DE60130095T2

DE60130095T2 - Geprägtes und mit Lotion behandeltes Tissuepapier

Info

Publication number: DE60130095T2
Application number: DE60130095T
Authority: DE
Inventors: Klaus Hilbig; Marcel Karel Nelis Liplijn; Birgit Zint-Schüssler
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2021-02-17
Also published as: EP1233107A1; WO2002066740A1; CA2436521C; DE60130095D1; EP1233107B1; ES2291237T3; KR20030074724A; CA2436521A1; MXPA03007330A; CN1240904C; BR0207289A; JP4439811B2; JP2004519274A; WO2002066740A8; ATE371055T1; CN1491306A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Tissuepapierprodukte, und insbesondere Tücher für das Gesicht bzw. Kosmetiktücher und Einwegtaschentücher. Genauer betrifft die Erfindung ein mit einer Lotion versehenes Tissuepapierprodukt, das ein Tissuepapiersubstrat mit verbesserter Qualität umfasst.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Papierbahnen oder -bögen, manchmal als gekreppte oder Tissuepapierbahnen oder -bögen bezeichnet, und aus diesen hergestellte Produkte, wie Papiertaschentücher, manchmal auch als Gesichts- bzw. Kosmetiktücher bezeichnet, finden in der modernen Gesellschaft häufig Verwendung. Solche Artikel wie Taschen- bzw. Gesichtstücher und Toiletten- und Küchenpapier sind Massenwaren, die hierin sämtlich als Tissuepapierprodukte bezeichnet werden. Es ist seit langem anerkannt, dass wichtige physikalische Merkmale dieser Produkte ihre Festigkeit und ihre Dicke/ihre Dickenabmessung, ihre Weichheit und Glätte, ihr Absorptionsvermögen und ihre Zerfaserungsbeständigkeit sind. Anstrengungen in Forschung und Entwicklung wurden darauf gerichtet, jeweils eines dieser Merkmale zu verbessern, ohne die anderen Merkmale ernstlich zu beeinträchtigen, sowie auf die gleichzeitige Verbesserung von zweien oder dreien dieser Merkmale.
Weichheit und Glätte beziehen sich auf die taktile Empfindung, die ein Verbraucher wahrnimmt, wenn er ein bestimmtes Produkt hält, mit ihm über die Haut streicht, oder es in der Hand zerknüllt. Die taktile Empfindung beruht auf einer Kombination mehrerer physikalischer Eigenschaften. Die taktile Empfindung kann durch den objektiven Parameter der physiologischen Oberflächenglätte (PSS), wie z. B. aus US 5,855,738 bekannt, gut erfasst werden. Ebenso wichtig für die taktile Empfindung von Verbrauchern ist die Dicke eines Zellstoffprodukts.
Festigkeit ist das Vermögen des Produkts, seine physikalische Integrität zu erhalten und einem Zerreißen, Durchreißen und Zerfasern unter Einsatzbedingungen zu widerstehen.
Absorptionsvermögen ist das Maß des Vermögens eines Produkts, Mengen an Flüssigkeit, insbesondere wässrige Lösungen oder Dispersionen, zu absorbieren. Das Gesamt-Absorptionsvermögen, wie es vom Verbraucher wahrgenommen wird, wird in der Regel als eine Kombination aus der Gesamtmenge einer Flüssigkeit, die eine bestimmte Masse an Tissuepapier bis zur Sättigung absorbiert, und der Geschwindigkeit, mit der die Masse die Flüssigkeit absorbiert, betrachtet.
Zerfaserungsbeständigkeit ist das Vermögen des Faserprodukts und der Bahnen, aus denen es besteht, unter Einsatzbedingungen zusammenzuhalten, auch wenn sie nass sind. Mit anderen Worten: Je höher die Zerfaserungsbeständigkeit, desto weniger wird die Bahn zum Zerfasern neigen.
Produkte mit einer hohen Nassreißfestigkeit und einer typischerweise relativ hohen Dickenabmessung sind diejenigen, die mittels Durchlufttrocknung hergestellt werden. Durchlufttrocknungseinrichtungen stehen jedoch bei herkömmlichen Papierherstellungsmaschinen nicht zur Verfügung, und die Bereitstellung einer solchen Ausrüstung bedeutet eine erhebliche finanzielle Investition. Als weiterer Gesichtspunkt weisen Durchlufttrocknungseinrichtungen im Vergleich zu gebräuchlicheren Trocknungseinrichtungen einen höheren Energieverbrauch auf. Daher besteht nach wie vor Interesse daran, hochwertige Papierqualitäten unter Einsatz herkömmlicher Papiermaschinen herzustellen.
Der folgende Stand der Technik steht stellvertretend für Verbesserungen von mindestens einigen der vorstehend erörterten Papierqualitäten durch Schritte, die in der Technik bekannt sind, wie Veredelungsschritte, wobei die beschriebenen Veredelungsschritte für konventionell hergestelltes Papier besonders nützlich sind.
WO 98/58124 , veröffentlicht am 23. Dezember 1998, offenbart ein Prägeverfahren, bei dem Prägeelemente mit einer Höhe von mindestens 1 mm eingesetzt werden.
EP 0 408 248 , veröffentlicht am 16. Januar 1991, offenbart ein Bearbeitungsverfahren, bei dem ein Prägeschritt mit einem gleichzeitigen Kalandrierschritt kombiniert wird.
EP 0 668 152 , veröffentlicht am 23. Dezember 1998, offenbart ein Prägeverfahren, das unpaarige positive und negative Prägeelemente mit mindestens 15 gesonderten Prägeelementen pro Quadratzentimeter einsetzt.
EP 0 696 334 , veröffentlicht am 10. März 1999, offenbart einen Prägeschritt, der eine Volumenzunahme vermeidet.
US 702 571 offenbart Zellstoffbahnen mit feinen Prägemustern, die mindestens 15 Prägungen pro Quadratzentimeter enthalten.
US 5,855,738 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von glattem Tissuepapier, das einen Kalandrierschritt umfasst.
Es ist in der Technik bekannt, Gesichtstücher und Papiertaschentücher mit Zusatzstoffen zu versehen, um Hautpflege- oder pharmazeutische Vorteile zu erreichen, z.B. in der Form von Lotionen.
Technische Beispiele für diese Errungenschaften sind die folgenden:
US 5 525 345 , erteilt am 11. Juni 1996, offenbart eine Lotion, die für ein weiches, geschmeidiges Gefühl sorgt. Das Patent enthält eine Beschreibung einiger der nachteiligen Wirkungen von Mineralölen, die in der Technik allgemein verwendet werden, um für ein beruhigendes Gefühl zu sorgen. Eine wichtige dieser nachteiligen Wirkungen besteht darin, dass Mineralöl leicht wandert und zum Beispiel leicht auf das Verpackungs- oder Hüllenmaterial des Zellstoffprodukts übergeht und diese Materialien verschmutzt, so dass eine Notwendigkeit besteht, spezielle Hüllen- oder Verpackungsmaterialien zu verwenden, wie teure Sperr materialien. Um dieser nachteiligen Wirkung zu begegnen, offenbart das Patent eine Lotionszusammensetzung, die bis zu 80 % Immobilisierungsmittel umfasst.
WO 96/19204 beschreibt ein mit einer medizinischen Lotion versehenes Tissuepapier.
EP 0 808 157 , erteilt am 9. Juni 1999, offenbart ein medizinisch behandeltes Tissuepapierprodukt, das eine Lotion mit sowohl festen als auch flüssigen Bestandteilen umfasst. Das Patent betrifft eine sparsame Lotionsabgabe, die durch eine verbesserte Lotionszusammensetzung erreichbar ist.
Die vorliegende Erfindung versucht, die nachteiligen Wirkungen von stark übertragbaren Lotionen abzuschwächen, indem eine Papierqualität und -struktur bereitgestellt werden, die für mit einer Lotion versehenes Tissuepapier, das trotzdem auf sehr wirtschaftliche Weise hergestellt werden kann, besonders geeignet ist.
Angesichts des Standes der Technik und der oben dargelegten Überlegungen besteht nach wie vor Bedarf an einem Zellstoffprodukt, insbesondere einem Taschentuch, welches

– optimale Festigkeit, nämlich Nassreißfestigkeit, Absorptionsvermögen und Zerfaserungsbeständigkeit miteinander verbindet
– ferner eine ideale taktile Empfindung von Weichheit, Glätte und Dicke vermittelt
– kosteneffizient herzustellen ist und vorzugsweise auf herkömmlichen Papiermaschinen hergestellt werden kann
– hautpflegende Vorteile bietet
– sparsames Auftragen einer Lotion erlaubt
– unerwünschten vorzeitigen Lotionsübergang verhindert, während bei Bedarf ein guter Lotionsübergang an einen Benutzer sichergestellt wird

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tissuepapier, insbesondere Gesichtstücher und Einwegtaschentücher. Beansprucht und beschrieben wird ein Verfahren zur Herstellung eines Tissuepapierprodukts aus einer Tissuepapierbahn, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

– Führen der Tissuepapierbahn durch einen Prägespalt, gebildet zwischen einer ersten und einer zweiten Prägewalze, wobei mindestens eine der Prägewalzen mindestens 30 Prägeelemente pro Quadratzentimeter umfasst.
– Auftragen einer übertragbaren Lotion zumindest auf Abschnitte der Tissuepapierbahn.

Ferner beansprucht werden Tissuepapierprodukte, die in Übereinstimmung mit dem obigen Verfahren hergestellt werden.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Geeignete Papierherstellungsschritte
Erfindungsgemäß wird eine Cellulosefaserstruktur mittels Verfahren und Maschinen, die dem Stand der Technik in der Papierherstellung entsprechen, nass gelegt. Ein geeigneter Breieintrag für das Verfahren zur Herstellung des Tissuepapiersubstrats enthält vorzugsweise Papierherstellungsfasern, die im Wesentlichen aus Cellulosefasern (allgemein bekannt als „Holzstofffasern") oder aus von Cellulose stammenden Fasern (einschließlich zum Beispiel von Rayon, Viskose) bestehen. Von Weichhölzern (nacktsamigen oder Nadelbäumen) und von Harthölzern (bedecktsamigen oder Laubbäumen) stammende Fasern kommen zum Gebrauch in dieser Erfindung in Betracht. Die spezielle Baumart, aus der die Fasern gewonnen werden, ist unwesentlich. Die Holzstofffasern können durch jedes geeignete Papiermasseherstellungsverfahren aus dem nativen Holz hergestellt werden. Chemi sche Verfahren, wie Sulfit-, Sulfat- (einschließlich Kraft-) und Sodaverfahren sind geeignet. Mechanische Verfahren, wie thermochemische (oder Asplund-) Verfahren sind ebenfalls geeignet. Außerdem können die diversen halbchemischen und chemisch-mechanischen Verfahren angewendet werden. Zur Verwendung kommen gebleichte sowie ungebleichte Fasern in Betracht. Vorzugsweise werden keine Nicht-Cellulosefasern, wie Latex, verwendet.
Das erfindungsgemäße Tissuepapier kann als einen stark bevorzugten Bestandteil einen chemische Nassfestigkeitsvermittler enthalten. Vorzugsweise sind, bezogen auf das Trockenfasergewicht, bis ungefähr 3,0 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 0,5 Gew.-%, und mehr bevorzugt mindestens 0,8 Gew.-% an chemischem Nassfestigkeitsvermittler, wie wasserlösliches, anhaltend oder vorübergehend nassfestes Harz, enthalten.
Hierin geeignete nassfeste Harze können unterschiedlicher Art sein. Zum Beispiel hat Westfelt eine Reihe solcher Materialien beschrieben und ihre chemische Zusammensetzung dargelegt in Cellulose Chemistry and Technology, Band 13, auf den Seiten 813-825 (1979).
In der Regel sind die nassfesten Harze wasserlösliche, kationische Materialien. Das heißt, die Harze sind zu dem Zeitpunkt, zu dem Sie dem Papierherstellungseintrag zugegeben werden, wasserlöslich. Es ist gut möglich, und sogar zu erwarten, dass nachfolgende Ereignisse, wie eine Vernetzung, die Harze in Wasser unlöslich machen. Ferner sind manche Harze nur unter speziellen Bedingungen löslich, z.B. über einen begrenzten pH-Bereich. Es wird in der Regel angenommen, dass nassfeste Harze eine Vernetzungs- oder andere Aushärtungsreaktion durchlaufen, nachdem sie an, in oder unter den Papierherstellungsfasern aufgebracht wurden. Ein Vernetzen oder Aushärten findet in der Regel nicht statt, solange erhebliche Mengen Wasser vorhanden sind.
Besonders nützlich sind die verschiedenen Polyamid-Epichlorhydrin-Harze. Diese Materialien sind niedermolekulare Polymere mit reaktionsfreudigen funktionellen Gruppen wie Amino-, Epoxy- und Azetidin-Gruppen. Die Patentliteratur enthält zahlreiche Beschreibungen der Verfahren zur Herstellung solcher Materialien, einschließlich US-A-3 700 623 , erteilt an Keim am 24. Oktober 1972, und US-A-3 772 076 , erteilt an Keim am 13. November 1973.
Polyamid-Epichlorhydrinharze, verkauft unter den Handelsnamen Kymene 557H und Kymene LX von Hercules Inc., Wilmington, Delaware, sind besonders nützlich für diese Erfindung. Diese Harze sind in den oben erwähnten Patenten an Keim allgemein beschrieben.
Für die vorliegende Erfindung nützliche basenaktivierte Polyamid-Epichlorhydrinharze werden unter den Handelsnamen der Santo Res verkauft, wie Santo Re 31, von der Monsanto Company, St. Louis, Missouri, USA, erhältlich ist. Diese Materialtypen sind allgemein beschrieben in US-A-3 855 158 , erteilt an Petrovich am 17. Dezember 1974, US-A-3 899 388 , erteilt an Petrovich am 12. August 1975, US-A-4 129 528 , erteilt an Petrovich am 12. Dezember 1978, US-A-4 147 586 , erteilt an Petrovich am 3. April 1979 und US-A-4 222 921 , erteilt an Van Eenam am 16. September 1980.
Andere hierin nützliche wasserlösliche kationische Harze sind die Polyacrylamidharze, wie diejenigen, die unter dem Handelsnamen Parez verkauft werden, wie Parez 631NC, von der American Cyanamid Company, Sandford, Connecticut. Diese Materialien sind allgemein beschrieben in US-A-3 556 932 , erteilt an Coscia et al. am 19. Januar 1971 und US-A 3 556 933 , erteilt an Williams et al. am 19. Januar 1971.
Andere für die vorliegende Erfindung nützliche Typen wasserlöslicher Harze schließen Acrylemulsionen und ansionische Styrol-Butadien-Latizes ein. Zahlreiche Beispiele dieser Arten von Harzen sind in US-A 3 844 880 , Meisel Jr. et al., erteilt am 29. Oktober 1974, bereitgestellt. Noch andere wasserlösliche kationische Harze, die in dieser Erfindung Verwendung finden, sind die Harnstoffformaldehyd- und Melaminformaldehydharze. Diese polyfunktionellen, reaktionsfreudigen Polymere verfügen über Molekulargewichte in der Größenordnung von einigen Tausend. Die gebräuchlicheren funktionellen Gruppen schließen Stickstoff enthaltende Gruppen ein, wie Aminogruppen und Methylolgruppen, die an den Stickstoff gebunden sind. Obwohl weniger bevorzugt, können Harze des Polyethylenimintyps in der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Vollständigere Beschreibungen der oben erwähnten wasserlöslichen Harze, einschließlich ihrer Herstellung, finden sich in TAPPI Monograph Series No. 29, „Wet Strength in paper and Paperboard, Technical Association of the Pulp and Paper Industry" (New York, 1965).
Vermittler einer vorübergehenden Nassfestigkeit, wie modifizierte Stärke, können wahlweise ebenfalls verwendet werden. Es können Kombinationen aus Vermittlern von anhaltender und vorübergehender Nassfestigkeit verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung kann chemische Trockenfestigkeitsvermittler enthalten, vorzugsweise in Mengen von bis zu 3 Gew.-%, basierend auf dem Trockenfasergewicht. Bin stark bevorzugter chemischer Trockenfestigkeitsvermittler ist Carboxymethylcellulose. Andere geeignete chemische Trockenfestigkeitsvermittler schließen Polyacrylamid (wie Kombinationen von Cypro^TM 514 und Accostrength^TM 711, produziert von American Cyanamid, Wayne, N.J.), Stärke (wie Maisstärke oder Kartoffelstärke), Polyvinylalkohol (wie Airvol^TM 540, produziert von Air Products Inc., Allentown, PA), Guargummi oder Johannisbrotgummi und Polyacrylatlatizes ein. Geeignete Stärkematerialien können auch modifizierte kationische Stärken einschließen, wie diejenigen, die so modifiziert wurden, dass sie Stickstoffenthaltende Gruppen aufweisen, wie Aminogruppen und Methylolgruppen, die an den Stickstoff gebunden sind, erhältlich von der National Starch and Chemical Company (Bridgewater, NJ).
Chemische Weichmacher-Zusammensetzungen, die chemische Bindungslösungsmittel umfassen, sind wahlweise Bestandteile der vorliegenden Erfindung. US-A-3 821 068 , erteilt am 28. Juni 1974, lehrt, dass chemische Bindungslösungsmittel verwendet werden können, um die Steifheit einer Tissuepapierbahn zu verringern, und auf diese Weise ihre Weichheit zu erhöhen. US-A-3 554 862 , erteilt am 12. Januar 1971, offenbart geeignete chemische Bindungslösungsmittel. Diese chemischen Bindungslösungsmittel schließen quartäre Ammoniumsalze ein.
Bevorzugte chemische Weichmacherzusammensetzungen umfassen zu ungefähr 0,01 % bis ungefähr 3,0 % eine quartäre Ammoniumverbindung, vorzugsweise eine biologisch abbaubare quartäre Ammoniumverbindung; und zu ungefähr 0,01 % bis ungefähr 3,0 % eine Polyhydroxyverbindung; vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Glycerol, Sorbiten, Polyglycerolen mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von ungefähr 150 bis ungefähr 800 und Polyoxyethylenglycolen und Polyoxypropylenglycolen mit einem Molekulargewicht-Gewichtsmittel von ungefähr 200 bis 4000. Vorzugsweise liegt das Gewichtsverhältnis der quartären Ammoniumverbindung zu der Polyhydroxyverbindung im Bereich von ungefähr 1,0:0,1 bis 0,1:1,0. Es hat sich gezeigt, dass die chemische Weichmacherzusammensetzung wirksamer ist, wenn die Polyhydroxyverbindung und die quartäre Ammoniumverbindung zuerst zusammen vorgemischt werden, vorzugsweise bei einer Temperatur von mindestens 40 °C, bevor sie zu der Papierherstellungsbeschickung gegeben werden. Entweder zusätzlich oder als Alternative können chemische Weichmacherzusammensetzungen auf die im Wesentlichen trockene Tissuepapierbahn aufgebracht werden, zum Beispiel mittels eines Druckverfahrens (NB: Alle Prozentangaben hierin beziehen sich auf das Gewicht der trockenen Fasern, sofern nicht anders angegeben).
Beispiele für quartäre Ammoniumverbindungen, die für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind zum Beispiel entweder nicht-modifizierte oder Mono- oder Diester-Varianten von: bekannten Dialkyldimethyl ammoniumsalzen und Alkyltrimethylammoniumsalzen. Beispiele sind auch die Diester-Varianten von Di(hydrogenated tallow)dimethylammoniummethylsulfat und Diester-Varianten von Di(hydrogenated tallow)dimethylammoniumchlorid. Ohne sich an eine Theorie binden zu wollen, wird angenommen, dass die Estereinheit(en) diese Verbindungen biologisch abbaubar machen. Im Handel erhältliche Materialien sind erhältlich von der Witco Chemical Company Inc., Dublin, Ohio, unter der Handelsbezeichnung „Rewoquat V3512". Einzelheiten der Analyse- und Prüfverfahren sind aufgeführt in WO 95/11343 , veröffentlicht am 27. April 1995.
Beispiele für Polyhydroxyverbindungen, die für die vorliegende Erfindung nützlich sind, sind Polyoxyethlyenglycole mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von ungefähr 200 bis ungefähr 600, besonders bevorzugt ist „PEG-400".
Obwohl der Zusatz bestimmter chemischer Mittel, die oben als bevorzugte Mittel aufgeführt sind, sehr vorteilhafte Auswirkungen auf die erhaltenen Papierprodukte, nämlich ihre Weichheit, haben kann, können Tissuepapierbahnen, die für die vorliegende Erfindung geeignet sind, mit jedem gebräuchlichen Verfahren, das dem Fachmann bekannt ist, hergestellt werden.
Solche Papierherstellungsverfahren umfassen die Entwässerung von geeignetem Papierbrei unter Verwendung von zum Beispiel einem oder mehreren Papierherstellerfilzen und/oder -bändern. Für die vorliegende Erfindung werden herkömmliche Papierherstellungsverfahren bevorzugt. Jedes Verfahren, das hierin als herkömmlich bezeichnet wird, ist ein Papierherstellungsverfahren, welches keinen Durchlufttrocknungsschritt umfasst. Als Alternative können Papierherstellungsverfahren angewendet werden, die einen Durchlufttrocknungsschritt aufweisen.
Streckprägeschritt
Die vorliegende Erfindung ist speziell befasst mit Schritten, die im Fachgebiet als Bearbeitungsschritte bekannt sind.
Ein wichtiger, gemäß der vorliegenden Erfindung auszuführender Bearbeitungsschritt ist ein Prägeschritt, bei dem mittels eines niedrigen Drucks ein sehr feines Muster eingeprägt wird.
Das Prägen einer Tissuepapierbahn wird in der Regel erreicht, indem die Bahn durch den Spalt geführt wird, der zwischen zwei Prägewalzen ausbildet ist, wobei mindestens eine Prägewalze Prägeelemente umfasst. Eine Prägewalze umfasst typischerweise eine gebogene, jedoch ansonsten flache Oberfläche. Prägeelemente sind Erhebungen, die über diese Oberfläche hinausragen, und eine bestimmte Höhe aufweisen, gemessen im rechten Winkel zur Achse der Prägewalze in Richtung von der gebogenen flachen Oberfläche der Walze bis zum äußersten Punkt der Erhebung. Prägeelemente weisen eine bestimmte Breite auf, zu messen in der Ebene der im Wesentlichen flachen Walzenoberfläche. Der Ausdruck „Breite", wie hier verwendet, bezieht sich auf den Durchmesser eines runden Prägeelements, gemessen in der oben angegebenen Ebene (d.h. am Fuß des Prägeelements), oder auf die größte Breite, gemessen in der Ebene, wenn das Prägeelement nicht rund ist.
Erfindungsgemäß können die Prägeelemente eine beliebige Form haben, zum Beispiel eine Pyramiden- oder Halbkugelform, und der Querschnitt der Prägeelemente kann rund, oval oder eckig sein. Die Prägeelemente können ein durchgehendes Muster bilden, sind vorzugsweise jedoch voneinander abgegrenzt.
Erfindungsgemäß sind die Prägeelemente auf mindestens einer Prägewalze in einem sehr feinen Muster angeordnet, das mindestens 30 Prägeelemente, vorzugsweise mindestens 50, mehr bevorzugt mindestens 60, noch mehr bevorzugt mindestens 70, am meisten bevorzugt mindestens 80 Prägeelemente pro Quadratzentimeter Prägewalzenoberfläche umfasst.
Erfindungsgemäß sind die Prägeelemente nicht hoch, vorzugsweise weisen sie eine Höhe von weniger als 1 mm auf, mehr bevorzugt von weniger als 0,8 mm, noch mehr bevorzugt von weniger als 0,6 mm, sogar noch mehr bevorzugt von weniger als 0,5 mm oder weniger als 0,4 mm und am meisten bevorzugt von weniger als 0,3 mm.
Vorzugsweise sorgt das Streckprägen für ein Verhältnis von geprägten Bereichen zu nicht geprägten Bereichen von 5 % bis 95 %, mehr bevorzugt von 20 % bis 80 % und am meisten bevorzugt von 40 % bis 60 %, d.h. bei dem am meisten bevorzugten Fall sind 40 % bis 60 % der gesamten Oberfläche der Tissuepapierbahn geprägt.
Jeder bekannte Prägewalzentyp und jede bekannte Betriebsart einer solchen Walze liegen innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden zwei Walzen aus Hartmetall, z.B. Stahl, verwendet, wobei eine erste Walze, welche erhabene Prägeelemente umfasst, als „Prägewalze" und eine zweite Walze, welche passende Vertiefungen umfasst, als „Prägegegenwalze" bezeichnet wird. Die Vertiefungen können Spiegelbilder der erhabenen Prägeelemente sein, oder sie können so angepasst sein, dass sie etwas kleiner als genaue Spiegelbilder sind, z.B. aufgrund eines kleinen Unterschieds in der Größe oder Form (z.B. einer Abschrägung) der Vertiefungen in der Prägegegenwalze.
In einem anderen, sehr bevorzugten erfindungsgemäßen Prägeschritt umfasst eine erste Prägewalze eine Bahnkontaktfläche, gebildet aus einem Hartmetall, die erhabene Prägeelemente aufweist, und eine zweite Walze umfasst eine Bahnkontaktfläche, die ein weicheres Material aufweist, z.B. Gummi, vorzugsweise ein Material der Shore-Härte A 40 bis 70, in dem bei ausreichend engem Kontakt mit den erhabenen Prägeelementen Vertiefungen gebildet werden.
Die Größe des zwischen den beiden Prägewalzen geformten Spalts muss abhängig von z.B. der zu verarbeitenden Tissuepapierbahn und abhängig von dem verwendeten Prägemuster angepasst werden. Ebenfalls abhängig von diesen Überlegungen kann kein Druck oder ein gewisser Druck aufgewendet werden, um die erste Prägewalze und die zweite Prägewalze aufeinander zu drücken.
Wenn in dem Verfahren zwei Hartmetallwalzen, eine Prägewalze und eine Prägegegenwalze, eingesetzt werden, sollten die Walzen so betrieben werden, dass zwischen den erhabenen Prägeelementen der Prägewalze und dem Fuß der Vertiefungen der Prägegegenwalze ein Spalt verbleibt, der 60 % bis 140 %, vorzugsweise 80 % bis 120 %, der Dickenabmessung des ungeprägten Tissuepapiers entspricht.
Wenn eine harte Metallwalze in Kombination mit einer Gummiwalze verwendet wird, sollten die Walzen mit einem Druck von 0,1 MPa (10 N/Quadratzentimeter) bis 10 MPa (1000 N/Quadratzentimeter), vorzugsweise 0,2 MPa (20 N/Quadratzentimeter) bis 2 MPa (200 N/Quadratzentimeter) und am meisten bevorzugt 0,5 MPa (50 N/Quadratzentimeter) bis 1 MPa (100 N/Quadratzentimeter) gegeneinander gedrückt werden.
Bekannte Betriebsarten sind für die vorliegende Erfindung geeignet, vorzugsweise werden die Prägewalzen nicht beheizt und laufen mit der gleichen Geschwindigkeit, in alternativen Betriebsarten kann jedoch mindestens eine Walze beheizt sein, und die Walzen können mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten laufen.
Das oben beschriebene Prägen mit einem feinen Muster dient in einem wichtigen Aspekt dem Erhöhen der Dickenabmessung oder, anders ausgedrückt, des Volumens der Tissuepapierbahn. Daher wird bei einer sehr bevorzugten Durchführungsart der vorliegenden Erfindung eine einzelne Bahn oder eine einzelne Lage Tissuepapier durch den Prägespalt geführt. In alternativen Betriebsarten kann eine Vielzahl von Papierlagen gleichzeitig durch den Spalt geführt werden. Der Antragsteller nimmt jedoch an, ohne sich an eine Theorie binden zu wollen, dass die hierin beschriebene Formänderungsprägung eine Streckung des Tissuepapiers erreicht, die zwar zu einer Formänderung, jedoch nicht zu einer wesentlichen Verdichtung des Tissuepapiers führt. Daher betrachtet der Antragsteller das oben beschriebene Prägeverfahren nicht als gut geeignet zum Verbinden von übereinander liegenden Lagen. Vielmehr wird überlegt, einen separaten und eigenen Verbindungsschritt einzusetzen, um ein aus mehreren Lagen bestehendes Papierprodukt zu erhalten, wobei der Verbindungsschritt vorzugsweise einen Prägeschritt umfasst, wie das nachstehend beschriebene „Haftungsprägen".
Auftragen der Lotion
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird vor oder nach dem Streckprägen, jedoch vorzugsweise nach dem Streckprägen, eine Lotion auf das Tissuepapier aufgetragen. Die Lotion kann durch jedes geeignete Mittel, wie Aufdrucken oder Aufsprühen, aufgetragen werden. Die Lotion kann entweder auf die Papierbahn oder ein Tissuepapierprodukt aufgetragen werden, entweder auf die gesamte Oberfläche der Bahn oder des Produkts, oder nur auf einen Teil davon. Für ein mehrlagiges Tissuepapierprodukt kann die Lotion auf alle Lagen oder nur auf ausgewählte Lagen und nur auf eine Oberfläche oder auf beide Oberflächen der Lagen aufgetragen werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Lotion auf beide äußeren Oberflächen des Tissuepapierprodukts aufgetragen.
Es wurde festgestellt, dass eine Lotion zur Glätte des Tissuepapiers beiträgt, und daher dessen PSS-Parameter herabsetzt. Darüber hinaus verfügt die Lotion über hautpflegende Vorteile.
Die Lotion kann lockernde/bindungsauflösende Mittel, Weichmacher, fixierende Mittel und Mischungen davon enthalten. Geeignete weich machende/bindungsauflösende Mittel schließen quartäre Ammoniumverbindungen, Polysiloxane und Mischungen davon ein. Geeignete Weichmacher sind zum Beispiel Propylenglycol, Glycerin, Triethylenglycol, Walrat oder andere Wachse, Rohvaseline, Fettsäuren, Fettalkohole und Fettalkoholether mit 12 bis 28 Kohlenstoffatomen in ihrer Fettsäurekette, Mineralöl, nämlich Silikonöl, z.B. Dimethicon und Isopropylpalmitat, und Mischungen davon. Geeignete fixierende Mittel sind zum Beispiel Ceresin, Stearylalkohol und Paraffine, Polyhydroxyfettsäureester, Polyhydroxyfettsäureamide und Mischungen davon.
Weitere optionale Bestandteile schließen Duftstoffe, antibakterielle Wirkstoffe, antivirale Wirkstoffe, Desinfektionsmittel, pharmazeutische Wirkstoffe, Filmbildner, Deodorantien, Trübungsmittel, Adstringentien, Lösemittel und dergleichen ein. Bestimmte Beispiele von Lotionsbestandteilen sind Kampfer, Thymol, Menthol, Kamillenextrakt, Aloe vera, Calendula officinalis.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind übertragbare Lotionen aufzutragen, die am meisten bevorzugt die vorstehend aufgeführten Bestandteile umfassen, da Übertragbarkeit überlegene Hautpflege und pharmazeutische Vorteile sicherstellt. Der Fachmann weiß, wie die aufgeführten Bestandteile die Übertragbarkeit der Lotion beeinflussen, wobei natürlich die Menge an enthaltenem Mineralöl ein entscheidender Parameter ist.
Der Begriff „übertragbare Lotion", wie hier verwendet, bezieht sich auf jede Lotion, die eine Übergangsrate von mehr als 0,25 % gemäß dem hierin beschriebenen stationären Lotionsübergangstest auf ungeprägtem Papier erreicht. Bevorzugte übertragbare Lotionen erreichen eine Übergangsrate von mehr als 0,5 %, mehr bevorzugt mehr als 1 %, 2 % oder 5 % gemäß dem hierin beschriebenen stationären Lotionsübergangstest auf ungeprägtem Papier. Der Grad der Übertragbarkeit kann relativ hoch sein, um die mit der Lotion verbundenen Vorteile optimal zu erreichen, da die meisten der Nachteile, die bislang mit der Verwendung hoher Mengen einer stark übertragbaren Lotion verbunden waren, von der vorliegenden Erfindung überwunden werden.
Daten zu streckgeprägtem und ungeprägtem Tissuepapier sind mit dem nachstehend beschriebenen Testverfahren unter stationären und unter dynamischen Bedingungen erhalten worden:

Ungeprägtes Produkt Gleiches Produkt, streckgeprägt vor dem Auftragen der Lotion

Stationärer Übergang 5,14 % 2,25 %

Dynamischer Übergang 21,83 % 21,12 %
Die mit dem nachstehend beschriebenen Lotionsübergangstest erhaltenen Daten bestätigen einige der vorteilhaften Wirkungen von erfindungsgemäß hergestellten Produkten. Das Produkt, das erfindungsgemäß streckgeprägt wurde, gibt eine sehr geringe Lotionsmenge ab, wenn es in stationärem Kontakt mit einer Oberfläche ist, gibt jedoch eine viel höhere Lotionsmenge ab, wenn es über eine Oberfläche gerieben wird.
Stationärer Kontakt mit einer Oberfläche steht stellvertretend für den Kontakt eines Tissuepapierprodukts mit dem Verpackungsmaterial, wenn das Produkt verpackt ist. Eine geringe Lotionsübergangsrate vermeidet die Notwendigkeit nach teurem Verpackungsmaterial. Stationärer Kontakt mit einer Oberfläche steht weiter stellvertretend für den Kontakt eines Tissuepapierprodukts mit den Fingerspitzen eines Benutzers beim Entnehmen eines solchen Tissuepapierprodukts aus der Verpackung und bei dessen Vorbereitung für den Gebrauch z.B. im Nasenbereich. Während die vorteilhaften Wirkungen einer Lotion im Nasenbereich in der Regel gewünscht werden, ist der Übergang der Lotion auf die Fingerspitzen eines Benutzers in der Regel unerwünscht und wird als ein unerwünschtes Gefühl von Fettigkeit empfunden, das sogar ein Bedürfnis zum Händewaschen auslösen kann.
Das Reiben über eine Oberfläche steht stellvertretend für den Gebrauch eines mit einer Lotion versehenen Tissuepapierprodukts im Zielbereich, der meist der Nasenbereich ist. Eine leichte Reibbewegung im Nasenbereich ist eine häufig anzutreffende Gewohnheit beim Gebrauch, die natürlich verbessert werden kann, indem Benutzern geeignete Gebrauchsanweisungen bereitgestellt werden.
Im Vergleich zu einem ungeprägten Produkt gibt das Produkt, das erfindungsgemäß streckgeprägt wurde, erheblich weniger Lotion ab, wenn es in stationärem Kontakt mit einer Oberfläche ist, als das streckgeprägte Produkt. Jedoch ist die Lotionsabgabe bei einer Reibwirkung nicht schlechter als bei einem ungeprägten Tissuepapierprodukt.
Bevorzugte erfindungsgemäße Tissuepapierprodukte erreichen, mit den nachstehend beschriebenen Testverfahren gemessen, einen Lotionsübergang bei Reibung, der mindestens 1,1 mal, vorzugsweise 1,5 mal, mehr bevorzugt 2 mal, 5 mal oder 7 mal und am meisten bevorzugt mindestens 8 mal so hoch ist wie der stationäre Lotionsübergang.
Optionale Verfahrensschritte
Das Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Tissuepapierprodukts kann eine Reihe von weiteren optionalen Schritten umfassen:
Jedes bekannte Kalandrierverfahren kann in dem Bearbeitungsverfahren eingesetzt werden, jedoch werden erfindungsgemäß ungewöhnlich hohe Kalandrierdrücke eingesetzt. Vorzugsweise wird der Kalandrierschritt nach dem Streckprägen und vor dem Auftragen von Lotion durchgeführt.
Ein erfindungsgemäßer Kalandrierschritt umfasst das Führen einer oder mehrerer Tissuepapierbahnen durch einen Kalandrierspalt, der zwischen einer ersten und einer zweiten Kalanderwalze ausgebildet ist. Typischerweise berühren beide Kalanderwalzen die Bahn über eine bestimmte Länge, hierin als „Kontaktstrecke" bezeichnet, gemessen parallel zur Richtung der Achse der ersten Kalanderwalze. Die Kalanderwalzen üben einen Druck auf die Bahn aus von mindestens 30 N pro Zentimeter der Kontaktstrecke, und werden dazu mit einem solchen Druck aneinander gepresst. Mehr bevorzugt liegt der Druck pro Zentimeter der Kontaktstrecke bei 50 N bis 300 N, mehr bevorzugt 60 N bis 250 N, noch mehr bevorzugt 70 N bis 200 N und am meisten bevorzugt 120 N bis 150 N. Erfindungsgemäß werden bevorzugt so viele Tissuepapierbahnen kalandriert, wie das Tissuepapierprodukt Lagen umfasst, zum Beispiel können zwei, drei oder vier Bahnen übereinander gelegt und in einem Schritt kalandriert werden.
Bekannte Anlagen und Betriebsarten sind geeignet für die vorliegende Erfindung, vorzugsweise werden die Kalanderwalzen nicht beheizt und laufen mit der gleichen Geschwindigkeit, in alternativen Betriebsarten kann jedoch mindestens eine Walze beheizt sein, und die Walzen können mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten laufen.
Kalandrieren wird dem Stand der Technik entsprechend zum Verringern der Dickenabmessung einer Tissuepapierbahn verwendet, und typischerweise eingesetzt, um sicherzustellen, dass die Dickenabmessung des Tissuepapierprodukts den erforderlichen Spezifikationen entspricht.
Aufgrund des eingesetzten Drucks, der zu einer Verdichtung der Papierbahn führt, verringert Kalandrieren bekanntlich die wahrgenommene Weichheit eines Tissuepapierprodukts. Kalandrieren wird daher, zumindest im Bereich der Hygienepapiere, wie bei Papiertaschentüchern, mit einem nicht zu hohen Druck durchgeführt, typischerweise werden für eine geprägte Papierbahn 10 N/cm bis 20 N/cm gewählt.
Beim Betrachten der vorliegenden Erfindung ist überraschenderweise festgestellt worden, dass der spezielle Prägeschritt, der in Verbindung mit dem speziellen beanspruchten Kalandrierschritt beansprucht wurde, zu einem ziemlich dicken und voluminösen und dennoch sehr weichen Papierprodukt führt.
Genauer ist festgestellt worden, dass die Tissuepapierbahn nach einem Streckprägeschritt und einem Kalandrierschritt im Vergleich zur nicht behandelten Bahn über eine erhöhte Dickenabmessung verfügt. (Wenn z.B. drei Bahnen in einem Schritt kalandriert werden, hat der Vergleich zu erfolgen zwischen drei Lagen einer unbehandelter Bahn und drei Lagen einer geprägten und kalandrierten Bahn.) Dieser Effekt ist besonders überraschend, da bekannt ist, dass Kalandrieren mit einem hohen Druck die Dickenabmessung einer Papierbahn erheblich verringert, wie zum Beispiel in der deutschen Patentanmeldung DE O 44 14 238.2 angegeben.
Es wurde festgestellt, dass das in der vorliegenden Erfindung beanspruchte Verfahren die Dickenabmessung einer Tissuepapierbahn um 10 % erhöht, manchmal sogar um 30 % und sogar um bis zu 40 %, 60 %, 80 % oder 100 % wenn man die Dickenabmessung der unbehandelten Bahn mit der Dickenabmessung der behandelten Bahn vergleicht. Der Streckprägeschritt allein erzielt Dickenabmessungszunahmen von typischerweise 50 % bis 200 %.
Ein erfindungsgemäßes Tissuepapier verfügt über eine erste und eine zweite Oberfläche, wobei die Oberflächen einander gegenüberliegen, sowie eine zur ersten und zweiten Oberfläche orthogonale Dicke. Die Dicke wird auch als Dickenabmessung bzw. Calliper des Zellstoffs bezeichnet. Die Dickenabmessung eines erfindungsgemäßen 3-lagigen Tissuepapierprodukts liegt vorzugsweise bei 0,1 mm bis 1 mm, mehr bevorzugt bei 0,2 mm bis 0,5 mm.
Darüber hinaus verfügt ein erfindungsgemäßes Tissuepapier vorzugsweise über eine Nassreißfestigkeit von über 50 g, mehr bevorzugt von über 100 g, vorzugsweise von 150 g bis 500 g, mehr bevorzugt von 250 g bis 400 g.
Es wurde festgestellt, dass das hierin beanspruchte Verfahren zu einer erheblichen Verringerung der Trockenzugfestigkeit des Tissuepapiers führt, ohne die Nasszugfestigkeit des Tissuepapiers ernsthaft zu beeinflussen. Mit dem beanspruchten Verfahren behandelte Tissuepapiers erreichen typischerweise eine Trockenzugfestigkeit von 1000 g bis 2500 g und eine Nassreißfestigkeit von 100 g bis 300 g, und erreichen vorzugsweise ein Verhältnis von Trockenzugfestigkeit zu Nassreißfestigkeit von 0,1 bis 0,3, vorzugsweise 0,125 bis 0,25 und am meisten bevorzugt von 0,15 bis 0,2.
Als weiterer Gesichtspunkt weist ein erfindungsgemäßes Tissuepapierprodukt vorzugsweise einen Parameter der physiologischen Oberflächenglätte von weni ger als 1000 Mikrometer, vorzugsweise von 650 Mikrometer bis 50 Mikrometer, mehr bevorzugt von 650 Mikrometer bis 300 Mikrometer auf.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Tissuepapierprodukt von zwei Lagen bis vier Lagen bereitgestellt, am meisten bevorzugt von drei Lagen. Vorzugsweise umfassen alle Lagen ein Streckprägemuster, das sich über mindestens 50 %, jedoch vorzugsweise 80 %, der gesamten Oberfläche des Tissuepapierprodukts und am meisten bevorzugt über die gesamte Oberfläche des Tissuepapierprodukts erstreckt.
Gegenüberliegende Lagen der Tissuepapierbahn können verbunden werden, um ein aus mehreren Lagen bestehendes Tissuepapierprodukt zu bilden, vorzugsweise durch Haftungsprägen. „Haftungsprägen", wie hier verwendet, bezieht sich auf ein Prägen, bei dem alle Lagen eines aus mehreren Lagen bestehenden erfindungsgemäßen Zellstoffs in einem Verfahrensschritt geprägt werden. Vorzugsweise beeinflusst das Haftungsprägen nicht oder zumindest nicht in großem Ausmaß die Glätte irgendeiner kalandrierten Lage. Daher wird ein Großteil der Oberfläche des Zellstoffs vorzugsweise nicht geprägt, vorzugsweise auf der ersten und der zweiten Oberfläche. Wie hier verwendet, bedeutet dies, dass das Zellstoff einen oder mehrere Bereiche ohne Haftungsprägung aufweist, und optional einen oder mehrere Bereiche mit Haftungsprägung, und dass der Bereich, der nicht haftungsgeprägt ist, mindestens 50 %, vorzugsweise mindestens 80 % und in einigen bevorzugten Ausführungsformen sogar 99 % der Oberfläche des Zellstoffs betrifft. Meistens liegen die haftungsgeprägten Bereiche dicht am Rand des Zellstoffs (zum Beispiel entlang von zwei oder vier Rändern); und haftungsgeprägte Bereiche können auch dekorativen Zwecken dienen (zum Beispiel zum Erstellen eines Musters oder um ein Logo oder einen Markennamen darzustellen). Der Bereich, der nicht haftungsgeprägt ist, ist der durchgehende Bereich zwischen dem Bereich und/oder um den Bereich herum, der haftungsgeprägt ist. Haftungsprägen wird vorzugsweise durchgeführt durch Stahl-auf-Stahl/Stift-auf-Stift-Prägen und mit 10 bis 40 Prägeelementen pro Quadratzentimeter mit einer Höhe von 0,01 mm bis 1 mm, vorzugsweise 0,05 mm bis 0,2 mm. Das prozentuale Verhältnis von haftungsgeprägten Bereichen zu nicht geprägten oder fein geprägten Bereichen der Gesamtoberfläche eines Tissuepapierprodukts beträgt vorzugsweise 0,01 % bis 5 %. Haftungsprägen umfasst eine substanzielle Verdichtung der Tissuepapierprodukte zum Erzielen der Haftung. Daher ist der Abstand zwischen einem Prägeelement und seinem Gegenstück, z.B. zwei Stiften beim Einsatz des Stift-auf-Stift-Prägen, geringer als die Dickenabmessung des zu prägenden Tissuepapiers, typischerweise 5 % bis 50 %, vorzugsweise 10 % bis 20 % des Dickenmaßes des zu prägenden Tissuepapiers, was zu Prägedrücken von 100 MPa (10.000 N/cm²) bis 500 MPa (50.000 N/Quadratzentimeter) führt.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann ferner einen Schritt zur Herstellung von Bögen umfassen, die für Tissuepapierprodukte, wie Papiertaschentücher, geeignet sind. Solch ein Schritt umfasst typischerweise das Schneiden der Tissuepapierbahn in Teile.
Falls gewünscht, können die erfindungsgemäßen Tissuepapierprodukte mit funktionalen oder ästhetischen Zeichen versehen werden. Die Zeichen können entweder auf eine oder auf beide Oberflächen des Tissuepapierprodukts aufgebracht werden. Die Zeichen können die gesamte Oberfläche oder Teile der Oberfläche der Tissuepapierprodukte bedecken und in einem durchgehenden oder unterbrochenen Muster aufgetragen werden.
Die Zeichen können auf die Tissuepapierprodukte durch jedes im Stand der Technik bekannte Mittel, wie Sprühen, Extrudieren und vorzugsweise Drucken, aufgetragen werden. Entweder Gravurdruck oder Flexographiedruck können angewendet werden. Wenn Drucken das Mittel der Wahl zum Auftragen der Zeichen ist, kann das Drucksystem nach den Lehren des gemeinsam übertragenen U.S.-Patents 5,213,037 , erteilt am 25. Mai 1993 an Leopardi, II., konstruiert werden. Falls gewünscht, kann die Vorrichtung Reservoir-Trennbleche aufweisen, wie im gemeinschaftlich übertragenen US-Patent Nr. 5,255,603 , erteilt am 26. Oktober 1993 an Sonneville et al., offenbart. Falls gewünscht, können die Zeichen mit Perforationen oder vorgestanzten Ausschnitten erforderlich sein, wie im gemeinschaftlich übertragenen US-Patent Nr. 5,802,974 , erteilt am 8. Sept. 1998 an McNeil, offenbart. Die Offenbarungen der oben erwähnten Patente sind hierin durch Bezugnahme eingeschlossen.
Testverfahren
Lotionsübergangstest
Der Test wird in einem konditionierten Raum durchgeführt, wo die Temperatur 22 °C + 2,2 °C beträgt und die relative Feuchtigkeit 50 % + 10 % beträgt.
a) Aufgabe
Die Aufgabe des Tests ist das Messen der Lotionsmenge, die unter stationären Bedingungen und/oder unter reibenden Bedingungen an eine Glasoberfläche übertragen wird.
b) Liste von Vorrichtung/Materialien

1. Glasplatte mit den Maßen 20 cm × 30 cm oder bekanntem Gewicht.
2. Metallgewicht mit einer quadratischen Oberfläche, die das Tissuepapier berührt, von 2 cm × 3 cm.
3. 5 mm dicke Hartgummiplatte mit den gleichen Abmessungen wie die Glasplatte.
4. Analysenwaage (0,0001 g Auflösung).

c) Probenherstellung
Man verwendet eine Tissuepapierprobe mit der groben Abmessung von 20 cm × 20 cm. Man trägt die Lotion gleichmäßig durch Besprühen der Probe auf, wobei eine solche Lotionsmenge gewählt wird, dass eine Auftragung von 10 g Lotion pro Quadratmeter erreicht wird.
d)
i) Stationärer Test
Man legt die mit der Lotion versehene Probe über die Glasplatte. Man bedeckt sie mit der Hartgummiplatte und legt das Metallgewicht darauf. Das Metallgewicht sollte 9 kPa an die Papier-/Glasoberfläche anlegen.
Man wartet 15 Sekunden und nimmt vorsichtig das Metallgewicht, die Hartgummiplatte und das Papier ab. Nun misst man das Gewicht der Glasplatte. Durch Subtraktion der zwei Gewichte (mit der Lotion versehenes Glas – nicht mit der Lotion versehenes Glas) erhält man die Menge an übertragener Lotion.
ii) Dynamischer Test (Reibungstest)
Man nimmt die mit der Lotion versehene Probe und wickelt sie um die Papierkontaktflache des Metallgewichts. Das Metallgewicht sollte 9 kPa an die Papieroberfläche anlegen (man passt das Gewicht gegebenenfalls an).
Man gibt das Metallstück/Papier auf eine Glasoberfläche mit bekanntem Gewicht und mit Oberflächenmaßen von 100 × 30 mm.
Man reibt mit 50 mm/s 10 Mal über eine Länge von 15 cm der Glasoberfläche vor und zurück. Dann entfernt man das Metallstück mit dem daran befestigen Papier und misst die Gewichtsdifferenz der Glasplatte.
f) Ergebnisse
Man wiederholt den Test 10 Mal und nimmt das arithmetische Mittel als Ergebnis. Man gibt die durchschnittliche Menge an übertragener Lotion in % der Menge an Lotion an, die das Tissuepapierprodukt umfasst.
Die Dickenabmessung wird nach folgendem Verfahren gemessen: Das Tissuepapier wird bei 21 °C bis 24 °C und 48 bis 52 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit zwei Stunden vor der Dickenmessung vorkonditioniert. Wenn die Dicke von Toilettenpapier gemessen wird, werden zunächst 15 bis 20 Blätter entfernt und weggeworfen. Wenn die Dicke von Gesichts- bzw. Taschentüchern gemessen wird, wird die Probe aus der Nähe des Zentrums des Pakets entnommen. Die Probe wird ausgewählt und anschließend für weitere 15 Minuten konditioniert.
Die Dickenabmessung des aus mehreren Lagen bestehenden Tissuepapiers, wie hier verwendet, ist die Dicke des Papiers, das einer Drucklast von 14,7 g/cm² unterworfen ist. Vorzugsweise wird die Dickenabmessung gemessen mit einer Thwing-Albert-Niedriglast-Mikrometerschraube, Modell 89-11, erhältlich von der Thwing-Albert Instrument Company, Philadelphia, Pa. Die Dickenabmessung pro Lage ist die Gesamt-Dickenabmessung des aus mehreren Lagen bestehenden Tissuepapiers, geteilt durch die Anzahl der Lagen, die es umfasst. Für einen einlagigen Zellstoff sind Dicke pro Lage und Dicke identisch. Dekorierte Bereiche, Perforationen, Randeffekte usw. des Zellstoffes sollten möglichst vermieden werden.
Die Nassreißfestigkeit wird mit einem elektronischen Burst Tester unter den folgenden Prüfbedingungen gemessen. Der Burst Tester ist ein Gerät von Thwing-Albert, Kat.-Nr. 177, ausgestattet mit einer 2000 g Last-Zelle. Der Burst Tester wird von der Thwing-Albert Instrument Company, Philadelphia, PA 19154, USA, geliefert.
Man nimmt acht Papiertücher und legt diese paarweise übereinander. Mit einer Schere schneidet man die Proben so zu, dass sie in der Maschinenlaufrichtung ungefähr 228 mm lang und quer zur Maschinenlaufrichtung ungefähr 114 mm lang sind, jede so dick wie zwei fertige Produkteinheiten.
Man lässt die Proben zunächst eine bis zwei Stunden lang altern, indem man den Probenstapel mit einer kleinen Büroklammer zusammenhält und das andere Ende des Probenstapels auseinander fächert, um die Blätter zu trennen und eine Luftzirkulation zwischen ihnen zu ermöglichen. Man hängt jeden Probenstapel mit einer Klemme 5 Minuten lang (±10 Sekunden) bei 107 °C in einen Gebläseofen. Man entfernt nach der Erwärmungsphase den Probenstapel aus dem Ofen und lässt ihn mindestens 3 Minuten lang abkühlen, bevor man ihn prüft.
Man nimmt einen Probestreifen, hält die Probe an den schmalen Querränder fest, und taucht die Mitte der Probe in eine ungefähr 25 mm hoch mit destilliertem Wasser gefüllte Schale. Man lässt die Probe ungefähr vier (4,0 ± 0,5) Sekunden lang im Wasser. Man nimmt die Probe aus dem Wasser, und lässt sie drei (3,0 ± 0,5) Sekunden lang ablaufen, wobei man die Probe so hält, dass das Wasser in Querrichtung abläuft. Man fährt unmittelbar nach dem Ablaufschritt mit der Prüfung fort. Man legt die feuchte Probe so auf den unteren Ring der Probenhaltevorrichtung, dass die äußere Oberfläche des Produkts nach oben zeigt, so dass der feuchte Bereich der Probe die offene Oberfläche des Probenhalterings vollständig bedeckt. Falls sich Falten zeigen, verwirft man die Probe und wiederholt den Vorgang mit einer neuen Probe. Nachdem die Probe ordnungsgemäß auf dem unteren Ring platziert ist, dreht man den Schalter zum Absenken des oberen Rings. Die zu prüfende Probe ist nun sicher in der Probenhalteeinheit fixiert. An diesem Punkt beginnt man sofort mit der Reißfestigkeitsprüfung, indem man die Start-Taste drückt. Der Stössel beginnt, sich zu heben. An dem Punkt, an dem die Probe reißt oder durchreißt, liest man den maximalen Messwert ab. Die Bewegungsrichtung des Stössels kehrt sich automatisch um, und der Stössel kehrt in seine Ausgangsstellung zurück. Man wiederholt diesen Vorgang für drei weitere Proben, so dass die Gesamtzahl der Prüfungen vier beträgt, d.h. 4 Wiederholungen. Man gibt die Ergebnisse als Durchschnitt der vier Wiederholungen, gerundet auf Gramm, wieder.
Die Trockenzugfestigkeit wird anhand des folgenden Verfahrens gemessen: Die Prüfung wird an einem ein Zoll bis fünf Zoll (etwa 2,5 cm × 12,7 cm) großen Pa pierstreifen (einschließlich von Handtüchern, wie im Folgenden beschrieben, und anderen Papiertüchern) in einem klimatisierten Raum durchgeführt, in dem die Temperatur 28 °C + 2,2 °C beträgt und die relative Luftfeuchtigkeit 50 % + 10 %. Eine elektronische Zugfestigkeitsprüfmaschine (Model 1122, Instron Corp., Canton, Mass.) wird verwendet und bei einer Querhauptgeschwindigkeit von 2,0 Zoll pro Minute (ungefähr 5,1 cm pro min) und einer Messlänge von 4,0 Zoll (ungefähr 10,2 cm) betrieben. Mit Maschinenlaufrichtung ist gemeint, dass die geprüfte Probe so vorbereitet wird, dass die Abmessung von 12,7 cm (5'') dieser Richtung entspricht. Für eine Prüfung der Trockenzugfestigkeit in Maschinenlaufrichtung (MD) werden die Streifen also so geschnitten, dass die Abmessung von 12,7 cm (5'') parallel zur Machinenlaufrichtung bei der Herstellung des Papierprodukts liegt. Für eine Prüfung der Trockenzugfestigkeit in Querrichtung (CD) werden die Streifen so geschnitten, dass die Abmessung von 12,7 cm (5'') parallel zur Querrichtung bei der Herstellung des Papierprodukts liegt. In der Papierherstellung sind Maschinenlaufrichtung und Richtung quer zur Maschinenlaufrichtung bekannte Ausdrücke. Die MD- und CD-Zugfestigkeiten werden mithilfe der oben erwähnten Geräte sowie Berechnungen der herkömmlichen Art ermittelt, bei denen das arithmetische Mittel von mindestens sechs geprüften Streifen für jede Festigkeitsrichtung ermittelt wird. Die Trockenzugfestigkeit, wie hier verwendet, ist das arithmetische Mittel der durchschnittlichen MD- und CD-Zugfestigkeiten.
Für die Messung der physiologischen Oberflächenglätte, welche den Parameter für die physiologische Oberflächenglätte wiedergibt, wird eine Probe des Tissuepapiers ausgewählt, welche keine Falten, Risse, Perforationen oder große Abweichungen von der makroskopischen Monoplanarität aufweist. Die Probe wird mindestens zwei Stunden vor der Prüfung bei 22 bis 24 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 48 bis 52 % konditioniert. Die Probe wird auf einen motorisierten Tisch gelegt und magnetisch fixiert. Für die Messung kann jede Seite der Probe ausgewählt werden, vorausgesetzt, alle Abtastungen erfolgen auf derselben Seite.
Die physiologische Oberflächenglätte wird gemessen, indem die Tissuepapierprobe in jeder Richtung mit einem Profilometer abgetastet wird, um die Auslenkung in Z-Richtung als Funktion des Abstands zu erhalten. Die Auslenkung in Z-Richtung wird mittels einer Fourier-Transformierten in ein Amplitude/Frequenz-Spektrum umgewandelt. Das Spektrum wird dann mithilfe einer Reihe von Filtern an die menschliche taktile Reaktion angepasst. Die Peakhöhen der gefilterten Amplitude/Frequenz-Kurve werden von 0 bis 10 Zyklen pro Millimeter addiert, um das Ergebnis zu erhalten.
Die Tissuepapier-Probe hat eine Größe von ungefähr 100 Millimeter × 100 Millimeter und ist auf einem motorisierten Tisch befestigt. Es würde zwar jeder geeignete Tisch ausreichen, ein Tisch mit einem Oberflächenprüfer Modell KES-FB-4NKES-SE, erhältlich von der Kato Tech Company Limited, Koyota, Japan, oder ein CP3-22-01 DCI Mini Precision-Tisch mit einem NuStep 2C NuLogic-Zweiachsen-Schrittmotor-Controller im geschlossenen Regelkreis hat sich jedoch als geeignet erwiesen. Der Tisch verfügt über einen Motor mit konstanter Drehzahl, der sich mit einer Geschwindigkeit von 1 mm pro Sekunde bewegt. Die Probe wird 30 Millimeter in Vorwärtsrichtung abgetastet, um Einmillimeter-Schritte in Querrichtung versetzt, und dann in umgekehrter Richtung. Daten werden von den mittleren 26 Millimetern des Abtastvorgangs in sowohl Vorwärts- als auch Rückwärtsrichtung gesammelt. Die ersten und letzten 2 Millimeter jedes Abtastvorgangs werden ignoriert und für die Berechnungen nicht verwendet.
Das Profilometer verfügt über eine Prüfspitze mit einem Spitzenradius von 2,54 Mikrometern und einer Aktionskraft von 0,20 Gramm. Der Messbereich des Profilometers ist in Z-Richtung für eine Gesamtauslenkung von 3,5 Millimetern kalibriert. Über den Abtastweg der Probe erfasst das Profilometer die Auslenkung der Abtastnadel in Z-Richtung in Millimetern. Die Ausgangsspannung des Messgerät-Controllers wird mit einer Rate von mindestens 20 Punkten pro Sekunde digitalisiert. Über den gesamten Abtastbereich von 26 Millimetern ergeben sich 512 Paare von Datenpunkten für Zeit/Oberflächenhöhe für sowohl die Vorwärtsrichtung als auch die Rückwärtsrichtung eines Abtastvorgangs. Das Profilometer ist über dem Probentisch montiert, so dass die Oberflächentopographie gemessen werden kann. Ein geeignetes Profilometer ist ein EMD 4320 WI Vertical Displacement Transducer mit einer EPT 010409-Abtastnadelspitze und einem EAS 2351 Analog Amplifier. Diese Geräte sind erhältlich von Federal Products, Providence, Rhode Island.
Die digitalisierten Datenpaare werden zur weiteren Analyse in ein Standardpaket zur statistischen Analyse importiert. Geeignete Analysesoftwarepakete waren zum Beispiel SAS, Cary, North Carolina, und vorzugsweise LabVIEW Instrument Control Software 3.1, erhältlich von National Instruments, Austin, Texas. Bei Verwendung der LabVIEW-Software werden Rohdatenpaare, die Oberflächenhöhe und Zeit der einzelnen Abtastvorgänge miteinander verbinden, mithilfe des Analysetools Mean.vi der LabVIEW-Software um den Mittelwert herum angeordnet. Die 512 Datenpunkte jedes der 16 Abtastvorgänge werden mithilfe des Tools Amplitude and Phase Spectrum.vi in 16 Amplitudenspektren umgewandelt. Jedes Spektrum wird dann mithilfe des Verfahrens PROC Spectra der SAS-Software geglättet. Es werden LabVIEW-Glättungsfilterwerte von 0,000246, 0,000485, 0,00756, 0,062997, 0,00756, 0,000485 und 0,000246 eingesetzt. Die Ausgabe dieses Tools wird als Größe des Amplitudenspektrums (Virus) verwendet.
Die Amplitudendaten werden dann mithilfe einer Reihe von Frequenzfiltern an die menschliche taktile Reaktion angepasst, welche auf der Grundlage der Daten von Verillo zu vibrotaktilen Schwellenwerten als Funktion der Vibrationsfrequenz konzipiert sind, wie im Journal of Acoustical Society of America, im Artikel mit dem Titel „Effect Of Contactor Area On The Vibrotactile Threshold", Bd. 35,1962 (1963) dargelegt. Die oben erwähnten Daten werden in einem Zeitbereich als Zyklen pro Sekunde erfasst und als Zyklen pro Millimeter in den räumlichen Bereich umgewandelt. Der Umrechnungsfaktor und die Filterwerte finden sich in dem Verfahren, das auf der International Paper Physics Conference, TAPPI Book 1, 1991, genauer im Artikel mit dem Titel „Methods For The Measurement Of The Mechanical Properties Of Paper tissue" von Ampulski, et al., auf Seite 19 ausgeführt ist, wobei das spezielle Verfahren, das auf Seite 22 ausgeführt wird, mit dem Titel „Physiological Surface Smoothness" angewandt wird. Die Reaktion der Filter wird unterhalb des unteren Schwellenwertes und oberhalb der maximalen Reaktionsfrequenzen auf 0 gesetzt und variiert von 0 bis 1 zwischen diesen Werten, wie im oben erwähnten Artikel von Ampulski et al. beschrieben.
Die physiologisch angepassten Frequenzamplitudendaten werden erhalten, indem die oben beschriebenen Amplitudenspektren mit den entsprechenden Filterwerten der einzelnen Frequenzen multipliziert werden. Ein typisches Amplitudenspektrum und ein gefiltertes Amplitudenspektrum sind in 5 des oben erwähnten Artikels von Ampulski et al. dargestellt. Die nach Verrillo angepasste Frequenzamplitudenkurve wird zwischen 0 und 10 Zyklen pro Millimeter Punkt für Punkt summiert. Diese Summierung wird als die physiologische Oberflächenglätte betrachtet. Aus den auf diese Weise erzielten acht Vorwärts- und acht Rückwärtswerten der physiologischen Oberflächenglätte wird anschließend der Durchschnittswert ermittelt und in Mikrometern aufgezeichnet.
Messungen der physiologischen Oberflächenglätte mit der SAS-Software sind in den gemeinschaftlich übertragenen US-Patenten Nr. 4,959,125 , erteilt am 25. Sept. 1990 an Spendel; 5,059,282, erteilt am 22. Okt. 1991 an Ampulski et al.; 5,855,738, erteilt am 5. Jan. 1999 an Weisman et al., und 5,980,691, erteilt am 9. Nov. 1999 an Weisman et al., beschrieben.
Jede Seite des Zellstoffs kann für die Messung der Glätte ausgewählt werden, vorausgesetzt, alle Abtastungen erfolgen auf derselben Seite. Wenn eine der beiden Seiten des Zellstoffs eines der hier dargelegten Glättekriterien erfüllt, gilt die gesamte Probe des Zellstoffs als dieses Kriterium erfüllend. Vorzugsweise erfüllen beide Seiten des Zellstoffs die oben aufgeführten Kriterien.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Tissuepapierprodukts aus einer Tissuepapierbahn, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – Führen der Tissuepapierbahn durch einen Prägespalt, der zwischen einer ersten und einer zweiten Prägewalze gebildet ist, wobei mindestens eine der Prägewalzen mindestens 30 Prägeelemente pro Quadratzentimeter umfasst, – Auftragen einer übertragbaren Lotion zumindest auf Abschnitte der Tissuepapierbahn.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Prägewalzen mindestens 50 Prägeelemente pro Quadratzentimeter aufweist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägeelemente eine Höhe von weniger als 0,5 mm haben.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Prägewalze eine Bahnkontaktfläche aufweist, welche ein Gummimaterial aufweist, und dass die zweite Prägewalze eine Bahnkontaktfläche aufweist, welche ein Hartmetall aufweist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Auftragens einer Lotion zumindest auf Abschnitte der Tissuepapierbahn nach dem Schritt des Führen der Tissuepapierbahn durch einen Prägespalt ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner einen Schritt des Schneidens von Bögen zur Bereitstellung von Tissuepapierprodukten umfasst.
Tissuepapierprodukt, hergestellt gemäß einem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche.