DE69804604T2

DE69804604T2 - Klebstoffzusammensetzung mit anzeigemittel und geklebtes laminiertes papierprodukt

Info

Publication number: DE69804604T2
Application number: DE69804604T
Authority: DE
Inventors: Dale Barford; Nathan Boatman; David Boutilier; Scott Kraus; Lee Pekel; Vincent Wegele
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1997-05-09
Filing date: 1998-05-08
Publication date: 2002-11-07
Anticipated expiration: 2018-05-09
Also published as: TW515835B; WO1998050481A1; KR20010012417A; ZA983876B; CA2289744A1; HK1026917A1; EP0981589B1; ZA983874B; PE37999A1; AU7286698A; CN1259980A; AR015117A1; CN1106438C; CA2289744C; EP0981589A1; KR100320493B1; AR012013A1; BR9808765A; JP2001524160A; TW515834B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Haftmittelzusammensetzungen für Zellulosefaserstrukturen, wie Papierprodukte, und insbesondere Papierprodukte, die mehrere Lagen aufweisen, die haftend unter Verwendung solcher Zusammensetzungen verbunden sind.
Papierprodukte sind im täglichen Leben wohl bekannt. Papierprodukte werden häufig als ein Tissue bezeichnet und sie werden für Papierhandtücher, Gesichtstücher und Badetücher verwendet.
Tissuepapierprodukte können eine einzige Lage aufweisen, aber sie weisen häufig zwei oder mehr Lagen auf. Der Ausdruck "Lage", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf ein einzelnes Blatt, das von einem Siebnetz oder einem Äquivalent genommen und getrocknet wurde, ohne daß zusätzliche Fasern hinzugefügt wurden.
Natürlich kann eine Lage aus unterschiedlichen Zellulosefasern schichtförmig aufgebaut sein. Der schichtförmige Aufbau liefert den Vorteil, daß eine zentrale Schicht relativ feste Fasern aufweisen kann, um dem Tissuepapierprodukt eine Festigkeit zu verleihen. Außerhalb der zentralen Schicht können kürzere Fasern vorgesehen sein, die dem Benutzer einen weichen taktilen Eindruck vermitteln. Der schichtförmige Aufbau kann vorteilhafterweise gemäß dem US-Patent 3,994,771 des Anmelders der vorliegenden Anmeldung, die am 30. November 1976 an Morgan Jr. et al. erteilt wurde, ausgeführt werden, wobei dieses Patent hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Häufig werden zwei oder mehr Lagen miteinander verbunden, um das Papierprodukt herzustellen. Das Verbinden mehrerer Lagen liefert den Vorteil, daß das sich ergebende Laminat ein geringeres Biegemodul als eine einzige Lage gleicher Dicke aufweist. Dies liefert den Vorteil, daß dem Benutzer wiederum ein weicherer taktiler Eindruck vermittelt wird. Die Absorptionsfähigkeit und die Stärke werden typischerweise ebenfalls verbessert. Weiterhin ermöglicht das Verbinden von drei Lagen, daß das Papierprodukt unterschiedliche zentrale und außen liegende Lagen im Laminat aufweist, um ihm eine Festigkeit beziehungsweise Weichheit zu verleihen.
Mehrlagige Tissueprodukte bestehen typischerweise aus Zellulose. Der Ausdruck "Zellulose", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf ein Papierprodukt, das mindestens ungefähr fünfzig Gewichtsprozent oder mindestens ungefähr fünfzig Volumenprozent Zellulosefasern umfaßt, wobei diese in nicht einschränkender Weise Baumwollinters, Reyon, Zuckerrohr und noch besser Holzzellstoffe, wie von Weichhölzern (Gymnospermae oder Nadelbäume) oder von Harthölzern (Angiospermae oder Laubbäume), umfaßt, wobei die Fasern recycelt sein können. Der Rest der Fasern kann aus synthetischen Fasern, beispielsweise aus Polyolefin oder Polyester bestehen.
Zelluloselagen werden häufig durch die Verwendung eines Haftmittels miteinander verbunden. Die Haftmittelverbindung von Zelluloselagen ist vorteilhaft im US-Patent 5,143,776 des Anmelders der vorliegenden Anmeldung, das am 2. September 1992 an Givens erteilt wurde, beschrieben, wobei dieses Patent hier durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Die Haftmittelverbindung mehrerer Zelluloselagen in einem Papierprodukt kann jedoch zu einer nicht zufriedenstellenden Leistung führen und hat auch schon dazu geführt. Insbesondere müssen Papierprodukte, die als Papierhandtücher, Gesichtstücher und Badetücher verwendet werden, die passende Lagenbindungsfestigkeit aufweisen. Der Ausdruck "Lagenbindungsfestigkeit", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf die Kraft, die notwendig ist, um zwei benachbarte Lagen voneinander zu trennen, wie das nachfolgend beschrieben wird.
Häufig werden Tissuepapierprodukte, insbesondere Papierhandtücher, beim Gebrauch naß gemacht. Wenn die nasse Lagenbindungsfestigkeit ungenügend ist, so trennen sich die Lagen beim Gebrauch, und das Papierprodukt wird zerstört. Während es einfach erscheint, einfach die nasse Lagenbindungsfestigkeit zu erhöhen, so ist die trockene Lagenbindungsfestigkeit direkt mit der nassen Lagenbindungsfestigkeit verbunden. Im Stand der Technik wird, wenn die nasse Lagenbindungsfestigkeit auf den passenden Pegel zunimmt, die trockene Lagenbindungsfestigkeit zu groß. Wenn die trockene Lagenbindungsfestigkeit zu groß ist, so werden die Weichheit und die Absorptionsfähigkeit typischerweise reduziert.
Die US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/524,316 des Anmelders der vorliegenden Anmeldung, die im Namen von Neal et al. am 6. September 1995 eingereicht wurde, beschreibt Kombinationen von nichtionogenen Haftmittelmaterialien, die solchen haftend verbundenen Lagen eine trockene Lagenbindungsfestigkeit verleiht, und kationische naßfeste Harze, die die nasse Lagenbindungsfestigkeit liefern. Es wurde herausgefunden, daß solche Haftmittelzusammensetzungen haftend laminierte mehrlagige Papierprodukte mit einer angemessenen nassen Lagenbindungsfestigkeit liefern, ohne daß eine zu große trockene Lagenbindungsfestigkeit erzeugt wird.
Es ist auch wünschenswert, einem Benutzer ein Signal zu vermitteln, daß ein solches laminiertes Papierhandtuch seine nasse Lagenbindungsfestigkeit beibehält, wenn das Papierprodukt während des Gebrauchs naß wird. Wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, so sind viele laminierten Papierhandtuchprodukte mit einem ästhetisch ansprechenden Muster von Prägungen versehen, wobei ein laminierendes Haftmittel auf den fernen Enden solcher Prägungen angeordnet ist, um die Lagen miteinander zu verbinden. Es ist auch bekannt, daß das Muster der Prägungen verschwindet, wenn das Papierhandbuch naß wird. Die US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/749,708 des Anmelders der vorliegenden Anmeldung, die im Namen von Steinhardt et al. am 15. November 1996 eingereicht wurde, beschreibt die Verwendung eines Indikatormittels, um ein angenehmes Muster aufrecht zu halten, wenn das Papierhandtuch naß wird. Eines dieser dort beschriebenen Mittel besteht aus einem laminierenden Haftmittel, das weiter ein Trübungsmittel, wie Titandioxid, umfaßt. Titandioxidpigmentdispersionen, wie sie gemeinhin erhältlich sind, umfassen jedoch auch ein anionisches Dispersionshilfsmittel, um zu verhindern, daß solche Dispersionen ausflocken und sich absetzen. Das Kombinieren solcher anionisch stabilisierten Dispersionen mit kationischen, naßfesten Harzen, von denen ermittelt wurde, daß sie eine verbesserte nasse Lagenbindungsfestigkeit liefern, würde zu einer Haftmittelzusammensetzung führen, die weiter ein visuelles Signal der verbesserten nassen Lagenbindungsfestigkeit liefert. Die Inkompatibilität der anionischen Materialien und der kationischen Materialien ist jedoch aus dem Stand der Technik wohl bekannt.
Somit besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein mehrlagiges Papierprodukt bereit zu stellen. Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, eine Haftmittelzusammensetzung für ein mehrlagiges Papierhandtuchprodukt, bereit zu stellen, die eine passende nasse Lagenbindungsfestigkeit liefert, ohne daß eine zu große trockene Lagenbindungsfestigkeit vorhanden ist, wobei ein visuelles Signal der nassen Lagenbindungsfestigkeit vorhanden ist. Schließlich besteht eine Aufgabe dieser Erfindung darin, eine solche Haftmittelzusammensetzung zu verwenden, um die Lagen eines mehrlagigen Zellulosepapierprodukts zu verbinden, um ein Papierhandtuch mit einer verbesserten Naßfestigkeit und einem visuellen Signal, das diese anzeigt, bereit zu stellen.
Die vorliegende Erfindung liefert eine Haftmittelzusammensetzung, die für das Laminieren eines mehrlagigen Zellulosepapierprodukts geeignet ist. Die Haftmittelzusammensetzung umfaßt eine Mischung aus:
(a) 2 bis 6 Gewichtsprozent eines wasserlöslichen oder in Wasser dispersiblen trockenfesten Bindemittelmaterials, das aus der Gruppe ausgewählt wurde, die aus Polyvinylalkohol, Polyvinylacetaten, Carboxymethylzelluloseharzen, auf Stärke basierenden Harzen, Polyacrylamiden, Guarbohnengummi, Johannisbrotgummi und Mischungen daraus besteht;
(b) 1 bis 6 Gewichtsprozent eines wasserlöslichen kationischen naßfesten Harzes, das aus der Gruppe ausgewählt wurde, die aus Polyamidepichlorhydrinharzen, glyoxalierten Polyacrylamidharzen, Styrenbutadienlatexen, unlöslich gemachtem Polyvinylalkohol, Ureaformaldehyd, Polyethylenimin, Chitosanpolymeren und Mischungen daraus besteht;
(c) 18 bis 25 Gewichtsprozent eines anionisch stabilisierten Titandioxidpigments; und
(d) 65 bis 79 Gewichtsprozent Wasser.
Die Haftmittelzusammensetzung kann durch das Mischen einer wäßrigen Lösung des trockenfesten Bindemittels mit der Titandioxiddispersion hergestellt werden. Das kationische naßfeste Harz wird auch in einer wäßrigen Lösung vorgehalten. Es ist wichtig, daß der pH-Wert des wässrigen kationischen naßfesten Harzes so eingestellt wird, daß er sich über dem isoelektrischen Punkt der Titandioxiddispersion befindet, bevor die Lösung des kationisch naßfeste Harzes der trockenfesten Bindemitteltitandioxidmischung hinzugefügt wird. Die Haftmittelzusammensetzung der vorliegenden Erfindung liegt in Form einer stabilen Dispersion vor. Vorzugsweise besteht das wasserlösliche/dispersible trockenfeste Bindemittelmaterial aus Polyvinylalkohol. Vorzugsweise bestehen die naßfesten Harze aus wasserlöslichen kationischen Harzen, die aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Polyamidepichlorhydrinharzen, glyoxalierten Polyacrylamidharzen, Polyethyleniminharzen und Mischungen daraus besteht.
Die Haftmittelzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist für eine Verwendung als Laminationshaftmittel für mehrlagige absorbierende Papierprodukte geeignet. Vorzugsweise weist mindestens eine der Lagen Prägungen auf, wobei sich die Prägungen von der Ebene der Lage nach außen erstrecken und die gegenüber liegende Lage berühren. Die Lagen werden vorzugsweise an diesen Prägungen unter Verwendung der Haftmittelzusammensetzung der vorliegenden Erfindung verbunden. Vorzugsweise wird die Haftmittelzusammensetzung auf das Papierprodukt in einem Pegel von ungefähr 3 bis ungefähr 85 Gramm pro 3000 Quadratfuß aufgebracht.
Das Papierprodukt weist vorzugsweise eine nasse Lagenbindungsfestigkeit von mindestens 4,5 Gramm pro Inch und noch besser von mindestens 5,0 Gramm pro Inch auf. Das Papierprodukt weist ferner eine trockene Lagenbindungsfestigkeit von 4,0 bis 20,0 Gramm pro Inch, und noch besser von 5,0 bis 15,0 Gramm pro Inch auf. Das Papierprodukt kann zwei, drei oder mehr Lagen umfassen. Somit weist das Papierprodukt gemäß der vorliegenden Erfindung im Gegensatz zum Stand der Technik eine entkoppelte nasse Lagenbindungsfestigkeit und eine trockene Lagenbindungsfestigkeit auf.
Alle hier verwendeten Prozentsätze, Verhältnisse und Proportionen sind auf Gewichtsbasis zu sehen, wenn nichts anderes angegeben ist.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend detaillierter beschrieben.
Während diese Erfindung mit den Ansprüchen schließt, die den Gegenstand, der als die Erfindung angesehen ist, speziell darstellen und beanspruchen, so wird angenommen, daß die Erfindung aus einem Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung und des angefügten Beispiels besser verständlich wird.
Der Ausdruck "umfassen", wie er hier verwendet wird, bedeutet, daß verschiedene Komponenten, Inhaltsstoffe oder Schritte gemeinsam beim Ausführen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Somit umfaßt der Ausdruck "umfassen" die mehr einschränkenden Ausdrücke "bestehend im wesentlichen aus" und "bestehend aus".
Die vorliegende Erfindung umfaßt eine Haftmittelzusammensetzung und ein Haftmittellaminat von zwei oder mehr makroskopisch monoplanaren Lagen.
Die Lagen bestehen aus Zellstoff, wie das nachfolgend beschrieben wird, und sie können gemäß denselben Herstellungsverfahren oder gemäß unterschiedlichen Herstellungsverfahren hergestellt werden.

Die Lagen

Jede Lage kann eine Vielzahl von Prägungen aufweisen, die von der Ebene der Lage in Richtung auf die benachbarte Lage vorstehen. Die benachbarte Lage kann ebenso gegenüber liegende Vorsprünge aufweisen, die in Richtung auf die erste Lage vorstehen. Wenn ein dreilagiges Papierprodukt gewünscht wird, so kann die zentrale Lage Prägungen aufweisen, die sich nach außen in beiden Richtungen erstrecken, obwohl auch eine zentrale Lage, die keine Prägungen oder nur Prägungen in einer Richtung aufweist, denkbar ist.
Die Lagen können gemäß den US-Patenten 4,637,859, das am 20. Januar 1987 an Trokhan erteilt wurde, oder 4,191,609, das am 4. März 1980 an Trokhan erteilt wurde, des Anmelders der vorliegenden Anmeldung hergestellt werden, wobei diese Patente hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen werden. Alternativ können die Lagen unter Verwendung von Filzen konventionell getrocknet werden.
Für die vorliegende Erfindung kann jede Lage ein Basisgewicht von ungefähr 8 bis 30, und vorzugsweise 11 bis 18 Pfund pro 3000 Quadratfuß aufweisen, und sie weist vorzugsweise eine Zusammensetzung aus Hartholz und/oder Weichholz, das durch irgend eine der Vorrichtungen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, verarbeitet wurde, auf.
Nachdem das Papierherstellungsverfahren, das die Lage ausbildet, beendet ist, kann eine oder beide der Lagen geprägt werden. Das Prägen kann gemäß dem Knopf-zu-Knopf Prägeverfahren, das im US-Patent 3,414,459, das am 3. Dezember 1968 an Wells erteilt wurde, des Anmelders der vorliegenden Anmeldung, dem verschachtelten Prägeverfahren, das im US-Patent 3,556,907, das am 19. Januar 1971 an Nystrand erteilt wurde, oder einem Zweilagenverfahren, das im US-Patent 5,294,475, das am 15. März 1994 an McNeill erteilt wurde, des Anmelders der vorliegenden Anmeldung beschrieben ist, erfolgen, wobei alle Patente hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen werden.
Für die hier beschriebenen und beanspruchten Ausführungsformen können die Prägungen einen Abstand von 0,05 bis 0,70 Inch aufweisen, und sie können eine Fläche am fernen Ende aufweisen, die im Bereich von 0,001 bis 0,100 Quadratinch liegt. Jede Prägung kann auf einer Walze herstellt werden, die Knöpfe aufweist, die 0 bis 0,120 Inch von der Ebene der Walze vorstehen. Die Prägungen können rund, oval oder unregelmäßig geformt sein.
Die Fasern, die die Lagen des Papierprodukts bilden, bestehen vorzugsweise aus Zellulose, wie Baumwollinters, Reyon oder Zuckerrohr; noch besser sind Holzzellstoff, wie von Weichhölzern (Gymnospermae oder Nadelbäumen) oder Harthölzern (Angiospermae oder Laubbäumen). Ein laminiertes Papierprodukt wird hier als "aus Zellulose bestehend" angesehen, wenn das laminierte Papierprodukt mindestens ungefähr 50 Gewichtsprozent oder mindestens ungefähr 50 Volumenprozent Zellulosefasern umfaßt, wobei diese in nicht einschränkender Weise die oben aufgeführten Fasern umfassen. Der Rest der Fasern, die das laminierte Papierprodukt bilden, kann synthetisch sein, beispielsweise aus Polyolefin oder Polyester bestehen. Eine Zellulosemischung aus Holzzellstoffasern, die Weichholzfasern, die eine Länge von ungefähr 2,0 bis ungefähr 4,5 Millimeter und einen Durchmesser von ungefähr 25 bis ungefähr 50 Mikrometer aufweisen, und Hartholzfasern, die eine Länge von weniger als ungefähr 1,7 Millimeter und einen Durchmesser von ungefähr 12 bis ungefähr 25 Mikrometer aufweisen, umfaßt, hat sich für die laminierten Papierprodukte, die hier beschrieben werden, als geeignet erwiesen.
Wenn Holzzellstoffasern für die mehrlagigen Papierprodukte der vorliegenden Erfindung ausgewählt werden, können die Fasern durch irgend ein Zellstoffverfahren, das chemisches Verfahren, wie Sulfit-, Sulfat- und Natronverfahren, und mechanisches Verfahren wie Steinholzschliff, umfaßt, hergestellt werden. Alternativ können die Fasern durch Kombinationen aus chemischen oder mechanischen Verfahren hergestellt werden, oder sie können recycelt werden. Der Typ, die Kombination und die Verarbeitung der Fasern sind bei der vorliegenden Erfindung nicht kritisch. Die Hartholz- und Weichholzfasern können in der Dicke der laminierten Papierprodukte geschichtet oder homogen darin vermischt sein.

Die Haftmittelzusammensetzung

Die Lagen des mehrlagigen Papierprodukts werden haftend miteinander verbunden. Die Haftmittelzusammensetzung wird vorzugsweise auf die Prägungen mindestens einer Lage aufgebracht. Natürlich kann das Haftmittel auf die Prägungen beider Lagen aufgebracht werden. Ein geeignetes Haftmittel verwendet eine Mischung aus einem trockenfesten Bindemittel (beispielsweise ein vollständig hydrolysiertes Polyvinylalkoholhaftmittel), einem kationischen naßfesten Harz (beispielsweise ein thermisch aushärtendes kationisches Harz) und einem anionisch stabilisierten Titandioxidbrei. Eine solche Haftmittelzusammensetzung umfaßt zwischen ungefähr 65 und 79 Teile Wasser, 2 bis 6 Teile eines trockenfesten Bindemittelfeststoffs, 1 bis 4 Teile kationischer naßfester Harzfeststoffe, und 18 bis 25 Teile eines Titandioxidpigments. Jeder dieser Typen von Verbindungen wird nachfolgend im Detail beschrieben.

Trockenfeste Bindemittelmaterialien

Die Haftmittelzusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfaßt als eine wesentliche Komponente 2 bis 6, vorzugsweise 3,5 bis 6,0 Gewichtsprozent eines trockenfesten Bindemittelmaterials, das aus der folgenden Gruppe von Materialien ausgewählt wurde: Polyacrylamid (wie Accostrenght 711, das von CyTec Industries aus West Paterson, N. J. hergestellt wird), Stärke (wie Redi- BOND 5320, 2005 und 3030, die von der National Starch and Chemical Company, Bridgewater, New Jersey erhältlich ist, oder Amylose 1100, 2200 oder Salvitose, erhältlich von Avebe Starch, Polyvinylalkohol (wie Evanol 71-30, das von der DuPont Corporation aus Wilmington, Delaware geliefert wird), und/oder Guar oder Johannisbrotgummi. Vorzugsweise werden die trockenfesten Bindemittelmaterialien aus der Gruppe ausgewählt, die aus Polyvinylalkohol, auf Stärke basierenden Harzen und Mischungen daraus besteht. Die trockenfesten Bindemittelmaterialien dienen dazu, zu gewährleisten, daß die mehrlagigen Papierprodukte der vorliegenden Erfindung eine passende trockene Lagenbindungsfestigkeit aufweisen.
Die Polyvinylalkoholkomponente kann jedes wasserlöslicher oder in Wasser dispergierbare Molekulargewicht aufweisen, das ausreicht, um einen Haftmittelfilm auszubilden. Im allgemeinen wird ein mittleres Molekulargewicht von ungefähr 40.000 bis ungefähr 120.000, noch besser von 70.000 bis 90.000 bevorzugt. Polyvinylalkohol in fester Form ist kommerziell unter verschiedenen Handelsmarken, wie Evanol (DuPont), GELVATOL® (Monsanto), VINOL® (Air Products) und POVAL® (KURARAY) erhältlich. Diese Grade weisen einen Grad der Hydrolyse auf, der von ungefähr 80 bis ungefähr 100% reicht. Fachleute werden erkennen, daß das Erniedrigen des Grads der Hydrolyse und des Molekulargewichts die Wasserlöslichkeit verbessert, aber die Haftung reduzieren wird. Somit werden die Eigenschaften des Polyvinylalkohols für die spezifische Anwendung optimiert werden müssen. Ein speziell bevorzugter Polyvinylalkohol ist Evanol 71-30, der von der DuPont Corporation aus Silmington, Delaware geliefert wird. Evanol 71-30 weist ein Molekulargewicht von ungefähr 77.000 und einen Grad der Hydrolyse von ungefähr 99% auf.
Im allgemeinen ist eine für das Ausführen der vorliegenden Erfindung geeignete Stärke durch eine Wasserlöslichkeit oder stabile Dispersionen und eine Hydrophilie gekennzeichnet. Beispielhafte Stärkematerialien umfassen Maisstärke und Kartoffelstärke, wobei der Umfang der geeigneten Stärkematerialien hierbei aber nicht eingeschränkt werden soll; wobei Wachsmaisstärke, die industriell als Amiocastärke bekannt ist, bevorzugt wird. Amiocastärke unterscheidet sich von der gemeinen Maisstärke dadurch, daß sie vollständig amylopectin ist, wohingegen gemeine Maisstärke sowohl Amilopectin als auch Amylose enthält. Verschiedene eindeutige Eigenschaften der Amiocastärke werden weiter in "Amioca - The Starch from Waxy Corn", H. H. Schopmeyer, Food Industries, Dezember 1945, Seiten 106 bis 108 (Vol. Seiten 1476-1478) beschrieben. Die Stärke kann in Teilchenform oder in dispergierter Form vorliegen. RediBOND liegt als dispergiertes gebrauchsfertiges Material vor. Körnige Stärken, wie Amylose 1100, werden vorzugsweise ausreichend gekocht, um ein Quellen der Körnchen herbei zu führen. Noch besser ist es, wenn die Stärkekörnchen, beispielsweise durch Kochen, auf einen Punkt aufgequollen werden, der gerade vor der Dispersion der Stärkekörnchen liegt. Solche stark aufgequollene Stärkekörnchen sollen als "vollständig gekocht" bezeichnet werden. Die Bedingungen für die Dispersion können im allgemeinen in Abhängigkeit von der Größe der Stärkekörnchen, dem Grad der Kristallität der Körnchen und der Menge der vorhandenen Amylose variieren. Voll gekochte Amiocastärke kann beispielsweise durch das Erhitzen eines wässrigen Breis von ungefähr der 4-fachen Konsistenz der Stärkekörnchen auf ungefähr 190ºF (ungefähr 88ºC) zwischen ungefähr 30 und ungefähr 40 Minuten hergestellt werden. Andere beispielhafte Stärkematerialien, die verwendet werden können, umfassen modifizierte kationische oder anionische Stärken, wie die, die modifiziert wurden, um Stickstoff enthaltende Gruppen aufzuweisen, wie Aminogruppen und Methylolgruppen, die am Stickstoff befestigt sind, die von der National Starch and Chemical Company (Bridgewater, NJ) erhältlich sind. Wenn man berücksichtigt, daß solche modifizierten Stärkematerialien teuerer als nicht modifizierte Stärkematerialien sind, so werden im allgemeinen die letzteren bevorzugt.

Naßfeste Harzmaterialien

Die Haftmittelzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält als eine wesentliche Komponente ein naßfestes Harzmaterial in einer Menge von 1 bis 4, vorzugsweise von 1 bis ungefähr 3 Gewichtsprozent, das aus der folgenden Gruppe von Materialien ausgewählt wurde: Polyamidepichlorohydrinharze, glyoxalierte Polyacrylamidharze, Styrenbutadienlatexe, unlösliche gemachter Polyvinylalkohol, Ureaformaldehyd, Polyethylenimin, Chitosanpolymere und Mischungen daraus. Vorzugsweise sind die naßfesten Harze wasserlösliche kationische Harze, die aus der Gruppe ausgewählt wurde, die aus Polyamidepichlorohydrinharzen, glyoxalierten Polyacrylamidharzen, Polyethyleniminharzen und Mischungen daraus besteht.
Polyamidepichlorhydrinharze sind kationische naßfeste Harze, die sich als speziell geeignet erwiesen haben. Geeignete Typen solcher Harze sind im US-Patent 3,700,623, das am 24. Oktober 1972 erteilt wurde und 3,772,076, das am 13. November 1973 erteilt wurde, wobei beide an Keim erteilt wurden und beide hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen werden, beschrieben. Eine kommerzielle Quelle eines nützlichen Polyamidepichlorhydrinharzes ist Hercules, Inc. aus Wilmington, DE, die solche Harze unter den Handelsnamen KymeneTM 557H und KymeneTM 557LX vermarktet, wobei KymeneTM 557H bevorzugt wird.
Vorzugsweise umfaßt das Polyamidepichlorohydrinharz ein wasserlösliches polymerisches Reaktionsprodukt von Epichlorohydrin und ein wasserlösliches Polyamid, das sekundäre Amingruppen aufweist. Das Verhältnis des Epichlorohydrin zu den sekundären Amingruppen des Polyamids liegt vorzugsweise im Bereich von ungefähr 0,5 zu 1 bis ungefähr 2 zu 1. Vorzugsweise wird das wasserlösliche Polyamid aus der Reaktion eines Polyalkylenpolyamins und einer gesättigten aliphatischen dibasischen Carboxylsäure, die ungefähr 3 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, gewonnen. Vorzugsweise liegt das Molverhältnis des Polyalkylens zur zweiwertigen Carboxylsäure im Bereich von ungefähr 0,8 zu 1 bis ungefähr 1,5 zu 1. Vorzugsweise ist die gesättigte aliphatische zweiwertige Carboxylsäure eine Adipinsäure, und das Polyakylenpolyamin ist Diethylentriamin. Noch besser ist es, wenn das wasserlösliche Polyamid periodisch wiederkehrende Gruppen der Formel
-NH(CnH2nHN)x-CORCO-
aufweist, wobei n und x jeweils 2 oder mehr sind, und R das zweiwertige Kohlenwasserstoffradikal der zweiwertigen Carboxylsäure, die ungefähr 3 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, ist. Harze dieses Typs sind kommerziell unter den Handelsmarken KYMENETM (Hercules, Inc.) und CASCAMID® (Borden) erhältlich. Eine wesentliche Eigenschaft dieser Harze ist, daß sie phasenkompatibel mit dem Polyvinylalkohol sind, das heißt, daß sie beim Vorhandensein eines wässrigen Polyvinylalkohols keiner Phasentrennung unterliegen.
Geringwertig aktivierte (base-activated) Polyamidepichlorhydrinharze, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, werden von Hercules, Inc. aus Wilmington, Delaware verkauft, die solche Harze unter der Marke KymeneTM 450 vermarktet. Andere Beispiele kommerzieller Quellen von geringwertig aktivierten Polyamidepichlorhydrinharzen werden unter der Marke Santo Res, wie Santo Res 31 von der Monsanto Company aus St. Louis, Missouri verkauft. Diese Typen von Materialien sind allgemein im US-Patent 3,855,158, das an Petrovich am 17. Dezember 1974 erteilt wurde, im US-Patent 3,899,388, das an Petrovich am 12. August 1975 erteilt wurde, im US-Patent 4,129,528, das an Petrovich am 12. Dezember 1978 erteilt wurde, im US-Patent 4,147,586, das an Petrovich am 3. April 1979 erteilt wurde, und im US-Patent 4,222,921, das an Van Eenam am 16. September 1980 erteilt wurde, beschrieben, wobei alle hier durch Bezugnahme eingeschlossen werden.
Glyoxalierte Polyacrylamidharze haben sich auch als geeignet für die Verwendung als naßfeste Harze herausgestellt. Diese Harze sind im US-Patent 3,556,932, das am 19. Januar 1971 an Coscia et al. erteilt wurde, und im US- Patent 3,556,933, das am 19. Januar 1971 an Willieams et al. erteilt wurde, beschrieben, wobei beide Patente hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen werden. Eine kommerzielle Quelle für Polyacrylamidharze ist die American Cyanamid Co. aus Stanford, Connecticut, die ein solcher Harz unter der Marke ParezTM 631 NC verkauft.
Nochmals andere wasserlösliche kationische Harze, die bei dieser Erfindung Verwendung finden, sind Ureaformaldehyd- und Melaminformaldehydharze. Die mehreren gemeinsamen funktionellen Gruppen dieser polyfunktionellen Harze sind Stickstoff enthaltende Gruppen, wie Aminogruppen und. Methylolgruppen, die am Stickstoff angelagert sind. Harze des Polyethylenimintyps können bei der vorliegenden Erfindung auch Verwendung finden.

Pigment

Wie im Abschnitt des Stands der Technik der Erfindung weiter oben diskutiert wurde, ist es wünschenswert, einem Benutzer eine Anzeige zu geben, daß wünschenswerte Eigenschaften, wie die nasse Lagenbindungsfestigkeit, aufrecht gehalten werden, wenn die haftend laminierten Papierprodukte naß gemacht werden. Wie ebenfalls oben angemerkt wurde und in der vorher erwähnten US- Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/749,708, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird, beschrieben ist, liefern Laminierhaftmittelzusammensetzungen, die Titandioxyd (TiO&sub2;) enthalten, ein solches Signal.
Es existieren zwei kristalline Formen von TiO&sub2;, Anatas und Rutil. Die Rutil- Form ist durch ihren stärkeren Brechungsindex die am stärksten undurchsichtige Form. Untenstehende Tabelle 1 vergleicht den Brechungsindex von Pigmenten, die gemeinhin in der Papierindustrie verwendet werden.

Tabelle 1

Verbindung Brechungsindex

Titandioxyd
Rutil 2,72
Anatas 2,55
Kaolin-Tone
Füller 1,57
gebrannt 1,57
Calciumcarbonat
natürliches Gestein 1,56
PCC-Calcit 1,66
Talk 1,57
Ausgefälltes Silika 1,45
Bei der Papierherstellung ist es bekannt, daß eine vorgegebene Undurchsichtigkeit typischerweise mit einer Menge von Rutil, die um 15 bis 20% kleiner als die von Anatas ist, erzielt werden kann.
Titandioxyd ist kommerziell sowohl als trockenes Pulver als auch als wässriger Brei erhältlich. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird der wässrige Brei bevorzugt, da er sich leicht mit den anderen Komponenten der vorliegenden Haftmittelzusammensetzung mischen läßt.
Damit das TiO&sub2; in Suspension bleibt, sind in kommerziell erhältlichen TiO&sub2; Breis zusätzliche Komponenten eingeschlossen. Es werden insbesondere Dispersionshilfsmittel verwendet, um zu gewährleisten, daß die in Suspension befindlichen TiO&sub2;-Teilchen nicht ausflocken und sich absetzen. Die Dispersionshilfsmittel umfassen zwei Typen: Stearinstabilisatoren und elektrostatische Stabilisatoren. Stearinstabilisatoren umgeben die suspendierten TiO&sub2;-Teilchen mit einer absorbierenden Lage eines Polymers. Die Stearinwechselwirkung zwischen den Polymerlagen auf verschiedenen Teilchen verhindert, daß sich die Teilchen so nahe kommen, so daß sie ein Agglomerat ausbilden können. Typischerweise sind durch Stearin stabilisierte Breie durch die absorbierte Lage des Polymers ziemlich viskos. Titandioxydteilchen können auch elektrostatisch stabilisiert werden, indem sie mit geladenen Spezies umgeben werden. Solche Spezies können entweder kationisch oder anionisch sein. Da das meiste TiO&sub2; von der Farben- und Papierindustrie verwendet wird, wobei beide anionische Breie für ihre Verfahren verwenden, sind kationische TiO&sub2;-Breie nicht gebräuchlich. Ein Beispiel eines geeigneten anionischen elektrostatischen Suspensionshilfsmittels ist das Natriumpolyacrylat, das im US-Patent 4,503,172, das an Farrar et al. am 5. März 1985 erteilt wurde, beschrieben ist. Ein solches Material ist als Dispex N40V, das von der Firma Allied Colloids aus Suffolk, VA hergestellt wird, erhältlich.
Unter Verwendung eines solchen Dispersionshilfsmittels haben die Anmelder einen anionisch statilisierten TiO&sub2;-Brei entwickelt, der für eine Verwendung in den Haftmittelzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
Der TiO&sub2;-Brei umfaßt (die Prozentangaben sind Gewichtsprozent)
a) Titandioxydfeststoffe 49,6% (erhältlich von Kerr McGee Corp. aus Oklahoma City, OK als TRONOX CR 834)
b) anionisches Dispersionshilfsmittel 0,4% (das vorher erwähnte Dispex N40V)
c) Wasser 50,0%
Ein alternativer, kommerziell erhältlicher TiO&sub2;-Breit ist Ti-Pure® RPX Vantage Rutile Paper Slurry, der von der DuPont Company aus Wilmington, DE erhältlich ist.
Wie oben erwähnt wurde, ist ein bevorzugtes naßfestes Harz, KymeneTM stark kationisch, und somit wird sich KymeneTM, wenn es mit den meisten anionischen TiO&sub2;-Breis kombiniert wird, schnell mit den TiO&sub2;-Teilchen verbinden, was eine Schichtung und Gelierung der Haftmittelzusammensetzung verursacht. Überraschenderweise haben die Anmelder herausgefunden, daß durch 1) Einstellen des pH-Werts der naßfesten Harzlösung auf einen pH-Wert, der größer als 7 ist, und 2) Verdünnen des TiO&sub2;-Breis im Vorhinein mit der trockenfesten Bindemittellösung, bevor die pH-modifizierte naßfeste Harzlösung hinzugegeben wird, Haftmittelzusammensetzungen bereitgestellt werden, die darin stabil suspendiertes TiO&sub2; aufweisen.
Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird Folgendes als Erklärung für die unerwartet stabilen Haftmittelzusammensetzungen gegeben. Die Kompatibilität der kationischen naßfesten Harze, wie KymeneTM mit einem anionisch stabilisierten TiO&sub2;-Brei wird zumindest durch die folgenden Faktoren bestimmt.
1) Der erste Faktor ist die Menge und das Molekulargewicht des verwendeten anionischen Dispersionsmittels. Es sollte genügend Dispersionsmittel verwendet werden, um die Oberfläche jedes TiO&sub2;-Teilchens vollständig zu bedecken, aber nicht zu viel, so daß überschüssiges Dispersionsmittel im Brei vorhanden ist (ein kationisch naßfestes Harz kann mit einem vorhandenen überschüssigen Dispersionsmittel reagieren).
2) Der Pegel der Mischung, wenn das kationischen naßfeste Harz hinzugefügt wird, und der pH-Wert des kationischen naßfesten Harzes, wenn dieses zur Zusammensetzung hinzugefügt wird, interagieren auch während der Ausbildung der Haftmittelzusammensetzungen, die ein kationisches naßfestes Harz und einen anionisch stabilisierten TiO&sub2;-Brei umfassen. Diese Interaktion kann anhand des isoelektrischen Punkts (IEP) des TiO&sub2;-Breis erläutert werden. Der Ausdruck "isoelektrischer Punkt", wie er hier verwendet wird, bezeichnet den pH-Wert, bei dem die Ladung des TiO&sub2;-Breis null ist. An diesem Punkt kann der elektrostatische Stabilisierungsmechanismus überwunden werden, und es kann sein, daß eine Ausflockung der Teilchen auftritt. Die elektrostatisch stabilisierten TiO&sub2;-Breie werden typischerweise bis zu einem pH-Wert zwischen 8 und 9 hergestellt (das heißt, gut entfernt vom IEP von ungefähr 4 bis 5). Wenn jedoch ein kationisches naßfestes Harz mit einem natürlich sauren pH-Wert (der pH-Wert von Kymene liegt bei ungefähr 4,5) zur Lösung eines anionogenen trockenfesten Bindemittels, mit darin suspendierten TiO&sub2;-Teilchen während der Ausbildung einer Haftmittelzusammensetzung hinzu gegeben wird, kann es sein, daß lokale Teile der Mischung durch ein unvollständiges Mischen sich dem IEP des TiO&sub2; nähern. Ein Hinweis auf ein solches Verhalten ist ein Anstieg der Viskosität, wenn das kationische naßfeste Harz zuerst eingeführt wird, und wenn dann beim weiteren Mischen die Viskosität wieder fällt. Der kritische Punkt bei einem turbulenten Mischen besteht offensichtlich darin, daß wenn eine ausreichende Mischung nicht aufrecht erhalten wird, es sein kann, daß das TiO&sub2; agglomeriert und sich absetzt, immer dann, wenn man sich dem IEP nähert. Dieser Anstieg der Viskosität, wenn das kationische naßfeste Harz hinzugefügt wird, macht es schwierig, den Pegel des Rührens aufrecht zu halten, der erforderlich ist, um zu verhindern, daß örtliche Gebiete einen niedrigen pH-Wert annehmen. Durch das Einstellen des pH-Werts der kationischen naßfesten Harzmischung, so daß dieser größer als der IEP des TiO&sub2;-Breis ist, so daß er vorzugsweise mindestens 7 beträgt, bevor er zur Mischung des TiO&sub2; und eines trockenfesten Bindemittels hinzu gegeben wird, können alle lokalen Gebiete eines niedrigen pH-Werts eliminiert werden, und die elektrostatische Stabilisierung des TiO&sub2;-Breis kann aufrecht gehalten werden.

Herstellung des Haftmittels

In einem nicht einschränkenden Beispiel umfassen die Haftmittelzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung eine Polyvinylalkohollösung oder eine stabile Dispersion, die 10 Prozent Feststoffe enthält, eine KymeneTM 557H Lösung, die 12,5 Prozent Feststoffe enthält, und ein anionisch stabilisierter TiO&sub2;- Brei, der 71 Prozent TiO&sub2; Feststoffe enthält. Hahnenwasser, das bei Umgebungstemperatur geliefert wird, wird ebenfalls bereit gestellt. Das Haftmittel wird dann in dieser Reihenfolge aus 40 Teilen der Polyvinylalkohollösung, 18 Teilen Wasser, 32 Teilen TiO&sub2;-Breis und 10 Teilen KymeneTM 557H Lösung hergestellt. Das Wasser wird der Polyvinylalkohollösung unter Mischen zugeführt. Der TiO&sub2;-Brei wird dann der verdünnten Polyvinalalkohollösung hinzugefügt und für ungefähr zehn Minuten unter Verwendung eines Impeller-Mixers gemischt. Gleichzeitig wird ausreichend Natriumhydroxid zur KymeneTM 557H Lösung hinzu gegeben, um deren pH-Wert auf ungefähr 7 einzustellen. Die im pH-Wert eingestellte KymeneTM 557H Lösung wird dann dem Polyvinylalkohol/TiO&sub2;-Brei unter starkem Mischen zugegeben. Das Mischen wird fortgesetzt, bis sich die Viskosität der Haftmittelzusammensetzung stabilisiert. Vorzugsweise beträgt der pH-Wert der endgültigen Mischung mindestens 7,0, um eine passende Aushärtungsrate für das KymeneTM zu erhalten.
Ein alternatives Verfahren zur Herstellung der Haftmittelzusammensetzung wurde ebenfalls gefunden, um Haftmittel zu erzeugen, die für eine Verwendung beim Laminieren mehrlagiger absorbierender Papierprodukte geeignet sind. Die Schritte dieses alternativen Verfahrens verwenden dieselben Ausgangsmaterialien, wie sie oben beschrieben wurden. In diesem alternativen Verfahren werden die Stoffe in folgender Reihenfolge zusammengegeben:
a) der pH-Wert der KymeneTM 557H Lösung wird durch das Hinzufügen von Natriumhydroxid auf ungefähr 7 eingestellt.
b) Die in ihrem pH-Wert eingestellte KymeneTM Lösung wird dem TiO&sub2;-Brei unter Mischen zugegeben. Das Mischen wird für mindestens 10 Minuten fortgesetzt, um zu gewährleisten, daß die Mischung homogen ist.
c) Die Polyvinylalkohollösung wird der Mischung aus KymeneTM und TiO&sub2; unter Mischen zugegeben. Das Mischen wird für mindestens 10 Minuten fortgesetzt.

Laminierung

Das vorangegangene Beispiel liefert eine Haftmittelzusammensetzung, die insgesamt 5,25% Haftmittelfeststoffe enthält, von denen 1,25% KymeneTM und 4% ein Polyvinylalkoholhaftmittel ist. Die Haftmittelzusammensetzung umfaßt auch 23% TiO&sub2;-Feststoffe. Wie oben angegeben wurde, so sind die Haftmittelzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung für eine Verwendung als ein Laminierhaftmittel für mehrlagige absorbierende Papierprodukte geeignet. Die Haftmittelzusammensetzung kann auf eine Lage mit einer gesamten Menge der Haftmittelfeststoffe von ungefähr 3 bis ungefähr 85 Gramm pro 3000 Quadratfuß aufgebracht werden, vorzugsweise werden die Haftmittelfeststoffe in einer Menge zwischen ungefähr 4 und ungefähr 48 Gramm pro 3000 Quadratfuß zugegeben, und noch besser ist es, wenn sie in einer Menge von ungefähr 6 bis ungefähr 20 Gramm pro 3000 Quadratfuß zugegeben werden. Bei einer Haftmittelzusammensetzung, die eine konstante Gesamtmenge von Feststoffen aufweist, wird im allgemeinen, wenn die Menge des wasserlöslichen kationischen naßfesten Harzes bewirkt, daß die Gesamtmenge der Feststoffe zunimmt, eine kleinere Menge der trockenfesten Bindemittelkomponente auf die Lage aufgebracht. Anders ausgedrückt, für einen konstanten Prozentsatz des naßfesten kationischen Harzes relativ zum trockenfesten Bindemittelmaterial nimmt, wenn die Menge der gesamten Feststoffe in der Haftmittelzusammensetzung zunimmt, die Menge der gesamten Feststoffe, die auf die Lage aufgebracht werden, im allgemeinen zu.
Ein Dreiwalzenhaftmittelaufbringungssystem kann verwendet werden, um die Haftmittelzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung aufzubringen. Unter Verwendung dieses Systems wird das Haftmittel als ein Film auf der Oberfläche einer Aufnahmewalze aufgenommen. Der Haftmittelfilm wird dann im Spalt zwischen der Aufnahmewalze und einer Zumeßwalze aufgespalten. Der Teil des Films, der auf der Zumeßwalze bleibt, wird dann auf eine Aufbringungswalze übertragen, wo der Haftmittelfilm wiederum aufgespalten wird. Der Film, der auf der Aufbringungswalze bleibt, wird auf die Prägungen einer Papierlage aufgebracht. Die Prägungen dieser Lage werden dann in Kontakt mit einer anderen Lage gebracht. Die Lagen werden im Spalt eines Satzes konventioneller zusammenwirkender Walzen haftend miteinander verbunden.
Natürlich kann das Haftmittel auf die Ausprägungen auch in jeder anderen Art, wie sie aus dem Stand der Technik wohl bekannt ist und wie sie allgemein für verschachtelte oder Knopf-zu-Knopf-Prägeverfahren verwendet wird, aufgebracht werden. Geeignete Haftmittelaufbringungssysteme umfassen Flexographiesysteme, Sprühesysteme, Tiefdrucksysteme, Siebdrucksysteme als auch das oben beschriebene Dreiwalzensystem.
Wenn der Abstand und die Größe der Vorsprünge abnimmt, so kann eine größere Menge eines Haftmittels auf jeden Vorsprung der oben beschriebenen Ausführungsform aufgebracht werden. Die Menge des Haftmittels kann entweder durch die Verwendung eines relativ großen Haftmittelfeststoffgehalts in der Haftmittelzusammensetzung oder durch das Aufbringen einer größeren Menge der Haftmittelzusammensetzung auf die Lage erhöht werden.
Das sich ergebende Papierprodukt umfaßt gemäß der vorliegenden Erfindung ein Laminat aus zwei oder mehr Lagen. Vorzugsweise ist das Papierprodukt gemäß der vorliegenden Erfindung ein Papierhandtuch, das eine nasse Lagenbindungsfestigkeit von mindestens ungefähr 4,5 Gramm pro Inch und noch besser von mindestens ungefähr 4,7 Gramm pro Inch aufweist.
Das sich ergebende Papierprodukt weist vorzugsweise auch eine trockene Lagenbindungsfestigkeit von 4,0 bis 20,0 Gramm pro Inch, und noch besser von 5,0 bis 15,0 Gramm pro Inch auf. Die nassen und trockenen Lagenbindungsfestigkeiten werden in folgender Weise gemessen.

Trockene Lagenbindungsfestigkeit

Proben von vier fertiggestellten Papierprodukten werden bereitgestellt. Ein drei Inch Streifen, der entlang der gesamten Länge der Probe läuft, wird vom Zentrum jeder Probe geschnitten. Zwei der Streifen werden in Maschinenrichtung geschnitten, und die zwei anderen werden in Quermaschinenrichtung geschnitten (das heißt zwischen den Perforationen in der Maschinenrichtung oder zwischen den Kanten in der Quermaschinenrichtung). Die Streifen werden leicht entlang jeder der drei Inch Kanten getrennt, so daß jede Lage unabhängig von der anderen vorhanden ist. Die Lagen werden manuell getrennt, bis die Probe eine Länge von zwei Inch aufweist.
Jede Lage wird in der Einspannvorrichtung einer Zugmaschine plaziert. Eine geeignete Zugtestvorrichtung ist ein Modell 1451-24, das von der Thwing/Albert Corporation aus Philadelphia, Pennsylvania geliefert wird. Die Kreuzkopftrenngeschwindigkeit wird auf 20 Inch pro Minute eingestellt, wobei sich der Kreuzkopf 7,5 Inch von der anfänglichen Trennung von 2,0 Inch bewegt. Daten werden nur für die letzten sechs Inch des Wegs des Kreuzkopfs aufgezeichnet. Alle vier Proben werden auf Spannung getestet. Die vier Zahlenwerte werden dann gemittelt, um eine einzige Lagenbindungsfestigkeit anzugeben, die für das Produkt, von dem alle vier Proben genommen wurden, repräsentativ ist.
Es muß Sorgfalt darauf verwendet werden, daß der Teil der Probe, die schon durch die Zugmaschine getrennt ist, nicht die untere Einspannvorrichtung oder den unteren Kreuzkopf der Zugmaschine berührt. Wenn ein solcher Kontakt auftritt, wird er sich auf der Druckmeßdose bemerkbar machen und einen Meßwert ergeben, der fälschlicherweise hoch ist. In ähnlicher Weise muß darauf geachtet werden, daß der Teil der Probe, die schon getrennt wurde, nicht den Teil der Probe berührt, bei dem die Lagen schon durch die Zugtestvorrichtung getrennt wurden. Wenn ein solcher Kontakt auftritt, so wird er fälschlicherweise die scheinbare Lagenbindungsfestigkeit erhöhen. Wenn irgend einer der vorher erwähnten Kontakte auftritt, so wird der Datenpunkt verworfen und es wird eine neue Probe getestet.

Nasse Lagenbindungsfestigkeit

Eine einzelne Probe des Papierprodukts wird bereitgestellt. Die Probe wird nach der Umwandlung zumindest zwei Wochen gealtert, um eine passende Aushärtungszeit für die Haftmittelzusammensetzung zu ermöglichen.
Ein drei Inch Streifen wird vom Zentrum der Probe in Maschinenrichtung geschnitten. Der Streifen läuft über die gesamte Länge in Maschinenrichtung der Probe (beispielsweise zwischen den Perforationen).
Die Lagen werden entlang einer der drei Inch Kanten der Probe getrennt. Der Teil der Probe, der nicht getrennt wurde, das heißt, der Teil, der nicht in den Einspannvorrichtungen der Zugmaschine plaziert werden soll, wird in destilliertes Wasser eingetaucht. Nach dem Eintauschen wird die Probe sofort aus dem Wasser entfernt und für 60 Sekunden auf einem Abtropfgestell getrocknet. Das Abtropfgestell ist mit einem quadratischen Nylonsieb versehen. Die Drähte, die das Sieb bilden, weisen einen Durchmesser von 0,015 Inch mit einem Abstand von 0,25 Inch auf. Das Trocknungsgestell ist in einem Winkel von 45 Grad zur Horizontalen geneigt. Während die Probe auf dem Gestell getrocknet wird, wird die Probe so ausgerichtet, daß die längeren Kanten der Probe nach unten mit der Neigung des Trocknungsgestells ausgerichtet sind. Die getrennten Kanten der Lage werden im Trocknungsgestell wieder zusammen gebracht, so daß die Probe so glatt wie möglich ist, und die Probe läßt überschüssiges Wasser in passender Weise abfließen. Nachdem die Probe auf diese Weise vorbereitet wurde, wird sie in der Zugtestmaschine getestet, wie das oben für die trockene Lagenbindungsfestigkeit beschrieben wurde.
Ein nicht einschränkendes Beispiel eines Papierprodukts, das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, ist nachfolgend gezeigt. Die Papierprodukte werden aus zwei Lagen Zellulosefasern hergestellt, wie sie allgemein in den Papierhandtüchern der Marke Bounty, die von der Procter&Gamble Company aus Cincinnati, Ohio, bei der es sich um den Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung handelt, vertrieben werden, verwendet werden. Jede Lage ist aus 65 Prozent nördlichem Weichholzkraftzellstoff und 35 Prozent CTMP hergestellt, und sie weist ein Basisgewicht von 14 Pfund pro 3000 Quadratfuß auf. Jede Lage wird in einem verschachtelten Prägeverfahren durch elliptisch geformte Vorsprünge, die an ihrem fernen Ende eine Hauptachse von 0,06 Inch und eine Nebenachse von 0,038 Inch aufweisen, wobei die Höhe des Vorsprungs 0,070 Inch beträgt, geprägt. Die Vorsprünge sind in einem zwei/drei komplementär konzentrischen Rautenmuster in einer Neigung von 45 Grad mit einem Abstand von ungefähr 0,118 Inch angeordnet. Die Vorsprünge umfassen ungefähr 10 Prozent des Gebiets jeder Lage. Zwei komplementäre Lagen werden hergestellt und an einem passenden Spalt ohne Abstand miteinander verbunden, so daß ein einstückiges Laminat, das 42 ± 3 Vorsprünge pro Quadratinch pro Lage aufweist, ausgebildet wird.
Ein Haftmittelzusammensetzung, die in der oben beschriebenen Weise hergestellt wurde, wird auf die Vorsprünge einer Lage aufgebracht. Die gesamten Feststoffe der Haftmittelzusammensetzung werden auf das Papierprodukt aufgebracht. Das sich ergebende Papierprodukt weist eine nasse Lagenbindungsfestigkeit von 5,1 Gramm pro Inch und eine trockene Lagenbindungsfestigkeit von 10,5 Gramm pro Inch auf.
In Tabelle 2 werden die nasse Lagenbindungsfestigkeit und die trockene Lagenbindungsfestigkeit der erfindungsgemäßen Papierhandtuchprodukte mit anderen kommerziell erhältlichen Papierhandtüchern verglichen. Tabelle 2
* Daten von der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/524,316
Jede der nassen und trockenen Lagenbindungsfestigkeiten in Tabelle 2 stellt einen Mittelwert von mindestens fünf Proben dar. Natürlich stellt beim Test der trockenen Lagenbindungsfestigkeit jeder der fünf Proben einen Mittelwert von vier Testexemplaren dar.
Variationen in der beschriebenen Struktur können vorgenommen werden. Beispielsweise kann eine der Lagen geprägt sein, und die andere Lage kann nicht geprägt sein. Alternativ kann es sein, daß keine Lage geprägt ist. In dieser Ausführungsform werden die beiden Lagen durch diskrete oder kontinuierliche Ablagerungen des Haftmittels miteinander verbunden. Sowohl die mit Haftmittel verbundenen Gebiete als auch die nicht mit Haftmittel verbundenen Gebiete jeder Lage würden in der Ebene der Lage liegen.

Claims

1. Haftmittelzusammensetzung zum Laminieren eines absorbierenden Papierprodukts, wobei die Haftmittelzusammensetzung umfaßt:

a) von etwa 2 Gew.-% bis etwa 6 Gew.-% eines wasserlöslichen oder dispersiblen trockenfesten Bindermaterials; ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylalkohol, Polyvinylacetate, Carboxymethyl-Zelluloseharze, auf Stärke basierende Harze, Polyacrylamid, Guarbohnengummi, Johannisbrotgummi und Mischungen daraus;

b) von etwa 1 Gew.-% bis etwa 4 Gew.-% eines wasserlöslichen, kationischen naßfesten Harzes, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyamid- Epichlorhydrinharzen, glyoxalierten Polyacrylamidharzen, Styren-Butadienlatexe; unlöslich gemachtem Polyvinylalkohol; Urea-Formaldehyd; Polyethyleniminharze; Chitosanharze; Chitosanpolymere und Mischungen daraus;

(c) von etwa 18 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-% eines in der Haftmittelzusammensetzung in Suspension gehaltenen Pigments; und

(d) von etwa 65 Gew.-% bis etwa 79 Gew.-% Wasser;

dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die Zusammensetzung gebildet wird, das kationische naßfeste Harz als eine wäßrige Lösung mit einem pH-Wert bereit gestellt wird, das Pigment als ein Brei mit einem isoelektrischen Punkt bereit gestellt wird und der pH-Wert der wäßrigen Lösung des kationischen naßfesten Harzes so eingestellt ist, daß dieser größer ist als der isoelektrische Punkt, bevor die wäßrige Lösung des kationischen naßfesten Harzes und der Pigmentbrei kombiniert werden.

2. Haftmittelzusammensetzung nach einem der obigen Ansprüche, in welcher das Pigment ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Anatas und Rutil.

3. Absorbierendes Papierprodukt, wobei das Papierprodukt wenigstens zwei Papierlagen umfaßt, wobei die Lagen unter Verwendung einer Haftmittelzusammensetzung gemäß einem der obigen Ansprüche haftend laminiert sind.

4. Absorbierendes Papierprodukt nach Anspruch 3, in welchem die Haftmittelzusammensetzung auf das Papierprodukt in einer Menge von etwa 3 bis etwa 85 Gramm pro 3.000 Qudratfuß aufgebracht ist.

5. Absorbierendes Papierprodukt nach den Ansprüchen 3 oder 4, in welchem wenigstens auf einer der Lagen Prägungen sind, wobei sich die Prägungen von der Ebene der Lage nach außen, zu der gegenüber liegenden Lage hin und diese berührend erstrecken, wobei die Lagen miteinander an den Prägungen verbunden sind.

6. Absorbierendes Papierprodukt nach den Ansprüchen 3, 4 oder 5, im welchem das Papierprodukt ein Papierhandtuch ist.