Verfahren zur Herstellung von gemustertem Papier mit simulierter Gewebestruktur
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gemustertem Papier mit simulierte, Gewebestruktur, welches sich durch Selbstbindungskraft bildet und, insbesondere, ein Musterverfahren für ein Papierprodukt, das aus unvollständig regenerierten Viskosefasern hergestellt wird, wobei der primäre Quellwert (PSV) zwischen 800 und 10000% liegt. Das Muster wird auf ein nasses Papierblatt aufgetragen, und zwar wenn sein Wassergehaltswert (WV) zwischen 600 und 6000% liegt.
Der PSV der unvollständig regenerierten Cellulosefäden wird folgenderweise bestimmt: die Fäden von etwa 0,5 g (ofentrockene Probe) werden gewogen (WD) und 5 Minuten in destilliertes Wasser von 200C getaucht.
Die so erhaltenen, gequollenen Fäden werden 3 Minuten mit einer Kraft von 1000 G zentrifugiert, worauf das Gewicht (W) der mit Wasser extrahierten Fäden bestimmt wird. Der PSV wird aus der folgenden Gleichung berechnet:
W X X 100 = primärer Quellwert (PSV) in %.
WD
Der WV eines nassen Papierblattes wird folgenderweise bestimmt: ein nasses Papier von etwa 5 g wird gewogen (W1) und dann 1 Minute in eine 90 bis 100 C heisse Lösung von 3 g Schwefelsäure je Liter getaucht.
Anschliessend wird das Blatt gründlich gewaschen und getrocknet und das Gewicht (Db1) bestimmt. Der Wassergehaltswert aus der folgenden Gleichung berechnet:
W1
X X 100 = Wassergehaltswert (WV) in %.
W1D
Ein Verfahren, in welchem ein Papierprodukt aus unvollständig regenerierten Viskosefasern hergestellt wird und der PSV zwishen 800 und 10000% liegt, wird in der US-Patentbeschreibung Nr. 3 320 117 und in der schwebenden US-Patentbeschreibung Nr. 719 247 dargestellt. Ein Verfahren, in welchem ein Muster auf ein nasses Papierblatt aufgetragen wird, mit einem von 1000 bis 60000/, reichenden Wassergehalt wird hier erhalten und ist ebenfalls in der schwebenden Patentanmeldung Nr. 719 257 erläutert. In diesem Verfahren wird meistens ein nasses Papierblatt durch eine Presswalzenanlage zusammen mit einem auf einer Seite oder auf beide Seiten des Blattes angebrachten Drahtnetzes geführt.
Das Musterverfahren der Erfindung wird bei der Papierherstellung eingesetzt. In dieser Erfindung werden zwei typische Musterverfahren verwendet.
Ein Verfahren benutzt Presswalzen, an deren Ober- fläche zahlreiche Vorsprünge in einem vorbestimmten Muster angeordnet sind. Das nasse Papierblatt wird durch diese Presswalzen geführt und dabei gemustert. Ähnlich, als weiteres Musterverfahren, kann eine Platte mit an der Oberfläche versehenen, in einem vorbestimmten Muster angeordneten Vorsprüngen verwendet werden. In diesem Fall wird ein nassen Papierblatt durch die Presswalzen geführt, wobei die Platte an eine Seite des Blattes aufgelegt wird. Die Walze oder die Platte mit den Vorsprüngen ist aus Metall oder aus einem harten Material.
In einem anderen Verfahren wird eine Metallplatte oder eine Platte aus einem harten Material verwendet, in welche eine Anzahl von in einem vorbestimmten Muster eingestanzten Löchern angeordnet sind und als Mustervorrichtung verwendet wird. Das nasse Papierblatt wird durch die Presswalzen geführt und dabei bemustert, wobei einer der Walzen die gestanzte Platte umspannt.
Das Blatt kann auch bemustert werden, wenn es durch die Walzen geführt wird, wobei sich die gestanzte Platte auf einer Seite des Blattes befindet. Dabei besteht die gestanzte Platte ebenfalls aus Metall oder aus einem harten Material.
Ausführungsformen erfindungsgemäss verwendbarer Musterungsvorrichtungen sind in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt, und zwar: zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine gestanzte Platte,
Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie A-A' der Fig. 1, Fig, 3 eine Draufsicht auf eine weitere gestanzte Platte,
Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie B-B' der Fig. 3,
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine andere gestanzte Platte,
Fig. 6 einen Querschnitt entlang der Linie C-C' der Fig. 5,
Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Teil einer mit Vorsprüngen versehenen Walze, und
Fig. 8 einen Querschnitt entlang der Linie D-D' der Fig. 7.
Durch eine solche Verdichtung bewegt sich ein Teil der Fasern in den gepressten Bereichen zu den nicht gepressten Bereichen, wodurch ein schattiertes Muster mit unterschiedlicher Dicke erhalten wird. In diesem Verfahren wird ein deutlich schattiertes Muster auf ein Papiererzeugnis übertragen, während ein Hauptmerkmal anderer Verfahren ein unebenes Muster ist. Je höher die Verdichtung, desto grösser ist der Unterschied der Dicke über dem Produkt. Das Pressgewicht der Verdichtung wird allgemein in einem Bereich von 10 bis 20 kg/cm ausgewählt, obwohl das Pressgewicht mit dem WV des nassen Blattes, dem PSV des faserigen Materials oder der Form und Grösse des Musters usw. übereinstimmen soll.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird durchgeführt, wenn der Wassergehalt des nassen Blattes zwischen 600 und 6000% beträgt. Es hat keinen Sinn, das nasse Blatt zu pressen, wenn sein WV unter 600% liegt. Liegt der WV dagegen über 6000%, dann kann es sein, dass das nasse Blatt verfliesst, wodurch sich die Verarbeitung erschwert. In diesem Fall reicht die Presswirkung nicht aus, wenn das Pressgewicht verringert wird, um das Fliessen des nassen Blattes aufzuhalten.
Ein Papierprodukt, welches durch eine mit Vorsprüngen versehene Mustervorrichtung hergestellt wird, unterscheidet sich in seinem Aussehen sehr von dem Produkt, welches mit einer mit eingestanzten Löchern versehenen Mustervorrichtung hergestellt wird. Im ersten Produkt werden die gepressten Bereiche in dem aus dem nicht gepressten Gebiet bestehenden Gefüge verteilt, während im letzteren die nicht gepressten Bereiche in dem aus dem gepressten Gebiet bestehenden Gefüge verteilt werden.
In dieser Erfindung verbinden sich die Fasern, der zwischen 800 bis 10000% reichende PSV und der zwischen 600 bis 6000% liegende WV fest miteinander und bilden dadurch ein verhältnismässig festes, nasses Blatt.
In diesem Fall können sich die Fasern im Blatt leicht nur durch Verdichtung bewegen, aufgrund ihrer aus dem hohen PSV und dem WV bedingten Fliesseigenschaften, wodurch sich die klaren Muster durch dieses Musterverfahren ergeben. Das so erhaltene Muster wird im nassen Blatt schliesslich im folgenden Regenerationsprozesses konsolidiert und verbleibt, so wie es ist, im Endprodukt.
In diesem Musterverfahren kann leicht das Muster, je nach Verwendungszweck des Produktes, verändert werden. Falls ein Muster durch mit Vorsprüngen versehene Presswalzen aufgetragen wird, dann können verschiedene Produkte erhalten werden, wenn die Form und Grösse eines Vorsprunges oder die Zahl der Vorsprünge pro Gebietseinheit verändert wird. Ausserdem können Muster mit verschiedenen Formen als Kombination auf das Produkt übetragen werden.
Das Produkt erhält durch dieses Musterverfahren Geschmeidigkeit und Biegsamkeit und ist gekennzeichnet durch ein vorgetäuschtes wie gewebt wirkendes Aussehen. Diese Produkte lassen sich sehr vielseitig verwenden, beispielsweise als Einfachverwendung, wie als oberste Auflage bei Babywindeln oder Hygienebinden, als Bettücher in Krankenhäusern oder Hotels, als überwurf über die Krankenhaustracht oder über medizinische Artikel usw. und werden nach Gebrauch weggeworfen.
Das folgende Beispiel dient zur Erläuterung der Erfindung.
Beispiel
Unvollständig regenerierte Fäden mit einem PSV von 3500% werden durch Verspinnen einer Viskose hoher Viskosität, welche hochpolymerisierte Cellulose aufweist, in einem niedrig konzentrierten Säurebad erhalten. Nachdem die Fäden zerschnitten und im Wasser verteilt werden, stellt eine Papiermaschine 5 Blatt nasses Papier her. Drei dieser Blätter werden bemustert, indem sie durch eine Presswalzenanlage in Verbindung mit den gestanzten Metallplatten geführt werden, wobei eine Seite der Platte auf die Blätter wirkt, wie in den Fig. 1, 3 und 5 dargestellt. Ein weiteres Blatt wird gemustert, indem es durch die Presswalzen geführt wird, wobei eine der Walzen (Fig. 7) an ihrer Oberfläche eine Anzahl von Vorsprüngen aufweist.
Die gemusterten Papiere und das restliche, nicht gemusterte Papier wird bzw. werden völlig regeneriert, entschwefelt, gebleicht und getrocknet, so dass man vier Arten von bemusterten Papierblättern und ein nicht gemustertes Papierblatt erhält. Die Merkmale dieser gemusterten Papiere, im Vergleich zu dem nicht gemusterten Papierblatt, werden in der folgenden Tabelle dargestellt.
TABELLE
Figur Gewicht Reissfestigkeit (km), Weich
Figur (glm2) (in Maschinenrichtung) heit nicht gemuster- 47,9 1,14 6.2 tes Papier
1 46.3 1,44 4.8 2 45,5 1,29 3,7
3 47,2 1.57 5,0 4 46,1 1,35 3,3
Daraus geht hervor, dass sich durch die Erfindung die Reissfestigkeit und die Weichheit der Papierblätter verbessert.