DE69927817T2

DE69927817T2 - Papierhandtuch

Info

Publication number: DE69927817T2
Application number: DE69927817T
Authority: DE
Inventors: James Wesley MCCONNELL; Chiehlung Jay Hsu; Joseph Mitchell
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 1998-07-15
Filing date: 1999-07-13
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2019-07-14
Also published as: DE69927817D1; PE20000982A1; EP1097271B1; EP1097271A1; CA2335466A1; AU752707B2; CA2335466C; JP2002520130A; WO2000004233A1; AU5098299A; JP4435980B2; CO5090916A1; AR019396A1; ES2251837T3; EG21898A; ATE307222T1; US6573203B1

Description

Dies Erfindung betrifft im Allgemeinen das Gebiet der Papierherstellung und insbesondere ein Handtuch für hohe Nutzung.
Nach dem Händewaschen wird insbesondere in öffentlichen Toilettenräumen typischerweise ein Handtuch auf Papierbasis zum Trocknen der Hände verwendet. Häufig wird ein Handtuch benutzt, bis seine äußeren Schichten nass sind. Zu diesem Zeitpunkt wird das nasse Handtuch entsorgt, und ein anderes Handtuch wird dem Spender entnommen, um das Trocknen fortzusetzen. Leider verfehlt es diese Praxis, die volle Absorptionsfähigkeit des Handtuchs zu nutzen. Obwohl die äußeren Schichten des verwendeten Handtuchs nass sind, können sie immer noch eine Absorptionsfähigkeit aufweisen. Demzufolge werden durch die Unterlassung, diese Kapazität auszunutzen, Handtücher verschwendet.
Dementsprechend reduziert ein Handtuch, das an seiner Oberfläche trocken bleibt, den Handtuchverbrauch, indem ermöglicht wird, dass im Wesentlichen die gesamte Kapazität des Absorptionsvermögens des Handtuchs verwendet wird, wodurch die Handtuch-Verbrauchsraten und -Verschwendung reduziert werden.
US-A-5 601 871 offenbart ein ungekrepptes durchgetrocknetes (throughdried) Papiertuch-Produkt.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff "umfasst" auf einen Teil oder Teile eines Ganzen, schließt aber andere Teile nicht aus. Der Begriff "umfasst" hat die gleiche Bedeutung wie die Begriffe "weist auf" und "besitzt" und ist damit austauschbar.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff "Abstoßungsmittel" auf ein Mittel, das sich der Absorption einer Flüssigkeit widersetzt, vorzugsweise einer wässrigen Flüssigkeit. Das Abstoßungsmittel kann hydrophob sein und weist Material wie beispielsweise Leimungsmittel, Silizium, Wachse und Latexstoffe auf.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff "Latex" auf eine gallertartige Wasserdispersion aus High-Polymeren aus Ausgangsstoffen, die mit Naturkautschuk in Verbindung stehen, wie beispielsweise dem Milchsaft des Hevea-Baums, oder aus synthetischen High-Polymeren, die Naturkautschuk ähneln. Synthetische Latexstoffe werden durch Emulsions-Polymerisationstechniken aus Styrol-Butadien-Copolmer, Acrylatharzen, Polyvinylacetat und ähnlichen Materialien hergestellt.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff "Silizium" auf ein nichtmetallisches Element oder beliebige Verbindungen, die dieses Element enthalten, wie beispielsweise das Organosiloxan. Organosiloxan ist jede einer großen Gruppe von Siloxanpolymeren, die auf einer Struktur basieren, die aus abwechselnden Silizium- und Sauerstoffatomen besteht, wobei dem Silizium verschiedene organische Radikale zugeordnet sind. Ein beispielhaftes Siliziummaterial wird unter der Handelsbezeichnung DOW 929 von DOW Chemical in Midland, Michigan vertrieben.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff "Schicht" auf eine einzelne Dicke, Bahn, Schicht oder Faltung, die über- oder untereinander liegen oder gelegt werden. Eine beispielhafte Struktur mit mehreren Schichten wird in 1 beschreiben, wo ein Handtuch 10 fünf Schichten 14, 18, 22, 30 und 34 aufweist.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff "Lage" auf ein Material, das aus einem Stoffauflaufkasten erzeugt wird, das eine oder mehrere Schichten besitzt. Ein beispielhaftes Handtuch, das eine Zwei-Lagen-Struktur besitzt, wird in 2 veranschaulicht, wo ein Handtuch 50 zwei Lagen 54A und 54B aufweist.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff "Wachs" auf eine wässrige Emulsion aus kleinen Teilchen, die von einem Emulgator in Suspension gehalten werden. Beispielhafte Wachse umfassen Paraffinwachse, mikrokristallines Wachs oder andere Wachse. Eine beispielhafte Wachsverbindung, die auf Papierprodukte aufgedruckt werden kann, ist in den U.S.-Patenten Nr. 5,601,871, 5,614,293 und 5,665,426 offenbart.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff "Leimungsmittel" auf jede chemische Substanz, die ein Durchdringen von Flüssigkeiten durch Zellulosefaserstrukturen verhindert. Geeignete Leimungsmittel sind in einem Text mit dem Titel "Cellulosic and Pa per Board Making", zweite Auflage, Band III, herausgegeben von R.G. MacDonald und J.N. Franklin offenbart.
Besondere geeignete Leimungsmittel sind saure oder alkalische Leimungen, wie beispielsweise saures Harz, Alkenylsuccinanhydrid, Alkylketondimere und Alkenolketendimere mit der Formel:
wobei R₁ und R₂ auf C₁₆-C₁₈ basieren, aliphatischen Kohlenstoffketten, die gleich oder verschieden sein können. Beispielhafte im Handel erhältliche Leimungsmittel dieser Art sind HERCON 79, HERCON 1332 und PRECIS 3000 von Hercules, Inc., Wilmington, Delaware.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff "Zellulose" auf ein natürliches Kohlenhydrat-High-Polymer (Polysaccharid), das die chemische Formel (C₅H₁₀O₅)_n besitzt und aus Anhydroglucose-Einheiten besteht, die durch eine Sauerstoffbindung verbunden sind, um lange Molekularketten zu bilden, die im Wesentlichen linear sind. Natürliche Quellen von Zellulose umfassen laubwechselnde und zapfentragende Bäume, Baumwolle, Flachs, Esparto-Gras, Seidenpflanze, Stroh, Jute, Hanf und Bagasse.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff "Zellstoff" auf verarbeitete Zellulose.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff "Absorptionsvermögen" auf die Geschwindigkeit, mit der ein Material eine vorgegebene Menge einer Flüssigkeit über eine bestimmte Zeitdauer vollständig aufsaugt. Die Absorptionsgeschwindigkeit von ungeleimten Papieren kann unter Verwendung des Testverfahrens mit der ASTM-Nummer D 824-94 gemessen werden, und kann von geleimten Papieren unter Verwendung des Testverfahrens mit der ASTM-Nummer D 779 gemessen werden.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff "Saugfähigkeitsgradient" auf die unterschiedliche Absorptionskapazität von unterschiedlichen Schichten oder Lagen in einem Handtuchprodukt. Vorzugsweise weisen die inneren Schichten oder Lagen des Handtuchs ein größeres Absorptionsvermögen auf als die äußeren Schichten.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff "Dochtwirkung" auf die Geschwindigkeit, mit der eine Flüssigkeit als Ergebnis eines Kapillarvorgangs in ein Material absorbiert wird. Die Ergebnisse werden typischerweise mit Zentimeter pro Minute angegeben. Während des Testens wird eine Probe von etwa 25 Millimeter mal etwa 200 Millimeter, die keine Falten, Verknitterungen und Verformungen aufweist, bei ungefähr 23 Grad Celsius und 50 Prozent relativer Feuchtigkeit vertikal und teilweise in Flüssigkeit, typischerweise Öl oder Wasser, gehängt. Oft werden etwa 25 Millimeter der 200 Millimeter Probenlänge in die Flüssigkeit getaucht. An diesem Ende kann ein Gewicht befestigt werden, um ein Einrollen zu verhindern. Die Höhe der Eintrittskante der Flüssigkeit zur Flüssigkeitsoberfläche wird in verschiedenen Zeitintervallen gemessen, wie beispielsweise nach 0,25, 0,5, 0,75 und 1,0 Minute, um die Dochtwirkungs-Geschwindigkeit zu messen.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff "Dochtwirkungs-Gradient" auf die unterschiedliche Dochtwirkungs-Kapazität von verschiedenen Schichten oder Lagen in einem Handtuchprodukt. Vorzugsweise besitzen die inneren Schichten oder Lagen des Handtuchs eine größere Dochtwirkung als die äußeren Schichten.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff "Sulfitzellstoff" auf Zellstoff, der mit einem Gemisch aus schwefeliger Säure und Bisulfit-Ion chemisch verarbeitet wurde, welche das Lignin in dem Zellstoff-Ausgangsmaterial angreifen und aufschließen.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff "chemisch-thermomechanisch gebleichter Zellstoff" (bleached-chemical-thermo-mechanical pulp) auf die Verarbeitung von Zellulosematerial mit Dampf, Druck und Natriumsulfit oder Wasserstoffperoxid, um Holzlignin zwischen und in Zellwänden aufzuweichen. Des Weiteren wird alkalische Peroxidbleiche hinzugefügt, um die Zellulosefasern weiter aufzuweichen und aufzuhellen. Der Begriff chemisch-thermomechanisch gebleichter Zellstoff kann im Folgenden als "BCTMP" abgekürzt werden.
Wie hierin verwendet, ist der Begriff "Flächenmasse", (der hierin im Folgenden als "BW" bezeichnet werden kann), das Gewicht pro Einheitsfläche einer Probe und kann als Gramm pro Quadratmeter ausgedrückt werden (kann im Folgenden als "gsm" abgekürzt werden). Die Flächenmasse kann unter Verwendung des Testverfahrens ASTM D 3776-96 oder des TAPPI-Testverfahrens T-220 gemessen werden.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit den oben beschriebenen Problemen und Erfordernissen. Von einem ersten Gesichtspunkt aus stellt die vorliegende Erfindung ein Handtuch bereit, wie in Anspruch 1 beansprucht. Von einem zweiten Gesichtspunkt aus stellt die vorliegende Erfindung ein Handtuch bereit, wie in Anspruch 11 beansprucht. Das Handtuch umfasst eine erste und eine zweite Schicht mit Zellulosefasern und einem Abstoßungsmittel. Die erste und die zweite Schicht schließen im Wesentlichen eine dritte Schicht zwischen sich ein, die Zellulosefasern mit einem höheren Absorptionsvermögen aufweist als die erste und die zweite Schicht.
Des Weiteren weist das Handtuch eine vierte und eine fünfte Schicht auf, die jeweils zwischen der ersten und der dritten Schicht und der zweiten und der dritten Schicht positioniert sind. Die vierte und die fünfte Schicht kann Zellulosefasern mit einer höheren Dochtwirkung umfassen als die erste und die zweite Schicht.
Außerdem kann das Abstoßungsmittel Wachs, Latex, ein Leimungsmittel und/oder Silizium sein. Des Weiteren kann das Abstoßungsmittel auf wenigstens eine der ersten oder der zweiten Schicht aufgedruckt und/oder aufgesprüht werden. Des Weiteren kann das Abstoßungsmittel mit den Fasern von wenigstens einer der ersten oder der zweiten Schicht in einem Stoffauflaufkasten gemischt werden. Außerdem kann die erste oder die zweite Schicht Sulfitzellstoff oder BCTMP umfassen, und das Handtuch kann eine Flächenmasse von etwa 8 gsm bis etwa 59 gsm aufweisen. Des Weiteren kann die dritte Schicht ein höheres Absorptionsvermögen und eine höhere Dochtwirkung aufweisen als die vierte und die fünfte Schicht.
Ein Gesichtspunkt der Erfindung stellt ein Handtuch bereit, das eine erste Lage umfasst, die des Weiteren eine erste Schicht mit Zellulosefasern und einem Abstoßungsmittel, eine zweite Schicht mit Zellulosefasern mit einer höheren Dochtwirkung als die erste Schicht, und eine dritte Schicht mit Zellulosefasern mit einem höheren Absorptionsver mögen als die erste und die zweite Schicht aufweist. Die zweite Schicht kann benachbart zu der ersten Schicht positioniert sein, und die dritte Schicht kann benachbart zu der zweiten Schicht positioniert sein. Eine zweite Lage kann mit der ersten Lage verbunden und im Allgemeinen ein Spiegelbild davon sein.
Außerdem kann das Abstoßungsmittel Wachs, Latex, ein Leimungsmittel und/oder Silizium sein. Des Weiteren kann das Abstoßungsmittel auf wenigstens eine der ersten oder der zweiten Schicht aufgedruckt und/oder aufgesprüht werden. Des Weiteren kann das Abstoßungsmittel mit den Fasern von wenigstens einer der ersten oder der zweiten Schicht in einem Stoffauflaufkasten gemischt werden. Außerdem kann die erste oder die zweite Schicht Sulfitzellstoff oder BCTMP umfassen, und das Handtuch kann eine Flächenmasse von etwa 8 gsm bis etwa 59 gsm aufweisen. Des Weiteren weist die dritte Schicht eine höhere Dochtwirkung auf als die zweite Schicht.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden nur beispielhaft und unter Bezugnahme auf die folgenden begleitenden Zeichnungen beschrieben:
1 ist eine vergrößerte, aber nicht notwendigerweise maßstabsgetreue Seitendraufsicht auf eine Ausführungsform eines Handtuchs.
2 ist eine vergrößerte, aber nicht notwendigerweise maßstabsgetreue Seitendraufsicht auf einer anderen Ausführungsform eines Handtuchs.
3 ist eine veranschaulichende Darstellung eines beispielhaften Verfahrens zum Herstellen eines Handtuchs.
4 ist eine veranschaulichende Darstellung eines weiteren beispielhaften Verfahrens zum Herstellen eines Handtuchs.
Unter folgender Bezugnahme auf die Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen durchgehend durch die Ansichten eine entsprechende Struktur, und gleiche Bezugszeichen, die in Verbindung mit der Reihe nach aufeinanderfolgenden Grußbuchstaben verwendet werden, beziehen sich auf eine Reihe von im Wesentlichen identischen Elemen ten oder Komponenten. Unter Bezugnahme auf insbesondere 1–2 sind zwei Ausführungsformen von Handtüchern 10 und 50 vorhanden.
Das Handtuch 10 kann eine erste Lage 26 umfassen, die des Weiteren eine erste Schicht 14, eine zweite Schicht 18, eine dritte Schicht 22, eine vierte Schicht 30 und eine fünfte Schicht 34 aufweist. Die erste und die zweite Schicht 14 und 18 können an den Außenflächen des Handtuchs 10 positioniert sein. Diese Schichten 14 und 18 können aus Zellstoff gebildet sein, wie beispielsweise Sulfitzellstoff und BCTMP, obwohl ebenso andere Zellstoffe verwendet werden können. Oft sind Sulfitzellstoff und BCTMP hydrophober als Kraft-Fasern.
Vorzugsweise sind die erste und die zweite Schicht 14 und 18 mit einem Abstoßungsmittel musterbeschichtet, um hydrophobe Eigenschaften bereitzustellen, wie beispielsweise das Fehlen einer Affinität zu Wasser oder Lösungen auf Wasserbasis, obwohl das Mittel ebenso in die Fasern gemischt oder auch auf die Fasern aufgesprüht werden kann. Das Abstoßungsmittel kann Flüssigkeiten abstoßen, indem es dazwischenliegende Leerräume in der Faserstruktur der Schichten 14 und 18 füllt oder einzelne Fasern beschichtet, wodurch verhindert wird, dass Flüssigkeiten absorbiert werden und durch die Fasern zu dem Inneren der Faserstruktur hindurchgelangen. Ein beispielhaftes Abstoßungsmittel ist eine hydrophobe Chemikalie, die unter der Handelsbezeichnung REACTOPAQUE von Sequa Chemicals, Inc. in One Sequa Dr., Chester, South Carolina 29706 vertrieben wird. Die Menge des Abstoßungsmittels, das zu den Fasern hinzugefügt wird, kann von etwa 1 bis etwa 30 Pfund pro Tonne (0,5 bis etwa 15 kg pro Tonne), insbesondere von etwa 1,2 bis etwa 20 Pfund pro Tonne (0,6 bis etwa 10 kg pro Tonne), und insbesondere noch besser von etwa 2 bis etwa 10 Pfund pro Tonne (1 bis etwa 5 kg pro Tonne) Fasern reichen.
Die Musterbeschichtung kann ausreichend offene Poren bereitstellen, so dass Flüssigkeit zu den inneren Schichten 22, 30 und 34 durchdringen kann, aber die Absorption von Wasser in den Fasern der Schichten 14 und 18 verhindert wird. Auf diese Weise bleiben die äußeren Schichten 14 und 18 des Handtuchs 10 während des Gebrauchs trocken und gestatten den Transfer von Flüssigkeit zu den inneren Schichten 22, 30 und 34 des Handtuchs 10, wodurch die Verwendung der im Wesentlichen vollständigen Ab sorptionskapazität des Handtuchs 10 ermöglicht wird. Abstoßungsmittel können Wachse, Latexstoffe, Silizium und Leimungsmittel umfassen.
Oft werden Leimungsmittel allgemein hinzugefügt, um das Durchdringen von wässrigen Flüssigkeit in Papier oder andere Faserstrukturen zu kontrollieren. In vielen Fällen ist ein gewisser Widerstand für die Endnutzung erforderlich. Wenn Oberflächenbehandlungen mit herkömmlicher Ausrüstung aufgebracht werden, wie beispielsweise Sprüh- oder Auftragsvorrichtungen, ist im Basisblatt oft ein Leimungsmittel erforderlich, um die Aufnahme der wässrigen Lösung zu kontrollieren. Papiersorten, wie beispielsweise Fleischeinwickelpapier, Milchkarton, Kaschierpappe (linerboard), gebleichte und ungebleichte Tüten, Feinpapier, Rundsiebpappe, Zeitungspapier und gewelltes Medium werden routinemäßig geleimt.
Interne Leimungsmittel, welche diejenigen sind, die auf Fasern innerhalb der Papierstruktur aufgebracht werden, stellen eine reduzierte Durchdringungs-Geschwindigkeit bereit, indem die Geschwindigkeit des Durchflusses durch die Kapillaren zwischen den Fasern verzögert wird, wie durch das Testverfahren ASTM D 779-94 gemessen wird. Wenn die Leimung ausgeführt ist, erhöht sich der Kontaktwinkel an der Faseroberfläche, wie durch das Testverfahren D 5725-95 oder das TAPPI-Testverfahren T-458 gemessen wird. Interne Leimungsmittel funktionieren durch den Einsatz niedriger Oberflächenenergie, die, wenn sie mit der Oberfläche von Zellulose verbunden wird, die Oberflächenenergie der Faseroberfläche reduziert.
Die Menge des Leimungsmittels, das zu den Fasern in den Schichten 14 und 18 hinzugefügt wird, kann von etwa 1 bis etwa 10 Pfund pro Tonne (0,5 bis etwa 5 kg pro Tonne), insbesondere von etwa 1,5 bis etwa 3 Pfund pro Tonne (0,75 bis etwa 1,5 kg pro Tonne), und insbesondere noch besser von etwa 2 bis etwa 2,5 Pfund pro Tonne (1 bis etwa 1,25 kg pro Tonne) Fasern reichen.
Die vierte und die fünfte Schicht 30 und 34 können jeweils an der Innenseite der ersten und der zweiten Schicht 14 und 18 positioniert sein und die dritte Schicht 22 zwischen sich einschließen. Vorzugsweise können diese Schichten 30 und 34 aus Zellulosematerial gebildet sein und größere Dochtwirkungs- und Absorptions-Eigenschaften aufweisen, als die Schichten 14 und 18, um Flüssigkeit zu der Schicht 22 zu transportieren.
Vorzugsweise sind diese Schichten 30 und 34 dünn im Vergleich zu den anderen Schichten 14, 18 und 22 zum Transportieren von Flüssigkeit.
Vorzugsweise kann die dritte Schicht 22 in der Mitte des Handtuchs 10 liegen und Zellulosefasern umfassen. Vorzugsweise weist die dritte Schicht 22 größere Dochtwirkungs- und Absorptions-Eigenschaften auf als die Schichten 14, 18, 30 und 34, wodurch in dem Handtuch 10 Dochtwirkungs- und Absorptions-Gradienten erzeugt werden. Diese Gradienten ziehen Flüssigkeit aus den äußeren Oberflächen des Handtuchs 10 in sein Inneres, wo sie verteilt und durch die gesamte Schicht 22 absorbiert wird. Die Gradienten verhindern auch, dass Flüssigkeit vom Inneren zu der Oberfläche wandert.
Die Flächenmasse des Handtuchs 10 kann von etwa 8 gsm bis etwa 59 gsm reichen, vorzugsweise von etwa 17 gsm bis etwa 34 gsm und vorzugsweise noch besser etwa 27 gsm betragen. Das Handtuch 10 besteht aus Zellulosematerialien, die durch verschiedene Behandlungen modifiziert werden können, wie beispielsweise thermische, chemische und/oder mechanische Behandlungen. Es wird in Erwägung gezogen, dass wiederhergestelltes Zellulosematerial verwendet und/oder mit anderem Zellulosematerial vermischt werden kann. Vorzugsweise sind keine synthetischen Fasern in das Zellulosematerial eingewoben.
Das Handtuch 50 kann eine erste Lage 54A umfassen, die eine erste Schicht 58A, eine zweite Schicht 62A und eine dritte Schicht 66A aufweist, und eine zweite Lage 54B, die eine erste Schicht 58B, eine zweite Schicht 62B und eine dritte Schicht 66B aufweist. Die zweite Lage 54B kann ein wesentliches Spiegelbild 86 der ersten Lage 54A sein, wodurch eine Palindromstruktur ausgebildet wird. Demzufolge wird nur die erste Lage 54A im Folgenden ausführlich erläutert.
Vorzugsweise umfasst die Lage 54A eine erste Schicht 58A, eine zweite Schicht 62A und eine dritte Schicht 66A. Die erste Schicht 58A kann an den äußeren Oberflächen des Handtuchs 50 positioniert sein und kann aus Zellstoff gebildet werden, wie beispielsweise Sulfitzellstoff und BCTMP, obwohl ebenfalls andere Zellstoffe verwendet werden können.
Vorzugsweise wird die erste Schicht 58A mit einem Abstoßungsmittel musterbeschichtet, um hydrophobe Eigenschaften bereitzustellen, obwohl das Abstoßungsmittel auch in die Fasern gemischt oder auf die Fasern aufgesprüht werden kann. Das Abstoßungsmittel kann Flüssigkeiten abstoßen, indem es dazwischenliegende Leerräume in der Faserstruktur der Schicht 58A füllt oder einzelne Fasern beschichtet, wodurch verhindert wird, dass Flüssigkeiten absorbiert werden und durch die Fasern zu dem Inneren der Faserstruktur hindurchgelangen. Ein beispielhaftes Abstoßungsmittel ist eine hydrophobe Chemikalie, die unter der Handelsbezeichnung REACTOPAQUE von Sequa Chemicals, Inc. in One Sequa Dr., Chester, South Carolina 29706 vertrieben wird. Die Menge des Abstoßungsmittels, das zu den Fasern hinzugefügt wird, kann von etwa 1 bis etwa 30 Pfund pro Tonne (0,5 bis etwa 15 kg pro Tonne), insbesondere von etwa 1,2 bis etwa 20 Pfund pro Tonne (0,6 bis etwa 10 kg pro Tonne), und insbesondere noch besser von etwa 2 bis etwa 10 Pfund pro Tonne (1 bis etwa 5 kg pro Tonne) Fasern reichen.
Die Musterbeschichtung kann ausreichend offene Poren bereitstellen, so dass Flüssigkeit zum Inneren des Handtuchs 50 durchdringen kann, aber die Absorption von Wasser in den Fasern der äußeren Schicht 58A verhindert wird. Auf diese Weise bleibt die äußeren Schicht 58A während des Gebrauchs trocken und gestattet den Transfer von Flüssigkeit zum Inneren des Handtuchs 50, wodurch die Verwendung der vollständigen Absorptionskapazität des Handtuchs 50 ermöglicht wird. Abstoßungsmittel können Wachse, Latexstoffe, Silizium und Leimungsmittel umfassen.
Oft werden Leimungsmittel allgemein hinzugefügt, um das Durchdringen von wässrigen Flüssigkeit in Papier oder andere Faserstrukturen zu kontrollieren. In vielen Fällen ist ein gewisser Widerstand für die Endnutzung erforderlich. Wenn Oberflächenbehandlungen mit herkömmlicher Ausrüstung aufgebracht werden, wie beispielsweise Sprüh- oder Auftragsvorrichtungen, ist im Basisblatt oft ein Leimungsmittel erforderlich, um die Aufnahme der wässrigen Lösung zu kontrollieren. Papiersorten, wie beispielsweise Fleischeinwickelpapier, Milchkarton, Kaschierpappe (linerboard), gebleichte und ungebleichte Tüten, Feinpapier, Rundsiebpappe, Zeitungspapier und gewelltes Medium werden routinemäßig geleimt.
Interne Leimungsmittel, welche diejenigen sind, die auf Fasern innerhalb der Papierstruktur aufgebracht werden, stellen eine reduzierte Durchdringungs-Geschwindigkeit bereit, indem die Geschwindigkeit des Durchflusses durch die Kapillaren zwischen den Fasern verzögert wird, wie durch das Testverfahren ASTM D 779-94 gemessen wird. Wenn die Leimung ausgeführt ist, erhöht sich der Kontaktwinkel an der Faseroberfläche, wie durch das Testverfahren D 5725-95 oder das TAPPI-Testverfahren T-458 gemessen wird. Interne Leimungsmittel funktionieren durch den Einsatz niedriger Oberflächenenergie, die, wenn sie mit der Oberfläche von Zellulose verbunden wird, die Oberflächenenergie der Faseroberfläche reduziert.
Die Menge des Leimungsmittels, das zu den Fasern in den Schichten 14 und 18 hinzugefügt wird, kann von etwa 1 bis etwa 10 Pfund pro Tonne (0,5 bis etwa 5 kg pro Tonne), insbesondere von etwa 1,5 bis etwa 3 Pfund pro Tonne (0,75 bis etwa 1,5 kg pro Tonne), und insbesondere noch besser von etwa 2 bis etwa 2,5 Pfund pro Tonne (1 bis etwa 1,25 kg pro Tonne) Fasern reichen.
Die zweite Schicht 62A kann an der Innenseite der ersten Schicht 58A positioniert sein und aus Zellulosematerial gebildet werden. Vorzugsweise besitzt die Schicht 62A größere Dochtwirkungs-Eigenschaften als die Schicht 58A, um Flüssigkeit in das Innere zu transportieren. Vorzugsweise ist die Schicht 62A dünn im Vergleich zu den anderen Schichten 58A und 66A zum Transportieren von Flüssigkeit.
Vorzugsweise liegt die dritte Schicht 66A im Wesentlichen in der Mitte des Handtuchs 50 und kann Zellulosefasern umfassen. Vorzugsweise weist die dritte Schicht 66A größere Absorptions- und Dochtwirkungs-Eigenschaften auf als die Schichten 58A und 62A, wodurch in dem Handtuch 50 Dochtwirkungs- und Absorptions-Gradienten erzeugt werden. Diese Gradienten ziehen Flüssigkeit aus den äußeren Oberflächen des Handtuchs 50 in sein Inneres, wo sie verteilt und durch die gesamte Schicht 66A absorbiert wird. Die Gradienten verhindern auch, dass Flüssigkeit vom Inneren zu der Oberfläche wandert.
Die Flächenmasse des Handtuchs 50 kann von etwa 8 gsm bis etwa 59 gsm reichen, vorzugsweise von etwa 17 gsm bis etwa 34 gsm und vorzugsweise noch besser etwa 27 gsm betragen. Das Handtuch 50 besteht aus Zellulosematerialien, die durch verschiedene Behandlungen modifiziert werden können, wie beispielsweise thermische, chemische und/oder mechanische Behandlungen. Es wird in Erwägung gezogen, dass wie derhergestelltes Zellulosematerial verwendet und/oder mit anderem Zellulosematerial vermischt werden kann. Vorzugsweise sind keine synthetischen Fasern in das Zellulosematerial eingewoben.
Die Lagen 54A–B können unter Verwendung aller geeigneten Papierherstellungstechniken aus Zellstoff-Fasern gebildet werden, und eine solche beispielhafte Technik wird im Folgenden beschrieben.
3 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren 100 zum Ausbilden einer Lage 26 des Handtuchs 10. Das Verfahren 100 kann Bahnen für nassen Papierstoff (wet stock lines) 110A–E umfassen. Da Bahnen für nassen Papierstoff 110A–E im Wesentlichen identisch sein können, wird hierin im Folgenden nur die Bahn für nassen Papierstoff 110A ausführlich beschrieben.
Die Bahn für nassen Papierstoff 110A kann einen Behälter 112A, einen Ganzzeugkasten (stuff box) 116A und eine Flügelpumpe 120A aufweisen. Vorzugsweise speichert der Behälter 112A eine wässrige Suspension von Zellulosefasern, die über einen Strom 114A zu dem Ganzzeugkasten 116A zugeführt wird, um eine konstante Druckhöhe aufrecht zu erhalten. Die Zellulosefasern können Sulfitzellstoff oder BCTMP sein, insbesondere für die äußersten Schichten 14 und 18 des Handtuchs 10. Ein Abflussstrom 118A aus dem Ganzzeugkasten 116A kann zu der Flügelpumpe 120A geschickt werden. Ein Abfluss aus der Flügelpumpe 120A kann dann zu einem Schichten-Stoffauflaufkasten 125 geschickt werden.
Danach kann der Zellstoff aus dem Stoffauflaufkasten 125 zu einer Papier ausbildenden Bahn zum Ausbilden des Handtuchs 10 geschickt werden, wie beispielsweise denjenigen, die im U.S.-Patent Nr. 5,048,589 offenbart sind. Vor dem Trocknen kann das Handtuch 10 mit einem Abstoßungsmittel an einer Leimpresse musterbeschichtet werden. Alternativ kann das Abstoßungsmittel zu den Stoffauflaufkästen 110A und 110E hinzugefügt oder auf die äußeren Flächen des Handtuchs 10 aufgesprüht werden.
4 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren 200 zum Ausbilden einer Lage 54A des Handtuchs 50. Das Verfahren 200 kann Bahnen für nassen Papierstoff 210A–C umfassen. Bahnen für nassen Papierstoff 210A–C im Wesentlichen können identisch sein, deshalb kann hierin im Folgenden nur die Bahn für nassen Papierstoff 210A ausführlich beschrieben werden.
Die Bahn für nassen Papierstoff 210A kann einen Behälter 212A, einen Ganzzeugkasten 216A und eine Flügelpumpe 220A aufweisen. Vorzugsweise speichert der Behälter 212A eine wässrige Suspension von Zellulosefasern, die über einen Strom 214A zu dem Ganzzeugkasten 216A zugeführt wird, um eine konstante Druckhöhe aufrecht zu erhalten. Die Zellulosefasern können Sulfitzellstoff oder BCTMP sein, insbesondere für die Schicht 58A der Lage 54A. Ein Abflussstrom 218A aus dem Ganzzeugkasten 216A kann zu der Flügelpumpe 220A geschickt werden. Ein Abfluss aus der Flügelpumpe 220A kann dann zu einem Schichten-Stoffauflaufkasten 225 geschickt werden.
Danach kann der Zellstoff aus dem Stoffauflaufkasten 225 zu einer Papier ausbildenden Bahn zum Ausbilden des Handtuchs 50 geschickt werden, wie beispielsweise denjenigen, die im U.S.-Patent Nr. 5,048,589 offenbart sind. Vor dem Trocknen kann das Handtuch 50 mit einem Abstoßungsmittel an einer Leimpresse musterbeschichtet werden. Alternativ kann das Abstoßungsmittel zu den Stoffauflaufkästen 210A oder an anderen Stellen, wie beispielsweise einem Papierstoffbehälter hinzugefügt oder auf die äußere Fläche der Lage 54A aufgesprüht werden. Die Lage 54B kann im Wesentlichen in der gleichen Weise ausgebildet werden, wie für die Lage 54A beschrieben. Sobald sie ausgebildet ist, kann die Lage 54B mit der Lage 54A unter Verwendung aller geeigneten Mittel verbunden werden, wie beispielsweise einem Klebemittel oder einem Rändel- oder Lagenbindungsrad. Beispielhafte Verbindungstechniken sind in den U.S.-Patenten Nr. 5,698,291, 5,622,734 und 5,543,202 offenbart. Wenn ein Rändelrad verwendet wird, können vorzugsweise nur die Kanten der Lagen 54A–B miteinander verbunden werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit gewissen bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, muss klar sein, dass der durch die vorliegende Erfindung abgegrenzte Gegenstand nicht auf diese spezifischen Ausführungsformen beschränkt ist. Der Gegenstand der Erfindung soll im Gegenteil alle Alternativen, Modifizierungen und Entsprechungen umfassen, die in den Umfang der folgenden Ansprüche aufgenommen werden können.

Claims

Handtuch (10), das umfasst: eine erste (14) und eine zweite (18) Schicht, die Zellulosefasern und ein Abstoßungsmittel aufweisen; und eine dritte Schicht (22), die Zellulosefasern aufweist und zwischen der ersten (14) sowie der zweiten (18) Schicht angeordnet sind; dadurch gekennzeichnet, dass das Handtuch (10) des Weiteren umfasst: eine vierte (30) und eine fünfte (34) Schicht, die zwischen der ersten (14) und der dritten (22) Schicht bzw. der zweiten (18) und der dritten (22) Schicht angeordnet sind, wobei die vierte (30) und fünfte (34) Schicht Zellulosefasern mit stärkerer Dochtwirkung als die erste (14) und die zweite (18) Schicht aufweisen; wobei die dritte Schicht (22) stärkere Dochtwirkung hat als die vierte (30) und die fünfte (34) Schicht und ein höheres Absorptionsvermögen hat als die erste (14) und die zweite (18) Schicht; und wobei alle fünf Schichten eine einzelne Lage (26) bilden.
Handtuch (10) nach Anspruch 1, wobei das Abstoßungsmittel Wachs ist.
Handtuch (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Abstoßungsmittel Latex ist.
Handtuch (10) nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Abstoßungsmittel ein Schlichtmittel ist.
Handtuch (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Abstoßungsmittel Silizium ist.
Handtuch (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Abstoßungsmittel auf wenigstens die erste (14) oder die zweite (18) Schicht aufgedruckt ist.
Handtuch (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Abstoßungsmittel auf wenigstens die erste (14) oder die zweite (18) Schicht aufgesprüht ist.
Handtuch (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Abstoßungsmittel mit den Fasern wenigstens der ersten (14) oder der zweiten (18) Schicht in einem Stoffauflaufkasten (110A–110E) gemischt wird.
Handtuch (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei wenigstens die erste (14) oder die zweite (18) Schicht Zellstoff aufweist, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Sulfitzellstoff und BCTMP besteht, und das Handtuch eine Flächenmasse zwischen ungefähr 8 g/m² und ungefähr 59 g/m² hat.
Handtuch (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die dritte Schicht (22) ein höheres Absorptionsvermögen hat als die vierte (30) und die fünfte (34) Schicht.
Handtuch (50), das umfasst: eine erste Lage (54A), die des Weiteren umfasst: eine erste Schicht (58A), die Zellulosefasern und ein Abstoßungsmittel aufweist; gekennzeichnet durch: eine zweite Schicht (62A), die Zellulosefasern mit stärkerer Dochtwirkung als die erste Schicht (58A) nahe an der ersten Schicht (58A) angeordnet aufweist; eine dritte Schicht (66A), die Zellulosefasern mit höherem Absorptionsvermögen als die erste (58A) und die zweite (62A) Schicht nahe an der zweiten Schicht (62A) angeordnet aufweist, wobei die dritte Schicht (66A) stärkere Dochtwirkung hat als die zweite Schicht (62A); und eine zweite Lage (54B), die mit der ersten Lage (54A) verbunden ist und im Allgemeinen ein Spiegelbild derselben ist.
Handtuch (50) nach Anspruch 11, wobei das Abstoßungsmittel Wachs ist.
Handtuch (50) nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Abstoßungsmittel Latex ist.
Handtuch (50) nach Anspruch 11, 12 oder 13, wobei das Abstoßungsmittel ein Schlichtmittel ist.
Handtuch (50) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei das Abstoßungsmittel Silizium ist.
Handtuch (50) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei das Abstoßungsmittel auf die erste Schicht (58A, 58B) jeder Lage (54A, 54B) aufgedruckt ist.
Handtuch (50) nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei das Abstoßungsmittel auf die erste Schicht (58A, 58B) jeder Lage (54A, 54B) aufgesprüht ist.
Handtuch (50) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei das Abstoßungsmittel mit den Fasern der ersten Schicht (58A, 58B) jeder Lage (54A, 54B) in einem Stoffauflaufkasten (210A–110C) gemischt wird.
Handtuch (50) nach einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei wenigstens eine der ersten Schichten (58A, 58B) jeder Lage (54A, 54B) Zellstoff aufweist, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Sulfitzellstoff und BCTMP besteht, und das Handtuch (50) eine Flächenmasse zwischen 8 g/m² und 59 g/m² hat.
Handtuch (10) nach Anspruch 1, wobei die erste (14) und die zweite (18) Schicht hydrophobe Eigenschaften haben.
Handtuch (50) nach Anspruch 11, wobei die erste Schicht (58A) hydrophobe Eigenschaften hat.