DE2421061A1

DE2421061A1 - Faseriges blattmaterial und verfahren zur herstellung dieses materials

Info

Publication number: DE2421061A1
Application number: DE2421061A
Authority: DE
Inventors: Jun Clifford John Roberts
Original assignee: Scott Paper Co
Current assignee: Kimberly Clark Tissue Co
Priority date: 1973-04-30
Filing date: 1974-04-29
Publication date: 1974-11-21
Also published as: FR2235221B1; BE814302A; FR2235221A1; NL179597C; AU6810174A; JPS5013612A; CA1002360A; US3903342A; IT1011329B; NL7405713A; JPS604317B2; DE2421061C2; GB1443131A

Description

Dr.Ve/G.

Scott Paper Company, Industrial Heghway at Tinicum Island Road,

Delaware County, Pennsylv.,V.St.A₀

Faseriges Blattmaterial und Verfahren zur Herstellung

dieses Materials

Die Erfindung bezieht sich auf ein aus integrierenden Teilen bestehendes, schichtartiges faseriges Blattmaterial, das vorzugsweise vorherrschend aus Fasern für die Papierherstellung besteht und besonders für eine Verwendung als frei verfügbare (wegwerfbare) Handtücher und Wischtücher, geeignet ist, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung dieses Materials„

In der Papierindustrie besteht ein starker Trend zur Entwicklung frei verfügbarer Produkte aus Fasern für die Papierherstellung und anderen Fasern als Ersatz für herkömmliche Stoffprodukte, die als Wischtücher und Handtücher zu Hause und in industriellen Betrieben dienen sollen. Damit diese Papierprodukte mit Erfolg vom Verbraucher angenommen werden, müssen diese Produkte Stoff sehr ähnlich sein, und zwar sowohl hinsichtlich der Empfindung des Verbrauchers als auch im Leistungsvermögen, So müssen bei einem erfolgreichen Produkt bestimmte physikalische Eigenschaften vorhanden sein. Zu diesen Eigenschaften gehören im allgemeinen Weichheit, Festigkeit, Dehnbarkeit, Ab- '

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Sorptionsvermögen;, das Vermögen,, trocken zu wischen, eine voluminöse Beschaffenheit bzw. Dicke und Scheuerfestigkeit. Je nach dem besonderen für das Produkt vorgesehenen Zweck sind einige Eigenschaften erwünschter als andere.

Die Weichheit ist eine Eigenschaft, die bei ziemlich allen Papierprodukten, ohne Rücksicht auf die vorgesehene Vervrendung, sehr erwünscht ist. Diese Eigenschaft ist von Bedeutung, nicht nur weil der Verbraucher es angenehmer findet, mit sich weicher anfühlenden Produkten umzugehen, sondern auch, weil die Weichheit des Produkts ermöglicht, dass dessen Form sich leichter der Form anpasst, die durch die Gebrauchserfordernisse bestimmt wird. Festigkeit und die Fähigkeit, sieh zu dehnen, sind zv/ei andere Eigenschaften, die erwünscht sind, und zwar insbesondere bei solchen Produkten, die unter starker Beanspruchung benutzt werden sollen. Bei Produkten, die zum Reinigen oder Putzen verwendet werden sollen, ist es ausserdem erwünscht, dass diese eine gute Abriebfestigkeit, haben. Wenn der Hauptzweck des speziellen Produkts darin liegt, vergossene Flüssigkeiten aufzuwischen, sind das Absorptionsvermögen und die Fähigkeit, trocken zu wischen, zwei andere Eigenschaften, die sehr erwünscht sind. Eine voluminöse Beschaffenheit bzw. eine gewisse Dicke ist von Bedeutung, und zwar nicht nur, weil eine solche Dicke ermöglicht, dass sich das Papier wie Stoff anfühlt, sondern auch, weil dadurch in vorteilhafter Weise die anderen erwünschten Eigenschaften, wie Weichheit und Absorptionsvermögen, beeinflusst werden.

Einige dieser Eigenschaften beeinflussen jede andere Eigenschaft etwas nachteilig. D.h., eine Förderung einer Eigenschaft ist im allgemeinen mit einer Beeinträchtigung einer anderen Eigenschaft verbunden. Z.B. erhöht eine Zunahme der Bahndichte oder Faserkonzentration (die Dichte der Fasern zueinander) die Fähigkeit der Bahn, trocken zu wischen oder Feuchtigkeit aufzunehmen, was auf die grössere Kapillarwirkung der kleinen Zwischenräume

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zwischen den Pasern zurückzuführen ist. Durch eine Zunahme der Dichte bzw. Nähe der Pasern werden die Zwischenräume zwischen den Pasern, die zum Halten der Feuchtigkeit zur Verfügung stehen, verringert, und dadurch wird das Absorptionsvermögen, in Bezug auf die Menge, der Bahn vermindert.

Vielleicht ist ein noch eindrucksvolleres Beispiel für die entgegengesetzte Beziehung zwischen Eigenschaften durch die Beziehung zwischen Festigkeit und Weichheit gegeben. Es ist im allgemeinen angenommen worden, dass übliche Methoden, die zur Herstellung von weichem Papier angewendet werden, notwendigerweise zu einer Verringerung der Festigkeit führen. Der Grund liegt darin, dass herkömmliche Papierprodukte aus wässrigen Aufschlämmungen gebildet werden, in denen die Festigkeit hauptsächlich auf den Zwischenfaserbindungen basiert, die durch den mit der Papierherstellung verbundenen Hydratbindeprozess gebildet werden. Papier, das eine grosse Konzentration von diesen Papierbildungsbindungen aufweist, ist im allgemeinen steif. Um das Papier weich zu machen, ist es erforderlich, diese steifen, Bindungen zu verringern, und die dadurch erzielte Wirkung führt ausserdem zu einem Festigkeitsverlust.

Das am meisten angewendete Verfahren zur Verringerung der steifen Papierbildungsbindungen besteht darin, dass das Papier durch eine trocknende Fläche mit einem Abstreicher gekreppt bzw. gekräuselt wird, wobei viele der Zwischenfaserbindungen in der Papierbahn zertrennt und gebrochen werden. Andere Methoden, die zur Verminderung dieser Bindungen angewendet worden sind, verhüten, im Gegensatz zu der Kreppmethode, die Bildung von Bindungen, anstelle diese nach der Bildung zu brechen. Beispiele für diese anderen Methoden sind eine chemische Behandlung der für die Papierherstellung verwendeten Fasern zur Verminderung des Zwischenfaserbindungsvermogens davon, bevor diese Fasern auf der bahnbildenden Fläche abgelagert werden, die Verwendung von unaufgereinigten Fasern in dem

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wässrigen Brei, Zugabe von synthetischen Fasern zu dem wässrigen Brei, die nicht die Fähigkeit haben, papierbildende Bindungen zu bilden oder das Unterlassen eines Pressens der Bahn zur Entfernung des Wassers von der Papierbahn, nachdem diese auf der bahnbildenden Fläche abgelagert worden ist. Diese letztere Methode vermindert die Bildung von Bindungen durch Verringerung eines engen Kontakts der Fasern miteinander während des Pormgebungsprozesses- Alle diese Methoden können mit Erfolg angewendet werden, um die Weichheit der Papierbahnen zu erhöhen, doch nur unter gleichzeitigem Verlust von Festigkeit in der Bahn.

Versuche, den Festigkeitsverlust durch Verminderung der papierbildenden Bindungen aufzuhalten, sind unternommen worden, und zu diesen gehört die Zugabe von bindenden Materialien, d.h. Bindemitteln, zu der Bahn, die der Bahn eine Festigkeitszunahme um einen höheren Grad zu verleihen vermögen als der der Steifigkeitszunahme. Ein Verfahren, das benutzt worden ist, um Bindemittel für die Bahn anzuwenden, besteht darin, dass das Bindemittel der wässrigen Faseraufschlämmung zugegeben und diese auf der bahnbildenden Fläche zusammen mit den Fasern abgelagert wird» Bei diesem Verfahren kann das Bindemittel gleiehmässig völlig in der Bahn verteilt werden, wodurch die Härte vermieden wird, die durch Anreicherungen von Bindemittel gegeben ist. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass das Absorptionsvermögen der Bahn verringert wird, weil die Poren zwischen den Fasern mit Bindemittel gefüllt sind. Ausserdem bindet das Bindemittel die Bahn gleiehmässig überall, was nachteilig ist, wie nachfolgend erläutert wird.

Ein anderes Verfahren, das angewendet worden ist, um der Bahn Bindemittel zuzugeben, besteht darin, dass das Bindemittel der Bahn in einem Muster mit Abständen zugegeben wird. Bei diesem Verfahren enthält der Hauptteil der Bahnoberfläche kein das Absorptionsvermögen verminderndes Bindemittel. Dieses Ver-

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ungewebten Materialien fahren wird im allgemeinen auf dem Gebiet der/("Wegwerfⁿ-Materialien) angewendet, wobei der Bahn eine geringe oder keine Festigkeit durch papierbildende Bindungen verliehen wird und ziemlich die gesamte Festigkeit durch die Bindemittel erhalten wird. (Eine gewisse Festigkeit kann durch Verschlingung oder Verflechtung von Fasern erzielt werden, wenn die Fasern dazu lang genug sind.) Die Fasern in solchen nichtgewebten Bahnen sind Jedoch genügend lang um zu ermöglichen, dass geringe Mengen von Bindemittel der Bahn eine erhebliche Festigkeit verleihen, weil die benachbarten Bereiche des Bindemittels in dem Muster mit Abständen ziemlich weit entfernt sein und noch fähig sein können, jede Faser in dem Netzwerk zu binden.

Im Gegensatz zu nichtgewebten Bahnen erfordern Bahnen, die völlig oder hauptsächlich aus Fasern für die Papierherstellung bestehen, ziemlich nahe beieinander liegende bindende Bereiche, weil die Fasern für die Papierherstellung sehr kurz sind und im allgemeinen eine Länge unter 0,6 cm haben. Daher bestand die Meinung, dass, wenn genügend Bindemittel in einem Muster auf die Papierbahn in dem zur Bindung jeder Faser in einem Netzwerk erforderlichen Mass aufgebracht wird, ein hartes Blatt entsteht, das eine geringe Weichheit aufweist, insbesondere in den Bereichen, in denen das Bindemittel lokalisiert ist.

Es ist ein Verfahren entwickelt worden, das die Härte in dem Bahnbereich, in dem das Bindemittel konzentriert ist, verringert. Dieses Verfahren ist in der US-Patentanmeldung Nr. 156 527 beschrieben und besteht in seiner bevorzugten Ausführungsform darin, dass zunächst eine faserige Bahn unter Bedingungen gebildet wird, die zu einer sehr geringen Bindefestigkeit zwischen den Fasern führt, und zwar nach einem der oben beschriebenen Methoden. Der Bahn wird dann eine Festigkeit dadurch verliehen, dass Bindemittel auf eine Oberfläche der Bahn in einem feinen Muster mit leeren Stellen aufgebracht wird. Die Härte in den gebundenen Bereichen wird vermindert,

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indem die gebundenen Teile der Bahn fest an einer kreppenden Fläche zum Anhaften gebracht und mit einem Abstreichmesser entfernt werden, wodurch die gebundenen Teile fein gekreppt und weich gemacht worden sind. Diese Form des eingestellten Kreppens oder Kräuseins führt ausserdem zu einer Reihe von Verbesserungen von anderen Eigenschaften. Z.B. bewirkt ein selektives Kreppen von den gebundenen Bereichen in der Oberfläche der Bahn eine Kontraktion der Oberfläche der Bahn in allen Richtungen, was zu einer Zunahme der Dehnung in sowohl der Masehinenriehtung als auch in der Richtung der Bahn quer zu der Maschinenrichtung führt. Ausserdem sind die Teile der Bahn, in denen das Bindemittel nicht lokalisiert ist, im allgemeinen durch die Wirkung des Ereppens auseinandergebrochen, was zu einer Zunahme des Bahnvolumens, einer Zunahme der Weichheit der Bahn und einer Erhöhung des Absorptionsvermögens führt. An bestimmten Stellen innerhalb der Bahn, nahe bei dem Bindemittel, entwickelt die Bahn innere Spaltteile, die das Absorptionsvermögen, die Weichheit und das Volumen der Bahn weiter vergrössern. Dieser Effekt an den Teilen, an denen das Bindematerial nicht lokalisiert ist, ist nicht gegeben, mindestens nicht in dem gleichen Ausmass, bei einer durch Zugabe von Bindemittel zu der wässrigen Faseraufsehlämmung gebildeten Bahn.

Dieses Verfahren führt zu einer Papierbahn mit aussergewöhnlicher Weichheit und Festigkeit, d.h. mit zwei Eigenschaften, von denen früher angenommen worden war, dass sie sich gegenseitig weitgehend ausschliessen. Dieses Verfahren führt ausserdem zu einer Bahn mit ausgezeichnetem Absorptionsvermögen, das auf das Bindemittel zurückzuführen ist, das auf nur einen kleineren Teil der Bahnoberfläche begrenzt ist. Ferner schafft die Kompaktheit der Oberfläehenfasern aufgrund des Schrumpfens der gebundenen Teile auf der Bahn eine Bahnoberfläche, die ein verbessertes Trockenwischvermögen aufweist. Es wird ferner ange-

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nommen, dass das Pressen der Bahn an eine kreppende Fläche, während die Bahn feuchte Teile in dem Oberflächenbereich aufgrund des ungehärteten oder ungetrockneten Bindemittels enthält, bewirkt, dass die Pasern in diesen feuchten Bereichen dicht zusammengedrängt werden.

Dieses Verfahren ist besonders zur Herstellung von Bahnen mit einem niedrigeren Grundgewichtsbereich für solche Zwecke, wie Toilettenpapier, geeignet. Dieses Verfahren weist Jedoch Nachteile bei der Herstellung von Bahnen für eine Verwendung mit. stärkerer Beanspruchung auf, wie z.B. für Handtücher, bei denen eine grössere Festigkeit ein grösseres Volumen und ein stärkeres Absorptionsvermögen erwünscht ist. Beispiele für solche Nachteile sind eine schlechte Scheuerfestigkeit und das Unvermögen der Bahn, die Fasern auf der nichtgebundenen Seite der Bahn zu halten, sowie eine geringere Festigkeit in der gesamten Bahn, als sie erwünscht sein mag. Diese Eigenschaften können verbessert werden, wenn man bewirkt, dass das Bindemittel die Bahn vollständig durchtränkt, um ein Bindemittelnetzwerk zu schaffen, das die Bahn völlig durchsetzt, doch würde eine solche Bahn in einem geringeren Masse Verbesserungen von den Eigenschaften aufweisen, die bei Durchführung des Verfahrens der US-Patentanmeldung Nr. I56 327 erzielt werden. Z.B. würde ein Binden der Bahn mit dem sich völlig durch die Bahn erstreckenden Bindemittel ein Zerreissen der Fasern innerhalb der Bahn beim Kreppen verringern und daher zu einer Verminderung des Volumens, der Weichheit und des Absorptionsvermögens führen. Ausserdem ist es bei Bahnen mit schwererem Grundgewicht schwierig, ein völliges Durchdringen des Bindemittels durch die Bahn zu erreichen, und entsprechende Versuche führen zu Ansammlungen von überschüssigem Bindemittel an der Bahnoberfläche, wo vieles von dem Bindemittel für ein Verfestigen der Zwischenfaserbindungen unwirksam ist. Wexnn ferner ein völliges Durchdringen des Bindemittels stattgefunden hat, findet das Bindemittel in dem Innern der Bahn keine so wirk-

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same Anwendung zur Erhöhung der Scheuerbestandigkeit der Bahn, als wenn das Bindemittel sieh nur in der Oberfläche der Bahn befände. Ein Anbringen von dem Bindemittel in dem Innern der Bahn stellt nicht nur einen unwirksamen Einsatz von dem teuren Bindemittel dar, sondern führt auch zu einem härteren Griff der Bahn, was auf das Unvermögen der Kreppwirkung zurückzuführen ist, die gebundenen Teile wirksam zu erweichen.

Ein vorteilhaftes Merkmal des in der US-Patentanmeldung Nr. 156 527 beschriebenen Verfahrens, welches durch völliges Binden der gesamten Bahn abgeschwächt würde, liegt in der Möglichkeit, eine Bahnoberfläche mit kompakten Pasern mit einem guten Trockenwischvermögen zu schaffen, während gleichzeitig eine voluminöse bzw. luftige Bahn erzielt wird, die eine grosse Menge Feuchtigkeit zu absorbieren vermag. Diese Eigenschaften sind nur von geringerer Bedeutung, wenn ein Produkt für solche Zwecke, wie Toilettenpapiere, hergestellt werden soll, Jedoch von grosser Bedeutung, wenn das Produkt für Wischtücher oder Handtücher verwendet werden soll. Bezüglich dieses Punkts wird darauf hingewiesen, dass das Produkt nach dem Verfahren der US-Patentanmeldung Nr. 156 327 einen weiteren Nachteil hinsichtlich der Verwendung als Wischtücher oder Handtücher hat, da das Produkt nur auf der einen Seite des Blatts eine gute Scheuerfestigkeit zeigt, d„h. auf der Seite, auf die das Bindemittel aufgebracht worden ist. Dieser Nachteil beeinträchtigt das Verfahren der US-Patentanmeldung Nr. 156 527i wenn ein Wischtuch oder Handtuch hergestellt werden soll, insbesondere ein solches, das bei der Benutzung einer erheblichen Beanspruchung ausgesetzt ist.

Möglicherweise ist das einfachste Verfahren zur Herstellung eines wischtuchähnlichen Papierprodukts mit dem erwünschten Volumen, dem erwünschten Absorptionsvermögen und der erwünschten Scheuerfestigkeit, zwei oder mehrere erhabene konventionelle Papierbahnen mit einem Klebemittel miteinander zu einem schichtförmigen Gebilde zu verbinden. Ein Vorteil dieser Methode liegt darin, dass die dicht zusammengedrängten Fasern

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der herkömmlichen Papierbahnen gute Trockenwischeigenschaften auf beiden Seiten des Blatts ermöglichen, während gleichzeitig die durch die erhabenen, die Bahnen voneinander trennenden Teile geschaffenen Leerstellen zwischen den Bahnen die Fähigkeit der Bahn, Feuchtigkeit zu halten, erhöhen. Beispiele für dieses Verfahren sind in den US-Patentschriften 3 4l4 459 und 3 556 907 beschrieben. Die Nachteile dieses Verfahrens sind ersichtlich, wenn das umständliche Verfahren betrachtet wird, zu dem das gesonderte Prägen von zwei oder mehr Bahnen und dann das ,Zusammenbringen der Bahnen gehören, wobei gleichzeitig verhindert werden muss, dass sich die erhabenen Vorsprünge der einen Bahn mit den erhabenen Vorsprüngen der anderen Bahn verschachteln. Ausserdem erfordert eine bestimmte Länge des mehrschichtigen Produkts zunächst die Herstellung einer doppelt oder mehrfach so langen Bahn auf der Papierherstellungsvorrichtung. Ferner sind die bekannten mehrschichtigen Papierprodukte im allgemeinen aus herkömmlichen Papierbahnen hergestellt worden, die meistens völlig von steifen Papierbildungsbindungen zur Erzielung einer Festigkeit abhängig sind.

Die mehrschichtigen Papierprodukte sind trotz dieser Nachteile ziemlich erwünscht, weil sie im Vergleich zu ihrem Gewicht sehr voluminös hergestellt werden können, was auf den Hohlräumen zwischen den Schichten beruht, die durch die geprägten Vorsprünge gebildet werden und die Schichten im Abstand voneinander halten. Aufgrund dieses Aufbaus werden mehrschichtige Produkte leicht zwischen den Fingern des Verbrauchers zusammengedrückt, wodurch den Produkten das Gefühl von Weichheit verliehen wird.

Unter Berücksichtigung der Vorteile von mehrschichtigen Produkten und der nachteiligen Härte von bekannten mehrschichtigen Produkten sollte es naheliegen, ein mehrschichtiges Produkt

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durch, schichtförmiges Verbinden von zwei oder mehr nach dem Verfahren der US-Patentanmeldung Nr. 156 527 hergestellten Bahnen herzustellen. Die bekannten Methoden zum schichtförmigen Verbinden mehrerer Schichten von Bahnen enthalten jedoch die unerwünschten Erfordernisse eines umständlichen Laminierungsverfahrens und die Notwendigkeit, für das Laminieren zunächst grössere Längen von der Ausgangsbahn herzustellen, wodurch der Vorteil eines derartigen Produkts vermindert wird.

Der vorstehenden Erörterung ist zu entnehmen, dass es sehr vorteilhaft wäre und daher ein Ziel der Erfindung ist, ein Papierprodukt herzustellen, das das Volumen, das Absorptionsvermögen und die Kompressibilität eines herkömmlichen mehrschichtigen Produkts hat, aber ohne den üblicherweise gleichzeitig vorhandenen Mangel an Weichheit, der auf der starken Abhängigkeit der Festigkeit von den für die Papierbildung erforderlichen Bindungen beruht. Es wäre ausserdem sehr vorteilhaft und ist daher ein Ziel der Erfindung, ein Papierprodukt herzustellen, das die erwünschten Eigenschaften eines mehrschichtigen Produkts besitzt, ohne jedoch die Nachteile des notwendigerweise anzuwendenden umständlichen Verfahrens nach dem Stand der Technik aufzuweisen. Diese erwünschten Merkmale weist das Produkt der Erfindung auf, das nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt worden ist.

Die Erfindung schlägt ein faseriges Blattmaterial vor, das aus einer aus integrierenden Teilen bestehenden, schichtartigen Bahn von im wesentlichen planar ausgerichteten Fasern besteht, wobei die Bahn erste und zweite Oberflächenregionen jeweils auf einer Seite einer zentralen Kernregion aufweist, die zentrale Kernregion eine geringere Faserkonzentration als die erste Oberflächenregion hat, eine erste Oberflächenablagerung von Bindemittel vorhanden ist, die sich nur durch die erste Oberflächenregion erstreckt, und eine zweite eindringende Ablagerung von Bindemittel vorhanden ist, die sich

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durch die zentrale Kernregion erstreckt und die ersten und zweiten Oberflächenregionen miteinander verbindet, die zweite eindringende Ablagerung von Bindemittel in einem feinen, mit Leerstellen versehenen Muster vorliegt, das einen geringeren Bereich in der Ebene der Bahn einnimmt als die erste Oberflächenablagerung des Bindemittels«

Die Erfindung schlägt ferner ein Verfahren zur Herstellung eines aus integrierenden Teilen bestehenden schichtartigen faserigen Blattmaterials vor, bei dem eine Bahn von im wesentlichen planar ausgerichteten Pasern gebildet wird, Bindemittel auf die Bahn gebracht und die Bahn gekreppt wird, wobei das Bindemittel auf die Bahn aufgebracht wird, indem ein erstes Bindemittel auf eine Seite der Bahn so aufgebracht wird, dass es nur teilweise durch die Dicke der Bahn dringt, um in der Bahn eine erste Oberflächenregion mit dem ersten darin abgelagerten Bindemittel und eine zentrale Kernregion zu schaffen, die frei von dem ersten Bindemittel ist, wobei die zentrale Kernregion auf einer Seite durch die erste Oberflächenregion und auf der anderen Seite durch eine zweite Oberflächenregion gebunden ist, und ein zweites Bindemittel auf eine Seite der Bahn so aufgebracht wird, dass es die zentrale Kernregion durchdringt und die ersten und zweiten Oberflächenregionen verbindet, wobei das zweite Bindemittel in einem feinen, mit Leerstellen versehenen Muster aufgebracht wird, das einen geringeren Bereich in der Ebene der Bahn einnimmt als das erste Bindemittel.

Die Erfindung wird im folgenden ausführlicher unter Hinweis auf die dazugehörenden Zeichnungen erläutert, in denen

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die Ji¹I₀Ur 1 einen sciieiiiatiscnen öeitenaufriß einer Vorrichtungs- £orm für aie Herstellung einer fasezägen Bann darstellt, die für aie Benandlung nacii dem Verfanren der Erfindung zur Bildung des Blattiiiaterials aer Erfindung geeignet ist,

die Figur 2 einen scne_uatischen Aufriß eines Teils von einer Vorricntungsform zur Jurcnfünrung der Verfahrensstufen der Erfinaung aarstellt,

die Figur 3 einen scnematischen Aufriß eines Teils der bevorzugten Vorricntungsforia zur Durchführung der bevorzugten Verfahrensscxiritte der Erfinaung aarsteilt,

aie Figur 4- einen scneiaatischen Aufriß eines Teils einer anderen Vorriehtungsforia zur Durchführung aes Verfahrens der Erfindung aarstellt,

die Figur 5 eine staric vez'gröiüerte Draufsicht eines Teils von einer deite aes ülattiaaterials der Erfindung darstellt und

die Figur 6 eine starke vergrößerte ./iedergabe eines Teils des j31attiaaterials der Erfindung in einer Schnittdarsteilung durch die Bann aer Erfindung ist.

Die Figur 1 erläutert scnematisch eine Vorrichtung zur Herstellung von Papier, aie eine Bahn zu bilden vermag, bei der die Verfahrensscnritte der Erfindung angewendet werden. Eine Kopfbox 10 ist so ausgestattet, daß sie eine Zufuhr für einzuspeisendes Faseraaterial enthält, das im allgemeinen aus einer dünnen AufschläiUiUung von Fasern in lasser besteht. Die Kopfbox 10 hat Stauvorricntungausflußschnauzen 11, die über der sich bewegenden Oberfläche eines Kondensators 12 angeordnet sind, die bei dieser Ausfünrungsform ein mit Löchern versehenes verwobenes Drahtnetz, wie z.B. ein Fourdrinier-Drahtnetz, enthält. Das einzuspeisende Fasermaterial in der Kopfbox 10 gelangt von den Stauvorrichtungsausflußschnauzen 11 auf die Oberfläche des Drahtnetzes 12. Das Drahtnetz wird durch mehrere Fürungsrollen 15 auf einer kontinuierlicnen Bahn bewegt, wooei wenigstens eine der Führungsrollen durch Antriebsmittel(nicht dargestellt) angetrieben wird. Eine Valcuuinbox 14 ist unterhalb des Drahtnetzes 12 angeordnet und geeignet, das Entfernen von »/asser von dem eingespeisten Fasermaterial zu unterstützen, um eine Bahn aus den Fasern zu

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bilden. Außerdem können andere Mittel zur Entfernung von wasser, wie z.B. wasserventilatoren, üollgänge und aergl. (nicht dargestellt), unter dem oberen Lauf des Drahtnetzes 12 angewendet werden, um das Ablaufen von »fässer aus dexa eingespeisten IPasermaterial zu unterstützen. ?Ienxi die Bahn sich dem ünde des oberen Laufs des lourdrinier-Drantnetzes 12 nähert, wird die Bahn auf einen zweiten !Träger 15 übergeleitet, der entweder ein Drahtnetz oder ein Papiertransporttuch sein kann. Dieser zweite Träger 15 liegt gleichzeitig mehreren jTünrungsrollen 16 auf, durch die er kontinuierlich bev/egt wird.

Das Überleiten der Bahn von dem Drahtnetz 12 zu dem Träger 15 wird durch leichtes Pressen des Trägers 15 zu einem Eingriff mit der Bahn auf dem Drahtnetz 12 durch eine Abgreifwalze 17 bewirkt. Das überleiten der Bahn von dem Drahtnetz 12 zu dem Träger 15 kann durch andere iüittel bewirkt oder unterstützt werden, wie z.B. durch eine Luftrakel 18, die gegen die der Bahn entgegengesetzte Oberfläche des Drahtnetzes 12 gerichtet ist, oder eine Vakuumbox 20 in der Abgreifwalze 17 oder beides, wobei diese Mittel dem "Fachmann auf dem Gebiet der Papierherstellung bekannt sind. Mindestens eine der walzen 16 oder 17, auf denen der zweite Träger 15 ruht, wird durch Mittel (nicht dargestellt) angetrieben, so daß der Träger 15 eine Geschwindigkeit üat, die vorzugsweise der Geschwindigkeit des Drahtnetzes 12 gleich ist, um so die Bewegung der Bahn fortzufünren.

Die Bahn wird von dem Träger 15 auf die überfläche einer drehbaren erwärmten Trocicentrommei 21, wie z..u. einen Xankee-Trockner, geleitet. Die Bahn wird leicht gegen die Oberfläche der Trockentrommel 21 gedrückt, der sie anhaftet, was auf den .Feuchtigkeitsgehalt der Bahn und deren Bevorzugung für die glattere von zwei Fläcnen zurückzuführen ist. In einigen Fällen kann es erwünscht sein, ein kreppend wirkendes Klebemittel, wie z.B. tierischen Leim, gleichmäßig auf die Bahnoberfläche oder die Trommeloberfläche aufzuoringen. In dem Maße, in dem die Bahn einen Teil des rotierenden Weges auf der Oberfläche des Trockners getragen wird, wird der Bahn Wanne verliehen und im allgemeinen das meiste der darin enthaltenen feuchtigkeit durch Verdampfen entzogen. Die

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Bann 19 wird von eier Oberfläche des l'rockners in der Figur 1 durch ein kreppendes kesser 22 entfernt, obwohl die Bahn gewünschtenfalls von dem l'rocioier auch durch Abziehen davon ohne Kreppen entfernt werden kann.

Das i'rocicnen kann durcn andere Trockner als die Trockentrommel 21 oewirkt werden. Der l'rockner icann eine wesentliche andere Form besitzen, wie sie z.B. in der US-Patentschrift 2 452 936 beschrieben ist. fieser Irociaiertyp bewirkt die Entfernung von Feuchtigkeit von der Bahn dadurch, daß Luft durch die Bahn geleitet wird, Uta die Feucntigkeit zu verdampfen, ohne daß irgendein iiiecnanischer Druck auf die Bahn ausgeübt wird. Dieses letztere Merkmal wird in Verbindung mit vorliegender Erfindung in vorteilhafter si eise für zahlreiche unten angegebene Zwecke ausgenutzt. Außerdem ist eine auf diese «/eise getrocknete Bahn im allgemeinen nicnt gekreppt, und dieses kann in bestimmten Fällen ein vorteilhaftes Merkmal sein.

An diesem Punkt wird ohne Rücksicht auf die angewendete besondere Vorricntung oder das angewendete Verfahren eine Grundbahn von planar orientierten Fasern gebildet, die nach dem Verfahren der Erfindung unter Bildung eines Blattmaterials der Erfindung behandelt werden kann. (Unter planar orientiert wird hier verstanden, daß im wesentlicnen alle Fasern in der Ebene der Bahn orientiert sind.) Die Bahn enthält hauptsächlich Lignocellulosefasern, wie Holzpulpe oder Baumwo11inters, die bei der Papierherstellung Torwendet werden und kurze Fasern mit einer länge unter 0,6 cm sind. Die Bahn kann jedoch teilweise ode* vollständig aus Fasern gebildet werden, die relativ lange Fasern sind, wobei dennoch die Vorteile der Erfindung erhalten bleiben. Beispiele für solche relativ langen Fasern sind Baumwoll-, WoIl-, Reyon, regenerierte Cellulose-, Celluloseesterfasern, wie z.B. Celluloseacetatfasern, Polyamidfasern, Acrylfasern, Polyesterfasern, Vinylfasern, Proteinfasern, Fluorkohlenstoffasern, Dinitrilfasern, Nitrilfasern und andere Fasern, natürliche oder synthetische. Die Länge dieser anderen Fasern kann bis zu etwa 6,4 cm betragen, obwohl kürzere Längen bei der Bildung der Bahn auf einer herkömmlichen Papierhers tellungsvorricntung vorteilhaft sind. Weil ferner die Haupt-

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zwecke nacli der Erfindung darin bestehen, Oberflächenregionen einer Bahn durch eine weiche, schwache zentrale Kernregion mit Bindemittel, das einen kleineren Teil dieser Kernregion einnimmt, miteinander zu verbinden, ist es nach der Erfindung nicht erforderlich und besonders vorteilhaft, längere Fasern in der Bahn zu verwenden. Die Erfindung ist besonders wirtscnaftlich vorteilnaft, wenn praktisch alle Pasern kurze für die Papierherstellung verwendete Fasern sind. Die Erfindung ist auch besonders vorteilhaft, wenn die Grundöahn eine solche ist, die im allgemeinen eine gleichmäßige Faserkonzentration innernalb der Dickenabmessung der Bahn aufweist, wie sie nach üblichen Arbeitsweisen zur Herstellung von Papier gebildet wird. Bahnen dieses !Typs werden dann nach den Verfahrensstufen der Erfindung unter Bildung schichtartiger Bahnen behandelt.

Die Bahn 19 hat vorzugsweise ein solcnes Grundgev/icht, daß bei dem fertigen Produkt das Grundgewicht zwiscnen etwa 6,6 bis 45,4 kg und darüber und noch bevorzugter zwischen etwa 11,3 und etwa 25»2 kg je 267,5 m (etwa 15 bis etwa 100 Ib und vorzugsweiser etwa 25 und etwa ,60 lb/2880 ft²) liegt. D.h., daß die Bahn 19, nachdem sie als G-rundbahn gebildet worden ist, ein Grundgewicht zwischen etwa 5,4 und etwa 56,3- kg und vorzugsweise zwischen etwa

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10 und etwa 20 kg je 267,5 m (etwa 12 bis etwa 60 Ib und vor-

2 zugsweise'etwa 22 bis etwa 45 lb/28dO ft ) bei Durchführung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung haben soll. Die Blattprodukte in diesem allgemeinen Bereich profitieren am meisten von dem Verfahren der Erfindung, weil diese in großem Umfange angewendet werden, wenn die Merkmale der Erfindung von Bedeutung sind. In diesem Grundgewichtsbereich verleiht das Verfahren der Erfindung am erfolgreichsten dem erfindungsgemäßen Produkt die erwünsclrcen Eigenschaften.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung besitzt die Bahn an diesem Punkt, d.h., direkt bevor sie den Verfahrensstufeh der Erfindung unterworfen wird, vorzugsweise bestimmte physikalische Eigenscnaften, so daß, wenn sie durch nacnfolgende Stufen des Verfahrens der Erfindung behandelt wird, in ein Blattmaterial mit überlegenen Eigenschaften umgewandelt wird. Allgemein gesagt,

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sind diese Eigenscriaf xen, die die zu behandelnde Bann besitzt, euren einen verringerten Grad von Bindef estigiceit zwischen den fasern oeaingt. Der Effekt einer solcnen verringerten Bindefestigkeit zwischen den Fasern besteht darin, daß eine Reihe von Eigenscnaften der .Bahn wesentlich geändert werden, wenn die Bahn dem Verfanren der Erfindung unterworfen wird, wie z.B. das Volumen und aie ,/eichneit der Bahn sowie auch die gesamte Festigkeit der Bann.

üDwonl irgendeine faserige Bahn niit planar ausgerichxet;en Pasern in vorteilnafuer ./eise nach dem Verfahren der Erfindung behandelt werden itann, um eine weichere, festere und im allgemeinen voluminösere Bahn zu schaffen, wird die bevorzugte Form des Blattmaterials der Erfindung durch Benandlung von Bahnen hergestellt, die zunäcnst relativ weich, voluminös und ziemlich schwach sind. Alle diese iiigenscnafxen sind im allgemeinen bei einer Bahn vorhanden, die eine geringe Bindefestigkeit zwischen den Fasern aufweist und aie aus willkürlich orientierten kurzen Fasern, vvie z.B. Fasern für die Papierherstellung, gebildet worden ist. Das Verfahren der Erfindung verleiht dann einer solchen Bahn eine verbesserte ICoinoination von ,/eicnheit, voluminöser Beschaffenheit, Aösorptionsvermögen und Festigkeit, und zwar sowohl in der Bbene der Bann als auch in der Dicke der Bahn.

nB.hn.enx, die durch Ablagern von trocknen Fasern auf einer formgebenden Fläche, wie z.B. durch herkömmliche Luftablagerungstechniken, gebildet worden sind, sind relativ schwach und weich, besonders wenn die Fasern zu kurz sind, um sich miteinander zu verflechten. Auf herkömmliche tfeise gebildete Papierbahnen sind jedocn im allgemeinen fester, als es für die Durchfünrung der bevorzugten Ausfünrungsform der Erfindung erwünscht ist, und sollen vorzugsweise eine verminderte Bindefestigkeit zwischen den Fasern aufweisen.. Diese verminderte Bindefestigkeit zwischen den Fasern Kann auf verschiedenen vVegen erreicht werden. So wird in einigen Fällen die Bahn gekreppt, vielleicht während sie von dem 'iankee-'l'rockner 21 entfernt wird, wie in der Figur 1 dargestellt ist. ^ine solche Bahn ist durch eine gute Weichheit und eine gute voluminöse Beschaffenneit ausgezeichnet, was auf die große Anzahl

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von während des Kreppvorgangs zerstörten oder zerbrochenen Fasern zurückzuführen ist. Eine solche Bahn ist also relativ schwach und hat gute Dehnungseigenschaften, mindestens in der Maschinenrichtung, wenn in nentöminlicher v/eise gekreppt worden ist, und vielleicht in der liichtung quer zur Maschinenrichtung, wenn hintereinander in verschiedenen Richtungen gekreppt worden ist, wie es auf diesem Gebiet bekannt ist.

In anderen Fällen können -die zur .Bildung aer Bahn 19 benutzten Fasern so behandelt werden, daß deren Bindung vermindert wird, indem z.B. unaufgereinigte Fasern Verwendet v/erden oder der Aufschlämmung synthetische Fasern zugegeben werden, die keine papierbildenden Bindungen bilden. Außerdem können die Fasern mit einem chemiscnen Entbindungsiaittel behandelt werden, das entweder in dem Fasereintrag enthalten ist oder vor der Zugabe der Fasern dem Eintrag zugegeben wird oder auch nach Bildung der Bahn aber vor dem Trocknen zugegeben wird, z.B. wenn die Bahn auf dem Drahtnetz 12 transportiert wird. Diese chemiscnen Entbindungsmittel werden im allgemeinen benutzt, am die Anzahl der Stellen entlang den einzelnen Fasern zu reduzieren, die eine x^aserbindung des bei der Papierherstellung benutzten Typs zulassen. Zu für diesen Zweck benutzbaren iSntbindungsmitteln gehören die in der US-Patent- - schrift 3 395 708 beschriebenen kationischen Entbindungsmittel, d.h. Substanzen in der Klasse von langkettigen kationischen Netzmitteln, vorzugsweise mit wenigstens 12 Kohlenstoffatomen und wenigstens einer Alkylkette, wie z.B. fettsaure Salze von quarternären Dialkylaminen (fatty dialkyl quarternary amine salts), monofettsaure Salze von tertiären Alkylaminen (mono fatty alkyl tertiary amine salts), primäre Aminsalze und ungesättigte fettsaure Salze von Alkylaminen (unsaturated fatty alkyl amine salts), die in der US-Patentschrift 2 432 126 beschriebenen kationenaktiven tertiären Aminoxide und die in der US-Patentschrift 2 432 127 beschriebenen kationenaktiven Aminoverbindungen.

In Kombination mit einer der oben angegebenen Methoden oder ohne eine solche Kombination wird die Bindefestigkeit zwischen den Fasern reiter verringert, wenn die Bahn unter verminderten Preßbedingungen, während sie feucht ist, gebildet wird. Vorzugsweise

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,vird Kein ,aecx.aiiiscries Pressen vorgenoramen.· D.3α., die Bahn wird nicht einer wesentlichen Kompression zwischen zwei Elementen oder Fläcnen ausgesetzt, bis sie praktisch trocken ist (vorzugsweise mindestens zu öü /o trocicen ist). So kann im Gegensatz zu den typiscnen Papieraerstellungstechniken, bei denen eine Aufnahmewalze benutzt v/ird, um ein Papiertransporttuch eng an die Bahn auf einem Drahtnetz zu pressen, um die Bahn von dem Drahtnetz zu dem Papiertransporttuch überzuführen, dieses Überführen durch Anwendung von Luft oder Vakuum oder beides erreicht werden. Die alternative Anordnung, die in den angedeuteten Linien in der j?igur 1 dargestellt ist, erläutert die Art und Weise, in der dieses bewirkt werden kann.

Die Anwendung eines dieser Systeme führt zu dem Übergang der Bahn, ohne daß ein Druck in einem erheblichen Maße auf die Bahn ausgeübt wird. In Übereinstimmung mit diesen Systemen soll die Bahn, wenn sie feucht ist, nicht gegen eine Fläche des Yankee-l'rockners durch Mittel, wie z.B. Preßwalzen, gepreßt werden, was an sich eine Yerfahrensstufe ist, die auf herkömmlichen Papierherstellungsvorrichtungen üblicherweise vorgenommen wir'd, sondern statt dessen . soll das 'l'rocknen durch Anwendung eines Luftstroms über oder durch eine Bahn, wie z.B. durch den l'ranspirationstrocknungsprozess, der in der US-Patentschrift 3 432 936 beschrieben ist, bewirkt werden. Die die Bann bildenden i'asern werden daher nicht eng aneinander gepreßt, während die .bahn feucht ist, und die Anzahl der Berührungspunicte zwischen den -b'asern wird dadurch verringert, was zu einer Verminderung der Bindefestigkeit zwischen den fasern führt. Solche Bedingungen des verminderten Pressens werden vorzugsweise eingehalten, bis die Bahn praktisch trocken ist, so daß wenige Bindungen zwiscnen den Fasern gebildet werden.

Den vorstehenden Ausführungen ist zu entnehmen, daß eine Preßwirkung, wie sie üblicherweise benutzt wird, um Feuchtigkeit von einer frisch gebildeten Bahn vor dem //armetrocknen abzuziehen, natürlich nicht angewendet werden soll, wenn das" bevorzugte Verfahren der Erfindung durchgeführt wird. Eine solche Preßwirkung führt zu einer wesentlichen Verdichtung der Bahn, wodurch die Anzahl der Bindungen zwischen den Fasern erhöht wird und die erhaltene Bindefestigkeit zwischen den !Fasern zugenommen hat, wenn die Bahn trocken ist.4 0 9 8 4 7 / 0 8 8 7

Die besten Ergebnisse zua ,/eichmachen der J3alm werden erzielt, wenn die Fasern in der Bann mit einem cnemiscnen 3ntbindungsmittel behandelt werden oder wenn die Bahn unter geringen oder keinen Preßbedingungen, während sie feucht ist, gebildet wird, oder wenn eine Kombination von den vorstehenden Bedingungen gegeben ist und dann die Bahn gekreppt v/ird. Ss wird angenommen, daß dieses auf die Tatsache zurückzuführen ist, daß das Kreppen einen sehr wesentlichen volumenvergrößernden Effekt auf Bahnen ausübt, die sehr geringe Bindefestigkeit zwischen den Fasern aufweisen. V/eil eine voluminöse Beschaffenheit und c/eichheit Eigenschaften sind, die nach dem Verfahren der Erfindung erzielt werden sollen, ist es erwünscht, diese Eigenschaften in der Bahn vor der Behandlung nach dem Verfahren der Erfindung möglichst zu fördern, um diese dann noch weiter verbessern zu können. Aber ohne Rücksicht auf die besondere Form der Bahn erhöht die Behandlung nach dem Verfahren der Erfindung die voluminöse Beschaffenheit, Weichheit und Festigkeit und verleiht diese Behandlung der Bahn eine erheblicne Dehnbarkeit ausser einer Verbesserung anderer Eigenschaften, die bei einem Wischtuch erwünscnt sind.

Die Figuren 2, 3 und 4 erläutern drei alternative Formen einer Vorrichtung zur Durcnführung bevorzugterer Ausführungsformen des Verfahrens der Erfindung. Die Figur 2 erläutert eine Vorrichtungsform zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung, nei dieser Vorrichtung wird die Bahn 19, die auf der in der Figur 1 erläuterten Vorrichtung Hergestellt worden sein kann, durch eine Station 24 zum Aufbringen des ersten Bindemittels geleitet. Diese Sxation 24 enthält einen durch eine glatte Kautschukpreßwalze und eine mit einem Muster versehene Zylindertiefdruckwalze 26 gebildeten Spalt. Der untere quer verlaufende Teil der Zylindertiefdruckwalze 26 befindet sich in einem Trog 27, der ein erstes Bindemittel 30 enthält. Die Zylindertiefdruckwalze 26 trägt das in ihrem eingravierten Muster enthaltende Bindemittel 30 auf die erste Oberfläche 31 der Bahn 19 auf, wenn die Bahn 19 den Spalt passiert. Die Zylindertiefdmickwalze 26 enthält zwei eingravierte Muster. Das erste Muster wird als Bindemitxeloberflächenauftrag aufgebracht, um eine Oberflächenregion der Bahn allgemein zu binden, aber nicht die beiden Oberflächen der Bahn miteinander

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zu verbinden. I/as zweite Muster auf der Zylindertiefdruckwalze trägt einen in aie üann eindringenden Bindemittelauftrag auf, der zu der zweiten Oberfläche der Bahn eindringt und die beiden Oberfläcnen miteinander verbindet. Uu die unterschiedlichen Eindringungsgrade der üindemittel von den beiden verschiedenen Hustern zu erzielen, ist aie Tiefe des gravierten Musters bei dem zweiten iiiuster größer als aie bei dem ersten xviuster. Daher wird von dem zweiten Musτer eine größere Menge Bindemittel abgegeben, und es wird ein tieferes Eindringen des Bindemittels erreicht. Mach dem Auforingen des Bindemittels auf die erste Oberfläche 31 der Bahn Iy wird die Baiin 19 vorzugsweise durch eine Troccenstation 29 geleitet, wo das ü-lebemittel getrocknet wird oder genügend erhärtet, um zu verhindern, daio es an der Preiswalze in der nächsten Station für das Auftragen von Bindemittel kleoen bleibt. Die Trockenstation 29 besteht aus irgendeiner bekannten Form einer Erwärmungsanlage, wie z.B. Ofen, die durch Infrarotwärme, Mikrowellenenergie, heiße Luft usw. betrieben werden.

Die Bann 19 passiert dann eine Station 32 zum Auftragen eines zweiten Bindemittels, in der ein Bindemitteloberflächenauftrag auf die entgegengesetzte Seite 33 der Bahn 19 aufgebracht wird. Die Station 32 für das Auftragen des zweiten Bindemittels besteht beispielsweise aus einer glatten Kautschukpreßwalze 34, einer Zylindertiefdruckwalze 35 und einem Trog 36, der ein zweites Bindemittel 37 enthält. Dieses Bindemittel wird ebenfalls auf die 3ahn 19 in einem Muster aufgetragen, obwohl es nicht erforderlich ist, das gleiche Muster aufzutragen, in dem das Oberflächenbindemittel auf die erste Seite 31 aufgetragen worden ist. Auch wenn die oeiden Muster gleich sind, ist es nicht erforderlich, die beiden Muster miteinander in Register zu bringen. Das Eindringen des Bindemittels in der zweiten Materialauftragsstation 32 wird so geregelt, daß dieses Eindringen nur teilweise durch die Dicke der Bahn vor sich geht und mit dem Bindemittel des ersten Musters keine allgemeine Verbindung stattfindet.

Die Bahn 19 wird dann zu einem haftfesten Kontakt mit der kreppenden Tromuieloberflache 39 durch die Preßwalze 38 gedrückt, und das zweite Bindemittel 37 bewirkt, daß nur solche Teile der Bahn 19, auf die es aufgebracht worden ist, fest der kreppenden Oberfläche

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39 anhaften. Die Bahn 19 wird auf der Ooerfläche der kreppenden Trommel 39 eine gewisse otrecke mitgeführt und uann von dieser durch die wirkung eines herkömmlichen kreppenden Abstreiehniessers

40 entfernt, vYelches einen xa?eppvorgang auf den gebundenen Seilen der Bahn 19 bewirkt. D.h., den Teilen der üahn 19, die der kreppenden Fläche 39 anhaften, ,-/ird sine xleihe von feinen linienartigen Palten verlienen. ü-leichzeitig führt die kreppende ,virkung dazu, daß die ungebundenen oder leicht gebundenen Fasern des ^ahnteils sich aufblähen und sich auseinanderziehen, wooei geformte Bahnteile mit ausgezeichneter Weichheit und voluminöser Beschaffenaeit gebildet werden. Das Ausmaß und die Form dieses Krepptyps werden hauptsächlich durch das Muster geregelt, in dem die Bahn der kreppenden l'roxEUuel 39 anhaftet und werden weiterhin in einem gewissen Grade durch üas Muster des Bindemittels auf der entgegengesetzten Seite 31 (der von der TromLiel 27 abgekehrten öeite) der Bahn gesteuert.

Die kreppende !""lache 39 kann durch irgendeine Oberflächenform geschaffen werden, der das Bindemittel fest anhaftet, um ein Kreppen der Bahn 19 durch die Fläche 39 zu ermöglichen. Vorzugsweise wird die kreppende Fläche 39 erwärmt, um die Haftfestigkeit der Bahn an der Trommel zu erhöhen und die Bahn zu trocknen. Bin Beispiel für eine geeignete kreppende Fläche ist ein Yankee-trockner.

Die Bahn 19 mit einem geregelten Kreppmuster wird mit dem kreppenden Abstreichmesser 40 durch ein Paar angetriebene Zugwalzen abgezogen, die den Kreppgrad durch den Unterschied ihrer Geschwindigkeit^&id der Geschwindigkeit der kreppenden Oberfläche regeln. Die Bahn 19 wird dann gegebenenfalls durch eine Härtungs- oder Trockenstation 42 geführt, um das Bindemittel auf beiden Seiten und im Innern der Bahn 19 zu härten und zu trocknen, falls ein weiteres Härten'erforderlich ist. Die Härtungs- oder Trockenstation 42 kann irgendeine an sich bekannte Form haben, wie z.B. die Formen haben, die für die Trockenstation 29 angegeben worden sind. Nach dem Passieren der Härtungs- oder Trockenstation 42 wird die Bahn 19 zu einer Stamm- oder Vorratsrolle mittels üblicher Aufwickelvorrichtungen (nicht dargestellt) aufgewickelt werden. Die Holle kann dann an irgendeinen anderen Ort gebracht

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werden, uua die Bann zu. Blättern mit Handelsüblicher Größe für den Versand zu aerscxmeiden.

Figur "3 erläutert eine Vorrichtung zur Durchführung des bevorzugten Verx'anrens der Erfindung. Bei dieser Vorrichtung wird die Bann 19, die auf der in der 5¹IgUr 1 erläuterten Vorrichtung hergestellt worden sein kann, durch die Station 24 für das Aufbringen des ersten Bindemittels geleitet, die von dem gleichen 'x'yp sein Kann, wie er in der Figur 2 erläutert ist, und in der Bindemittel 30 auf die erste Seite 31 der Bahn 19 in einem feinen Muster, das dem Lauster der Zylindertief druckwalze 25 entspricht, aufgebracht wird, ,/ie bei der Figur 2 enthält die Zylindertiefdruckwalze 25 vorzugsweise sowohl das erste als auch das zweite Muster. Ebenso ^vird, ,vie bei der Figur 2, das Eindringen des Bindemittels in den beiden Mustern gesteuert. Ohne Trocknen oder härten des Bindemittels wird die Bahn 19 dann in einen haftfesten Kontakt mit der kreppenden Trommeloberflache 39 durch die Preßwalze 3ö gedruckt. Das Bindemittel 30 bewirkt, daß nur solche Teile der Bahn 19, an denen es abgeschieden ist, der kreppenden Oberfläche 39 fest annaften.

Die Bahn 19 wird dann auf der überfläche der kreppenden Trommel eine solche strecke mitgeführt, die ausreicht, das Bindemittel so hinreichend zu erwärmen, daß die Bahn 19 der kreppenden Trommel 39 fest anhaftet, und wird dann von dieser durch die vifirkung des kreppenden Abstreichmessers 40 entfernt, und zwar unter BiI-aang eines ersten eingestellten Kreppmusters auf der Bahn 19.

Die Bahn 19 mit dem eingestellten Kreppmuster wird von dem kreppenden. Abstreichmesser 40 durch ein Paar angetriebene Zugrollen 41 abgezogen und wird dann über Umkehrwalzen zu einer Station zum Aufbringen eines zweiten Bindemittels, die eine glatte Kautscnukpreßwalze 34» eine Zylindertiefdruckwalze 35 und einen Trog 36 enthalten kann, der das zweite Bindemittel 37 enthält, geführt. Dieses Bindemittel wird ebenfalls auf die Bahn 19 in einem Muster aufgetragen, das eine Oberflächenablagerung von Bindemittel schafft und nicht das gleiche Muster zu sein braucht wie das des ersten Bindemittels.

wach dem Aufbringen des zweiten Bindemittels auf die Bahn 19 wird

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die Bann 19 in Kontakt mit einer zweiten kreppenden Fläche 39A durch die preßwalze 3βΑ gedruckt. Die Bann. 19 wird auf der Oberfläche der zweiten kreppenden 'üromjiel 39A eine bestimmte Strecke mitgeführt und dann, von der Trouxüiel durcn die ./iricung eines zweiten kreppenden Abstreiciitaessers 4OA entfernt, wobei ein kreppen in einem zweiten eingestellten Muster auf der Bahn 19 erreicht wird.

iiie Bahn 19 wird dann von dem kreppenden Abstreichmesser 40A mit einem zweiten Satz von angetriebenen Zugrollen 41A abgezogen und dann gegebenenfalls durch eine Härtungs- oder Trocicenstation 42 des in der Figur 2 beschriebenen Typs geleitet, !de Bann 19 wird dann zu einer Vorratsrolle 43 in der gleichen ;!e±se, wie es bei der Figur 2 beschrieben worden ist, aufgewickelt.

Die Figur 4 erläutert eine andere Vorricntung durch Durchführung eines anderen alternativen Verfanrens der Erfindung. Die in der Figur 4 dargestellte Vorrichtung ist die gleiche wie die in der Figur 3 dargestellte Vorrichtung bis zu der Station 32 für das Aufbringen des zweiten Bindemittels, wonach bei der Vorrichtung nach der Figur 4 die Bahn mit dem auf den beiden Seiten 31 und 33 aufgetragenen Bindemittel durch die Härtungs- oder l'rockenstation 42 geleitet wird, ohne daß ein zweites eingestelltes Kreppmuster ausgeführt wird. Die Bahn 19 wird dann zu der Vorratsrolle 43 wie bei den Figuren 2 und 3 aufgewickelt.

Bei den in den Figuren 2, 3 und 4 erläuterten Vorrichtungen sind einige Abwandlungen hinsicntlich der Stationen zum Aufbringen des Bindemittels möglich. Z.B. kann eine dieser Stationen so angeordnet sein, daß das Bindemittel direkt auf die kreppende Trommel gedruckt wird, unmittelbar bevor die Bahn 19 mit dieser Trommel in Kontakt gebracht wird. Auch kann das unter Bindringen stattfindende Ablagern von Bindemittel in der Station 32 für das Aufbringen des zweiten Bindemittels anstelle in der Station 24 für das Aufbringen des ersten üindemittels vorgenommen werden. Oder es kann in einer dritten Station (nicnt dargestellt) für das Aufbringen von Bindemittel aufgebracht werden-, die von den ersten beiden Stationen getrennt ist. Die Stationen für das Aufbringen des Bindemittels können auch andere Liittel als Zylindertiefdruck-

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walzen enthalten, wie z.B. flexigraphische Mittel und Sprühmittel, einscnliealicn der Anwendung von diebdruckverfahren. Ferner kann nur eine oxation zum Aufbringen von Bindemittel erforderlich sein, wenn die iorm der Erfindung durchgeführt wird, in der eine Oberflächenablagerung von Bindemittel auf nur eine Seite der Bahn aufgebracht wird.

xde Muster des auf die Bahn 19 auf jede Seite aufgebrachten Oberfläcnenbindemittels haben vorzugsweise die Form von feinen Linien und leinen getrennten Bereichen, die vorzugsweise einen erheblicnen i'eil der Oberfläche der Bahn 19 von dem Bindemittel freilassen. Me Breite der Linien kann variiert werden, und zwar in einem gewissen Maße je nach der Länge der Fasern in der Bahn. Ein Beispiel für eine befriedigende Breite für Bahnen aus kurzen Fasern ist etwa 0,025 cm. Das Muster soll vorzugsweise so sein, daß das öberflächenbindemitcel zwischen etwa 15 ⁰Jo und etwa 60 $ des gesamten Oberfläcnenbereichs von jeder Oberfläche der Bahn einnimmt und etwa 40 °/b bis etwa 85 $> der Oberfläche der Bahn frei von Bindemittel in der fertigen Bahn läßt. Die in den US-Patentschriften 3 047 444, 3 009 822, 3 059 313 und 3 009 823 beschriebenen Muster können mit Vorteil angewendet werden. Sin gewisses v/andern von Bindemittel findet nach dem Bedrucken statt, und das Muster der Zylindertiefdruckwalze kann entsprechend gewählt werden. Das Bindemittel dringt so in die Dicke der Bahn 19 und in alle Richtungen der Ebene der Bahn 19 ein. Bei Durchführung der bevorzugsten Form der Erfindung soll das Wandern in allen Richtungen in der Ebene der Bahn so geregelt werden, daß Bereiche, die etwa 50 $ bis etwa 75 i<> der fertigen Bahnoberfläche ausmacnen, von jeglichem Bindemittel frei sind.

Es ist gefunden worden, daß es besonders vorteilhaft ist, wenn die Bahn nauptsächlich aus Fasern für die Papierherstellung besteht, für die Muster des Bindemittels in den Oberflächenregionen netzförmige Muster zu wählen, so daß das Bindemittel in Form einer netzartigen festen Bahn auf der gesamten Oberfläche vorliegt. Es ist beicannt, daß Fasern für die Papierherstellung im allgemeinen eine .Länge unter etwa 0,6 cm haben und normalerweise Fasern mit einer Faserlänge unter etwa 0,16 cm vorherrschen. ,iexxn. daher einem Blatt nauptsächlich durch Bindemittel Festigkeit

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verlienen. werden soll, wie bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, anstelle daß diese Festigkeit durch die Bindungen zwiscnen den Fasern gegeben ist, wie es üblicherweise bei der Papiernerstellung der FaIl ist, ist es von Bedeutung, daß ein kontinuierlicher gegenseitiger Zusamtiiennang von mindestens einigen fasern durch das Bindemittel in der gesamten Bahn gegeben ist. Wenn das Muster aus dem Bindemittel in der Form von parallelen Linien, Stäben oder anderen Formen von getrennten Bereichen vorliegt, fehlt der Bahn eine wesentliche Festigkeit, wenn nicht solche getrennten Bereiche in Abständen voneinander vorliegen, die geringer sind als die durchscnnittlichen Faserlängen. Wenn. das Jiiebemittelmuster jedoch von retikulärer oder netzartiger Form ist, schaffen die verbindenden Linien von Bindemittel ein festes .Netzwerk, auch wenn erhebliche Bereiche zwischen den Linien des Bindemittelauftrags als ungebundene Bahnteile vorliegen.

Das Muster von eindringendem Bindemittel, das durch die Bahn dringt, um die Oberflächenbereiche miteinander zu verbinden, kann irgendeine Form von feinen Linien oder feinen getrennten Bereichen haben, die einen geringeren Bereich in der Ebene der Bahn einnehmen als das Oberflächenbindemittel in mindestens einer Oberflächenregion, »/eil das eindringende Bindemittel hauptsächlich für den Zweck aufgebracht wird, die beiden Oberflächen der Bahn miteinander zu verbinden, ist es nicht erforderlich, daß dieses Bindemittel einen sehr großen Prozentsatz des Oberflächenbereichs der Bahn bedeckt, was aus den oben angegebenen Gründen nachteilig wäre. Dieses Muster nimmt vorzugsweise weniger als etwa 10 ⁰Jo des ebenen Bereichs der Bahn und noch vorzugsweiser etwa 0,05 ⁰Jo bis etwa 2 $ davon ein. rfenn die Bindemitteloberflächenaufträge auf beide Seiten der Bahn aufgebracht werden, ist es vorteilhaft, wenn das eindringende Bindemittel weniger als etwa 5 °/ö des ebenen Bereichs der Bahn einnimmt. Es ist geeignet und vorteilnaft, wenn, der Zwischenraum zwiscnen den gebundenen Bereichen bei diesem Muster relativ groß ist, vorzugsweise ein Abstand von etwa 0,3 cm bis etwa 7,b cm und nodi vorzugsweiser von etwa 1,5 bis etwa ~5,ö cm gegeben ist. jss ist i"estgesxellt worden, daß ein Kleiner Pumct mit einem Durchmesser von etwa ϋ,Οβ cm eine ausgezeichnete ü'urm und Größe für dieses iviusxer aars-cellt. Bei Durchführung der Ausführungsform

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der Erfindung, bei der ein Qberfläohenauftrag von Bindemittel nur auf eine Seite der Bahn aufgebracht wird, und wenn die Bahn

aus sehr kurzen Fasern gebildet worden ist, ist es vorteilhaft, den Abstand von eindringenden Bindeinittelpunkten enger vorzusehen, d.h. mit einem Abstand unter 0,3 cm und sogar so nahe wie in einem Abstand von 0,08 cm. Natürlich braucht der Punkt nicht unbedingt kreisförmig zu sein, sondern kann irgendeine funktionell gleichwertige Form haben, wie z.J3. ein Quadrat, ein üeohteck usw. sein. Es ist sehr vorteilhaft, wenn das eindringende Bindemittel in diesem Muster in einem gleichmäßigen Abstand vorliegt, um den Abstand zwischen benachbarten Bindemittelgruppen möglichst groß zu halten. Die Stelle des eindringenden Bindemittels in diesem Muster -miß sich nicht unbedingt von der Stelle des Oberfläehenbindeiait'cels in den Überflächenregionen in einem Abstand befinden, sondern ±cann an in Abstand voneinander, befindlichen Stellen dem Muster des Oberflächenbindemittels in einer Oberflächenregion überlagert sein. Der hier angefahrte prozentuale Bereich in dar Ebene der Bahn wird an der Stelle der Bahn gemessen, an der das eindringende Bindemittel den größten Bereich einnimmt. In den meisten Fällen ist diese Stelle die Oberfläche, auf welche das eindringende Material aufgebracht worden ist.

Das «andern und Eindringen der Bindemittel wird beeinflußt und kann daher geregelt werden durch Änderung des Grundgewichts der Bahn selbst und durch Änderung des auf die Bahn während dea AuX-bringens des Bindemittels angewendeten Drucks, weil das Wandern (wie an einem Docht) durch die Bahn zunimmt, wenn die Fasern enger zusammengedrückt sind. Außerdem werden das Wandern und Bindringen des Bindemittels durch Änderung der Art des Bindemittels und dessen Yiskosität beeinflußt. Ferner wird das Eindringen duroh eine Änderung der Zeitspanne zwischen dem Auftragen des Bindemittels und dem Erhärten oder Härten des Materials sowie auch durch Änderung des Feuchtigkeitsgehalts der Grundbahn und die Preiäwalzenbelastung oei dem Trockner beeinflußt. Eine Bestimmung der genauen erforderlicnen Bedingungen ist für den Fachmann auf deui Gebiet üer Papiernerstellung leicht und ohne übermäßige experimentelle Arbeit möglich, wenn er erst einmal entschieden hat, welciieß Bindemittel er benutzen will und wie stark das

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Eindringen sein soll. An gelegentlichen Stellen kann das Bindemittel weiter oder weniger weit eindringen, was auf Abweichungen beruht, die bei dem Verfahren möglich sein können. Die hier angegebenen kritischen und bevorzugten Bereiche für das Eindringen und viandern des Bindemittels beziehen sich daher nur auf den großen Hauptteil der Bahn, und die Möglichkeit gelegentlicher Varianten soll dadurch nicht ausgeschlossen werden.

tferw. das eindringende Bindemittel mit derseloen Zylindertiefdruckwalze wie das Oberflächenbindemittel, das eine Oberfläche bindet, aufgetragen wird, sind alle oben beschriebenen Paktoren für die Regelung des vi/anderns und Eindringens des Bindemittels für beide Muster gleich. Daher muß das für ein Muster gewünschte stärkere Eindringen durch die Art des Musters selbst auf der-Zylindertiefdruckwalze erzielt werden. Dieses wird durch Benutzung tieferer eingravierter Zellen für das eine Muster als für das andere Muster erreicht. So ist der Grad des Eindringens von dem Bindemittel in die Bahn durch die Tiefe des Bindemittels in der Zylindertiefdruckwalzenzelle regelbar. Wenn eindringendes Bindemittel mit einer gesonderten Zylindertiefdruckwalze aufgebracht wird, kann die Tiefe des Eindringens natürlich durch andere Faktoren, wie z.B. die Viskosität des Bindemittels, geregelt werden. .

Das bei dem Verfahren und in dem Produkt gemäß bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung verwendete Bindemittel muß verschiedenen Punktionen genügen, von denen eine die Fähigkeit ist, Fasern in der Bahn aneinander zu binden, und eine andere die Fähigkeit ist, die gebundenen Teile der Bahn an der kreppenden Trommel haften zu lassen, so daß die Bahn in regelbarer Weise mit einem Kreppmuster versehen werden kann. Im allgemeinen kann irgendein Material- mit diesen beiden Fähigkeiten als Bindemittel verwendet werden, wenn das Material unter Erhärten,getrocknet oder ge'härtet werden kann. Unter den Bindemitteln, die diesen beiden Funktionen gerecnt werden und mit Erfolg angewendet werden können, sind Acrylatlatexkautschukemulsionen, die auf nicht erwärmten und erwärmten kreppenden Pläcnen geeignet sind, Emulsionen von Harzen, wie z.B. Acrylaten, Vinylacetaten, Vinylchloriden

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und idetiiacrylaten, die alle auf erwärniten kreppenden Flächen geeignet sind, und wasserlösliche Harze, »vie z.B. Carboxymethylcellulose, Polyvinylalkohol und Polyacrylamid. In anderen Fällen jedoch kann aas Bindemittel ein Gemisch von verschiedenen Materialien entnalten, von denen ein Material die Fähigkeit hat, eine Zwiscnenfaserbindung herzustellen, und das andere Material benutzt werden kann, um ein Haftvermögen der Bahn an der kreppenden Fläche zu schaffen. In einigen Fällen werden die Materialien vorzugsweise als ein aus einem Ganzen bestehendes Gemisch auf die gleichen Bereiche der Baiin aufgetragen. Solche Materialien können auch irgendwelche der oben genannten Materialien enthalten, gemischt mit einer Stärke mit niedrigem Molekulargewicht, wie z.B. Dextrin, oder einem Harz mit niedrigem Molekulargewicht, wie z.B. Carboxymethylcellulose oder Polyvinylalkohol. Bei Durchführung der Ausfünrungsformen der Erfindung, die nicht zwei geregelte iireppmuster erfordern, kann eines der Bindemittel nur aufgrund dessen FähigKeit gewählt werden, die Fasern miteinander zu binden. Außerdem kann das Bindemittel, das durch den zentralen Kern der Bahn dringt, nur aufgrund seiner Fähigkeit gewählt werden, die Fasern miteinander zu verbinden.

Bei der Herstellung des bevorzugten Produkts der Erfindung werden elastomere Bindemittel verwendet, die grundsätzlich Materialien sind, die mindestens eine 75%ige Dehnung, ohne zu brechen, aufweisen. Solche Iviaterialien haben im allgemeinen einen Elastizitätsmodul beim Dehnen, der unter etwa 1750 kg/cm liegt. Typische materialien können vom Butadienacrylnitriltyp oder anderen natürlicnen oder synthetischen Kautschuklatices oder Dispersionen davon mit elastomeren Eigenschaften sein, wie z.B. Butadien-Styrol, Neopren, Polyvinylchlorid, Viny!copolymerisate, juylon, Vinyläthylenterpolymerisate. J^ie elastomeren üigenscnaiten können durch Zugabe von geeignexen Weichmachern zu dem üarz verbessert werden.

Die auf die Bann aufgebrachte .dindeuiittel-uenge kann innerhalb eines großen Bereichs variieren, wooei man dennoch die Vorteile der Erfindung erhält, v/eil jedoch die bevorzugte Verwendung für aie Produkte der Erfindung absorbierende ./ischtücher sind, ist es ervirtixiscnt, aie Bindemitxelmenge auf einem Kleinstmaß zu halten.

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Bei den bevorzugten Formen der Erfindung ist festgestellt worden, daß etwa 3 fo bis etwa 20 fo G-esamtbindemittel (bezogen auf das Trockenfasergewicht des fertigen Bahnpro dui-cts) geeignet sind und etwa 7 '/<> bis etwa 12 -jo vorteilhaft sind.

kreppende Trommel 27 kann in vielen lallen aus einem erwärmten Druckkessel bestehen, wie z.B. einem Yankee-Trockner, oder kann in anderen Fällen aus einer kleineren ./alze bestehen und kann nicht erwärmt oder erwärmt werden. 'Die kreppende Trominel ist durch eine äußerst glatte, polierte Überfläche ausgezeichnet, an der das auf die Bahn aufgebrachte Bindemittel haftet. Die Notwendigkeit zum Erwärmen hängt sowohl von den Eigenschaften des speziellen angewendeten Bindemittels als auch von dem Feuchtigkeitsgehalt der Bahn ab. So kann das Bindemittel ein Trocknen oder Härten erfordern, in welchem Fall die kreppende Trommel mit einem einfachen Mittel, durch das dieses erreicht wird, ausgestattet sein kann. Oder wenn der Feuchtigkeitsgehalt der Bahn, die der kreppenden Trommel zugeführt wird, höher als erwünscht ist,' kann die kreppende Trommel so erwärmt werden, daß etwas von dieser Feuchtigkeit verdampft. Es soll hier darauf hingewiesen werden, daß manches Bindemittel die Härtungs- oder Trockenstufe, die in der- Härtungs- oder Trockenstation 42 in den Figuren 2, 5 und A oder in der Trockenstation 29 in der Figur 2 bewirkt wird, nicht benötigt.

Der gekreppte Anteil, der bei der Bahn während jeder geregelten üreppmusterstufe ausgebildet wird, kann variiert werden, wobei dennoch die Vorteile der Erfindung erhalten werden. Es ist jedoch gefunden worden, daß etwa 3 f> bis etwa 20 fo je Kreppoperation zu einem geeigneten Produkt führen und etwa 7 % bis etwa 12 ⁰J₀ je Kreppoperation vorteilhaft sind.

Die Figur 5 erläutert' eine Form des Blattmaterials der Erfindung, bei dem das Oberflächenbindemittel 75 in dem Oberflächenbereich der Bahn 71 aus ein netzförmiges Muster bildenden einzelnen, unzusammenhängenden Oberflächenbereichen 79 besteht, in denen das Bindemittel 75 nicht abgelagert worden ist. Nur eine Oberfläche des Blatts 71 ist dargestellt, doch kann das Oberflächenbindemittel auf die entgegengesetzte Ooerflache des Blatts in einem

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Muster aufgebracht sein, das das gleiche Muster, wie das dargestellte, ist oder nicnt ist. Bei gleichmäßig in einem Abstand voneinander befindlichen Stellen auf der Bahn 71 ist eine Ablagerung von eindringendem Bindemittel 73 in einem anderen Muster aufgebracht worden. Das eindringende Bindemittel in diesem Muster ist in Form einzelner Punirtbereiche dargestellt. Das eindringende Bindemittel 73 erstreckt sich durch die Bahn und verbindet die neiden Ooerflächenregionen miteinander.

Bei einer Ausfünrungsform der Erfindung ist Keine Oberflächenablagerung von Bindemittel auf der entgegengesetzten Oberflächenregion, wie das in der Figur 5 dargestellte Oberflächenbindemittel 75 vorhanden, und erstreckt sich das eindringende Bindemittel 73 bis zu der Oberfläche der entgegengesetzten Seite der Bahn, wo es in der »/eise wirkt, daß es die Fasern auf der betreffenden Oberfläche miteinander verbindet und die Scheuerfestigkeit erhöht.

Die Figur 6 erläutert einen Querschnitt eines Blattmaterials, das dem in der Figur 5 dargestellten ähnlich ist. Die Figur 6 ist einer Mikrophotographie von einem tatsächlichen Blatt der Erfindung entnommen, das aus einem Auf schlämmungsgemisch von 100$ unaufbereiteten, trocknen Holzschliffasern, aus dem ein Grund-

blatt mit einem G-rundgewicht von 16,8 kg/267,5 m gebildet worden ist, hergestellt wurde. Das Grundblatt wurde auf einer Vorrichtung gebildet, die der in der Figur 1 dargestellten ähnlich ist, und wurde nach dem Verfahren der Erfindung auf einer Vorrichtung behandelt, die der in der Figur 3 dargestellten ähnlich ist. Das fertige Produkt hatte ein Grundgewicht von 24,5 kg/267,5 m und ein Volumen bzw. eine Dicke von 1,83 cm je 24 Blätter. Die Probe wurde angefärbt, um die Fasern von dem Bindemittel unterscheiden zu können und in der Maschinenrichtung zerschnitten. Die Probe war in der Photographie um das 5Ofache vergrößert, und die Zeichnung hat etwa den gleichen Maßstab.

In der Figur 6 zeigt das Blattmaterial zwei Oberflächenregionen 74 und eine zentrale Kernregion 76, alles in einer aus intergrie-■ renden Teilen bestehenden Bahn. Die Bahn ist im allgemeinen gewellt, was auf das Kreppen zurückzuführen ist, und weist Oberflachenbindemitxel 75 auf, das an in Abständen voneinander befind-

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lichen Stellen in einem feinen, Abstände aufweisenden Muster auf eine Oberfläche und in einem anderen feinen, Abstände aufweisenden Muster auf die andere Oberfläche der Bahn 71 aufgetragen worden ist.

Das eindringende Bindemittel 73 erstreckt sich von der einen Oberfläche der Bahn völlig durch die zentrale Kernregion 76 und steht in Verbindung mit dem Oberflächenbindemittel 75 in dem Oberflächenbereich 74 auf der entgegengesetzten Seite der Bahn. Es wird darauf hingewiesen, daß es nicht notwendig ist für das eindringende Bindemittel 73, in Verbindung mit dem Oberflächen-"bindem!ttel 75 auf der entgegengesetzten Oberfläche zu stehen, um die beiden Oberflächen miteinander zu verbinden, sofern die beiden Bindemittel gemeinsame Fasern binden. Um dieses sicherzustellen," soll das eindringende Bindemittel 73 bis innerhalb einer !Faserdicke von dem Oberflächenbindemittel 75 auf der entgegengesetzten Oberfläche eindringen, wobei berücksichtigt wird, daß bei planar ausgerichteten faserigen Bahnen die Fasern sich selbst im allgemeinen in der Ebene der Bahn orientieren. Beim Aufbringen des eindringenden Bindemittels 73 ist es nicht erforderlich, dessen Muster mit dem Muster des Oberflächenbindemittels 75 oder dem der entgegengesetzten Seite in Register zu bringen um sicherzustellen, daß sich die beiden Bindemittel miteinander verbinden. Durch Wahl eines Musters für das Oberflächenbindemittel 75 auf der entgegengesetzten Oberfläche, das mindestens etwa 15 °fa des Oberflächenbereichs einnimmt und ziemlich enge Aostände aufweist im Vergleich zu dem Muster aus dem eindringenden Bindemittel 73, wird sichergestellt, daß ein großer Prozentsatz des eindringenden Bindemittels 73 mit dem Oberflächenbindemittel 75 auf der entgegengesetzten Oberfläche verbunden oder an gemeinsame Fasern gebunden wird.

Das Oberflächenbindemittel 75 verbindet mindestens einige der Fasern unter Bildung gebundener Bahnteile, die in den gesamten Oberfläcnenregionen 74 lokalisiert sind. Die ungebundenen Bahnteile werden nur durch Bindungen zusammengehalten, die bei der Bahn vor dem Aufbringen des Bindemittels gebildet worden sind und, wie οoen herausgestellt worden ist, vorzugsweise eine sehr geringe Zwischenf aserf estigkeitj <ja.abeÄ., η ο ο 7

Es ist vorteilhaft, wenn das überfläcnenbindemiutel auf jeder oeite der .Bann durch nur einen kleineren Teil der Dicke wandert. Es ist für die Erfindung von Bedeutung, daß sich die ODerflächenbindemittel nicht allgemein auf jedem .Veg durch die Bahn ausdehnen, ob es das Oberflächenbindemittel von einer Oberfläche der Bahn ist, das sich bis zu der anderen Oberfläche ausdehnt oder das Ouerfläcnenbindemittel von einer Fläche ist, das sich bis zu einem Kontakt mit dem ÜDerflächenbindemittel von der anderen Oberfläche ausdehnt. Die Teile der Bahn, auf die keine Bindemittel nach den Verfahrensstufen der Erfindung aufgebracht worden sind, werden am meisten durch aas üreppen beeinflußt und bilden die weiche, absorbierende zentrale Kernregion. Der beste Weg sicherzustellen, daß ein übermäßiges Eindringen von den Oberflächenbindemitteln nicht stattfindet, besteht darin, daß das Eindringen des Oberfläcnenbindemittels auf jeder Seite der Bahn auf nicht mehr als etwa 40 ⁰Jo der Dicke des fertigen Produkts beschränkt wird. Vorzugsweiser erstrecket sich dieses Oberflächenbindemittel auf weniger als etwa 30 ^ajo durch die Dicke der Bahn. Bei einigen Ausführungsformen kann das Eindringen des Oberflächenbindemittels auf der einen Seite der Bahn mehr als 40 ^c/o ausmachen, sogar bis zu 60 fo betx'agen, sofern das Eindringen des Oberflächenbindemittels auf der anderen Seite der Bahn, wenn es überhaupt vorhanden ist, nicht so tief ist, daß sich die Oberflächenbindemittel auf beiden Seiten der Hahn miteinander verbinden. Außerdem kann ein tieferes Eindringen des Oberflächenbindemittels, bis zu 60 $ auf beiden Seiten, zugelassen werden, wenn das Muster auf den beiden Seiten so gewählt oder so in bezug aufeinander angeordnet wird, daß ein gemeinsames Verbinden der Oberfläcnenbindemittel von den beiden Seicen im allgemeinen nicht stattfindet.

Es wird jedoch sehr bevorzugt, um den größten Vorteil der Erfindung zu erzielen, wenn die Oberfläcnenbindemit-uel eine erhebliche Strecke in die Bahn von der Oberfläche aus eindringen, mindestens bis zu 10 ^c]o der Bahndicke und vorzugsweise mindestens bis zu 15 ⁰Jo* Dieser Grad des Bindringens stellt sicher, daß sich die erwünschten Eigenschaften in den Oberflächenregionen, wie oben beschrieben ist, ausbilden.

In der Figur 6 haoen die Oberflächenregionen 74 in der Bahn 71

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eine größere Faserkonzentration als der zentrale Kernbereich. 76, wodurch drei schichtähnliche Regionen geschaffen werden. Die größere Faserkonzentration in den Überflächenregionen 74 wird teilweise durch die Kontraktion der oberflächen^ebundenen Regionen nach dem eingestellten Kreppen der Bahn nach einem i'iuster und durch, das iiderStandsvermögen gegenüber einem Auseinanderbrecnen der überflächenregionen der Bahn nach dem Kreppen bewirkt,

was auf die Festigkeit zurückzuführen ist, die durch das Oberflächenbindemittel 75 verlienen »/orden ist. Die Überflächenregionen sind im allgemeinen koexistent mit dem eindringen des Oberflächenbindemittels 75. Der zentrale Kernbereich hat Spalt-" bereiche oder Hohlräume 77, die sich im allgemeinen nahe an dem Oberfläcüenbindemittel 75 oefinden. Diese Hohlräume 77 sind durch die kreppende wirkung auf die zentrale Kernregion Jb entstanden, wobei Fasern vorhanden sind, die nicht fest zusammengehalten werden, gleichzeitig mit der allgemeinen Verminderung der Faserkonzentration. Es ist diese wirkung, die das Volumen um die //eichheit der Bahn zusätzlich zu einer wesentlichen Zunahme des Absorptionsvermögens erhöht.

Die Figur 6 erläutert eine Bahn, die mit der Vorrichtung nach der Figur 5 hergestellt worden ist. D.h., die Bahn ist dem gesteuerten Kreppen nach einem Muster auf beiden Seixen unterworfen worden. Die nach dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Figur 2 oder der Figur 4.hergestellte Bahn ist etwas der Bahn ähnlich, die in der Figur 6 veranschaulicnt wird, mit dem Unterschied jedoch, daß das Produkt mit dem doppelten eingestellten gekreppten Muster eine größere iSahl und eine größere Größe von Spaltbereichen oder Hohlräumen 77 in der zentralen Kernregion 76 der Bahn aufweist als die Bahn mit dem gleichen Kreppgrad und aus der gleicnen G-rundbann, wenn sie einem einzigen eingestellten Kreppvorgang nach einem Muster unterworfen worden ist. Sine der Überflächen bei der in der Figur 6 erläuterten Bahn ist flacher als die andere Oberfläche. Die flachere Oberfläche war die Oberfläche, die der kreppenden Fläche während des letzten eingestellten Kreppens der Bahn nach einem Muster anhaftete. Solche Oberflächenkonfigurationen sind manchmal typisch, obwohl auch andere Variationen auftreten können.

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Die gebundenen, Regionen schrumpfen oder ziehen sich zusammen, wenn sie einem gesteuerten Kreppen nach einem Muster unterworfen werden und drängen die Fasern in der Oberflächenregion in der betreffenden überfläcne zusammen, wodurch eine Dehnung der Bahn in sowohl der Querrichtung als auch in der Maschinenrichtung möglich ist, was auf der Fähigkeit der zusaiamengedrängten Fasern beruht, sich voneinander zu entfernen, wenn das Blatt einer Zugspannung ausgesetzt wird. Daher besitzt das erhaltene Blattmaterial ein erhebliches Dehnungsvermögen in allen Richtungen in seiner Ebene. Auf diese »/eise führt das Verfahren der Erfindung zu einer einfacnen und bequemen Methode zur Ausbildung eines Dehnungsvermögens einer Bahn in mehreren -tiichtungen, ohne daß die oben erörterten umständlichen und schwierigen Verfahren angewendet werden müssen, wie z.B. ein zweifaches ώ-reppen der Bahn in verschiedenen Richtungen. Zur Erläuterung wird angeführt, daß Blattmaterialien der Erfindung typischerweise eine Dehnung in der Maschinenrichtung bis zu etwa 40 °/o und eine Dehnung in der Querricntung zur Maschinenrichtung bis zu etwa 25 °/o zeigen.

ferner Teile der Bahnoberfläche, die kein Bindemittel enthalten, verdichtet oder zusammengedrückt werden, um die Fasern enger aneinander zu zwingen, vermindern die näher liegenden Fasern die Größen der Öffnungen zwischen den Fasern und erhöhen dadurch die Kapillarwirkung, durch die Feuchtigkeit in die Bahn gezogen wird. Dieses führt zu besseren i'rockenwischeigenschaften der Bahn. Dieses ist besonders vorteilhaft, bei trocken gebildeten faserigen Bahnen und im wäßrigen Milieu gebildeten Bahnen mit verminderter äwischenfaserbindung, bei denen die Fasern im allgemeinen nicht fest zusammengedrängt nach der Bildung der Bahn vorliegen, wie es-für l'rockenwischeigenschaften erwünscht ist.

In der Figur 5 hat das dargestellte netzförmige Bindemuster einen weiteren Vorteil gegenüber einem Muster aus einzelnen gebundenen Regionen, das ebenfalls benutzt werden kann. Weil das Muster von den gebundenen Bereicrien netzförmig ist und nicht aus einzelnen !'eilen Desteht, wird der üompressionseffekt in den ungebundenen Bahnteilen noch weiter erhöht, was zu einer noch größeren Dehnung in der Maschinenrichtung und in der Querrichtung zu der Masohinen-

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richtung t>ei dem erhaltenen Produkt führt. Außerdem kann ein höherer Prozentsatz von der Bahn ungebunden sein im Vergleich mit einem Produkt, bei dem das Hauptbindemittel in einzelnen 'feilbereicnen vorliegt. Weil das Bindungsmuster bei dieser Ausführungsform im wesentlichen kontinuierlich und zusammenhängend ist, können so die ungebundenen Bahnteile 79 zwischen den Bindungs^ linien 75 größer sein und kann dennoch die erforderliche Festigkeit der Bahn erzielt werden* Dieses ist auf die zusammenhängenden Linien von durch klebemittel verbundenen Pasern zurückzuführen, die über die Überfläche verteilt sind und eine netzartige feste Bahn ergeben.

Patentansprüche

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Claims

Patentanspräche

Faseriges .Blattmaterial, bestehend aus einem aus integrierenden Teilen bestehenden, schichtartigem .Band aus im wesentlichen planar ausgerichteten Fasern, wobei die Bahn erste und zweite Oberflächenregionen jeweils auf einer Seite einer zentralen .Lernregion -aufweist, die zentrale Kernregion eine geringere Faserkonzentration als die erste Oberflächenregion hat, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Oberflächenablagerung von Bindemittel vorhanden ist, die sich nur durch die erste Oberflächenregion erstreckt, und eine zweite eindringende Ablagerung von bindemittel vorhanden ist, die sich durch die zentrale Kernregion erstreckt und die ersten und die zweiten Oberflächenregionen miteinander verbindet, die zweite eindringende Ablagerung von Bindemittel in einem feinen mit Leerstellen versehenen Muster vorliegt, das einen geringeren Bereich in der Ebene der Bahn einnimmt als die erste Oberflächenablagerung des Bindemittels.

2. Faseriges Blattmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundgewioht der Bahn etwa 6,8 bis 45,4 kg

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je 267,5 m ausmacht und daß die Bahn eine sehr geringe Zwischenfaserbindungsstärke in den Bereichen aufweist, in denen keine Bindemittel abgelagert sind, die erste Bindemittelablagerung in einem feinen, mit Leerstellen versehenen Muster vorliegt, das etwa 15 °k bis etwa 60 ⁰Jo des uberfläcnenbereichs der Bahn in der ersten Eegion einnimmt, und die zweite eindringende Ablagerung von Bindemittel weniger als etwa IO ⁰Jo des Bereichs in der Ebene der Bahn einnimmt und die erste Oberflächenregion etwa 10 ⁰Jo bis etwa 60 ψ der Baimdicke einnimmt.

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3. Faseriges üla"ctmaxerial nacht Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es eine dritte Oberflächenablagerung von Bindemittel enthält, die sich nur durch die zweite Oberfläcnenregion erstreckt und einen größeren Bereich in der iSbene der Bahn einnimmt als die zv/eite Ablagerung von Bindemittel.

4. Faseriges Blattmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern in der Bann willkürlich orientiert sind und eine vorherrschende Jüänge unter 0,6 cm. haben und die Fasern in dem zweiten 0oerflächenbereich stärker konzentriert sind als die Fasern in der zentralen Kernregion.

5. : Faseriges Blattmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenbereiche in der ersten Oberflächenregion, worin die erste Oöerflachenablagerung von Bindemittel abgelagert ist, fein gekreppt sind.

6. Faseriges Blattmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeicnnet, daß das Bindemittel in dem zweiten Auster im allgemeinen unverbunden ist mit dem Bindemittel in dem ersten muster, das dritte Muster von Bindemittel in der ersten üoerflächenregion

der Bahn im allgemeinen durch die Dicke der Bahn bis zu wenigstens innerhalb einer Faseraicke von dem Bindemittel in dem zweiten Muster ab eindringt, wobei die beiden Ooerflächenregionen der Bahn mit Bindemittel verbunden sind.

7· Faseriges Blattmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Muster einen wesentlichen l'eil von jeder Oberfläche der Bahn frei von Bindemittel lassen, der uberflächenbereich auf der ersten Oberfläche der Bahn, der von dem dritten Muster bedeckt ist, geringer als der Überflächenbereich ist, der von dem ersten Muster bedeckt ist, und das Eindringen des Bindemittels bei jedem der ersten und zweiten Muster etwa IO °]o bis etwa 60 ^ΰ/ο der Bahndicke ausmacht.

8. Faseriges Material nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn eine sehr geringe Zwischenfaserbindungsstärke in den Bereichen aufweist, in denen Bindemittel nicht abgelagert sind, die ersten und zweiten Muster jeweils etwa 15 fo

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bis etwa 60 $ des ooerflacnenbereichs der Bahn auf den betreffenden υoerflachen einnehmen und das dritte Muster weniger als etwa 5 ia des Oberfläcnenbereichs von der ersten Oberflächenregion der Bahn einnimmt.

9. Faseriges Blattmaterial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern in der Bahn vorherrschend Idgnocellulosefasern sind, die Bindemittel elastomere Materialien sind und das dritte Muster etwa 0,05 ^ujo bis etwa 2 ⁰Jo des Oberflächenbereichs der ersten Oberfläche der Bahn einnimmt.

10. Faseriges Blattmaterial nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das eindringen des Bindemittels bei jedem der ersten und zweiten Muster etwa 10 f> bis etwa 40 ^ΰ/Ό der Bahndicke ausmacht und das dritte Muster so angeordnet ist, daß gleichmäßige Raumgruppen "von Bindemittel in dem betreffenden Muster in einem Abstand voneinander von etwa 0,3 cm bis etwa 5,1 cm quer zur ersten üoerfläche der -bahn vorhanden sind.

11. Faseriges Blattmaterial nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Muster dem ersten Muster überlagert ist.

12. Faseriges Blattmaterial nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel in dem dritten Muster im allgemeinen in die Dicke der Bahn weit genug eindringt, um eine Verbindung mit" dem Bindemittel des zweiten Musters herzustellen, und die ersten und zweiten Muster zusammenhängend netzförmig sind, und das dritte Muster unzusammenhängend ist und aus einzelnen l'eilen Des tent.

13· Faseriges Blattmaterial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Muster aus im Abstand voneinander befindlichen Punkten besteht.

14. Faseriges Blattmaterial nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen jedem Punkt etwa 1,3 cm bis etwa 3»8 cm beträgt.

15· Faseriges Blattmaterial nach Anspruch 14, dadurch ge-

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kennzeichnet, aaß die Bahn durch Ablagerung von trocknen Fasern auf einer fortgebenden Fläche gebildet worden ist.

16. Faseriges Blattmaterial nach Ansprach 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn aus einer 'wäßrigen Aufschlämmung von Fasern gebildet worden ist, die auf einer formgebenden Fläche abgelagert worden ist.

17. Faseriges Blattmaterial nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn unter Bedingungen verringerten Drucks, bis die Bahn im wesentlichen trocken ist, gebildet worden ist, um die Zwisohenfaserbindefestigkeit durch Verringerung des Zwischenfaserkontaktanteils zu reduzieren.

18. Faseriges Blattmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn aus 100 $ lignocellulosefasern gebildet worden ist.

19· Faseriges Blattmaterial nach einem der Ansprüche 3 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die gebundenen Regionen der Bahn auf beiden Ooerflachen fein gekreppt worden sind.

20. Verfahren zur Herstellung eines aus intergrierenden Teilen bestehenden schichtartigen Blattmaterials unter Bildung. einer Bahn von im wesentlichen planar ausgerichteten Fasern, Aufbringen von Bindemittel auf die Bahn und Kreppen der Bahn, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel auf die Bahn aufgebracht wird, indem ein erstes Bindemittel auf eine Seite der Bahn so aufgebracht wird, daß es nur teilweise in die Dicke der Bahn eindringt, um-in der Bahn eine erste Oberflächenregion mit dem ersten darin abgelagerten Bindemittel und eine.zentrale Kernregion zu schaffen, die frei von dem ersten Bindemittel ist, und ein zweites Bindemittel auf eine Seite der Bahn so aufgebracht wird, daß es durch die zentrale Kernregion dringt und die ersten und zweiten Oberflächenregionen verbindet, vvooei das zweite Bindemittel in einem feinen, mit Leerstellen versehenen Muster aufgebracht wird, das einen geringexaoBereich in der Ebene der Bahn einnimmt als das 'erste bindemittel.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,

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daß ciie ötufe zum treppen aas Anuaf oen der Teile der !bahn, die aas erste Bindemittel enthalten, an einer kreppenden Fläche durch uas erste Binaemit'cel und Zreppen der Bahn durch die kreppende Fläche enthält.

22. Verfanren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daJ aie Stufen des Aufbringens des ersten und des zweiten Bindemittels gleichzeitig durchgeführt werden, indem das Bindemittel mit einer Zylindertiefdruckwalze aufgebracht wird, die Zellen für die Aufnahme des zweiten Bindemittels enthält, die tiefer sind als die Zellen, die das erste Bindemittel enthalten.

25. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes Bindemittel auf die zweite Oberflächenregion der Bahn aufgebracht wird, um nur durch die zweite Oberflächenregion einzudringen und einen Bereich in der Ebene der Bahn einzunehmen, der größer ist als der Bereich, der von dem zweiten Bindemittel eingenommen wird.

24· Verfanren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß durch Verwendung des dritten Bindemittels die i'eile der Bahn in der zvveixen Oberflächenregion, wo das dritte Bindemittel abgelagert ist, an einer kreppenden Fläche haftfest verbunden werden und die Bahn von der kreppenden Fläche gekreppt wird.

25· Verfahren nach Anspruch 24» dadurch gekennzeichnet, daß aie Bahn mrcer Bedingungen gebildet wird, die zu einer sehr geringen Zwischenfaserbindefestigkeit führen, die Bindemittel elastomere materialien sind und das dritte Bindemittel in gleichmäßigen Raumgruppen von Bindemittel in dem betreffenden Muster in einem Abstand voneinander von etwa 0,5 cm bis etwa 5,1 cm quer zur jilbene der Bahn angeordnet ist.

Dr.Ve/iia

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