DE69918094T2

DE69918094T2 - Saugfähiges geprägtes papier

Info

Publication number: DE69918094T2
Application number: DE69918094T
Authority: DE
Inventors: Gilles Roussel
Original assignee: Georgia Pacific France SAS
Current assignee: Essity Operations France SAS
Priority date: 1998-04-24
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2019-04-24
Also published as: TR200003112T2; PT1073797E; EP1073797B1; US6423397B1; WO1999055967A1; EP1073797A1; DE69918094D1; FR2777919A1; ES2222699T3; CA2329761C; CA2329761A1; DK1073797T3; FR2777919B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der saugfähigen Papiere zur sanitären oder haushaltsbezogenen Verwendung, und zielt auf ein Blattmaterial, gebildet aus mindestens einer geprägten Lage, bestimmt im Wesentlichen zur Herstellung von Toilettenpapier, aber auch von Taschentüchern, Tischservietten oder möglicherweise von Haushaltstüchern.
In der Industrie der Papiere zur sanitären oder haushaltsbezogenen Verwendung benutzt man zur Herstellung dieser Art von Produkten ein im Allgemeinen gekrepptes saugfähiges Papier von geringem Flächengewicht, aufgebaut aus Cellulosewatte oder wattiertem Gewebe. Man benutzt das Dehnungsvermögen der Struktur, verursacht zum Beispiel durch die Kreppung, um das Blattmaterial zu prägen. Dieser Vorgang besteht darin, diese letztere zwischen einer nicht verformbaren, mit Reliefs versehenen Walze und einer Gegenwalze, zum Beispiel mit nachgebender Ummantelung, auf permanente Art zu verformen. Man erhält auf diese Weise Erhebungen auf einer Seite, denen Vertiefungen auf der anderen Seite entsprechen.
In der Tat war es die Tendenz der letzten Jahre, was die Hygieneprodukte aus Cellulosewatte betrifft, diese weicher und sich sanfter anfühlend zu machen, indem ihre Merkmale bezüglich der Dicke und der Widerstandsfähigkeiten insbesondere mittels der Prägung bearbeitet wurden. Diese letztere erlaubt es außerdem, die visuelle Anziehungskraft des Produktes zu verbessern. Der Vorgang der Prägung wird entweder auf Papier hohen Feuchtigkeitsgehaltes, das heißt im nassen Teil der Papiermaschine, oder auch auf Papier mit geringem Feuchtigkeitsgehalt, das heißt in der Umwandlung, vorgenommen. Man bearbeitet also ein trockenes Blattmaterial, abgewickelt von einer Stammrolle, die von der Papiermaschine kommt. Die vorliegende Erfindung betrifft Papier, das im trockenen Teil umgeformt wird.
Die verbreitetsten Prägemuster setzen sich aus einer Wiederholung elementarer Erhebungen geringen Querschnitts und von einfacher geometrischer Form auf einer geometrischen Grundlage zusammen. Ein Beispiel wird in dem Patent US-A-3 414 459 beschrieben, das auf ein geschichtetes Blattmaterial, gebildet aus einer Vielzahl von zusammengeklebten Elementarfolien, die Lagen genannt werden, abhebt. Die Lagen wurden mit einer Verteilungshäufigkeit und einer Höhe der Erhebungen geprägt, die an die Herstellung von Wasser absorbierenden Produkten, wie zum Beispiel Haushaltstüchern, angepasst ist. Die Anzahl der Elemente beträgt zwischen 5 bis 30 pro cm². Das Patent US-A-5 620 776 beschreibt ein geprägtes Blattmaterial, umfassend ein erstes Muster, zusammengesetzt aus Erhebungen mit einer Oberfläche an der höchsten Stelle von mehr als 1 mm², angeordnet entlang einfacher Linien, welche Zellen polygonaler Form eingrenzen. Mindestens ein Teil der Zellen umfasst ein zweites Muster, das aus zweiten Erhebungen gebildet wird. Ihrerseits hat die Antragstellerin, insbesondere für Toilettenpapier, Muster entwickelt, deren Anzahl von Elementen größer ist, sich von 30 bis 80 pro cm² erstreckend. Diese Elemente haben notwendigerweise eine sehr kleine elementare Oberfläche von weniger als 1 mm² an der höchsten Stelle. Man erhält für diese letzteren Ausführungen ein Aussehen, das dasjenige eines gewebten Produktes nachahmt. Ein Beispiel davon wurde in dem Patent EP-A-426 548 beschrieben. Dieser feine und dichte Typ von Prägemuster ist sehr gut geeignet, dem Blattmaterial einen Eindruck von Dicke zu verleihen.
Es weist trotzdem eine begrenzte visuelle Anziehungskraft auf. Außerdem ist die Weichheit des erhaltenen Produktes nicht optimal, wenn durch Kleben zwei derart geprägte Lagen verbunden werden.
Die in der Anmeldung FR-A-94 15196 gezeigte Lösung erlaubt es, die Weichheit eines doppellagigen Blattmaterials mit diesem Prägetypus zu verbessern, indem ein kombiniertes Muster hergestellt wird, umfassend ein graphisches Muster und ein Grundmuster. Das erstere ist aus Erhebungen linearer Form mit einer Breite zwischen einschließlich 0,1 und 2 mm zusammengesetzt, und das zweite umfasst kleine, im Allgemeinen abgestumpfte Erhebungen, verteilt in einer Menge von mindestens 30 pro cm². Man verbindet die Lagen auf dem Muster linearer Form und begrenzt so die Ausdehnung der miteinander verklebten Flächen und die damit einher gehende Versteifung.
Die Erhebungen des Grundmusters müssen das Hauptmuster hervor treten lassen, denn sie sind nicht leicht mit dem bloßen Auge individuell sichtbar wegen ihrer notwendigen geringen Größe. Indessen wird während der Herstellung das graphische Muster, das als Relief auf der Walze vorliegt, genauso gegen das Prägegummi gedrückt wie die Prägezäpfchen des Grundmusters. Es besteht also ein Wettbewerb zwischen den beiden Prägungstypen. Da die Zäpfchen des Grundmusters wegen ihrer geringen Größe prägender als diejenigen des graphischen Musters sind, folgt eine schwächere Umrißschärfe des Abdrucks für diese letzteren.
Wenn man umgekehrt versucht, ein besseres Ausmaß der Abdruckschärfe des graphischen Musters zu erreichen, führen die dazu erforderlichen Prägungsbedingungen zu einer Verschlechterung der Eigenschaften des Blattmaterials, insbesondere seiner Festigkeit, sowohl an den Rändern des Musters selbst wie auch auf dem Hintergrundraster. Sie führen ebenso zu einer Verschlechterung der Ausbeutebedingungen, zum Beispiel zu einem Verschleiß der Kautschukummantelungen.
Außerdem ist der Anteil der mit dem Grundmuster geprägten Oberfläche weit in der Überzahl: er beträgt praktisch 80% der Oberfläche. Es sichert das Wesentliche der mit der Prägung verbundenen funktionellen Merkmale, das heißt der Dicke und Saugfähigkeit. Bei der Herstellung verteilt man daher die erhöhte Belastung, die zwischen der Gravurwalze und ihrem Gegenstück aus Kautschuk auftritt, auf eine große Anzahl von Elementen. Dies verringert außerdem die lokalen Spannungen und die Gefahren, das Blattmaterial zu zerreißen. Man verteilt auch die Belastung auf beinahe isotrope Weise auf das Blattmaterial, was die Gefahren der Erzeugung von Bruchlinien begrenzt.
Man weiß im Übrigen, daß wenn man die Dichte verringert, man die Spannungen konzentriert und um so mehr das Blattmaterial schwächt.
Die Erfindung hat ein Blattmaterial aus geprägtem saugfähigem Papier zum Ziel, das ein ausgearbeiteteres Muster aufweist als ein einfaches Raster-Muster ohne Verwendung linear angeordneter Erhebungen.
Die Erfindung hat ebenso zum Ziel, einen gleichmäßigen Abdruck und eine gute Umrißschärfe des Musters sicherzustellen.
Die Erfindung hat ebenso ein Blattmaterial aus geprägtem saugfähigem Papier mit zwei oder mehreren Lagen zum Ziel, dessen Prägemuster es erlaubt, die Biegsamkeit der Lagen nach der Verbindung besser aufrecht zu erhalten.
Die Erfindung hat darüber hinaus ein Blattmaterial aus geprägtem saugfähigem Papier zum Ziel, das Merkmale der Dicke und Festigkeit der gleichen Größenordnung aufweist wie diejenigen eines Blattmaterials, dessen Prägung gleichmäßig verteilt ist und gleichmäßig mehr als 30 Erhebungen pro cm² aufweist.
In Übereinstimmung mit der Erfindung ist ein Blattmaterial aus saugfähigem Papier, insbesondere aus gekreppter Cellulosewatte, mit einem Flächengewicht zwischen einschließlich 10 und 40 g/cm², umfassend auf einer Seite erste Erhebungen mit einer Oberfläche auf der höchsten Stelle von weniger als 1 mm², entsprechend Vertiefungen auf der anderen Seite, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Erhebungen in einer Anzahl von mehr als 30 pro cm² derart entlang zueinander parallelen Linien verteilt sind, daß sie zusammen Zellen eingrenzen, deren gesamte Oberfläche mindestens 30%, vorzugsweise mindestens 50%, der Oberfläche des Blattmaterials einnimmt, wobei die Zellen selbst nicht oder wenig geprägt sind.
Eine Zelle ist ein Teil der Oberfläche des Blattmaterials, umgeben von parallelen Linien der ersten Erhebungen, der selbst 30% der nicht gerasterten Gebiete bildet. Die Form dieser Zellen ist beliebig, vorzugsweise aber ist sie geometrisch. Die Linien, die sie definieren, können sich kreuzen um ein Gitter zu bilden, aber die Zellen können genau so gut unverbunden sein.
Es wurde überraschenderweise festgestellt, daß ein Blattmaterial, dessen Prägung derart definiert war, von den gleichen Merkmalen der Dicke und der Festigkeit profitierte wie ein Blattmaterial, das eine aus den gleichen Elementen zusammengesetzte Prägung aufweist, die gleichmäßig über die ganze Oberfläche mit einer höheren gleichmäßigen Dichte verteilt sind. Dies ist besonders interessant, wenn man ein Blattmaterial aus mehreren derartig geprägten Lagen herzustellen wünscht, denn die nicht gleichmäßige Verteilung erlaubt eine teilweise Verbindung der Lagen untereinander. Es resultiert daraus eine höhere Biegsamkeit.
Außerdem erhält man kumulative Wahrnehmungseffekte, die mit der Verteilungshäufigkeit des Musters verbunden sind. Die Weichheit wird wegen der nicht oder wenig geprägten Oberfläche der Zelle verbessert, deren Ausdehnung trotzdem ausreicht, um ihre Kalandrierung zum Zeitpunkt der Prägung zuzulassen.
Die Kalandrierung ergibt sich aus der Einwirkung des Kautschuks der Gegenwalze auf das Blattmaterial, wenn er Druck auf die Oberfläche der Walze zwischen den Prägezäpfchen ausübt. Die Kalandrierung macht das Blattmaterial glatter, indem sie seine Unebenheiten unterdrückt. Sie verbessert mit dieser Tatsache den Eindruck der Weichheit. Dieser wird noch weiter verbessert, wenn das kalandrierte Gebiet ausreichend groß zur Berührung ist. Aus diesem Grund zieht man Vorteil aus der Lösung der Erfindung, wenn die kalandrierten Oberflächenteile mindestens 1 cm² ausmachen. Dies entspricht der Berührungsfläche der Finger mit dem Blattmaterial.
Gemäß einem anderen Merkmal sind die ersten Erhebungen entlang von mindestens 3 Linien verteilt, wenn die Zellen benachbart sind. In der Tat neigt eine kleinere Anzahl dazu, bevorzugte Bruchlinien zu bilden.
Gemäß einem anderen Merkmal sind die Linien wellenförmig. Auf diese Weise verringert man die Gefahr der Bildung von Linien geringster Festigkeit noch weiter.
Gemäß einem anderen Merkmal umfasst das Blattmaterial zweite Erhebungen im Inneren der Zellen. Es handelt sich in diesem Fall um isolierte Erhebungen. Anders gesagt, sind die Erhebungen in der Weise angeordnet, daß sie Unterzellen von ausreichender Größe aussparen, so daß während der Prägung der Kautschuk die Grundfläche der Gravurwalze berühren und so die Kalandrierung des Blattmaterials an dieser Stelle gewährleisten kann. Diese zweiten Erhebungen sind vorteilhafterweise in Form paralleler einzelner Linien an den Rändern der Zellen angebracht. Diese Erhebungen nehmen in keinem Fall mehr als 15% der Oberfläche der Zelle ein.
Gemäß einem anderen Merkmal definieren die ersten Erhebungen mindestens 5 Zellen pro Abriß, vorzugsweise von 15 bis 20. Ebenso bevorzugt definieren die zweiten Erhebungen zwischen sich selbst oder zwischen sich und den ersten Erhebungen maximal 100 Unterzellen. Ein Abriß ist der Teil des Blattmaterials, den man entlang einer in Querrichtung vorausgestanzten Linie von einer Rolle, beispielsweise von Toilettenpapier, abreißt.
Gemäß einem anderen Merkmal sind die Zellen nicht benachbart. Insbesondere kann der Raum zwischen den Zellen von einer gerasterten Zone eingenommen werden. Wobei diese gerasterte Zone, wenn dies bevorzugt ist, von einer Prägungsdichte verschieden von derjenigen der ersten Erhebungen ist.
Gemäß einem anderen Merkmal bildet das Blattmaterial mindestens eine Lage eines mehrlagigen Blattmaterials. In der Tat ermöglicht man dank der Anordnung der Erhebungen in Zellenform eine Art der teilweisen Verbindung und den Erhalt eines weicheren mehrlagigen Produktes.
Es wird hiernach eine nicht einschränkende Ausführungsform der Erfindung beschrieben, mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen
1 eine Ansicht von oben eines geprägten Blattmaterials gemäß der Erfindung zeigt.
2 ist eine Graphik, die den Zusammenhang zwischen der Festigkeit und der Dicke für ein Produkt nach dem Stand der Technik und einem Produkt gemäß der Erfindung zeigt.
Das wiedergegebene Blattmaterial ist ein Blattmaterial aus gekreppter Cellulosewatte mit einem Flächengewicht zwischen einschließlich 10 und 40 g/m². Die Punkte bedeuten Erhebungen auf einer Seite und Vertiefungen auf der entgegengesetzen Seite. Diese Erhebungen wurden erhalten, indem das Blattmaterial zwischen einem Element, wie einer Walze, mit starrer Oberfläche und einem Gegenstück, wie einer Walze mit nachgebender Ummantelung, zum Beispiel aus Kautschuk, verformt wurde. Die starre Oberfläche weist gemäß dem Muster, das man auf dem Blattmaterial aus Cellulosewatte zu erhalten wünscht, angebrachte Reliefs auf. Die Form der Prägezäpfchen ist oben abgestumpft und sie haben einen kreisförmigen, ovalen oder polygonalen Querschnitt.
In 1 ist das wiedergegebene Muster aus aneinandergereihten Zellen zusammengesetzt, die von mehrfachen Reihen der gitterförmig angeordneten ersten Erhebungen begrenzt werden. Zum Beispiel wird die Zelle C in Form einer Raute von den dreifachen Reihen B1, B2 und B3 aus Erhebungen definiert. Man beachte, daß diese Reihen eine wellenartige Form haben.
Gemäß der Erfindung sind die ersten Erhebungen in der Weise angebracht, daß die örtliche Dichte der Erhebungen größer als 30 pro cm² ist. Vorzugsweise ist sie größer als 6 pro cm². Sie haben eine Oberfläche auf der höchsten Stelle von weniger als 1 mm². Um das Ergebnis der Erfindung zu erhalten, das heißt ein Verhalten bezüglich Festigkeit und Dicke gleichwertig mit dem eines in gleichmäßiger Weise auf der gesamten Oberfläche mit einer Dichte der gleichen Größenordnung geprägten Blattmaterials, beträgt die Anzahl der Reihen oder Linien mindestens 3, wenn sie benachbarte Zellen begrenzen.
Das Innere der Zelle C ist nicht geprägt oder enthält nicht geprägte Zonen, die von zweiten Erhebungen (I) des isolierten Typs begrenzt werden. Man bezeichnet damit Erhebungen, die zwischen sich oder zwischen sich und den Rändern der Zelle Zonen, aussparen, die Unterzellen genannt werden, wo das Blattmaterial kalandriert ist. Diese Kalandrierung ist nur möglich, wenn ein freier Raum existiert, der ausreicht, das nachgebende Material der Gegenwalze Druck auf die Grundoberfläche zwischen den Prägezäpfchen ausüben zu lassen. Gemäß der wiedergegebenen Ausführungsform bilden diese isolierten Erhebungen Linien parallel zu den Rändern der Zellen und teilen sie in 9 Unterzellen.
Es wurden Versuche durchgeführt, um das Verhalten eines Blattmaterials gemäß der Erfindung im Vergleich mit einem Blattmaterial nach dem Stand der Technik aufzuzeigen. Die Elemente und die Ergebnisse werden in der folgenden Tabelle wiedergegeben.
Das Muster nach dem Stand der Technik setzt sich zusammmen aus gleichmäßig entlang beispielsweise im Wesentlichen in Maschinenrichtung orientierten Reihen verteilten Erhebungen, die beliebig angeordnet sind, in einer Menge von 80 Erhebungen pro cm². Die Oberfläche an der höchsten Stelle der Prägezäpfchen beträgt 4,4 mm². Das Muster nimmt 100% der Oberfläche ein.
Das geprüfte Muster der Erfindung ist dasjenige, welches in der 1 wiedergegeben ist. Die durchschnittliche Anzahl der Erhebungen beträgt 25 pro cm². Indessen steigt in den Bereichen B1, B2 und B3, die die Begrenzungen bilden, die Dichte auf 60 Erhebungen pro cm² an. Die Erhebungen nehmen 20% der Oberfläche des Blattmaterials ein; anders gesagt nimmt die Gesamtheit der Unterzellen 80% der Oberfläche ein.
Es wurden für die beiden Muster Prägezäpfchen mit der gleichen Geometrie und der gleichen Größe verwendet. Der Eindruck ist die Größe des Abdrucks der starren Walze auf der Walze aus Kautschuk. Für eine gleiche Kautschukqualität ist dieser Wert eine Funktion des ausgeübten Druckes. Je größer also der Eindruck ist, um so höher ist der Druck. Der Wert 0 des Eindrucks gibt die Merkmale des Blattmaterials vor der Prägung an. Durch Auftragen der Werte in einem Graphen der 2, der die Abrißfestigkeit der Blattware als Funktion der Dicke wiedergibt, und durch Ziehen einer Regressionsgeraden zwischen den aufgetragenen Werten stellt man fest, daß das Muster der Erfindung Merkmale gleichwertig denen eines Musters nach dem Stand der Technik aufweist.
Man erhält so, ohne von den durch die Prägung mit hoher Dichte herbeigeführten und verlangten Merkmalen etwas zu opfern, ein Produkt das weicher ist. Man begreift, daß man eine gemäß dem beanspruchten Muster geprägte Lage mit einer identischen Lage oder einer anderen Lage nach dem Stand der Technik verbinden kann, und ein Blattmaterial erhalten kann, das verhältnismäßig weich ist auf Grund der geringen Anzahl der Verbindungspunkte.

Claims

Blattmaterial aus saugfähigem Papier, inbesondere aus Cellulosewatte, umfassend auf einer Seite erste Erhebungen mit einer Oberfläche auf der höchsten Stelle von weniger als 1 mm², entsprechend Vertiefungen auf der anderen Seite, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Erhebungen in einer Anzahl von mehr als 30 pro cm² derart entlang zueinander parallelen Linien verteilt sind, daß sie zusammen Zellen (C) eingrenzen, deren gesamte Oberfläche mindestens 30% der Oberfläche des Blattmaterials einnimmt, wobei die Zellen (C) selbst nicht oder wenig geprägt sind.
Blattmaterial gemäß Anspruch 1, dadurch charakterisiert daß die gesamte Oberfläche der Zellen mindestens 50% der Oberfläche einnimmt.
Blattmaterial gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Erhebungen entlang mindestens drei Linien (B1, B2, B3) zwischen zwei benachbarten Zellen (C) verteilt sind.
Blattmaterial gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Linien wellenförmig sind.
Blattmaterial gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es zweite, isolierte Erhebungen (I) enthält, die Unterzellen im Inneren der Zellen (C) eingrenzen.
Blattmaterial gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Erhebungen mindestens 5 Zellen pro Abriß definieren.
Blattmaterial gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Erhebungen von 15 bis 20 Zellen pro Abriß definieren.
Blattmaterial gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Erhebungen zwischen sich oder zwischen sich und den ersten Erhebungen höchstens 100 Unterzellen definieren.
Blattmaterial gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen (C) nicht benachbart sind.
Blattmaterial gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen den Zellen von einem Raster anderer Dichte als derjenige, welcher die Zellen definiert, eingenommen wird.
Blattmaterial gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens eine Lage eines mehrlagigen Blattmaterials bildet.