DE19732735A1 - Verfahren zur Herstellung mehrlagiger Tissue-Papierprodukte - Google Patents

Verfahren zur Herstellung mehrlagiger Tissue-Papierprodukte

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung mehrlagiger Tissue- Papierprodukte, insbesondere von Zellstoff-Taschentüchern, mit erhöhter Weichheit.
Im Zuge immer höherer Qualitäts- und Komfortanforderungen an Tissue- Papierprodukte spielt - in Abhängigkeit des Einsatzzweckes des Produktes - neben verbesserter Saugfähigkeit und Reißfestigkeit eine möglichst hohe Weichheit eine immer größere Rolle. Dies ist insbesondere bei Zellstoff- Taschentüchern wichtig, da gerade die Nasenpartie des Menschen bei Schnupfen besonders empfindlich ist.
Aus dem Stand der Technik, z. B. der EP 0 239 910 A1 oder der WO 93/09287 A1 ist es bekannt, ein weiches absorbierendes Tissue-Papier herzustellen, indem der die Zellstoff-Fasern enthaltenden Pulpe eine che­ mische Weichermacher-Lösung zugegeben wird, die beispielsweise aus einer quartären Ammonium-Verbindung wie Diethylester-Dimethyl-Am­ monium-chlorid und einem PoIyhydroxy-Weichmacher, wie z. B. Polye­ thylenglykol in einprozentiger Lösung besteht. Je nach Zusammensetzung der wirksamen Mischungsbestandteile dieser Lösung können neben der Verbesserung der Weichheit weitere Produkteigenschaften, wie eine er­ höhte Naßfestigkeit, eine biologische Abbaubarkeit usw. erzielt werden.
Die Zugabe der Weichmacherlösung im Naßbereich der Papiermaschine weist jedoch einige Nachteile auf. So werden die wirksamen Bestandteile über das gesamte Volumen der Tissue-Lagenbahn verteilt, wodurch bezo­ gen auf die Papierfasermenge eine hohe Weichmacher-Zugabe vorgenom­ men werden muß. Ferner müssen die in der Lösung vorliegenden, positiv geladenen Moleküle der quartären Ammonium-Verbindung die negativ ge­ ladenen Fasern in der Zellstoffpulpe neutralisieren. Dies führt zu einem überhöhten Verbrauch an Weichermacherlösung. Letztendes bleibt bei ei­ ner Zugabe von z. B. 11 kg aktivem Weichmacher pro Tonne Papierpulpe nur eine Menge von 0,4 kg als aktiver Bestandteil im Produkt übrig. Das bekannte Verfahren zeigt also einen hohen Verlust durch die Zugabe der Weicheimacher-Lösung "am nassen Ende" des Herstellungsprozesses.
Ausgehend von dieser geschilderten Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung mehrlagiger Tissue-Pa­ pierprodukte mit erhöhter Weichheit anzugeben, das einen sparsameren Verbrauch an Weichmacher-Substanzen mit sich bringt.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Verfahrens­ schritte gelöst, nämlich:
  • - Herstellen von Lagenbahnen eines Tissue-Papiers,
  • - Vereinigen der Lagenbahnen zu einer mehrlagigen, bezüglich der Weichheit unbehandelten Produktbahn, und
  • - Bedrucken der Produktbahn in trockenem Zustand mit einer Weichma­ cherlotion der folgenden Mindestzusammensetzung in Gewichtsprozent:
    • - eine quartäre Ammonium-Verbindung 3 bis 30%
      - Siloxan-Schaumunterdrücker 0,1 bis 3,0%
      - Aloe-Vera-Pulver 0,01 bis 10%
      - einen Polyhydroxy-Weichmacher, insbesondere Polyethylenglykol 0,05 bis 5%
      - Rest Wasser
Eine bevorzugte quartäre Ammonium-Verbindung weist die Formel
und Mischungen davon auf, wobei jeder R-Substituent eine C1-C6-Alkyl- oder Hydroxyalkyl-Gruppe oder Mischungen davon ist, wobei R vorzugs­ weise aus einem C1-C6-Alkyl ausgewählt ist, wobei R1
oder eine C13-C19-Hydrocarbyl-Gruppe oder Mischungen davon ist, wobei vorzugsweise R1 aus C16-C18-Alkyl ausgewählt ist, wobei R2 eine C13-C21- Hydrocarbyl-Gruppe oder Mischungen davon ist, wobei R2 vorzugsweise aus einem C13-C17-Alkyl ausgewählt ist und wobei X- ein kompatibles Ani­ on, vorzugsweise Chlorid- oder Methylsulfat ist. Als ein Beispiel kann Diethylester-Dimethyl-Ammoniumchlorid genannt werden.
In vorteilhafter Weise wird durch das Bedrucken der Produktbahn die Weichmacherlotion praktisch nur oberflächlich aufgebracht, wo sie für an­ genehme taktile Eigenschaften des Papierproduktes sorgt. Dabei kann der Verbrauch an Weichmacherlotion gegenüber dem Stand der Technik bei­ spielsweise halbiert werden, indem 5,5 kg pro Tonne Papier aufgebracht werden. Durch das Bedrucken findet sich diese Menge praktisch verlustfrei am Endprodukt wieder. Entsprechende Titrationsversuche an einem vierla­ gigen Zellstoff-Taschentuch haben ergeben, daß sich von dieser Menge auf den zwei äußeren Lagen 5,3 kg pro Tonne Papier wiederfinden, während in den zwei inneren Lagen die Weichmacherbelegung lediglich 0,1 kg pro Tonne Papier beträgt.
Durch die angegebene chemische Zusammensetzung der Weichmacherloti­ on werden verschiedene Vorteile erreicht, die teilweise im Zusammenhang mit dem Bedruckungsprozeß zum Tragen kommen. So wird ein gegenüber dem Stand der Technik weitaus höherer Anteilsbereich des Siloxan- Schaumunterdrückers verwendet. Herkömmlicherweise wird dieser Schaumunterdrücker lediglich dazu verwendet, beim Verpackungsprozeß für eine Unterdrückung des durch Druck auf das Produkt entstehenden Schaumes zu sorgen. Da der Verpackungsschritt jedoch eine vergleichswei­ se geringe Belastung des Produktes mit sich bringt, reichen niedrige Anteile des Schaumunterdrückungsmittels aus. Typischerweise liegt der Siloxan- Anteil dort bei 0,01 Gewichtsprozent, also etwa bei 1/10 des im Erfin­ dungsfall angegebenen Anteils. Dieser hohe Siloxan-Anteil wirkt der Schaumentstehung beim Bedruckungsprozeß entgegen, der eine weitaus höhere Belastung für das Produkt darstellt, als der erwähnte Verpackungs­ vorgang.
In diesem Zusammenhang ist ferner darauf hinzuweisen, daß entgegen der Erwartung durch die hohe Zugabe des Siloxan-Schaumunterdrückungsmit­ tels überraschenderweise die Weichmacherlotion keine Scherempfindlich­ keit und keine Beeinträchtigung der sogenannten Tröpfchenpenetration zeigt. Letztes ist gleichbedeutend damit, daß die Absorptionsfähigkeit und hydrophilen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Tissue-Papierproduktes gegenüber unbehandelten Produkten praktisch unverändert gut bleiben.
Die Vorteile der Erfindung sind wie folgt zusammenzufassen:
  • - Geringerer Einsatz an Weichmacherlotion
  • - Die Weichermacherlotion läßt keinen unangenehmen fett-ähnlichen Ge­ ruch zurück.
  • - Die hydrophilen Eigenschaften und die Absorptionsfähigkeit des Tissue- Papierproduktes werden nicht beeinträchtigt.
  • - Die Weichermacherlotion ist bei der Aufbringung mittels eines Bedruc­ kungsvorganges nicht scherempfindlich.
  • - Das Verfahren setzt kostengünstige chemische Substanzen ein.
Ein bevorzugtes Schaumunterdrückungsmittel ist Polydimethyl-Siloxan, das zu diesem Zweck aus dem Stand der Technik benannt ist.
Durch die sauere Einstellung der Weichmacherlotion kann die Verwendung von Konservierungsmitteln in dem Tissue-Papierprodukt vermieden wer­ den. Für den Bedruckungsprozeß sind dann allerdings Tiefdruckwalzen mit korrosionsfester Oberfläche (z. B. aus keramischem Material) zu ver­ wenden.
Durch die Verwendung von Kalziumchlorid und eines Soil-Release-Mittels wird die Viskosität der Emulsion eingestellt und Lagerstabilität erreicht.
Bezüglich des Bedrückungsprozesses wird vorteilhafterweise mit Tief­ druckwalzen gearbeitet, die die Weichmacherlotion auf die Außenseiten der mehrlagigen Produktbahn aufbringen. Flächengewichte im Bereich von 0,5 bis 6,0 g/m2 auf jeder Außenseite sind für den gewünschten Weichma­ chereffekt zu wählen.
Die Erfindung wird in folgendem anhand eines Ausführungsbeispieles nä­ her erläutert.
Zur Herstellung eines mehrlagigen Zellstoff-Taschentuches werden zuerst Lagenbahnen eines Tissuepapiers in völlig üblicher Weise auf einer Pa­ piermaschine hergestellt. Dies bedarf keiner näheren Erläuterung. Es ist lediglich anzumerken, daß das Flächengewicht der Lagenbahnen jeweils im Bereich von etwa 12 bis 18 g/m2 liegt.
Vier solcher Lagenbahnen werden in trockenem Zustand zu einer vierlagi­ gen, unbehandelten Produktbahn vereinigt, wobei die Lagenverhaftung durch einen Prägeprozeß erfolgt, wie er z. B. in der EP 0 755 212 A1 be­ schrieben ist. Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift wird hier einbe­ zogen.
Die trockene Produktbahn wird schließlich durch ein Paar von Tiefdruck­ walzen durchgeführt, das auf die beiden Außenseiten der Produktbahn eine Weichmacherlotion mit einem Flächengewicht von jeweils 1,7 g/m2 flächig aufbringt.
Die Weichmacherlotion weist folgende chemische Zusammensetzung auf:
  • - Diethylester-Dimethyl-Ammoniumchlorid in Form von NN-Di (Tallowoyl-Oxy-Ethyl)-NN-Dimethyl-Ammoniumchlorid mit 3 Ge­ wichtsprozent.
  • - ein Siloxan-Schaumunterdrücker in Form von Polydimethyl-Siloxan mit 0,5 Gewichtsprozent.
  • - Aloe-Vera-Pulver mit 8 Gewichtsprozent.
  • - ein Polyhydroxy-Weichmacher in Form von Polyethylenglykol mit 2 Gewichtsprozent,
  • - Salzsäure mit 0,02 Gewichtsprozent
  • - ein Soil-Release-Mittel mit 0,5 Gewichtsprozent
  • - Kalziumchlorid mit 0,2 Gewichtsprozent.
Zu den eingesetzten Verbindungen ist noch folgendes festzuhalten:
Genauere Angaben über das Polydimethyl-Siloxan als Schaumunterdrücker und das Soil-Release-Mittel sind der EP 0 239 910 A2 entnehmbar, deren Offenbarungsgehalt diesbezüglich hier einbezogen wird.
Das Polyethylenglykol kann als kommerzielles Produkt mit der Bezeich­ nung "PEG 4000" von der Firma BASF, Ludwigshafen, DE bezogen wer­ den. Als 50%ige Lösung in Wasser wird das gleiche Produkt unter der Be­ zeichnung "PEG 4050" vertrieben. Falls der Polyhydroxy-Weichmacher in dieser Form eingesetzt wird, sind die Anteilsangaben in der chemischen Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Weichmacherlotion entspre­ chend zu verdoppeln.
Bei dem Aloe-Vera-Pulver handelt es sich um eine hochkonzentrierte Aloe- Vera-Form, die etwa die 200-fache Konzentration gegenüber der durch Auspressen von Aloe-Vera-Blättern erhältlichen Flüssigkeit entspricht.
Weiterhin besitzt die oben erwähnte Weichmacherlotion per se in der Tat sehr gute bakterizide Eigenschaft. Dies beruht nicht nur auf ihrem pH- Wert, sondern eher noch auf der Natur des aktiven Bestandteils selbst und der Polyhydroxy-Verbindung.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung mehrlagiger Tissue-Papierprodukte, insbeson­ dere von Zellstoff-Taschentüchern, mit erhöhter Weichheit mit folgenden Verfahrensschritten:
  • - Herstellen von Lagenbahnen eines Tissuepapiers,
  • - Vereinigen der Lagenbahnen zu einer mehrlagigen, bezüglich der Weichheit unbehandelten Produktbahn, und
  • - Bedrucken der Produktbahn in trockenem Zustand mit einer Weichma­ cherlotion der folgenden Mindestzusammensetzung in Gewichtspro­ zent:
    • - eine quartäre Ammonium-Verbindung 3 bis 30% - Siloxan-Schaumunterdrücker 0,1 bis 3,0% - Aloe-Vera-Pulver 0,1 bis 10% - einen Polyhydroxy-Weichmacher, insbesondere Polyethylenglykol 0,05 bis 5% - Rest Wasser
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die quartäre Ammonium-Verbindung die Formel aufweist
und Mischungen davon, wobei jeder R-Substituent eine C1-C6-Alkyl- oder Hydroxyalkyl-Gruppe oder Mischungen davon ist, wobei R vorzugsweise aus einem C1-C6-Alkyl ausgewählt ist, wobei R1
oder eine C13-C19-Hydrocarbyl-Gruppe oder Mischungen davon ist, wobei vorzugsweise R1 aus C16-C18-Alkyl ausgewählt ist, wobei R2 eine C13-C21- Hydrocarbyl-Gruppe oder Mischungen davon ist, wobei R2 vorzugsweise aus einem C13-C17-Alkyl ausgewählt ist und wobei X- ein kompatibles Ani­ on, vorzugsweise Chlorid- oder Methylsulfat ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet daß die quartäre Ammonium-Verbindung ein Diethylester-Dimethyl-Ammonium­ chlorid ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß der Siloxan-Schaumunterdrücker ein Polydimethyl-Siloxan ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die Weichmacherlotion sauer eingestellt wird, insbesondere durch Zu­ gabe von 0,01 bis 0,05 Gew.-% Salzsäure.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß der Weichmacherlotion ein Soil-Release-Mittel in einem Anteil von 0,1 bis 1,0 Gew.-% zugegeben wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß der Weichmacherlotion Kalziumchlorid in einem Anteil von 0,01 bis 1,5 Gew.-% zugegeben wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß die Weichmacherlotion mit Hilfe von Tiefdruckwalzen auf die Außen­ seiten der Produktbahn aufgebracht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß die Weichma­ cherlotion mit einem Flächengewicht von 0,5 bis 6,0 g/m2 auf jede Außen­ seite aufgebracht wird.
10. Weichmacherlotion, insbesondere zur Anwendung bei einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die folgende Mindestzusammensetzung in Gewichts-Prozenten:
  • - eine quartäre Ammonium-Verbindung 3 bis 30% - Siloxan-Schaumunterdrücker 0,1 bis 3,0% - Aloe-Vera-Pulver 0,1 bis 10% - einen Polyhydroxy-Weichmacher, insbesondere Polyethylenglykol 0,05 bis 5% - Rest Wasser
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