SE522783C2 - Våtstarkt tissuepapper - Google Patents

Description

25 30 S22' ZBIS u v | - v.

De hydrofoba sidokedjesubstituentema innefattar företrädesvis en hydrofob kedja med 6-40 kolatomer.

Tissuepapperet enligt uppfinningen innehåller en andel våtstyrkemedel från 1 till 4 vikts-%, företrädesvis mellan 1.2 och 3 vikts-%.

I föredragna utföringsexempel av uppfinningen uppvisar tissuepapperet före konvertering ett relativt våtstyrkevärde (RWS) på minst 43%, företrädesvis minst 45% och helst minst 50%. Företrädesvis är det relativa våtstyrkevärdet (RWS) upp till 60%.

Tissuepapperet kan vidare innehålla en andel av ett torrstyrkemedel. Exempel på föredragna torrstyrkemedel är karboxialkyl-polysackarid, till exempel karboxialkyl- cellulosa.

Tissuepapperet skall företrädesvis ha ett torrstyrkeindex på minst 5 Nm/g och högst 10 Nm/ g.

Ett tissuepapper med ovan karaktäristika är våtstarkt och mjukt och har också tillräcklig torrstyrka för att hanteras in konverteringsprocesser.

Beskrivning av uppfinningen Idag är det enda sättet att skapa en hög våtstyrka en eller flera av följande metoder -tillsätta så mycket våtstyrkemedel som möjligt; -använda en hög andel malningsenergi; -tillsätta torrstyrkekemikalier.

Denna strategi leder till hög våtstyrka och hög torrstyrka, vilket innebär att torrstyrkan enbart är ett medel för att öka våtstyrkan. Torrstyrkenivån i tissuepapper är därför vanligen högre än nödvändigt, vilket leder till styva och sträva papper.

Det har enligt uppfinningen visat sig att mjuka och starka tissuepapper med en ytvikt 10 och 50 grnz, en bulk mellan 2 och 8 cma/g och ett våtstyrkeindex på minst 1 Nm/g, kan 10 15 20 25 30 S22 282» , erhållas genom att tissuepapperet innehåller ett våtstyrkemedel i form av en kväveinnehållande polymer som har hydrofoba sidokedjesubstituenter och genom att balansera papperets våtstyrkeindex och torrstyrkeindex så att man erhåller ett relativt våtstyrkeindex (RWS) på minst 45%, företrädesvis minst 47% och mer företrädesvis minst 50%. RWS-värdet avser värdet fore konverteringsprocesser, som prägling, limning, laminering etc., då dessa kan påverka papperets egenskaper.

Våtstyrkemedel vilka ökar tissuepappers våtstyrka utan att öka torrstyrkan är våtstyrkemedel som innefattar en katjonisk kväveinnehållande polymer med hydrofoba sidokedjesubstituenter och ett derivat av en tvärbindare. De hydrofoba sidokedjesubstituenterna kan vara mättade eller omättade.

Den katjoniska kväveinnehållande polymeren har hydrofoba sidokedjesubstituenter och derivat av en tvärbindare bunden till kväveatomen hos polymeren. De hydrofoba sidokedjesubstituenterna kan vara mättade eller omättade. Exempel på lärnpli ga kväveinnehållande polymerer inkluderar välkända tillgängliga kommersiella produkter, vilka kan vara framställda såsom beskrivits ovan eller enligt konventionella metoder kända inom området. Exempel på lämpliga kväveinnehållande polymerer inkluderar polyaminoamider, alkylpolyaminer, polyiminer och polyvinylaminer. Ett exempel på en föredragen tvärbindare är epiklorhydrin.

Hydrofoba sidokedjesubstituenter är fogade till kväveatomen hos den kväve- innehållande polymeren. Termen hydrofoba sidokedjesubstituenter avser häri inkludera hydrofoba grupper innehållande till exempel hydrofoba eller grenade kolvätegrupper vilka kan länkas, till exempel via en heteroatom medelst en kovalent bindning, till en kväveatom hos den kväveinnehållande polymeren. Hydrofoba grupper kan också inkludera cykliska kedjor inklusive cykliska kolväten. Kombinationer av linjära, grenade och cykliska kolväten innefattas också i konceptet hydrofoba grupper.

Den hydrofoba gruppen hos den hydrofoba sidokedj an kan innehålla upp till 40 kolatomer, företrädesvis 6-40 kolatomer, och mest företrädesvis 8-40 kolatomer.

Sådana våtstyrkemedel beskrivs i detalj i den intemationella patentansökan nr.

PCT/SEOO/02233, vars inehåll inkluderas häri som en referens. 10 15 20 25 30 i i 'In-- . 1 :z :'..~ - IH n. |. I on.: ' 4 :::|n,,.°'::no.

« H-un ,, n' Tillsats till tissuepapper av våtstyrkemedel i form av de kväveinnehållande polymerer som har hydrofoba sidokedjesubstitienter åstadkommer en ökning av papperets våtstyrkeindex, beroende på bildandet av kovalenta bindningar mellan cellulosa- molekylema och de kväveinnehållande polymerema. Detta är samma mekanism som i konventionella våtstyrkemedel. Tillsatsen av konventionella våtstyrkemedel kommer också att öka mängden vätebindningsställen resulterande i en ökad torrstyrka. Beroende på närvaron av de hydrofoba sidokedjesubstituentema i de i föreliggande uppfinning använda våtstyrkemedlen kommer emellertid vätebindningsställena att minska.

Eftersom torrstyrkan hos papper i hög grad är beroende av antalet vätebindningar, kommer en minskning av vätebindningarna även att resultera i en minskning av papperets torrstyrka.

Således erhålls en ökning av tissuepapperets våtstyrkeindex utan att öka torrstyrke- index, genom tillsats av våtstyrkemedlen i forrn av de kväveinnehållande polymerema som har hydrofoba sidokedjesubstituenter. I själva verket kan man till och med erhålla en sänkning av torrstyrkeindex.

Utvärdering av torrstyrkan hos tissuepapper utfördes enligt standarmetoden SCAN P 44:81. Våtstyrkan testades enligt SCAN P 58:86. Dragstyrkan presenterades som indexvärden eller geometriska medelvärden av maskin- och tvärsriktning enligt: JMDXCD / ytvikt Nim/g.

Tissuepapperet skall företrädesvis innehålla våtstyrkemedlet i en mängd från l till 4 vikts-%, med företrädesvis från 1.2 till 3 vikts-%. Dessa värden avser mängden våtstyrkemedel som vidhäftar till fibrema och mäts enligt den så kallde totalkväve- metoden. Denna metod baseras på flamförbränning (flash combustion) och benämns Dumas Total Nitrogen Analysis. Mätinstrumentet som används är Carlo Erba Instrument NA 1500 levererat av CE Termo Quest. En manual tillhandahålls tillsammans med instrumentet.

Våtstyrkemedlet är företrädesvis i form av en vattendispersion och kan tillsättas till en 10 15 20 25 30 35 522 783 5 vattenhaltig cellulosasuspension innehållande cellulosabaserade massafibrer.

Våtstyrkemedlet kan även tillsättas till det framställda papperet för att ge en ytbehandling av papperet.

Tissuepapperet skall företrädesvis ha ett våtstyrkeindex på minst 5 Nm/g för att kunna hanteras i konverteringsprocesser såsom upprullning, avrullning, skärning, prägling, laminering etc. Tillsats av ett torrstyrkemedel, såsom en karboxialkyl polysackarid, till exempel karboxialkyl cellulosa, i synnerhet karboximetyl cellulosa (CMC), kan vara nödvändigt för att erhålla en tillräcklig torrstyrka hos tissuepapper. Dessa torrstyrke- medel är anjoniska och kommer att bidra till att mer katjoniskt våtstyrkemedel adsorberas till fibrema. Torrstyrkeindex skall företrädesvis inte vara mer än 10 Nrn/ g för att behålla mjukheten så hög som möjligt.

Tissuepapper kan även innehålla ytterligare tillsatser såsom mjukmedel, absorptions- förbättrande medel, fyllmedel etc.

Exempel Fyra olika våtstyrkemedel framställdes enligt Exempel 7 i den intemationella patentansökan nr. PCT/SE00/02233. Våtstyrkemedlen benämndes A, B, C och D, varav D framställdes exakt som beskrivs i Exempel 7 i PCT/SEO0/02233, medan de andra tre framställdes som beskrivs men med den modifieringen att varierande mängder dodekyl akrylat användes.

Test 1 Tissuepapper med en ytvikt på cirka 25 g/mz och en bulk vid 2kPa på cirka 6-6.5 cm3/ g framställdes på en fullskalig pappersmaskin. Massan var en blandning av 70 vikts-% CTMP (kenriterrnomekanisk massa) och 30 vikts-% sulfat barrvedsmassa. Varierande mängder våtstyrkemedel A och B tillsattes. De erhållna resultaten presenteras i Tabell 1 nedan. 10 15 20 25 1522 6783 Tabell 1 Våtstyrkemedel Tillsatt mängd Torrstyrkeindex Våtstyrkeindex Rel. våtstyrkeindex (kg/t massa- (Nm/g) (Nm/g) RWS (%) fibrer) A 7 10,2 3,4 33 A 10 10,1 4,0 40 A 15 8,7 3,8 44 A 20 7,9 4,1 52 B 7 8,4 3,6 43 B 10 8,8 3,7 42 B 15 8,3 4,0 48 B 20 9,0 4,1 46 Test 2 Tissuepapper med en ytvikt på cirka 40 g/mz och en bulk vid 2kPa på cirka 5 cm3/g framställdes på en fullskalig pappersmaskin. Den använda massan var returmassa från blandad tidningspapper. Våststyrkemedel C användes i kombination med ett torrstyrkemedel I form av CMC (karboximetylcellulosa). De erhållna resultaten presenteras i Tabell 2 nedan.

Tabell 2 Våtstyrkemedel Tillsatt mängd Tillsatt mängd Torrstyrkeindex Våtstyrkeindex Rel. våtstyrka våtstyrkemedel CMC (torrstyrke- (Nrn/g) (Nm/g) RWS (%) (kg/t medel) (kg/t massafibrer) massafibrer) C 16 3 12,9 4,7 33 C 18 3 13,5 4,8 31 C 25 3 - - 50 Test 3 Tissuepapper med en ytvikt på cirka 26,5 g/mz och en bulk vid 2kPa på cirka 2,5 cm3/ g framställdes på en fullskalig pappersmaksin. Den använda massan var returmassa från blandad tidningspapper. Våtstyrkemedlet D användes i kombination med ett torrstyrke- medel i form av CMC (karboximetylcellulosa). De erhållna resultaten presenteras i Tabell 3 nedan. 10 522 78; Tabell 3 Våtstyrkemedel Tiilsatt mängd Tillsatt mängd Torrstyrkeindex Våtstyrkeindex Rel. våtstyrka våtstyrkemedel CMC (torrstyrke- (Nm/ g) (Nm/ g) RWS (%) (kg/t medel) (kg/t massafibrer) massafibrer) D 20 2,3 9,3 4,2 46 D 20 3,3 8,8 5,0 57 D 15 2 8,0 3,8 48 D 15 3 10,6 4,1 39 Testerna ovan visar att det är möjligt att uppnå relativa våtstyrkevärden (RWS) på 45% och högre genom att använda relativt höga mängder våtstyrkemedel innehållande hydrofoba sidokedjesubstituenter. Vâtstyrkemedlet kan med fördel kombineras med ett anjoniskt torrstyrkemedel för att adsorbera mer av det katjoniska våtstyrkemedlet till fibrerna.

Claims (11)

10 15 20 25 30 522 7883 Patentkrav

1. Tissuepapper med en bulk mellan 2 och 8 cm3/ g, vilket innehåller en andel av ett våtstyrkemdel och uppvisar ett våtstyrkeindex på minst 1 Nm/ g, kännetecknat av att tissuepapperet innehåller ett våtstyrkemedel i form av en kväveinnehållande polymer som har hydrofoba sidokedjesubstituenter och där papperet före konvertering uppvisar ett relativt våtstyrkevärde (RWS) på rninst 45%.

2. Tissuepapper enligt patentkrav 1, kännetecknat av att den kväveinnehållande polymeren är en polyarnin eller en polyaminoamid.

3. Tissuepapper enligt patentkrav 2, kännetecknat av att de hydrofoba sidokedjesubstituentema innefattar en hydrofob kedja med 6-40 kolatomer.

4. Tissuepapper enligt något eller några av föregående patentkrav, kännetecknat av att det innehåller ett våtstyrkemedel i en mängd från 1 till 4 vikts-% företrädesvis från 1.2 till 3 vikts-%.

5. Tissuepapper enligt något eller några av föregående patentkrav, kännetecknat av att det före konvertering har ett relativt våtstyrkevärde (RWS) på minst 47%, företrädesvis minst 50%.

6. Tissuepapper enligt något eller några av föregående patentkrav, kännetecknat av att det före konvertering har ett relativt våtstyrkevärde (RWS) på upp till 60%. 10 15 522 783' 9

7. Tissuepapper enligt något eller några av föregående patentkrav, kännetecknat av att det även innehåller en andel av ett torrstyrkemedel.

8. Tissuepapper enligt patentkrav 7, kännetecknat av att torrstyrkemedlet är en karboxialkyl polysackarid.

9. Tissuepapper enligt patentkrav 8 kännetecknat av att karboxialkyl polysackariden är en karboxialkylcellulosa.

10. Tissuepapper enligt något eller några av föregående patentkrav, kännetecknat av att det har ett torrstyrkeindex på minst 5 Nm/ g.

11. Tissuepapper enligt patentkrav 10, kännetecknat av att det har ett torrstyrkeindex på högst 10 Nm/g.