CZ288827B6 - Způsob výroby barevného vláknitého materiálu - Google Patents

Abstract

Zp sob v²roby barevn ho vl knit ho materi lu, p°i kter m se barvivo aplikuje na kotou ovou nebo ploÜnou buni inu, a to bu na cel² materi l, nebo pouze na jeho st, p°i em po aplikaci barviva se kotou ov nebo ploÜn buni ina, p° padn spolu s p°im chan²mi p° davn²mi vl kny disperguje v tekutin nebo p n . N sledn se aplikuje na s to a odvod uje, a takto upraven vl knit struktura se suÜ a nav j . Barvivo se na kotou ovou nebo ploÜnou buni inu aplikuje v pruhu, jeho Ü °ka je menÜ ne Ü °ka kotou ov nebo ploÜn buni iny.\

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby barevného vláknitého materiálu, při kterém se barvivo aplikuje na kotoučovou nebo plošnou buničinu, a to buď na celý materiál, nebo pouze na jeho část.

Dosavadní stav techniky

V současné době je papír barven pomocí kationaktivních přímých barviv, která jsou ve vodě nerozpustnými barvivý se silnou afinitou (slučivostí) vůči celulózovým vláknům. Toto barvivo se obecně přidává do disperze vláken, to je disperze vláken ve vodě, jež je aplikována na síto, ale může být rovněž aplikována na zcela zformovanou papírovou vrstvu, a to pomocí různých způsobů. Tyto způsoby barvení mají společné to, že poskytují obarvení všech vláken buničiny, která obsahují reaktivní skupiny, čímž se získává porovnatelně stejnoměrně obarvená papírová vrstva. Při výrobě papíru založené na recyklovaných vláknech dochází ktomu, že se znovu používá obarveného papíru a tím se získává recyklovaná papírová buničina s prvkem barevných vláken, dodávajících papíru žilkovanou (resp. skvrnitou či pestrou) barvu.

Barevné netkané materiály mohou být vyráběny různými způsoby, například, přidáváním určitého poměru obarvených syntetických vláken. Toto je však porovnatelně dražší, kvůli vysoké ceně obarvených vláken. Levnějším způsobem barvení netkaného materiálu je použití barviva prostřednictvím nějaké formy dokončovacího zpracování jako je Foulardova úprava, či prostřednictvím potisku, eventuelně spolu s nějakým pojivém. Jak Foulardova úprava, tak potisk, kladou velké požadavky na systémy přesného dávkování barviva, pokud má být dosaženo esteticky uspokojujícího výsledku.

V některých typech měkkého hedvábného papíru, například plenkách a netkaném materiálu, může být žilkované obarvení přednostní kvůli estetickým důvodům, protože žilkované zbarvení je spojováno v představě spíše s textilem než s papírem.

Ze spisu US 4 202 852 je známa výroba barveného, za sucha loženého netkaného materiálu pomocí použití barviva na kotoučovou anebo plošnou buničinu, jež je posléze sušena na obsah vlhkosti menší než 15 % a rozvlákněna v kladívkovém mlýně. Vlákna jsou vzduchem ložena na síto, načež se do této struktury vzduchem ložených vláken přidává pojivo. Po vytvrzení pojivá se získává stejnoměrně obarvený, za sucha ložený vláknitý materiál.

Cílem tohoto vynálezu je dosáhnout jednoduchého způsobu barvení za mokra ložených či pomocí pěny formovaných vláknitých materiálů, jako je papír a netkaný materiál. Tento způsob by měl umožňovat jak úplné obarvení daného materiálu, tak jeho žilkované obarvení.

Podstata vynálezu

Výše uvedeného cíle je dosaženo způsobem výroby barevného vláknitého materiálu podle tohoto vynálezu, při kterém se barvivo aplikuje na kotoučovou nebo plošnou buničinu, a to buď na celý materiál, nebo pouze na jeho část, jehož podstata spočívá v tom, že po aplikaci barviva se kotoučová nebo plošná buničina, případně spolu s přimíchanými přídavnými vlákny disperguje v tekutině nebo pěně, načež se aplikuje na síto a odvodňuje, a takto upravená vláknitá struktura se suší a navíjí.

-1 CZ 288827 B6 u

Podstatou tohoto způsobuje dále to, že barvivo se na kotoučovou nebo plošnou buničinu aplikuje v pruhu, jehož šířka je menší než šířka kotoučové nebo plošné buničiny, přičemž se aplikují barviva různých barev a v různých pruzích.

Dále je podstatné pro tento způsob to, že barvivo se na kotoučovou nebo plošnou buničinu aplikuje pomocí stříkání, obalování, Foulardovou úpravou nebo potiskováním, přičemž barvivo je kationaktivní přímé barvivo se silnou afinitou vůči celulózovým vláknům, nebo pojivém opatřené barvivo, pro jeho navázání na vlákna.

Za podstatné pro tento způsob je pak třeba dále považovat i to, že přídavná vlákna jsou syntetická vlákna, rostlinná vlákna, regenerovaná vlákna na bázi celulózy a/nebo vlákna buničiny, a že vláknitá struktura se před sušením a navíjením krepuje, nebo se vláknitá struktura před nebo po sušení podrobuje hydrosplétání.

Podstatné je pak i to, že do vláknité struktury se stříkáním, napouštěním nebo obalováním přidává před sušením a navíjením pojivo, pro zajištění její pevnosti za mokra, a to, že vláknité struktury s různými barvami se spolu spojují laminováním, pro vytvoření materiálu s odlišnými barevnými stranami.

Příklady provedení vynálezu

Kotoučová nebo plošná buničina je obarvována všechna nebo jen pouze její část. Při částečném barvení je barvivo přiměřeně kontinuálně aplikováno v pruhu podél kotoučové buničiny, čímž 25 šířka tohoto pruhu určuje jak velká část buničiny je obarvena a koncentrace barviva určuje sílu barvy obarvených buničinových vláken. Při částečném barvení se přiměřeně obarvuje 1 % až 50 % vláken buničiny. Použitím několika rozdílných barev v různých pruzích je možno získat rovněž vícebarevný materiál, který například umožňuje výrobu materiálu, jenž se z určité vzdálenosti jeví jako zelený, ale ve skutečnosti obsahuje jak žlutá, tak zelená vlákna buničiny.

Použité barvivo by mělo mít silnou afinitu k celulóze, aby ulpělo na vláknech buničiny bez rozptylování nebo pouštění barvy do vody anebo pěny, když se tato buničina rozvlákňuje. Tradiční kationaktivní přímá barviva, jež se používají pro normální obarvování papíru, fungují pro tento účel skvěle. Na vlákna buničiny však mohou být rovněž použita i jiná vhodná barviva, 35 a to například barviva s pojivém. Barvivo je aplikováno na kotoučovou nebo plošnou buničinu stříkáním, obalením, Foulardovou úpravou anebo potiskem.

V dispergační nádobě mohou být s vlákny kotoučové buničiny smíchávána i jiná vlákna, jako jsou syntetická vlákna, rostlinná vlákna, regenerovaná celulózová vlákna a/nebo buničitá vlákna, 40 například pocházející z lisované buničiny.

Vláknitá disperze je formována a následně aplikována na nějaké síto pro odvodnění. Po tomto odvodnění může být před sušením a navíjením barevná struktura vláken podrobena možnému dalšímu zpracování, například krepování, pro výrobu měkkého hedvábného papíru, vytlačování, 45 přidávání různých chemických přísad jako jsou změkčovací prostředky, pojivá anebo činidla pro pevnost za mokra. Před nebo po sušení může vláknitá struktura rovněž projít hydrosplétáním či jinou spojovací technikou pro výrobu netkaného materiálu.

Vláknité struktury s různou barvou mohou být rovněž spolu spojeny laminováním pro vytvoření 50 materiálu s nestejně barevnými stranami.

Způsob podle tohoto vynálezu bude dále podrobněji popsán pomocí několika konkrétních příkladů, které však pro něj nejsou žádným způsobem omezující.

-2CZ 288827 B6

Příklad 1

V této zkoušce byla obarvována menší část šířky nepřetržitě ubíhající struktury kotoučové buničiny před tím, než byla dezintegrována a dispergována v rozvlákňovači, obsahujícím pěnu, to je směs vody, povrchově aktivního činidla a vzduchu. Kotoučová buničina obsahovala bělenou sulfátovou buničinu (ECF) bez přísady debondéru. Plošná hmotnost buničiny byla 750 g/m², rychlost pohybu této vláknité struktury byly 0,5 m/min.

Bylo použito tradiční, kationaktivní papírové barvivo, naředěné na 10% roztok barviva, vztaženo na daný výrobek.Dávkování bylo prováděno pomocí membránového čerpadla, čerpajícího roztok barviva do trysky umístěné přibližně 5 mm nad ubíhající strukturou buničiny, která měla šířku 254 mm. Při průtoku roztoku barviva ll,25ml/min. bylo dosaženo pruhu barviva v průměru odpovídajícího 12 % šířky struktury buničiny a 0,3 hmotn. %, vztaženo na celkové množství buničiny. Počítáno na 12 % struktury buničiny, jež byla barvena, to znamená 2,5 hmotn. % barviva.

Po barvení byla buničina hrubě dezintegrována a dispergována v uvedeném rozvlákňovači. Posléze byla pomocí pěny formována papírová vrstva skládající se z přibližně 88 % hmotn. vláken bílé buničiny a 12 % hmotn. silně obarvených buničinových vláken. Formování pomocí pěny bylo provedeno podle techniky popisované ve švédské zveřejněné patentové přihlášce 9 402 469-2.

Po lisování a sušení horkým vzduchem tradičními technikami byla získána papírová vrstva mající stejnoměrnou, zřetelně žilkovanou strukturu - vlákna tyrkysové buničiny proti bílému pozadí.

Příklad 2

Rovněž v této zkoušce byla obarvována menší část šířky nepřetržitě ubíhající struktury kotoučové buničiny, před její dispergací v pěně v rozvlákňovači. Kotoučová buničina byla složena zbělené sulfátové buničiny (ECF), bez jakékoli přísady debondéru. Plošná hmotnost činila 750 g/m² a rychlost pohybu této struktury byla 0,5 m/min.

V tomto případě bylo použito ještě další kationaktivní barvivo, rozředěné na 30% roztok barviva, vztaženo na daný výrobek.

Dávkování bylo prováděno pomocí membránového čerpadla, čerpajícího roztok barviva do trysky umístěné přibližně 5 mm nad ubíhající strukturou buničiny, která měla šířku 254 mm.

Při průtoku roztoku barviva 3,75 ml/min. bylo dosaženo pruhu barviva v průměru odpovídajícího 5 % celkové šířky struktury buničiny a 0,3 hmotn. % barviva, vztaženo na celkové množství buničiny. Vztaženo na 5 % struktury buničiny, jež byla barvena, to znamená 6 hmotn. % barviva.

Po barvení byla buničina hrubě dezintegrována a dispergována v rozvlákňovači. V tomto případě bylo do rozvlákňovače rovněž simultánně přidáváno komerčně dostupné polypropylenové vlákno (l,7dtexx 18 mm). Vlákna byla smíchána v poměru 60 % hmotn. buničinových vláken a 40 % hmotn. polypropylenových vláken. Vztaženo na celkové množství vláken (buničina + polypropylen), bylo přidáno 0,18 hmotn, % barviva.

Posléze byla pomocí pěny formována papírová vrstva, skládající se z přibližně 57 % hmotn. vláken bílé buničiny, přibližně 3 % hmotn. silně obarvených buničinových vláken a ze 40 % hmotn. polypropylenových vláken. Formování pomocí pěny bylo provedeno podle způsobů popsaných ve švédské zveřejněné patentové přihlášce 9 402 469-2.

-3CZ 288827 B6

Pomocí pěny formovaná vrstva byla následně hydrosplétána pomocí tradičních splétacích technik, s příkonem odpovídajícím 600 kWh/t, viz. například švédská zveřejněná patentová přihláška č. 9 402 470-0. Po lisování a sušení horkým vzduchem byl získán hydrosplétaný netkaný materiál s rovnoměrnou, slabě žilkovanou strukturou vláken - vláken modré buničiny na 5 bílém pozadí.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (11)

1. Způsob výroby barevného vláknitého materiálu, při kterém se barvivo aplikuje na kotoučovou nebo plošnou buničinu, a to buď na celý materiál, nebo pouze na jeho část, vyznačující se tím, že po aplikaci barviva se kotoučová nebo plošná buničina,

15 případně spolu s přimíchanými přídavnými vlákny, disperguje v tekutině nebo pěně, načež se aplikuje na síto a odvodňuje, a takto upravená vláknitá struktura se suší a navíjí.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že barvivo se na kotoučovou nebo plošnou buničinu aplikuje v pruhu, jehož šířka je menší než šířka kotoučové nebo plošné

20 buničiny.

3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že na kotoučovou nebo plošnou buničinu se aplikují barviva různých barev a v různých pruzích.

25

4. Způsob podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že barvivo se na kotoučovou nebo plošnou buničinu aplikuje pomocí stříkání, obalování, Foulardovou úpravou nebo potiskováním.

5. Způsob podle nároků laž 4, vyznačující se tím, že barvivo je kationaktivní přímé 30 barvivo se silnou afinitou vůči celulózovým vláknům.

6. Způsob podle nároků 1 až 4, v y z n a č u j í c í se t í m , že barvivo je pojivém opatřené barvivo, pro jeho navázání na vlákna.

35

7. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že přídavná vlákna jsou syntetická vlákna, rostlinná vlákna, regenerovaná vlákna na bázi celulózy a/nebo vlákna buničiny.

8. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že vláknitá struktura se před sušením a navíjením krepuje.

9. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že vláknitá struktura se před nebo po sušení podrobuje hydrosplétání.

10. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že do vláknité struktury se stříkáním, 45 napouštěním nebo obalováním přidává před sušením a navíjením pojidlo, pro zajištění její pevnosti za mokra.

11. Způsob podle některého z nároků 1 až 10, vyznačuj ící se tím, že vláknité struktury s různými barvami se spolu spojují laminováním, pro vytvoření materiálu s odlišnými

50 barevnými stranami.