DE69712879T2

DE69712879T2 - Papier mit zeitweiliger nassfestigkeit

Info

Publication number: DE69712879T2
Application number: DE69712879T
Authority: DE
Inventors: Martyn Headlam; Jay Smith
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1996-03-28
Filing date: 1997-03-25
Publication date: 2003-01-02
Anticipated expiration: 2017-03-26
Also published as: JPH11507111A; DE69712879D1; WO1997036053A3; CA2250177A1; EP0889998A2; EP0889998B1; ES2174244T3; BR9708440A; WO1997036053A2; ZA972567B; KR20000005091A; AU2345497A; US5690790A; TW376417B

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf absorbierende Papierprodukte mit temporärer Naßfestigkeit. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf absorbierende Papierprodukte mit einem Polyaldehydpolymer und einem Polyhydroxipolymer, um Papierprodukte mit einer sowohl anfänglichen Naßfestigkeit als auch einer akzeptablen Geschwindigkeit einer Naßfestigkeitsabnahme zu schaffen.

HinterGrund der Erfindung

Papierbahnen oder -lagen, manchmal auch Tissue- oder Tissuepapierbahnen oder -lagen genannt, finden in der modernen Gesellschaft ausgedehnte Verwendung. Dies umfaßt solche Stapelartikel, wie Papierhandtücher, Gesichtstissues und Sanitär- (oder Toiletten-) Tissues. Diese Papierprodukte können verschiedene gewünschte Eigenschaften haben, einschließlich eine nasse und trockene Zugfestigkeit.
Die trockene Festigkeit von Papierprodukten sollte ausreichend sein, um eine Herstellung des Produkts und Verwendung des Produkts in relativ trockenem Zustand zu erlauben. Zunahmen der trockenen Festigkeit können entweder durch mechanische Verfahren, um eine adäquate Bildung einer Wasserstoffbindung zwischen den Hydroxylgruppen und benachbarten Papier machenden Fasern sicher zu stellen, oder durch den Einschluß bestimmter trockenfester Additive erreicht werden. Im Hinblick darauf sind eine Art trockenfester Additive die Galactomannan- Gummiarten, z. B. Guargummi und Johannisbrotbaumgummi. Die Galactomannan- Gummiarten und ihre Verwendung in Papier sind in größerem Detail beschrieben im Handbook of Pulp and Paper Technology, 2. Ausgabe, Britt., Seiten 650-654 (Van Nostrand Reinhold co. 1964), das hier durch Bezugnahme mit aufgenommen ist. Die Galactomannan-Gummiarten verleihen Papierprodukten im allgemeinen eine Trockenfestigkeit. Unglücklicherweise neigen die Papierprodukte, in denen solche Gummiarten enthalten sind, zusätzlich dazu, daß sie eine Trockenfestigkeit haben, auch dazu, Daß sie rauh zu handhaben sind. Deshalb fanden die Galactomannan-Gummiarten ihre Verwendung in Druck- und Schreibpapier, waren aber im allgemeinen nicht nützlich in Papierprodukten, in welchen Weichheit eine gewünschte Eigenschaft ist, wie als Toilettentissue und Gesichtstissue.
Eine nasse Festigkeit ist ein wünschenswertes Attribut vieler Einwegpapierprodukte, die bei Benutzung mit wäßrigen Fluiden in Kontakt gelangen, wie Windeln, Papierhandtücher, Haushaltstissues, wegwerfbare Krankenhauskleidung, etc. Insbesondere ist häufig erwünscht, daß solche Papierprodukte eine ausreichende Naßfestigkeit haben, um ihre Verwendung in dem befeuchteten oder nassen Zustand zu ermöglichen. Zum Beispiel kann ein befeuchtetes Tissue oder Handtuch zum Reinigen eines Körpers oder etwas anderen verwendet werden. Unglücklicherweise verliert eine Zusammensetzung unbehandelter Cellulosefasern typischerweise 95% bis 97% ihrer Festigkeit, wenn sie mit Wasser gesättigt ist, derart, daß sie gewöhnlich nicht im befeuchteten oder nassen Zustand verwendet werden kann.
In der Vergangenheit war ein Ansatz, Papierprodukten eine Naßfestigkeit zu verleihen, Additive in das Papierprodukt einzubauen, welche zur Bildung von Interfaserbindungen, die durch Wasser nicht gebrochen werden oder, für eine temporäre Naßfestigkeit, einem Brechen widerstehen, beitragen. Ein wasserlösliches naßfestes Harz kann dem Zellstoff hinzugegeben werden, im allgemeinen bevor das Papierprodukt geformt wird (naßseitige Hinzufügung). Das Harz enthält im wesentlichen kationische Funktionalitäten, so daß dieses durch die Cellulosefasern, welche natürlicherweise anionisch sind, leicht zurück gehalten werden kann.
Eine Anzahl von Harzen wurden verwendet oder als besonders nützlich zum Schaffen einer Naßfestigkeit für Papierprodukte offenbart. Einige dieser naßfesten Additive führten zu Papierprodukten mit einer permanenten Naßfestigkeit, daß heißt, einem Papier, welches, wenn dieses in einem wäßrigen Medium angeordnet ist, einen wesentlichen Teil seiner anfänglichen Naßfestigkeit über die Zeit beibehält. Beispielhafte Harze dieser Art umfassen Urea-Formaldehydharze, Melamin- Formaldehydharze und Polyamid-Epichlorohydrinharze. Solche Harze haben den Abbau einer Naßfestigkeit begrenzt.
CH-A-428 420 beschreibt ein Verfahren zum Verbessern der Festigkeit von Papier, in welchem Galactose oder Mannose Polysaccharide und Dialdehydstärke dem Papier machenden Zellstoff hinzugegeben werden. EP-A-0 175 113 beschreibt Polysaccharidderivate, die Aldehydgruppen enthalte n, und ihre Zubereitung sowie ihre Verwendung als Papieradditive. GB-A- 998 521 betrifft eine verbesserte Cellulosefaser und ein Verfahren zu deren Herstellung, welches ein Behandeln der Fasern mit einem Kopplungsmittel und einem Dialdehyd-Polysaccharid umfaßt. WO-A- 95/258447 betrifft ein Verfahren für die Produktion eines gekreppten Hygrocellulosepapiers.
Eine permanente Naßfestigkeit in Papierprodukten ist häufig eine unnötige und unerwünschte Eigenschaft. Papierprodukte, wie Toilettentissues, etc., werden im allgemeinen nach kurzer Benutzungsdauer in septischen Systemen und dergleichen deponiert. Ein Verstopfen dieser Systeme kann auftreten, wenn das Papierprodukt seine hydrolyseresistenten festen Eigenschaften permanent beibehält. Deshalb haben Hersteller in jüngster Zeit Papierprodukten, für welche eine Naßfestigkeit für die gedachte Verwendung ausreichend ist, temporär naßfeste Additive hinzugegeben, welche dann aber beim Durchweichen in Wasser abnimmt. Die Abnahme der Naßfestigkeit erleichtert den Gang der Papierprodukte durch septische Systeme. Zahlreiche Ansätze zum Schaffen von Papierprodukten, die beanspruchen, daß sie eine gute anfängliche Naßfestigkeit haben, welche über die Zeit signifikant abnimmt, wurden vorgeschlagen.
Ein Typ eines temporär naßfesten Additivs sind. Aldehyd enthaltende Harze, die beispielhaft dargestellt sind durch COBOND 1000, eine durch Aldehyd funktionalisierte kationische Stärke, die im Handel erhältlich ist von der National Starch & Chemical Corp. aus Bloomfield, New Jersey, und PAREZ 631 NC und PAREZ 750A, durch Aldehyd funktionalisierte kationische Polyacrylamide, die im Handel erhältlich sind von Cytec Industries, Inc. aus West Paterson, New Jersey.
Es hat sich nun überraschend gezeigt, daß die kombinierte Verwendung in Papierprodukten von einem Polyaldehydpolymer und einem wasserlöslichen Polyhydroxipolymer, insbesondere Polysacchariden mit cis-Hydroxylgruppen, eine anfängliche temporäre Naßfestigkeit liefern, die signifikant größer ist als diejenige, die durch Verwendung entweder des Polyaldehydpolymers oder Polyhydroxipolymers alleine erhalten wird. Die Papierprodukte dieser Erfindung können eine Naßfestigkeit- Abbaugeschwindigkeit haben, die ausreichend schnell ist, um das Produkt in die Lage zu versetzen, unter normalen Benutzungbedingungen weggespült zu werden, z. B. eine nasse Zugfestigkeit von weniger als etwa 15,75 g/cm (40 g/Inch) in 30 Minuten.
Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, Papierprodukte und insbesondere Papiertissueprodukte zu schaffen, die eine anfängliche nasse Festigkeit haben, welche für eine Verwendung des Papierprodukts im befeuchteten Zustand ausreichend ist, welche aber auch einen Abbau der Naßfestigkeit (das heißt, eine temporäre Naßfestigkeit) zeigt, vorzugsweise derart, daß an die Dauer der gedachten Benutzung nachfolgend sehr geringe Festigkeitsgrade erhalten werden. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, Papierprodukte mit einer Kombination aus einer anfänglichen Naßfestigkeit, welche für die Verwendung des Papierprodukts zum Reinigen eines Körpers im befeuchteten Zustand ausreicht, und einer Geschwindigkeit des Naßfestigkeitsabbaus, der für ein tränkbares Produkt ausreichend ist, zu schaffen. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Tissuepapierprodukte zu schaffen, die eine anfängliche gesamte nasse Zugfestigkeit von wenigstens etwa 31,5 g/cm (80 g/Inch), vorzugsweise wenigstens etwa 47,2 g/cm (20 g/Inch) haben. Noch eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist, Tissuepapierprodukte zu schaffen, die zusätzlich zu diesen anfänglichen gesamten Naßfestigkeiten eine totale nasse Zugfestigkeit von nicht mehr als etwa 155,75 g/cm (40 g/Inch) über 30 Minuten haben.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung, wie sie in Anspruch 1 beschrieben ist, bezieht sich auf Papierprodukte mit einer anfänglichen Naßfestigkeit, die zur Verwendung des Papierprodukts in dem befeuchteten Zustand ausreichend ist und welche auch temporär ist. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Herstellen des Absorptions- und/oder Tissuepapierprodukts, wie in Anspruch 6 beschrieben. Die Papierprodukte enthalten Cellulosefasern, die mit einem Polyaldehydpolymer mit freien Aldehydgruppen und einem wasserlöslichen Polyhydroxipolymer, insbesondere Polysacchariden mit cis-Hydroxylgruppen in wenigstens einem Teil der Hauptpolymerkette (das heißt, Polymerrücken) behandelt werden. Die Polymere bilden Bindungen, welche Fasern verbinden (Es werden interfibröse Bindungen gebildet), wenn das Papierprodukt getrocknet wird. Die anfängliche Naßfestigkeit, die mit der kombinierten Verwendung dieser Materialien erhalten wird, ist überraschender Weise signifikant größer als diejenige, die durch Verwendung entweder des Polyaldehyd- oder des Polyhydroxipolymers alleine erhalten wird. Überraschend baut sich die Naßfestigkeit der bevorzugten Papierprodukte mit einer Geschwindigkeit ab, die schnell genug ist, um das Papierprodukt in die Lage zu versetzen, unter Bedingungen normaler Verwendung weggespült zu werden (interfibröse Bindungen werden gebildet), wenn das Papierprodukt getrocknet wird. Die anfängliche Naßfestigkeit, die mit der kombinierten Verwendung dieser Materialien erhalten wird, ist überraschender Weise signifikant größer als diejenige, die durch Verwendung entweder des Polyaldehyd- oder des Polyhydroxipolymers alleine erhalten wird. Überraschend baut sich die Naßfestigkeit der bevorzugten Papierprodukte mit einer Geschwindigkeit ab, die schnell genug ist, um das Papierprodukt in die Lage zu versetzen, unter Bedingungen normaler Verwendung weggespült zu werden.
Bevorzugte Polyaldehydpolymere sind kationisch. Zum Beispiel kann das Polyaldehyd eine kationische, mit Aldehyd funktionalisierte Stärke oder ein kationisches, mit Aldehyd funktionalisiertes Polyacrylamid sein.
Bevorzugte Polysaccharide umfassen solche, die aus einem oder mehreren der Zuckenannose, Galactose, Allose, Altrose, Gulose, Talose, Ribose und Lyxose abgeleitet sind. Ökonomisch bevorzugte Polysaccharide sind Guargummi, Johannisbrotbaumgummi und Ionenderivate davon. Das Polysaccharid ist vorzugsweise ein neutrales Polysaccharid oder ein Gemisch aus Polysacchariden mit ausgeglichener Ladung.

Detaillierte Beschreibung ein oder mehrerer bevorzugter Ausführungsformen

Wie hier verwendet, umfassen die Ausdrücke "Papier" und "Papierprodukte" lagenartige Massen und geformte Produkte mit Cellulosfasern. Cellulosefasern von verschiedenem natürlichem Ursprung sind in der Erfindung anwendbar. Gekochte Fasern aus Weichholz (abgeleitet von Nadelbäumen), Hartholz (abgeleitet von Laubbäumen) oder Baumwolllinter werden vorzugsweise verwendet. Fasern von Espartogras, Bagasse, Kemp, Flachs und anderen holzigen und celluloseartigen Faserquellen können auch als Rohmaterial in der Erfindung verwendet werden. Die optimale Cellulosefaserquelle, die in Verbindung mit dieser Erfindung verwendet wird, wird abhängig sein von der speziellen, in Betracht gezogenen Endnutzung. Im allgemeinen werden Zellstoffe aus Holz verwendet werden. Verwendbare Holzzellstoffe umfassen chemische Zellstoffe, wie Kraft (das heißt, Sulfat) und Sulfidzellstoffe, wie mechanische Zellstoffe, einschließlich z. B. mechanischer Holzstoff, thermomechanischer Zellstoff (das heißt, TMP) und chemo-thermomechanischer Zellstoff (das heißt, CTMP). Chemische Zellstoffe werden jedoch bevorzugt, da die daraus hergestellten Tissuelagen eine höhere taktile Empfindung von Weichheit verleihen. Vollständig gebleichte, teilweise gebleichte und ungebleichte Fasern sind anwendbar. Es kann häufig erwünscht sein, gebleichten Zellstoff wegen seines höheren Glanzes und verbraucherfreundlichen Erscheinungsbildes zu verwenden. Für Produkte, wie Papiertissue, Papierhandtücher und absorbierende Pads für Windeln, Damenbinden, Katamneseeinlagen und andere absorbierende Papierprodukte wird besonders bevorzugt, Fasern von nördlichem Weichholzzellstoff wegen seiner besonders guten Festigkeitseigenschaften zu verwenden.
Auch nützlich in der vorliegenden Erfindung sind Fasern, die von recyceltem Papier abgeleitet werden, welche einige oder alle der obigen Kategorien wie auch andere nicht faserige Materialien, wie Füllstoffe und Haftmittel, die verwendet werden, um die ursprüngliche Papierherstellung zu erleichtern, enthalten können.
Die Papierprodukte können auch nicht cellulosartiges, faseriges Polymermaterial enthalten, das dadurch gekennzeichnet ist, daß dieses Hydroxylgruppen aufweist, die am Polymerrücken anhängen, z. B. Glasfasern und synthetische Fasern, die mit Hydroxylgruppen modifiziert sind. Weiteres faseriges Material, z. B. synthetische Fasern, wie Rayon, Polyethylen- und Polypropylenfasern, können auch in Kombination mit natürlichen Cellulosefasern oder anderen, Hydroxylgruppen enthaltenden Fasern verwendet werden. Mischungen beliebiger der vorstehenden Fasern können verwendet werden. Da die Festigkeit des Papierprodukts dazu neigt, mit der Anzahl von Hydroxylgruppen in den Fasern zuzunehmen, wird gewöhnlich bevorzugt, primär, ganz bevorzugt vollständig, Fasern mit Hydroxylgruppen zu verwenden. Cellulosefasern werden ökonomisch vorgezogen.
Die Papierprodukte enthalten auch ein Polyaldehydpolymer mit freien Aldehydgruppen. Mit "freien Aldehydgruppen" ist gemeint, daß die Aldehydgruppen nicht mit anderen funktionalen Gruppen verbunden sind, welche diese mit den Cellulosefasern nicht reaktiv machen würden. Zum Beispiel kann eine Aldehydgruppe interfibröse chemische Bindungen, typischerweise covalente Bindungen, mit einer Cellulose-Hydroxxlgruppe bilden, wenn das Papierprodukt getrocknet ist (chemische Bindungen, die unterschiedliche Cellulosefasern verbinden, werden gebildet). Bevorzugte Polyaldehyde sind solche, welche den Papierprodukten eine temporäre, anstelle einer dauerhaften, Naßfestigkeit verleihen, wenn sie als ein Grundfestigkeits-Additiv in vergleichbaren Papierprodukten eingebaut sind.
Bevorzugte Polyaldehyde sind wasserlöslich, um einen auf Wasser basierenden Prozeß zu erleichtern. Wie hier verwendet, umfaßt "wasserlöslich" die Fähigkeit eines Materials, in Wasser gelöst, dispergiert, gequellt, hydriert oder ähnlich zugemischt zu werden. Ebenso bezieht sich, wie hier verwendet, ein Bezug auf den Ausdruck "im wesentlichen gelöst", "im wesentlichen lösend" und dergleichen auf die Lösung, Dispersion, das Quellen, die Hydrierung und ähnliche Zumischung eines Materials in einem flüssigen Medium (z. B. Wasser). Das Gemisch bildet typischerweise eine im wesentlichen gleichförmige flüssige Mischung mit für das bloße Auge einer physikalischen Phase.
Geeignete Polyaldehydpolymere umfassen natürliche und synthetische Polymere, die zubereitet oder modifiziert sind, um Aldehydgruppen zu enthalten. Geeignete Polyaldehydpolymere umfassen, sind aber nicht beschränkt darauf, mit Aldehyd modifizierte Stärken und Polyacrylamide und Acroleincopolymere.
Das Polyaldehydpolymer ist kationisch ohne durch Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß das kationische Polyaldehyd dazu neigt, auf Cellulosefasern zurück gehalten zu werden, welche eine anionische Natur haben. Beispielhafte kationische Polyaldehydpolymere umfassen kationische, mit Aldehyd funktionalisierte Stärken und kationische, mit Aldehyd funktionalisierte Polyacrylamide, wobei Polyacrylamide bevorzugt werden. Kationische, mit Aldehyd funktionalisierte Stärken, die hier zur Verwendung geeignet sind, umfassen solche, welche im Handel erhältlich sind von National Starch & Chemical Co. aus Bloomfieldn New Jersey unter der Marke COBOND 1000. Kationische, mit Aldehyd funktionalisierte Polyacrylamide, die hier zur Verwendung geeignet sind, umfassen solche, die im Handel erhältlich sind von Cytec Industries Inc. aus West Patterson, New Jersey unter der Marke PAREZ 631 NC und PAREZ 750A, wobei PAREZ 750A gegenwärtig bevorzugt wird.
Mit Aldehyd funktionalisierte Polymere, die hier zur Verwendung geeignet sind, umfassen auch weitere temporäre naßfeste Harze, die erhältlich sind von Cytec Industries unter der Marke PAREZ, einschließlich PAREZ 750B, und solche temporären naßfesten Harze, die beschrieben sind in US-A-4,954,538, Dauplaise et al., veröffentlicht im September 1990; US-A-4,981,557, Bjorkquist, veröffentlicht am 01. Januar 1991; und US-A-5,320,711, Dauplaise et al., veröffentlicht am 14. Juni 1994.
Die Papierprodukte enthalten auch ein wasserlösliches Polyhydroxipolymer. Geeignete Polyhydroxipolymere sind solche mit Hydroxylgruppen, die geeignet sind, mit Aldehydgruppen des Polyaldehyds zu reagieren, um chemische Bindungen, typischerweise covalente Bindungen, zu bilden. Zum Beispiel können die Hydroxylgruppe und die Aldehydgruppe reagieren, um Acetal- oder Hemiacetalbindungen zu bilden. Polyhydroxipolymere, die hier zur Verwendung geeignet sind, umfassen wasserlösliche Polysaccharide und Polyvinylalkohol. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Polyhydroxipolymer ein Polysaccharid, in welchem die Hydroxylgruppen wenigstens eines Teils der polymer-wiederholenden Einheiten cis- Hydroxyl-Gruppen sind. Obwohl die Polyhydroxipolymere, z. B. weitere wasserlösliche Polysaccharide und Polyvinylalkohol, gute Grade einer anfänglichen und temporären Naßfestigkeit liefern, wenn sie mit dem Polyaldehydpolymer, kombiniert sind, liefern Polysaccharide, die cis-Hydroxyl-Gruppen enthalten, einen unerwartet besonders hohen Grad an temporärer Naßfestigkeit. Ohne durch Theorie oder anders beschränkt zu sein, wird angenommen, daß die cis-Hydroxyl-Gruppen eine Teilname benachbarter Gruppen bewirken, was die Bildung covalenter Bindungen mit dem Polyaldehyd erleichtert. Zusätzlich oder alternativ können die cis- Hydroxylgruppen eine relativ starke Bindung via Wasserstoffbindung mit den Cellulosefasern bilden, derart, daß es eine verstärkte Retention des Polysaccharids an den Fasern gibt.
Geeignete Polysaccharide mit den cis-Hydroxylgruppen umfassen solche, die von ein oder mehreren Zuckern abgeleitet sind, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Mannose, Galactose, Allose, Altrose, Gulose, Talose, Ribose und Lyxose. Economisch bevorzugte Polysaccharide dieser sind abgeleitet aus Mannose, Galactose oder beidem. So faßten ökonomisch bevorzugte Polysaccharide Galactomannangummiarten, z. B. Guargummi und Johannisbrotbaumgummi. Mischungen von Polysacchariden können verwendet werden.
Das Polysaccharid kann andere Zucker als die speziell erwähnten enthalten der Zuckergehalt an Polysaccharid kann durch Hydrolyse des Polysaccharids hinsichtlich der Zuckerbestandteile durch bekannte Verfahren mit nachfolgender qualitativen und quantitativen Analyse des Hydrolysats durch Trennungstechniken, wie Papier-, Dünnschicht- oder Gas/Flüssigkeits-Chromatographie bestimmt werden.
Die Polysaccharide können neutral sein oder eine elektronische Ladung besitzen, z. B. eine ionische Ladung. So sind anionische und kationische Polysaccharide hier zur Verwendung geeignet. Jedoch sollte das Polymer derart ausgewählt sein, daß dieses nicht zu übermäßigen elektrostatischen Abstoßung zwischen den Fasern und dem Polymer führen wird. Vorzugsweise ist das Polysaccharid oder das Gemisch von Polysacchariden elektronisch neutral. So kann jedes der verwendeten Polysaccharide in der Erfindung neutral sein. Alternativ kann jedes der verwendeten Polysaccharide in der Erfindung neutral sein. Alternativ kann ein Gemisch mit ausgeglichener Ladung von Polysacchariden verwendet werden. Durch "Gemisch mit ausgeglichener Ladung" von Polysacchariden ist gemeint, daß die Gesamtmengen jedes der elektronisch geladenen Polysaccharide in einem Polysaccharidgemisch derart ausgewählt sind, daß das Gemisch im wesentlichen neutral ist. Ein neutrales Polysaccharid oder ein Gemisch mit ausgeglichener Ladung von Polysacchariden kann eine höhere anfängliche Naßfestigkeit liefern als ein elektronisch geladenes Polysaccharid oder Polysaccharidgemisch. Zum Beispiel in einer passiven Drainageumgebung, wie sie bei der Herstellung von Wischtüchern auftritt, eine Kombination eines kationischen oder anionischen Polysaccharid mit dem Polyaldehydpolymer dazu, eine geringere anfängliche Naßfestigkeit als eine vergleichbare Kombination eines neutralen Polysaccharids oder Polysaccharidgemisch mit ausgeglichener Ladung mit dem Polyaldehydpolymer zu liefern. In einer turbulenten Drainageumgebung, wie sie auf einer gewerblichen Papierherstellunganlage auftritt, neigt ein Gemisch mit ausgeglichener Ladung von Polysacchariden dazu, die höchsten anfänglichen Naßfestigkeiten zu liefern. Ohne durch Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, daß das geladene Polysaccharid leichter und/oder fester an den Fasern und dem Polyaldehydpolymer anhaftet, um dadurch höhere anfängliche Naßfestigkeiten in Bezug zu einem neutralen, kationischen oder anionischen Polysaccharid zu liefern. Wie von dem Durchschnittsfachmann zu erkennen sein wird, können verschiedene Zwischenkombinationen von neutralen und geladenen Polysacchariden Zwischenstufen einer anfänglichen Naßfestigkeit liefern.
Die anfängliche nasse Zugfestigkeit neigt dazu, mit dem Molekulargewicht des Polysaccharids zuzunehmen. Deshalb wird für eine höhere anfängliche Naßfestigkeit im allgemeinen vorgezogen, Polysaccharide mit einem relativ hohen Molekulargewicht zu verwenden. Elektronisch geladene Polysaccharide neigen dazu, geringere Molekulargewichte als das entsprechende neutrale Polysaccharid zu haben, aus welchem Sie hergestellt werden, derart, daß die neutralen Polysaccharide höhere anfängliche nasse Zugfestigkeiten liefern können, wenn jedes Polymer eine vergleichbare Retention hat, insbesondere in einer passiven Drainageumgebung, wie einer Wischtuchbildung.
Polysaccharide, die hier zur Verwendung geeignet sind, sind im Handel von Aqualon erhältlich, einer Division der Hercules Incorporated aus Wilmington, Delaware, unter den Markennamen GALACTOSOL und SUPERCOL (beides neutrale Guargummi), und die anionischen, kationischen und amphoterischen Guargummi, die von diesem abgeleitet sind. Neutrale und geladene Guargummis sind auch von anderen Herstellern im Handel erhältlich.
Das Polyaldehydpolymer und das Polyhydroxipolymer werden mit den Cellulosefasern in einer Weise kombiniert, welche den Polymeren erlaubt, eine gebundene Fasermasse, im wesentlichen in Form eines die Fasern enthaltenen Blattes zu bilden. Die gebundene Fasermasse hat eine trockene Festigkeit und eine anfängliche nasse Festigkeit, die höher ist als eine vergleichbare Fasermasse mit nur einem oder keinem dieser Additive.
Beim Herstellen von Papier, im wesentlichen in Form von Lagen, werden die Polymere vorzugsweise mit den Cellulosefasern naßseitig eines naßgelegten Papierherstellungsprozesses kombiniert, wie dieses im Stand der Technik bekannt ist. Naßgelegte Papier herstellende Prozesse umfassen typischerweise die Schritte eines Bereitstellens eines Breies, der Celluslosefasern enthält (der Brei wird hier alternativ als Papier herstellender Faserstoff bezeichnet), eines Ablegens des Breies von Fasern auf einem Substrat, wie einem foraminösen Formungsdrahtsieb (z. B. einem Fuourdrinier-Drahnetz), und Absetzen der Fasern in eine lagige Form, während sich die Fasern in einem im wesentlichen unausgeflockten Zustand befinden. Der Schritt des Absetzens der Fasern in eine lagige Form kann durchgeführt werden, indem dem Fluid erlaubt wird, abzulaufen und die Fasern gegen das foraminöse Drahtsieb gedrückt werden (Entwässern), z. B. mit einer Siebwalze, wie einer zylindrischen Dandywalze. Einmal abgesetzt, kann die faserige Lage dann getrocknet und optional bedarfsweise kompaktiert werden.
Auf diese Weise werden in einem naßlegenden Papierherstellungsprozeß, wie in Anspruch 6 beschrieben, die Polymere vorzugsweise mit den Cellulosefasern kombiniert, indem die Polymere dem Papier herstellenden Faserstoff, im wesentlichen einem wäßrigen Papier herstellenden Faserstoff mit Wasser und den Cellulosefasern, hinzu gegeben werden. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Polymere dem Faserstoff nach einem im wesentlichen Lösen der einzelnen Polymere in einem separaten, geeigneten Medium hinzu gegeben. In dem Falle, in welchem das Polymer durch das Medium hydriert wird, z. B. im Falle von Guargummi, wird bevorzugt, das Polymer zu seiner Gleichgewichtsquellung zu bringen. In einer alternativen Ausführungsform können die Polymere dem Faserstoff nach einem wesentlichen Lösen beider Polymere in einem einzigen, geeigneten Medium hinzu gegeben werden. In beiden Fällen ist das Medium in der Lage, das Polymer (die Polymere) im wesentlichen zu lösen und ist vorzugsweise ein wäßriges Medium und ganz bevorzugt Wasser. In noch einer weiteren alternativen Ausführungsform werden die Polymere direkt dem Faserstoff hinzu gegeben. Der Faserstoff, falls notwendig, auf einen pH-Wert von etwa 7 oder weniger, vorzugsweise von etwa 4 bis etwa 7 eingestellt.
Das Polyaldehyd- und das Polyhydroxipolymer müssen mit den Zellulosefasern in Kontakt bleiben, bevor sich die Fasern absetzen, und zwar für eine Zeitspanne, die ausreichend ist, um eine Adsorption der Polymere durch die Fasern und ein Binden zwischen dem Polyaldehyd-, Polyhydroxipolymer und Cellulosefasern zu erlauben. Andernfalls kann das Polyaldehyd- und/oder Polyhydroxipolymer während des Absetzungsschrittes verlorengehen, derart, daß die Verbesserungen der Naßfestigkeit nicht erhalten werden. Eine ausreichende Zeitspanne wird typischerweise erhalten, indem das Polyaldehyd- und das Polyhydroxipolymer, einzeln oder in Kombination für eine Zeitspanne von einigen wenigen Sekunden bis etwa 60 Minuten vor dem Absetzen der Fasern, typischerweise in der Größenordnung von einigen wenigen Sekunden, in Kontakt belassen werden. Ein Binden kann ein ionisches Binden und/oder ein kovalentes Binden einschließen.
Die Temperatur des Faserstoffs liegt im allgemeinen zwischen größer als 0ºC und weniger 100ºC und liegt typischerweise etwa bei Raumtemperatur (20-25ºC). Der Papier herstellende Prozeß wird im wesentlichen in Luft bei Umgebungsdruck durchgeführt, obwohl andere Umgebungen und Drücke verwendet werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Polyaldehyd dem Faserstoff vor dem Polyhydroxipolymer hinzugegeben. Papierprodukte, die entsprechend dieser Ausführungsform hergestellt werden, neigen dazu, höhere anfängliche Naßfestigkeiten im Vergleich zu Papierprodukten zu haben, die zuerst mit dem Polyhydroxipolymer oder einem Gemisch aus dem Polyaldehyd- und dem Polyhydroxipolymer behandelt wurden. Der pH-Wert des Faserstoff mit dem Polyaldehyd und den Fasern wird vorzugsweise eingestellt auf einen pH-Wert von etwa 7 oder weniger, ganz bevorzugt von etwa 4 bis etwa 7. Das Polyaldehyd bleibt mit den Cellulosefasern über eine Zeitspanne in Kontakt, die ausreicht, eine chemische Verbindung zwischen dem Polyaldehyd und den Cellulosefasern zu erlauben. Eine Zeitspanne von einigen wenigen Sekunden bis etwa 60 Minuten ist typischerweise ausreichend, ganz typische einige wenige Sekunden.
Gemäß dieser Ausführungsform wird dann das wasserlösliche Polyhydroxipolymer dem Papier herstellenden Faserstoff hinzugegeben. Der pH-Wert des Faserstoffs wird vorzugsweise eingestellt auf einen pH-Wert von etwa 7 oder weniger, ganz bevorzugt von etwa 4 bis etwa 7. Das Polyhydroxipolymer bleibt in Kontakt mit den Cellulosefasern und dem Polyaldehyd über eine Zeitspanne, die ausreicht, eine chemische Verbindung zwischen den Cellulosefasern, dem Polyaldehyd- und Polyhydroxipolymer zu erlauben. Eine Zeitspanne von einigen wenigen Sekunden bis etwa 60 Minuten ist typischerweise ausreichend, ganz typisch einige wenige Sekunden.
Der Faserstoff kann auch herkömmliche Papier herstellende Additive, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, umfassen. Zum Beispiel können Papierweichmacher, wie Tetra-Alkylammoniumverbindungen, in dem Faserstoff enthalten sein.
Wenn der Faserstoff hergestellt ist, wird dieser durch irgendein geeignetes naßlegendes Verfahren, einschließlich einem vorher beschriebenen Verfahren, das ein Ablagern des Faserstoffs, ein Absetzen der Fasern, ein Trocknen und optionales Kompaktieren umfaßt, in eine finale Bahn oder Lage übertragen.
Die Menge des Polyaldehydpolymers und Polyhydroxipolymers, die mit den Cellulosefasern kombiniert wird, wird im allgemeinen derart ausgewählt, daß ein Gleichgewicht von anfänglicher Naßfestigkeit, Abbau einer nassen Zugfestigkeit und optional weiteren Eigenschaften, einschließlich einer Trockenfestigkeit, abhängig von den Aufgaben der Erfindung zu schaffen. Im allgemeinen gibt es mit ansteigenden Mengen des Polyaldehydpolymers eine Zunahme der Trockenfestigkeit, der anfänglichen nassen Zugfestigkeit und der Abbaugeschwindigkeit der nassen Zugfestigkeit (insbesondere der Abbaugeschwindigkeit der nassen Zugfestigkeit). Eine Zunahme in der Menge des Polyhydroxipolymers führt zu dem Ergebnis einer Zunahme der Trockenfestigkeit und anfänglichen Naßfestigkeit (besonders der Trockenfestigkeit) und einer Abnahme an Weichheit. Die Papierprodukte werden typischerweise von etwa 0,01 bis etwa 1 Gew.-% des Polyaldehydpolymers und von etwa 0,01 bis etwa 5 Gew.-% des Polyhydroxipolymers, basierend auf dem Gewicht - der Cellulosefasern und optional anderen Fasern mit Hydroxylgruppen enthalten. Vorzugsweise werden Papierprodukte von etwa 0,01 bis etwa 0,5 Gew.-% des Polyaldehydpolymers und von etwa 0,01 bis 3 Gew.-% des Polyhydroxipolymers, basierend auf dem Gewicht der Cellulosefasern und optional anderen Fasern mit Hydroxylgruppen enthalten. Zum Beispiel enthält ein geeignetes Papierprodukt etwa 0,5 Gew.-% des Polyaldehydpolymers und von etwa 2 Gew.-% des Polyhydroxipolymers.
Ohne durch Theorie oder in anderer Weise gebunden oder beschränkt zu sein, wird angenommen, daß ein Teil der freien Aldehydgruppen des Polyaldehyds mit den Cellulosefasern durch Bildung von Hemiacetalgruppen durch Reaktion von wenigstens eines Teils der Cellulose-Hydroxylgruppen und wenigstens eines Teils der Aldehydgruppen binden, wenn das Papierprodukt trocknet. Andere freie Aldehydgruppen des Polyaldehyds reagieren mit wenigstens einem Teil der Hydroxylgruppen des Polyhydroxipolymers, um Hemiacetalgruppen zu bilden, wenn das Papierprodukt trocknet. Es wird angenommen, daß das Polyhydroxipolymer das Verbinden des Polyaldehyds durch Schaffen mehrerer Bindungsstellen und durch Überbrücken des Abstand zwischen Fasern ausdehnt. Das sich ergebene Netzwerk neigt dazu, eine relativ hohe anfänglich nasse Zugfestigkeit zu haben. Die Hemiacetalbindungen sind in Wasser reversibel, langsam zu den ursprünglichen Polyaldehyd- und Polyhydroximaterialien zurückkehren. Diese Reversibilität verleiht dem Papierprodukt temporäre Naßfestigkeit.
Die vorliegende Erfindung ist besonders angepaßt für Papierprodukte, welche in Abwassersystemen entsorgt werden müssen, wie Toilettentissue. Es sei jedoch so verstanden, daß die vorliegende Erfindung auf eine Vielfalt von Papierprodukten anwendbar ist, einschließlich, aber nicht beschränkt darauf, absorbierende Einweg- Papierprodukte, wie solche, die für den Hauthalt, Körper oder andere reinigende Anwendungen verwendet werden, und solche, für die Absorption von Körperfluiden, wie Urin und Menstruationsfluide, verwendet werden. Beispielhafte Papierprodukte umfassen somit ein Tissuepapier, einschließlich Toilettentissue und Gesichtstissue, Papierhandtücher, absorbierende Materialien für Windeln, Frauen- Hygieneartikel, einschließlich Damenbinden, Höscheneinlagen und Tampons, Erwachsenen-Inkontinenzartikel und dergleichen.
Tissuepapier der vorliegenden Erfindung kann eine homogene oder mehrlagige Konstruktion haben; und daraus hergestellte Tissue-Papierprodukte können eine einmal gefaltete oder mehrmals gefaltete Konstruktion haben. Das Tissuepapier hat vorzugsweise ein Basisgewicht von zwischen etwa 10 g/m² und etwa 65 g/m² und ein Dichte von etwa 0,6 g/cm³ oder weniger. Ganz bevorzugt beträgt das Basisgewicht etwa 40 g/m² oder weniger und beträgt die Dichte etwa 0,3 g/cm³ oder weniger. Äußerst bevorzugt beträgt die Dichte zwischen etwa 0,04 g/cm³ und etwa 0,2 g/cm³. Siehe Spalte 13, Zeilen 61-67 von US-A-5,059,282 (Ampulski et al), veröffentlicht am 22. Oktober 1991, wo beschrieben ist, wie die Dichte des Tissuepapiers gemessen wird. (Solange nicht anders erläutert, erfolgen alle Mengen- und Gewichtsangaben in Bezug auf das Papier auf einer Trockenbasis.) Das Tissuepapier kann herkömmlich gepreßtes Tissuepapier, musterverdichtetes Tissuepapier und nicht kompaktiertes, nicht musterverdichtetes Tissuepapier sein. Diese Typen von Tissuepapier und Verfahren zum Herstellen eines solchen Papiers sind im Stand der Technik allgemein bekannt und beschrieben z. B. in US-A-5,334,286, veröffentlicht am 02. August 1994 in den Namen von Dean V. Phan und Paul D. Trokhan.

VERSUCH

Festigkeitsteste

Die Papierprodukte werden vor einem Zugtest über ein Minimum von 24 Stunden in einem konditionierten Raum, in welchem die Temperatur 73ºF ± 4ºF (20,8ºC ± 2,2ºC) beträgt und die relative Luftfeuchtigkeit 50% ± 10% beträgt, abgelagert.

1. Totale trockene Zugfestigkeit ("TDT")

Dieser Test wird an einem Inch mal fünf Inch (etwa 2,5 cm · 12,7 cm) großen Papierstreifen (einschließlich oben beschriebener Wischtücher, wie auch anderen Papierlagen), in einem konditionierten Raum durchgeführt, in welchem die Temperatur 73ºF ± 4ºF (etwa 28ºC ± 2,2ºC) beträgt und die relative Luftfeuchtigkeit 50% ± 10% beträgt. Ein elektronischer Zugtester (Modell 1122, Instron Corp., Canton, Mass.) wird verwendet und mit einer Querkopfgeschwindigkeit von 2,0 Inch pro Minute (etwa 5,1 cm pro Minute) und einer Meßlänge von 4,0 Inch (etwa 10,2 cm) betrieben. Eine Bezugnahme auf eine Maschinenrichtung bedeutet, daß die getestete Probe so hergestellt wurde, daß die 12,7 cm (5") Abmessung dieser Richtung entspricht. So sind für eine TDT in Maschinenrichtung (MD) die Streifen derart geschnitten, daß die 12,7 cm (5") Abmessung parallel zur Maschinenrichtung der Herstellung des Papierprodukts verläuft. Für eine TDT quer zur Maschinenrichtung (CD) sind die Streifen derart geschnitten, daß die 12,7 cm (5") Abmessung parallel zur Quer-Maschinenrichtung der Herstellung des Papierprodukts verläuft. Die Maschinenrichtung und die Quer-Maschinenrichtung der Herstellung sind allgemein bekannte Ausdrücke in der Technik der Papierherstellung.
Die MD- und CD-Zugfestigkeiten werden unter Verwendung der obigen Anlage und Berechnungen in der herkömmlichen Art und Weise bestimmt. Der wiedergegebene Wert ist das arithmetische Mittel von wenigstens 6 Streifen, die für jede Richtungsfestigkeit getestet wurden. Die TDT ist der arithmetische Gesamtwert der MD- und CD-Zugfestigkeiten.

2. Naßfestigkeit

Ein elektronischer Zugtester (Modell 1122, Instron Corp.) wird verwendet und mit einer Querkopfgeschwindigkeit von 1,0 Inch (etwa 2,5 cm) pro Minute und einer Meßlänge von 1,0 Inch (etwa 2,5 cm) unter Verwendung der gleichen Streifengrößen wie für die TDT betrieben. Die zwei Enden der Streifen werden in den oberen Klemmbacken der Maschine angeordnet, und das Zentrum des Streifens wird um einen Edelstahlstift herum angeordnet. Der Streifen wird für eine gewünschte Eintauchzeit in destilliertes Wasser bei etwa 20ºC eingetaucht und dann hinsichtlich seiner Zugfestigkeit gemessen. Eine Hälfte der gemessenen nassen Zugfestigkeit wird als die Zugfestigkeit eines einzelnen Streifens genommen. Im Falle der TDT bedeutet eine Bezugnahme auf eine Maschinenrichtung, daß die getestete Probe derart hergestellt ist, daß die 12,7 cm (5") Abmessung dieser Richtung entspricht.
Die nassen MD- und CD-Zugfestigkeiten werden unter Verwendung der obigen Anlage und Berechnungen in der herkömmlichen Art und Weise bestimmt. Der wiedergegebene Wert ist das arithmetische Mittel von wenigstens sechs Streifen, die für jede Richtungsfestigkeit gemessen wurde. Die gesamte nasse Zugfestigkeit für eine gegebene Eintauchzeit ist der arithmetische Gesamtwert der MD- und CD- Zugfestigkeiten für die Eintauchzeit. Die anfängliche gesamte nasse Zugfestigkeit (ITWT) wird gemessen, wenn das Papier für 5 ± 0,5 Sekunden gesättigt war. Die 30 Minuten totale nasse Zugfestigkeit (30 MTWT) wird gemessen, wenn das Papier für 30 ± 0,5 Minuten gesättigt war.

Beispiele

Die folgenden nicht beschränkenden Beispiele werden geliefert, um die Herstellung von Papierlagen darzustellen, die mit einem Polyaldehydpolymer behandelt sind, das freie Aldehydgruppen und ein in Wasser quellbares Polyhydroxipolymer in Übereinstimmung mit der Erfindung enthält. Der Schutzbereich der Erfindung soll durch die Ansprüche bestimmt sein, welche folgen.
Die folgenden Abkürzungen werden in den Beispielen verwendet:
EHK - Eukalyptus Hartholz Kraft (kurze Papier herstellende Fasern)
NSK - Nördliches Weichholz Kraft (lange Papier herstellende Fasern)
CTMP - Chemo-thermomechanischer Zellstoff (kurze Fasern)
NGG - GALACTOSOL 20H5F1 (neutrales Guargummi, z. B. Hercules Inc., Wilmington, DE)
AGG - anionisches Guargummi, z. B. Hercules Inc., Wilmington, DE
CGG - kationisches Guargummi, z. B. Hercules Inc., Wilmington, DE
NSR - COBOND 1000 (Polyaldehyd naßfestes Harz; National Starch & Chemical)
P631 - PAREZ 631 NC (Polyacrylamid naßfestes Additiv; Cytec Industries)
P750A - PAREZ 750A (Polyacrylamid naßfestes Harz; Cytec Industries)
Wischtücher werden im wesentlichen gemäß dem TAPPI-Standard T205 mit folgenden Modifikationen hergestellt:
(1) Leitungswasser, eingestellt auf einen gewünschten pH-Wert, im allgemeinen zwischen 4,0 und 4,5, mit H&sub2;SO&sub4; und/oder NaOH wird zur Dispersion in der Papier herstellenden Faser, für eine Dispersion oder Lösung der naßfesten Harze und für eine Dispersion oder Lösung anderer Papier herstellenden Additive, verwendet. Nach einem Kombinieren des Faserbreies mit dem naßfesten Additiv wird der pH-Bereich von 4,0-4,5 verifiziert, und der gleiche Vorgang wird nach Hinzufügung jedes nachfolgenden Papier herstellenden Additivs wiederholt.
(2) Die Lage wird auf einem Polyesterdrahtsieb ausgebildet und durch Saugung anstatt durch Pressen entwässert;
(3) die embryonische Bahn wird durch Unterdruck auf einen Papier herstellenden Stoff aus Polyester überführt;
(4) die Lage wird dann durch Dampf auf einem Drehtrommeltrockner getrocknet.
Ein wäßriger Papier herstellender Faserstoff mit einer Konsistenz von < 1% wird unter Verwendung der Papier herstellenden Fasern präpariert. Eine < 1% wäßrige Lösung aus Polyaldehyd naßfestem Harz wird dem Faserstoff hinzugegeben und für eine Stunde kräftig gemischt. Eine < 1% wäßrige Lösung aus neutralem Guargummi wird dann dem Faserstoff hinzugegeben und für eine Stunde kräftig gemischt. Wenn geladene Guargummi verwendet werden, werden sie dem Papier herstellenden Faserstoff nach einer Stunde Mischen mit dem Polyaldehyd naßfesten Harz hinzugegeben. In Fällen, in welchen sowohl ein anionisches Guargummi als auch ein kationisches Guargummi hinzugegeben werden, wird das anionische Guargummi zuerst hinzugegeben, gefolgt durch das kationische Guargummi nach einer Stunde Mischen. Die Menge eines Polyaldehyd naßfesten Harzes und dem Papier hinzugegebenen Guargummis sind in jeder der unten stehenden Tabellen beschrieben.
Wischtücher werden durch Verdünnung der Fasern und Additive in einem Formatkasten (auch als Wischtuchform bekannt) gebildet, z. B. 1,6 g Faser in 2,5 Liter Wasser, verdünnt in 45 Litern Wasser. Das Wasser wird abgeleitet, die nasse Bahn unter Unterdruck gesetzt und das Wischtuch auf einem Trommeltrockner bei 115,5ºC (240ºF) getrocknet.
Die Papierprodukte dieser Beispiele haben anfängliche gesamte nasse Zugfestigkeiten (ITWT), 30 Minuten totale nasse Zugfestigkeiten (30 MTWT) und gesamte trockene Zugfestigkeiten (TDT), wie diese in den Tabellen unten gezeigt sind.
Tabelle I zeigt Zugeigenschaften von Wischtüchern, die mit COBOND 1000 und neutralem Guargummi, anionischem Guargummi und/oder kationischem Guargummi, aufgebracht auf Faserstoffe aus Eukalyptushartholzkraft-Faser und nördlicher Weichholzkraft- Faser gebildet sind. Die Fasern sind unveredelt und das Papier ist nicht gekreppt. TABELLE I
Tabelle I zeigt, daß eine signifikante Zunahme einer anfänglichen totalen nassen Zugfestigkeit durch Hinzufügung eines neutralen Guargummis zu dem COBOND 1000 Faserstoff in bezug zu derjenigen, die erhalten wird nur mit COBOND 1000 und Faser oder Gummi und Faser. Wenn ein anionisches Guargummi und ein kationisches Guargummi zu dem COBOND 1000 Faserstoff sequentiell hinzugegeben wird, wird eine noch größere Zunahme der anfänglichen totalen nassen Zugfestigkeit erreicht.
Weitere Polyaldehyd Additive zeigen, wenn sie mit Guargummis kombiniert werden, auch eine siginifikante Zunahme der anfänglichen totalen nassen Zugfestigkeit in bezug zu derjenigen, die nur mit dem Polyaldehyd oder mit Gummi und Faser erhalten wird. Zum Beispiel zeigt Tabelle II Zugeigenschaften von Wischtüchern, die mit dem temporären naßzugfesten Harz P631 NC allein und in Kombination mit neutralem Guargummi präpariert wurden. TABELLE II
Tabelle II zeigt, daß Wischtücher, die unter Verwendung sowohl von P631 NC als auch von neutralem Guargummi präpariert wurden, eine anfänglich totale nasse Zugfestigkeit liefern, die siginifikant höher ist, als ein entsprechendes Wischtuch, das unter Verwendung von nur P631 NC präpariert wurde. Die Wischtücher, die mit neutralem Guargummi präpariert wurden, haben jedoch eine 30-Minuten totale nasse-Zugfestigkeit, die im allgemeinen unakzeptierbar hoch für eine Verwendung als Papier-Toilettentissueprodukte wäre. Die gesamte trockene Zugfestigkeit, die mit PAREZ 613 NC und Guargummi erreicht wurde, ist geringer als diejenige, die mit dem COBOND 1000 und Guargummi, wie in Tabelle I angegeben, erreicht wurde.
Als weitere Beispiele zeigt Tabelle III Zugeigenschaften für Papierprodukte, die unter Verwendung von P750A in Kombination mit einem neutralen Guargummi (Beispiele 1-2: maschinenhergestelltes, gekrepptes Tissuepapier; Beispiele 3-5: Wischtücher) präpariert wurden.
Das behandelte, gekreppte Tissuepapier wurde gemäß der Lehren von Sanford und Sisson, US-A- 3,301,746, veröffentlicht am 31. Januar 1967 und US-A- 3,994,771, Morgan und Rich, veröffentlicht am 30. November 1976. Das Papier wird mit Polyaldehyd und Guargummi in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung behandelt.
Die Papiermaschine verwendet einen fixierten Stoffauflaufkasten des Dachformer-Typs. Der Faserstoff umfaßt die in Tabelle III (Typ und Gewichtsverhältnis) gezeigten Fasern und ist homogen geformt. Das Polyaldehyd und Guargummi werden vor der Lagenbildung als wässrige Lösungen von separaten Speichertanks hinzugegeben. Die P750A wässrige Lösung (4,54 kg (10 lb) P750A aktiv/291,6 kg (Tonne) papierherstellende Faser) wird vor der wässrigen Lösung aus Guargummi (18 kg (40 lb) Guargummi aktiv/291,6 kg (Tonne) papierherstellende Faser) hinzugegeben. Die gleichen Anwendungen von P750A und Guargummi werden bei der Wischtuchpräparation verwendet, daß P750A zuerst, gefolgt von dem Guargumi. Für die Papiermaschinen-Produktion ist das Stoffauflaufkasten- Verdünnungswasser ein natürliches Wasser, welches mit Schwefelsäure auf einen ungefähren pH-Wert von etwa 4,5 bis 5,5 angesäuert ist.
Die Lagen werden auf einem Polyester 84M Formgebungs-Drahtnetz geformt. Dieses Drahtnetz ist ein "84M"; d. h., die Webart betrug 84 · 76 Filamente pro Inch Drahtgewebe in einem 5-fachigen Muster, um eine embryonische Bahn zu bilden. Die embryonische Papierbahn wird auf ein 36 · 32 5-fachiges Gewebe überführt. Diese Muster und ihre Verwendung sind beschrieben in Trokhan, US-A- 4,191,609 und Trokhan US-A- 4,239,065. Die embryonische Papierbahn wird zuerst mit Heißluft in einem Durchlufttrockner auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 50 Gew.-% der Lage getrocknet. Solch ein Durchlufttrockner ist dem Fachmann allgemein bekannt. Das abschließende Trocknen wird auf der Oberfläche eines Yankee-Trockners erreicht (auf welchem die Bahn mit Polyvinylalkohol angehaftet wurde). Das Papier wird auf etwa 3% Feuchtigkeit getrocknet und dann von dem Yankee-Trockner mit einer Abstreichklinge gekreppt und aufgerollt, so daß ein abschließend verbleibendes Krepp von etwa 20% verbleibt. TABELLE III
In ungekreppten Wischtüchern (Beispiele 3-5) erzeugt die P750A/NGG Kombination außergewöhnliche Grade einer anfänglichen totalen nassen Zugfestigkeit und einen ausgezeichneten 30 Minuten totalen nassen Zugfestigkeitsabbau. Diese hohen nassen Zugfestigkeiten liegen für Wischtücher vor, die mit oder ohne Weichholzfasern hergestellt wurden. In Wischtüchern nur mit Kraft-Weichholz- oder -Hartholzfasern ist die gesamte trockene Zugfestigkeit sehr hoch. Ein Maschinenkreppen liefert eine große Verringerung in der anfänglichen und 30 Minuten totalen nassen Zugfestigkeit, wie auch in der trockenen Zugefestigkeit in bezug auf Wischtücher. Zudem liefert ein vollständiger Kraft-Faserstoff eine totale trockene Zugfestigkeit, die fast doppelt so hoch ist, wie die eines entsprechenden Wischtuchs, daß unter Verwendung des Gemisches aus Kraft- und mechanischen Zellstofffasern hergestellt wurde.
Maschinenhergestelltes, gekrepptes Papier hat eine anfänglich totale nasse Zugfestigkeit und eine totale trockene Zugfestigkeit, die deutlich niedriger ist, als entsprechende Wischtücher und eine 30 Minuten totale nasse Zugfestigkeit, die für wegspülbare Papierprodukte bevorzugt wird.
So neigt, für einen gegebenen Anteil von Polyaldehyd in einem gegebenen System, PA- REZ 631 NC, dazu, eine dauerhaftere nasse Zugfestigkeit als PAREZ 750A zu liefern (d. h., die Abbaugeschwindigkeit der nassen Zugfestigkeit vom PAREZ 631 NC Produkt ist signifikant niedriger als diejenige des PAREZ 750A Produkts), derart, daß PAREZ 750A für ganz bestimmte Papierprodukte bevorzugt wird. Die Geschwindigkeit des Abbaus der nassen Zugfestigkeit neigt mit Zunahme der Hinzufügungsmenge abzunehmen.

Claims

1. Absorbierendes und/oder Tissue-Papierprodukt mit temporärer Naßfestigkeit, umfassend:

(a) Cellulosefasern; und

(b) ein Bindemittel mit einem kationischen Polyaldehyd, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel umfaßt:

(i) das kationische Polyaldehydpolymer mit freien Aldehydgruppen, vorzugsweise gewählt aus der Gruppe umfassend Aldehyd-funktionalisierte Stärke, Aldehyd funktionalisiertes Polyacrylamid, und Acroleinpolymere; und

(ii) ein wasserlösliches Polysaccharid umfassende Hydroxylgruppen mit cis-Hydroxylgruppen;

wobei die Aldehydgruppen des Polyaldehyds mit den Cellulosefasern und mit den Hydroxylgruppen des Polysaccharids zur Reaktion gebracht werden, um chemische Bindungen zu bilden, die die Fasern verbinden.

2. Produkt nach Anspruch 1, wobei das Polysaccharid aus einem oder mehreren Zuckern stammt, der/die gewählt ist/sind aus der Gruppe umfassend Mannose, Galactose, Allose, Altrose, Gulose, Talose, Ribose und Lyxose, vorzugsweise Mannose und/oder Galactose.

3. Produkt nach Anspruch 2, wobei das Polysaccharid gewählt ist aus der Gruppe umfassend Guar Gum, Johannnisbrot-Gum kationisches Guar Gum, kationisches Johannisbrot-Gum, anionisches Guar Gum, anionisches Johannisbrot-Gum, und Kombinationen davon.

4. Produkt nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Polysaccharid ein neutrales Polysaccharid oder ein ladungsausgeglichenes Gemisch von Polysacchariden ist.

5. Produkt nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Produkt aufweist 0,01 bis 5 Gew.-% des Polyaldehyds und 0,01 bis Gew.-% des Polysaccharids, vorzugsweise 0,01 bis 5 Gew.-% des Polyaldehyds und 0,01 bis 3 Gew.-% des Polysaccharids, basierend auf dem Gewicht der Cellulosefasern.

6. Verfahren zur Herstellung eines absorbierenden und/oder Tissue- Papierprodukts mit temporärer Naßfestigkeit, umfassend die Schritte:

(a) Bereitstellen eines Breis umfassend Wasser, Papierfasern, ein kationisches Polyaldehyd mit freien Aldehydgruppen, und ein wasserlösliches Polysaccharid mit Hydroxylgruppen, die cis- Hydroxylgruppen aufweisen; wobei der Brei einen pH-Wert von 7 oder weniger, vorzugsweise zwischen 2 und 7 aufweist;

(b) Abscheiden der pumpfähigen Masse auf ein löchriges Substrat;

(c) Entziehen des Wassers aus den Fasern;

(d) Trocknen des aus den Fasern hergestellten Papiers; und

(e) Bewirken einer Reaktion der Aldehydgruppen des Polyaldehyds mit den Cellulosefasern und mit den Hydroxylgruppen des Polysaccharids, um chemische Bindungen zu bilden, die die Fasern verbinden, wenn die Fasern trocken sind.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt a) des Bildens eines Breis umfaßt:

(i) Bilden eines ersten wasserhaltigen Gemischs mit den Cellulosefasern, eines zweiten wasserhaltigen Gemischs mit dem Polyaldehyd, das im wesentlichen in einem wasserhaltigen Medium aufgelöst ist, und eines dritten wasserhaltigen Gemischs mit dem Polysaccharid, das im wesentlichen in einem wasserhaltigen Medium aufgelöst ist;

(ii) Vereinen des ersten, zweiten und dritten wasserhaltigen Gemischs, um ein Reaktionsgemisch zu bilden;

(iii) Einstellen des pH-Werts des Reaktionsgemisches auf einen pH- Wert von 7 oder weniger.

8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt a) des Bildens eines Breis umfaßt:

(ii) Vereinen des ersten und zweiten wasserhaltigen Gemischs, um ein erstes Reaktionsgemisch zu bilden;

(iii) Einstellen des pH-Werts des ersten Reaktionsgemischs auf einen pH-Wert von 7 oder weniger;

(iv) Vereinen des ersten Reaktionsgemischs mit dem dritten wasserhaltigen Gemisch, um ein zweites Reaktionsgemisch zu bilden; und

(v) Einstellen des pH-Werts des zweiten Reaktionsgemischs auf einen pH-Wert von 7 oder weniger.