DE19963835A1

DE19963835A1 - Verfahren zur Applikation von Behandlungschemikalien auf flächige Erzeugnisse auf Faserbasis, insbesondere Tissue, und damit hergestellte Produkte

Info

Publication number: DE19963835A1
Application number: DE1999163835
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Tissauer; Peter Von Paleske
Original assignee: SCA Hygiene Products GmbH
Current assignee: Essity Germany GmbH
Priority date: 1999-12-30
Filing date: 1999-12-30
Publication date: 2001-07-19
Anticipated expiration: 2019-12-31
Also published as: WO2001049936A1; DE19963835C2; AU2011601A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Applikation von Behandlungschemikalien auf ein flächiges Erzeugnis auf Faserbasis, insbesondere Tissue, umfassend die Schritte: DOLLAR A a) Herstellung einer Suspension gefrorener Partikel einer die Behandlungschemikalie enthaltenden Zusammensetzung in einem fluiden, inerten Medium mit einer Temperatur, bei der die Behandlungschemikalie in einem gefrorenen Zustand vorliegt, DOLLAR A b) Applikation der in a) hergestellten Suspension auf das flächige Erzeugnis, DOLLAR A c) Entfernung des in den flächigen Erzeugnissen verbliebenen fluiden Mediums unter Verbleib der gefrorenen Partikel im flächigen Erzeugnis, und DOLLAR A d) Erhöhung der Temperatur oberhalb des Schmelzpunkts der Partikel aus der Behandlungschemikalie, DOLLAR A eine hierfür geeignete Vorrichtung und ein nach dem Verfahren erhältliches Tissueprodukt. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders für die Applikation von Behandlungschemikalien, die unter dem Blickpunkt der Applikation schwer miteinander zu vereinbarende chemische und physikalische Eigenschaften aufweisen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Applikation von Behandlungschemikalien auf flächige Erzeugnisse auf Faserbasis, insbesondere Tissue, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und die hiermit hergestellten Produkte. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff "Tissue" insbesondere "Tissuepapier" oder "Rohtissue", wie es üblicherweise als einlagige Tissuebahn in der Tissue-(Papier-)maschine erzeugt wird, als auch mehrlagige (Zwischen-)Produkte, z. B. in Form von mehrlagig doublierten Bahnen oder in Form von Mutterrollen für die Weiterverarbeitung sowie fertig konfektionierte ein- und mehrlagige Tissueprodukte, wie z. B., Papiertaschentücher, Gesichtstücher, Toilettenpapier, Haushaltstücher, wie etwa Küchentücher, Handtücher und andere Wischtücher etc.

[Stand der Technik]

Die "Tissue"-Erzeugung zählt aufgrund der grundlegenden Übereinstimmung der Herstellungsverfahren (Nasslegen) zu den Verfahren der Papiererzeugung. Die Tissue- oder besser die Rohtissueerzeugung, wenn das auf einer speziellen Papiermaschine der Tissue- oder Tissuepapiermaschine hergestellte einlagige (Zwischen-)Produkt gemeint ist, grenzt sich gegenüber der Papiererzeugung durch das extrem geringe Flächengewicht, üblicherweise unter 40 g/m², und das im Vergleich zu Papier sehr viel höhere spezifische Arbeitsaufnahmevermögen ab. Das spezifische Arbeitsaufnahmevermögen ergibt sich aus dem Arbeitsaufnahmevermögen, in dem das Arbeitsaufnahmevermögen auf das Testprobenvolumen vor der Prüfung bezogen wird (Länge, Breite, Dicke der Probe zwischen den Klemmen vor Zugbeanspruchung).

Darüber hinaus unterscheiden sich Papier und Tissuepapier generell hinsichtlich des E-Moduls, der das Spannungs- Dehnungsverhalten dieser flächigen Produkte als Materialkenngrösse charakterisiert, abhängig von den Herstellbedingungen, den verwendeten Rohstoffen und den chemischen Zusatzstoffen.

Das hohe spezifische Arbeitsaufnahmevermögen eines Tissuepapiers resultiert aus der äusseren und/oder inneren Kreppung. Die erstere wird durch Stauchung der auf einem Trockenzylinder haftenden Tissue-Papierbahn durch die Einwirkung eines Kreppschabers oder im letzteren Fall durch Geschwindigkeitsdifferenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Sieben oder beispielsweise zwischen einem Blattbildungs-Sieb und einem sogenannten Fabric oder zwischen zwei Fabrics erzeugt.

So kann etwa bei der Anwendung der Durchström-Vortrocknungs- Verfahrenstechnik (TAD-Verfahren) zur Rohtissue-Herstellung und der üblichen Doppelsieb-Blattbildung in C-Wrap Konfiguration das sogenannte innere Blattbildungssieb mit einer bis zu 40% höheren Geschwindigkeit gegenüber der des nächst folgenden Fabrics oder der des nächst folgenden Filzes betrieben werden, wobei die initial gebildete und bereits vorentwässerte Papierbahn an das nachfolgende TAD-Fabric übergeben wird. Hierdurch wird die noch feuchte und dadurch plastisch deformierbare Papierbahn durch Stauchung und Scherung innerlich aufgelockert und damit bei Beanspruchung dehnfähiger als ein Papier, das weder eine "innere" noch eine äussere Kreppung erfahren hat.

Diese Übergabe (Transfer) einer noch plastisch deformierbaren Papierbahn bei gleichzeitig wirkender Differenz- Geschwindigkeit kann in anderen Ausführungsformen auch zwischen einem Transfer-Fabric und dem sogenannten TAD- Imprinting-Fabric oder zwischen zwei Transfer-Fabrics erfolgen.

Der Begriff "Fabric" entstammt dem englischen Sprachraum und hat sich eingebürgert für Papiermaschinen-Bespannungen mit siebartigem Gewebeaufbau, bei denen als Fadenmaterial anstelle metallischer Drähte Fäden aus Kunststoff verwendet werden.

Aus dem hohen spezifischen Arbeitsaufnahmevermögen (s. DIN EN 12625-4 und DIN EN 12625-5) resultieren die meisten der für Tissue und Tissueprodukte üblichen Gebrauchseigenschaften. Ein Beispiel sind Tissueprodukte für hygienische Anwendungen (Hygieneprodukte, insbesondere Hygiene-Papierprodukte), die z. B. bei der Körperpflege und -hygiene, im Haushalt, der Industrie, im institutionellen Bereich bei den unterschiedlichsten Reinigungsvorgängen zum Einsatz kommen. Sie dienen zur Aufnahme von Flüssigkeiten, zur Dekoration, zur Verpackung oder auch nur als Unterlagematerial, wie etwa in der ärztlichen Praxis oder einem Krankenhaus üblich. Hygiene-Papierprodukte in ihrer breiten Vielfalt zählen heute zu den Produkten des täglichen Bedarfs.

Zu den Hygienepapieren zählt man vorrangig sämtliche trockengekreppte Tissuepapiere aber auch nassgekreppte Papiere.

Als "Tissuepapiere" oder besser als Rohtissuepapiere beschreibt man im allgemeinen die von der Papiermaschine kommenden einlagigen Zwischenprodukte aus leichten, d. h. mit niedrigem Flächengewicht erzeugten Papieren, die in der Regel auf einem sogenannten Yankee-Zylinder mit Hilfe eines Kreppschabers trockengekreppt wurden. Dabei kann das einlagige Rohtissue aus jeweils einer oder aus mehreren Schichten aufgebaut sein.

Als "Tissueprodukte" bezeichnet man sämtliche aus Rohtissue hergestellten ein- oder mehrlagigen Endprodukte, die auf die Bedürfnisse des Endverbrauchers ausgerichtet, d. h. mit unterschiedlichstem Anforderungsprofil konfektioniert sind.

Typische Eigenschaften von Tissuepapieren sind die gute Fähigkeit Zugspannungsenergie zu absorbieren, ihre Drapierbarkeit, eine gute textilartige Flexibilität, Eigenschaften, die oft als Knüllweichheit bezeichnet werden, eine hohe Oberflächenweichheit, ein hohes spezifisches Volumen mit einer fühlbaren Dicke, eine möglichst hohe Flüssigkeits-Absorptionsfähigkeit und je nach Anwendung eine geeignete Nass- und Trockenfestigkeit sowie ein interessantes optisches Erscheinungsbild der äusseren Produktoberfläche. Aufgrund dieser Eigenschaften werden Tissuepapiere zu Tissueprodukten (Tissue-Papierprodukten) verarbeitet und stehen dann dem Endverbraucher in unterschiedlichster Form und Konfektionierung zur Verfügung, beispielsweise als Wischtücher, Handtücher, Haushaltstücher, insbesondere als Küchentücher, als Sanitärprodukte (z. B. Toilettenpapiere), als Papiertaschentücher, Kosmetiktücher oder Servietten.

Für den erfolgreichen Einsatz von Tissueprodukten in den unterschiedlichsten Anwendungs-Bereichen sind, abhängig vom Verwendungszweck, häufig unterschiedliche und zum Teil einander entgegenlaufende Eigenschaften erforderlich.

Hierzu wird das flächige Erzeugnis auf Faserbasis, insbesondere Tissue, häufig mit Substanzen, Additiven, Hilfsstoffen und anderen Behandlungschemikalien versehen.

Erfindungsgemäss werden alle allgemein als Behandlungschemikalien bezeichneten Substanzen und Substanzgemische, die üblicherweise nach dem Trocknungs- und Kreppungsschritt am Yankee-Zylinder auf das Tissue aufgebracht werden, von diesem Begriff mit umfasst.

Behandlungschemikalien können einen Einfluss auf die physikalischen Eigenschaften, z. B. die Weichheit, insbesondere die Knüllweichheit, die Festigkeit im trockenen und im nassen Zustand, die Absorptionsgeschwindigkeit von Flüssigkeiten, insbesondere die von Wasser oder Öl oder die Gefügefestigkeit des Tissues/Tissueprodukts selbst haben und/oder zu deren unterschiedlichen Verwendung, z. B. im Bereich von Pflege und Schutz der Haut, Healthcare etc., beitragen. Im letzteren Fall spricht man auch speziell von "Lotionen".

Beispielsweise bei Haushaltstüchern, insbesondere bei Küchentüchern und in noch höherem Masse bei Papierhandtüchern, ist eine Festigkeit, vor allem im nassen Zustand, und hohe Saugleistung erforderlich, um den Ansprüchen des Verbrauchers zu genügen. Bei Toilettenpapieren bestimmt eher eine Kombination von Trockenfestigkeit neben guter Weichheit die Gebrauchseignung und die Verbraucherakzeptanz. Bei anderen Tissueprodukten, wie Taschentüchern oder Gesichtstüchern, sind Weichheit der Oberfläche und sehr gute Anschmiegsamkeit hervorstechende Eigenschaften, die neben Festigkeit den Gebrauchswert dieser Produkte bestimmen.

Bei den letztgenannten Tissueprodukten spielen auch in dem Produkt, insbesondere jedoch auf seinen äusseren Oberflächen enthaltene, kosmetische Komponenten eine wichtige Rolle. Diese kosmetischen Komponenten umfassen unter anderem Duftstoffe, Feuchtigkeitsmittel, Hautpflegemittel, Healthcare-Substanzen, wie Panthenol oder der Kamillenwirkstoff Bisabolol.

Bei kosmetischen Komponenten ist es wichtig, eine optimale, d. h. in Bezug auf deren Menge ausreichende Übertragung der Komponenten, wie Pflegemittel oder Feuchtigkeitsmittel, vom Tissueprodukt auf die Haut zu erreichen, um die gewünschte Wirkung zu entfalten. Hierfür sind hohe Auftragsmengen der kosmetischen Substanzen auf das Tissue erforderlich. Andererseits darf sich das Tissue selbst nicht unangenehm anfühlen oder beispielsweise ein Nässegefühl auf der Haut zurücklassen.

Für die Hersteller von Tissueprodukten ist es daher eine besondere Herausforderung, die verschiedenen, einander oft widersprechenden Einflussfaktoren in eine besondere Balance zu bringen, um hieraus die vom Verbraucher geforderten optimalen Eigenschaftskombinationen für die angestrebten Endprodukte zu erreichen. In dem Artikel "Weichheit und Weichmachung von Hygiene-Tissue" im Wochenblatt für Papierfabrikation, Heft 11/12, 1988, Seite 435 ff., werden die Eigenschaften von Hygiene-Tissue ausführlich beschrieben und deren Bedeutung für Tissueprodukte bei verschiedenen Anwendungen diskutiert.

So ist, vom Markt her, als Reaktion auf einen Trend des Verbraucherverhaltens, der ausgehend von USA inzwischen auch auf Europa übergegriffen hat, eine generelle Verbesserung der Weichheit quer über alle Bereiche der Tissueprodukte eine der wichtigsten Forderungen an den Hersteller. Eigenschaften, wie die Weichheit eines Tissueproduktes, werden in ihrer Grundausbildung durch den Herstellungsprozess, insbesondere durch eine TAD-Vortrocknung und die Auswahl der Roh- und Hilfsstoffe bestimmt.

Weichheit ist eine wichtige Eigenschaft von Tissueprodukten wie Taschentüchern, Kosmetiktüchern, Toilettenpapier, Servietten aber auch Hand- oder Küchentüchern, und beschreibt einen charakteristischen taktilen Sinneseindruck, welches das Tissueprodukt bei Berührung der Haut erzeugt.

Der Begriff "Weichheit" ist zwar allgemein verständlich, aber äusserst schwierig zu definieren, da keine physikalische Bestimmungsmethode und deshalb auch keine anerkannte Industrienorm als Standard zur Einstufung verschiedener Weichheitsgrade vorhanden ist.

Um die Weichheit zumindest halbquantitativ erfassen zu können, wird sie in der Praxis durch eine subjektive Methode ermittelt. Hierzu wendet man einen sogenannten "Panel-Test" an, bei dem mehrere geschulte Testpersonen ein vergleichendes Urteil abgeben.

Weichheit lässt sich vereinfachend in ihre Hauptcharakteristika, die Oberflächenweichheit und die Knüllweichheit, untergliedern:
Oberflächenweichheit beschreibt das Gefühl, das man empfindet, wenn man beispielsweise mit den Fingerkuppen leicht über die Oberfläche des Tissueblattes fährt. Unter Knüllweichheit versteht man den sensorischen Eindruck des Widerstandes gegen mechanische Deformation, den ein mit den Händen durch knittern, falten oder knüllen und/oder durch Kompression deformiertes Tissue oder Tissue-Produkt während des Vorgangs der Deformation erzeugt.

Das Auftragen der oben beschriebenen Behandlungschemikalien, mit denen beispielsweise die gewünschten Weichheits- Charakteristika oder andere Eigenschaften erreicht werden sollen, erfolgt im Stand der Technik durch verschiedene Walzen- und Sprühauftragungsverfahren. Andere Methoden umfassen Imprägnierverfahren.

Die WO 94/05857 beschreibt ein Verfahren zur Applikation eines chemischen Papierherstellungsadditivs auf ein trockenes Tissuepapiervlies (Tissuepapiervliesstoff, Rohtissue). Das Aufbringungsverfahren zeichnet sich durch die folgenden Schritte aus: Bereitstellung eines trockenen Tissuepapiervliesstoffs, das Verdünnen eines chemischen Papierherstellungsadditivs mit einem geeigneten Lösungsmittel zur Bildung einer verdünnten chemischen Lösung, die Applikation dieser verdünnten chemischen Lösung auf einer erhitzten Transferoberfläche, das teilweise Verdampfen des Lösungsmittels durch die Transferoberfläche unter Bildung eines dieses Papierherstellungsadditiv enthaltenden Films und die Übertragung des Films von der erhitzten Transferoberfläche auf die Oberfläche des Tissuevliesstoffs.

Die EP-A-03 47 177 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Softtissuepapier, welches folgende Schritte aufweist: Blattbildung aus wässriger Suspension von Zellulosefasern unter Bildung eines Vlieses, Applikation einer ausreichenden Menge eines wasserlöslichen nicht-kationischen Tensids sowie Trocknung und Kreppung des Vlieses, wobei dieses Tissuepapier ein Basisgewicht von 10 bis 65 g/m² und eine Dichte von weniger als 0,6 g/m³ aufweist.

Die Behandlungslösung kann also sowohl im Nassteil einer Tissuepapiermaschine (Wattemaschine), am Ende der Siebpartie, vor oder innerhalb der Pressenpartie (mechanische Entwässerung), d. h. bei Feststoffgehalten zwischen 20 und 50%, sowie in der nach der Pressenpartie angeordneten Trockenpartie bei Feststoffgehalten von 40 bis 97% Fasertrockengewicht zugegeben werden.

Stand der Technik sind Aufgabeorte auf dem Transfersieb/Belt, z. B. vor dem Vliestransfer bei einer TAD-Anordnung sowie die Zuführung auf das feuchte Faservlies nach dessen Transfer auf den Transport-(Trocken-)filz vor der oder den Pressen bei einer konventionellen Ein- oder Zweifilz-Tissuemaschine.

Weiterhin ist im Stand der Technik die Zuführung von Behandlungschemikalien durch Sprühauftrag auf den Yankee- Zylinder bekannt.

Ferner erfolgt die Zugabe des Behandlungsmittels in der Tissueerzeugungsmaschine durch Sprühauftrag auf den Pope-Roller unter Erzeugung eines Behandlungsmittelfilms und dessen anschliessendem Transfer auf die Tissuebahn während des Aufrollvorgangs. Hierbei weist üblicherweise die bereits gekreppte "Tissuebahn" als Folge des vorausgegangenen Trocknungsvorganges auf dem Yankee-Zylinder noch eine Resttemperatur zwischen 20°C und etwa 70°C auf, was für die Verteilung des Behandlungsmittels und dessen Eindringen in das Rohtissue günstig ist.

Neben einem Sprühauftrag über einen Düsenbalken kann auch der Einsatz von Schleuderrotoren oder Bürstwerken in Frage kommen. Der Auftrag kann auch direkt auf die Tissuepapierbahn erfolgen.

Eine Zugabe des Behandlungsmittels innerhalb einer sogenannten Doubliermaschine bzw. innerhalb der Verarbeitungsmaschine auf die Aussenlagen der mehrlagig doublierten Bahn vor oder während der Kalibrierung/Glättung wird im allgemeinen bevorzugt.

Häufig findet der Auftrag des Behandlungsmittels innerhalb der Verarbeitungsmaschine auf die Aussenlagen der durch Verwendung mehrer Abrollungen in der Verarbeitungsmaschine mehrlagig geführten oder bereits zuvor mehrlagig doublierten Bahn statt.

In WO 98/41687 wird ein Verfahren zur Herstellung von Tissueprodukten der vorgenannten Art beschrieben, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man eine Zusammensetzung der vorstehenden Art auf das Faservlies oder die Tissuebahn innerhalb der Siebpartie, Pressenpartie, TAD-Partie, am Yankee-Zylinder und/oder Trockenpartie, d. h. bei einer Faserstoffdichte von 20 bis 97%, bezogen auf das Trockenfasergewicht der Bahn, in einer Menge von 0,1 bis 40%, vorzugsweise 1 bis 20%, kontinuierlich oder diskontinuierlich auf oder in der Bahn appliziert und die Bahn gegebenenfalls nach der Applikation einer Nachglättung unterzieht.

Eine dort genannte alternative Ausführungsform ist ein Verfahren zur Herstellung von Tissueprodukten, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man eine Zusammensetzung der vorgenannten Art auf das Faservlies oder die Tissuebahn nach der Trockenpartie an der Wattemaschine, der Doubliermaschine und/oder beim Verarbeitungsautomaten in einer Menge von 0,1 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 20 Gew.-%, kontinuierlich oder diskontinuierlich auf oder in der Bahn appliziert und die Bahn gegebenenfalls nach der Applikation einer Nachglättung unterzieht.

Die bekannten Verfahren weisen eine Reihe von Nachteilen auf, die zu einer Beeinträchtigung der Tissueeigenschaften führen. Durch den ausgeübten Druck auf das Tissue, etwa bei der Verwendung von Walzenauftragsverfahren zum Auftrag des Behandlungsmittels, insbesondere bei einer nachfolgenden Glättung des mit einem Behandlungsmittel behandelten Produktes treten unerwünschte mechanische Einwirkungen auf das Tissue auf. Das Tissue wird zusammengedrückt, wodurch sich beispielsweise seine Dicke (Bulk) verringert, was vom Verbraucher etwa im Falle eines Papiertaschentuches üblicherweise als negativ empfunden wird. Durch einen solchen subjektiven Eindruck des Benutzers im Beispiel einer als negativ empfundenen Dickenwahrnehmung, kann eine objektive Verbesserung z. B. der Oberflächenweichheit wieder zunichte gemacht werden, da der Verbraucher ein solches Produkt nicht kaufen wird. Dies ist ein Problem insbesondere bei mehrlagigen Tissueprodukten.

Die Auftragung durch Aufwalzen oder Aufsprühen ist durch die Viskosität der aufzutragenden Lotion limitiert. Stark viskose und/oder fettige Lotionen können nur sehr schwer oder gar nicht mit Hilfe eines Sprühverfahrens auf das Papier aufgebracht werden. Daher ist es häufig notwendig, die aufzutragenden Behandlungsmittel z. B. mit Hilfe von Wasser oder mit Hilfe organischer Lösungsmittel zu verdünnen oder aufzubereiten. Dieses erfordert einen weiteren Verfahrensschritt, bei dem das verwendete Lösungsmittel aus dem Tissue wieder entfernt werden muss.

Die Verteilung der Behandlungschemikalien im Tissue über die Oberfläche der Papierbahn (des Papierblattes) ebenso wie die Verteilung in z-Richtung, d. h. senkrecht zur Papierbahn oberfläche gegebenenfalls über sämtliche Lagen des Tissue- Produktes, ist von verschiedenen Faktoren abhängig.

Die Zusammensetzung der Behandlungschemikalien, hier vor allem ihre Viskosität und ihr Fettgehalt, spielen bei der Eindringtiefe eine wichtige Rolle.

Bei den bekannten Aufbringungsverfahren wie der Sprüh- Applikation aber auch den unterschiedlichen Verfahren der Walzen-Applikation ist nur eine ungenügende Steuerung der Verteilung der Behandlungschemikalien, insbesondere in z- Richtung, d. h. senkrecht zur Oberfläche des Tissues, gegeben. Dieses Problem tritt besonders deutlich bei mehrlagigen Tissuegeweben hervor.

Die auf der Oberfläche aufgetragenen Behandlungschemikalien dringen nur in einem geringen Ausmaß in das Tissue ein, und verbleiben häufig nur auf der obersten Schicht. Nur ein geringerer Teil geht in den inneren Bereich über. Dies bedeutet einen grossen Nachteil gerade bei Tissueprodukten, die weichheitsverbessernde Behandlungschemikalien (manchmal auch als weichheitsfördernde "Lotionen" bezeichnet), enthalten, da die inneren Lagen des mehrlagigen Tissueproduktes nur ungenügend mit diesen Behandlungsmitteln beaufschlagt werden. Der gewünschte Effekt einer Verbesserung der Knüllweichheit als Folge der Behandlung (Lotions- Applikation) des Tissue-Produktes kann sich so nur ungenügend entfalten.

Andererseits ist bei Tissueprodukten, die kosmetische Behandlungschemikalien (manchmal auch als "kosmetische Lotionen" bezeichnet), enthalten, die gleichmäßige Verteilung der kosmetischen Komponenten des Behandlungsmittels auf den äußeren Oberflächen der Außenlagen des behandelten Tissue-Produktes das Problem.

Dies gilt, weil einerseits das Aufbringen einer grossen Menge an kosmetischen Komponenten erforderlich ist, um die gewünschte Wirkung der kosmetischen Substanzen bei Übertragung auf die Haut des Verwenders (Healthcare) bei der Benutzung des Tissue-Produktes sicherzustellen, zusätzlich die Gleichmäßigkeit der Auftragsmenge des Behandlungsmittels auf den äußeren Oberflächen der Außenlagen des Tissue- Produktes aus rechtlichen, beispielsweise wettbewerbsrechtlichen, Gründen garantieren zu können und andererseits, da die kosmetischen Komponenten einer Lotion gleichzeitig sehr bedeutsame Kostenfaktoren darstellen, deren Auftrags-Menge aus Wirtschaftlichkeitsgründen in engen Grenzen zu steuern.

Dieses Verteilungsproblem der Behandlungschemikalien, die z. B. Weichmacher und/oder kosmetische Behandlungschemikalien umfassen, spielt bei Tissues eine wichtige Rolle.

[Aufgabe der Erfindung]

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das eine für die jeweilige Verwendung optimierte und gesteuerte Verteilung von Lotionen in flächigen Erzeugnissen auf Faserbasis, insbesondere Tissue, in allen Dimensionen ermöglicht, um bestimmte Behandlungschemikalien, falls erforderlich auch in großen Mengen, einzubringen und die Eigenschaften der Tissueprodukte, wie z. B. die Knüllweichheit, zu verbessern.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Applikation von Behandlungschemikalien auf ein flächiges Erzeugnis auf Faserbasis, insbesondere Tissue, umfassend die Schritte:

a) Herstellung einer Suspension gefrorener Partikel aus einer die Behandlungschemikalie enthaltenden Zusammensetzung in einem fluiden, inerten Medium mit einer Temperatur, bei der die Behandlungschemikalie im gefrorenen Zustand vorliegt,
b) Applikation der in a) hergestellten Suspension auf das flächige Erzeugnis auf Faserbasis,
c) Entfernung des in den Tissueprodukten verbliebenen fluiden Mediums unter Verbleib der gefrorenen Partikel aus der Behandlungschemikalie im flächigen Erzeugnis, und
d) Erhöhung der Temperatur oberhalb des Schmelzpunkts der Partikel aus der Behandlungschemikalie.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Tissue beschrieben, ist jedoch allgemein auf alle üblichen flächigen Erzeugnisse auf Faserbasis anwendbar. Gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren liegen die aufzutragenden Behandlungschemikalie oder der Mischung aus mehreren Behandlungschemikalien als Suspension gefrorener, d. h. fester Partikel mit einer kontrollierten Größenverteilung in einem fluiden und inerten Medium vor. Inert bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Medium nicht mit der Behandlungschemikalie reagiert und insbesondere die Behandlungschemikalie nicht oder nur im geringen Maße löst. Daher kommt flüssiges Kohlendioxid, welches ein ausgezeichnetes Lösungsvermögen für organische Substanzen aufweist, als inertes Medium normalerweise nicht in Frage. Das fluide Medium regiert auch nicht in chemischer oder physikalischer Weise mit den Fasern des Tissueprodukts.

Ferner muss das fluide Medium leicht wieder aus dem Tissue entfernbar sein. Das fluide Medium ist bevorzugt verflüssigter Stickstoff oder flüssige Luft. Bei Verwendung von flüssiger Luft muß eine sichere Handhabung gewährleistet sein. Aber auch andere Gefriermittel, wie z. B. Freon, können verwendet werden, solange es inert gegenüber den aufzubrigenden Behandlungschemikalien und dem Cellulosematerial ist, leicht aus dem Tissue entfernt werden kann und umweltverträglich zu handhaben ist.

Die Behandlungszusammensetzung kann aus einer einzelnen Behandlungschemikalien oder einer Mischung von mindestens zwei Behandlungschemikalien bestehen. Sie kann ferner Verbindungen enthalten, die keinen oder nur einen geringen Einfluss auf die Eigenschaften des behandelten flächigen Erzeugnis, insbesondere des Tissues, ausüben, z. B. Lösungsmittel (z. B. Wasser und/oder Alkohol), Hilfsstoffe und/oder Additive. Sie kann somit z. B. als wässrige Lösung oder Dispersion (z. B. Suspension oder Emulsion) vorliegen oder aus einer oder mehreren Behandlungschemikalien (Wasser nicht mitgerechnet) bestehen. Wasser kann jedoch auch ein wesentlicher Wirkbestandteil der Behandlungszusammensetzung sein, vor allem bei kosmetischen Lotionen, die ein angenehmes Feuchtegefühl auf der Haut erzielen sollen. Dann setzt man es vor vorzugsweise in Verbindung mit hygroskopischen Verbindungen ein, z. B. den nachstehend beschriebenen Polyhydroxyverbindungen. Der Anteil von gegebenenfalls vorhandenen Lösungsmitteln (Wasser eingeschlossen) in der Behandlungszusammensetzung beträgt, je nach Funktion derselben, vorzugsweise weniger als 60 Gew.-%, stärker bevorzugt weniger als 30 Gew.-%, noch stärker bevorzugt weniger als 10 Gew.-%, insbesondere weniger als 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.

Die Behandlungs-Chemikalie(n) kann (können) aus den folgenden Verbindungsklassen bzw. Verbindungen ausgewählt werden:
Mittel zur Pflege und zum Schutz der Haut, sog. kosmetische Lotionen, wie

- Feuchthaltemittel, z. B. Ersatzstoffe für den NMF (natural moisturizing factor) der Haut, die z. B. Spaltprodukte des Kollagens, Glycerin, etc. enthalten;
- Hautpflegemittel, z. B. langkettige Fettsäureester (wie Sorbitanfettsäureester oder Cetiol®), Lanolin oder Derivate davon;
- Duftstoffe, z. B. natürliche, naturidentische oder künstliche Riechstoffe; und/oder
- kosmetische Wirkstoffe, wie D-Panthenol oder den Kamillenwirkstoff α-Bisabolol, oder

Mittel mit anderen Funktionen, z. B.

- Mittel zur Erhöhung der Festigkeit, insbesondere Nassfestmittel, wie Epichlorhydrinharze oder vernetzte Polyalkylenamine,
- die Weichheit (z. B. Knüllweichheit oder die Oberflächenweichheit) des flächigen Erzeugnisses, insbesondere des Tissues fördernde Mittel; z. B. eine Polyhydroxy-Verbindung (z. B. Ethylenglykol, Propylenglykol, ein flüssiges Polyethylenglykol(derivat), ein flüssiges Polypropylenglykol(derivat) und/oder Glyzerin), ferner quaternäre Ammoniumverbindungen, wie sie z. B. in US 5,312,522 oder 5 397 435 und dem dort zitierten Stand der Technik beschrieben sind, gegebenenfalls in Kombination mit den in diesen beiden Dokumenten beschriebenen Polyhydroxyverbindungen; oder ein Poly(siloxan), insbesondere die in EP-A-347 153 und EP-A-347 154 beschriebenen (Poly)siloxane,
- Tenside, die z. B. als Mittel zur Absorptionsgeschwindigkeitssteuerung eingesetzt werden, z. B. langkettige quaternäre Ammoniumverbindungen, die auch weichheitsfördernde Wirkung aufweisen können,
- Wachse, Öle, und/oder
- anorganische oder organische Pigment- oder Farbstoffe.

Eine bevorzugte Basiszusammensetzung zur Verbesserung der Weichheit, insbesondere der Knüllweichheit, umfasst die folgende Rezeptur:

Glycerin:	40-45%
Propylenglycol:	28-30%
Lindenextrakt:	2,5-3,5%
Wasser	auf 100%

Die Suspension wird bevorzugt durch Einsprühen der Behandlungschemikalie(n) in das fluide Medium, das bei einer Temperatur unterhalb des Gefrierpunktes der Lotion vorliegt, hergestellt. Bevorzugt ist die Temperatur des fluiden Mediums so tief, dass mit Einbringen der Behandlungschemikalie diese sofort zu festen Partikeln gefriert. Die Einbringmenge wird so niedrig gewählt, daß die Viskosität der Suspension im wesentlichen von der Viskosität des fluiden Mediums bestimmt wird. Bevorzugt ist diese niedrig und liegt typischerweise im Bereich von 1,0 bis 0,1 mPas. Flüssiger Stickstoff als fluides Medium hat eine Viskosität von 0,2 mPas.

Durch geeignete Wahl der Einsprühdüsen kann die Partikelgrösse und deren Verteilung nach Belieben gesteuert werden. Ebenfalls möglich sind Einwirkungen von Scherkräften (z. B. mittels eines Ultratorax) zur weiteren Feineinstellung der Partikelgröss, oder Größentrennung durch Siebverfahren. Durch Wahl unterschiedlicher Düsen bzw. Siebgrößen, oder durch Zusammenmischen von getrennt hergestellten Suspensionen können bimodale Partikelgrösseverteilungen aus einer oder mehreren Behandlungschemikalien eingestellt werden. Bei hochviskosen Behandlungschemikalien können die Vorratsbehälter und Zuführleitungen sowie die Einsprühdüsen für die Chemikalien beheizt werden.

Es ist bevorzugt, dass die gefrorenen Partikel im fluiden Medium gleichmäßig suspendiert vorliegen. Durch Agitation, z. B. mittels Rührwerken oder geeigneter Strömungsführung und darauf abgestimmter Form des Applikationssystems, wird ein Absetzen der gefrorenen Partikel im fluiden Medium vermieden.

Es können mehrere Behandlungschemikalien, mit ggf. unterschiedlichen Partikelgrössenverteilungen, im fluiden Medium vorliegen.

Die Behandlungschemikalie wird in Form feinstverteilter Partikel im gefrorenen Zustand appliziert. Diese Partikel verhalten sich "inert", d. h. sie zeigen nicht die physikalisch/chemischen Eigenschaften der flüssigen Behandlungschemikalie, insbesondere nicht deren Viskosität. Dies erlaubt eine gleichförmige, bzw. graduelle Verteilung der Behandlungschemikalien nicht nur über die Flächendimension des Tissues, sondern auch über dessen Tiefe, die sich nach Belieben unabhängig von den chemisch/physikalischen Eigenschaften der Behandlungschemikalie steuern lässt. So ermöglicht das erfindungsgemässe Verfahren die Herstellung von Tissueprodukten, die sehr viskose oder fetthaltige Behandlungschemikalien enthalten.

Die Applikation des fluiden Suspensionsmediums auf das Tissue kann durch Aufsprühen oder Auftropfen/Aufgiessen auf die sich bewegende Tissuebahn erfolgen. Die Tissuebahn wird hierbei über eine poröse feststehende Platte (Schuh) transportiert. Alternativ wird ein sich bewegendes Sieb als Stützgewebe verwendet. Die Tissuebahn kann auch durch ein Tauchbad mit der Suspension geführt werden. Je nach Verhältnis der Größenverteilung der Partikel aus der Behandlungschemikalie zur Porengrößeverteilung des Tissues verbleiben die Partikel im wesentlichen an der Oberfläche, oder werden mehr oder weniger weit in die Z-Richtung der Tissuebahn mittransportiert und dann erst festgehalten. Ist z. B. die Größenverteilung der Partikel wesentlich kleiner als die mittlere Porengröße der Tissuebahn, wird dieses gleichmäßig von den Partikeln durchdrungen, die auch im wesentlichen gleichmäßig über die Z-Richtung festgehalten werden. Partikel, die mit dem fluiden Medium durch die Tissuebahn hindurchgetreten sind, können wie das Medium selbst einer Wiederverwertung zugeführt werden. Bei vergleichbarer Partikelgößenverteilung und Porengrößenverteilung wird sich in Durchtrittsrichtung des Mediums durch die Tissuebahn ein abnehmender Konzentrationsgradient in der Retention der Partikel einstellen. Es bleibt dem Fachmann überlassen, je nach gewünschter Applikationsdichte und -tiefe, die Parameter, hier im wesentlichen die Größenverteilung der Partikel, die Konzentration der Partikel im fluiden Medium und die Durchtrittsgeschwindigkeit der Suspension durch die Tissuebahn einzustellen. Letztere kann zwischen bloßem Auftrocken/Aufgiessen und Einsaugen der Suspension bis aktiven Durchströmenlassen mit geregelter Durchflussgeschwindigkeit eingestellt werden.

Beim Tauchbad kann in verschiedener Weise verfahren werden. Einerseits kann die Tissuebahn einfach nur durch das Tauchbad durchgeführt werden. Hierbei wird die Bahn zunächst auf die Temperatur des fluiden Mediums abgekühlt und saugt sich dann mit dem Medium voll. Hierbei verbleiben in Abhängigkeit von der Partikelgrösse die Partikel aus der Behandlungschemikalie auf der Oberfläche des Tissues oder dringen bei geringen Partikelgrössen tiefer in das Fasergefüge des Tissues ein. Auf diese Weise kann ein Konzentrationsgradient der Partikel ausgebildet oder eine gleichmässige Verteilung erreicht werden.

In einer alternativen Ausführungsform lässt man das fluide Medium aktiv durch die Tissuebahn strömen. Dies kann dadurch erfolgen, dass man die Bahn über eine Saugsiebwalze führt. Durch den an der Innenseite der Walze anliegenden Unterdruck strömt das Medium von aussen durch die Tissuebahn, wobei diese durch geeignete Massnahmen, z. B. ein auf den Tragkörper der Saugwalze aufgespanntes Sieb gestützt wird. Durch einen Verbund aus mehreren Sieblagen mit unterschiedlicher Feinheit, d. h. der Maschenweite, lässt sich die Strömungsgeschwindigkeit durch den entsprechenden Durchtrittswiderstand durch das Sieb zusätzlich steuern (Perlatorprinzip). Hierbei kann man einen gleichmässigeren Auftrag der Behandlungschemikalie erreichen. Zusätzlich können weitere Siebe oder Fabrics aussen auf der Tissuebahn geführt werden. Durch Wahl der Maschenweite kann die Grössenverteilung der gefrorenen Partikel zusätzlich gesteuert werden. Alternativ kann die Strömungsrichtung umgekehrt werden, indem man das fluide Medium aus dem Inneren einer grossporigen Walze nach aussen strömen lässt, wobei die Tissuebahn durch ein an der Aussenseite geführtes Sieb gestützt wird. Bei entsprechender Wahl der Partikelgrösse im Bezug zum Gewebegefüge kann sich ein Gradient in der Absetzung der gefrorenen Partikel ausbilden. Bevorzugt wird die Tissuebahn über mehrere Walzen in Reihe geführt. Wechselt man hierbei die Strömungsrichtung, lässt sich der Gradient wieder ausgleichen und man erhält eine gleichmässige Verteilung der Partikel im Tissuegewebe in Z-Richtung.

Bevorzugt wird die Tissuebahn vorgekühlt, bevor sie in das Tauchbad geführt wird.

Die aufzutragenden Behandlungschemikalien können weitere Hilfsstoffe und Additive enthalten. Die Menge der zu applizierenden Behandlungschemikalie liegt bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 50 Gew.-% bezogen auf das Trockengewicht des Tissues (ofentrockene Fasermasse (otro)).

Abschliessend lässt man die Temperatur der behandelten Tissuebahn auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes der Partikel aus der Behandlungschemikalie, bevorzugt auf Raumtemperatur, ansteigen. Dies kann ggf. durch Zufuhr von Wärme, z. B. durch Zufuhr von erwärmter Luft oder Infrarotbestrahlung, erfolgen. Es kann insbesondere dann notwendig sein, wenn die Schmelztemperatur der Behandlungschemikalie oberhalb der Raumtemperatur liegt. Die Partikel schmelzen dann, wobei ein eventueller Konzentrationsgradient im wesentlichen erhalten bleibt. Hierbei wird auch das fluide Medium entfernt bzw. ausgetrieben.

Die Tissuebahn kann ein oder mehrlagig geführt werden. So kann z. B. von einer mehrlagigen, üblicherweise zwei- bis vier- oder mehrlagigen (doublierten) Mutterrolle ausgegangen werden, die in einer separaten Doubliermaschine hergestellt wurde. Alternativ können mehrere einlagige Tissuebahnen behandelt werden (jeweils eine Abrollung) und anschliessend gemeinsam über eine Aufrollung zu einem mehrlagigen Tissueprodukt aufgerollt werden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil dass z. B. die inneren Lagen mit einer anderen Behandlungschemikalie behandelt werden können als die äusseren. Z. B. können bei einem vierlagigen Endprodukt die Innenlagen unbehandelt bleiben, oder mit einem festigkeitsfördernden Mittel behandelt werden, während die beiden Aussenlagen mit einer Behandlungschemikalie zur Verbesserung der Oberflächenweichheit behandelt wurden. Prinzipiell sind unterschiedlichste Kombinationen aus verschieden behandelten Tissuelagen denkbar.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein mit einer Behandlungszusammensetzung versehenes flächiges Erzeugnis auf Faserbasis, das man nach einem Verfähren erhalten kann, das die zuvor beschriebenen Verfahrensschritte umfasst.

Unter dem Begriff "Tissue" im Sinne der vorliegenden Erfindung versteht man sämtliche Arten von aus wässriger Dispersion hergestellten, gekreppten Papieren mit einem Flächengewichtsbereich von typischerweise zwischen 10 und 65 g/m². Der Begriff "Tissue" deckt erfindungsgemäss sowohl

- den gesamten Bereich der gekreppten Rohpapiere, auch "Rohtissue" genannt, insbesondere den Bereich der trockengekreppten Rohtissuepapiere, unabhängig davon ob diese ein- oder mehrschichtig sind,
- sowie alle aus diesen gekreppten Rohpapieren hergestellten ein- oder mehrlagigen Endprodukte ab.

"Rohtissue" wird üblicherweise als einlagige Tissuebahn in der Tissue-(Papier-)maschine erzeugt oder als ggf. mehrlagiges (Zwischen-)Produkt, z. B. in Form von mehrlagig doublierten Bahnen oder in Form von Mutterrollen für die Weiterverarbeitung. Der Ausdruck "Schichten" bezieht sich auf einer Änderung der chemischen und/oder physikalischen Eigenschaften innerhalb einer Tissuelage, die z. B. durch eine andere Faserzusammensetzung verursacht werden kann. Schichten sind im Unterschied zu Lagen in der Regel nicht voneinander trennbar.

Das Endprodukt ist vorzugsweise

- ein Wischtuch, z. B. Wischpapier, ein Windschutzscheiben- Wischtuch, ein Wischtuch für industrielle Anwendungen, ein Handtuch, oder ein Wischtuch für den Gebrauch im Haushalt, z. B. Küchenpapier;
- ein Sanitärprodukt, z. B. Toilettenpapier (auch feucht);
- ein Papiertaschentuch (auch feucht);
- ein Haushaltstuch, z. B. Küchentücher;
- ein Handtuch;
- ein Tuch für den Gebrauch im Gesicht, z. B. ein Abschminktuch ("Facial") bzw. Kosmetiktuch;
- eine Serviette;
- Bettwäsche;
- ein Kleidungsstück, z. B. Wegwerfkleidung für Krankenhaus- oder Küchenbedienstete.

Besonders bevorzugte Tissueprodukte sind Taschentücher, Tücher für den Gebrauch im Gesicht, Sanitärprodukte (z. B. Toilettenpapier) und Handtücher, wo insbesondere die Applikation von kosmetischen und/oder Weichheit vermittelnden Behandlungszusammensetzungen (Lotionen) eine Rolle spielt.

Der Begriff Tissuepapier ist weiterhin unabhängig vom zu verwendenden Faserrohstoff zu sehen, insbesondere unabhängig davon, ob der Faserrohstoff ausschliesslich oder überwiegend aus nativen Zellstoffen z. B. nach dem Sulfat- oder dem Sulfitverfahren erzeugt, oder in Abmischung mit chemo-thermo mechanischen Holzstoffen (z. B. CTMP, oder HTCMP) verwendet wird, oder ob der verwendete Faserrohstoff einem Sekundärfaser-Aufbereitungsverfahren entstammt und demnach der zur Tissueerzeugung benötigte Faserrohstoff ganz oder teilweise aus "recycled fibers" besteht.

Zur Abgrenzung gegenüber sogenannten Vliesstoffen (Nonwovens) sei angemerkt, dass zwar für die Tissuepapiererzeugung die überwiegende Verwendung papiermacherisch aufgeschlossener, natürlicher (Cellulose-haltiger), also pflanzlicher Zellstofffasern, charakteristisch ist, eine anteilige Verwendung durch Veredelung modifizierter Zellstofffasern in einem Bereich von 10 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Fasern, oder sogar eine Verwendung papiermacherisch geeigneter Kunststofffasern in einem Anteil von 10 bis 30% unter die vorgenannte Begriffsdefinition von Tissue fällt. Eine Anwendung des Verfahrens ist über den Bereich der Tissueerzeugung hinaus auf entsprechende Gebiete des Nonwoven-Bereichs und des textilen Bereichs in analoger Übertragung möglich.

Bei der Applikation der Behandlungszusammensetzung Partikel kann man z. B. von einer mehrlagigen, üblicherweise zwei- bis vier- oder mehrlagigen (doublierten) Mutterrolle ausgehen, die in einer separaten Doubliermaschine hergestellt wurde. Alternativ können mehrere einlagige Tissuebahnen behandelt werden (jeweils eine Abrollung) und anschliessend gemeinsam über eine Aufrollung zu einem mehrlagigen Tissueprodukt aufgerollt werden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass z. B. die inneren Lagen mit einer anderen Behandlungszusammensetzung behandelt werden können als die äusseren. Beispielsweise können bei einem vierlagigen Endprodukt die Innenlagen unbehandelt bleiben, oder mit einem festigkeitsfördernden Mittel behandelt werden, während die beiden Aussenlagen mit einer Behandlungszusammensetzung zur Verbesserung der Oberflächenweichheit behandelt wurden. Prinzipiell sind die unterschiedlichsten Kombinationen aus verschieden behandelten Tissuelagen denkbar.

In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Tissue um ein vier- oder dreilagig doubliertes Rohtissue für die Taschentuch- oder die Gesichtstuch-Erzeugung, das in Form von Mutterrollen für die Applikation einer Behandlungszusammensetzung in einer dafür geeigneten Verarbeitungsmaschine zur Verfügung gestellt wird, wobei die Verarbeitungsmaschine aus mindestens einer Abroll- Vorrichtung für die Mutterrollen sowie einer Aufrollung für das nach Auftrag eines Behandlungsmittels fertiggestellte Produkt und eine zwischengeschaltete Applikations- Vorrichtung zur Aufbringung der Behandlungszusammensetzung besteht.

Tissue enthält normalerweise so wenig Wasser, dass es auch bei starker Abkühlung, z. B. in flüssiger Luft, immer noch ausreichend unter Erhalt der Dimensionsstabilität flexibel bleibt, so dass es über entsprechende Transportvorrichtungen mit hoher Geschwindigkeit geführt werden kann. Ein durchaus erwünschter Effekt kann jedoch mit dem partiellen Aufbrechen der Faser/Faser-Bindung, hervorgerufen durch gefrorene Restfeuchte des verwendeten Tissues, einhergehen. Dieses Aufbrechen, das bei Bewegung der gefrorenen Papierbahn auftreten kann, z. B. durch Walk- und Biegearbeit beim Umlauf um Umlaufwalzen, bewirkt ein zusätzliches Weichmachen des Tissues (softener effect).

Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht, dass die erhaltenen Tissueprodukte eine verbesserte Knüllweichheit aufweisen und eine gleichförmige oder graduelle Verteilung der eingebrachten Behandlungschemikalien besitzen. Dadurch können die charakteristischen Eigenschaften der Tissueprodukte verbessert werden.

Bevorzugt wird das Verfahren im einem soweit abgeschlossen System durchgeführt, so dass das fluide Medium und nicht aufgebrachte Partikel aus der Behandlungschemikalie wiederverwertet, bzw. umweltverträglich entsorgt werden können.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Die Vorrichtung umfasst eine Einheit zur Herstellung der Suspension von Behandlungschemikalie(n) und dem fluiden Medium. Hier werden die Partikel aus der Behandlungschemikalie mit einer bestimmten Grösse als Suspension im fluiden Medium erzeugt. Die Temperatur innerhalb dieser Einheit sollte dabei zwischen -200 und -100°C betragen.

Als weitere Einheit enthält die Vorrichtung eine Applikationseinheit, in der die Behandlungschemikalie auf und in das Tissue gebracht wird, z. B. ein Tauchbad oder eine Durchströmeinrichtung.

Die erfindungsgemässen Tissueprodukte finden z. B. in der Körperpflege und Hygienebereich Anwendung, insbesondere nach Aufbringung kosmetisch wirksamer Substanzen. Bei Applikation üblicher Weichmacher weisen die erfindungsgemässen Tissueprodukte eine gegenüber klassischen Aufbringungsverfahren verbesserte Knüllweichheit auf und müssen anschliessend keiner oder nur einer geringer Nachglättung unterzogen werden (sonst üblicher Verwellungseffekt). Die gleiche Auftragsmenge an Lotion ist im erfindungsgemässen Tissueprodukt deutlich weniger im Vergleich zu herkömmlichen Tissueprodukten zu spüren.

Ferner treten keine Veränderungen der Tissuestruktur auf, d. h., das erfindungsgemässe Verfahren verändert nicht die Struktur des Tissueprodukts.

[Beispiel]

Als aufzutragende Behandlungschemikalie wird ein Cream-Lotion verwendet. Die Lotion wird in dem Vorratsbehälter 1 mittels einer Heizung 3 und einem Rührer 2 homogen und auf konstanter Temperatur gehalten. Durch die Leitung 4 wird die mittels Heizung temperierte Lotion zu dem Bereich 5 mit den temperierten Einsprühdüsen 6 geführt.

Mit Hilfe dieser Sprühdüsen wird die Lotion in das fluide Medium, bevorzugt flüssiger Stickstoff, eingesprüht, das in dem Behälter 9 gekühlt durch die Kühlung 7 vorliegt. Durch Einstellung der Sprühdüsen kann dabei die Partikelgrößenverteilung der gefrorenen Lotionspartikel gesteuert werden. Diese Suspension wird mit Hilfe eines Rührers 8 homogen suspendiert gehalten.

Die gebildete Suspension aus fluiden Medium und Lotionspartikeln wird über die Leitung 10 zu der Vakuum- Absaugeinrichtung 11 geleitet. Mit Hilfe der Vakuum- Absaugeinrichtung 11 wird die Suspension aus flüssigen Medium, enthaltend die tiefgefrorenen Lotionspartikel, durch die Tissuebahn 12 gesaugt, so daß die Lotionspartikel auf und in dem Tissue verbleiben.

Das Tissue wird anschließend durch Luft auf Raumtemperatur gebracht 13.

Das flüssige Medium, das auch noch Partikel der aufzutragenden Lotion enthalten kann, wird durch Leitung 14 dem Behälter 9 wieder zugeführt.

In einer weiteren Ausführungsform gemäß Fig. 2 erfolgt die Applikation der Suspension aus Lotion und flüssigem Medium mittels einer Saugsiebwalze 16. Die Suspension wird in dieser Ausführungsform aus dem Tank 9 über die Leitung 10 in ein Tauchbad 18 geleitet. Durch dieses Tauchbad 18 wird die Tissuebahn über eine Saugsiebwalze 17 geführt. Die Suspension wird dabei mit Hilfe des Rührers 17 homogen suspendiert gehalten. Mittels der Saugsiebwalze wird die Suspension durch die Tissuebahn gezogen. Dabei verbleiben Lotionspartikel in der Tissuebahn, während durch die Ableitung 14 das flüssige Medium, welches noch verbliebene Lotionspartikel enthalten kann, dem Tank 9 wieder zugeführt. Über die Leitung 15 kann auch unverbrauchte Suspension dem Tank 9 wieder zugeführt werden.

Die erhaltene Tissuebahn wird wieder mittels warmer Luft auf Raumtemperatur gebracht 13, wobei verbliebenes Medium ausgetrieben wird und die gefrorenen Lotionspartikel im Tissue schmelzen.

In einem weiteren Beispiel wurde die applizierte Menge einer Behandlungschemikalie zur Verbesserung der Weichheit in einem mehrlagigen Tissueprodukt in ein einzelnen Lagen, d. h. in Abhängigkeit von der z-Richtung bestimmt. Hierzu wurde eine Suspension von sehr feinteiligen Partikeln der Behandlungschemikalie, die eine kleinere Partikelgrößenverteilung als die Porengrößeverteilung des Tissues aufwies, auf 4-lagige Papiertaschentücher aufgebracht. Zum Vergleich wurde die Lotion in flüssiger Form mittels eines üblichen Sprühverfahrens aufgebracht. Nach dem Auftauen bzw Aufsprühen wurden die Proben zwei Wochen bei Raumtemperatur aufbewahrt.

Ein Paneltest ergab, daß die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Tissuetücher eine höhere Weichheit erreicht wurde als bei solchen, die mit dem konventionellen Sprühverfahren behandelt worden waren.

Zur quantitativen Überprüfung wurden die Taschentücher in die einzelnen Lagen separiert und diese getrennt auf den Gehalt an Behandlungschemikalie untersucht. Hierzu wurden gleichgroße Papierstücke mit Dichlormethan extrahiert und der Gehalt an extrahierter Chemikalie bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben. Probe A ist das erfindungsgemäß behandelte Papier, Probe B wurde konventionell behandelt. Die Numerierung der Lagen erfolgt derart, daß die 1. Lage die äußere Lage auf der Auftragungseite des Papiers ist. Die 4. Lage ist die äußerere, der Auftragungseite gegenüberliegende Lage.

Tabelle 1

Probe
Gehalt im Extrakt
A - 1. Lage	3,9
A - 2. Lage	3,9
A - 3. Lage	3,6
A - 4. Lage	3,8
B - 1. Lage	10,3
B - 2. Lage	1,9
B - 3. Lage	2,0
B - 4. Lage	9,5

Das Ergebnis zeigt, daß im erfindungsgemäßen Beispiel eine gleichmäßige Verteilung der Behandlungschemikale über die z- Richtung, d. h. über alle vier Lagen, erreicht wurde. Im Vergleichsbeispiel verbleibt dagegen die Behandlungschemikale im wesentlichen auf den äußeren Lagen des Taschentuchs.

Claims

1. Verfahren zur Applikation von Behandlungschemikalien auf ein flächiges Erzeugnis auf Faserbasis, insbesondere Tissue, umfassend die Schritte:

a) Herstellung einer Suspension gefrorener Partikel einer die Behandlungschemikalie enthaltenden Zusammensetzung in einem fluiden, inerten Medium mit einer Temperatur, bei der die Behandlungschemikalie in einem gefrorenen Zustand vorliegt,
b) Applikation der in a) hergestellten Suspension auf das flächige Erzeugnis,
c) Entfernung des in den flächigen Erzeugnissen verbliebenen fluiden Mediums unter Verbleib der gefrorenen Partikel im flächigen Erzeugnis, und
d) Erhöhung der Temperatur oberhalb des Schmelzpunkts der Partikel aus der Behandlungschemikalie.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das fluide Medium ausgewählt ist aus Freon, flüssigem Stickstoff und flüssiger Luft.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Applikation (b) nach der Trocknung/Kreppung am Yankee-Zylinder erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die die Behandlungschemikalie enthaltende Zusammensetzung im Schritt (a) in das fluide Medium unter Erzeugung gefrorener Partikel mit einer definierten Größenverteilung eingesprüht, eingetropft oder suspendiert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Applikation (b) durch Aufsprühen auf die Tissuebahn oder Durchführen der Tissuebahn durch ein Tauchbad erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Tissueprodukte ausgewählt sind aus Kosmetik-, Taschentücher, Toilettenpapier und Hygieneartikel.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Behandlungschemikalien umfassen:
Mittel zur Pflege und zum Schutz der Haut ausgewählt aus Feuchthaltemittel, Ersatzstoffe für den NMF (natural moisturizing factor) der Haut, die Spaltprodukte des Kollagens und/oder Glycerin enthalten;
Hautpflegemittel, enthaltend langkettige Fettsäureester (wie Sorbitanfettsäureester oder Cetiol®), Lanolin oder Derivate davon;
Duftstoffe, enthaltend natürliche, naturidentische oder künstliche Riechstoffe; und/oder
kosmetische Wirkstoffe, enthaltend D-Panthenol oder α- Bisabolol, oder Mittel zur Erhöhung der Festigkeit, ausgewählt aus Nassfestmitteln, enthaltend Epichlorhydrinharze oder vernetzte Polyalkylenamine;
die Weichheit (Knüllweichheit oder die Oberflächenweichheit) des flächigen Erzeugnisses, insbesondere des Tissues fördernde Mittel, enthaltend eine Polyhydroxy-Verbindung ausgewählt aus Ethylenglykol, Propylenglykol, einem flüssigen Polyethylenglykol(derivat), einem flüssigen Polypropylenglykol(derivat) und/oder Glyzerin, quaternäre Ammoniumverbindungen, gegebenenfalls in Kombination mit Polyhydroxyverbindungen;
Polysiloxane, Tenside, enthaltend langkettige quaternäre Ammoniumverbindungen;
Wachse, Öle und/oder anorganische oder organische Pigment- oder Farbstoffe.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Behandlungschemikalien zusätzliche Hilfsstoffe und Additive enthalten.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Menge an im Tissue verbleibender Partikel in Abhängigkeit des Verhältnisses der Partikelgrößeverteilung zur Porengrößeverteilung des Tissues eingestellt wird.

10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Temperatur während des Aufbringens im Bereich von -200°C bis unterhalb des Gefrierpunktes der Behandlungschemikalie, vorzugsweise -100°C, liegt.

11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Menge der zu applizierenden Behandlungschemikalie von 2 bis 50% otro bezogen auf das Tissue ist.

12. Vorrichtung zur Applikation einer Behandlungschemikalie in einem fluiden Medium auf ein flächiges Erzeugnis, insbesondere ein Tissue, umfassend:

a) Tiefgefriereinheit mit einem Temperaturbereich von -200°C bis unterhalb des Gefrierpunkts der Behandlungschemikalie, vorzugsweise -100°C, zur Herstellung einer Suspension gemäss Schritt a) aus Anspruch 1.
b) Applikationseinheit zur Aufbringung der in a) hergestellten Suspension auf das flächige Erzeugnis.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, die zusätzlich Vorrichtungen zur Entfernung und Wiederverwerten des fluiden Mediums und/oder der Behandlungschemikalie, Vorabkühlung der Tissuebahn, und Wiederaufwärmen/Temperieren der Tissuebahn umfasst.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Auftrageeinheit ein Tauchbad, eine Sprüheinrichtung aus Düsen mit definierter Weite umfasst.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Düsen und die Zuleitungen für die Suspension heizbar sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die Tissuebahn zur Applikation der Behandlungschemikalien auf Stützsiebe bzw. Saugsiebwalzen geführt wird.

17. Tissueprodukt, erhältlich nach einem Verfahren gemäss den Ansprüchen 1 bis 11.

18. Tissueprodukt nach Anspruch 17, worin die Konzentration an Behandlungschemikalie im Tissue in Z-Richtung als Gradient ausgebildet ist.