BR0113592B1

BR0113592B1 - papel higiênico fino, macio com sensação de volume.

Info

Publication number: BR0113592B1
Application number: BRPI0113592-9A
Authority: BR
Inventors: Michael John Smith; Ryan Leslie Fulscher; Anne Catherine Paschke; Irene Beatrice Strohbeen
Priority date: 2000-10-05
Filing date: 2001-10-04
Publication date: 2012-10-02
Also published as: CA2421803A1; KR20030041150A; EP1324688B1; KR100738779B1; MXPA03001105A; BR0113592A; WO2002029154A2; US7056572B1; WO2002029154A3; CA2421803C; EP1324688A2; DE60121010T2; AU1141402A; DE60121010D1; EP1324688B2; DE60121010T3; AU2002211414B2

Description

PAPEL HIGIÊNICO FINO, MACIO COM SENSAÇÃO DE VOLUME Fundamentos Da Invenção

Papéis higiênicos disponíveis comercialmente geralmente pertencem a uma de duas categorias. Uma das categorias é o segmento de Ia qualidade, onde a maciez é a principal característica. A maciez é pelo menos parcialmente devida à elevada elasticidade e calibre da folha, que tendem a conferir uma sensação de "acolchoamento". Um inconveniente destes produtos de Ia qualidade é que o número de folhas que podem ser enroladas em um rolo de papel higiênico é limitado pelo calibre das folhas. Isto porque o porta-rolo de papel higiênico médio pode acomodar apenas rolos de papel higiênico com um diâmetro de rolo de aproximadamente 12,7 cm ou menos. O simples aumento do total de folhas em um rolo de papel higiênico de Ia qualidade resultaria em um rolo que seria demasiado grande em diâmetro para se encaixar dentro do porta-rolo de papel higiênico médio. Alternativamente, poderiam ser adicionadas mais folhas ao rolo pelo aumento da tensão de enrolamento quando o rolo é enrolado, mas isto removeria elasticidade e reduziria o calibre da folha e conseqüentemente reduziria a maciez do produto. Como resultado, produtos da categoria de Ia qualidade têm tipicamente totais de folhas de aproximadamente 600 folhas por rolo ou menos.

A outra categoria é o segmento básico, que propicia um maior número de folhas por rolo. 0 número de folhas por rolo para produtos de papel higiênico nesta categoria é tipicamente aproximadamente 1.000, mas as folhas são caracterizadas por baixa elasticidade e baixo volume e, portanto, apresentam menor maciez que os produtos de Ia qualidade.

Portanto, existe a necessidade de um produto de papel higiênico que propicie mais folhas por rolo que os produtos do segmento de Ia qualidade, mas propicie um produto comparativamente macio.

Sumário Da Invenção

Foi agora descoberto que um rolo de papel higiênico com um total de folhas relativamente elevado pode ser feito com folhas de tecido com baixo calibre (baixo volume) e baixa elasticidade, embora ao mesmo tempo com uma sensação de volume e maciez.

Portanto, em um aspecto, a invenção refere-se a um rolo de papel higiênico que compreende uma folha base de tecido contínuo enrolado com linhas transversais separadas de perfurações que definem folhas individuais de tecido para separação em uso, a referida folha base de tecido tendo uma elasticidade geométrica média de 11% ou menos, um calibre de folha isolada de aproximadamente 0,254 mm ou menos e um Volume de Vazios de aproximadamente 8,0 gramas ou mais por grama de tecido.

Mais especificamente, o rolo de papel higiênico pode ter de aproximadamente 600 a aproximadamente 800 folhas individuais de tecido, mais especificamente de aproximadamente 650 a aproximadamente 750 folhas, alternativamente de aproximadamente 600 a aproximadamente 750 folhas e alternativamente de aproximadamente 650 a aproximadamente 800 folhas. Dito de outro modo, o comprimento total da folha base contínua enrolada pode ser de aproximadamente 62,48 a aproximadamente 83,31 m. Como usado aqui, "elasticidade geométrica média" é definida como a raiz quadrada do produto da elasticidade na direção da máquina e da elasticidade na direção transversal e é medida mediante utilização de uma taxa constante de testador de extensão de tração. Uma tira de 7,62 cm de largura é cortada utilizando um cortador padrão de amostras. A amostra é colocada em ambas as garras superior e inferior de um Instron utilizando uma distância de 5,08 cm entre garras. Com a velocidade de cruzeta de 25,4 cm por minuto, sensibilidade de quebra em 65% e compensação de folga em 25 gramas, a amostra é alongada até falha. 0 ponto de falha é detectado e o alongamento, medido como uma percentagem do comprimento inicial, é registrado como a elasticidade. Foram testadas dez amostras em cada direção sob condições laboratoriais padrão (23°C, umidade relativa de 50%) para obter valores médios.

A elasticidade geométrica média das folhas de tecido desta invenção pode ser aproximadamente 11% ou menos, mais especificamente aproximadamente 10% ou menos e ainda mais especificamente de aproximadamente 7 a aproximadamente 10%.

0 "calibre" de uma folha isolada é medido utilizando um Micrômetro Emveco Modelo 200-A de Emveco, Inc., Newberg, Oregon. Com o ajuste de folga em 1,27 cm e pressão de carregamento em 2,00 kPa, uma amostra é colocada entre o pé de pressão (2.500 mm2 de diâmetro) e a bigorna. 0 pé de pressão é baixado, contata o tecido durante aproximadamente 3 segundos e em seguida sobe de volta para a sua posição original. 0 instrumento de teste registra automaticamente cada leitura e faz a média das mesmas após término de uma amostra. Neste trabalho, foi feita a média das leituras de um total de 5 amostras e registrada como um valor.

0 calibre das folhas de tecido desta invenção pode ser aproximadamente 0,254 mm ou menos, mais especificamente aproximadamente 0,241 mm ou menos e ainda mais especificamente de aproximadamente 0,1778 a aproximadamente .0,254 mm.

0 Volume de Vazios é determinado mediante saturação de uma folha de tecido com um líquido não-polar e medição da quantidade de líquido absorvido pela folha. O volume de líquido absorvido é equivalente ao Volume de Vazios dentro da estrutura da folha. Por conveniência, contudo, o Volume de Vazios é expresso como gramas de líquido absorvido por grama de fibra na folha, denominado doravante "gramas por grama de tecido". O procedimento é mais especificamente descrito na Patente U.S. No. 5.494.554 emitida em 27 de fevereiro de 1996 para Edwards e outros, patente esta incorporada aqui mediante referência.

O Volume de Vazios das folhas de tecido desta invenção pode ser aproximadamente 8,0 gramas ou mais por grama de tecido, mais especificamente aproximadamente 10,0 gramas ou mais por grama de tecido e ainda mais especificamente de aproximadamente 8,0 a aproximadamente 11 gramas ou mais por grama de tecido.

Folhas base adequadas para finalidades desta invenção podem ser feitas mediante utilização de qualquer processo que produza uma estrutura de tecido resiliente de baixa densidade. Tais processos incluem processos de compressão a úmido modificado, de secagem direta enrugada e de secagem direta não-enrugada. Patentes exemplificativas incluem a Patente U.S. No. 5.656.132 emitida em 12 de agosto de 1997 para Farrington e outros e Patente U.S. No. 6.083.346 emitida em 04 de julho de 2 000 para Hermans e outros, ambas incorporadas aqui mediante referência. A maciez dos produtos desta invenção é pelo menos em parte devida à natureza resiliente de baixa densidade da trama produzida pelos processos de tecido precedentes, que podem produzir níveis anormalmente elevados de elasticidade e calibre. Ao aplicar uma carga elevada de calandragem a estas tramas, o estiramento e calibre, que são propriedades que normalmente aumentam a maciez, são reduzidos. Contudo, descobriu-se que a calandragem destas tramas sob uma carga elevada produz ainda um tecido absorvente macio apesar do calibre e estiramento resultantes relativamente baixos. Cargas de calandragem adequadas podem ser aproximadamente 35,71 kg/cm linear ou mais, mais especificamente aproximadamente 53,57 kg/cm linear ou mais, ainda mais especificamente de aproximadamente 44,64 a aproximadamente 80,36 kg/cm linear e ainda mais especificamente de aproximadamente 53,57 a aproximadamente 71,43 kg/cm linear. Acredita-se que a maciez é em grande parte devida ao substancial Volume de Vazios e à lisura superficial que permanece no tecido depois de tal calandragem de carga elevada. E devido ao baixo calibre, podem ser enrolados em um rolo totais relativamente elevados de folhas (600-800) de tecido macio.

Breve Descrição Dos Desenhos

A Figura 1 é um diagrama esquemático de fluxo do processo de um método de secagem direta adequado para fabricar folhas base para finalidades desta invenção.

A Figura 2 é um diagrama esquemático de fluxo do processo de um método de compressão a úmido modificado adequado para fabricar folhas base para finalidades desta invenção.

As Figuras 3 e 4 são gráficos de calibre, elasticidade geométrica média e Volume de Vazios da folha para diversos papéis higiênicos disponíveis comercialmente e exemplos dos produtos desta invenção.

Descrição Detalhada Dos Desenhos

Com referência à Figura 1, é ilustrado um método esquemático de fabricação de folhas base resilientes de baixa densidade adequadas para finalidades desta invenção. Em especial, é mostrado um processo de fabricação de tecido por secagem direta a ar não-enrugada no qual uma caixa terminal de camadas múltiplas 5 deposita uma suspensão aquosa de fibras de fabricação de papel entre os fios de formação 6 e 7. A trama acabada de formar é transferida para um tecido de transferência mais lento com o auxílio de uma caixa de vácuo 9. A trama é em seguida transferida para um tecido de secagem direta 15 e passada sobre secadores diretos 16 e 17 para secar a trama. Após secagem, a trama é transferida do tecido de secagem direta para o tecido 2 0 e em seguida ligeiramente comprimida entre os tecidos 2 0 e 21. A trama seca permanece com o tecido 21 até que é enrolada na bobina 25. Em seguida, a trama pode ser desenrolada, pesadamente calandrada e convertida no produto de tecido final de um modo convencional.

A Figura 2 é um diagrama esquemático de fluxo do processo de um método de compressão a úmido modificado adequado para fabricar folhas de baixa densidade úteis para finalidades desta invenção. É mostrada a caixa terminal 3 0 depositando a suspensão aquosa de fibras de fabricação de papel entre tecidos de formação 31 e 32 para formar uma trama embriônica. A trama atravessa uma prensa a ar 35 enquanto constrita entre o tecido de transferência 36 e o tecido de formação 32. A prensa a ar 35 compreende espaço cheio pressurizado 37 e uma caixa de coleta 38 operada sob vácuo. 0 resultado é desidratação não-compressiva da trama, que promove a formação de uma trama de menor densidade. Depois da prensa a ar, a trama é transferida para o tecido de transferência, que serve para transferir a trama desidratada para a superfície do secador Yankee 41 através do cilindro de pressão 40. 0 secador Yankee está equipado com uma coifa 42 para conservar energia e melhorar a taxa de secagem. Adesivo de enrugamento é pulverizado sobre a superfície do secador Yankee com um braço de pulverização adequado 45 para melhorar a adesão à trama. A trama seca é em seguida enrugada a partir da superfície do Yankee com uma lâmina de solução 46 e enrolada em um cilindro precursor para subseqüente calandragem e conversão.

As Figuras 3 e 4 são gráficos de calibre de uma folha (polegadas) em função do Volume de Vazios (gramas por grama) e elasticidade geométrica média (percentagem) em função do Volume de Vazios (gramas por grama), respectivamente, que ilustram a combinação única de propriedades dos produtos de folhas desta invenção comparadas com folhas tiradas de diversos diferentes rolos de papel higiênico comercialmente disponíveis.

Exemplos

Exemplo 1 (Tecido Seco Diretamente Não-Enrugado)

Um tecido de três camadas de acordo com esta invenção foi fabricado como descrito na Figura 1. O suprimento para as duas camadas externas consistiu de 10 0% de fibras de eucalipto que foram previamente tratadas com um agente de amolecimento. Em especial, as fibras de eucalipto foram dispersas em um hidroempastador e, após polpação, o suprimento fluidificado foi transferido para um depósito de estoque e tratado com um agente de aglutinação, Parez 631- NÚCLEO que está à venda por Cytec Industries, Inc., com uma dosagem de 1 kg/tonelada sob boa mistura. Após permitir que a pasta fluida misturasse durante 2 0 minutos, um agente de amolecimento de imidazolina, C-6092 de Witco Corp., foi adicionado com uma dosagem de 6,5 kg/tonelada de químico ativo por tonelada métrica de fibra, também sob boas condições de mistura. Após 2 0 minutos adicionais de tempo de mistura, a pasta fluida foi desidratada mediante utilização de uma prensa de correia até aproximadamente 32% de consistência. Uma vez que este método específico de adição química remove a maioria do agente de amolecimento não-retido da fase aquosa durante a formação de tecido, o produto resultante pode ser produzido com resistência à tração excepcionalmente boa. 0 estoque engrossado foi colocado em um depósito de armazenamento de alta densidade até necessário durante fabricação de tecido.

Para formar o tecido, foi utilizada uma caixa terminal de três camadas, através da qual as duas camadas externas continham as mesmas fibras de eucalipto tratadas descritas acima e a camada central continha 100% de fibra de madeira macia refinada. A estrutura resultante de folha de três camadas foi formada em um rolo de formação de sucção de fio duplo. A velocidade do tecido de formação foi de 9,75 m/s. A trama acabada de formar foi em seguida desidratada para uma consistência de aproximadamente 20-27% mediante utilização de sucção de vácuo de debaixo do tecido de formação antes de ser transferido para o tecido de transferência, que se deslocava a 8,13 m/s (2 0% transferência de descarga). Uma tração de sapata a vácuo de aproximadamente 3,047 χ IO4 - 3,386 χ IO4 Pa de vácuo foi usada para transferir a trama para o tecido de transferência. A trama foi transportada sobre um par de secadores diretos Honeycomb operando a temperaturas de aproximadamente 190,56°C e seca até uma secagem final de aproximadamente 97-99% de consistência. A trama celulósica seca foi enrolada em um núcleo para formar um rolo precursor de tecido.

O tecido do rolo precursor foi em seguida convertido em rolos de papel higiênico absorvente macio desta invenção utilizando calandragem de alta intensidade, onde o tecido atravessou um passe de calandragem, a aproximadamente 1,524 m/s, consistindo de um rolo de borracha tendo no topo uma dureza de 4 P&J e um rolo de aço na base com uma pressão de passe sustentada de 62,50 kg/cm linear. Uma vez calandrado, o tecido foi enviado através de um segundo passe de calandrar a aproximadamente 1,524 m/s, consistindo em um rolo de borracha tendo no topo uma dureza de 75 Shore A e um rolo de aço na base com uma pressão de passe sustentada de 17,85 kg/cm linear. 0 tecido foi em seguida enrolado em rolos individuais de papel higiênico com um total de folhas na faixa de 600-700 folhas por rolo. 0 produto de tecido resultante tinha uma elasticidade geométrica média de 8,0%, um calibre de folha isolada de 0,241 mm e um Volume de Vazios de 8,6 gramas por grama. Em uma modalidade alternativa, a trama celulósica calandrada pode também ser estampada mediante utilização de técnicas conhecidas na técnica.

Exemplo 2 (Tecido Seco Diretamente Não-Enrugado)

Foi fabricado um tecido como descrito no Exemplo 1, com exceção que o tecido foi enviado através de um estágio de calandrar de passe único com pressão de passe sustentado de 5,357 kg/cm linear. 0 produto de tecido resultante tinha uma elasticidade geométrica média de 10%, um calibre de folha isolada de 0,231 cm e um Volume de Vazios de 8,2 gramas por grama.

Exemplo 3 (Tecido de Compressão a Umido Modificado)

Um tecido de três camadas de acordo com esta invenção foi preparado como descrito no Exemplo 2. As fibras de fabricação de papel foram pré-tratadas como descrito no Exemplo 1. Mais especificamente, as fibras de fabricação de papel foram dispersas em um hidroempastador separadamente a .3,5% de consistência durante 2 0 minutos. Uma vez em depósitos de descarga separados, as polpas de eucalipto e NSWK foram diluídas até aproximadamente 2,0% de consistência. Cada pasta fluida de polpa foi em seguida bombeada para depósitos de máquina separados. Dos depósitos de máquina, as duas polpas foram misturadas de modo que a divisão de fibras resultantes fosse 70% de NSWK/30% de eucalipto. Um agente de aglutinação, aglutinante Redi 5330A (National Starch and Chemical Company), foi adicionado à corrente de polpa que alimenta a camada central a uma taxa de 6,2 kg/tonelada para controle de resistência. A mistura de polpa foi subseqüentemente diluída até 0,05-0,06% de consistência antes de formação. Uma caixa terminal de três camadas foi usada para injetar a pasta fluida entre dois tecidos de formação Lindsay Wire 2164B, em uma seção de formação de dois fios. Enquanto disposta entre os dois tecidos de formação e deslocando-se a 5,075 m/s, a trama embriônica foi transportada sobre quatro caixas de vácuo operando com pressões de vácuo respectivas de aproximadamente 3,72, .4,40, 4,74 e 6,43 χ IO4 Pa de vácuo. A trama embriônica atravessou uma prensa a ar que inclui um espaço cheio de ar e uma caixa de coleta que foram associadas que inclui um espaço cheio de ar e uma caixa de coleta que foram associadas operacionalmente e vedadas integralmente uma à outra. O espaço cheio de ar foi pressurizado com ar a 1,034 χ 10^5 Pa a aproximadamente 65,56°C e a caixa de coleta foi operada a aproximadamente 3,72 χ IO4 Pa de vácuo. A folha foi exposta à pressão diferencial resultante de 1,405 χ IO5 Pa e fluxo de ar de 0,298 m3/min/cm2 durante um tempo de permanência de 7,5 milissegundos sobre quatro ranhuras, cada uma de 0,9525 cm de comprimento. A consistência da trama foi de aproximadamente 3 0% imediatamente antes da prensa a ar e 3 9% apôs deixar a prensa a ar.

A trama desidratada foi transferida mediante utilização de uma sapata de coleta a vácuo operando a px .3,386 χ IO4Pa de vácuo em um tecido de secagem direta Albany Wire 44X-30 GST. Uma emulsão de silicone em água foi pulverizada sobre o lado da folha do tecido 44X-30 GST imediatamente antes de transferência do tecido de formação para facilitar eventual transferência para o Yankee. O silicone foi aplicado a uma taxa de fluxo de 400 mililitros por minuto com 1,0% de sólidos. 0 tecido de secagem direta foi em seguida comprimido contra a superfície do secador Yankee com um rolo de pressão convencional operando a uma pressão de compressão máxima de 62,50 kg/cm linear. O tecido foi enrolado sobre aproximadamente 99,06 cm da superfície do secador Yankee por um rolo de transferência que foi descarregado e ligeiramente removido do secador Yankee. A trama foi aderida à superfície do Yankee mediante utilização de uma mistura adesiva de álcool polivinílico e AIRVOL 532 fabricado por Air Products and Chemical Inc. e sorbitol em água aplicado por quatro bocais de pulverização #6501 por Spraying Systems Company operando a aproximadamente 2,75 χ IO5 Pa com uma taxa de fluxo de aproximadamente 1,514 l/min. A pulverização tinha uma concentração de sólidos de aproximadamente 0,5% em peso. A folha foi enrugada a partir do Yankee com uma secagem final de aproximadamente 95% de consistência e enrolada em um rolo precursor.

0 rolo precursor foi convertido em rolos de papel higiênico absorvente macio mediante utilização de calandragem de alta intensidade como descrito no Exemplo 1, com exceção que a carga de calandragem foi uma pressão de passe sustentado de 44,64 kg/cm linear. 0 produto de tecido resultante tinha uma elasticidade geométrica média de 8,4%, um calibre de folha isolada de 0,208 mm e um Volume de Vazios de 10,4 gramas por grama.

Exemplo 4 (Tecido de Compressão a Úmido Modificado) Foi fabricado um tecido como descrito no Exemplo 3, com exceção que o tecido foi estratifiçado. Além disso duas camadas internas consistiram de NSWK que compôs 50% do peso do tecido. A camada externa consistiu de eucalipto que constituiu os outros 50% do peso do tecido. Quando colocadas juntas, o produto de tecido resultante tinha uma elasticidade geométrica média de 7,9%, um calibre de folha isolada de 0,2 06 mm e um Volume de Vazios de 10,3 gramas por grama.

Será entendido que os exemplos precedentes, dados para fins de ilustração, não devem ser considerados como limitando o âmbito desta invenção, que é definida pelas reivindicações a seguir e todos os seus equivalentes.

Claims

1. "PAPEL HIGIÊNICO FINO, MACIO COM SENSAÇÃO DE VOLUME", em rolo, caracterizado por compreender uma folha base de tecido contínuo enrolado com linhas transversais separadas de perfurações que definem folhas individuais de tecido para separação em uso, a referida folha base de tecido tendo uma elasticidade geométrica média de aproximadamente 11% ou menos, um calibre de folha isolada de aproximadamente 0,254 mm ou menos.

2. "PAPEL HIGIÊNICO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ter de aproximadamente 600 a aproximadamente 8 00 folhas individuais por rolo.

3. "PAPEL HIGIÊNICO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ter de aproximadamente 650 a aproximadamente 750 folhas individuais por rolo.

4. "PAPEL HIGIÊNICO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ter de aproximadamente 600 a aproximadamente 750 folhas individuais por rolo.

5. "PAPEL HIGIÊNICO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ter de aproximadamente 650 a aproximadamente 800 folhas individuais por rolo.

6. "PAPEL HIGIÊNICO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a folha base de tecido tem um Volume de Vazios de aproximadamente 10,0 ou mais gramas por grama de tecido.

7. "PAPEL HIGIÊNICO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a folha base de tecido tem um Volume de Vazios de aproximadamente 8,0 a aproximadamente 11 gramas por grama de tecido.

8. "PAPEL HIGIÊNICO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a folha base de tecido tem uma elasticidade geométrica média de aproximadamente .10% ou menos.

9. "PAPEL HIGIÊNICO", de acordo com a reivindicação 1, caracteriζado pelo fato de que a folha base de tecido tem uma elasticidade geométrica média de aproximadamente 7 a aproximadamente 10%.

10. xxPAPEL HIGIÊNICO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a folha base de tecido tem um calibre de 0,2413 mm ou menos.

11. xxPAPEL HIGIÊNICO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a folha base de tecido tem um calibre de aproximadamente 0,1778 a aproximadamente .0,254 mm.