PL169946B1 - Sposób wytwarzania miekkiej bibulki PL PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1 Sposób wytwarzania miekkiej bibulki o gra- maturze od 10 do 65 g/m2 i zawartosci polisiloksanu od 0,004% do 0,75% w stosunku do masy suchych wlókien bibulki polegajacy na osadzaniu na mokro wlókien celulozowych dla uformowania wstegi i na- noszeniu na wstege wodnego roztworu zwiazku poli- siloksanu, w którym wstege równiez suszy sie i krepuje, znam ienny tym, ze po uformowaniu suszy sie i krepuje sie wstege w temperaturze co najmniej 43°C oraz nanosi sie polisiloksan na wysuszona, kre- powana wstege. PL PL PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania miękkiej bibułki. Zwłaszcza chodzi o sposób wytwarzania miękkiej, jedwabistej, dającej w dotyku wrażenie flaneli, bibułki grubej, dającej z fizjologicznego punktu widzenia intensywniejsze wrażenie delikatności w całości jak i pod względem gładkości powierzchni.

Miękkie bibułki są generalnie zalecane jako materiały do wyrobu jednorazowych ręczników papierowych oraz chusteczek higienicznych i papierów toaletowych. Jednakże znane sposoby i środki intensyfikujące miękkość bibułki na ogół wpływają negatywnie na jej wytrzy169 946 małość na rozciąganie. Z tego względu podstawowym zadaniem projektanta wyrobów z bibułki jest odpowiednie zrównoważenie miękkości i wytrzymałości na rozciąganie.

W produkcji miękkich bibułek stosuje się zarówno środki mechaniczne jak i chemiczne: bibułka powinna być odczuwana przez użytkownika w dotyku jako miękka. Miękkość w dotyku może być scharakteryzowana za pomocą takich własności, ale nie wyłącznie, jak tarcie, giętkość i gładkość; oraz elementów subiektywnych takich jak jedwabistość i wrażenie w dotyku podobne do flaneli. Niniejszy wynalazek dotyczy sposobu usprawniania miękkości bibułki w dotyku zwłaszcza grubej bibułki krepowanej - za pomocą dodatków chemicznych: zwłaszcza materiałów polisiloksanowych, nadających jej w dotyku jedwabistość i dających wrażenie przypominające flanelę, bez równoczesnego nadawania jej cech powodujących, że wykonane z niej wyroby odczuwa się w dotyku jako tłuste lub oleiste. Ponadto w celu intensyfikacji miękkości i/lub gładkości powierzchni i/lub co najmniej częściowej kompensacji spadku podatności na zwilżanie powodowanego przez polisiloksany, do bibułki można dodawać środki powierzchniowo czynne: w celu co najmniej częściowej kompensacji spadku wytrzymałości mechanicznej i/lub kompensacji wzrostu podatności na strzępienie powodowanej dodawaniem polisiloksanów i, jeżeli są stosowane, substancji powierzchniowo czynnych, do bibułki można dodawać spoiwa, na przykład skrobię.

Przykłady grubych bibułek krepowanych o odpowiedniej miękkości według aktualnych norm, i w których można zintensyfikować miękkość sposobem według niniejszego wynalazku, ujawniono w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki o następujących numerach: 3 301 746, patentu udzielono 31 stycznia 1967 Lawrencowi H. Sanfordowi i Jamesowi B. Sissonowi; 3 974 025, patentu udzielono 10 sieironia 1976 Peterowi G. Ayersowi; 3 994 771, patentu udzielono 30 listopada 1976 Georgowi Morganowi Jr. i Thomasowi F. Richowi; 4 191 609, patentu udzielono 4 marca 1980 Paulowi D. Trokhanowi; oraz 4 637 859, patentu udzielono 20 stycznia 1987 Paulowi D. Trokhanowi. Wszystkie wymienione w tych opisach patentowych papiery cechuje obecność obszarów o większej gęstości rozłożonych według wzoru: są to obszary o większej gęstości w porównaniu z resztą papieru, powstające wskutek ubijania podczas procesu produkcji papieru, jak również wskutek działania węzłów drukującej tkaniny nośnej. Inne grube, miękkie bibułki ujawniono w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki o następujących numerach: 4 300 981, patentu udzielono 17 listopada 1981 Jerryemu E. Carstensowi; oraz 4 440 597, patentu udzielono 3 kwietnia 1984 Edwardowi R. Wellsowi i Thomasowi A. Henslerowi. Ponadto w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 3 821 068, patentu udzielono 28 czerwca 1974 D.L Shawowi, ujawniono sposób uzyskiwania grubej bibułki polegający na eliminacji ubijania materiału przed końcowym suszeniem; a w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 3 812 000, patentu udzielono 21 maja 1974 J.L. Salvucciemu, Jr. ujawniono sposób eliminacji ubijania w połączeniu ze stosowaniem środków rozluźniających i spoiw elastomerowych.

Chemiczne środki rozluźniające, proponowane w przytaczanym powyżej opisie patentowym Salvucciego, oraz teorię ich działania ujawniono w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki o następujących numerach: 3 755 220, patentu udzielono 28 sierpnia 1973 Friemarkowi i innym; 3 844 880, patentu udzielono 29 października 1974 Meiselowi i innym; oraz 4 158 594, patentu udzielono 19 stycznia 1979 Beckerowi i innym. Do innych sposobów obróbki chemicznej, proponowanych w celu usprawnienia bibułki, należą naprzykład ujawnione w niemieckim opisie patentowym 3 420 940, patentu udzielono Kenji Harze i innym, a mianowicie: impregnowanie papieru toaletowego kombinacją olejów - roślinnego, zwierzęcego lub z syntetycznych węglowodorów - oraz oleju silikonowego, na przykład oleju dwumetylosilikonowego, w celu poprawy jego własności higienicznych i ścieralnych.

Do dobrze znanych sposobów mechanicznych zwiększania wytrzymałości na rozciąganie papieru wykonanego z pulpy celulozowej należy mechaniczne rozdrabnianie pulpy przed wytworzeniem z niej papieru. Generalnie, im większe rozdrobnienie tym większa wytrzymałość na rozciąganie. Jak wynika z powyższego omówienia związku pomiędzy wytrzymałością na rozciąganie a miękkością, zwiększone rozdrobnienie mechaniczne pulpy celulozowej wpływa negatywnie na miękkość bibułki, nie wpływając na wszystkie inne aspekty surowca papierniczego i wytwarzania papieru. Natomiast dzięki niniejszemu wynalazkowi istnieje możliwość

169 946 zwiększenia wytrzymałości na rozciąganie bez negatywnego wpływu na miękkość; albo, alternatywnie, istnieje możliwość zwiększenia miękkości bez negatywnego wpływu na wytrzymałość na rozciąganie.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania bibułki, sprawiającej w dotyku wrażenie bardziej miękkiej.

Następnym celem niniejszego wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania bibułki dającej w dotyku takie wrażenie jak jedwab lub flanela.

Kolejnym celem niniejszego wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania bibułki, która przy danym poziomie wytrzymałości na rozciąganie daje intensywniejsze wrażeniu miękkości w dotyku w porównaniu z bibułkami zmiękczanymi technikami konwencjonalnymi.

Jeszcze następnym celem niniejszego wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania miękkiej bibułki poprzez nakładanie na gorącą wstęgę bibułki, korzystnie przesuszoną, niewielkich ilości związków polisiloksanowych. ₂

Sposób wytwarzania miękkiej bibułki o gramaturze od 10 do 65 g/m ² i zawartości polisiloksanu od 0,004% do 0,75% w stosunku do masy suchych włókien bibułki polegający na osadzaniu na mokro włókien celulozowych dla uformowania wstęgi i nanoszeniu na wstęgę wodnego roztworu związku polisiloksanu, w którym wstęgę również suszy się i krepuje, odznacza się według wynalazku tym, że po uformowaniu suszy się i krepuje wstęgę w temperaturze co najmniej 43°C oraz nanosi się polisiloksan na wysuszoną, krepowaną wstęgę.

Korzystnie nanosi się polisiloksan na wstęgę o zawartości wilgoci poniżej 7% wagowych, korzystnie od 0% do 6,0% wagowych, a najbardziej korzystnie od 0% do 3,0% wagowych.

Korzystnie stosuje się polisiloksan w postaci polidwumetylopolisiloksanu zawierającego wodorowe, wiążące grupy funkcyjne wybrane spośród grup aminowych, karboksylowych, hydroksylowych, eterowych, polieterowych, aldehydowych, ketonowych, amidowych, estrowych i tiolowych, korzystnie aminową grupę funkcyjną, przy czym procentowa zawartość molowa wspomnianej podstawionej wodorowej wiążącej grupy funkcyjnej wynosi 20% lub mniej.

Korzystnie stosuje się polisiloksan, w którym ilość podstawionych cząstek wynosi 10% molowych lub mniej, korzystnie od 1,0% do 5,0% molowych, najbardziej korzystnie 2% molowych, a jego lepkość wynosi 25·10 ⁶ m²/s lub więcej, korzystnie od 25-10⁶ m2/s do 20-10¹² m ²/s, najbardziej korzystnie 125-1()6 m²/s.

Korzystnie po nałożeniu polisiloksanu na krepowaną wstęgę, kalandruje się tę krepowaną wstęgę.

Korzystnie ponadto nanosi się na wspomnianą wstęgę odpowiednią ilość rozpuszczonego w wodzie środka powierzchniowo czynnego tak, że na wspomnianej wstędze zatrzymuje się od 0,01% do 2,0%, korzystnie od 0,05% do 1,0% środka powierzchniowo czynnego, w odniesieniu do masy suchych włókien bibułki.

Korzystnie stosuje się środek powierzchniowo czynny, wybrany spośród: anionowych, niejonowych, amfoterycznych i z jonami dwubiegunowymi korzystniej niejonowy środek powierzchniowo czynny.

Korzystnie stosuje się środek powierzchniowo czynny o temperaturze topnienia co najmniej 50°C.

Korzystnie ponadto nanosi się na wspomnianą wstęgę odpowiednią ilość spoiwa tak, że zatrzymuje się na niej od 0,01% do 2,0%, korzystnie od 0,1% do 1,0% spoiwa, w odniesieniu do masy suchych włókien bibułki.

Korzystnie jako spoiwo stosuje się skrobię, korzystniej skrobię amioka.

W skład sposobu według wynalazku wchodzi etap mokrego osadzania włókien celulozowych w celu uformowania wstęgi, suszenie wstęgi oraz podnoszenie temperatury wstęgi do co najmniej 43°C, krepowanie gorącej wstęgi oraz nakładanie na gorącą krepowaną wstęgę odpowiedniej ilości polisiloksanu takiej, ze bibułka zatrzymuje od około 0,004% do około 0,75% polisiloksanu w stosunku do wagi suchych włókien. Korzystnie, przed nałożeniem polisiloksanu gorąca wstęga materiału jest suszona do zawartości wilgoci poniżej wilgotności równowagowej (w warunkach znormalizowanych).

169 946

Korzystnie, bibułka zatrzymuje polisiloksan w ilości stanowiącej od około 0,01% do około 0,3% jej gramatury w stanie suchym. Korzystnie, gramatura gotowej bibułki wynosi około 65 g/m² a gęstość włókien poniżej 0,6 g/cm³.

Jak wspomniano powyżej, polisiloksan nakłada się na wstęgę po zwiększeniu jej temperatury, a korzystnie, po jej osuszeniu do wilgotności poniżej wilgotności równowagowej. Dzięki dodaniu polisiloksanu do wstęgi materiału po jej osuszeniu i krepowaniu, unika się kłopotów związanych z obecnością kleju na suszarce Yankee, który może wpływać negatywnie na krepowanie i/lub utratę kontroli nad materiałem. Korzystnie, polisilokson jest nakładany na gorącą, krepowaną wstęgę materiału po jej zejściu z listwy zgarniającej, a przed jej nawinięciem na rolę odbiorczą. Nieoczekiwanie stwierdzono, że nakładanie polisiloksanu na gorącą przesuszoną wstęgę, a następnie kalandrowanie powoduje zwiększenie miękkości bibułki. Ponadto stwierdzono, że można znacznie poprawić miękkość bibułki dodając niewielkie ilości polisiloksanów do gorącej wstęgi materiału przed procesem przetwarzania. Istotnie, poważną zaletą ujawnionego tu sposobu jest dodawanie polisiloksanów w tak niewielkich ilościach, że proces jest ekonomiczny. Ponadto bibułka z dodatkiem niewielkich ilości polisiloksanów zachowuje wysoką zwilżalność, co jest istotną cechą wyrobów tego typu.

Do polisiloksanów, zalecanych do stosowania w sposobie według niniejszego wynalazku, należy polidwumetylopolisiloksan z aminową grupą funkcyjną, w którym poniżej około 10 % molekuł bocznych łańcuchów polimeru zawiera aminową grupę funkcyjną. Wyznaczanie mas molekularnych polisiloksanów jest trudne, więc w niniejszym dokumencie jako ich wskaźnik stosowana jest lepkość. W związku z tym, stwierdzono na przykład, że w przypadku polisiloksanów o lepkości około 125· ^m/s skutecznejest około 2% podstawienie, natomiast lepkości około 5-10^u m²/s lub większe są skuteczne zarówno z podstawieniem jak i bez niego. Oprócz podstawienia aminowych grup funkcyjnych można również podstawiać grupy karboksylowe, hydroksylowe, eterowe, polieterowe, aldehydowe, ketonowe, amidowe, estrowe i tiolowe. Spośród wymienionych grup podstawnikowych o odpowiednich własnościach, do szczególnie zalecanych należy rodzina grup składająca się z grup aminowych, karboksylowych i hydroksylowych; natomiast najbardziej zalecanymi są aminowe grupy funkcyjne.

Do przykładów dostępnych na rynku polisiloksanów należą substancje DOW 8075 (kopolimer dimetikonu z aminowymi grupami funkcyjnymi) i DOW 200 (dimetikon), które można zakupić w firmie Dow Corning; oraz Silwet 720 (kopoliol dimetikonu) i Ucarsil EPS (dimetikon) firmy Union Carbide.

W skład sposobu wytwarzania bibułki obrabianej według niniejszego wynalazku polisiloksanem może wchodzić ponadto etap dodawania odpowiedniej ilości substancji powierzchniowo czynnej zwiększającej odczuwaną gładkość powierzchni bibułki i/lub co najmniej częściowo kompensującej wszelkie pogorszenia jej zwilżalności, wynikające z obróbki za pomocą polisiloksanów. Korzystnie, skuteczna ilość substancji powierzchniowo czynnej wynosi od około 0,01 do około 2 % masy suchej włókien, z których jest wykonana bibułka; a bardziej korzystnie, bibułka zatrzymuje od około 0,05 do około 1,0 % tej substancji. Również korzystnie, substancja powierzchniowo czynna jest związkiem niekationowym; oraz w zasadzie substancja ta nie migruje po wyprodukowaniu bibułki, co w zasadzie zapobiega poprodukcyjnym zmianom właściwości, jakie mogłyby w innym przypadku wystąpić w wyniku dodania substancji powierzchniowo czynnej. Efekt ten można uzyskać na przykład dzięki zastosowaniu substancji powierzchniowo czynnych, których temperatury topnienia są wyższe niż temperatury, jakie zwykle występują podczas składowania, transportu, sprzedaży i użytkowania przykładów wykonania wyrobów z bibułki według niniejszego wynalazku: na przykład, temperatur topnienia około 50°C i wyższych.

W skład sposobu wytwarzania bibułki według niniejszego wynalazku może ponadto wchodzić etap dodawania odpowiedniej ilości spoiwa, na przykład skrobi, w celu co najmniej częściowej kompensacji ewentualnego spadku wytrzymałości na rozciąganie i/lub wzrostu skłonności do strzępienia, będących skutkiem dodawania polisiloksanu i, jeżeli obecna, substancji powierzchniowo czynnej. Korzystnie, zawartość spoiwa zatrzymywanego przez bibułkę powinna wynosić od około 0,01 do około 2 % masy suchych włókien, z których jest wykonana bibułka.

169 946

O ile nie zaznaczono inaczej, wszystkie podawane tu zawartości procentowe, stosunki i proporcje odnoszą się do wielkości wagowych.

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym przedstawiono schematycznie zalecany przykład realizacji sposobu wytwarzania miękkiej bibułki według niniejszego wynalazku.

Dzięki dodaniu polisiloksanów do gorącej wstęgi bibułki niniejszy wynalazek umożliwia wytwarzanie bibułki dającej w dotyku wrażenie podobne do jedwabiu lub flaneli i wyczuwalną miękkość. Korzystnie, przed dodaniem polisiloksanu, gorącą wstęgę materiału suszy się do zawartości wilgoci poniżej zawartości równowagowej. W skład tego sposobu może również wchodzić dodawanie do wilgotnej wstęgi odpowiedniej ilości materiału powierzchniowo czynnego i/lub spoiwa, na przykład skrobi. Generalnie, zadaniem substancji powierzchniowo czynnej jest intensyfikacja fizjologicznej gładkości powierzchniowej odczuwanej dotykiem i/lub zapewnienie bibułce (np. papierowi toaletowemu) odpowiedniej do zastosowań zwilżalności; natomiast zadaniem dodawanego spoiwa, na przykład skrobi, jest co najmniej częściowa kompensacja ewentualnego spadku wytrzymałości bibułki na rozciąganie i/lub zmniejszenie skłonności do strzępienia, będącej skutkiem dodania polisiloksanów i, jeżeli dodawano, substancji powierzchniowo czynnej. Niespodziewanie stwierdzono, że nakładanie niewielkich ilości polisiloksanów (na przykład w procesie przetwarzania) na gorące przesuszone wstęgi bibułki, których wilgotność jest równa wilgotności równowagowej w temperaturze pokojowej, zapewnia jej większą miękkość. Istotnie, stwierdzono, że ilości dodawanych polisiloksanów są na tyle małe że bibułka zachowuje swoją wysoką zwiżalność. Ponadto, w związku z tym, że podczas nakładania polisiloksanu wstęga bibułki jest przesuszona i ma podwyższoną temperaturę, nie ma potrzeby usuwania z niej wody doprowadzanej jako składnik roztworu siloksanu. Takie rozwiązanie eliminuje konieczność dalszego suszenia bibułki, które w przeciwnym przypadku byłoby niezbędne gdyby polisiloksan był dodawany do wstęgi bibułki zawierającej wilgoć w ilości równowagowej.

W stosowanym tu znaczeniu, sformułowanie gorąca wstęga bibułki odnosi się do wstęgi bibułki znajdującej się w podwyższonej temperaturze, wyższej od temperatury pokojowej. Korzystnie, podwyższona temperatura wstęgi wynosi co najmniej 43°C, a bardziej korzystnie co najmniej 65°C.

Zawartość wilgoci we wstędze bibułki jest odniesiona do temperatury wstęgi i wilgotności względnej otoczenia, w którym się ona znajduje. W stosowanym tu znaczeniu, termin przesuszona wstęga bibułki odnosi się do wstęgi bibułki osuszonej do wilgotności poniżej równowagowej zawartości wilgoci w znormalizowanych warunkach testowych 23°C i 50% wilgotności względnej. Równowagowa zawartość wilgoci we wstędze bibułki, znajdującej się w znormalizowanych warunkach testowych 23°C i 50% wilgotności względnej, wynosi około 7%. Całkowite suszenie wstęgi bibułki zgodnie z niniejszym wynalazkiem polega na podniesieniu jej temperatury za pomocą konwencjonalnych zespołów suszących, takich jak suszarka Yankee. Korzystnie, zawartość wagowa wilgoci w przesuszonej wstędze bibułki wynosi poniżej około 7%, bardziej korzystnie od około 0 do około 6%, a najbardziej korzystnie od około 0 do około 3%.

W normalnych warunkach otoczenia zawartość równowagowa wilgoci w papierze wynosi od około 5 do około 8%. Podczas suszenia i krepowania papieru zawartość wilgoci spada w nim poniżej 3%. Po zakończeniu procesu produkcji papier wchłania wilgoć z atmosfery. Zaletą niniejszego wynalazku jest niska zawartość wilgoci w papierze schodzącym z listwy zgarniającej. Natryśnięcie rozcieńczonego roztworu polisiloksanu na całkowicie wsy suszony papier powoduje, że ilość wody dodawanej do papieru jest mniejsza od ilości wody wchłanianej zazwyczaj z atmosfery. W związku z tym nie jest potrzebny następny etap suszenia ani też nie notuje się żadnego pogorszenia wytrzymałości na rozciąganie, innego od tego, które zazwyczaj występuje w przypadku, kiedy papier wchłania wilgoć z powietrza.

Niniejszy wynalazek można stosować generalnie do bibułki, włączając w to, ale nie tylko, bibułkę produkowaną konwencjonalnie na filcach; bibułkę o gęstości rozłożonej według wzoru, taką, jak przytaczana na przykład przez Sanforda-Sissona i jej pochodne; oraz grubą bibułkę zagęszczaną, taką jak przytaczana na przykład przez Salvucciego. Bibułka może być jednorodna lub wielowarstwowa; natomiast wykonane z bibułki wyroby mogą być jedno lub wielo169 946

2 , warstwowe. Korzystnie, gramatura bibułki wynosi od około 10 g/m do oko^o 65 g/m , a gęstość około 0,60 g/cm³ lub mniej. Korzystnie, gramatura jest poniżej 35 g/m ² lub mniej; gęstość około 0,30 g/cm³ lub mniej. Najbardziej korzystnie, gęstość wynosi od około 0,04 g/cm³ do około 0,20 g/cm3.

W technice są znane konwencjonalnie wytwarzane bibułki i sposoby ich produkcji. Papier tego typu jest zazwyczaj produkowany techniką osadzania surowca papierniczego na perforowanym sicie formującym. Sito formujące jest często określane w tej dziedzinie jako sito Fourdriniera. Po osadzeniu surowca na sicie formującym określa się go jako wstęga materiału. Wstęgę tę odwadnia się i suszy w podwyższonej temperaturze. Profesjonaliści w tej dziedzinie dobrze znają konkretne sposoby i typowe urządzenia do wytwarzania wstęg materiału opisaną powyżej techniką. W typowym procesie pulpa o małej gęstości znajduje się w ciśnieniowej skrzyni wlewowej. W skrzyni znajduje się otwór doprowadzający rozcieńczoną pulpę na sito Fourdriniera, gdzie tworzy się mokra wstęga materiału. Następnie wstęga ta jest zazwyczaj odwadniana podciśnieniowo do gęstości włókien od około 7% do około 25% (całkowitej masy wstęgi) i dalej osuszana techniką prasowania za pomocą ciśnienia wywieranego przez dwa leżące naprzeciwko siebie zespoły mechaniczne, na przykład cylindryczne walce. Następnie odwodniona wstęga jest ponownie prasowana i suszona za pomocą urządzenia bębnowego, znanego w technice pod nazwą suszarki Yankee. W suszarce Yankee działa ciśnienie wywoływane przez zespoły mechaniczne, na przykład leżące naprzeciwko siebie cylindryczne bębny dociskające wstęgę materiału. W procesie można stosować większą liczbę suszarek Yankee, dzięki czemu pomiędzy poszczególnymi bębnami wstęga jest dodatkowo prasowana. Powstające w ten sposób papiery bibułkowe są tu określane jako konwencjonalne, prasowane struktury bibułkowe. W związku z tym, że na wilgotne włókna, z których wykonana jest wstęga, działają w zasadzie mechaniczne siły prasujące, a następnie włókna te są osuszane w stanie sprasowanym, więc materiały tego typu są uważane za zagęszczane.

Bibułkę o zróżnicowanej gęstości rozłożonej według wzoru charakteryzuje stosunkowo duży obszar o stosunkowo małej gęstości włókien i układ stref o większej gęstości ze stosunkowo wysoką gęstością włókien. Alternatywnie, ten duży obszar jest określony jako obszar główny, natomiast strefy o większej gęstości są alternatywnie określane jako obszary węzłów. Strefy o większej gęstości mogą być obszarami dyskretnymi rozrzuconymi po dużym obszarze głównym albo mogą się ze sobą łączyć, całkowicie lub częściowo, wewnątrz obszaru głównego. Zalecane techniki wytwarzania wstęg materiałów bibułkowych o gęstościach rozłożonych według wzoru ujawniono w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 3 301 746, w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 3 974 025, w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 4 191 609 i w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 4 637 859.

Generalnie, korzystnie, wstęgi z gęstościami rozłożonymi według wzoru są wytwarzane poprzez osadzenie surowca papierniczego na perforowanym sicie formującym, na przykład na sicie Fourdriniera, w wyniku czego powstaje mokra wstęga materiału, po czym wstęga jest poddawana działaniu układu elementów oporowych. Mokra wstęga jest dociskana do układu elementów oporowych, wskutek czego w miejscach odpowiadających pozycyjnie jej punktom styczności z układem elementów oporowych powstają w niej strefy o większej gęstości. Pozostała, nie prasowana podczas tego procesu, część wstęgi jest określana jako obszar główny. Obszar ten może być dodatkowo rozrzedzany za pomocą ciśnienia płynu, na przykład za pomocą urządzenia podciśnieniowego lub suszarki przedmuchowej, albo poprzez mechaniczne dociskanie wstęgi materiału do układu elementów oporowych. Następnie wstęga jest odwadniana, i opcjonalnie wstępnie osuszana, w taki sposób, żeby obszar główny nie był w zasadzie prasowany. Korzystnie, dokonuje się tego za pomocą ciśnienia płynu, na przykład za pomocą urządzenia podciśnieniowego lub suszarki przedmuchowej, albo, alternatywnie, za pomocą mechanicznego prasowania wstęgi poprzez jej dociskanie do układu elementów oporowych w taki sposób, że obszar główny nie jest prasowany. Operacje odwadniania, opcjonalnego suszenia wstępnego oraz wytwarzania stref o większej gęstości można połączyć, całkowicie lub częściowo, w jeden proces, w celu zmniejszenia całkowitej liczby realizowanych etapów przetwarzania. Po zakończeniu formowania stref o większej gęstości, odwadniania i opcjonalnego suszenia wstępnego,

169 946 następuje suszenie końcowe, korzystnie, nadal bez prasowania mechanicznego. Korzystnie, pole powierzchni papieru z węzłami o większej gęstości, w których gęstość materiału stanowi co najmniej 125% gęstości materiału w obszarze głównym, wynosi od około 8% do około 55%.

Korzystnie, układem elementów oporowych jest odciskająca tkanina nośna z ułożonymi według wzoru węzłami, działającymi jak układ elementów oporowych ułatwiających formowanie stref o większej gęstości pod działaniem ciśnienia. Układ węzłów jest odpowiednikiem wspomnianego wcześniej układu elementów oporowych. Odciskające tkaniny nośne ujawniono w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 3 301 746, w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 3 821 068, w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 3 974 025, w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 3 573 164, w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 3 473 576, w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 4 239 065, oraz w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 4 528 239.

Korzystnie, pierwszym krokiem procesu jest uformowanie z surowca papierniczego mokrej wstęgi materiału na perforowanym nośniku formującym, na przykład sicie Fourdriniera. Następnie wstęga jest odwadniana i przenoszona na tkaninę odciskającą. Alternatywnie, surowiec papierniczy może być najpierw osadzany na perforowanym nośniku pełniącym jednocześnie funkcję tkaniny odciskającej. Po uformowaniu wstęga jest odwadniana i, korzystnie, wstępnie szuszona termicznie do uzyskania określonego stężenia włókien, wynoszącego od około 40% do około 80%. Korzystnie, odwadnianie jest realizowane za pomocą skrzynek ssących lub innych urządzeń podciśnieniowych albo za pomocą suszarek przedmuchowych. Jak wspomniano powyżej, przed zakończeniem suszenia wstęgi są w niej odciskane węzły odciskowe tkaniny odciskającej. Jednym ze sposobów realizacji tego procesu jest działanie naciskiem mechanicznym. Można to zrealizować poprzez, na przykład, dociskanie walca zaciskowego, na którym znajduje się tkanina odciskająca, do powierzchni bębna suszącego, na przykład suszarki Yankee, przy czym wstęga materiału powinna znajdować się pomiędzy walcem zaciskowym a bębnem suszącym. Korzystnie, w celu zakończenia suszenia, wstęga jest również dociskana do tkaniny odciskającej za pomocą ciśnienia płynu, doprowadzanego za pośrednictwem urządzenia podciśnieniowego, na przykład skrzyni ssącej, albo za pomocą suszarki przedmuchowej. Celem działania ciśnienia płynu jest wytworzenie stref o większej gęstości na początkowym etapie odwadniania, w oddzielnym, kolejnym etapie procesu, lub kombinacji tych etapów.

Nie ubite struktury bibułkowe bez rozłożonych według wzoru stref o większej gęstości ujawniono w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 3 812 000 oraz w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 4 208 459. Generalnie, nie ubite struktury bibułkowe bez rozłożonych według wzoru stref o większej gęstości są wytwarzane poprzez osadzanie surowca papierniczego na perforowanym sicie formującym, na przykład na sicie Fourdriniera, gdzie tworzy mokrą wstęgę materiału, drenowanie wstęgi i usuwanie dodatkowej wody bez mechanicznego prasowania, do stanu, w którym stężenie włókien wynosi co najmniej 80%, a następnie krepowanie wstęgi. Usuwanie wody odbywa się poprzez odwadnianie podciśnieniowe i suszenie termiczne. Gotowy wyrób jest miękkim ale słabym materiałem o stosunkowo nie ubitych włóknach. Korzystnie, przed krepowaniem wstęgi, do niektórych jej części jest dodawane spoiwo.

Ubite struktury bibułkowe bez rozłożonych według wzoru stref o większej gęstości są znane w technice jako konwencjonalne struktury bibułkowe. Generalnie, ubite struktury bibułkowe bez rozłożonych według wzoru stref o większej gęstości są wytwarzane poprzez osadzanie surowca papierniczego na perforowanym sicie, na przykład sicie Fourdriniera, gdzie tworzy mokrą wstęgę materiału, drenowanie wstęgi i usuwanie dodatkowej wody za pomocą równomiernego ubijania mechanicznego (prasowania) do stanu, w którym wstęga ma gęstość 25-50%, przenoszenie wstęgi na suszarkę termiczną, na przykład suszarkę Yankee, i krepowanie wstęgi. Wodajest usuwana ze wstęgi podciśnieniowo, za pomocą prasowania mechanicznego i urządzeń termicznych. Gotowa struktura jest silna i na ogół ma jedną gęstość, natomiast ma bardzo małą miąższość, chłonność i nie jest odpowiednio miękka.

Stosowane w niniejszym wynalazku włókna papiernicze są zazwyczaj włóknami pochodzącymi ze ścieru drzewnego. Istnieje możliwość zastosowania również innych włókien celulo169 946 zowych, na przykład lintersu bawełnianego, wytłoków z trzciny cukrowej, etc., co mieści się w zakresie niniejszego wynalazku. Można również stosować w komibancji z naturalnymi włóknami celulozowymi włókna syntetyczne, takie jak włókna z celulozy regenerowanej, włókna polietylenowe i polipropylenowe. Jednym z przykładowycorodóajówwłóki en polietylenywych, które można wykorzystać do tego celu, jest materiał Pulpex ¹ , dostępny w finnie Hercules, Inc. (Wilmington, Delaware).

Do odpowiednich ścierów drzewnych należą pulpy chemiczne, takie jak Kraft, siarczynowa i siarczanowa oraz pulpy mechaniczne, takie jak ścier drzewny mechaniczny, pulpa termomechaniczna i pulpa termomechaniczna modyfikowana chemicznie. Zalecane są głównie pulpy chemiczne, ponieważ można z nich uzyskać bibułki dające w dotyku intensywne wrażenie miękkości. Można stosować pulpy zarówno z drzew liściastych (określanych tu jako drewna twarde) jak i z drzew iglastych (określanych tu jako drewna miękkie). W wyrobach według niniejszego wynalazku można również stosować włókna z papieru makulaturowego, które mogą zawierać wiele lub wszystkie ze wspomnianych kategorii włókien, jak również inne materiały nie włókniste, na przykład wypełniacze i kleje stosowane w celu uszlachetnienia pierwotnego surowca papierniczego.

Oprócz włókien papierniczych, w surowcu papierniczym, stosowanym do produkcji struktur bibułkowych, może znajdować się wiele innych dodawanych do niego składników lub materiałów, znanych lub jeszcze nie znanych w technice. Rodzaj pożądanych substancji dodatkowych zależy od przeznaczenia danego materiału bibułkowego. Na przykład, w przypadku takich wyrobów jak papier toaletowy, ręczniki papierowe, chusteczki higieniczne i inne podobne wyroby, pożądaną cechą jest wysoka wytrzymałość mechaniczna na mokro. W związku z tym, bardzo często pożądane jest dodawanie do surowca papierniczego substancji chemicznych znanych w technice jako żywice wytrzymałe w stanie mokrym.

Generalny opis rodzajów żywic wytrzymałych w stanie mokrym, stosowanych w produkcji papieru, można odnaleźć w monografii TAPPI Nr 29, Wet StrongA in Paper and Paperboard, Technical Assnciatink of the Pulp and Paper Industry (New York, 1965). Do najbardziej użytecznych żywic wytrzymałych w stanie mokrym należą generalnie żywice o właściwościach kationowych. Stwierdzono, że szczególnie przydatne do tych celów są wytrzymałe w stanie mokrym żywice kationowe poliamidownepichlnrohydrynowe. Odpowiednie typy takich żywic opisano w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 3 700 623, i Nr 3 722 076. Jednym z rynkowych dostawców odpowiednich żywic pnliamidownopichlorohydrykowych jest firma Ho-cuIos, Inc. z Wilmington, Delaware, dostarczająca takie żywice pod nazwą handlową Kymeme™ 557H.

Stwierdzono również, że odpowiednimi żywicami wytrzymałymi w stanie mokrym są żywice pnliakcyloamidowe. Żywice te opisano w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 3 556 932 oraz Nr 3 556 933. Jednym z dostawców żywic eoliakcyloamidowych jest firma American Cyanamid Co. ze Stanford, Connecticut, która sprzedaje jedną z takich żywic pod nazwą handlową Parez^1M 631 NC.

Jeszcze innymi rozpuszczalnymi w wodzie żywicami kationowymi, przydatnymi z punktu widzenia niniejszego wynalazku, są żywice mocznikowo-formaldehydowe i melamino-formaldehydowe. Do najbardziej powszechnych grup funkcyjnych w tych żywicach polifunkcyjnych należą grupy zawierające azot, takie jak grupy aminowe i hydroksymetylnwe połączone z azotem. W niniejszym wynalazku mogą również znaleźć zastosowanie żywice polietylenniminowe. Ponadto w niniejszym wynalazku można zastosować żywice czasowo wytrzymałe na mokro, takie jak Caldas 10 (produkowana przez Japan Carlit) i CoBond 1000 (produkowana przez Na^onal Starch and Chemical Company). Caldas 10 i CoBond 1000 są polimerami z grupami funkcyjnymi aldehydowymi pochodzącymi od skrobi.

Żywice czasowo wytrzymałe na mokro różnią się od żywic wytrzymałych na mokro tym, ze ich wytrzymałość na uszkodzenia zmniejsza się po zwilżeniu w miarę upływu czasu. Żywice czasowo wytrzymałe na mokro hydrolizują po zwilżeniu, co pozwala na rozkładanie się papieru toaletowego po użyciu i zapobiega blokowaniu instalacji kanalizacyjnych przy spłukiwaniu. Aspekt czasowy pozwala zachować odpowiednią wytrzymałość żywicy w zamierzonym czasie użycia w obecności pewnej ilości wilgoci. Rozumie się samo przez się, że dodawanie wspomnia10

169 946 nych powyżej takich substancji chemicznych, jak żywice wytrzymałe na mokro i żywice czasowo wytrzymałe na mokro, do pulpy papierniczej jest opcjonalne i nie jest niezbędne z punktu widzenia stosowania niniejszego wynalazku.

Do odpowiednich materiałów polisiloksanowych nadających się do stosowania w niniejszym wynalazku należą materiały siloksanowe polimerowe, oligomerowe, kopolimerowe i inne wielomonomerowe. W stosowanym tu znaczeniu, termin polisiloksan obejmuje wszystkie takie polimerowe, oligomerowe, kopolimerowe i wielomonomerowe materiały siloksanowe. Ponadto polisiloksan może być polimerem o łańcuchu prostym, rozgałęzionym lub mieć strukturę cykliczną.

Do zalecanych materiałów polisiloksanowych należą monomerowe jednostki siloksanowe o następującej strukturze:

(1)

Si_ O.

gdzie R1 1R2 dl a kaddego monomeru silkksan u może być nizaalżżnie oowolnym rodnikiem alkilowym, arylnwym, alkeoylgwym, alkarylownm, aralkilgwym, cykloalkilowbm, węglowodorem chlnrnwcopgchodnnm lub inoym rodniaiżm. Dowolny z tych rodników może być podstawiony albo też nie podstawiony. Rodniki R1 i R2 w każdym konkretnym zespole mgoomernwym mogą się różnić odpowiednią funkcyjoością od następnego dołączonego zespołu monnmżrowegn. Ponadto rodniki mogą być łańcuchami prostymi, łańcuchami rozgałęzionymi lub też mogą mieć charakter cykliczny. Rodniki R1 i R2 mogą być, dodatkowo i niezależnie, innymi uilikoaownmi grupami funkcjonalnymi, takimi jak, ale nie wyłącznie, siloksany, polisiloksaay i polisilaan. Rodniki R1 i R2 mogą również zawierać dowolną z wielu organicznych grup funkcyjnych, na przykład, alkohol, kwas karboksylowy i aminowa grupa funkcyjna.

Stwierdzono, że stopień podstawienia oraz rodzaj podstawnika wpływa na miękkość, jedwabisto-ść w dotyku oraz hnOrofilowość struktury bibułkowej. Generalnie, nadawana przez pnlisiloksaa miękkość i jedwabistość w dotyku zwiększa się w miarę zmniejszania się hydrofilowości podstawionego polisiloksanu. Dla celów niniejszego wynalazku zaleca się zwłaszcza polisilnasaan z aminowymi grupami funkcyjnymi.

Zalecane pnliuilnksany zawierają łańcuchy proste polisilnksanów organicznych o następującym ggólanm wzorze strukturalnym

R1 (2) R₂- Si-Or₃

w którym każdy rodnik R1 - R9 może być niezależnie dowolnym z C1 - C10 aiżpoestawinnnm rodnikiem alkilowym lub arnlownm, a R10 jest dowolnym C1 - C10 rodnikiem podstawionym alkilowym lub arnlownm. Korzystnie, każdy rodnik R1 - R9 jest niezależnie dowolną z C1 - C4 z niepodstawionbch grup alkilowych. Profesjonaliści zorientują się, że z technicznego punktu widzenia nie ma różnicy czy, na przykład, R9 lub R10 jest rodnikiem

169 946 podstawnikowym. Korzystnie, stosunek molowy b do (a + b) wynosi od 0 do około 10%, a najbardziej korzystnie od około 1% do około 5%.

W jednym szczególnie zalecanym przykładzie realizacji, R1- R9 są grupami metylowymi a R10 jest podstawioną lub niepodstawioną grupą alkilową, arylową lub alkenylową. Materiał tego typu powinien być generalnie opisany tutaj jako polidwumetylosiloksan z daną grupą funkcyjną dobraną w zależności od konkretnego przypadku. Do przykładowych polidwumetylosiloksanów należą: polidwumetylosiloksan, polidwumetylosiloksan z alkilowym rodnikiem węglowodorowym R10 oraz polidwumetylosiloksan z jedną lub więcej grupą funkcyjną aminową, karboksylową, hydroksylową, eterową, polieterową, aldehydową, ketonową, amidową, estrową, tiolową i/lub innymi grupami funkcyjnymi R10 włącznie z alkilowymi i alkenylowymi analogami takich grup funkcyjnych. Na przykład amino funkcyjna grupa alkilowa taka jak R10 może być polidwumetylosiloksanem aminofunkcyjnym lub aminoalkilofunkcyjnym. Podanie przykładowych polidwumetylosiloksanów nie oznacza wykluczenia innych, nie wymienionych w tym wykazie.

Lepkość polisiloksanów użytecznych z punktu widzenia tego wynalazku może zmieniać się w bardzo szerokim zakresie pod warunkiem, że są płynne lub można im nadać płynność w celu pokrycia nimi bibułki. Dotyczy to zakresu lepkości, ale nie ogranicza się do niego, od około 25· 10⁶ m²/s do około 20-11)1² m2l_u^ nawet wyższego. Polisiloksany o wysokiej lepkości, które z natury rzeczy nie są płynne, mogą być skutecznie osadzane na wstęgach bibułki takimi sposobami jak, na przykład, tworzenie ich emulsji ze środkami powierzchniowo czynnymi lub podawanie polisiloksanu w roztworze z dodatkiem rozpuszczalnika, na przykład heksanu, który wymieniono tu tylko dla przykładu. Wybrane sposoby nakładania polisiloksanów na wstęgi bibułki omówiono szczegółowo dalej.

Na marginesie, nie powołując się na żadną konkretną teorię działania, można sformułować opinię, że intensywność przyjemnych wrażeń dotykowych wynikających z dodania polisiloksanu jest bezpośrednio związana z jego przeciętną masą molekularną: natomiast lepkość jest związana z masą molekularną. W związku z tym, w niniejszym dokumencie, ze względu na trudności z bezpośrednim wyznaczaniem mas molekularnych polisiloksanów w porównaniu z wyznaczaniem ich lepkości, jako parametr zastępczy do oceny stopnia intensyfikacji wrażeń dotykowych, jakie nadają bibułce, tj. miękkości, jedwabistości i wrażenia wywieranego w dotyku przez flanelę, używana jest lepkość.

Odpowiednie informacje na temat polisiloksanów ujawniono w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 2 826 551; w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 3 964 500; w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 4 364 837; oraz brytyjskim opisie patentowym 849 433. Wykaz i opis podstawowych polisiloksanów zamieszczono również w publikacji Silicon Compound, strona 181-217, wydanej przez Petrarch Systems, Inc., 1984.

Polisiloksan jest nakładany po wysuszeniu i podniesieniu temperatury wstęgi bibułki. Stwierdzono, że skutkiem dodawania polisiloksanu do wstęgi bibułki przed jej krepowaniem może być jej kolidowanie z powłoką na suszarce (tj. powłoką klejową na suszarce Yankee) jak również pogorszenie krepowania i możliwości utraty kontroli nad materiałem. Problemy tego typu wyeliminowano w sposobie według niniejszego wynalazku poprzez nanoszenie związków polisiloksanowych na wstęgę materiału po jej wysuszeniu i krepowaniu. Ponadto substancja polisiloksanowa powinna być nakładana na wstęgę materiału przed jej nawinięciem na rolę odbiorczą.

Stwierdzono również, że nakładanie polisiloksanu, a następnie kalandrowanie wstęgi bibułki, dodatkowo intensyfikuje miękkość wyrobu. Nie powołując się na żadną konkretną teorię, można sformułować opinię, że kalander pomaga w rozprowadzaniu silikonu poprzez obróbkę materiału i przemieszczanie polisiloksanu po powierzchniach włókien. Zatem w zalecanym przykładzie realizacji niniejszego wynalazku substancja polisiloksanowa jest nakładana na gorącą przesuszoną wstęgę bibułki po jej krepowaniu ale przed przepuszczeniem przez walce kalandrujące.

Korzystnie, polisiloksan w postaci roztworu wodnego, emulsji lub zawiesiny jest nakładany na gorącą, przesuszoną, krepowaną wstęgę materiału. Można również nakładać go w

169 946 postaci roztworu zawierającego odpowiedni rozpuszczalnik różny od wody, w którym polisiloksan rozpuszcza się lub z którym się miesza: na przykład heksan. Polisiloksan może być nakładany w postaci czystej lub, korzystnie, w postaci emulsji z odpowiednią emulgującą substancją powierzchniowo czynną. Korzystnie, emulgowanie polisiloksanu ma na celu ułatwienie jego nakładania, ponieważ czysty roztwór wodny polisiloksanu musi być mieszany w celu wstrzymania rozdzielania się faz: wody i polisiloksanu.

Polisiloksan powinno się nakładać równomiernie na gorącą, przesuszoną wstęgę bibułki w taki sposób, żeby w zasadzie cały arkusz materiału uzyskiwał odpowiednie właściwości z punktu widzenia wrażeń dotykowych. Powyższe kryteria spełnia i mieści się w zakresie niniejszego wynalazku nakładanie polisiloksanu na gorącą, przesuszoną wstęgę bibułki w sposób ciągły lub wzorzysty. Podobnie, polisiloksan można nakładać na jedną stronę wstęgi bibułki albo na obie.

Do sposobów równomiernego nakładania polisiloksanów na gorącą, przesuszoną wstęgę bibułki, należy natryskiwanie lub wklęsłodruk. Stwierdzono, że natryskiwanie jest procesem ekonomicznym oraz umożliwia dokładną regulację ilości i rozkładu polisiloksanu, w związku z czym jest to technika najbardziej zalecana. Korzystnie, wodna mieszanina, zawierająca emulsję polisiloksanu, jest natryskiwana na gorącą, przesuszoną i krepowaną wstęgę bibułki za suszarką Yankee, ale przed rolą odbiorczą. Na rysunku 1 przedstawiono zalecany sposób nakładania polisiloksanu na wstęgę bibułki. Jak widać na rysunku 1, mokra wstęga bibułki 1 znajduje się na tkaninie nośnej’ 14 za walcem zwrotnym 2, po czym jest przenoszona na suszarkę Yankee 5 za pomocą walca dociskowego 3, natomiast tkanina nośna 14 biegnie na walec zwrotny 16 i dalej. Wstęga papieru jest przyklejana do cylindrycznej powierzchni suszarki Yankee 5 klejem nanoszonym za pomocą urządzenia natryskowego 4. Końcowe suszenie wstęgi odbywa się na ogrzewanej parą wodną suszarce Yankee 5 oraz za pomocą gorącego powietrza, ogrzewanego i przedmuchiwanego w komorze suszącej 6 przez nie pokazany na rysunku zespół. Następnie wstęga materiału jest krepowana na sucho poprzez jej ściąganie z suszarki Yankee 5 za pomocą listwy zgarniającej 7, wskutek czego schodzi w postaci arkusza papieru krepowanego 15. Na obie powierzchnie arkusza papieru jest natryskiwana substancja polisiloksanowa za pomocą natryskiwaczy 8 i 9. Następnie obrobiony arkusz papieru 15 przechodzi pomiędzy dwoma walcami kalandrującymi 10 i 11, po części obwodu roli 12, a stamtąd jest nawijany na rolę odbiorczą 13. Odpowiednimi urządzeniami do natryskiwania płynów zawierających polisiloksany na gorące, przesuszone wstęgi są powietrzne dysze rozpylające o mieszaniu zewnętrznym, takie jak dysza o średnicy 2 mm firmy V. I. B. Systems, Inc., Tucker, Georgia. Do urządzeń nadających się do drukowania płynami zawierającymi polisiloksany na gorących, przesuszonych wstęgach należą rotograwiurowe maszyny drukarskie.

Poniżej zamieszczono opis typowych warunków występujących podczas produkcji papieru i ich wpływu na opisany w niniejszym wynalazku proces, nie powołując się na żadną konkretną teorię ani nie ograniczając w żaden sposób zakresu niniejszego wynalazku. Suszarka Yankee podnosi temperaturę arkusza bibułki i usuwa z niego wilgoć. Ciśnienie pary wodnej w suszarce Yankee wynosi około (750 kPa). Ciśnienie to wystarcza do zwiększenia temperatury w cylindrze do około 173°C. W miarę usuwania wilgoci z arkusza materiału rośnie temperatura papieru na cylindrze. Temperatura materiału schodzącego z listwy zgarniającej może wynosić powyżej 120°C. Arkusz materiału przemieszcza się przez wolną przestrzeń do kalandra i na rolę odbiorczą, tracąc po drodze pewną część ciepła. Zmierzona temperatura papieru nawiniętego na rolę odbiorczą wynosi około 65°C. Ostatecznie arkusz papieru jest schładzany do temperatury pokojowej. Proces ten może przebiegać wszędzie w czasie mierzonym godzinami lub dniami w zależności od wielkości zwoju papieru. W miarę stygnięcia papier chłonie równocześnie wodę. Jak już wspomniano, zawartość wilgoci w materiale jest związana z temperaturą i wilgotnością względną otoczenia, w jakim znajduje się papier. Naprzykład, zawartość równowagowa wilgoci materiału umieszczonego w standardowych warunkach testowych w temperaturze 23 °C i wilgotności względnej 50% wynosi około 7%. Skutkiem zwiększenia wilgotności względnej materiału powyżej 7% może być pogorszenie wytrzymałości papieru na rozciąganie. Na przykład, wzrost wilgotności do poziomu 9% może spowodować spadek wytrzymałości papieru na rozciąganie rzędu 15%. Wskutek nakładania rozcieńczonego roztworu polisiloksanu na całko169 946 wicie wysuszony papier, ilość wody doprowadzanej do papieru z roztworu jest zazwyczaj mniejsza od tej ilości, jaka papier normalnie wchłania z atmosfery podczas schładzania go do temperatury pokojowej. Zatem nie ma potrzeby dalszego suszenia i nie następuje spadek jego wytrzymałości na rozciąganie związany z dodawaniem wody.

Dodatkową korzyścią wynikającą z nakładania roztworu polisiloksanu na gorącą, całkowicie wysuszoną wstęgę materiału, jest równomierne rozprowadzanie roztworu po powierzchni wstęgi dzięki jego zmniejszonej lepkości. (Wiadomo, że roztwór o małej lepkości jest bardziej mobilny.)

Nieoczekiwanie stwierdzono, że dzięki nakładaniu małych ilości polisiloksanu na gorącą, całkowicie wysuszoną wstęgę, bibułka może być miękka, jedwabista, przypominająca flanelę i nie daje w dotyku wrażenia materiału natłuszczonego bez stosowania dodatkowych materiałów, takich jak oleje lub środki kosmetyczne. Istotne znaczenie ma to, że korzyści te można osiągnąć w przypadku wielu przykładów wykonania materiałów według niniejszego wynalazku w połączeniu z wysoką zwilżalnością w zakresach pożądanych z punktu widzenia ich zastosowań do wyrobu papieru toaletowego. Korzystnie, bibułka obrabiana za pomocą polisiloksanu według niniejszego wynalazku zawiera około 0,75% lub mniej tej substancji. Nieoczekiwaną korzyścią ze stosowania tego wynalazku jest to, że bibułka poddana obróbce za pomocą polisiloksanu w ilości stanowiącej 0,75% lub mniej może uzyskać odpowiednią miękkość i jedwabistość w dotyku pomimo tak małej ilości polisiloksanu. Generalnie, bibułka zawierająca poniżej około 0,75% polisiloksanu, korzystnie poniżej 0,55%, może mieć znacznie lepszą miękkość i jedwabistość w dotyku oraz bardziej przypominać flanelę, zachowując nadal zwilżalność umożliwiającąjej stosowanie do wyrobu papieru toaletowego, bez konieczności dodawania do niej środków powierzchniowo czynnych w celu kompensacji wszelkich ujemnych wpływów na zwiżalność, jakie ma dodawanie polisiloksanu.

Minimalna zawartość polisiloksanu zatrzymywanego przez bibułkę wynosi co najmniej tyle, żeby dało się wyczuć różnicę w jej miękkości lub jedwabistości albo jakości przypominającej wrażenie jakie daje flanela. Minimalna zawartość skuteczna może się zmieniać w zależności od rodzaju materiału, sposobu nakładania, rodzaju polisiloksanu oraz od tego czy w uzupełnieniu do polisiloksanu dodawana jest skrobia, środek powierzchniowo czynny lub inna substancja dodatkowa albo stosowane dodatkowe obróbki. Ilość polisiloksanu zatrzymywanego przez bibułkę, bez ograniczania przedziału wartości użytkowych, wynosi korzystnie co najmniej około 0,004%, bardziej korzystnie co najmniej około 0,01%, a najbardziej korzystnie co najmniej około 0,05%.

Korzystnie, na obu powierzchniach bibułki, to jest na zwróconych na zewnątrz powierzchniach włókien leżących na powierzchni, jest równomiernie rozprowadzana odpowiednia ilość polisiloksanu nadająca jej miękkość w dotyku. W przypadku nakładania polisiloksanu na jedną powierzchnię bibułki, pewna jego część na ogół co najmniej częściowo wnika do jej środka. Ale, korzystnie, polisiloksan powinien być nakładany na obie strony bibułki, dzięki czemu obie jej powierzchnie uzyskują zalety związane z jego stosowaniem.

Stwierdzono również, że oprócz opisanej powyżej obróbki bibułki za pomocą polisiloksanu, pożądane jest poddanie jej obróbce za pomocą środka powierzchniowo czynnego. Obróbka tajest niezależna od środka powierzchniowo czynnego, jaki może być stosowany w roli czynnika emulgującego polisiloksan.

Bibułka o zawartości powyżej 0,3% polisiloksanu, przeznaczona do zastosowań wymagających wysokiej zwilżalności, jest, korzystnie, podawana obróbce za pomocą środka powierzchniowo czynnego. Bardziej korzystnie, gorąca, przesuszona wstęga bibułki, jest powlekana niekationowym środkiem powierzchniowo czynnym, dzięki czemu uzyskuje dodatkową miękkość, przy zachowaniu tej samej wytrzymałości na rozciąganie, jak wspomniano powyżej. Ilość środka powierzchniowo czynnego, potrzebnego do zwiększenia hydrofilowości do odpowiedniego poziomu, zależy od rodzaju i ilości polisiloksanu oraz rodzaju środka powierzchniowo czynnego. Jednakże uważa się, że wystarczająca ilość zatrzymywanego przez bibułkę środka powierzchniowo czynnego, zapewniająca odpowiednio wysoką zwilżalność w większości zastosowań, włącznie z produkcją papieru toaletowego, przy zawartościach polisiloksanów

169 946 środków powierzchniowo takimi jak Crodesta™ Sl rzędu 0,75% lub mniej, wynosi generalnie od około 0,01% do około 2%, korzystnie od około 0,05% do około 1,0%.

Zalecanymi z punktu widzenia niniejszego wynalazku środkami tzn. środki powierzchniowo czynne: anionowe, niejonowe, amfoteryczne i z jonami dwubiegunowymi powierzchniowo czynnymi są substancje niekationowe, bardziej korzystnie, niejonowe. Dopuszcza się jednak stosowanie kationowych środków powierzchniowo czynnych. Korzystnie, jak już ustalono wcześniej, środek powierzchniowo czynny nie powinien w zasadzie migrować w miejscu po wyprodukowaniu bibułki, co ma na celu w zasadzie wyeliminowanie zmian poprodukcyjnych właściwości bibułki, wynikających ewentualnie z wprowadzenia środka powierzchniowo czynnego. Można to na przykład osiągnąć stosując środki powierzchniowo czynne, których temperatury topnienia są większe od temperatur spotykanych zazwyczaj podczas składowania, transportu, handlu i użytkowania przykładów wykonania wyrobów z bibułki według niniejszego wynalazku: na przykład temperatur topnienia około 50°C lub wyższych. Korzystnie, środek powierzchniowo czynny jest rozpuszczony w wodzie podczas nanoszenia na mokrą wstęgę materiału.

Ilość niekationowego środka powierzchniowo czynnego nanoszonego na wstęgi bibułki w celu uzyskania wspomnianych powyżej zakresów miękkości/wytrzymałości na rozciąganie zawiera się w przedziale od minimalnej wartości skutecznej, umożliwiającej uzyskanie wspomnianych korzyści przy zachowaniu stałej wytrzymałości na rozciąganie gotowego wyrobu, do około dwóch procent: korzystnie od około 0,01% do około 1% niekationowego środka powierzchniowo czynnego zatrzymywanego przez wstęgę; bardziej korzystnie, od około 0,05% do około 1,0%; a najbardziej korzystnie, od około 0,05% do około 0,3%.

Korzystnie, środki powierzchniowo czynne zawierają łańcuchy alkilowe z ośmiu lub więcej atomami węgla. Do przykładowych anionowych środków powierzchniowo czynnych należą liniowe sulfoniany alkilowe i alkilobenzenosulfoniany. Do przykładowych niejonowych czynnych należą alkiloglikozydy włącznie z estrami alkiloglikozydów _-40, firmy Croda, Inc. (New York, NY); eterami alkiloglikozydów, jak opisano w opisie patentowym Stanów Zjedn. Ameryki Nr 4 011 389, oraz estrami polioksyetylenowanymi, takimi jak Pegospere^1M 200 ML z firmy Glyco Chemicals, Inc. (Greenwich, CT). W niniejszym wynalazku zaleca się zwłaszcza stosowanie alkilopoliglikozydów. Wyliczone powyżej środki powierzchniowo czynne podano wyłącznie jako przykłady i nie należy ich traktować jako ograniczających zakres wynalazku.

Środek powierzchniowo czynny, stosowany dodatkowo oprócz emulgującego środka powierzchniowo czynnego, który może być w polisiloksanie, można nakładać takimi samymi sposobami i za pomocą takich samych urządzeń jak stosowane do nakładania polisiloksanów. Do sposobów tych należą natryskiwanie i wklęsłodruk. Inne sposoby to nanoszenie na sito lub tkaninę formującą przed ich zetknięciem się ze wstęgą materiału. Każdy środek powierzchniowo czynny różny od stosowanego do emulgacji polisiloksanu jest określany tu jako środek powierzchniowo czynny, natomiast każdy środek powierzchniowo czynny stosowany jako substancja emulgująca w zemulgowanym polisiloksanie jest tu określany jak środek emulgujący.

Środek powierzchniowo czynny może być nanoszony na bibułkę równocześnie z polisiloksanem, po lub przed nim. W typowym procesie środek powierzchniowo czynny jest nanoszony na przesuszoną wstęgę materiału równocześnie z polisiloksanem, to jest po końcowym suszeniu i krepowaniu, a przed nawinięciem na rolę odbiorczą w celu ostatecznego wysuszenia.

Jakustalono wcześniej, pożądane jest również poddanie bibułki, zawierającej polisiloksan, obróbce za pomocą stosunkowo niewielkiej ilości spoiwa, co ma na celu regulację strzępienia materiału i/lub zwiększenie wytrzymałości na rozciąganie. W stosowanym tu znaczeniu, termin spoiwo odnosi się do różnych znanych w technice substancji dodatkowych wytrzymałych na mokro i na sucho. Spoiwo może być nanoszone na bibułkę równocześnie z, po lub przed naniesieniem polisiloksanu i środka powierzchniowo czynnego, jeżeli jest stosowany. Korzystnie, spoiwa można dodawać do przesuszonych wstęg materiału równocześnie z polisiloksanem (tj., po końcowym suszeniu i krepowaniu, a przed nawijaniem na rolę odbiorczą).

169 946

Stwierdzono, że najlepszym spoiwem z punktu widzenia niniejszego wynalazku jest skrobia. Korzystnie, bibułka jest obrabiana wodnym roztworem skrobi i, jak wspomniano wcześniej, podczas nakładania skrobi wstęga papieru jest przesuszona. Małe ilości skrobi zmniejszają strzępienie gotowych wyrobów z bibułki oraz nieco poprawiają jej wytrzymałość na rozciąganie bez jej rozprostowywania (tj. usztywniania), które może być skutkiem dodawania dużych ilości skrobi. W wyniku tych zabiegów powstaje bibułka o lepszym bilansie wytrzymałości do miękkości w porównaniu z bibułką wzmacnianą tradycyjnymi sposobami zwiększania wytrzymałości na rozciąganie: na przykład, w porównaniu z materiałami, których wytrzymałość na rozciąganie zwiększono poprzez intensywniejsze rozdrobnienie włókien; lub poprzez dodanie innych suchych substancji zwiększających wytrzymałość. Taki wynik jest szczególnie nieoczekiwany, ponieważ skrobia jest zazwyczaj używana do zwiększania wytrzymałości kosztem miękkości w takich sytuacjach, w których miękkość nie jest parametrem krytycznym: na przykład w kartonie. Ponadto, na marginesie, skrobia jest używana jako wypełniacz w papierach do drukarek i do pisania w celu poprawy drukowaości.

Generalnie, skrobia nadająca się do zastosowania w aioiejszym wynalazku powinna charakteryzować się rozpuszczalnością w wodzie i hyOrofilowością. Przykładowymi surowcami skrobiowymi mogą być skrobia kukurydziana i ziemniaczana, aczkolwiek nie zamierza się ograniczać asortymentu odpowiednich materiałów skrobiowych; szczególnie zalecanym materiałem jest skrobia z kukurydzy woskowej znana w technice jako skrobia amioka. Różni się ona od zwykłej skrobi kukurydzianej tym, że składa się w całości z amblgpektbay, podczas gdy zwykła skrobia kukurydziana zawiera zarówno amylopektynę jak i amylozę. Różne unikalne właściwości skrobi amioka przedstawiono w publikacji Amioca - The Starch From W axy Com, H.H. Schopmebżr, Food Industries, grudzień 1945 s. 106-108 (Yol. s. 1476-1478).

Skrobia może być w postaci granulowanej lub w postaci dyspersji, aczkolwiek zalecana jest w postaci granulowanej. Korzystnie, skrobię należy odpowiednio gotować w celu spęczenia granulek. Bardziej korzystnie, granulki skrobi należy spęczyć, na przykład poprzez gotowanie, do stanu bezpośrednio poprzedzającego ich zdyspereowanie. Spęczone tak intensywnie granulki skrobi będą określane jako całkowicie ugotowane. Warunki dyspergowania mogą być generalnie różne w zależności od wielkości granulek skrobi, stopnia ich krystaliczn^ci oraz zawartości amylozy. Na przykład, całkowicie ugotowaną skrobię amioka można sporządzić poprzez gotowanie wodnej zawiesiny zawierającej 4% granulek skrobi w temperaturze około 88 °C przez okres od około 30 do około 40 minut.

Do innych przykładowych materiałów, które ewentualnie można zastosować, należą zmodyfikowane skrobie kationowe, takie jak skrobie zmodyfikowane za pomocą grup zawierających azot, na przykład grup amianwnch i metylowych połączonych z azotem, produkowane przez National Starch and Chemical Company (Bridgewater, New Jersey). Dotychczas takie zmodyfikowane materiały skrobiowe używano głównie jako dodatki do pulp papieraicznch, zwiększające ich wytrzymałość na mokro i/lub sucho. Natomiast w przypadku ich stosowania według niniżjszegn wynalazku, polegającego na nakładaniu na gorącą przesuszoną wstęgę bibułki, mogą one mieć mniejszy wpływ na wytrzymałość na mokro w porównaniu z przypadkiem dodawania takich samych zmodyfikowanych materiałów skrobiowych na mokrym końcu maszyny. W związku z tym, że takie zmodyfikowane materiały skrobiowe są droższe od skrobi niżmodnfikowanych, zaleca się generalnie stosowanie tych drugich.

Korzystnie, skrobię należy nanosić na wstęgi bibułki w postaci roztworu wodnego. Sposoby nakładania są takie same jak w przypadku nakładania polisilokuanu: korzystnie natryskowo; oraz mniej korzystnie poprzez drukowanie. Skrobię można nakładać na wstęgę bibułki równocześnie z, przed lub po dodaniu polisilnksanu i/lub środka powierzchniowo czynnego.

Korzystnie, w celu zapewnienia danemu materiałowi odpowiedniej regulacji strzępienia i równnczesćeen zwiększenia wytrzymałości podczas suszenia w porównaniu z takim samym materiałem, ale nie obrabianym za pomocą spoiwa, należy do niego dodać co najmniej skuteczną ilość spoiwa, korzystnie skrobi. Korzystnie, w suchym arkuszu powinno znajdować się od nanłn 0,01% do nknłn 2,0% spoiwa, w stosunku do masy włókien suchych; a bardziej korzystnie, od nknło 0,1% do okoto 1,0% spoiwa, korzystnie, na nsćnwiż skrobi.

169 946

Analizę ilości substancji chemicznych stosowanych do obróbki, zawartych we wstęgach bibułki, można przeprowadzić dowolnym akceptowanym w technice sposobem. Na przykład, zawartość eolisilnksaku znajdującego się w bibułce można wyznaczyć techniką rozpuszczalnikowej ekstrakcji enlisiloksanu za pomocą rozpuszczalników organicznych, a następnie wyznaczyć zawartość krzemu w ekstrakcie za pomocą absorpcyjnej spektroskopii atomowej; zawartość niejonowych środków powierzchniowo czynnych, takich jak alkiloglikozydy, można wyznaczyć techniką ekstrakcji za pomocą rozpuszczalników organicznych, a następnie wyznaczyć zawartość środka powierzchniowo czynnego w ekstrakcie techniką chromatografii gazowej; zawartość anionowych środków powierzchniowo czynnych, takich jak liniowe alkilnsulfoniany, można wyznaczać techniką ekstrakcji wodnej, a następnie analizy kolorymetrycznej ekstraktu; zawartość skrobi można wyznaczać poprzez ługowanie zawartej w niej amylazy do glukozy, a następnie analizę kolorymetryczną w celu wyznaczenia zawartości glukozy. Podane sposoby są sposobami przykładowymi i nie oznaczają wykluczenia innych, które można z powodzeniem wykorzystać do wyznaczenia zawartości poszczególnych składników w bibułce.

Generalnie, hydrofllnwość bibułki odnosi się do jej skłonności do zwilżania wodą. Hydrofilnwość bibułki można określić ilościowo wyznaczając czas potrzebny do całkowitego jej nasycenia wodą. Czas ten jest określany jako czas zwilżania. W celu zapewnienia stałych i powtarzalnych warunków wyznaczania czasu zwilżania, można zastosować następującą procedurę jego określania: po pierwsze, przygotować klimatyzowaną próbkę bibułki (warunki badania próbki papieru to temperatura 23 ±1 °C i wilgotność względna 50 ± 2%, według normy TAPPI Method T 402) o wymiarach około 11,1 cm x 12 cm; po drugie, złożyć arkusz na cztery ćwiartki, a następnie zwinąć w rolkę o wymiarach około 1,9 cm na około 2,5 cm średnicy; po trzecie, umieścić zwinięty w rolkę arkusz na powierzchni wody destylowanej o temperaturze 23 ± 1 °C, włączając równocześnie stoper, po czwarte, zatrzymać stoper i odczytać wynik po zakończeniu zwilżania zwiniętego w rolkę arkusza. Zakończenie zwilżania określa się wzrokowo.

Zalecana hydrofilowość bibułki zależy od jej przeznaczenia. W przypadku wielu zastosowań, np. do wyrobu papieru toaletowego, pożądane jest, żeby zwilżanie bibułki zakończyło się możliwie szybko ze względu na możliwość zatykania toalety po jej spłukaniu. Korzy stnie, czas zwilżania powinien wynosić 2 minuty lub mniej. Bardziej korzystnie, czas zwilżania powinien wynosić 30 sekund lub mniej. Najbardziej korzystnie, czas zwilżania powinien wynosić 10 sekund lub mniej.

Oczywiście hydrofilowość przykładów wykonania bibułki według niniejszego wynalazku można wyznaczać natychmiast po zakończeniu procesu produkcji. Jednakże w ciągu pierwszych dwóch tygodni po wyprodukowaniu bibułki może nastąpić istotny wzrost hydrofilnwości: tj., po starzeniu papieru przez dwa tygodnie po zakończeniu produkcji. Zatem, korzystnie, ustalone powyżej czasy zwilżania są mierzone pod koniec tych dwóch tygodni. W związku z tym, czasy zwilżania zmierzone pod koniec dwutygodniowego okresu starzenia w temperaturze pokojowej są okcosΊako jako dwutygodniowe czasy zwilżania.

Gęstość bibułki, w tym znaczeniu w jakim termin ten jest tu stosowany, stanowi przeciętną gęstość obliczoną z gramatury podzielonej przez grubość z odpowiednim przeliczeniem jednostek. Grubość bibułki, w stosowanym tu znaczeniu, jest grubością papieru pod obciążeniem ściskającym 15,5 g/cm .

Przykład I. Zadaniem niniejszego przykładu jest zilustrowanie jednego ze sposobów, które można zastosować do wytwarzania sposobem według niniejszego wynalazku miękkich bibułek obrabianych za pomocą eolisiloksanu.

Do realizacji niniejszego wynalazku zastosowano maszynę papierniczą Fourdriniera w skali pilotowej. W skład warstwowej maszyny papierniczej wchodzi skrzynia wlewowa posiadająca komorę górną, komorę centralną i komorę denną. Opisana poniżej procedura dotyczy również innych zamieszczonych dalej przykładów w odpowiednim zakresie jej stosowania. Pierwszą zawiesinę włókien, składającą się głównie z krótkich włókien papierniczych pompuje się do komory górnej i dolnej skrzyni wlewowej a równocześnie do komory centralnej skrzyni wlewowej pompuje się drugą zawiesinę włókien, składającą się głównie z długich włókien papierniczych; poszczególne zawiesiny podaje się na sito Fourdrikiora,

169 946 tworząc na nim trzywarstwową wstęgę zawiązkową. Pierwsza zawiesina składa się z włókien siarczanowych z drzewa eukaliptusowego w stężeniu około 0,11%, natomiast druga, z włókien siarczanowych z drzew iglastych z północy w stężeniu około 0,15%. Na sicie Fourdriniera następuje odwadnianie wspomagane działaniem skrzyń odchylających i podciśnieniowych. Sito Fourdrinierajest sitem o 5 przesmykowym splocie atłasowym z 34 włóknami elementarnymi na centymetr w kierunku maszynowym i 30 włóknami elementarnymi na centymetr w kierunku poprzecznym do maszynowego. Zawiązkowa mokra wstęga jest przenoszona z sita Fourdriniera w tym jego miejscu, w którym stężenie włókien wynosi około 22%, na tkaninę nośną o 5 przesmykowym splocie atłasowym z 14 włóknami elementarnymi na centymetr w kierunku maszynowym i 13 włóknami na centymetr w kierunku poprzecznym do maszynowego. Tkanina nośna przenosi wstęgę za podciśnieniową skrzynię odwadniającą, następnie przez wstępne suszarki przedmuchowe, po czym przekazujeją na suszarkę Y ankee. Za podciśnieniową skrzynią odwadniającą stężenie włókien wynosi około 27%, natomiast przed wprowadzeniem wstęgi na suszarkę Yankee ich stężenie, w wyniku działania suszarek wstępnych, wynosi około 65%; na suszarkę Yankee nakładany jest natryskowo, za pomocą odpowiednich dysz natryskowych, klej do krepowania zawierający 0,25% polialkoholu winylowego; przed krepowaniem na sucho za pomocą listwy zgarniającej stężenie włókien wynosi około 99%. Listwa zgarniająca o kącie skosu około 24 stopni jest ustawiona względem suszarki Yankee pod kątem natarcia około 83 stopnie; temperatura robocza suszarki Yankee wynosi około 177°C; prędkość robocza suszarki Yankee wynosi około 244 metrów na minutę. Na obie strony suchej krepowanej wstęgi o wilgotności 1 % natryskiwany jest za pomocą dysz o średnicy 2 mm roztwór wodny zawierający opisany dalej zemulgowany związek polisiloksanu. Następnie pokryta natryskowo polisiloksanem wstęga przechodzi pomiędzy dwoma walcami kalandrującymi. Oba walce kalandrujące opierają się o siebie powierzchniami pod własnym ciężarem i obracają z prędkościami powierzchniowymi około 201 metrów na minutę.

Natryskiwany z dysz na mokrą wstęgę roztwór wodny zawiera wagowo 3,0% substancji Dow Corning Q2-7224 (35% niejonowa emulsja polidwumetylopolisiloksanu z aminowymi grupami funkcyjnymi, produkowana przez Dow Corning Corp.). Wydatek objętościowy roztworu wodnego przez dyszę wynosi około 24 litrów/godzinę-metr w kierunku poprzecznym. Wskaźnik zatrzymywania polisiloksanu nanoszonego na wstęgę wynosi, generalnie, około 45%.

Gramatura gotowej bibułki wynosi 30 g/m, gęstość 0,10 g/cm3, a udział wagowy polidwumetylopolisiloksanu z aminowymi grupami funkcyjnymi 0,10%. Korzystnie, gotowa bibułka sprawia w dotyku wrażenie takie, jak jedwab lub flanela i jest bardziej miękka.

Przykład II. Zadaniem tego przykładu jest zilustrowanie jednego z ewentualnych sposobów wytwarzania arkuszy bibułki, w których bibułka jest poddawana obróbce za pomocą polisiloksanu, środka powierzchniowo czynnego i skrobi.

Opisanym wcześniej w przykładzie I sposobem wytwarza się 3-warstwową wstęgę papieru. Wstęgę bibułki, obrobioną opisanym powyżej sposobem za pomocą polisiloksanu, obrabia się dodatkowo substancją Crodesta^1M SL-40 (niejonowy środek powierzchniowo czynny będący poliestrem alkiloglikozydu firmy Croda Inc.) oraz całkowicie ugotowaną skrobią amioka przygotowaną zgodnie z zamieszczonym wcześniej opisem. Środek powierzchniowo czynny i skrobia są nanoszone równocześnie z zemulgowanym związkiem polisiloksanu jako składniki roztworu wodnego rozpryskiwanego przez dyszę natryskową maszyny papierniczej. Stężenie niejonowego środka powierzchniowo czynnego Crodesta¹ SL-40 w roztworze wodnym jest wyregulowane w taki sposób, że zatrzymuje się w bibułce w ilości wynoszącej 0,15% masy jej włókien suchych. Podobnie stężenie skrobi amioka w roztworze wodnym jest wyregulowane w taki sposób, że zatrzymuje się w ilości wynoszącej około 0,2% masy włókien suchych.

Gramatura gotowej bibułki wynosi 30 g/m², gęstość 0,10 g/cm3, a ponadto bibułka zawiera wagowo 0,25% polidwumetylopollsiioksanuDow Q2-7224, 0,15% wagowo niejonowego środka powierzchniowo czynnego Crodesta^iM SL-40 oraz 0,2% wagowo gotowanej skrobi amioka. Korzystnie, gotowa bibułka sprawia w dotyku wrażenie takie jak jedwab lub flanela i jest bardziej miękka oraz ma wyższą zwilżalność i mniejszą skłonność do strzępienia niż bibułka obrabiana tylko związkami polisiloksanu.

Claims (10)

1. Sposób wytwarzania miękkiej bibułki o gramaturze od 10 do 65 g/m i zawartości polisiloksanu od 0,004% do 0,75% w stosunku do masy suchych włókien bibułki polegający na osadzaniu na mokro włókien celulozowych dla uformowania wstęgi i nanoszeniu na wstęgę wodnego roztworu związku polisiloksanu, w którym wstęgę również suszy się i krepuje, znamienny tym, że po uformowaniu suszy się i krepuje się wstęgę w temperaturze co najmniej 43°C oraz nanosi się polisiloksan na wysuszoną, krepowaną wstęgę.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że nanosi się polisiloksan na wstęgę o zawartości wilgoci poniżej 7% wagowych, korzystnie od 0% do 6,0% wagowych, a najbardziej korzystnie od 0% do 3,0% wagowych.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się polisiloksan w postaci polidwumetylopolisiloksanu zawierającego wodorowe, wiążące grupy funkcyjne wybrane spośród grup aminowych, karboksylowych, hydroksylowych, eterowych, polieterowych, aldehydowych, ketonowych, amidowych, estrowych i tiolowych, korzystnie aminową grupę funkcyjną, przy czym procentowa zawartość molowa wspomnianej podstawionej wodorowej wiążącej grupy funkcyjnej wynosi 20% lub mniej.

4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że stosuje się polisiloksan, w którym ilość podstawionych cząstek wynosi 10% molowych lub mniej, korzystnie od 1,0%ęlo 5,0% molowych, najbardziej korzystnie 2% molowych, a jego lepkość wynosi 25-10° m/s lub więcej, korzystnie od 25 · 10° m/s do 20-10¹² m²/s, najbardziej korzystnie 125-10° m/s.

5. Sposób według zastrz. 1, albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że po nałożeniu polisiloksanu na krepowaną wstęgę, kalandruje się tę krepowaną wstęgę.

6. Sposób według zastrz. 1, albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że ponadto nanosi się na wspomnianą wstęgę odpowiednią ilość rozpuszczonego w wodzie środka powierzchniowo czynnego tak, że na wspomnianej wstędze zatrzymuje się od 0,01% do 2,0%, korzystnie od 0,05% do 1,0% środka powierzchniowo czynnego, w odniesieniu do masy suchych włókien bibułki.

7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że stosuje się wybrany spośród: anionowych, niejonowych, amfoterycznych i z jonami dwubiegunowymi środek powierzchniowo czynny, korzystnie niejonowy środek powierzchniowo czynny.

8. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że stosuje się środek powierzchniowo czynny o temperaturze topnienia co najmniej 50°C.

9. Sposób według zastrz. 1, albo 2, albo 3, albo 4, albo 7, albo 8, znamienny tym, że ponadto nanosi się na wspomnianą wstęgę odpowiednią ilość spoiwa tak, że zatrzymuje się na niej od 0,01% do 2,0%, korzystnie od 0,1% do 1,0% spoiwa, w odniesieniu do masy suchych włókien bibułki.

10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że jako spoiwo stosuje się skrobię, korzystnie skrobię amioka.