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Technisches
Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Herstellung eines Papiers mit einem dreidimensionalen
Muster aus alternierenden angehobenen und ausgenommenen Abschnitten,
das in Verbindung mit Impulstrocknen vorgesehen wurde, wobei die
nasse Papierbahn durch wenigstens einen Pressspalt mit einer drehbaren
Walze, die erwärmt ist,
geführt
wird, und dass der Papierbahn während des
Durchgangs durch den Pressspalt ein dreidimensionales Muster aus
alternierenden angehobenen und ausgenommenen Abschnitten entweder
mittels eines gemusterten Siebes, Bandes oder Gurtes und/oder durch
ein Muster an der erwärmten
Walze gegeben wird, und wobei das Muster in die Papierbahn gegen
eine Gegeneinrichtung gepresst wird.
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Hintergrund
der Erfindung
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Feuchte Papierbahnen werden üblicherweise
gegen eine oder mehrere erwärmte
Walzen getrocknet. Ein Verfahren, das üblicherweise für Tissuepapier
verwendet wird, ist Yankeetrocknen. Beim Yankeetrocknen wird die
feuchte Papierbahn gegen einen mit Dampf erwärmten Yankeezylinder gepresst,
der einen sehr großen
Durchmesser aufweisen kann. Weitere Wärme zum Trocknen wird durch Zublasen
von erwärmter
Luft zugeführt.
Wenn das herzustellende Papier weiches Papier ist, wird die Papierbahn üblicherweise
gegen den Yankeezylinder gekreppt. Dem Trocknen gegen den Yankeezylinder geht
ein Vakuumentwässern
und ein Nasspressen voraus, bei dem das Wasser mechanisch aus der
Papierbahn gepresst wird.
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Ein weiteres Trocknungsverfahren
ist sogenanntes Durchlufttrocknen (through-air-drying; TAD). Bei
diesem Verfahren wird das Papier mittels heißer Luft getrocknet, die durch
die feuchte Papierbahn geblasen wird, oftmals ohne einem vorausgehenden Nasspressen.
Die Papierbahn, welche in den Durchlufttrockner eintritt, ist dann
lediglich vakuumentwässert
und weist einen Trockenanteil von etwa 25– 30% auf, und wird in dem
Durchlufttrockner auf einen Trockenanteil von etwa 65-95% getrocknet.
Die Papierbahn wird zu einem besonderen Trocknungsstoff übertragen
und wird über
einen sogenannten TAD-Zylinder mit einer offenen Gestalt geführt. Heiße Luft
wird durch die Papierbahn während
ihres Durchgangs über
den TAD-Zylinder geblasen. Papier, das auf diese Weise hergestellt
wird, in erste Linie weiches Papier, wird sehr weich und voluminös. Das Verfahren
ist jedoch äußerst energieaufwendig,
da sämtliches
Wasser, das entfernt wird, verdampft werden muss. In Verbindung
mit den TAD-Trocknen
wird die Mustergestaltung des Trocknungsstoffs auf die Papierbahn übertragen.
Diese Gestaltung wird im wesentlichen auch in einem nassen Zustand
des Papiers aufrechterhalten, da sie der nassen Papierbahn erteilt
wurde. Eine Beschreibung der TAD-Technik kann beispielsweise in
der
US-A-3,301,746 gefunden werden.
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Impulstrocknen einer Papierbahn ist
beispielsweise in der
SE-B-423
118 offenbart und bringt in Kürze mit sich, dass die feuchte
Papierbahn durch den Pressspalt zwischen einer Presswalze und einer erwärmten Walze
durchgeführt
wird, die auf eine derartig hohe Temperatur erwärmt ist, dass eine schnelle und
starke Dampfentwicklung in der Zwischenfläche zwischen der feuchten Papierbahn
und der erwärmten
Walze auftritt. Die Erwärmung
der Walze wird beispielsweise durch Gasbrenner oder andere Erwärmungsvorrichtungen
erreicht, beispielsweise mittels elektromagnetischer Induktion.
Durch die Tatsache, dass die Wärmeübertragung
zu dem Papier in erster Linie in einem Pressspalt auftritt, wird
eine äußerst hohe
Wärmeübertragungsgeschwindigkeit
erhalten. Sämtliches
Wasser, das von der Papierbahn während
des Impulstrocknens entfernt wird, wird nicht verdampft, sondern
der Dampf trägt lediglich
auf seinem Weg durch die Papierbahn mit sich Wasser aus den Poren
zwischen den Fasern in der Papierbahn. Die Trocknungseffizienz wird
hierdurch besonders hoch.
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In der
EP-A-0 490 655 ist
die Herstellung einer Papierbahn offenbart, insbesondere von weichem
Papier, bei der dem Papier gleichzeitig mit dem Impulstrocknen eine
geprägte
Oberfläche
erteilt wird. Diese Prägung
wird dadurch ausgeführt,
dass ein Muster in das Papier von einer oder beiden Seiten gegen
einen harten Anhalter gepresst wird. Dies führt zu einer Komprimierung
des Papiers und hierdurch zu einer höheren Dichte in bestimmten
Abschnitten unmittelbar entgegensetzt zu den Eindrückungen und
einer geringeren Dichte in den Zwischenabschnitten.
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In der
DE-A-26 15 889 ist
ein thezmoverbundenes geprägtes
weiches Papier offenbart. Thermoplastische Fasern werden zu der
Papierbahn hinzugefügt,
und nach dem Trocknen derselben wird die Papierbahn auf eine Temperatur
erwärmt,
welche die Erweichungstemperatur der thermoplastischen Fasern übersteigt.
Gleichzeitig mit dieser Erwärmung des
Papiers wird ein Muster geprägt.
Durchlufttrocknen ist als ein Trocknungsverfahren erwähnt.
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Aufgabe und
wichtigste Merkmale der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung liegt darin,
ein Verfahren zur Herstellung eines impulsgetrockneten Papiers mit
einem dreidimensionalen Muster zu schaffen, beispielsweise ein weiches
Papier, das als Toilettenpapier, Küchenrollen, Papierhandtücher, Tischservietten
und ähnliches
vorgesehen ist, und bei dem das Papier ein hohes Volumen (Bulk),
eine hohe Elastizität
und hohe Weichheit aufweist. Es ist: ferner eine Aufgabe, dass das
Verfahren eine umfangreiche Möglichkeit
geben sollte, die Zusammensetzung und Komplexität des Musters zu wählen. Die Papierstruktur
soll im wesentlichen auch im nassen Zustand aufrechterhalten werden.
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Dies wurde gemäß der Erfindung durch die Tatsache
erreicht, dass die nasse Papierbahn durch wenigstens einen weiteren
Pressspalt mit einer drehbaren erwärmten Walze geführt wird,
und dass der Papierbahn auch während
des Durchgangs durch den weiteren Pressspalt in Verbindung mit Impulstrocknen
ein dreidimensionales Muster aus alternierenden angehobenen und
ausgenommenen Abschnitten gegeben wird.
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Es ist hierdurch möglich, eine
Kombination von Musterungswirkungen zu schaffen, die nicht in einen
einzigen Pressspalt geschaffen werden können, wobei die Muster einerseits
dem Papier eine attraktive Gestalt geben können, und andererseits vorteilhafte
Funktionseigenschaften, wie z. B. Festigkeit, Saugeigenschaften
und Absorptionskapazität
schaffen können.
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Weitere Merkmale und Vorteile der
Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und den abhängigen Ansprüchen offenbart.
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Beschreibung
der Zeichnungen
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Die Erfindung wird nachfolgend genauer
unter Bezugnahme auf einige Ausführungsformen
beschrieben, die in den beigefügten
Zeichnungen gezeigt sind.
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1 – 3 sind schematische Seitenansichten einer
Impulstrocknungsvorrichtung gemäß einiger
unterschiedlicher Ausführungsformen.
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Beschreibung
der Erfindung
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1 zeigt
schematisch eine Vorrichtung zum Ausführen von Impulstrocknen für eine Papierbahn.
Die nasse Papierbahn 10, die über (nicht gezeigten) Saugboxen
entwässert
wird, wird durch ein Sieb oder einen Filz 11 getragen und
wird in einen Pressspalt 12a zwischen zwei drehbaren Walzen 13a und 14a gebracht,
bei denen sich die Walze 13 in Berührung mit der Papierbahn befindet
und durch eine Heizvorrichtung 15 auf eine Temperatur erwärmt ist, die
hinreichend hoch ist, um für
eine Trocknung der Papierbahn zu sorgen. Die Oberflächentemperatur der
erwärmten
Walze kann in Abhängigkeit
von derartigen Faktoren, wie z. B. dem Feuchtigkeitsgehalt der Papierbahn,
der Dicke der Papierbahn, der Berührungszeit zwischen der Papierbahn
und der Walze und dem gewünschten
Feuchtigkeitsgehalt der fertigen Papierbahn variieren. Die Oberflächentemperatur
sollte selbstverständlich
nicht so hoch sein, dass die Papierbahn beschädigt wird. Eine geeignete Temperatur
sollte in dem Bereich 100-400°C,
vorzugsweise 150-350°C
und am bevorzugtesten 2003-350°C
liegen.
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Die Papierbahn wird mittels der Walze 14 gegen
die erwärmte
Walze 13 gepresst. Die Pressvorrichtung kann selbstverständlich auf
viele andere Arten gestaltet sein. Zwei und mehr Pressvorrichtungen können ebenso
nacheinander angeordnet sein. Der Gegenhalter 14 kann ebenso
ein Pressschuh sein. In dem Fall, dass die Papierbahn 10 durch
ein Sieb 11 getragen wird, könnte ein Filz unter dem Sieb
angeordnet sein, wobei sich der Filz um die Gegenhalterwalze 14 erstreckt.
Die Wirkung des Filzes ist, die Entwässerungswirkung zu verbessern,
und den Pressspalt zu verlängern.
Es ist ferner möglich,
dass die Papierbahn ungetragen, d. h. nicht durch ein Sieb oder
einen Filz getragen, in den Pressspalt geführt wird.
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Eine sehr schnelle, gewaltsame und
nahezu explosive Dampferzeugung tritt in der Zwischenfläche zwischen
der erwärmten
Walze
13 und der feuchten Papierbahn auf, wobei der erzeugte
Dampf auf seinem Weg durch die Papierbahn Wasser wegträgt. Für eine weitere
Beschreibung der Impulstrocknungstechnik wird auf die oben genannten
SE-B-423 118 und
beispielsweise auf die
EP-A-0 337 973 und die
US-A-5,556,511 Bezug
genommen.
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Die Papierbahn wird dann auf ein
neues Sieb oder einen Filz 16 und in einen zweiten Pressspalt 12b zwischen
zwei drehbaren Walzen 13b und 14b übertragen,
wobei sich die Walze 13b in Kontakt mit der Papierbahn 10 befindet
und mittels einer Heizvorrichtung 15b auf eine Temperatur
erwärmt
wird, die hinreichend hoch ist, um für ein zweites Impulstrocknen
der Papierbahn zu sorgen. Dies bedeutet selbstverständlich,
dass die Papierbahn vor dem zweiten Pressspalt nicht vollständig trocken
ist, sondern einen Trockenanteil von wenigstens 10, vorzugsweise wenigstens
20 Gew.-% aufweist. Dies kann erreicht werden, wenn das Trocknen
in dem ersten Impulstrocknungsschritt in dem Pressspalt 12a nicht
vollständig
ist, und/oder dass ein Befeuchten der Papierbahn 10 vor
dem zweiten Impulstrocknungsschritt in dem Pressspalt 12b mittels
einer Befeuchtungseinrichtung 18 stattfindet.
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Gemäß der gezeigten Ausführungsform
werden die Muster in die Papierbahn von unterschiedlichen Richtungen
gepresst. Es ist jedoch selbstverständlich ebenso möglich, die
unterschiedlichen Muster in die Papierbahn von der gleichen Richtung zu
pressen.
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Das Papier wird nach dem Trocknen
auf eine Aufwickelwalze 16 gewickelt. Wenn dies gewünscht ist,
kann das Papier vor dem Wickeln gekreppt werden. Es ist jedoch anzumerken,
dass die Notwendigkeit für
ein Kreppen des Papiers, um Weichheit und Bulk zu erteilen, das
für weiches
Papier erstrebenswert ist, verringert wird, wenn das Impulstrocknungsverfahren
gemäß der Erfindung
verwendet wird, da dem Papier durch die dreidimensionale Struktur
und das gewählte
Muster Bulk und Weichheit erteilt wird.
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Die Papierbahn kann, bevor sie in
den Impulstrockner gebracht wird, entweder lediglich über Saugboxen
entwässert
werden, oder daneben ein wenig gemäß einem herkömmlichen
Verfahren gepresst werden.
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Gleichzeitig mit dem Impulstrocknen
wird dem Papier eine dreidimensionale Struktur gegeben. Dies kann
so durchgeführt
werden, wie in 1 durch
die Tatsache gezeigt ist, dass die erwärmten Walzen 13a und
b mit einem Prägemuster
versehen sind, das aus alternierenden angehobenen und ausgenommenen
Bereichen besteht. Diese Gestalt wird im wesentlichen auch in einem
späteren,
nassen Zustand des Papiers aufrechterhalten, da sie der nassen Papierbahn
in Verbindung mit der Trocknung derselben erteilt wurde. Da der
Begriff Prägen üblicherweise
für eine
Formung verwendet wird, die an getrocknetem Papier durchgeführt wird,
wird nachfolgend der Begriff Pressformen für die dreidimensionale Formung
des Papiers verwendet, die gleichzeitig mit dem Impulstrocknen stattfindet.
Durch das Pressformen wird der Bulk und die Absorptionsfähigkeit des
Papiers vergrößert, die
wichtige Eigenschaften für
weiches Papier sind.
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Das Papier kann gegen eine nicht
feste Oberfläche,
d. h. einen komprimierbaren Pressfilz 11 gepresst werden.
Die Walzen 14a, 14b können auch eine elastische nachgiebige
Oberfläche
aufweisen, beispielsweise eine Hüllfläche aus
Gummi. Dem Papier wird hierdurch eine dreidimensionale Gestalt gegeben,
dessen Gesamtdicke größer ist
als die Dicke des nicht gepressten Papiers. Hierdurch wird dem Papier
ein hoher Bulk und hierdurch eine hohe Absorptionsfähigkeit
und eine hohe Weichheit erteilt. Daneben wird das Papier elastisch
sein. Gleichzeitig wird eine lokal variierende Dichte in dem Papier
erhalten.
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Das Papier kann ferner gegen eine
harte Oberfläche
gepresst werden, z. B. ein Sieb 11 und/oder eine Walze 14 mit
einer harten Oberfläche, bei
der das Muster der erwärmten
Walze 13 in die Papierbahn unter einer starken Kompression
des Papiers entgegensetzt zu den Eindrückungen gepresst wird, während die
Abschnitte dazwischen unkomprimiert bleiben.
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Die Muster, die der Papierbahn in
den beiden Impulstrocknungsschritten gegeben werden, sind vorzugsweise
unterschiedlich. Ein Muster kann beispielsweise eine unterscheidbar
größere Abmessung verglichen
mit dem zweiten Muster aufweisen. Die unterschiedlichen Muster können ferner
eine bestimmte wie auch unterschiedliche Periodizität aufweisen,
wobei der Unterschied bei der Periodizität zwischen den beiden Mustern
erheblich kleiner ist als die Periodizität eines beliebigen der Muster,
wobei ein Moirae-Effekt
in dem Papier erhalten wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist
das erste Muster eine derartige Gestalt auf, dass es fortlaufende
Zonen in dem Papier in einer bestimmten Richtung bildet, während das
zweite Muster fortlaufende Zonen in einer anderen Richtung des Papiers
bildet. Wenn diese Zonen kompakte Bereiche in dem Papier sind, wird
eine Festigkeitsverbesserung in dem Papier in beiden Musterrichtungen
erhalten.
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Gemäß der in 2 gezeigten
Ausführungsform
wird ein dreidimensionales Muster in der Papierbahn durch ein Musterband
oder einen Mustergurt 11 erzeugt, das/der sich um den Zylinder 13a erstreckt und
durch diesen erwärmt
wird. Das Muster des Bandes 11 wird in die Papierbahn pressgeformt,
wenn diese durch den Pressspalt 12a zwischen den Walzen 13 und 14a tritt.
Die Papierbahn 10 wird durch den Pressspalt durch einen
Filz 17 getragen.
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Alternativ könnte das Sieb 11,
das während des
Trocknens die Papierbahn 10 trägt, ein Muster aufweisen, das
während
des Impulstrocknens in die Papierbahn pressgeformt wird. Die Walze 13a kann entweder
glatt sein, wie sie in 2 gezeigt ist,
oder ein Prägemuster
aufweisen. In dem Fall, dass die Walze 13a glatt ist, weist
das pressgeformte Papier eine glatte Oberfläche und eine Oberfläche mit
Eindrückungen
auf. In dem Fall, dass die Walze 13a ein Prägemuster
aufweist, wird dieses ebenso in das Papier gepresst, das somit an
einer Seite ein Muster aufweist, das der Struktur des Siebes 11 entspricht, und
an der anderen Seite ein Muster aufweist, das dem Prägemuster
der Walze entspricht. Das Muster kann, muss jedoch nicht zusammenfallen
und/oder kann das gleiche oder ein unterschiedliches sein.
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Gemäß der Ausführungsform von 3 können die
beiden Impulstrocknungszylinder 13a und b einen gemeinsamen
Gegenhalterzylinder 14 aufweisen. Die Muster von den beiden
Zylindern 13a, 13b werden dann von der gleichen
Richtung in die Papierbahn 10 gepresst, wobei die Papierbahn
durch einen Filz oder ein Sieb 11 durch die beiden Pressspalte 12a und
b getragen werden.
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Gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung weist die Papierbahn eine variierende Materialzusammensetzung
gesehen in ihrer Dickenrichtung derart auf, dass wenigstens in der
Schicht/den Schichten, die am nächsten
zu der erwärmten
Walze 13 in Verbindung mit dem Impulstrocknen angeordnet
sind, eine bestimmte Menge von Material aufweist/aufweisen, das
in dem Temperaturintervall 100-400°C aufweicht, schmilzt oder härtet. Hierdurch wird
das Papier eine Oberflächenschicht
bekommen, die zu der Verstärkung
der strukturellen Stabilität
des Papiers auch in einem nassen Zustand beiträgt. Die Pulpenzusammensetzung
in dem Rest der Papierschichten kann andererseits zur Optimierung
anderer Eigenschaften, wie z. B. Weichheit, Festigkeit, Bulk und
Saugeigenschaft gewählt
werden.
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Das Material, das in Verbindung mit
dem Impulstrocknen aufweicht, schmilzt oder härtet, kann aus einem Nassfestigkeitsmittel,
synthetischen oder natürlichen
Polymeren mit thermoplastischen Eigenschaften, chemisch modifiziertem
Lignin und/oder synthetischen oder natürlichen Polymeren in der Anwesenheit
von Aufweichmitteln oder einer Lignin enthaltenden Hochertragspulpe
bestehen. Das Nassfestigkeitsmittel, das bei hohen Temperaturen
härtet, kann
aus einem Polyamidaminepichlorhydrinharz, Polyacrylamidharz, einer
Acrylemulsion, Harn-Formaldehydharz, Polytheniminharz, einer modifizierten Stärke und/oder
einem modifizierten Zellstoffderivat bestehen. Der Anteil des Nassfestigkeitsmittels
in der Schicht, die dafür
vorgesehen ist, am nächsten
zu der erwärmten
Walze 13 angeordnet zu sein, sollte wenigstens 0,05 Gew.-%,
berechnet anhand des trockenen Fasergewichtes, sein.
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Beispiele von Materialien, die in
dem Temperaturintervall 100 -400°C
aufweichen oder schmelzen sind synthetische oder natürliche Polymere
mit thermoplastischen Eigenschaften, chemisch modifiziertes Lignin
und/oder synthetische oder natürliche
Polymere mit der Anwesenheit von Aufweichmitteln.
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Das Material kann entweder in der
Form Pulver, Flocken, Fasern oder als eine wässerige Lösung vorliegen, beispielsweise
einer Latexdispersion. Beispiele von thermoplastischen Polymeren
sind Polyolefine, wie z. B. Polyethylen und Polypropylen, Polyester
usw ..
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Indem das genannte Material dem Papier hinzugefügt wird,
das dazu gebracht wird, aufzuweichen oder zu schmelzen, wird eine
erhöhte
Menge von Verbindungsstellen in der Papierbahn erreicht. Hierdurch
wird die Variation der Flächenmasse
und die dreidimensionale Gestaltung, die der Papierbahn in Verbindung
mit dem kombinierten Impulstrocknen und dem Pressformen erteilt
wird, wirksam dauerhaft gemacht. Diese dreidimensionale Gestalt
wird auch in dem nassen Zustand des Papiers aufrechterhalten.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Trocknen findet
eine Wärmeverbindung
und eine Musterprägung
in ein und demselben Schritt - dem Impulstrocknungsschritt - statt,
wobei eine stabilere Papiergestaltung mit einem geringen Ausmaß innerer
Spannungen erreicht wird, die anderenfalls leicht auftreten, wenn
das Papier getrocknet wird, und die faserige Struktur hierdurch
vor dem Wärmeverbinden
verriegelt wird.
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Wie oben erwähnt, kann das Aufweichungs- oder
Schmelzmaterial gemäß der Erfindung
ebenso aus einer ligninenthaltenden Hochertragspulpe bestehen, was
im einzelnen nachfolgend beschrieben ist.
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Papier kann aus einer Anzahl unterschiedlicher
Pulpenarten hergestellt werden. Wenn man Regenerationspulpe außer Acht
lässt,
die heutzutage in erster Linie im großen Ausmaß für Toilettenpapier und Küchenrollen
verwendet wird, ist die am verbreitetsten verwendete Pulpenart für weiches
Papier chemische Pulpe. Der Ligninanteil in einer derartigen Pulpe
ist praktisch gleich null, und die Fasern, die in erster Linie aus
reiner Zellulose bestehen, sind vergleichsweise dünn und nachgiebig.
Chemische Pulpe ist eine Niederertragspulpe, da sie zu einem Ertrag
von nur etwa 50% führt,
berechnet anhand des verwendeten Holz-Rohmaterials. Sie ist deshalb
eine vergleichsweise kostenintensive Pulpe.
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Es ist deshalb üblich, kostengünstigere,
sogenannte Hochertragspulpe, beispielsweise mechanische, thermomechanische
Pulpe, chemomechanische Pulpe (CMP) oder chemothermomechanische Pulpe
(CTMP) in weichem Papier sowie auch in anderen Arten von Papier,
beispielsweise Zeitungspapier, Karton usw. zu verwenden. Bei Hochertragspulpen
sind die Fasern rauher und enthalten einen hohen Anteil von Lignin,
Harz und Hemizellulose. Das Lignin und die Harze geben den Fasern
stärker
wasserabweisende Eigenschaften und eine verringerte Fähigkeit,
Wasserstoffverbindungen zu formen. Die Hinzufügung einer bestimmten Menge
von chemothermomechanischer Pulpe in weichem Papier weist infolge
der verringerten Faser-Faserverbindung eine vorteilhafte Wirkung
auf Eigenschaften wie Bulk und Absorptionsfähigkeit auf.
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Eine besondere Variante von chemothermomechanischer
Pulpe (CTMP) ist sogenannte hochtemperatur-chemothermomechanische Pulpe (HT-CTMP),
deren Herstellung sich von der Herstellung von CTMP der herkömmlichen
Art in erster Linie dadurch unterscheidet, dass für die Imprägnierung, Vorerwärmung und
Raffinierung eine höhere
Temperatur verwendet wird, vorzugsweise nicht geringer als 140°C. Für eine ausführlichere
Beschreibung des Herstellungsverfahrens für HT-CTMP wird auf die W095/34711
Bezug genommen. Charakteristisch für HT-CTMP ist, dass sie eine
langfaserige, leicht entwässerte
und voluminöse
Hochertragspulpe mit einem geringen Schäbe-Anteil und einem geringen
Abrieb-Anteil ist.
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Es wurde gemäß der Erfindung herausgefunden,
dass Hochertragspulpe besonders für das Impulstrocknen geeignet
ist, da sie gegen Druck unempfindlich ist, leicht entwässert werden
kann, und eine offene Struktur aufweist, welche es für den erzeugten
Dampf ermöglicht,
dass er hindurchtritt. Dies minimiert die Gefahr, dass das Papier übererhitzt wird,
und infolge des Impulstrocknens zerstört wird, das bei erheblich
höheren
Temperaturen durchgeführt
wird als bei anderen Trocknungsverfahren. Die Druckunempfindlichkeit
und die offene Gestaltung hängen
davon ab, dass die Fasern in Hochertragspulpe vergleichsweise rauh
und steif verglichen mit den Fasern in chemischer Pulpe sind.
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Impulstrocknen findet bei erheblich
höheren Temperaturen
als beispielsweise Yankeetrocknen oder Durchlufttrocknen statt,
bei denen gemäß einer Theorie,
auf welche jedoch die Erfindung nicht festgelegt ist, die Erweichungstemperatur
des Lignins, das in der Hochertragspulpe vorhanden ist, während des
gleichzeitigen Impulstrocknens und Pressformens erreicht wird. Wenn
das Papier kühler
wird, versteift sich das Lignin wieder und trägt dazu bei, dass die dreidimensionale
Gestalt, die dem Papier gegeben wurde, dauerhaft gemacht wird. Diese
wird deshalb im wesentlichen auch in dem nassen Zustand des Papiers
aufrechterhalten, was den Bulk und die Absorptionseigenschaften
des Papiers umfangreich verbessert.
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Gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung enthält
das Papier zumindest in der Schicht/in den Schichten, die am nächsten zu
den erwärmten Walzen 13a, 13b während des
Impulstrocknens angeordnet ist/sind, eine bestimmte Menge von Hochertragspulpe,
wobei diese Menge wenigstens 10 Gew.-%, berechnet anhand des trockenen
Fasergewichtes, vorzugsweise wenigstens 30 Gew.-% und insbesondere
wenigstens 50 Gew.-% sein sollte. Andere Schichten können eine
beliebige wahlweise Pulpe oder Kombination von unterschiedlichen
Arten von Pulpe enthalten, um die gewünschten Eigenschaften zu liefern,
wie z. B. Weichheit, Festigkeit, Bulk usw. So sorgt beispielsweise
chemische Pulpe, vorzugsweise langfaserige Kraftpulpe für eine hohe Festigkeit
des Papiers. Rezyklierte Pulpe kann selbstverständlich ebenso in dem Papier
vorhanden sein.
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Die Papierbahn wird in diesem Fall
in wenigstens zwei getrennten Schichten ausgebildet, entweder mittels
eines Mehrschicht-Stoffauflaufkastens oder durch zwei oder mehr
aufeinanderfolgende Stoffauflaufkästen, bei denen die Pulpenzusammensetzung
in wenigstens zwei Schichten unterschiedlich sind.
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Es ist selbstverständlich ebenso
möglich,
unterschiedliche Arten der oben genannten Materialien, wie z. B.
1igninenthaltende Hochertragspulpe und ein Nassfestigkeitsmittel
und Schmelz- oder Aufweichungsmittel zu kombinieren, um weiter die
Stabilisierungswirkung der Mustergestaltung des Papiers zu verstärken.
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Die Papierbahn kann ferner in wenigstens drei
getrennten Schichten ausgebildet werden, wobei die beiden äußeren Schichten
jeweils eine bestimmte Menge des genannten Materials aufweisen,
das in dem Temperaturbereich 100-400°C aufweicht, schmilzt oder härtet, wie
z. B. ligninenthaltende Hochertragspulpe, ein Nassfestigkeitsmittel,
synthetische oder natürliche
Polymere mit thermoplastischen Eigenschaften, chemisch modifiziertes
Lignin und/oder synthetische oder natürliche Polymere in der Anwesenheit
von Aufweichmitteln.
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Die Erfindung ist jedoch nicht auf
die Verwendung einer bestimmten Pulpenart beschränkt, sondern kann mit einer
wahlweisen Pulpenart oder Kombinationen von Pulpen angewendet werden.
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Übliche
Zusätze,
wie z. B. Nassfestigkeitsmittel, Aufweichmittel, Füller usw.
können
selbstverständlich
ebenso in dem Papier verwendet werden. Die Papierbahn kann nach
dem Impulstrocknen unterschiedlichen Arten von an sich bekannten
Behandlungen, wie z. B. der Hinzufügung unterschiedlicher Chemikalien,
weiterem Prägen,
Laminierung usw. unterworfen werden. Es ist ferner möglich, wenn die
Papierbahn zwischen zwei unterschiedlichen Sieben übertragen
wird, beispielsweise von einem Entwässerungssieb zu einem Trocknungssieb,
einen Geschwindigkeitsunterschied zwischen den Sieben vorzusehen,
so dass die Papierbahn in Verbindung mit der Übertragung verlangsamt wird.
Die Papierbahn wird dann auf ein bestimmtes Ausmaß kompakter
gemacht, was die Weichheitseigenschaften weiter verbessert.