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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Man
weiß im Übrigen,
daß wenn
man die Dichte verringert, man die Spannungen konzentriert und um so
mehr das Blattmaterial schwächt.
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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.
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Die
Erfindung hat ebenso zum Ziel, einen gleichmäßigen Abdruck und eine gute
Umrißschärfe des Musters
sicherzustellen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Gemäß einem
anderen Merkmal sind die Linien wellenförmig. Auf diese Weise verringert
man die Gefahr der Bildung von Linien geringster Festigkeit noch
weiter.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Es
wird hiernach eine nicht einschränkende
Ausführungsform
der Erfindung beschrieben, mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen,
in denen
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1 eine
Ansicht von oben eines geprägten
Blattmaterials gemäß der Erfindung
zeigt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.