PL182686B1 - Sposób wytwarzania barwionego materiału włóknistego - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania barwionego materialu wlóknistego (30) Pierwszenstwo: (73) Uprawniony z patentu: 27.12.1994.SE,9404511-9 (43) Zgloszenie ogloszono: 05.01.1998 BUP 01/98 SCA HYGIENE PAPER AB, Göteborg, SE (72) Twórcy wynalazku: Lennart Reiner, Matfors, SE Ulf Holm, Göteborg, SE (45) O udzieleniu patentu ogloszono: 28.02.2002 WUP 02/02 (74) Pelnomocnik: Ostrowska Elzbieta, POLSERVICE 1 . Sposób wytwarzania barwionego materialu wlóknistego zawierajacego pewna czesc wlókien celulozowych, takiego jak papier i wlóknina, w którym barwnik jest stoso- wany na zwój lub arkusz pulpy, albo na caly material albo tylko na jego czesc, znamienny tym, ze zwój lub arkusz pulpy po zastosowaniu barwnika dysperguje sie w cieczy lub pia- nie, mozliwie razem z innymi wlóknami, i te zawiesine wlókien nanosi sie na sito i od- wadnia, po czym uformowana wstege wlókien, zawierajaca praktycznie równomierny do- datek barwionych wlókien poddaje sie dalszym mozliwym etapom obróbki przed osusze- niem i nawinieciem. PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania barwionego materiału włóknistego zawierającego pewną część włókien celulozowych, takiego jak papier i włóknina, w którym barwnik jest stosowany na zwój lub arkusz pulpy, albo na cały materiał albo tylko na jego część.

Obecnie papier zwykle barwiony jest kationowymi barwnikami bezpośrednimi, które są nierozpuszczalnymi w wodzie barwnikami o silnym powinowactwie do włókien celulozowych. Barwnik ten dodaje się na ogół do zawiesiny włókna, czyli dyspersji włókna w wodzie, którą nanosi się na sito, ale również może być zastosowany na całkowicie uformowany arkusz papieru za pomocą różnych środków używanych w różnych metodach stosowania. Te metody barwienia zwykle powodują barwienie wszystkich włókien pulpy zawierających grupy reaktywne, dzięki czemu uzyskuje się stosunkowo równomiernie zabarwiony arkusz papieru. Przy wytwarzaniu papieru z włókien pochodzących z odzysku zdarza się, że barwiony papier jest używany ponownie, przy czym otrzymuje się zawracaną pulpę papierową z zawartymi w niej barwionymi włóknami dającą papier o pstrym, czyli marmurkowym zabarwieniu.

182 686

Barwione materiały nietkane mogą być wytwarzane wieloma różnymi sposobami, na przykład przez dodanie pewnej ilości barwionych włókien syntetycznych. Jest to jednak dość kosztowne z powodu wysokiej ceny barwionych włókien. Tańszym sposobem barwienia materiału nietkanego jest zastosowanie barwnika na drodze pewnego rodzaju obróbki wykańczającej, takiej jak obróbka Foularda lub drukowanie barwnikiem w miarę możliwości ze spoiwem. Zarówno obróbka Foularda jak i drukowanie stawia duże wymagania odpowiedniemu systemowi dozowania, o ile uzyskany efekt ma być przyjemny dla oka.

W pewnych typach miękkiej bibułki, na przykład serwetek i nietkanego materiału zabarwienie pstre, czyli marmurkowe może być korzystne ze względów estetycznych, ponieważ pstre zabarwienie jest raczej związane z tekstyliami niż z papierem.

Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki 4,202,852 ujawnia sposób wytwarzania barwionego, osuszanego materiału nietkanego, w którym stosuje się barwnik na zwój lub arkusz pulpy, które są następnie suszone do zawartości wilgoci mniejszej niż 15% wagowych i odwłókniane w młynie młotkowym. Włókna te suszy się na sicie, po czym do wstęgi dodaje się spoiwo. Po związaniu spoiwa otrzymuje się równomiernie zabarwioną, osuszoną włókninę.

Celem wynalazku jest znalezienie prostego sposobu barwienia wilgotnej wstęgi włókniny lub formowanego pianą materiału włóknistego, takiego jak papier lub włóknina. Sposób powinien umożliwiać całkowite wybarwienie materiału, jak również barwienie pstre, czyli marmurkowe.

Według wynalazku sposób wytwarzania barwionego materiału włóknistego zawierającego pewną część włókien celulozowych, takiego jak papier i włóknina, w którym barwnik jest stosowany na zwój lub arkusz pulpy, albo na cały materiał albo tylko na jego część, charakteryzuje się tym, że zwój lub arkusz pulpy po zastosowaniu barwnika dysperguje się w cieczy lub pianie, możliwie razem z innymi włóknami, i tę zawiesinę włókien nanosi się na sito i odwadnia, po czym uformowaną wstęgę włókien, zawierającą praktycznie równomierny dodatek barwionych włókien poddaje się dalszym możliwym etapom obróbki przed osuszeniem i nawinięciem.

Barwnik korzystnie nanosi się na zwój lub arkusz pulpy w smudze, której szerokość jest mniejsza niż szerokość zwoju lub arkusza pulpy, przy czym korzystnie na zwój lub arkusz pulpy stosuje się barwniki o różnych kolorach w różnych smugach.

Barwnik stosuje się na zwój lub arkusz pulpy na drodze spryskiwania, powlekania, obróbki Foularda lub drukowania.

Korzystnie stosuje się barwnik wykazujący silne powinowactwo do włókien celulozowych, taki jak kationowy barwnik bezpośredni. Barwnik może być też wiązany do włókien za pomocą spoiwa.

Zwój lub arkusz pulpy po wybarwieniu korzystnie miesza się i dysperguje razem z innymi włóknami, takimi jak włókna syntetyczne, włókna roślinne, regenerowane włókna celulozowe i/lub włókna pulpy.

Uformowaną wstęgę włókna można marszczyć otrzymując marszczoną bibułkę, lub też uformowaną wstęgę włókna można poddawać hydroplątaniu przed lub po osuszeniu.

Wstęgi włókna mające różne kolory można laminować ze sobą razem otrzymując materiał o różnym zabarwieniu po obu stronach.

Korzystnie do włókna dodaje się spoiwo, czynnik poprawiający wytrzymałość na mokro lub podobny na drodze natryskiwania, impregnowania, powlekania lub metod równoważnych.

Albo cały zwój lub arkusz pulpy jest barwiony, albo tylko jego część. W przypadku częściowego barwienia barwnik jest odpowiednio stosowany w sposób ciągły w postaci smugi biegnącej wzdłuż zwoju pulpy, dzięki czemu szerokość tej smugi określa jak duża część pulpy jest zabarwiana, a stężenie barwnika określa siłę barwy barwionych włókien pulpy. W barwieniu częściowym między 1 a 50% włókien pulpy jest odpowiednio zabarwionych. Można również uzyskać materiał wielobarwny przez stosowanie kilku różnych barwników w różnych wstęgach, na przykład umożliwiających otrzymanie materiału, który na odległość wydaje się zielony, ale rzeczywiście zawiera zarówno żółte jak i zielone włókna pulpy.

Stosowany barwnik powinien mieć silne powinowactwo do celulozy, tak żeby osiadł na włóknach pulpy bez rozprzestrzeniania się lub wyciekania do wody lub piany podczas od4

182 686 włókniania pulpy. Doskonałe do tego celu są znane kationowe barwniki bezpośrednie, które są używane do normalnego barwienia papieru. Również inne barwniki wiążą się z włóknami pulpy przy ewentualnym użyciu spoiwa. Barwnik stosuje się na zwój lub arkusz pulpy przez natryskiwanie, powlekanie, obróbkę Foularda lub drukowanie.

Inne włókna, takie jak włókna syntetyczne, włókna roślinne, regenerowane włókna celulozowe i/lub włókna pulpy, na przykład pochodzące z beli pulpy, można mieszać z włóknami zwoju pulpy w naczyniu dyspergującym.

Tworzy się dyspersję włókna, a następnie nanosi się ją na sito i odwadnia. Po odwodnieniu, zabarwioną wstęgę włókna można poddawać ewentualnie dalszej obróbce przed suszeniem i nawijaniem, na przykład na drodze marszczenia w celu otrzymania miękkiej bibułki, wytłaczania, dodawania różnych dodatków chemicznych, takich jak środki zmiękczające, spoiwa lub środki poprawiające odporność na wilgoć. Przed lub po osuszeniu, wstęgę włókna można również poddać operacji hydrokłębienia lub innej technice plątania w celu wytworzenia włókniny.

Wstęgi włókna o różnym zabarwieniu mogą także być laminowane ze sobą dając materiał o różnym zabarwieniu po obu stronach.

Sposób według wynalazku zostanie przedstawiony poniżej bardziej szczegółowo na przykładach wykonania, które jednak nie są w żadnej mierze ograniczeniem wynalazku.

Przykład I

W próbie tej mniejszą część szerokości poruszającej się w sposób ciągły wstęgi zwoju pulpy barwiono przed jej spulchnieniem i zdyspergowaniem w roztwarzaczu zawierającym pianę, czyli mieszaninę wody, środka powierzchniowo czynnego i powietrza. Zwój pulpy składał się z bielonej pulpy siarczanowej (ECF) bez żadnego dodatku środka rozrywającego wiązania wodorowe czy też środka zmiękczającego. Gramatura pulpy wynosiła 750 g/m², a szybkość przesuwu zwoju wynosiła 0,5 m/min.

Stosowano znany, kationowy barwnik do papieru z firmy Sandoz, Cartasol Turkis KGL FL, rozcieńczony do stężenia barwnika w roztworze, równego 10% wagowych w przeliczeniu na całkowitą masę roztworu. Dozowanie przeprowadzano za pomocą pompy membranowej podającej roztwór barwnika do dyszy umieszczonej około 5 mm ponad biegnącą wstęgą pulpy, która miała szerokość 254 mm.

Przy szybkości dozowania roztworu barwnika 11,25 ml/min otrzymuje się smugę barwnika o szerokości odpowiadającej średnio 12% całkowitej szerokości wstęgi pulpy, co odpowiada 0,3% wagowego zawartości barwnika w przeliczeniu na całkowitą masę pulpy. Dalej przyjmując, że zawartość wstęgi barwionej pulpy wynosi 12% wagowych w przeliczeniu na całkowitą masę pulpy, odpowiada to 2,5% wagowych zawartości barwnika w masie pulpy pokrytej smugą barwnika (wstęgi barwionej pulpy).

Po zabarwieniu pulpę zgrubsza spulchniono i zdyspergowano w pianie w wyżej opisanym roztwarzaczu. Następnie w pianie uformowano arkusz pulpy złożony z około 88% białych włókien pulpy i 12% mocno zabarwionych włókien pulpy. Formowanie w pianie przeprowadzono według techniki ujawnionej w szwedzkim opisie patentowym nr 503 065.

Po osuszeniu znanymi technikami przez prasowanie i suszenie ogrzanym powietrzem, otrzymano arkusz papieru mający równomiernie pstrą (marmurkową) strukturę, czyli turkusowe włókna pulpy na białym tle.

Przykład II

W próbie tej mniejszą część szerokości poruszającej się w sposób ciągły wstęgi zwoju pulpy barwiono przed jej zdyspergowaniem w roztwarzaczu zawierającym pianę, w opisany powyżej sposób. Zwój pulpy składał się z bielonej pulpy siarczanowej (ECF) bez żadnego dodatku środka rozrywającego wiązania wodorowe czy też środka zmiękczającego. Gramatura pulpy wynosiła 750 g/m², a szybkość przesuwu zwoju wynosiła 0,5 m/min.

W tym przypadku zastosowano inny kationowy barwnik do papieru z firmy Sandoz, Cartasol Blau KRL 80% F, rozcieńczony do stężenia barwnika w roztworze równego 30% wagowych w przeliczeniu na całkowitą masę roztworu. Dozowanie przeprowadzano za pomocą pompy membranowej podającej roztwór barwnika do dyszy umieszczonej około 5 mm ponad biegnącą wstęgą pulpy, która miała szerokość 254 mm.

182 686

Przy szybkości dozowania roztworu barwnika 3,75 ml/min otrzymuje się smugę barwnika o szerokości odpowiadającej średnio 5% całkowitej szerokości wstęgi pulpy, co odpowiada 0,3% wagowego zawartości barwnika w przeliczeniu na całkowitą masę pulpy. Dalej przyjmując, ze zawartość wstęgi barwionej pulpy wynosi 5% wagowych w przeliczeniu na całkowitą masę pulpy, odpowiada to 6% wagowych zawartości barwnika w masie pulpy pokrytej smugą barwnika (wstęgi barwionej pulpy).

Po zabarwieniu pulpę zgrubsza spulchniono i zdyspergowano w pianie w wyżej opisanym roztwarzaczu. W tym przypadku jednocześnie dodawano również do roztwarzacza dostępne w handlu włókno polipropylenowe (1,7 dtex x 18 mm). Stosunek pomiędzy mieszanymi włóknami wynosił 60% włókien pulpy i 40% włókien polipropylenowych. W przeliczeniu na całkowitą ilość włókien (pulpa + polipropylen) dodano 0,18% wagowego barwnika.

Następnie w pianie uformowano arkusz pulpy złożony z około 57% białych włókien pulpy, około 3% mocno zabarwionych włókien pulpy, oraz 40% włókien polipropylenowych. Formowanie w pianie przeprowadzono według techniki ujawnionej w szwedzkim opisie patentowym nr 503 065.

Uformowany w pianie arkusz poddano następnie plątaniu w otoczeniu wody znanymi technikami plątania z nakładem energetycznym odpowiadającym 600 kWh/tonę, patrz na przykład technika ujawniona w szwedzkim opisie patentowym nr 503 059. Po osuszeniu przez prasowanie i suszenie ogrzanym powietrzem, otrzymano splątany wodą, nietkany materiał mający równomiernie lekko pstrą (marmurkową) strukturę, czyli niebieskie włókna pulpy na białym tle.

Wynalazek nie jest oczywiście ograniczony do opisanych wyżej przykładów wykonania, ale może być modyfikowany w zakresie załączonych zastrzeżeń patentowych.

182 686

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz Cena 2,00 zł.

Claims (11)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania barwionego materiału włóknistego zawierającego pewną część włókien celulozowych, takiego jak papier i włóknina, w którym barwnik jest stosowany na zwój lub arkusz pulpy, albo na cały materiał albo tylko na jego część, znamienny tym, że zwój lub arkusz pulpy po zastosowaniu barwnika dysperguje się w cieczy lub pianie, możliwie razem z innymi włóknami, i tę zawiesinę włókien nanosi się na sito i odwadnia, po czym uformowaną wstęgę włókien, zawierającą praktycznie równomierny dodatek barwionych włókien poddaje się dalszym możliwym etapom obróbki przed osuszeniem i nawinięciem.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze barwnik nanosi się na zwój lub arkusz pulpy w smudze, której szerokość jest mniejsza niż szerokość zwoju lub arkusza pulpy.
3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, ze na zwój lub arkusz pulpy stosuje się barwniki o różnych kolorach w różnych smugach.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, albo 2, albo 3, znamienny tym, że barwnik stosuje się na zwój lub arkusz pulpy za pomocą spryskiwania, powlekania, obróbki Foularda lub drukowania.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, albo 2, albo 3, znamienny tym, że stosuje się barwnik wykazujący silne powinowactwo do włókien celulozowych, taki jak kationowy barwnik bezpośredni.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, albo 2, albo 3, znamienny tym, ze barwnik jest wiązany do włókien za pomocą spoiwa.
7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zwój lub arkusz pulpy po wybarwieniu miesza się i dysperguje razem z innymi włóknami, takimi jak włókna syntetyczne, włókna roślinne, regenerowane włókna celulozowe i/lub włókna pulpy.
8. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze uformowaną wstęgę włókna marszczy się otrzymując marszczona bibułkę.
9. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze uformowaną wstęgę włókna poddaje się hydroplątaniu przed lub po osuszeniu.
10. 10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wstęgi włókna mające różne kolory laminuje się ze sobą razem otrzymując materiał o różnym zabarwieniu po obu stronach.
11. 11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dodaje się do włókna spoiwo, czynnik poprawiający wytrzymałość na mokro lub podobny za pomocą natryskiwania, impregnowania, powlekania lub metod równoważnych.