DE69820666T2

DE69820666T2 - Tissuepapier mit verbesserter lotionsübertragung

Info

Publication number: DE69820666T2
Application number: DE69820666T
Authority: DE
Inventors: Ruth Mary LEHRTER; Dennis Paul TROKHAN; Douglas Kenneth VINSON
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1997-10-22
Filing date: 1998-10-19
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2018-10-20
Also published as: HK1031134A1; KR20010031329A; WO1999020838A1; DE69820666D1; CN1283245A; CN1145729C; US6261580B1; EP1025310A1; KR100383779B1; EP1025310B1; ES2212358T3; JP2001521070A; BR9815214A; BR9815214B1; ATE256784T1; CA2308174C; TW527456B; CA2308174A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich auf Tissuepapierbahnen. Insbesondere bezieht sich diese auf weiche Tissuepapierbahnen mit einer darauf geschichteten Lotion, welche für Wischtücher, Gesichtstissue und ähnliche Produkte verwendet werden können.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die übliche Erkältung und Allergien mit damit verbundenen tränenden Augen und laufenden Nasen sind ein Bann für die Menschheit. Zusätzlich zu den Schwierigkeiten beim Atmen, Sehen, Sprechen und Abputzen von Nasenausscheidungen muß eine Person, die von diesen Leiden geplagt wird, häufig mit einer Nase und diese umgebenden Bereichen kämpfen, welche wund und gereizt sind und welche häufig rot und entzündet sind, wodurch die Aufmerksamkeit anderer auf seine Plage geweckt wird. Die Reizung und Entzündung – die Rötung – kann mehrere Gründe haben. Ein Hauptgrund ist natürlich die Notwendigkeit der Reinigung durch häufiges Schneuzen der Nase in ein Tissue oder Tuch und Abwischen der Nasenausscheidung von der Nase und dem diese umgebenden Bereich. Der Grad der Reizung und Entzündung, der durch ein Schneuzen und Abwischen hervor gerufen wird, ist stark abhängig von der Oberflächenrauhigkeit des verwendeten Instruments. Der Grad der Reizung und Entzündung ist auch stark abhängig von der Häufigkeit, mit der die Nase und ihre umgebenden Bereiche mit einem Instrument in Kontakt gebracht werden müssen; die Verwendung eines Instruments, welches relativ schwach oder relativ nicht absorbierend ist, wird eine größere Anzahl von Kontakten mit dem Gesicht erfordern, als die Verwendung eines stärkeren und absorbierenderen Instruments, welches in der Lage ist, eine größere Menge von Nasenausscheidungen aufzunehmen.
Es gab zahlreiche frühere Versuche, das Problem der durch Schneuzen und Wischen hervor gerufenen Reizung und Entzündung zu korrigieren. Ein allgemeiner Ansatz war, ein Instrument bereit zu stellen, welches glatter, weicher oder sowohl glatter als auch weicher ist als frühere Instrumente. In modernen Industriegesellschaften ist dieses Instrument häufig ein Tissuepapierprodukt,das gewöhnlich als ein Gesichtstissue bezeichnet wird. Beispiele solcher Tissuepapierprodukte sind dargestellt in US Patent Nr. 4,300, 981, veröffentlicht für Carstens am 17. November 1981, und in den verschiedenen Patenten, die in dieser Offenbarung diskutiert werden.
Der Stand der Technik hat auch versucht, das Problem der durch Schneuzen und Abwischen hervor gerufenen Reizung und Entzündung durch ein Weichmachen von dafür verwendeten Tissueprodukten mit chemischen Additiven anzugehen. Freimark et al. erwähnt in US Patent Nr. 3,755,220, veröffentlicht am 28. August 1973, daß bestimmte chemische Additive, die als Entbindungsmittel bekannt sind, die natürliche Faser-an-Faser-Bindung stören, die während der Lagenformation in Papierherstellungsverfahren auftritt. Diese Reduktion der Bindung führt zu einem weicheren oder weniger harschen Flächengebilde aus Papier. Freimark et al. gehen weiter und lehren die Verwendung naßfester Harze, um die Naßfestigkeit des Flächengebildes in Verbindung mit der Verwendung von Entbindungsmitteln zu verbessern, um unerwünschte Effekte des naßfesten Harzes zu beseitigen. Diese Entbindungsmittel reduzieren die Trocken-Zugfestigkeit, es gibt aber keine wesentliche Reduktion der Naß-Zugfestigkeit. Shaw lehrt in US Patent Nr. 3,821,068, veröffentlicht am 28. Juni 1974 auch, daß chemische Entbinder verwendet werden können, um die Steifigkeit einer Tissuepapierbahn zu verringern und somit die Weichheit zu verbessern. Chemische Entbindungsmittel wurden in verschiedenen Druckschriften offenbart, wie in US Patent Nr. 3,554,862, veröffentlicht für Hervey et al. am 12. Januar 1971. Das US Patent Nr. 5,264,082, veröffentlicht für Phan und Trokhan am 23. November 1993 beschreibt Zusammensetzungen, die breite Verwendung in der Industrie gefunden haben, insbesondere dann, wenn es erwünscht ist, die Festigkeit, welche andernfalls im Papier vorhanden wäre, zu verringern und im Papierherstel lungsverfahren. Beispielhafte chemische Entbindungsmittel umfassen quartarnäre Ammoniumsalze, wie Trimethylcocoammoniumchlorid, Trimethyloleylammoniumchlorid, Dimethyldi(hydriertes tallow)ammoniummethylsulfat und Tnmethylstearylammoniumchlorid. Mono- und Diestervariationen der vorerwähnten quartärnären Ammoniumsalze sind auch offenbart.
Die Armac Company aus Chicago Ill offenbart in ihrem Magazin 76–17 (1977), daß die Verwendung von Dimethyl(hydriertes tallow)ammoniumchlorid in Kombination mit Fettsäureestern von Polyoxyethylenglycolen Tissuepapierbahnen sowohl Weichheit als auch Absorptionsfähigkeit verleihen kann.
Andere Arbeiten haben Emollienten, Salben, Reinigungsmittel und dergleichen auf Substrate, wie ein Tissuepapier, aufgebracht, um nicht nur die Reinigung der Haut, sondern auch die Reizung und Entzündung entweder durch die Schmierfähigkeit der auf das Instrument aufgebrachten Substanz oder durch die therapeutische Wirkung der Substanz zu verringern. Dieser Ansatz wurde z. B. verwendet durch Dake et al. in US Patent Nr. 4,112,167, veröffentlicht am 05. September 1978, insbesondere im Hinblick auf Toillettentissues. Diesem folgte Buchhalter in US Patent Nr.
3,896,807, veröffentlicht am 29. Juli 1975 und Weiss et al. in US Patent Nr. 3,814,096, veröffentlicht am 04. Juni 1974. Lavash in US Patent 4,5 13,051, veröffentlicht am 23. Apnl 1985 beschreibt ein Tissuesubstrat, welches einen Emollienten trägt, welcher einen besonderen wirtschaftlichen Erfolg gehabt hat, wenn er in Verbindung mit einem Gesichtstissue verwendet wurde. Das US Patent 5,525,345, veröffentlicht für Warner et al. am 11. Juni 1996, beschreibt zusätzliche Lotionszusammensetzungen und Mittel zum Aufbringen solcher Lotionen. Weitere Lotionszusammensetzungen sind beschrieben in US Patent 5,650,218, veröffentlicht für Krzysik et al. 22. Juli 1997. Die Druckschrift WO 99/18289 und die Druckschrift WO 98/29605 offenbaren beide Tissuepapiere mit einer mit einem weich machenden Gemisch beschichteten Oberfläche, welches insbesondere eine quartärnäre Ammoniumverbindung umfaßt, wobei das chemische weich machende Gemisch im Wesentlichen auf der Oberfläche, wo es abgeschieden wurde, fixiert ist.
Die Druckschrift EP 0851062 offenbart ein absorbierendes Papier, das aus einem Faserstoff geformt wurde, welcher einen Weichmacher und optional ein Befeuchtungsmittel und/oder ein organisches, dauerhaft und temporäre naßfestes Mittel enthält, dieser Weichmacher ist aber ein Imidazol-Weichmacher.
Trotz der Anstrengungen zahlreicher Forscher wurde das Problem der raten, wunden Nase des an Erkältung oder Allergie Leidenden noch nicht vollständig gelöst, so daß Verbesserungen an solchen Tissueprodukten weiterhin erwünscht sind. Demgemäß ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Tissuepapierprodukt zu schaffen, welches eine geringere Reizung und Entzündung auf der Haut eines Benutzers hervorruft. Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein Tissuepapierprodukt zu schaffen, welches als eine Quelle für einen Emollienten, eine Salbe oder dergleichen zur Aufbringung auf die Haut dient. Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mit Lotion behandelte Tissuepapierprodukte zu schaffen, die besanders wirksam sind beim Übertragen der Lotion auf die Haut eines Benutzers.
Diese und weitere Aufgaben werden unter Verwendung der vorliegenden Erfindung erhalten, wie dies ohne Weiteres beim Studieren der folgenden Offenbarung offensichtlich wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung liefert weiche Tissuepapierbahnen mit einer mildernden Lotion, die auf der Oberfläche der Bahn abgeschieden ist, und ein Verfahren zum Herstellen der Bahnen. Kurz gesagt, umfassen die mit einer Lotion behandelten Tissuepapierbahnen, die Komponenten, die im Anspruch 1 definiert sind, einschließlich

(a) Papier machende Fasern, die in eine Tissuebahn geformt sind, wobei die Bahn entgegen gesetzte Oberflächen aufweist;
(b) einer effektiven Menge eines Antimigrationsmaterials; und
(c) einer Emollient-Lotion, die auf wenigstens einer der Oberflächen der Bahn abgeschieden ist.

Um für die vorliegende Erfindung geeignet zu sein, muß das Antimigrationsmaterial eine Benetzbarkeitsspannung haben, die geringer ist als oder gleich ist der Oberflächenspannung der Emollient-Lotion, um so ein Ausbreiten der Emollient-Lotion auf solchen Oberflächen, auf welchen sie abgeschieden ist, zu minimieren.
Geeignete Antimigrationsmaterialien umfassen Materialien, wie Fluorkohlenstoffe, Silicone und substituierte, langkettige Alkane und Alkene, welche alle Oberflächen liefern können, die eine geringe Benetzbarkeitsspannung aufweisen. Bevorzugte Antimigrationsmaterialien sind quartärnäre Ammoniumverbindungen. Beispiele von quartärnären Ammoniumverbindungen, die für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen die allgemein bekannten Dialkydimethylammoniumsalze, wie Ditallowdimethylammoniumchlorid, Ditallowdimethylammoniummethylsulfat und Di(hydriertes tallow)dimethylammoniumchlorid, wobei di(hydriertes)tallowdimethylammoniummethylsulfat besonders bevorzugt ist. Alternativ bevorzugte Varianten dieser Verbindungen sind solche, die als Mono- oder Diestervariationen der vorerwähnten Dialkyldimethylammoniumsalze angesehen werden. Diese umfassen sogenannte Diesterditallowdimenthylammoniumchlorid, Diesterdistearyldimethylammoniumchlorid, Monoesterditallowdimethylammoniumchlorid, Diesterdi(hydriertes)tallowdimethylammoniummethylsulfat, Diesterdi(hydriertes)tallowdimethylammoniumchlorid, Monoesterdi(hydriertes)tallowdimethylammoniumchlorid und Mischungen davon. Vorzugsweise ist das Antimigrationsmaterial in einem Papier machenden Stoff vorgesehen, um so die Verbindung mit Papier machenden Fasern zu ermöglichen.
Der Papier machende Stoff umfaßt auch einen Plastifizierer, um bei der Dispersion des Antimigrationsmaterials zu helfen und die Flexibilität der Papier machenden Fasern zu verbessern. Polyhydroxy-Plastifizierer, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden sollen, sind Glycerol und Polyethylenglycole mit einem Molekulargewicht von etwa 200 bis etwa 2000, wobei Polyethylenglycole mit einem Molekulargewicht von etwa 200 bis etwa 600 bevorzugt werden.
Naßfeste Harze sind auch in dem Stoff enthalten, um sicher zu stellen, daß die behandelten Tissuebahnen der vorliegenden Erfindung während der Benutzung ausreichend fest sind. Naßfeste Harze, die in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, umfassen alle solche, die in Anspruch 1 definiert sind. Beispiele bevorzugter dauerhaft naßfester Harze umfassen Polyamidepichlorhydrinharze, Polyacrylamidharze und Styrol-Butadienlatexe.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Tissuebahn der vorliegenden Erfindung umfaßt von etwa 0,03 Gew.-% bis etwa 1,0 Gew.-% einer quartärnären Ammoniumverbindung von etwa 0,03 Gew.-% bis etwa 1,0 Gew.-% eines Polyhydroxy-Plastifizierers, und von etwa 0,3 Gew.-% bis etwa 1,5 Gew.-% eines wasserlöslichen, dauerhaft naßfesten Harzes, wobei alle Mengen dieser Zusatzstoffe auf Basis des Trockenfasergewichts des Tissuepapiers angegeben sind.
Darauf abgeschieden wird eine Emollient-Lotion. Die Emollient-Lotion erweicht, lindert, versorgt, überzieht, fettet, befeuchtet oder reinigt die Haut. Ein besonders bevorzugter Emollient umfaßt einen Kohlenwasserstoffemollienten. Geeignete Kohlenwasserstoffemollientmaterialien umfassen, nur zu Beispielszwecken, Kohlenwasserstoffwachse, wie Paraffin, Öle, wie Mineralöl, und Silcionöl sowie Petrolatum und komplexere Schmierstoffe und Emollienten. Eine besonders bevorzugte Emollient-Lotion umfaßt ein Gemisch aus Mineralöl und Paraffin.
Kurz gesagt, umfaßt das Verfahren zum Herstellen der Tissuebahnen der vorliegenden Erfindung die Schritte des Bildens eines Papier machenden Stoffes aus den vorerwähnten Komponenten, die Abscheidung des Papier machenden Stoffes auf einer foraminösen Oberfläche, wie einem Fourdrinier-Sieb, und die Entfernung des Was sers aus dem abgeschiedenen Stoff, um eine Tissuebahn zu bilden. Die Tissuebahn wird dann mit der Emollient-Lotion behandelt, um das mit Lotion behandelte Tissue zu bilden. Eine bevorzugtes Behandlungsverfahren ist eine Schlitzextrusion des geschmolzenen Emollienten auf die Tissuebahn.
Alle Prozentangaben, Verhältnisse und Proportionen erfolgen hier in Gewichtsprozent, es sei denn, daß dies anders angegeben wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es wird angenommen, daß die vorliegende Erfindung aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung besser verstanden wird, in welcher Bezugszeichen ähnliche Elemente identifizieren und in welcher:
1 eine schematische Darstellung ist, welche eine bevorzugtes Verfahren zum Aufbringen der Emollient-Lotion der vorliegenden Erfindung auf Tissuepapierbahnen darstellt.
Die vorliegende Erfindung wird unten in größerem Detail beschrieben.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFDINDUNG
Obwohl die Beschreibung mit Ansprüchen zusammen paßt, welche den Gegenstand, der als die Erfindung angesehen wird, besonders herausstellen und deutlich beanspruchen, wird angenommen, daß die Erfindung aus dem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung und des angehängten Beispiels besser verstanden werden kann.
Wie hier verwendet, beziehen sich sie Ausdrücke Tissuepapierbahn, Papierbahn, Bahn und Papier-Flächengebilde auf Flächengebilde eines Papiers, das durch ein Verfahren mit den Schritten des Bildens eines wässrigen Papier machenden Stoffes, des Abscheidens dieses Stoffes auf einer foraminösen Oberflache, wie eine Fourdrinier-Sieb, und des Entfernens des Wassers aus dem Stoff, sei es durch Schwerkraft oder durch eine vakuumunterstützte Drainage, mit oder ohne Pressen und durch Verdampfung, umfaßt.
Wie hier verwendet, ist ein wässeriger Papier machender Stoff ein wässeriger Brei aus Papier machenden Fasern und den hier nachfolgend beschriebenen chemischen Stoffen.
Tissuebahn
Komponenten des Papiermacherstoffes
Holzzellstoff
Der erste Schritt in einem besonders bevorzugten Verfahren zum Herstellen des behandelten Tissuepapiers dieser Erfindung ist die Bildung eines wässerigen Papier machenden Stoffes. Der Stoff umfaßt Papier machende Fasern (hiernach manchmal als Holzzellstoff bezeichnet) und ein Antimigrationsrnaterial. Ein Schlüsselelement eines Verfahrens zum Herstellen des behandelten Tissuepapiers der vorliegenden Erfindung ist, das Antimigrationsmaterial bereit zu stellen, bevor die Emollient-Lösung bereit gestellt wird. Der Stoff umfaßt ferner vorzugsweise auch wenigstens ein naßfestes Harz und wenigstens einen Polyhydroxy-Plastifizierer. Jede dieser Komponenten wird nachfolgend beschrieben.
Es liegt nahe, daß Holzzellstoff in all seinen Varietäten normalerweise die in dieser Erfindung verwendeten Papier machenden Fasern aufweist. Andere zelluloseartige faserige Zellstoffe, wie Baumwolllinter, Bagasse, Rayon, etc., können jedoch verwendet werden und keine sind ausgeschlossen. Holzzellstoffe, die hier nützlich sind, umfassen chemische Zellstoffe, wie Kraft- und Sulfitzellstoffe, sowie mechanische Zellstoffe, einschließlich z. B. Holzmehl, thermomechanische Zellstoffe und ein chemisch modifizierter thermomechanischer Zellstoff (CTMP). Zellstoffe, die sowohl von Laub- als auch von Nadelbäumen abgeleitet werden, können verwendet werden. Auch anwendbar für die vorliegende Erfindung sind Fasern, die aus wieder aufbereitetem Papier hergeleitet werden, welche einige oder alle der obigen Kategorien sowie andere nicht faserige Materialien, wie Füllstoffe und Haftmittel, die verwendet wurden, um die ursprüngliche Papierherstellung zu erleichtern, enthalten können. Vorzugsweise umfassen die Papier machenden Fasern, die in dieser Erfindung verwendet werden, Kraft-Zellstoff, der von nördlichen Weichhölzern abgeleitet wird, Kraft-Zellstoffe, die von Eukalyptus abgeleitet werden, und Mischungen davon.
Naßfeste Harze
Die vorliegende Erfindung umfaßt vorzugsweise auch von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 3,0 Gew.-%, ganz bevorzugt von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 2,0 Gew.-% auf Trockenbasis des Trockenfasergewichts ein wasserlösliches, dauerhaft naßfestes Harz. Äußerst bevorzugt von etwa 0,3 Gew.-% bis etwa 1,5 Gew.-% auf Basis des Trockenfasergewichts ein wasserlösliches, dauerhaft naßfestes Harz.
Dauerhaft naßfeste Harze, die hier nützlich sind, können von unterschiedlichem Typ sein. Im Allgemeinen sind solche Harze, welche früher ermittelt wurden und welche nachfolgend in der Papier machenden Technik Anwendung finden, auch hier nützlich. Zahlreiche Beispiele werden in dem vorerwähnten Papier von Westfelt, das hier durch Bezugnahme mit aufgenommen ist, gezeigt.
Im gewöhnlichen Fall sind die naßfesten Harze wasserlösliche, kationische Materialien. Das heißt, die Harze sind wasserlöslich zu dem Zeitpunkt, an welchem sie dem Papier machenden Stoff hinzu gegeben werden. Es ist aber möglich und wird sogar erwartet, daß nachfolgende Vorgänge, wie ein Vernetzen, die Harze in Wasser uniöslich machen. Ferner sind einige Harze nur unter spezifischen Bedingungen löslich, wie über einen begrenzten pH-Bereich.
Von naßfesten Harzen wird im Allgemeinen angenommen, daß sie sich einer Vernetzung oder anderen Aushärtungsreaktionen unterziehen, wenn sie auf, in oder zwischen Papier machenden Fasern abgeschieden wurden. Ein Vernetzen oder Aushärten tritt normalerweise solange nicht auf, bis wesentliche Mengen von Wasser vorhanden sind.
Von besonderer Nützlichkeit sind verschiedene Polyamid-Epichlorhydrinharze. Diese Materialien sind Polymere mit niedrigem Molekulargewicht, die mit reaktiven funktionalen Gruppen versehen sind, wie mit Amino-, Epoxy- und Azetidiniumgruppen. Die Patentliteratur ist gefüllt mit Beschreibungen von Verfahren zum Herstellen solcher Materialien. Das US Patent Nr. 3,700,623, veröffentlicht für Keim am 24. Oktober 1972 und das US Patent Nr. 3,772,076, veröffentlicht für Keim am 13. November 1973 sind Beispiele für solche Patente.
Polyamid-Epichlorhydrinharze, die unter den Markennamen Kymene 557H und Kymene 2064 durch Hercules Incorporated aus Wihnington, DE, verkauft werden, sind besonders nützlich in dieser Erfindung. Diese Harze werden im Allgemeinen in den vorerwähnten Patenten von Keim beschrieben.
Basenaktivierte Polyamid-Epichlorhydrinharze, die in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, werden verkauft unter der Marke Santo Res, wie Santo Res 31, durch Monsanto Company aus St. Louis, MO. Diese Typen von Materialien sind allgemein beschrieben in den US Patent Nrn. 3,855,158, veröffentlicht für Petrovich am 17. Dezember 1974; 3,899,388, veröffentlicht für Petrovich am 12. August 1975; 4,129,528, veröffentlicht für Petrovich am 12. Dezember 1978; 4,147,586, veröffentlicht für Petrovich am 03. Apnl 1979; und 4,222,921, veröffentlicht für Van Eenam am 16. September 1980.
Weitere wasserlösliche, kationische Harze, die hier nützlich sind, sind die Polyacrylamidharze, wie solche, die unter der Marke Parez verkauft werden, wie Parez 631NC, durch Cytec aus Stanford, CN. Diese Materialien sind allgemein beschrieben in US Patent Nrn. 3,556,932, veröffentlicht für Coscia et al. am 19. Januar 1971; und 3,556,933, veröffentlicht für Williams et al. am 19. Januar 1971.
Weiter Typen wasserlöslicher Harze, die in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, umfassen Acrylemulsionen und anionische Styrol-Butadien-Latexe. Zahlreiche Beispiele dieser Typen von Harzen sind offenbart in US Patent Nr. 3,844,880, Meisel, Jr. et al., veröffentlicht am 29. Oktober 1974. Noch weitere wasserlösliche kanonische Harze, die in dieser Erfindung Anwendung finden, sind die Ureaformaldehyd- und Melaminformaldehydharze. Die polyfunktionalen, reaktiven Polymere haben Molekulargewichte in der Größenordnung von einigen Tausend. Die meisten allgemeinen funktionalen Gruppen enthalten Stickstoff enthaltende Gruppen, wie Aminogruppen und Methylgruppen, die an Stickstoff angehängt sind.
Obwohl weniger bevorzugt, finden Polyethyliminharze in der vorliegenden Erfindung Anwendung.
Vollständigere Beschreibungen der vorerwähnten wasserlöslichen Harze, einschließlich ihrer Herstellung, können gefunden werden in TAPPI Monograph Reihen Nr. 29, Wet Strength In Paper and Paperboard, Technical Association of the Pulp and Paper Industry (New York; 1965). Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "dauerhaft naßfestes Harz" auf ein Harz, welches der Papierlage erlaubt, wenn es in einem wässrigen Medium angeordnet wird, einen Hauptteil seiner anfänglichen Naßfestigkeit für eine Zeitspanne von Länger als wenigstens zwei Minuten beizubehalten.
Die oben erwähnten naßfesten Additive führen typischerweise zu Papierprodukten mit einer dauerhaften Naßfestigkeit, das heißt, einem Papier, welches, wenn es in einem wässrigen Medium angeordnet wird, einen wesentlichen Teil seiner anfänglichen Naßfestigkeit über die Zeit beibehält. Eine dauerhafte Naßfestigkeit kann in einigen Typen von Papierprodukten jedoch eine unnötige und unerwünschte Eigen schaft sein. Papierprodukte, wie Toilettentissues, etc., werden im Allgemeinen nach kurzen Benutzungsdauern in Abwassersystemen und dergleichen entsorgt. Ein Verstopfen der Systeme kann auftreten, wenn das Papierprodukt dauerhaft seine hydrolyseresistenten Festigkeitseigenschaften beibehält.
In jüngster Zeit haben Hersteller Papierprodukten für solche Situationen, in welchen eine Naßfestigkeit für die gedachte Benutzung ausreicht, wo aber der Abbau der Naßfestigkeit beim Eintauchen in Wasser erwünscht ist, temporär naßfeste Additive hinzu gefügt. Zum Beispiel erleichtert der Abbau der Naßfestigkeit den Fluß des Papierprodukts durch die Abwassersysteme. Falls diesen Produkten eine Naßfestigkeit verliehen wird, wird vorgezogen, daß dies eine flüchtige Naßfestigkeit ist, die gekennzeichnet ist durch einen Abbau eines Teils oder der Gesamtheit ihres Potentials, beim Aufenthalt in Wasser. Wenn eine flüchtige Naßfestigkeit erwünscht ist, können die Bindermaterialien aus der Gruppe bestehend aus Dialdehystärke oder anderen Harzen mit Aldehydfunktionalität ausgewählt, wie Co-Bond 1000^®, angeboten von National Starch and Chemical Company, Parez 750^®, angeboten von Cytec aus Stanford, CT, und das Harz, das beschrieben ist in US Patent Nr. 4,981,557, veröffentlicht am 01. Januar 1991 für Bjorkquist.
Mit Bezug auf die Klassen und die spezifischen Beispiele der oben aufgelisteten dauerhaft und temporär naßfesten Harze sollte klar sein, daß die aufgelisteten Harze nur beispielhaft angegeben sind, und damit nicht gemeint ist, den Schutzbereich dieser Erfindung zu beschränken.
Mischungen kompatibler naßfester Harze können bei der praktischen Umsetzung dieser Erfindung auch verwendet werden.
Antimigrationsmaterial
Das Antimigrationsmaterial dient dazu, die Migration der Emollient-Lotion (unten diskutiert) von der Oberfläche der Tissuebahn, auf welcher diese abgeschieden wurde, weg zu minimieren. Die Anmelder haben heraus gefunden, daß durch Bereitstellen der Tissuebahn mit einem geeigneten Antimigrationsmaterial vor der Abscheidung der Emollient-Lotion eine Migration der Emollient-Lotion in die Tissuebahn wesentlich reduziert wird. Ohne durch Theorie gebunden zu sein, glauben die Anmelder, daß eine Behandlung der Tissuebahn mit einem geeigneten Antimigrationsmaterial die Benetzbarkeitsspannung der Oberfläche der Papier machenden Fasern derselben so verändert, daß eine Benässung derselben durch die Emollient-Lotion minimiert oder sogar beseitigt wird. Wie hier verwendet, wird eine Oberfläche mit einer geeigneten "Benetzbarkeitsspannung" eine Flüssigkeit, die darauf abgeschieden ist, dazu veranlassen, einen Kontaktwinkel von größer als etwa 75° zu haben. Vorzugsweise ist der Kontaktwinkel größer als etwa 80°, ganz bevorzugt größer als etwa 85°. Wie allgemein bekannt ist, verleihen große Kontaktwinkel eine geringe Benetzbarkeit. Wenn somit die Emollient-Lotion aus der Schmelze (wie dies unten beschrieben wird) auf eine Papier machende Oberfläche, die mit einem geeigneten Antimigrationsmaterial behandelt wurde, aufgebracht wird, verhindert die geringe Benetzbarkeit der behandelten Oberfläche eine Migration der geschmolzenen Lotion in die behandelte Bahn, so daß der geschmolzenen Emollient-Lotion erlaubt wird, sich "zu setzen", was eine weitere Migration verhindert. Wie aus den Beispielen deutlich wird, liefert diese reduzierte Migration eine verbesserte Übertragung der Lotion, weg von der Oberfläche der behandelten Tissuebahn, zur Haut eines Benutzen. Das heißt, bei einem gegebenen Gewicht einer spezifischen Lotionsapplikation wird ein größerer Anteil der aufgebrachten Lotion auf oder angrenzend an der Oberfläche einer Tissuebahn bleiben, die mit einem Antimigrationsmaterial versehen wurde, als auf oder angrenzend an der Oberfläche einer Tissuebahn verbleiben würde, die nicht so bereit gestellt würde.
Geeignete Antimigrationsmaterialien umfassen solche Materialien, die dafür bekannt sind, eine geringe kritische Oberflächenspannung Oberflächen zu verleihen, wenn sie auf eine Oberfläche aufgebracht werden. Beispielhafte Materialien umfassen, sind aber nicht beschränkt darauf Fluorkohlenstoffmateriatien; Siliconmateria-lien; reaktive Papier-Leimungsmaterialien, wie Alkylketendimere, substituierte, zyklische Säureanhydride, organisch modifizierte Keramikmaterialien (Ormocere), substituierte langkettige Alkane und Alkene und chemische Derivate davon, wobei solche Derivate die Wesentlichkeit solcher Materialien für Papier machende Fasern verbessern. Lieferanten solcher Materialien sind: Hercules, Inc. aus Wilmington, DE, National Starch and Chemical aus Bridgewater, NJ, 3M aus St. Paul, MN, und DuPont aus Wilmington, DE.
Quartärnäre Ammoniumverbindung
Ein besonders bevorzugtes Antimigrationsmaterial ist eine quartärnäre Ammoniumverbindung mit der Formel: (R¹)_4–m-N⁺-[R²]mX^– in welcher:
m 1 bis 3 ist;
jedes R¹ eine C₁-C₆ Alkylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Hydrocarbyl- oder substituierte Hydrocarbylgruppe, alkoxylierte Gruppe, Benzylgruppe oder Mischungen davon ist;
jedes R² eine C₁₄-C₂₂ Alkylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Hydrocarbyl- oder subtituiertes Hydrocarbylgruppe, alkoxylierte Gruppe, Benzylgruppe oder Mischungen davon ist; und
X^– ein weichmacherkompatibles Anion ist, das für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
Vorzugsweise ist jedes R¹ ein Methyl und ist X^– ein Chlorid oder ein Methylsulfat. Vorzugsweise ist jedes R² ein C₁₆-C₁₈ Alkyl oder Alkenyl, ganz bevorzugt ist jedes R² ein geradkettiges C₁₈ Alkyl oder Alkenyl. Äußerst bevorzugt ist jedes R² ein geradkettiges C₁₈ Alkyl. Optional kann der R²-Substituent abgeleitet werden von pflanzlichem Öl(z. B. Kokosnussöl) oder aus tierischen Quellen (z. B. Talg).
Wie oben verwendet, bezieht sich "Kokosnuss" auf Alkyl- und Alkylenanteile, die aus Kokosnussöl abgeleitet werden. Es wird erkannt, daß Kokosnussöl ein natürlich auftretendes Gemisch ist, das, wie alle natürlich auftretenden Materialien, einen Bereich von Zusammensetzungen aufweist. Kokosnussöl enthält primär Fettsäuren (von welchen die Alkyl- und Alkylenanteile der quartären Ammoniumsalze abgeleitet werden) mit von 12 bis 16 Kohlenstoffatomen, obwohl Fettsäuren mit weniger oder mehr Kohlenstoffatomen auch vorhanden sind. Swern, ED in Bailey's Industrial Oil and Fat Products, dritte Ausgabe, John Wiley and Sons (New York 1964) in Tabelle 6.5, unterbreitet, daß Kokosnussöl typischerweise von etwa 65 bis 82 Gew.-% seiner Fettsäuren im Bereich von 16 bis 16 Kohlenstoffatomen aufweist, wobei etwa 8% des gesamten Fettsäuregehalts als ungesättigte Moleküle vorliegen. Die wichtigste ungesättigte Fettsäure in Kokusnussöl ist die Oleinsäure. Synthetisch sowie natürlich auftretende "Kokosnuss"-Mixturen fallen in den Schutzbereich dieser Erfindung.
Talg, wie Kokosnuss, ist ein natürlich auftretendes Material mit einer variablen Zusammensetzung. Die Tabelle 6.13 in der oben genannten Druckschrift, die von Swern heraus gegeben wurde, gibt an, daß typischerweise 78% oder mehr der Fettsäuren von Talg 16 oder 18 Kohlenstoffatome enthalten. Typischerweise ist die Hälfte der im Talg vorhandenen Fettsäuren ungesättigt, primär in Form von Oleinsäure. Synthetische sowie natürliche "Talge" fallen in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.
Beispiele quartärnäre Ammoniumverbindungen, die für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, enthalten die allgemein bekannten Dialkyldimethylammoniumsalze, wie Ditallowdimethylammoniumchlorid„ Ditallowdimethylammoniumethyisulfat, Di(hydrierter tallow)dimethylammoniumchlorid; wo bei Di(hydrierter tallow)dimethylammoniummethylsulfat bevorzugt wird. Dieses spezielle Material ist im Handel erhältlich von Witco Chemical Company Inc. aus Dublin, OH, als Varisoft 137^®.
Alternativ bevorzugte Varianten dieser weich machenden Mittel sind solche, die als Mono- oder Diestervariationen dieser quartärnären Ammoniumverbindungen angesehen werden, mit der Formel: (R¹)_4–m-N⁺-[(CH₂)_n-Y-R³]_m X^– in welcher: Y ist -O-(O)C-, oder -C(O)-O-, oder -NH-C(O)-, oder -C(O)-NH-;
m ist 1 bis 3;
n ist 0 bis 4;
jedes R¹ ist eine C₁-C₆ Alkylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Hydrocarbyl- oder substituierte Hydrocarbylgruppe, alkoxylierte Gruppe, Benzylgruppe oder Mischungen davon;
jedes R³ ist eine C₁₃-C₂₁ Alkylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Hydrocarbyloder substituierte Hydrocarbylgruppe, alkoxylierte Gruppe, Benzylgruppe oder Mischungen davon; und
X^– ist ein weichmacherkompatibles Anion.
Vorzugsweise ist Y – -O-(O)C-, oder -C(O)-O; m = 2; und n = 2. Jeder R¹-Substituent ist vorzugsweise eine C₁-C₃ Alkylgruppe, wobei Methyl am meisten bevorzugt wird. Vorzugsweise ist jedes R³ ein C₁₃-C₁₇ Alkyl und/oder Alkenyl, ganz bevorzugt ist R³ ein geradkettiges C₁₅-C₁₇ Alkyl und/oder Atkenyl, C₁₅-C₁₇ Alkyl, äußerst bevorzugt ist jedes R³ ein geradkettiges C₁₇ Alkyl. Optional kann der R³-Substiuent abgeleitet werden von pflanzlichen Ölquellen.
Wie oben erwähnt, kann X^– irgendein weichmacherkompatibles Anion sein, z. B. Acetat, Chlorid, Bromid, Methylsulfat, Format, Sulfat, Nitrat und dergleichen können auch in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Vorzugsweise ist X^– ein Chlorid oder Methylsulfat.
Spezifische Beispiele von esterfunktionalen quartärnären Ammoniumverbindungen mit den Strukturen, die oben wurden, und geeignet für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung, umfassen die allgemein bekannten Diesterdialkyldimethylammioniumsalze, wie Diesterditallowdimethylammoniumchlorid, Monoesterditallowdimethylammoniumchlorid, Diesterditallwodimethylammoniummethylsulfat, Diesterdi(hydriertes)tallowdimethylammoniummethylsulfat, Diesterdi(hydriertes)tallowdimethylammoniumchlorid und Mischungen davon. Diesterditallowdimethylammoniumchlorid und Diesterdi(hydriertes)tallowdimethylammoniumchlorid werden besonders bevorzugt. Diese speziellen Materialien sind im Handel erhältlich von Witco Chemical Company Inc. aus Dublin, OH, unter dem Markennamen "ADOGEN SDMC" Vorzugsweise sind solche quartärnären Ammoniumverbindungen in der Tissuebahn in einem Anteil zwischen etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 4,0 Gew.-%, ganz bevorzugt von etwa 0,03 Gew.-% bis etwa 1,0 Gew.-% auf Basis des Trockenfasergewichts vorhanden. Das Verfahren zum Hinzugeben solcher Materialien wird unten diskutiert.
Polyhydroxy-Plastifizierer
Die vorliegende Erfindung enthält optional auch von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 4,0 Gew.-%, ganz bevorzugt von etwa 0,03 Gew.-% bis etwa 1,0 Gew.-% auf Basis eines Trockenfasergewichts einen Polyhydroxy-Plastifizierer. Ohne durch Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß der Plastifizierer die Flexibilität der Zellulosefasern verbessert und dahin gehend wirkt, die quartärnäre Ammoniumverbindung in der wässrigen Lösung zu stabilisieren. Solche Materialien sind auch nützlich als ProzeAhilfen während der Herstellung bestimmter quartärnärer Ammoniumverbindungen.
Die Polyhydroxy-Plastifizierer, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden sollen, sind Glycerol und Polyethylenglycole mit einem Molekulargewicht von 200 bis 2000, wobei Polyethylenglycole mit einem Molekulargewicht von etwa 200 bis etwa 600 bevorzugt werden.
Ein besonders bevorzugter Polyhydroxy-Plastifizierer ist ein Polyethylenglycol mit einem Molekulargewicht von etwa 400. Dieses Material ist im Handel erhältlich von der Union Carbide Company aus Danbury, CH unter dem Markennamen "PEG-400".
Optionale Materialinhaltsstoffe
Weitere Chemikalien, die bei der Papierherstellung üblicherweise verwendet werden, können dem Papier machenden Material hinzu gegeben werden, solange sie die weichmachenden, absorbierenden und die Naßfestigkeit verbessernden Wirkungen der drei benötigten Chemikalien signifikant und nachteilig beeinflussen.
Zum Beispiel können grenzflächenaktive Stoffe verwendet werden, um die Tissuepapierbahnen der vorliegenden Erfindung zu behandeln. Der Anteil an grenzflächenaktiven Stoffen, falls sie verwendet werden, beträgt vorzugsweise von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 2,0 Gew.-%, basierend auf dem Trockenfasergewicht des Tissuepapiers. Die grenzflächenaktiven Stoffe haben vorzugsweise Alkylketten mit acht oder mehr Kohlenstoffatomen. Beispielhafte anionische grenzflächenaktive Stoffe sind linear Alkylsulfonate und Alkylbenzolsulfonate. Beispielhafte nicht io nisierende grenzflächenaktive Stoffe sind Alkylglycaside einschließlich Alkylglycosidester, wie Crodesta^TM SL-40, welches erhältlich ist von Croda, Inc. (New York, NY; Alkylglycosidether, wie beschrieben in US Patent 4,011,389, veröffentlicht für W. K. Langdon, et al. am 08. März 1977; und alkylpolyethoxylierte Ester, wie Pegosperse^TM 200 ML, erhältlich von Glyco Chemicals, Inc. (Greenwich, CT) und IGEPAL RC-520, erhältlich von Rhone Poulenc Corporation (Cranbury, N. J.).
Weitere Typen von Chemikalien, welche hinzu gegeben werden können, umfassen trockenfeste Additive, um die Zugfestigkeit der Tissuebahnen zu erhöhen. Beispiele von trockenfesten Additiven umfassen Carboxymethylzellulose und kationische Polymere aus der Familie der ACCO-Chemikalien wie ACCO 771 und ACCO 514, wobei Carboxymethylzellulose bevorzugt wird. Dieses Material ist im Handel erhältlich von der Hercules Company aus Wilmington, DE, unter dem Markennamen HERCULES^® CMC. Der Anteil des trockenfesten Additives, falls verwendet, beträgt vorzugsweise von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 1,0 Gew.-%, basierend auf dem Trockenfasergewicht des Tissuepapiers.
Die obigen Auflistungen zusätzlicher chemischer Additive sollen nur beispielhafter Natur sein und sollen den Schutzbereich der Erfindung nicht beschränken.
Papierpräparierung des Papiermachermaterials
Das Papier machende Material kann ohne Weiteres durch Mischtechniken und Geräte geformt oder präpariert werden, die den Fachleuten der Papiermachertechnik allgemein bekannt sind.
Die drei Typen chemischer Inhaltsstoffe, die oben beschrieben wurden (notwendig das Antimigrationsmaterial (z. B. eine quartärnäre Ammoniumverbindung) und optional Polyhydroxy-Plastifizierer und ein wasserlösliches, dauerhaft naßfestes Harz) werden vorzugsweise dem wässrigen Brei der Papier machenden Fasern bzw. dem Material am nassen Ende der Papiermachermaschine an einem geeigneten Punkt stromaufwärts des Fourdrinier-Siebes oder der lagenbildenden Stufe hinzu gegeben. Das Aufbringen der oben identifizierten chemischen Inhaltsstoffe, nachfolgend der Formation einer nassen Tissuebahn und vor Aufbringung der Emollient-Lotion wird auch signifikante Vorteile liefern und solche Verfahren sind ausdrücklich im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung enthalten.
Es wurde entdeckt, daß die chemischen Inhaltsstoffe effektiver sind, wenn die quartäre Ammoniumverbindung und der Polyhydroxy-Plastifizierer zuerst zusammen gemischt werden, bevor sie dem Papier machenden Stoff hinzu gegeben werden. Ein bevorzugtes Verfahren besteht darin, zuerst den Polyhydroxy-Plazifizierer auf eine Temperatur von etwa 105°F (65°C) zu erhitzen und dann die bevorzuge quartärnäre Ammoniumverbindung dem heißen Plastifizierer hinzu zu geben, um eine fluidisierte "Schmelze" zu bilden. Vorzugsweise sollte nur die minimale Menge der Polyhydroxyverbindung verwendet werden, die notwendig ist, um eine stabile Bläschensuspension der quartären Ammoniumverbindung zu erzeugen. Das Verhältnis der quartärnären Ammoniumverbindung zu dem Plastifizierer wird in Abhängigkeit von dem Molekulargewicht des speziellen Plastifizierers und/oder der verwendeten quartären Ammoniumverbindung variieren. Die Anmelder glauben, daß das Gemisch der quartärnären Ammoniumverbindung und des Polyhydroxy-Plastifizierers wenigstens etwa 10 Gew.-% Polyhydroxy-Plastifizierer, vorzugsweise wenigstens etwa 20 Gew.-%, enthalten sollte. Die Schmelze auf quartärnärer Ammoniumverbindung und Polyhydroxy-Plastifizierer wird dann auf eine gewünschte Konzentration verdünnt und gemischt, um eine wässrige Lösung zu bilden, welche die Bläschensuspension aus quartärnärer Ammoniumverbindung/Polyhydroxy-Plastifizierer-Mischung enthält, welche dann dem Papier machenden Stoff hinzu gegeben wird.
Bedarfsweise werden auch die dauerhaft naßfesten Harze auf eine geeignete Konzentration verdünnt und dem Papier machenden Stoff hinzu gegeben.
Tissuebahn-Bildung
Der zweite Schritt in dem Verfahren dieser Erfindung ist das Abscheiden des Papier machenden Stoffes auf eine foraminöse Oberfläche, und der dritte ist das Entfernen des Wassers aus dem so abgeschiedenen Stoff Techniken und Einrichtung, welche verwendet werden können, um diese zwei Verarbeitungsschritte herbei zu führen, sind für die Fachleute der Papiermachertechnik ohne Weiteres ersichtlich.
Die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf Tissuepapier im Allgemeinen, einschließlich, aber nicht beschränkt darauf, herkömmliches, filzgepreßtes Tissuepapier; musterverdichtetes Tissuepapier, wie beispielhaft angegeben in dem vorerwähnten US Patent durch Sanford-Sisson und seiner Nachfolger; und hoch fülliges, nicht kompaktiertes Tissuepapier, wie dies beispielhaft angegeben ist durch US Patent Nr. 3,812,000, Salvucci, Jr., veröffentlicht am 21. Mai 1974. Das Tissuepapier kann eine homogene oder mehrschichtige Bauweise haben; und Tissuepapierprodukte, die daraus hergestellt werden, können eine einlagige oder mehrlagige Bauweise haben. Das Tissuepapier hat vorzugsweise ein Basisgewicht von zwischen 10 g/m² und etwa 65 g/m² und eine Dichte von etwa 0,60 g/cc oder weniger. Vorzugsweise wird das Basisgewicht unter etwa 35 g/m² (oder sogar weniger) betragen; und die Dichte wird etwa 0,30 g/cc (oder sogar weniger) betragen. Äußerst bevorzugt wird die Dichte zwischen etwa 0,04 g/cc und etwa 0,20 g/cc betragen.
Herkömmlich gepreßtes Tissuepapier und Verfahren zum Herstellen eines solchen Papiers sind im Stand der Technik bekannt. Ein solches Papier wird typischerweise hergestellt durch Abscheiden von Papier machendem Stoff auf einem foraminösen Formungsdraht. Dieser Formungsdraht wird häufig im Stand der Technik als ein Fourdrinier-Sieb bezeichnet. Sobald der Stoff auf dem Formungsdraht abgeschieden ist, wird dieser als eine Bahn bezeichnet. Die Bahn wird durch Pressen der Bahn und durch Trocknen bei erhöhter Temperatur entwässert. Die speziellen Techniken und die typische Anlage zum Herstellen von Bahnen gemäß dem gerade beschriebenen Verfahren sind den Fachleuten des Standes der Technik allgemein bekannt. In einem typischen Verfahren wird ein Zellstoff mit geringer Konsistenz in einem unter Druck gesetzten Stoffauflaufkasten bereit gestellt. Der Stoffaufraufkasten hat eine Öffnung zum Ausgeben einer dünnen Ablagerung von Zellstoff auf dem Fourdrinier-Sieb, um eine nasse Bahn zu bilden. Die Bahn wird dann typischerweise auf eine Faserkonsistenz von zwischen etwa 7% und etwa 25% (Basis gesamtes Bahngewicht) durch eine Vakuumentwässerung entwässert und durch Preßvorgänge weiter getrocknet, wobei die Bahn einem Druck ausgesetzt wird, der durch gegenüber liegende mechanische Elemente, z. B. zylindrische Walzen, entwickelt wird. Die entwässerte Bahn wird dann weiter gepreßt und getrocknet durch eine Strom-Trommelvorrichtung, die im Stand der Technik als Yankee-Trockner bekannt ist. Ein Druck kann an dem Yankee-Trockner durch mechanische Mittel, wie einer gegenüber liegenden zylindrischen Trommel, die gegen die Bahn preßt, entwickelt werden. Mehrere Yankee-Trocknertrommeln können verwendet werden, wodurch ein zusätzliches Pressen zwischen den Trommeln optional herbei geführt wird. Diese Tissuepapierstrukturen, welche gebildet werden, werden nachfolgend als herkömmliche, gepreßte Tissuepapierstrukturen bezeichnet. Solche Flächengebilde werden als kompaktiert angesehen, da die Bahn erheblichen mechanischen Kompressionskräften ausgesetzt wird, während die Fasern feucht sind und dann, während sie sich in einem komprimerten Zustand befinden, getrocknet (und optional gekreppt) werden.
Ein musterverdichtetes Tissuepapier ist gekennzeichnet dadurch, daß es ein relativ hoch fülliges Gebiet von relativ geringer Faserdichte und einer Anordnung von verdichteten Zonen relativ hoher Faserdichte aufweist. Das hoch füllige Gebiet ist al-ternativ gekennzeichnet als Gebiet von Kissenregionen. Die verdichteten Zonen werden alternativ bezeichnet als Strebregionen. Die verdichteten Zonen können innerhalb des hoch bauschigen Gebietes diskret in Abstand liegen oder können miteinander entweder vollständig oder teilweise innerhalb des hoch bauschigen Gebietes verbunden sein. Bevorzugte Verfahren zum Herstellen von musterverdichteten Tissuebahnen sind offenbart in US Patent Nr. 3,301,746, veröffentlicht für Sanford und Sisson am 31. Januar 1967, US Patent Nr. 3,974,025, veröffentlicht für Peter G. Ayers am 10. August 1976 und US Patent Nr. 4,191,609, veröffentlicht für Paul D. Trokhan am 04. März 1980 und US Patent Nr. 4,637 859, veröffentlicht für Paul D. Trokhan am 20. Januar 1987.
Im Allgemeinen werden musterverdichtete Bahnen vorzugsweise präpariert durch Abscheiden eines Papier machenden Stoffes auf einem foraminösen Formungsdraht, wie einem Fourdrinier-Sieb, um eine nasse Bahn zu bilden, und dann durch Anordnen der Bahn an eine Anordnung von Stützen. Die Bahn wird gegen die Anordnung von Stützen gepreßt, wodurch verdichtete Zonen in der Bahn an den Stellen gebildet werden, die geographisch den Kontaktpunkten zwischen der Anordnung von Stützen und der nassen Bahn entsprechen. Der Rest der während dieses Vorgangs nicht komprimierten Bahn wird als das hoch bauschige Gebiet bezeichnet. Dieses hoch bauschige Gebiet kann ferner durch Aufbringung eines Fluiddruckes, wie beispielsweise mit einer Vakuum-Einrichtung oder einem Durchblastrockner oder durch ein mechanisches Pressen an die Anordnung von Stützen weiter entdichtet werden. Die Bahn wird entwässert und optional vorgetrocknet, in einer solchen Weise, daß eine Komprimierung des hoch bauschigen Gebietes im Wesentlichen vermieden wird. Dies wird vorzugsweise durch einen Fluiddruck herbei geführt, wie mit einer Vakuum-Einrichtung oder einem Durchblastrockner, oder alternativ durch ein mechanisches Pressen der Bahn gegen eine Anordnung von Stützen, wobei das hoch bauschige Gebiet nicht komprimiert wird. Die Vorgänge des Entwässerns, des optionalen Vortrocknens und der Bildung der verdichteten Zonen können integriert oder teilweise integriert sein, um die Gesamtzahl der durchgeführten Verarbeitungsschritte zu reduzieren. Nach der Bildung der verdichteten Zonen, der Entwässerung und der optionalen Vortrocknung wird die Bahn fertig getrocknet, vorzugsweise noch unter Vermeidung eines mechanischen Pressens. Vorzugsweise umfassen von etwa 8% bis etwa 55% der Tissuepapieroberfläche verdichtete Streben mit einer relativen Dichte von wenigstens 125% der Dichte des hoch bauschigen Gebietes.
Die Anordnung von Stützen ist vorzugsweise ein eindrückender Träger-Textilstoff ^mit einer gemusterten Anordnung von Streben, welche als Anordnung von Stützen wirken, welche die Bildung der verdichteten Zonen bei Aufbringung von Druck erleichtern. Das Muster der Streben bildet die Anordnung von Stützen, auf die vorher Bezug genommen wurde. Eindrückende Träger-Textilstoffe sind offenbart in US Patent Nr. 3,301,746, Sandford und Sisson, veröffentlicht am 31. Januar 1967, US Patent Nr. 3,821,068, Salvucci Jr. et al., veröffentlicht am 21. Mai 1974, US Patent Nr. 3,974,025, Ayers, veröffentlicht am 10. August 1976, US Patent Nr. 3,573,164, Friedberg et al., veröffentlicht am 30. März 1971, US Patent Nr. 3,473,576, Amneus, veröffentlicht am 21. Oktober 1969, US Patent Nr. 4,239,065, Trokhan, veröffentlicht am 16. Dezember 1980 und US Patent Nr. 4,528,239, Trokhan, veröffentlicht am 09. Juli 1985.
Vorzugsweise wird der Stoff zuerst in eine nasse Bahn auf einem foraminösen Formungsträger, wie einem Fourdrinier-Sieb, geformt. Die Bahn wird entwässert und auf einen eindrückenden Textilstoff überfährt. Der Stoff kann alternativ anfänglich auf einem foraminösen, abstützenden Träger abgeschieden werden, welcher auch als eindrückender Textilstoff arbeitet. Sobald die nasse Bahn geformt wurde, wird sie entwässert und vorzugsweise thermisch auf eine gewählte Faserkonsistenz von zwischen etwa 40% und etwa 80% vorgetrocknet. Die Entwässerung kann durchgeführt werden mit Saugkästen oder anderen Vakuum-Einrichtungen oder durch Durchblastrockner. Der Strebeindruck des eindrückenden Textilstoffes wird in die Bahn gedrückt, wie das oben diskutiert wurde, und zwar vor dem abschließenden Trocknen der Bahn. Ein Verfahren zum Herbeiführen desselben erfolgt durch Aufbringung eines mechanischen Druckes. Dies kann z. B. durch ein Pressen einer Spaltwalze, welche den eindrückenden Textilstoff trägt, gegen die Fläche einer Trocknungstrommel, wie einem Yankee-Trockner, erfolgen, wobei die Bahn zwischen der Spaltwalze und der Trocknungstrommel angeordnet ist. Vorzugsweise wird die Bahn auch an den eindrückenden Textilstoff angeformt, bevor der Trocknungsvorgang abgeschlossen wird, und zwar durch Aufbringung eines Fluiddruckes mit einer Vakuum-Einrichtung, wie einem Saugkasten, oder mit einem Durchblastrockner. Der Fluiddruck kann während der anfänglichen Entwässerung, in einer separaten, nachfolgenden Verfahrensstufe oder in einer Kombination derselben aufgebracht werden, um die verdichteten Zonen einzudrücken.
Unkompaktierte, nicht musterverdichtete Tissuepapierstrukturen sind beschrieben in US Patent Nr. 3,812,000, veröffentlicht für Joseph L. Salvucci, Jr. und Peter N. Yiannos am 21. Mai 1974 und in US Patent Nr. 4,208,459, veröffentlicht für Henry E. Becker, Albert L. McConnell und Richard Schutte am 17. Juni 1980. Im Allgemeinen werden unkompaktierte, nicht musterverdichtete Tissuepapierstrukturen präpariert, indem ein Papier machender Stoff auf einem foraminösen Formungsdraht, wie einem Fourdrinier-Sieb, abgeschieden wird, um eine nasse Bahn zu bilden, die Bahn drainiert wird und zugesetztes Wasser ohne mechanische Komprimierung entfernt wird, bis die Bahn eine Faserkonsistenz von wenigstens 80% hat, und die Bahn gekreppt wird. Wasser wird aus der Bahn durch eine Vakuumentwässerung und durch eine thermische Trocknung entfernt. Die sich ergebende Struktur ist eine weiche aber schwache Lage mit hoher Fülligkeit von relativ unkompaktierten Fasern. Vorzugsweise wird ein Bindematerial auf Bereiche der Bahn vor dem Kreppen aufgebracht.
Unkompaktierte, nicht musterverdichtete Tissuestrukturen sind im Stand der Technik als herkömmliche Tissuestrukturen allgemein bekannt. Im Allgemeinen werden kompaktierte, nicht musterverdichtete Tissuepapierstrukturen präpariert, indem ein Papier machender Stoff auf einem foraminösen Draht, wie einem Fourdrinier-Sieb, abgeschieden wird, um eine nasse Bahn zu bilden, die Bahn drainiert wird und zugesetztes Wasser mit der Hilfe einer gleichförmigen mechanischen Kompaktion (Pressen) entfernt wird, bis die Bahn eine Konsistenz von 25–50% hat, die Bahn an einem thermischen Trockner überführt wird, wie einem Yankee-Trockner, und die Bahn gekreppt wird. Insgesamt wird das Wasser aus der Bahn durch ein Vakuum, durch mechanisches Pressen und durch thermische Mittel entfernt. Die sich ergebende Struktur ist stark und im Allgemeinen von einheitlicher Dichte, hat aber eine sehr geringer Fülligkeit, Absorptionsfähigkeit und Weichheit.
Obwohl die Eigenschaften der gekreppten Papierbahnen, insbesondere dann, wenn dem Kreppprozeß Verfahren voraus gehen, wie die Musterverdichtung, bevorzugt werden für die praktische Umsetzung der vorliegenden Erfindung, ist ein ungekrepptes Tissuepapier auch ein zufriedenstellender Ersatz, und die praktische Umsetzung der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines ungekreppten Tissuepapiers ist ganz spezifisch in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung aufgenommen. Ein ungekrepptes Tissuepapier, ein Ausdruck, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf ein Tissuepapier, welches nicht kompressiv getrocknet wurde, sondern äußerst bevorzugt durch Durchlufttrocknung. Die Techniken, um ein solches ungekrepptes Tissue herzustellen, sind im Stand der Technik offenbart. Zum Beispiel lehren Wendt et al. in der europäischen Patentanmeldung 0 677 612 A2, veröffentlicht am 18. Oktober 1995, und Farrington, Jr. et al. in US Patent 5,607,551, veröffentlicht am 04. März 1997, ein Verfahren zum Herstellen weicher Tissueprodukte ohne Kreppen. In einem weiteren Fall lehren Hyland et al. in der europäischen Patentanmeldung 0 617 164 Al, veröffentlicht am 28. September 1994, ein Verfahren zum Herstellen glatter ungekreppter, mit Durchluft getrockneter Flächengebilde.
Emollient-Lotion
Lotionszusammensetzung
Das zweite notwendige Element der vorliegenden Erfindung ist eine Emollient-Lotion gemäß Anspruch. Wie in dieser Beschreibung verwendet, ist eine Emollient-Lotion ein Material, welches die Haut weich macht, beruhigt, versorgt, überzieht, fettet, befeuchtet oder reinigt. In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung führt die Emollient-Lotion mehrere dieser Aufgaben, wie Beruhigen, Befeuchten und Fetten der Haut, herbei. Dake et al., Buchhalter und Weiss et al. in den vorerwähnten US Patenten beschreiben Emollienten.

Die Emollient-Lotion der vorliegenden Erfindung umfaßt: 1) von 51 Gew.-% bis 81 Gew.-% eines Kohlenwasserstoff-Emollienten in Form von Mineralöl, Petrolatum oder einem Kohlenwasserstoff-Wachs; 2) von 14% bis 34% eine Immobilisierungsmittels, welches dabei hilft, die Neigung des Emollienten zu migrieren, zu minimieren, in Form von Fettalkoholen, Fettamiden und Mischungen davon; und 3) von 5% bis 15% eines Emulgators mit niedrigem HLB (weniger als etwa 6), um dabei zu helfen, den Kohlenwasserstoff-Emollienten und das Immobilisierungsmittel kompatibel zu machen. Eine besonders bevorzugte Emollient-Lotion ist in Tabelle 1 gezeigt: Tabelle 1

Komponente	Prozentangabe
Kohlenwasserstoff-Emollient
Mineralöl	55
Paraffin	12
Immobilisierungsmittel
Cetarylalkohol	21
Emulgator
Steareth-2	11
Geringfügige Inhaltsstoffe	1
	100

Der Emollient kann auf das Substrat durch irgendeine herkommllche Technik aufgebracht werden, wie durch Sprühen, Eintauchen, Auftupfen, Drucken oder, im Falle des bevorzugten Emollienten und anderer Substanzen mit ähnlichen physikalischen Eigenschaften, durch Extrusion des geschmolzenen Emollienten auf das Substrat (im Detail unten diskutiert).
Der Emollient wird wenigstens auf eine Oberfläche des Substrats aufgebracht. Vorzugsweise wird der Emollient auf beide Hauptoberflächen des Substrats aufgebracht. Er kann auf das Substrat in jeder gewünschten Menge aufgebracht werden. Der bevorzugte Emollient wird auf das Substrat in einem Anteil von etwa 0,8 g/m² bis etwa 8 g/m² auf wenigstens einer Seite des bevorzugten Laminatsubstrats aufgebracht. Ganz bevorzugt wird der Emollient in einem Anteil zwischen etwa 2 g/m² und etwa 5 g/m² auf wenigstens einer Seite des bevorzugten Laminatsubstrats aufgebracht. Vorzugsweise wird der Emollient im Wesentlichen gleichförmig über einen Hauptbereich wenigstens einer Seite des bevorzugten Laminatsubstrats verteilt.
Lotionsbehandlung
Der Emollient kann auf das Substrat durch irgendeine gewünschte Technik aufgebracht werden, wie beispielsweise durch Aufsprühen, Eintauchen, Auftupfen oder Drucken. Zum Beispiel kann die Emollient-Lotion in einem Muster von gleichförmigen, diskreten Oberflächenablagerungen aufgedruckt werden, und zwar unter Verwendung von Mitteln, die im Stand der Technik bekannt sind, wie durch Drucken der geschmolzenen Emollient-Lotion unter Verwendung eines Tiefdruckzylinders, der mit dem gewünschten Muster graviert ist. Ein solches Verfahren zum Drucken einer Emollient-Lotion der vorliegenden Erfindung ist in größerem Detail beschrieben in US Patentanmeldung, amtliches Aktenzeichen Nr. 08/777,829, eingereicht im Namen von Vinson et al..
Vorzugsweise wird, im Falle der oben diskutierten bevorzugten Emollient-Lotion und anderer Substanzen mit ähnlichen physikalischen Eigenschaften, die Emollient- Lotion auf dem Tissuesubstrat durch Extrusion des geschmolzenen Emollienten auf das Substrat abgeschieden, wie dies unten beschrieben wird.
Mit Bezug auf 1 wird eine getrocknete Tissuebahn 101 von der Tisssue-Mutterrolle 104 (in der durch Pfeil 102a angegebenen Richtung drehend) abgewickelt und dann um die Umkehrrolle 104 vorgeschoben. Von der Umkehrrolle 104 wird die Bahn 101 zu einer Schlitz-Extrusionsbeschichtung-Station 106 vorgeschoben, wo die Lotionszusammensetzung dann auf beiden Seiten der Bahn aufgebracht wird. Nach dem Verlassen der Station 106 wird die Bahn 101 zu einer mit einer Lotion versehenen Bahn, die durch 103 bezeichnet ist. Die mit einer Lotion versehene Bahn 103 wird dann auf eine Lotiontissue-Mutterrolle 110 aufgewickelt (in der durch Pfeil 110a angegebenen Richtung drehend). Die Station 106 umfaßt ein Paar in Abstand liegende Schlitzextruder 112 und 114. Der Extruder 112 hat einen länglichen Schlitz 116 und eine bahnberührende Oberfläche 118; der Extruder 114 hat ebenso einen länglichen Schlitz 120 und eine bahnberührende Oberfläche 112. Wie in 2 gezeigt ist, sind der Extruder 112 und 114 derart ausgerichtet, daß die Oberfläche 118 sich in Kontakt mit einer Seite der Bahn 101 befindet, während sich die Oberfläche 122 in Kontakt mit der anderen Seite der Bahn 101 befindet. Die heilte, geschmolzene (z. B. etwa 65°C) Lotionszusammensetzung wird durch jeden der Extruder 112 und 114 hindurch gepumpt und dann durch Schlitze 116 bzw. 120 hindurch extrudiert. Wenn die Bahn 101 über die erhitzte Oberfläche 118 des Extruders 112 weg geht und den Schlitz 116 erreicht, wird die aus dem Schlitz 116 extrudierte, geschmolzene Lotionszusammensetzung auf die Seite der Bahn 101 aufgebracht, die sich in Kontakt mit der Oberfläche 118 befindet. Ebenso wird, wenn die Bahn 101 über die erhitzte Oberfläche 122 des Extruders 114 hinweg geht und den Schlitz 120 erreicht, die aus dem Schlitz 120 extrudierte, geschmolzene Lotionszusammensetzung auf die Seite der Bahn 101 aufgebracht, die sich in Kontakt mit der Oberfläche 122 befindet. Die Menge der auf die Bahn 101 übertragenen Lotionszusammensetzung wird gesteuert durch (1) die Durchsatzmenge, mit welcher die geschmolzene Lotionszuammensetzung aus den Schlitzen 116 und 122 extrudiert wird; und/oder (2) die Geschwindigkeit, mit welcher sich die Bahn 101 bewegt, während sie sich in Kontakt mit den Oberflächen 118 und 122 befindet.
Die behandelte Tissuepapierbahn dieser Erfindung kann in einer beliebigen Anwendung benutzt werden in welcher Tissuepapierbahnen benötigt werden. Eine besonders vorteilhafte Verwendung der Tissuepapierbahn dieser Erfindung erfolgt in Wischtüchern oder in Gesichtstissueprodukten. Zum Beispiel kann die verbesserte Lotionsübertragung dazu verwendet werden, zusätzliche aktive Inhaltsstoffe an den nasalen Bereich von einem einzelnen Gesichtstissue abzugeben, oder verbesserte Lotionsübergang kann eine zusätzliche Emollientenlotion an den nasalen Bereich des Benutzers abgeben.
TESTVERFAHREN
Menge auartärnäre Ammoniumverbindung auf Tissue
Das folgende Verfahren ist geeignet zum Bestimmen der Menge der bevorzugten quartärnären Ammoniumverbindungen (QAC), die in der Tissuebahn durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung enthalten ist. Eine Standard anionische, grenzflächenaktive Lösung (Natriumdodecylsulfat-NaDDS) wird verwendet, um die QAC unter Verwendung eines Dimidiumbromidindikators zu titrieren.
Präparierung von Standardlösungen
Die folgenden Verfahren sind anwendbar auf die Präparierung der in diesem Titrationsverfahren verwendeten Standardlösungen.
Präparierung eines Dimidiumbromidindikators
In einem Kolben mit 1 Liter-Volumen werden:

A) 500 Milliliter destilliertes Wasser hinzu gegeben,
B) 40 ml einer Vonatslösung von Dimidiumbromid-Disulphin-Blau-Indikator hinzu gegeben, erhältlich von Gallard-Schlesinger Industries, Inc. aus Carle Place, NY;
C) 40 ml von 5 N H₂SO₄ hinzu gegeben;
D) der Kolben bis zur Markierung mit destilliertem Wasser und gefüllt und gemischt.

Präparierung der NaDDS-Lösung. In einem Kolben von 1 Liter werden:

A) 0,1154 Gramm NaDDS, erhältlich von Aldrich Chemical Co, aus Milwaukee, WI als Natriumdodecylsulfat (ultra rein) eingewogen;
B) der Kolben bis zur Markierung mit destilliertem Wasser gefüllt und gemischt, um eine 0,0004N-Lösung zu bilden.

Verfahren

1. Auf einer Anlysewaage wiege etwa 0,5 Gramm Tissue ein. Zeichne das Probengewicht auf 0,1 mg Genauigkeit auf.
2. Lege die Probe in einen Glaszylinder mit einem Volumen von etwa 150 Milliliter, welcher einen Stern-Magnetrtihrer enthält. Verwende einen Zylinder mit Gradeinteilung, gebe mit 20 Milliliter Methylenchlorid hinzu.
3. In einer Abzugshaube lege den Zylinder auf eine Heizplatte, die auf geringe Wärme eingestellt ist. Bringe die Lösung unter Rühren und unter Verwen dung eines Zylinders mit Gradeinteilung vollstandig zum Sieden, gebe 35 Milliliter Dimidiumbromidindikator-Lösung hinzu.
4. Während des Rührens mit hoher Geschwindigkeit bringe das Methylenchlorid wieder voll zum Sieden. Drehe die Wärme ab, rühre aber die Probe weiter. Die QAC wird mit dem Indikator einen Komplex bilden, was eine blau gefärbte Verbindung in der Methylenchloridschicht erzeugt.
5. Unter Verwendung einer 10 ml Burette, titriere die Probe mit einer Lösung des anionischen grenzflächenaktiven Stoffes. Dies wird durchgeführt, indem ein Aliquot des Titrationsmittels hinzu gegeben wird und für 30 Sekunden schnell gerührt wird. Schalte die Rührplatte ab, erlaube den Schichten, sich zu separieren, und prüfe die Intensität der blauen Farbe. Falls die Farbe dunkelblau ist, gebe etwa 0,3 Milliliter des Titrationsmittels hinzu, rühre für 30 Sekunden schnell und schalte den Rührer ab. Prüfe wieder die Intensität der blauen Farbe. Wiederhole dies, falls notwendig, mit weiteren 0,3 Millilitern. Wenn die blaue Farbe beginnt, sehr schwach zu werden, gebe das Tritrationsmittel tropfenweise zwischen Rührvorgängen hinzu. Der Endpunkt ist das erste Anzeichen einer leicht pinken Farbe in der Methylenchloridschicht.
6. Zeichne das Volumen des verwendeten Titrationsmittels auf 0,05 ml Genauigkeit auf.
7. Berechne die Menge des QAC in dem Produkt unter Verwendung der Gleichung:

In welcher X eine Leerkonektur ist, die erhalten wird durch Titrieren einer Probe ohne das QAC der vorliegenden Erfindung. Y ist der Betrag in Milligramm von QAC, den 1,00 Milliliter NADDS titrieren. (Zum Beispiel Y = 0,254 für eine beson den bevorzugte QAC, das heißt, Diesterdi(berührungshydriertes)tallwodimethylchlorid).
Dichte
Die Dichte des mehrschichtigen Tissuepapiers, so wie dieser Ausdruck hier verwendet wird, ist die mittlere Dichte, die als die Flächenmasse des Papiers berechnet wird, geteilt durch die Dicke, wobei die richtigen Einheitsumwandlungen hier mit enthalten sind. Die Dicke des mehrschichtigen Tissuepapiers, wie hier verwendet, ist die Dicke des Papiers, wenn dieses einer Kompressionslast von 95 g/in² (15,5 g/cm²) ausgesetzt wird.
Lotionsübertragung
Die Menge der von einem behandelten Tissueprodukt übertragenen Lotion wird bestimmt mit einem Sutherland Reibetester (erhältlich von Testing Machines, Inc. aus Amityville, NY). Dieser Tester verwendet einen Motor, um eine Probe des behandelten Tissues fünfmal über eine undurchlässige Übertragungsoberfläche zu reiben. Eine Lotion, die von dem behandelten Tissue übertragen wird, wird von der Übertragungsoberfläche extrahiert, und die übertragene Menge wird unter Verwendung von Gaschromatographieverfahren bestimmt.
Probenpräparierung
Vor dem Test der Lotionsübertragung sollten die zu testenden Papierproben gemäß dem TAPPI-Verfahren #T402OM-88 konditioniert werden. Hier werden die Proben für 24 Stunden bei einem relativen Feuchtigkeitsgrad von 10 bis 35% und in einem Temperaturbereich von 22 bis 40°C vorkonditioniert. Nach dem Vorkonditionierungsschritt sollten die Proben für 24 Stunden bei einer relativen Feuchtigkeit von 48 bis 52% und innerhalb eines Temperaturbereich von 22 bis 24°C konditioniert werden. Der Übertragungstest sollte innerhalb der Grenzen eines Raumes mit konstanter Temperatur und Feuchtigkeit stattfinden.
Erhalte ein 30'' (76 cm) × 40'' (101 cm) Stück eines Crescent #300 Kartonpapiers von Cordage Inc. aus Cincinnati, OH. Unter Verwendung eines Papierschneiders schneide sechs Stücke Kartonpapier mit den Abmessung von 2,25'' × 7,25'' (5,7 cm × 18,4 cm) aus. Ziehe zwei Linien parallel zu der kurzen Abmessung und 1,125'' (2,9 cm) von den obersten und untersten Rändern auf der weißen Seite des Kartons nach unten. Kerbe sorgfältig die Länge der Linie mit einer Rasierklinge, unter Verwendung einer geraden Kante als Führung. Kerbe diesen auf eine Tiefe von etwa der Hälfte der Dicke der Lage. Dieses Einkerben erlaubt der Karton/Filz-Kombination, dicht um das Gewicht des Sutherland-Reibetesters herum zu sitzen. Ziehe einen parallel zur Längsabmessung des Kartons auf dieser eingekerbten Seite des Kartons verlaufenden Pfeil.
Schneide die sechs Teile aus schwarzem Filz (F-55 oder einem Äquivalent von New England Gasket aus Bristol, CT) auf die Abmessungen von 2,25'' × 8,5'' × 0,0625'' 5,7 cm × 21,6 cm × 1,6 cm). Lege den Filz auf die Oberseite der ungekerbten, grünen Seite des Karton, derart, daß die langen Ränder sowohl des Filzes als auch des Kartons parallel und in Ausrichtung zueinander sind. Stelle sicher, daß die flusige Seite des Filzes nach oben gerichtet ist. Lasse auch etwa 0,5'' (1,3 cm) an den obersten und untersten Rändern des Kartons überhängen. Schneide eine Tissueprobe auf die gleichen Abmessungen wie das Filz zu und zentriere diese auf dem Filz. Falte die überhängenden Ränder sauber und klebe die Probe und das Filz mit einem Klebeband (Scotch^TM Band von 3M, St. Paul MN ist geeignet) auf die Rückseite des Kartons, um die Präparierung der Filz/Karton/Tissue-Probe zu vervollständigen.
Sorge für ein 4 Pfund Gewicht
Das 4 Pfund (1,8 Kilogramm) Gewicht hat einen 4 in² (26 cm²) effektiven Kontaktbereich, der einen Kontaktdruck von 1 psi (6,8 kPa) bereit stellt. Da der Kontakt druck durch Veränderung des auf der Fläche des Gewichts montierten Pads verändert werden kann, ist es wichtig, nur die Gummipads zu verwenden, die vom Hersteller geliefert werden (Brown Inc., Mechanical Services Department, Kalamazoo, MI). Diese Pads müssen ersetzt werden, wenn sie hart, abgeschliffen oder abbrechen.
Wenn das Gewicht nicht benutzt wird, muß das Gewicht derart positioniert sein, daß die Pads nicht das volle des Gewicht des Gewichtes tragen. Das Beste ist, das Gewicht auf seiner Seite zu lagern.
Messung von Proben
Für die Messung der tatsächlichen Tissuepapier/Karton-Kombinationen lege die Übertragungsoberfläche (Glasspiegel) auf die Basisplatte des Testers, indem der Spiegel an den Herabhaltestiften positioniert wird. Die Herabhaltestifte verhindern, daß sich der Spiegel während des Tests bewegt.
Klemme die Kalibrierungsfilz/Karton-Tissue-Probe auf das 4 Pfund Gewicht, wobei die Kartonseite die Pads des Gewichts berührt. Stelle sicher, daß die Karton/Filz/Tissue-Kombination flach an dem Gewicht anliegt. Hänge dieses Gewicht auf den Testerarm. Die Filz/Karton/Tissue-Probe muß flach auf dem Spiegel aufliegen und muß mit der Spiegeloberfläche einen 100% Kontakt bilden.
Als nächstes aktiviere den Tester durch Herabdrücken des "Druck"-Knopfes. Am Ende der fünf Stöße wird der Tester automatisch anhalten.
Entnehme das Gewicht mit dem filzbedeckten Karton. Prüfe die Tissueprobe. Falls sie gerissen ist, werfe das Filz und das Tissue weg und beginne neu. Falls die Tissueprobe intakt ist, entferne den filzbedeckten Karton von dem Gewicht und wiederhole dies mit zusätzlichen drei Filz/Karton/Tissue-Proben, um sicher zu stellen, daß ausreichend Lotion für eine genaue Messung übertragen wurde.
Wiederhole die obigen Schritte, um sechs Replikate für jeden Testzustand zu erzeugen.
Nachdem alle Zustände gemessen wurden, entferne das gesamte Filz und wirf es weg. Filzstreifen werden nicht wieder verwendet. Kartonhalter werden verwendet, bis sie verbogen, gerissen, erschlaffen oder nicht länger eine glatte Oberfläche aufweisen.
Extraktion und Analyse
Jeder Spiegel wird einmal mit einem vier Milliliter Aliquot aus Toluol in einem Becher gewaschen. Das Extrakt wird in einem Probenfläschchen überführt und unter Verwendung von trockenem Stickstoff abgetrocknet. Der Spiegel wird ein zweites Mal mit zwei Milliliter Aliquot von Toluol gewaschen, die Flüssigkeit wird überführt und wie oben beschrieben getrocknet.
Ein Milliliter Toluol wird dann jedem Probenfläschchen vor einem dichten Verschließen des Fläschchens hinzu gegeben. Die Fläschchen werden dann sanft bewegt, um das überführte Spiegelextrakt aufzulösen. Der Anteil Stearylalkohols in dem gelösten Extrakt wird dann unter Verwendung bekannter Gaschromatographietechniken gemessen.
Bekannte Standards werden verwendet, wie sie im Stand der Technik üblich sind, um die Lotions-Rückgewinnungskonstanten (für den Wasch- und Überführungsschritt) zu bestimmen und um die Konstanten für die Gaschromatographieanlage zu bestimmen. Die Anmelder haben heraus gefunden, daß die Lotions-Rückgewinnungskonstante etwa 0,34 beträgt (das heißt, etwa 34% einer bekannten Menge von Lotion wurde von einem Spiegel unter Verwendung der oben beschriebenen Extraktionsschritte zurück gewonnen). Die Konstanten der Gaschromatographieanlage hängen ab von dem gewählten spezifischen Anlagenaufbau. Ein Fachmann in der Technik der Chromatographie kann ohne Weiteres einen geeigneten Anlagenaufbau wählen, um das Vorhandensein von Stearylalkohol in einem Extrakt quantitativ zu bestimmen.
Die Menge des chromatographisch bestimmten Stearylalkohols wird geteilt durch 0,34, um die Menge des Stearylalkohols auf dem Spiegel abzuschätzen. Die Menge der Emollient-Lotion auf dem Spiegel wird dann unter Verwendung der bekannten Konzentration des Stearylalkohols in der Emollient-Lotion bestimmt. Die Ergebnisse werden in Milligramm aufgezeichnet.
Die folgenden Beispiele stellen die praktische Umsetzung der vorliegenden Erfindung dar, sollen diese aber nicht beschränken.
BEISPIEL 1
Der Zweck dieses Beispiels ist, ein Verfahren darzustellen, das verwendet werden kann, um eine Zusammensetzung mit einem Gemisch aus Di(hydriertem)tallowdimethylammoniummethylsulfat (DHTDMAMS) und Polyoxyethylenglycol 400 (PEG-400) herzustellen, die für die Hinzugabe des bevorzugten Antimigrationsmaterials zu dem Stoff der Tissuebahnen der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
Die Zusammensetzung wird präpariert gemäß dem folgenden Verfahren: 1. Ein äquivalentes Gewicht von DHTDMAMS und PEG-400 wird separat eingewogen; 2. PEG wird erhitzt auf etwa 88°C (190°F); 3. DHTDMAMS wird in dem PEG gelöst, um eine geschmolzene Lösung bei 88°C zu bilden (190°F); 4. Es wird für ein adäquates Mischen gesorgt, um ein homogenes Gemisch aus DHTDMAMS in PEG zu bilden; 5. Das homogene Gemisch aus (4) wird zu einer festen Form bei Raumtemperatur abgekühlt.
Für die Verwendung wird die Zusammensetzung auf die gewünschte Konzentration zur Verwendung in einem Papier machenden Stoff verdünnt.
BEISPIEL 2
Der Zweck dieses Beispiels ist, ein Verfahren unter Verwendung einer Durchblastrocknung und von Herstellungstechniken für ein geschichtetes Papier dargestellt, um ein weiches und lint-resistentes, mehrlagiges Gesichtstissuepapier herzustellen, das mit einer quartärnären Ammoniumverbindung-Zusammensetzung behandelt wurde, welche umfaßt Di(hydriertes)tallowdimethylammoniummethylsulfat (DHTDMAMS) und Polyoxyethylenglycol 400 (PEG-400), ein dauerhaft naßfestes Harz und ein trockenfests Harz.
Eine Fourdrinier-Pilot-Papiermachermaschine wird bei der praktischen Umsetzung der vorliegenden Erfindung verwendet. Als Erstes wird die chemische Weichmacherzusammensetzung gemäß dem Verfahren in Beispiel 1 präpariert, wobei das homogene Gemisch aus DHTDMAMS und Polyhydroxyverbindungen im festen Zustand bei einer Temperatur von etwa 88°C (190°F) wieder aufgeschmolzen wird. Das geschmolzene Gemisch wird dann in einem konditionierten Wasserbehälter (Temperatur etwa 66°C) dispergiert, um eine Dispersion mit Submicron-Bläschen zu bilden. Die Teilchen der Bläschendispersion wird bestimmt unter Verwendung einer optischen Mikroskoptechnik. Die Teilchengröße liegt im Bereich von etwa 0,1 bis 1,0 Micron.
Zweitens wird ein 3 Gew.-% wässeriger Brei aus nördlichen Weichholz-Kraftfasern in einem herkömmlichen Repulper hergestellt. Der NSK-Brei wird sanft raffniert und eine 1% Lösung des dauerhaft naßfesten Harze (das heißt, Kymene^® 557H, vermarktet durch Hercules Incorporated auf Wilmington„ Del.) wird dem NSK-Vorratsrohr mit einer Durchsatzmenge von 0,275 Gew.-% der Trockenfasern hinzu gegeben. Die Adsorption des dauerhaft naßfesten Harzes auf den NSK-Fasern wird durch eine Inline-Mischer verbessert. Eine 0,5% Lösung des trockenfesten Harzes (das heißt, CMC von Hercules Incorporated aus Wilmington, DE) wird dem NSK-Vorratsrohr vor der Fächerpumpe mit einem Durchsatz von 0,15 Gew.-% der Trockenfasern hinzu gegeben. Der NSK-Brei wird auf etwa 0,2% Konsistenz an der Fächerpumpe verdünnt.
Drittens wird ein 3 Gew.-% wässeriger Breit aus Eukalyptusfasern in einem herkömmlichen Repulper hergestellt. Eine 1% Lösung des dauerhaft naßfesten Harzes (das heißt, Kymene^® 557H) wird dem Eukalyptus-Vonatsrohr mit einem Durchsatz von 0,275 Gew.-% der Trockenfasern hinzu gegeben. Eine 1% Lösung des quartärnären Ammoniumverbindung-Gemisches wird dem Eukalytus-Vorratsrohr vor dem Inlinemischer mit einem Durchsatz von 0,25 Gew.-% der Trockenfasern hinzu gegeben. Der Eukalyptusbrei wird auf etwa 0,2% Konsistenz an der Fächerpumpe verdünnt.
Die einzeln behandelten Stoffströme (Strom 1 = 100% NSK/Strom 2 = 100% Eukalyptus) werden im Stoffauflaufkasten getrennt gehalten und einem Foudrinier-Sieb abgeschieden, um eine zweischichtige embryonische Bahn mit gleichen Anteilen von NSK und Eukalyptus zu bilden. Eine Entwässerung erfolgt durch das Fourdrinier-Sieb hindurch und wird durch einen Reflektor und durch Vakuumkästen unterstützt. Das Fourdriniert-Sieb hat eine 5-fachige, Satin-Bindungskonfiguration mit 105 Monofilamenten pro Inch in Maschinenrichtung bzw. 107 Monofilamenten pro Inch in Quermaschinenrichtung. Die embryonische nasse Bahn wird von dem Fourdrinier-Sieb bei einer Faserkonsistenz von etwa 20% am Übertragungspunkt auf einen 59X44 Textilstoff mit einer bilateral versetzten Anordnung von Hohlräumen überführt (Solche Textilstoffe sind beschrieben in US Patent 4,239,065, veröffentlicht für Trokhan am 16. Dezember 1980, dessen Offenbarung hier durch Bezugnahme mit aufgenommen ist.). Ein weiteres Entwässern wird herbei geführt durch eine vakuumunterstützte Drainage, bis die Bahn eine Faserkonsistenz von etwa 28% hat. Die gemusterte Bahn wird durch Durchluft auf eine Faserkonsistenz von etwa 65 Gew.-% vorgetrocknet. Die Bahn wird dann an der Oberfläche eines Yankee-Trockners mit einem aufgesprühten Krepphaftmittel angehaftet, welches 0,25% wässerige Lösung aus Polyvinylalkohol (PVA) aufweist. Die Faserkonsistenz wird auf etwa 96% gesteigert, bevor die Bahn mit einer Abstreichklinge trocken gekreppt wird. Die Abstreichklinge hat einen Neigungswinkel von etwa 25 Grad und ist in Bezug zum Yankee-Trockner so positioniert, daß ein Auflreffwinkel von etwa 81 Grad erzeugt wird; der Yankee-Trockner wird bei etwa 800 fpm (Fuß pro Minute) (etwa 244 Meter pro Minute) betrieben. Die trockene Bahn wird mit einer Geschwindigkeit von 580 fpm (208 Meter pro Minute ) in eine Rolle geformt.
BEISPIEL 3
Dieses Beispiel ist dazu gedacht, die Präparierung der bevorzugten Emollient-Lotion, die oben in Tabelle 1 beschrieben wurde, zu beschreiben. Die in Tabelle 1 beschriebene Emollient-Lotion kann unter Verwendung eines Verfahrens mit den folgenden Schritten präpariert werden:

1) Vorwiegen jedes der Inhaltsstoffe gemäß der Zusammensetzung aus Tabelle Die Gewichte werden von der gewünschten Menge der fertigen Emollient-Lotion abhängen.
2) Erhitzen des Mineralöls, des Cetarylalkohols und des Steareth-2 auf wenigstens eine Temperatur, die größer als ihr Schmelzpunkt ist. Die Anmelder haben heraus gefunden, daß ein Erhitzen auf eine Temperatur von etwa 140°F (60°C) geeignet ist für alle Inhaltsstoffe, die geschmolzen werden müssen.
3) Vorheizen eines Mischgefäßes mit einem geeigneten Volumen zum Aufnehmen der gewünschten Menge der Emollient-Lotion auf eine Temperatur von etwa 140°F (60°C). Es kann ein beliebiges geeignetes Mittel zum Erhitzen des Gefäßes verwendet werden. Zum Beispiel kann das Gefäß mit einem Dampfmantel versehen sein oder mit einer Widerstandsheizung mit geeigneter Temperatursteuereinrichtung.
4) Einfüllen jedes der vorgewogenen, geschmolzenen Inhaltsstorte in das vorerhitzte Gefäß und Mischen unter Verwendung einer geeigneten Mixeinrichtung. Ein Flügelrührer ist geeignet. Ist er?
5) Wiegen und Hinzugeben des Paraffins und Fortsetzen des Mischens, bis das Paraffin geschmolzen und vermengt ist.
6) Hinzugeben beliebiger untergeordneter Inhaltsstoffe, die erwünscht sein können.

Diese Zusammensetzung kann in Schmelze gehalten werden, bis sie verwendet oder in ein oder mehrere geeignete Behälter verpackt und für die spätere Benutzung abgekühlt wird.
BEISPIEL 4
Dieses Beispiel ist dazu gedacht, zu zeigen, wie die Tissuebahnen, die gemäß Beispiel 2 präpariert wurden, mit der bevorzugten Emollient-Lotion, die gemäß Beispiel 3 präpariert wurde, behandelt werden und in mit der Lotion behandelte Gesichtstissueprodukte umgewandelt werden können.

1) Versorgen von zwei Mutterrollen eines gemäß Beispiel 2 präparierten Tissuesubstrats.
2) Abwickeln und Laminieren des Tissues von jeder Mutterrolle, indem die Längsränder derselben gerändelt werden, um eine Bahn aus einem laminierten Tissuesubstrat zu schaffen.
3) Beschichten jeder Seite der Bahn des laminierten Tissuesubstrattissues mit der Emollient-Lotion aus Beispiel 3 unter Verwendung der in 1 gezeig ten Vorrchtung und des oben diskutierten Schlitzextrusionsverfahrens. Die folgenden Verfahrensbedingungen sind geeignet: Abwickelgeschwindigkeit: 211 Fuß/Minute (64 m/min) Emollient-Lotion-Mengendurchsatz: 0,16 Pfund/Minute (73 Gramm/min) Extrusionsschlitz-Breite: 0,004 Inch (0,1 mm) Extrusionstemperatur: 130°F (54°C) Aufwickelgeschwindigkeit: 225 Fuß/Minute (69 m/min) Dieses Verfahren liefert eine Lotion auf jeder Seite des laminierten Tissuesubstrats mit einer Auftragmenge von 3,2 g/m².
4) Schneiden, Falten und Vereinzeln der beschichteten Bahn in ein zweischichtiges, zweilagiges Gesichtstissuepapierprodukt unter Verwendung der Vorrichtung und der Verfahren, die im Stand der Technik bekannt sind. Das mehrlagige Gesichtstissuepapier hat eine Tissueflächenmasse von etwa 20 Pfund/3000 ft² (33 g/m²), wobei etwa 3,9 Pfund/3000 ft² (6,4 g/m²) Emollient-Lotion darauf angeordnet ist. Es ist wichtig zu sagen, daß das resultierende mehrlagige Tissuepapier weich ist, mit einem guten Lintwiderstand, und für die Verwendung als Gesichtstissues geeignet ist.

BEISPIEL 5
Dieses Beispiel ist dazu gedacht, die Benetzbarkeitsspannung eines geeigneten Antimigrationsmaterials für die bevorzugte Emollient-Lotion, die in Tabelle 1 beschrieben und gemäß Beispiel 2 präpariert wurde, zu zeigen.
Das folgende Verfahren wurde wie folgt durchgeführt:

1) Ein bevorzugtes Antimigrationsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung (ein Gemisch aus dihydriertem Tallowdimethylammoniummethylsulfat und Polyethylenglycol 400), wie oben beschrieben, wurde geschmolzen und in einer Petrischale angeordnet. Das geschmolzene Antimigrationsmaterial durfte sich abkühlen und verfestigen.
2) Die gemäß Beispiel 2 präparierte Emollient-Lotion wurde auf 160°F (71°C) erhitzt und geschmolzen. Ein Tropfen der geschmolzenen Emollient-Lotion wurde auf der festen Antimigrationsmaterialoberfläche angebracht und durfte sich verfestigen.
3) Der Kontaktwinkel zwischen dem verfestigten Lotionströpfchen und der Antimigrationsoberfläche wurde unter Verwendung bekannter Mittel des Standes der Technik gemessen (z. B. einem Goniometer).
4) Wiederholungsexperimente wurden durchgeführt und die Ergebnisse in Tabelle 2 gezeigt.

Versuch	Kontaktwinkel
1	82°
2	84°
3	88°
4	89°
5	88°
Mittelwert	86,2°

Wie deutlich gezeigt wird, bedeutet der große Kontaktwinkel, daß es eine minimale Antriebskraft für die bevorzugte Emollient-Lotion der vorliegenden Erfindung minimal ist, um das bevorzugte Antimigrationsmaterial der vorliegenden Erfindung zu benetzen.
BEISPIEL 6
Dieses Beispiel ist dazu gedacht, die verbesserte Lotionsübertragung der behandelten Tissuepapierprodukte der vorliegenden Erfindung zu demonstrieren, die gemäß Beispiel 4 präpariert wurden. Das folgende Verfahren wurde verwendet:

1) Eine Kontroll-Tissuebahn wurde unter Verwendung des Verfahrens nach Beispiel 2, mit der Ausnahme, daß der Papier machende Stoff nicht mit einem Antimigrationsmaterial versehen wurde.
2) Die Kontroll-Tissuebahn wurde gemäß dem Verfahren aus Beispiel 4 mit der Emollient-Lotion, die gemäß Beispiel 3 präpariert wurde, behandelt, um so eine Kontrollprobe bereit zu stellen, welche: 1) eine äquivalente Menge der Emollient-Lotion die das behandelte Tissue der vorliegenden Erfindung und 2) kein Antimigrationsmaterial aufweist.
3) Die behandelte Kontroll-Tissuebahn und die behandelte Tissuebahn gemäß der vorliegenden Erfindung (Beispiel 4) wurden bei hinsichtlich der Lotionsübertragung gemäß dem im Abschnitt TESTVERFAHREN beschriebenen Verfahren bewertet. Die Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 3 gezeigt.

Tabelle 3
Es wird deutlich, daß die Lotionsübertragung von den behandelten Tissueprodukten der vorliegenden Erfindung wesentlich verbessert wird. Ganz spezifisch beträgt die Verbesserung der Lotionsübertragung wenigstens etwa 2X, mehr als 2,5X des Mittelwertes und bis zu mehr als 3X. Wobei X die Lotionsübertragung von einer Tissuebahn des Standes der Technik ist (das heißt, eines, das nicht mit einem Antimigrationsmaterial versehen ist).

Claims

Starke, weiche Tissue-Papier-Bahn mit gegenüberliegenden Oberflächen und umfassend: – Papierherstellungs-Fasern, – eine quaternäre Ammonium-Verbindung, – einen Polyhydroxy-Plastifikator, welcher aus der Gruppe gewählt ist bestehend aus Glycerol und Polyethylenglykolen mit einem Molekulargewicht von 200 bis 2000, – ein wasserlösliches Permanent-Nassfestigkeits-Harz, das gewählt ist aus der Gruppe umfassend Polyamid-Epichlorhydrin-Harze, Basen-aktivierte Polyamid-Epichlorhydrin-Harze, Polyacrylamid-Harze, Acryl-Emulsionen, anionische Styrol-Butadien-Latizes, Harnstoff-Formaldehyd-Harze, Melamin-Formaldehyd-Harze, Polyethylenimin-Typ-Harze, vorzugsweise gewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyamid-Epichlorhydrin-Harzen, Polyacrylamid-Harzen und Styrol-Butadien-Latizes, und wobei eine Weichmacher-Lotion auf mindestens einer der Oberflächen der Bahn vorgesehen ist, wobei die Weichmacher-Lotion umfasst: – 51 bis 81 Gew.-% eines Kohlenwasserstoff-Weichmachers, der gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Mineralöl, Petrolatum und Kohlenwasserstoffwachsen und Gemischen davon; – 14 bis 34% eines Immobilisierungsmittels, welches gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Fettalkoholen, Fettamiden und Gemischen davon; – 5 bis 15% eines Emulgators, der einen HLB-Wert von weniger als 6 aufweist.
Papier-Bahn gemäß Anspruch 1, wobei die quaternäre Ammonium-Verbindung die Formel aufweist: (R¹)_4–n-N⁺-[R²]mX^– wobei m von 1 bis 3 reicht; jedes R¹ eine C₁-C₆-Alkyl oder -Alkenyl-Gruppe, Hydroxyalkyl-Gruppe, Hydrocarbyl oder substituierte Hydrocarbyl-Gruppe, alkoxylierte (Guppe, Benzyl-Gruppe oder Gemische davon ist; jedes R² ein C₁₄-C₂₂ Alkyl oder Alkenyl-Gruppe, Hydroxyalkyl-Gruppe, Hydrocarbyl oder substituierte Hydrocarbyl-Gruppe, alkoxylierte Gruppe, Benzyl-Gruppe oder Gemische davon ist, wobei vorzugsweise jedes R² aus einem C₁₆-C₁₈ Alkyl gewählt ist; und X^– ein Halogen oder Methylsulfat umfasst.
Papier-Bahn gemäß Anspruch 2, wobei in der Formel der quaternären Ammonium-Verbindung jedes R¹ Methyl ist, X^– Chlorid oder Methylsulfat ist und jedes R² C₁₆-C₁₈-Alkyl oder -Alkenyl ist.
Papier-Bahn gemäß Anspruch 2, wobei der kationische Anteil der quaternären Ammonium-Verbindung Di(hydriertes Talg-) Dimethylammonium ist.
Papier-Bahn gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Papier-Bahn ungefähr 0,01 bis ungefähr 4,0 Gew.-% der quaternären Ammonium- Verbindung, ungefähr 0,01 bis ungefähr 4,0 Gew.-% des Poly hydroxy-Plastifikators, und 0,3 bis ungefähr 1,5 Gew.-% des wasserlöslichen Permanent-Nassfestigkeits-Harzes aufweist.
Papier-Bahn gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Weichmacher-Lotion mit einem Gehalt von ungefähr 0,8 g/m² bis ungefähr 8 g/m², vorzugsweise von ungefähr 2 g/m² bis ungefähr 5 g/m² aufgebracht ist.
Papier-Bahn gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Lotion auf der Oberfläche in einem Muster einheitlicher diskreter Oberflächen-Ablagerungen vorgesehen ist.
Papier-Bahn gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Lotion auf der Oberfläche als eine im Wesentlichen kontinuierliche Schicht vorgesehen ist.