende Luft durch diese Löcher und durch das Decktuch kann dazu betragen, die Becherrandbereiche (5) frei von losem Pulver zu halten und somit eine saubere Oberfläche auf dem Tuch für die Verbindung zu schaffen.
(d) Das Innere der Formablagerungstrommel enthält eine Reihe von rohrartigen Vakuumlöchern (12'), die dazu bestimmt sind, die Mitte der Formvertiefungen mit Vakuum zu verbinden, und auf ähnliche Weise sind Luftstromkanäle (8') mit Luftdruck verbunden. Diese rohrartigen Löcher und Kanäle führen zu der Seite der Trommel und sind so konstruiert, daß jede Reihe von Formvertiefungen einzeln mit Vakuum und Luftdruck verbunden werden kann, falls erforderlich.
Viele unterschiedliche Anordnungen für die inneren Rohre sind möglich, einschließlich große innere Plenumkammern als auch Rohrverbindung unmittelbar unter der Trommeloberfläche. Derartige Anordnungen sind nur durch die Fantasie begrenzt. Eine weitere besonders wertvolle Eigenschaft ist ein gleitender und justierbarer Block im Rohrsystem, um die Beschickungspositionen auf der Ablagerungstrommel zu kontrollieren, die an bestimmte Reihen von Oberflächenaktivitäten gebunden sind, so daß die Beschickung von Luft und Vakuum zur Formablagerungstrommel, falls erforderlich, verändert werden können.
Die Verbindung des inneren Vakuums und Luftrohrs an Vakuum- und Luftdruckquellen sind gleitende Ventile. Wiederum sind viele Typen von Ventilsystemen verfügbar, um einen festen Verschluß eines sich bewegenden Teiles gegen ein stationäres zu bewirken.

5. Prägetrommel

Eine Trommel mit einem Weichgummi-Außenteil, wie das in Fig. 6 gezeigte, ist dazu bestimmt, die Formablagerungstrommelvertiefungen so zu berühren, daß, wenn Papier auf die Ablagerungstrommel aufgebracht wird, die weiche Oberfläche der Prägetrommel das Papier in die Vertiefungen hineinzieht. Die Prägetrommel kann Oberflächenmuster haben, die der Formablagerungstrommel entsprechen. In diesem Fall müssen die beiden Trommeln synchron laufen. Wenn eine glatte, nicht gemusterte (weiche) Prägewalze verwendet wird, ist eine Geschwindigkeitssynchronisierung nicht erforderlich, und die Prägetrommel kann durch die Formablagerungstrommel angetrieben werden.
Eine wichtige Eigenschaft der Formprägetrommel, die entweder eine weichgummiartige Oberfläche oder Hartoberflächenmuster enthält, besteht darin, daß sie justierbar sein kann, so daß die Tiefe der Prägung sorgfältig kontrolliert werden kann. Typischerweise können Tiefen von bis zu 0,50 inch (12,7 mm) für die Weichprägung verwendet werden und bis zu 0,40 inch (10,2 mm) für die Hartprägung, jedoch kann tiefere oder flachere Prägung angewendet werden, um Parameter, wie Laminatzellkapazität und Form zufriedenzustellen. Die Hartprägewalze läuft synchron mit der Formablagerungstrommel.
Die Form des hochstehenden Prägehöckers auf der Hartprägewalze ist wichtig, um maximale Prägetiefen zu erzielen, jedoch wurde gefunden, daß ein Höcker von 0,25 inch (6 mm) weniger als die Formtiefe in beiden Dimensionen (MD und CD) gut funktionierte, insbesondere wenn die Höckerecken abgerundet waren unter Bildung einer ziemlich kreisrunden oder elliptischen Querschnittsform.

6. Ablagerungstrommelaufnehmer

Wie in Fig. 10 gezeigt, kann ein Aufnahmeabschnitt (26) auf dem Oberteil der Formwalzenablagerungstrommel (14) aufgebaut sein, wie in Fig. 10 gezeigt. Diese ist dazu bestimmt, um verschiedene wichtige Teile zu enthalten.
(a) "Seiten" (10c), die das Pulver enthalten, wenn es zuerst der Formablagerungstrommel zugesetzt wird. Diese müssen fest an der Formablagerungstrommel angeschlossen sein, um den Luftstrom von den Seiten auf ein Minimum herabzusetzen.
(b) Ein Rakel (24), wie in Fig. 9 gezeigt, um die Oberfläche des Pulvers innerhalb der Becher zu ebenen; um Pulver von den Becherrändern (5a) wegzuwischen und höhere Pulverhügel, die die Verbindung stören könnten, wegzubürsten. Es wurde gefunden, daß dieser Rakel (24) aus vielen Materialien hergestellt werden kann, jedoch war eine weiche Bürste besonders wirksam.
(c) Wie in Fig. 10 gezeigt, kann Trennvorrichtung (10b), die in der Form ähnlich ist wie die Seiten des Trichters (10a) und Aufnahmevorrichtung (26), jedoch sich zwischen den Seiten des Trichters und Aufnahmevorrichtung (26) befindet, verwendet werden, um unterschiedliche Pulver zu trennen und zu ermöglichen, daß zwei oder mehr vollständig unterschiedliche Materialien in dem laminierten Produkt abgelagert und enthalten sein können, ohne in physikalischen Kontakt miteinander zu stehen.

7. Immobilisierung der Weichmacherpunkte und Bindungssysteme

Obgleich diese beiden Systeme zusammen diskutiert worden sind, versteht es sich, daß sie nicht unbedingt miteinander verbunden sind.
Nochmals Bezug nehmend auf Fig. 9 wird die Decktuchbahn (4) von einer üblichen Abwickelwalze (16') beschickt unter Anwendung von Spannungskontrolle, die durch ein einfaches Tänzersystem vermittelt wird. Erfindungsgemäß würde die hochdichte vertiefte Oberfläche von (4) am obersten sein.
Gewöhnlich wird das Tuch gezogen, jedoch, falls erforderlich, kann die Abwickelwalze durch eine Anzahl an Vorrichtungen angetrieben werden, die üblicherweise in Bahnhandhabungsverfahren angewendet werden.
Ein Gravur-Drucksystem (27) wird angewendet, um Heißschmelzklebstoff (22) auf die Decklagentuchbahn (4) zu drucken in einem solchen Muster, daß die Becherränder und die Böden der Formablagerungstrommelvertiefungen angepaßt sind. Übliche Heißschmelzgravursysteme, wie sie durch Roto-Therm Co., Anaheim, Californien 92807 angeboten werden, können verwendet werden.
Wie vorstehend hier erwähnt, können die laminierten Produkte Granulate, Prills oder Flocken des Gewebeweichmachers innerhalb des Laminats enthalten. Solche Granulate sind innerhalb des Laminats mobil. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Weichmacher in Form von Punkten immobilisiert, die an die innere Oberfläche von einer oder beiden der äußeren Lagen des Laminats gebunden sind oder an eine Lage, die zwischen den äußeren Lagen liegt. Diese werden hier als immobilisierte Weichmacherpunkte bezeichnet.
Nochmal Bezug nehmend auf Fig. 9 wird zur Immobilisierung der Weichmacherpunkte eine Siebkompositionsdrucksystemwalze (28) angewendet, um einen Heißschmelzweichmacher in gemusterten "Punkten" auf die hochdichte vertiefte Oberfläche des Papiertuches aufzubringen. Die Weichmacherpunkte werden auf das offene Tuch aufgedruckt, das frei ist von Heißschmelzklebstoffmuster, wie in Fig. 15 erläutert.
Die Temperatur der Heißschmelzweichmacherzusammensetzung ist beim Aufbringen typischerweise 49ºC bis 88ºC. Die Punkte werden immobilisiert gezeigt auf der inneren Oberfläche der Decklage (4) von Fig. 3. Sie können sich in die Tuchlage erstrecken und über diese Oberfläche herausragen von 0 mm bis zu einer Höhe von 10 mm, vorzugsweise von weniger als 1 mm bis zu 3 mm, noch bevorzugter weniger als 2 mm.
Von der Siebdruckwalze (28) zur Immobilisierung der Weichmacherpunkte wird das Papier über eine Walze geführt zu der Ablagerungswalze, wo eine sofortige Heißschmelzklebstoffverbindung hergestellt wird auf dem unteren Tuch (5), das mit seiner gewölbten Oberfläche niedriger Dichte nach innen orientiert ist. Eine dauerhaftere Bindung wird hergestellt, indem man die Laminate unter einer Laminierungswalze (23) hindurchführt, wo die Papierbahn komprimiert wird und der gemusterte Klebstoff tief in die Tuchstruktur eingedrückt wird.
Das Verbindungssystem der Fig. 9 ist eine bevorzugte Methode zum Verbinden. Es versteht sich, daß andere Verbindungssysteme genauso zufriedenstellend sind. Beispielsweise können schmelzbare Fasern, wie Polyesterfasern, in die Papierausstattung eingearbeitet werden, wobei das Tuch dann hitzeversiegelbar ist. Die Bindungen entlang der Becherränder können erzielt werden durch gemustertes Erhitzen in diesen Bereichen. Andere Verbindungsmethoden wie Nadeln, Hochdruckverbindung und Hitzeversiegelung unter Verwendung von gemusterten schmelzbaren Filmen sind andere mögliche Arten der Laminierung.
Ebenso ist das vorstehende System der Weichmacherimmobilisierung nur ein bevorzugter Weg, geschmolzenen Weichmacher auf die Tuchlage aufzubringen. Es versteht sich, daß andere Methoden wie Offset-Gravur-Druck, Walzenbeschichtung, Aufsprühen von geschmolzenem Weichmacher und Extrudieren angewandt werden können, um den Weichmacher aufzubringen.
Nochmals Bezug nehmend auf Fig. 9 wird das Tuch typischerweise von der Walze (16) abgewickelt, wobei lediglich der Zug von der Formablagerungswalze (14) angewandt wird. Bei steiferem Papier, größeren Walzen oder wenn irgendein Stau erfolgt, kann es erforderlich sein, angetriebene Abwickelwalzen oder getrennte Zugwalzen zu verwenden, um das Abwickeln des Papiers zu unterstützen. Die Spannung in dem Papier wird mit einem einfachen Tänzersystem kontrolliert.
Der Vorgang des Papierabwickelns kann einen Aufbau von statischer Ladung auf der Bahn verursachen, die später Probleme mit der Handhabung des Pulvers verursachen kann. Gewöhnlich wird man damit fertig durch eine Kombination von steigender relativer Umgebungsfeuchte auf mindestens 50% und durch Anwendung von handelsüblichen Statikeliminatoren an geeigneten Plätzen neben der Bahn.
Das orientierte Papier für die untere Lage wird zur Formablagerungstrommel (14) geführt und durch den Nippel der Prägetrommel (15). Obgleich es nicht wesentlich ist, hilft das Vorhandensein von Vakuum auf den Vertiefungen, an diesem Punkt das Papier zu stabilisieren und es während des Prägens an Ort und Stelle zu halten als auch das etwas elastische Papier vom Zurückschrumpfen zu bewahren, wodurch es ein geringeres Volumen nach dem Prägevorgang haben würde. Die Prägetrommel (15) kann mit der Ablagerungstrommel synchronisiert sein und/oder auf die gewünschte Tiefe eingestellt sein. Typischerweise wird eine Tiefe von 7,6 mm bis 12,7 mm für das Prägen angewandt.
An einer Stelle nahe des Oberteils der Ablagerungstrommel (14) von Fig. 9 wird Pulver (9) zugesetzt. Dieses Pulver kann an irgendeinem Teil der Ablagerungstrommel zugesetzt werden, wenn es durch Vakuum gehalten wird, jedoch funktionieren etwa 15º vor dem TDC (Zentrum des oberen Totpunktes) gut. Das Pulver wird vorzugsweise zugesetzt in Form eines Wasserfalls oder einer Kaskade über die gesamte Bahn mit einer Geschwindigkeit, die an die Gesamtblatterfordernisse angepaßt ist. Für ein 15 cm langes Blatt ist oft eine Pulvermenge von 20 bis 120 g wünschenswert.
Bezugnehmend auf Fig. 6, 7 und 8 werden gleichzeitig mit der Pulverzugabe sowohl Vakuum (12') und der Luftstrom (8) angestellt. Das Vakuum fördert hochgradig das schnelle und akkurate Absetzen des Pulvers in den Vertiefungen. Im Bodenbereich (12b) strömt Luft auswärts durch das Papier, was dazu beiträgt, die Becherrandbereiche (5a) der Fig. 2 und 3 für das anschließende Verbinden sauber zu halten. Die Mengen an Luftdruck und Vakuum werden kontrolliert und für beste Eigenschaften ausgewogen, jedoch funktioniert ein Vakuum von 20 bis 98 kPa (200 bis 1 000 mm Wasser) und ein Luftdruck von 20 bis 49 kPa (200 bis 500 mm Wasser) gut.
Nochmals Bezug nehmend auf Fig. 9 rotiert die Trommel (14) nach Aufbringung des Pulvers unter einem Rakel (24), um das Pulver in den Bechern glatt zu streichen.
Heißschmelzklebstoff (22) wird auf das Papiertuch (4) aufgebracht aus einem Gravurzylinder (27) unter Anwendung des gewünschten Musters. Viele Arten von Heißschmelzen können verwendet werden, einschließlich Polyvinylacetate, Polyethylen, Gummis und ähnliches. Polyamidklebstoffe haben sich als besonders günstig erwiesen, da sie ihre Integrität während eines Waschzyklus beibehalten. Klebstoffe auf der Basis von Lösungsmitteln sind ebenfalls akzeptabel für das Verfahren, jedoch ist eine weitere Behandlung erforderlich, um das Lösungsmittel zu entfernen. Welche Art von Klebstoff auch immer verwendet wird, sollte er schnelle Hafteigenschaften aufweisen, so daß die Laminierung sehr schnell beendet ist. Typischerweise wird der Heißschmelzklebstoff bei 215ºC aufgedruckt. Die Viskosität an diesem Punkt beträgt etwa 10 Pa·s, was dazu führt, daß der Klebstoff auf oder neben der Papieroberfläche verbleibt, bis sie die Laminierungs-(Kombinations-)walze (23) erreicht.
Die obere Papierlage (4) mit dem aufgedruckten Heißschmelzklebstoff wird durch ein Siebdruck-Weichmachersystem (28 und 28') zur Formablagerungstrommel (14) geführt, wo sie sich mit der unteren Papierlage (5) auf den Becherrandbereichen vereinigt. Mit dem geeigneten Klebstoff wird sofortige schwache Bindung erzielt. Durch das anschließende Führen unter eine Laminierungskombinationswalze (23) mit Bindungsdrücken bis zu 17,8 kg je linearem Zentimeter wird das Papier komprimiert und der Klebstoff tief in das Papier hineingedrückt für eine permanente Bindung. Es muß darauf geachtet werden, daß ein tiefes Eindringen des Klebstoffs in die Bahn erzielt wird, so daß die Bahnen sich nicht wieder voneinander lösen bei oder nahe den Bindungen während der Lagerung und der Handhabung und insbesondere dem rigorosen Waschzyklus. Die Kompression der Verbindungsbereiche des laminierten Papiertuchs auf eine Gesamtdichte von 0,13 bis 0,65 mm ist besonders wirksam. Für Klebstoffe mit einer sehr schnellen Klebung ist es vorzuziehen, die Laminierwalze nahe an den Punkt zu führen, wo sich die beiden Papierbahnen ursprünglich treffen.
Nach der Vereinigung wird das laminierte Blatt von der Ablagerungstrommel (14) zu einem Schlitz-, Schneide- und Faltvorgang geführt, um die Blätter auf ihre endgültige Form herzurichten zur Verwendung wie in Fig. 10 gezeigt.
Es versteht sich, daß ein laminiertes Produkt auf beiden Seiten geprägt sein kann für ein vergrößertes Zellvolumen. Es versteht sich außerdem, daß die Größe der Zellen vergrößert werden kann, wie in Fig. 15 gezeigt. Es versteht sich ferner, daß das Produkt manuell oder halb-manuell hergestellt werden kann.

Die Waschaktivstoffe

Die erfindungsgemäß verwendeten Pulver können typische Waschaktivstoffe: Weichmacherprills, Bleichmittel, Detergentien usw. sein.
Beispiele von pulverförmigen Detergensmaterialien werden beschrieben in U.S. Patent 4,404,128, B.J. Anderson, erteilt 13. September 1983.
Beispiele von pulverförmigen Bleichmaterialien werden beschrieben in U.S. Patent 4,473,507, F.B. Bossu, erteilt 25. September 1984.
Beispiele für geschmolzene Weichmacher/Antistatik-Mischmaterialien werden beschrieben in U.S. Patent 4,113,630, Hager et al., erteilt 12. September 1978, und 4,259,373, Demessemaekers et al., erteilt 31. März 1981. Andere geeignete Gewebeweichmacher wie Amine, Amide, Fettalkohole usw. können verwendet werden.

BEISPIEL I

Ein bevorzugtes Tuch(Papierherstellungs)-Beispiel

Es wurde eine Papierherstellungsmaschine in Pilotgröße verwendet. Die Kopfbox war ein Saugbrustwalzenformer mit feststehendem Dach, und die erste durchlöcherte Vorrichtung (Fourdrinier-Sieb), auf der die unbearbeitete Bahn gebildet wurde, war ein fünfhäutiges Polyestergewebe mit 33·30 Fäden je cm.
Die Ausstattung setzte sich zusammen aus 100%igen Northern Weichholz-Kraft-Pulpefasern mit 13 kg eines naßfesten Harzes je 1000 kg Knochentrockenfasern und 3 kg "CMC-T", Natriumcarboxymethylcellulose-CMC-T-Papierherstellungsadditiv je 1000 kg Knochentrockenfasern. (Natriumcarboxymethylcellulose-CMC-T wird hergestellt von Hercules, Inc., aus Wilmington, Delaware.) Das Naßfestigkeitsharz dieses Beispiels ist das mit HCl stabilisierte Reaktionsprodukt von Epichlorhydrin und Poly(N-methyldiallylamin-hydrochlorid), wie hier beschrieben mit einem Molekulargewicht von 468 000.
Das Harz wird vor seiner Verwendung aktiviert. Die Aktivierung erfolgt dadurch, daß zuerst Wasser zugesetzt wird, um das Harz, falls erforderlich, auf 5% Feststoffgehalt zu verdünnen. Dann wird Natriumhydroxid als eine 50%ige Lösung zugesetzt zu der Harzlösung mit 5% Feststoff in einer Menge, die 2,5% des Gewichts der 5%igen Lösung entspricht, um das OR-Harz zu aktivieren. Die Harzlösung ist richtig aktiviert, wenn ein Aliquot von 100 ml der Lösung einen Bromthymolblau-Endpunkt erreicht, wenn sie mit zwischen 2 und 6 ml einer IN Schwefelsäurelösung titriert wird.
Das aktivierte Harz dieses Beispiels (nachstehend als das Harz des Beispiels 1 bezeichnet) hat einen Feststoffgehalt von zwischen 4,5% und 5,5%. Dies wird der Ausstattung zugesetzt bei einer Konsistenz von zwischen 2,5% und 3,5%. Natriumcarboxymethylcellulose-CMC-T in wäßriger Lösung bei einem Feststoffgehalt von zwischen 0,5% und 1,5% wird der Ausstattung ebenfalls zugesetzt, nachdem die Ausstattung auf zwischen 0,15% und 0,25% verdünnt worden ist mit dem im Kreislauf geführten Wasser von dem bahnbildenden Fourdrinier-Abschnitt der Papierherstellungsmaschine.
Die Bahn wird von der ersten durchlöcherten Vorrichtung auf eine Ablenkvorrichtung transportiert, indem man Vakuum auf die Oberfläche der Ablenkvorrichtung anwendet gegenüber der Seite der Ablenkvorrichtung, an der die Bahn durch Vakuum haftet.
Die Ablenkvorrichtung ist ein endloser Riemen, der die im Zusammenhang mit Fig. 12 beschriebene bevorzugte gemusterte Netzwerkoberfläche und Ablenkrohrgeometrie aufweist. Das hergestellte Papier weist diese Rohrgeometrie mit Bereichen niedriger Dichte (Wölbungen 42) und eine hochdichte Netzregion (41), wie in Fig. 12 gezeigt, auf. Hier betragen die Winkel alpha bzw. beta 120º und 60º, und die Dimensionen der abgerundeten Parallelogramme und deren Orientierungen sind: A ist 0,56 mm; B ist 2,18 mm, C ist 1,75 mm und D ist 0,58 mm. Die Netzwerkoberfläche der Ablenkvorrichtung wird um ein durchlöchertes gewebtes Element aus Polyester mit 25 (MD) mal 25 (CD) Fäden je Zentimeter in einer einfachen (2S) Webart gebildet. Jeder Faden des gewebten Elementes hat einen Durchmesser von 0,15 mm; die Gewebedicke beträgt 0,33 mm und sein offener Bereich beträgt 39%. Die vereinigte Netzwerkstruktur und das durchlöcherte gewebte Element hat eine Dicke von 0,82 mm und der offene Bereich der Struktur beträgt 35%.
Der Durchblasvortrockner wird betrieben bei einer Temperatur von 220ºC. Die Yankee-Trommel wird betrieben bei einem gesättigten Dampfdruck von 0,8 kg je cm².
Die erste durchlöcherte Vorrichtung wird betrieben bei einer Geschwindigkeit von 183 Metern je Minute und die Ablenkvorrichtung bei einer Geschwindigkeit von 151 Metern je Minute. Das Papier wird auf eine Haspel aufgewickelt bei einer Geschwindigkeit von 137 Metern je Minute.
Die Konsistenz der unbearbeiteten Bahn am Punkt des Transportes von der ersten durchlöcherten Fourdrinier-Vorrichtung zur Ablenkvorrichtung beträgt 15%. Am Punkt des Eintretens in den Durchblasvortrockner beträgt die Konsistenz der Bahn auf der Ablenkvorrichtung 25%, und am Punkt der Entnahme vom Vortrockner und der Zuführung aus den Yankee-Trockner beträgt die Konsistenz der Bahn zwischen 60% und 70%.
Die Bahn wird von der Ablenkvorrichtung weg transportiert und haftet am Yankee-Trockner durch eine Kombination von Druck, der durch eine nippelbildende Druckwalze auf die Ablenkvorrichtung ausgeübt wird, von der gegenüberliegenden Seite der Bahnseite und Polyvinylalkoholklebstoff, der auf die Yankee-Oberfläche und die vorgetrocknete Papierbahn aufgebracht wird.
Die Bahn wird gekreppt von der Oberfläche des Yankee-Trockners mit einem Rakel mit einem Auftreffwinkel von 84º. Die Konsistenz der Bahn am Punkt des Entfernens von der Yankee- Oberfläche beträgt 97%.
Die Gesamtorientierung der Fasern wurde justiert durch kontrollieren des Flusses der verdünnten Ausstattung mit einer Konsistenz von 0,15% bis 0,25% zur Kopfbox durch Justierung der Fließgeschwindigkeit der Pumpe, die die Ausstattung zur Kopfbox schickt. Die Gesamtorientierung wurde justiert, so daß das Verhältnis von Trockenzugfestigkeit, gemessen in der Maschinenrichtung, zwischen dem 1,5 und 2,1-fachen der Trockenzugfestigkeit, gemessen in der Richtung quer zu Maschine, betrug.
Spezifische Beschreibungen der Papierherstellungseinzelheiten sind in Tabelle 1A gegeben, und die Eigenschaften des fertigen Papiers sind in Tabelle 1B gegeben.

TABELLE 1A

Beschreibung der Papierherstellungseinzelheiten, angewandt in Beispiel I

Holzfasern-Northern-Weichholz-Kraft

Satz von Additiven Naßfestigkeitsharz von Beispiel I 25 lbs./Tonne(12,5kg/1000kg)
CMC-T - 6 lbs./Tonne(3kg/1000kg)
Grundgewicht 22,4
Blattkontraktion Micro 20%
Yankee 10%
Grad der Verfeinerung 60 Amps

TABELLE 1B

Daten des gemäß Beispiel I ausgerüsteten Papiers

Zugfestigkeit, trocken MD 1563 g/in. (615 g/cm)
CD 1064 g/in. (419 g/cm)
Zugfestigkeit, naß
CD 458 g/in. (180 g/cm)
Streckung
MD 44%
CD 21%

BEISPIELE II-IV

Aufbringung von Weichmacherpunkten und Herstellung von Laminat

Die Weichmacherpunkte, deren Weichmacherzusammensetzung in Tabelle 2 beschrieben wird, wurden auf dem Tuch von Beispiel I immobilisiert unter Verwendung eines Gravur-Drucksystems für jede der orientierten "Deckblätter" für Laminate der Beispiele II-IV. Das Gravursystem druckte den geschmolzenen Weichmacher auf das Tuch als gepunktetes Muster, erläutert in Fig. 15. Der Durchmesser der Weichmacherpunkte betrug jeweils etwa 0,4 cm (0,16 inch), die Höhe der Punkte etwa 1,3 mm (0,05 inch), und 336 Punkte je 12-zelligem Blatt mit einem Gesamtgewicht von etwa 3,7 g wurden auf jedes 15 cm·28 cm (6''·11'') Tuchblatt aufgebracht. Das Papiertuchlagenblatt mit dem immobilisierten Weichmacher wird dann verwendet als "Deckblatt" in dem zweilagigen Papierlaminat, wie in Fig. 15 gezeigt.
Die andere Papierlage des Laminats ist tief geprägt zu einem zwölfzelligen Muster ähnlich demjenigen, wie es in Fig. 15 gezeigt wird, unter Bildung von 12 Bechern, ähnlich den Bechern (2), wie in Fig. 2 gezeigt wird. Die zwölf Becher werden geprägt bis zu einer Tiefe von etwa 1,0 cm (0,4 in.), wobei jeder Becher etwa 3,8 cm (1,5 in.) breit und etwa 6,9 cm (2,7 in.) lang ist, jeder mit einer Kapazität von etwa 20 cm³. Diese gebildeten Becher (oder Taschen) werden dann mit oberflächenaktivem Stoff, Gerüststoff, Bleichmittel oder anderen pulverförmigen Waschmittelbestandteilen gefüllt, wobei mindestens 8 dieser Becher gefüllt werden mit 9g (11 cm³) des Detergens und die anderen Becher mit mindestens einem Detergenshilfsstoff (s. Beispiel XXIII für Einzelheiten). Die Deckblattlage mit den Punkten auf der Innenseite des Laminats wird verbunden mit dieser gefüllten, geprägten Papierlage durch Hitzeversiegeln mit einem Blatt aus Polyethylen, das so gemustert ist, daß es den Rändern der geprägten Lage entspricht. Das Deckblatt wird derart ausgerichtet, daß keine Punkte in den Bereichen sich befinden, die zwischen den beiden Lagen versiegelt werden.
Im vorliegenden betrifft "Papierorientierung" die Oberfläche der Lage, die nach Innen innerhalb des Laminats zeigt, außer wenn etwas anderes angegeben wird. Die Oberfläche der Lage, auf der Weichmacherpunkte immobilisiert sind, zeigt immer in das Innere des Laminats.
Drei unterschiedliche laminierte Papierorientierungen werden in Fig. 16-18 gezeigt, die den Beispielen II-IV entsprechen. Die Decklagen dieser Beispiele haben alle Weichmacherpunkte, und die unteren Lagen sind alle geprägt. Bezugnehmend auf Fig. 16 zeigt Beispiel II eine Deckblattlage, wobei etwa 3,7 g Weichmacherpunkte auf der gewölbten Oberfläche niedriger Dichte der Lage immobilisiert sind und die gewölbte Oberfläche der unteren Lage ebenfalls ins Innere des Laminats zeigt. Dies wird bezeichnet als eine Wölbung/Wölbung(D/D) -Orientierung. Bezugnehmend auf Fig. 17 zeigt Beispiel III die Weichmacherpunkte immobilisiert auf der hochdichten vertieften Oberfläche der Deckblattlage, während die vertiefte Oberfläche der unteren Lage ins Innere des Laminats zeigt. Dies wird bezeichnet als eine Vertiefung/Vertiefung(C/C)-Orientierung. In Fig. 18, Beispiel IV, ist der Weichmacher immobilisiert gezeigt auf der vertieften Oberfläche, während die gewölbte Oberfläche der unteren Lage in das Innere des Laminats zeigt. Dies wird bezeichnet als eine Vertiefungs/Wölbungs(C/D) -Orientierung, wobei dieses "C" die erste Lage und dieses "D" die zweite Lage des C/D-Laminats ist. (Die erfindungsgemäße D/C-Orientierung ist nicht gezeigt, erscheint jedoch in nachstehenden Beispielen.)
Laminate jedes der Beispiele II-IV werden verwendet, um 3 kg (6 1/2 Pfund) Bündel in üblichen Waschmaschinen zu waschen unter Anwendung von 49ºC (120ºF) warmem Wasser und 14minütigen Waschzyklen. Jeder Waschzyklus wird gefolgt durch einen normalen 27ºC (80ºF) Spülzyklus. Es wird angenommen, daß mehr als die Hälfte der Weichmacherzusammensetzung das Waschen und Spülen übersteht für die zukünftige Freisetzung im Trockner. Die gewaschenen Bündel werden dann zusammen mit den Laminaten in übliche Trockner getan, die sich in Räumen mit einer konstanten Temperatur und Feuchtigkeit befinden, wobei der Raum eine Temperatur von etwa 22ºC (72ºF) und eine relative Feuchte von 14% besitzt. Die Bündel werden in einem normalen Baumwollzyklus 45 Minuten lang getrocknet mit einem anschließenden 10-minütigen Abkühlzyklus. Jedes komplette getrocknete Bündel wird dann in einen Faraday'schen Käfig getan und die Wäschestücke einzeln entnommen, während statische Messungen vorgenommen werden. Niedrigere Spannungswerte bedeuten bessere statische Kontrolle innerhalb des Trockners. Die Anzahl der Wäschestücke, die aneinander haften, werden ebenfalls aufgezeichnet, wobei die niedrige Anhaftungszahl bessere statische Kontrolle bedeutet. Die Tests werden dreifach durchgeführt. Die Durchschnittsergebnisse der drei Tests für jede der drei unterschiedlichen Laminat-Orientierungen werden in Tabelle 3 gezeigt.

TABELLE 2

Weichmacherzusammensetzung

Ditalgdimethylammoniummethylsulfat (42, 5%)
Sorbitanmonostearat (21,25%)
Cetylalkohol (21,25%)
Ton (12%)
Parfum (3%) TABELLE 3 Statische Kontrolle als eine Funktion der Papierorientierung Beispiel Weichmacherlage/geprägte Lage Statik Aneinanderhaften gewölbt/gewölbt vertieft/vertieft vertieft/gewölbt Beispiele II und 111 sind Vergleichsbeispiele und nicht erfindungsgemäß. * Im vorliegenden betrifft "Orientierung" die Richtung der gewölbten Oberfläche niedriger Dichte (D) oder die hochdichte vertiefte Oberfläche (C) der Lage, die ins Innere gegen die anderen Lagen des Laminats zeigt.
Es muß darauf hingewiesen werden, daß das Laminat des Beispiels IV mit der erfindungsgemäßen C/D-Orientierung die Statik dramatisch reduziert, verglichen mit der C/C- Orientierung.

BEISPIELE V-VIII

Laminatprodukte werden hergestellt wie im Beispiel II. Weichmacherpunkte wurden wie beschrieben auf der Deckblattlage immobilisiert, und das Laminat wurde wie folgt zusammengesetzt. Zwei unterschiedliche Laminat-Orientierungen wurden hergestellt, D/D und C/D. Vergleichsbeispiele V, VI und VII besaßen alle die D/D-Orientierung. Etwa 4,5, 4,0 bzw. 3,5 g der Weichmacherpunkte wurden der gewölbten Oberfläche der Deckblattlage der Beispiele V-VII zugesetzt.
Beispiel VIII besaß die C/D-Orientierung. Etwa 3,7 g des Weichmachers wurden auf der vertieften Oberfläche der ersten Lage oder des Deckblatts dieses Laminats immobilisiert. Alle Laminate wurden so zusammengesetzt, daß die Weichmacherpunkte ins Innere des Laminats zeigten. Bei beiden Orientierungen zeigt die gewölbte Oberfläche der geprägten zweiten Lage zur Deckblattinnenseite des Laminats. Der Wasch- und Trockentest war der gleiche wie in den Beispielen II-IV, mit dem Unterschied, daß 3 unterschiedliche Sätze mit folgenden Wasch- und Spültemperaturen betrieben wurden: 16ºC (60ºF) Waschen/16ºC (60ºF) Spülen; 35ºC (95ºF) Waschen/16ºC (60ºF) Spülen; 49ºC (120ºF) Waschen/27ºC (80ºF) Spülen. In getrennten Läufen für jeden Test wurde ein handelsübliches Gewebeweichmacherblatt dem Trockner lediglich als Kontrolle zugesetzt. Die in Tabelle 4 wiedergegebenen Werte zeigen die durchschnittlichen mV- Ablesungen gegenüber der Kontrolle, die binnen dieses gleichen Zeitabschnitts genommen wurde. Eine Zahl unterhalb 1,0 zeigt eine bessere statische Kontrolle an als der Vergleich. Aus den Daten der Tabelle 4 muß entnommen werden, daß die Orientierung, bei der der Weichmacher auf der vertieften Oberfläche ist, für die erfindungsgemäße gemischte Orientierung, eine überlegene statische Kontrolle gestattet bei niedrigen Weichmacherbeschickungen, insbesondere unter den heißen (49 ºC/120ºF) Wasserwaschbedingungen. TABELLE 4 Statische Kontrolle als eine Funktion der Weichmachermenge und Waschtemperatur Beispiel Orientierung Weichmachergewicht Statische Kontrolle (vs. Vergleich) Durchschnitt Gramm D/D = Weichmacher auf der gewölbten Oberfläche C/D = Weichmacher auf der vertieften Oberfläche
Es muß darauf hingewiesen werden, daß das erfindungsgemäße C/D-orientierte Laminat (Beispiel VIII) überlegene statische Kontrolle gegenüber Beispiel V lieferte auf einer Gewichts/Gewichts-Basis, insbesondere bemerkbar bei der 120ºF (49ºC) Temperatur.

Beispiel IX-XII

Freisetzung im Trockner der immobilisierten Weichmacherpunkte

Die Laminate dieses Satzes wurden auf die gleiche Weise hergestellt wie in den Beispielen II-VIII beschrieben, jedoch waren nur etwa 3,5 g der immobilisierten Weichmacherpunkte innerhalb der Laminatlagen. Obgleich die unteren Lagen geprägt waren, wurden keine anderen Waschaktivstoffe verwendet. Die Gewichte dieser Laminate wurden sorgfältig aufgezeichnet. Vier unterschiedliche Laminat-Orientierungen wurden getestet, wie in Tabelle 5 beschrieben. Diese Laminate wurden naß gemacht, dann wurde jedes in einen Trockner gegeben mit einem vorher naß gemachten 3 kg (6 1/2 Pfund) Bündel und in einem normalen Baumwollzyklus 45 Minuten lang getrocknet. Nach dem Trocknerzyklus wurde jedes Laminat entfernt und das Gewicht nach dem Trocknen aufgezeichnet. Tabelle 6A zeigt den prozentualen Gewichtsverlust für die verschiedenen Orientierungen der Papierlaminate. Es wird angenommen, daß, je größer die Freisetzung des Weichmachers ist, desto größer ist die Fähigkeit, die Statik zu kontrollieren. TABELLE 5 Laminat-Orientierungen Beispiel Orientierung Weichmacherlage/geprägte Lage gewölbt/gewölbt Vertiefungen/Vertiefungen gewölbt/Vertiefungen Vertiefungen/gewölbt
Beispiele IX und X sind Vergleichsbeispiele und nicht gemäß der Erfindung TABELLE 6A Freisetzung im Trockner des immobilisierten Weichmachers mit geprägter unterer Lage Beispiel Orientierung %uale Freisetzung
Aus Tabelle 6A ist ersichtlich, daß die beiden "gemischten" Orientierungen (C/D und D/C) der Laminatlagen die größte Weichmacherfreisetzung ergaben.

BEISPIELE XIII-XVI

Freisetzung im Trockner bei laminierten losen Weichmacherflocken

Laminate wurden hergestellt wie in den Beispielen IX-XII. Wie in diesen Beispielen wurden keine anderen Waschaktivstoffe den Laminaten zugesetzt, jedoch dem Weichmacher. In diesen Beispielen wurden 4 g lose Weichmacherflocken (die Fraktion wurde durch 1,68 mm (12 mesh) Siebe und auf 0,595 mm (30 mesh) gesiebt) gleichmäßig zwischen 12 geprägten Laminatzellen verteilt. Die gleichen 4 unterschiedlichen Orientierungen, wie sie in Tabelle 5 beschrieben werden, wurden für die Laminate dieser Beispiele verwendet. Diese Laminate wurden angefeuchtet und dann einzeln zusammen mit einem 3 kg vorher naß gemachten Wäschebündel in einen üblichen Trockner getan. Ein normaler Baumwolltrockenzyklus wurde 45 Minuten lang angewandt. Nach dem Trockenzyklus wurden die Laminate entfernt und dann gewogen. Der prozentuale Gewichtsverlust, der die Freisetzung des Weichmachers im Trockner darstellt, wurde dann aufgezeichnet. Tabelle 7 zeigt die Durchschnittsergebnisse für 4 wiederholte Versuche für jedes unterschiedliche Laminat. TABELLE 7 Freisetzung von losen Weichmacherflocken im Trockner Orientierung Beispiel %uale Freisetzung
Beispiele XIII und XIV sind Vergleichsbeispiele und nicht gemäß der Erfindung.
Es wurde wiederum gezeigt, daß die "gemischten" Orientierungen C/D und D/C höhere Prozentsätze des Weichmachers freisetzen als die C/C und D/D-Orientierungen. Es soll darauf hingewiesen werden, daß Beispiel XV mit der D/C- Orientierung mit einem geprägten "C" das allen überlegene Laminat für die Freisetzung des Weichmachers war.

BEISPIELE XVII-XX

In diesen Beispielen wurden 3,5 g Weichmacherpunkte auf jede Deckblattlage aufgebracht, und eine nichtgeprägte "untere" Lage wurde für jedes Laminat verwendet anstelle einer geprägten Lage. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6B aufgezeichnet. Wiederum wurde mehr Weichmacher im Trockner freigesetzt für jedes der gemischt-orientierten (D/C und C/D) Laminate. TABELLE 6B Freisetzung im Trockner der Weichmacherpunkte mit nichtgeprägter zweiter Lage Orientierung Beispiel %uale Freisetzung
Beispiele XVII und XVIII sind Vergleichsbeispiele und nicht gemäß der Erfindung.
Von allen vorstehenden Daten ist ersichtlich, daß die gemischte Orientierung "D/C" der Beispiele XI und XV, jedes mit einer geprägten unteren Lage, eine bevorzugtere Ausführungsform der Erfindung ist. Außerdem ist in beiden gemischten Orientierungen, C/D und D/C, eine der Lagen leichter absorbierend gegenüber geschmolzenem Gewebewichmacher, als die andere Lage.

BEISPIELE XXI und XXII

Laminate mit Plastikfolie

Dreilagige Laminate wurden hergestellt, wobei jede eine Tuchlage des Beispiels 1 mit 3,5 g Weichmacherpunkten verwendete, ein undurchlässiges Polyethylenplastik(P)-Blatt als mittlere Lage und ein Tuch als dritte Lage zur leichteren Laminierung. Die dritte Lage war nicht funktionell. Bei einem der Laminate war die erste Lage dahingehend orientiert, daß ihre Vertiefungen in das Innere des Laminats zeigten und bei der anderen die Wölbungen nach Innen zeigten, abgekürzt C/P bzw. D/P. Die Ergebnisse werden in Tabelle 8 gezeigt. Beispiel XXII ist ein Vergleichsbeispiel. TABELLE 8 Beispiel Orientierung %uale Freisetzung
Die bevorzugtere Orientierung ist somit die C/P gegenüber der D/P. Es scheint, daß die "C"-Orientierung eine größere Menge an geschmolzenem Weichmacher aus dem Laminat herausfließen läßt, als die "D"-Orientierung.

Anwendungsmethode

Die Anwendungsmethode des erfindungsgemäßen Produktes wird nachstehend wiedergegeben. Die Menge an Waschaktivstoffen und Weichmacherzusammensetzung ist die gleiche wie im Beispiel VIII mit der Orientierung C/D. Die Materialien des Detergensgemischs und des Bleichmittelgemischs werden getrennt gemischt und getrennten Reihen des geprägten Tuches (5) zugesetzt. Das Tuch in diesem Beispiel war mit einem Weichpräger (13) geprägt, wie in Fig. 6 erläutert. In diesem Falle betrug die Prägestreckung von 30% bis 40%. Die Prägestreckung hier ist gleichmäßig über den Gesamtbereich des geprägten Teils des Tuches verteilt.
Laminierte Wäschewaschprodukte, wie die in Fig. 15 gezeigten, werden von Hand hergestellt. Jedes Blatt enthielt 12 Zellen, jede etwa 2,7·1,5·0,4 inch (6,9&sub1;3,8·1,0 cm), 102 g Detergens und Bleichmittel und 3,7 g immobilisierte Weichmacherpunkte. Das verwendete Papier ist das vorstehend in Beispiel I beschriebene Papier.
Das Produkt enthielt 8 Zellen mit Detergens und 4 Zellen mit Bleichmittelgemisch. Jede dieser Detergenszellen enthielt 9 g Detergens, was etwa 12 cm³ Pulver ist. Jede der Bleichmittelzellen enthielt 7 g Bleichmittel, was 11,5 cm³ Bleichmittelpulver darstellt. Der Weichmacher und die Anwendungsmenge sind vorstehend in Beispiel II angegeben. Die Gesamtmengen der anderen, in jedem Blatt laminierten Waschaktivstoffe sind nachstehend angegeben.

BEISPIEL XXIII

Die folgende granulare Detergenszusammensetzung wurde hergestellt. Basisgranulate Gewichts-% Gramm der Endzusammensetzung je Anwendung Natrium-C&sub1;&sub3;-linear-alkylbenzolsulfonat Natrium-C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub5;-Alkylsulfat Natriumsilikat (1,6 Verhältnis) Natriumsulfat Polyethylenglykol (MW=8000) Natriumpolyacrylat C&sub1;&sub2;&submin;&sub1;&sub3;-Alkoholpolyethoxylat (6) Natriumdiethylentriaminpentaacetat Feuchtigkeit Vorgemisch Basisgranulate Natriumtripolyphosphathexahydrat (pulverförmig) Gemisch (granular) Farbstoff Aufheller Schaumbremsprills, enthaltend Dimethylsilikon, Silica, Natriumtripolyphosphat und Polyethylenglykol Protease Natriumcarbonat aufgesprüht Gemisch Mineralöl
Die Basisgranulate wurden hergestellt durch Sprühtrocknen eines wäßrigen Crutcher-Gemischs der Komponenten auf einem 10 Fuß hohen Turm unter Verwendung einer Crutcher-Temperatur von 93ºC, einer Düse der Größe 3 1/2, um feine Granulate herzustellen, und Silikonentlüfter. Falls die Basisgranulate mehr als 2% Feuchtigkeit besaßen, wurde eine zweite Trocknungsstufe auf einem kontinuierlichen Fließbett durchgeführt, um die Feuchtigkeit auf 2% zu reduzieren.
Die Basisgranulate wurden vermischt mit pulverförmigem STP- Hexahydrat unter Bildung eines Vorgemischs. Das Vorgemisch wurde bei 345 kPa Walzendruck auf einem 100 mm·255 mm Chilsonator® komprimiert und gesiebt, um einen -14(1168 Mikron)/+65(208 Mikron)-Teilchengrößenschnitt auszuwählen (Tyler mesh). Zu große Teilchen wurden gesammelt und auf einer Fitzmill® unter Verwendung eines 14 mesh Siebs und niedrigen UpM's granuliert. Diese wurden gesiebt, um einen -20(833 Mikron)/+48 (295 Mikron)-Teilchengrößenschnitt auszuwählen. Beide Materialien wurden entstaubt durch Wegblasen der Feinteile in einem Fließbett-Trockner unter Verwendung von Umgebungsluft.
Das Gemisch wurde hergestellt bei 181,5 kg je Charge in einem Trommelmischer. Carbonat, granulares STP (mit aufgesprühter Farbe), Aufheller, Enzyme und Schaumbremsprills wurden mit dem komprimierten Hauptstromproduktschnitt und den nochmal granulierten Obergrößen vermischt. Das Verhältnis von Hauptstromproduktschnitt zu Obergrößen betrug 7:1. Mineralöl wurde auf das Endgemisch in 13,6 bis 18,1 kg Chargen aufgesprüht bei einer 1%igen Menge unter Verwendung eines Forberg®-Mischers.
Die Wahl des Papiers und der Zellengröße stellt den Wasserfluß in die Laminate und den Fluß des aufgelösten und suspendierten Pulvers durch das Papiertuch sicher. Die laminierten Produktpulver werden in die Waschmaschine vor der Wäsche eingeführt. Durch Verteilen der Gesamtmenge des Pulvers in 12 getrennte Kammern kommt das gesamte Pulver mit Wasser sehr schnell in Kontakt, was wichtig ist, um die Gesamtauflösungszeit auf ein Minimum zu begrenzen. 40-90% des Weichmachers überstehen den Waschvorgang, um im Trockner freigesetzt zu werden.
Am Ende des Spülzyklus wurden die Laminate geprüft und erwiesen sich im wesentlichen intakt mit den Weichmacherpunkten. Die Pulver hatten sich aufgelöst. Das Papier war verknautscht, jedoch nicht zerrissen. Die laminierten Blätter wurden an diesem Punkt nicht von der Ladung der naßen Wäsche entfernt, sondern zusammen mit der Wäsche in den Trockner getan. Das Laminat wurde getrocknet mit dem Rest der Wäsche. Im Trockner entstanden keine Probleme. Das verbrauchte getrocknete Laminat wurde leicht von dem Rest der Wäsche getrennt nach dem Trockenvorgang. Die Untersuchung des verbrauchten Blattes zeigte, daß das Blatt nach dem Trockenzyklus immer noch intakt war.

Zusammenfassung des Anwendungsverfahrens

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Wäschewaschprodukt verpackt zusammen mit gedruckten Instruktionen, z. B. auf der Verpackung, worin der Verbraucher angewiesen wird, das Produktblatt der Waschmaschine zuzusetzen, bevor die Wäsche zugesetzt wird. Das Nachstehende ist eine Erläuterung solcher Instruktionen:
Stufe 1. Verwendung der korrekten Menge: 1 ganzes Blatt (z. B. ein in Fig. 15 erläutertes 12-zelliges Produkt mit einer Perforation (50)) für eine Wäscheladung normaler Kapazität; 1 1/2 Blatt für große Waschmaschinen oder stark verschmutzte Ladungen; 1/2 Blatt (6 Zellen) für kleine Ladungen.
Stufe 2. Waschen: Blatt der Waschmaschine vor Zugabe der Wäsche zusetzen. Weiße, hellfarbige und dunkelfarbige Beschickungen sortieren. Waschmaschine nicht mit Wäsche überladen. Waschzyklus und Wassertemperatur wählen. Nylon, Acetat und andere Feinwäsche sollte nur in kaltem Wasser gewaschen werden, um die Wäschestücke neu und leuchtend zu erhalten.
Stufe 3. Trocknen: Die naßen Wäschestücke mit dem gleichen Blatt in den Trockner laden. Am Ende des Trockenzyklus Blatt wegwerfen.
Das erfindungsgemäße Produkt kann so gestaltet sein, daß kein zusätzliches Bleichmittel, Detergens oder Weichmacher dem Waschvorgang zugesetzt werden muß, bei maximaler Weichmacherleistung mit den hier beschrieben gemischt-orientierten Papierlaminaten.
In der vorstehenden Beschreibung kann 1 g Kraft ausgedrückt werden in 5.1. Einheiten als 0,98 cN.

Claims

1. Ein flexibles wasserdurchlässiges laminiertes Wäschewaschprodukt, enthaltend zwei unlösliche laminierte Lagen, wobei mindestens eine davon aus wasserfestem Gewebe oder Flor gebildet wird, mit einer Gewebebehandlungszusammensetzung, enthaltend einen Gewebeweichmacher, der freisetzbar in diesem Laminat enthalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß

i) eine erste Lage ein Papiertuch enthält, das einen ausgeprägten kontinuierlichen Netzwerkbereich hoher Dichte enthält, und eine Vielzahl von Wölbungen niedriger Dichte, die innerhalb dieses Netzwerkbereichs verteilt sind, wobei diese Wölbungen als Höcker erscheinen, wenn sie von einer Seite des Papiertuchs betrachtet werden, und als Vertiefungen, wenn sie von der entgegengesetzten Seite betrachtet werden, wobei dieser Netzwerkbereich hoher Dichte leichter absorbierend gegenüber dem Gewebeweichmacher ist, wenn dieser Gewebeweichmacher geschmolzen ist, als die Wölbungen niedriger Dichte; wobei diese erste Lage orientiert ist, indem ihre Wölbungen niedriger Dichte vom Laminat nach außen zeigen, und

ii) diese zweite Lage ein Blatt ist, ausgewählt aus Papiertuch, Plastikfolien, Vliesmaterialien und Geweben, mit der Maßgabe, daß, wenn die zweite Lage ein Papiertuch ist mit einem ausgeprägten kontinuierlichen Netzwerkbereich hoher Dichte und einer Vielzahl von Wölbungen niedriger Dichte, die innerhalb des Netzwerkbereichs verteilt sind, diese zweite Lage orientiert ist, indem ihre Wölbungen ins Innere des Laminats zeigen, wodurch diese zweite Lage weniger absorbierend gegenüber dem geschmolzenen Gewebeweichmacher ist als die orientierte erste Lage.

2. Ein Produkt nach Anspruch 1, das ein wasserunlösliches Laminat enthält, enthaltend eine wirksame Menge eines innigen Gemischs einer Weichmacher/Antistatik-Zusammensetzung mit einer maximalen Löslichkeit in Wasser von 50 ppm bei 25ºC und einem Schmelzpunkt von 38ºC bis 93ºC, enthaltend:

(a) von 10% bis 90 Gew.-% quaternäre Ammoniumgewebekonditionierungsverbindungen der Formel [R&sub1;R&sub2;R&sub3;R&sub4;N]&spplus;Y&submin;, worin mindestens eine und nicht mehr als zwei der R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; oder R&sub4;-Gruppen ein organischer Rest ist, enthaltend eine Gruppe, ausgewählt aus einem C&sub1;&sub2;- C&sub2;&sub2;-aliphatischen Rest oder einem Alkylphenyl- oder Alkylbenzylrest mit 10 bis 16 Kohlenstoffatomen in der Alkylkette, wobei die restliche Gruppe oder Gruppen ausgewählt ist aus C&sub1;-C&sub4;-Alkyl, C&sub2;-C&sub4;- Hydroxyalkyl und cyclischen Strukturen, in denen das Stickstoffatom einen Teil eines Ringes bildet, Y einen anionischen Rest darstellt, ausgewählt aus Hydroxid, Halogenid, Sulfat, Methylsulfat und Phosphationen; und

(b) von 10% bis 90 Gew.-% eines Dispersionsinhibitors, der ein festes organisches Material ist mit einer maximalen Löslichkeit in Wasser von 50 ppm bei 25ºC und einem Erweichungspunkt im Bereich von 38ºC bis 93ºC, wobei dieses Material ausgewählt ist aus Paraffinwachsen, cyclischen und acyclischen mono- und polyhydrischen Alkoholen, substituierten und nichtsubstituierten aliphatischen Carbonsäuren, Estern von cyclischen und acyclischen mono- und polyhydrischen Alkoholen und Säuren, Kondensaten von C&sub2;-C&sub4;-Alkylenoxid mit einem der vorangegangenen Typen von Materialien, gleichgültig, ob diese Materialien selbst die vorstehenden Löslichkeits- und Erweichungspunktbegrenzungen erfüllen oder nicht, und Gemische davon.

3. Ein Produkt nach Anspruch 2, worin das innige Gemisch in Form von Weichmacherpunkten vorliegt, die im wesentlichen in einer Ebene liegen mit der Innenseite dieser mindestens einen Lage oder die sich über die Oberfläche der Innenseite bis zu einer Höhe von weniger als 9,5 mm erstrecken.

4. Ein Produkt nach einem der Ansprüche 1-3, worin diese Gewebeweichmacherzusammensetzung in einem Muster angeordnete, unbewegliche Punkte auf dieser ersten Lage enthält und worin die zweite Lage ein geprägtes Gewebe bzw. Flor enthält mit einer Vielzahl von nicht miteinander verbundenen Bechern, so daß sie eine Vielzahl von geschlossenen Zellen bildet.

5. Ein Produkt nach einem der Ansprüche 1-3, worin diese Gewebeweichmacherzusammensetzung im Muster angeordnete unbewegliche Punkte auf dieser zweiten Lage enthält und worin diese erste Lage geprägt ist, so daß sie eine Vielzahl von Zellen bildet.