BR112013016334B1

BR112013016334B1 - Método de encrespamento de um substrato não tecido

Info

Publication number: BR112013016334B1
Application number: BR112013016334-8A
Authority: BR
Inventors: Jian Qin; Deborah J. Calewarts; Jeffrey F. Jurena; Keyur M. Desai; Donald E. Waldroup
Original assignee: Kimberly-Clark Worldwide, Inc
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2020-09-01
Also published as: KR20180113620A; WO2012090129A3; WO2012090129A2; RU2013133791A; AU2017202144B2; CN103270213B; EP2659059B1; EP2659059A2; KR102169324B1; EP2659059A4; AU2017202144A1; AU2011350703A1; US8916012B2; US20120164200A1; KR20130133221A; KR101996095B1; MX2013007110A; CN103270213A; BR122019018561B1; BR112013016334A2

Abstract

substrato não tecido e método de encrespamento de um substrato não tecido a presente invenção fornece um substrato não tecido compreendendo uma trama fibrosa definindo uma superfície; e uma camada de um agente de benefício, em que o agente de benefício é selecionado a partir de uma composição de aditivos, um componente de intensificação e combinações dos mesmos; em que o agente de benefício é espumado e está ligado à superfície de trama fibrosa por meio de um processo de encrespamento. a presente invenção também fornece um método de encrespamento de um substrato não tecido compreendendo as etapas de (a) fornecer um substrato não tecido; (b) posicionar de um aplicador adjacente a uma superfície de secagem não permeável quente; (c) por meio do aplicador, aplicação, à superfície de secagem, de um agente de benefício espumado aquoso; (d) permitir que o agente de benefício espumado forme um filme de adesivo por sobre a superfície de secagem; (e) ligar diretamente o substrato não tecido ao filme de adesivo posicionado na superfície de secagem; e (f) raspagem do substrato não tecido ligado e do filme de adesivo a partir da superfície de secagem. adicionalmente, a presente invenção fornece um substrato não tecido compreendendo um filme de adesivo de um agente de benefício espumado aquoso, em que o agente de benefício é selecionado a partir de uma composição de aditivos selecionada a partir de um polímero solúvel em água sintético, um polímero solúvel em água natural e misturas dos mesmos; um componente de intensificação selecionado a partir do grupo consistindo em micropartículas, microesferas termicamente expansíveis, fibras cortadas, dispersões de polímero adicionais, fragrâncias, antibacterianos, hidrantes, suavizantes, medicamentos e combinações dos mesmos; e misturas dos mesmos.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO RELACIONADO

[001] Este pedido reivindica o benefício de Número de Série de Pedido de Patente U.S. 12/979.852, depositado em 28 de Dezembro de 2010, a totalidade do qual é aqui incorporada por referência.

CAMPO DA INVENÇÃO

[002] A presente invenção se refere a um substrato não tecido encrespado compreendendo um polímero espumado (frothed)e intensificadores de maciez adicionais e ao método de preparação do mesmo.

HISTÓRICO DA INVENÇÃO

[003] Produtos não tecidos absorventes, tais como toalhas de papel, papel tissue,fraldas e outros produtos similares são projetados para apresentar níveis desejados de volume, maciez e resistência. Por exemplo, em alguns produtos de papel tissue,a maciez é intensificada por uma composição de aditivos tópica, tal como um agente amaciante, à(s) superfície(s) externa(s) de uma trama de papel tissue.Tal composição de aditivos pode ser um agente de ligação, que é aplicada topicamente a um substrato, tal como um ente não tecido, isoladamente ou em combinação com operações de encrespamento. O encrespamento pode ser parte de um processo de fabricação não tecido, em que papel tissue é aderido à superfície quente de um tambor de secador rotativo por uma composição aditiva. O papel tissuesecado e a composição aditiva são rejeitados em conjunto do tambor de secador via um conjunto de lâmina raspadora. O encrespamento adiciona volume às folhas de base de papel tissue,o quê, por sua vez, aumenta a maciez, conforme determinado por toque manual. Outras propriedades são afetadas também, tais como resistência, flexibilidade, dobras de crepe e as similares. Tipicamente, composições de aditivos podem ser aplicadas por spray por sobre o tambor de secador de um secador Yankee. No entanto, o processo de aplicação de spray apresenta baixos níveis de eficiência de massa química (40% a 70%) devido ao desperdício da composição de aditivos causada por uma camada limite de ar próximo à superfície do secador e temperaturas de secador relativamente elevadas. Por necessidade, o aplicador está tipicamente cerca de 101,6 mm (4 polegadas) afastado da superfície do secador. Devido à elevada velocidade de rotação do secador, a camada limite de ar próximo à superfície do secador é puxada ao longo da criação de uma barreira de pressão, que inibe as partículas de spray de alcançarem a superfície do secador.

[004] Além disso, a modificação de quaisquer aditivos, para incluir partículas sólidas adicionais e fibras curtas, que aperfeiçoe a maciez global de um substrato, é de, algum modo, limitada. Muitas partículas adicionais, que podem intensificar o toque manual final de um substrato, exigem a misturação para formar a dispersão, que é aplicada por spray por sobre o secador. Porque muitas dessas partículas são maiores do que os bocais de spray, o entupimento dos bocais é uma questão que impede que a dispersão de aditivos seja aplicada de maneira apropriada por sobre a superfície de secador. Portanto, existe uma demanda por um método de aplicação de uma composição de aditivos isoladamente ou em combinação com partículas amaciantes intensificadas a uma superfície se secador e, eventualmente, a um substrato, a fim de fornecer um substrato que apresente maciez aperfeiçoada.

RESUMO DA INVENÇÃO

[005] A presente invenção fornece um substrato não tecido compreendendo uma trama fibrosa que define uma superfície; e uma camada de um agente de benefício, sendo que o agente de benefício é selecionado a partir de uma composição de aditivos, um componente de intensificação e combinações dos mesmos; sendo que o agente de benefício é espumado e é ligado à superfície da trama fibrosa por meio de um processo de encrespamento.

[006] A presente invenção também fornece um método de encrespamento de um substrato não tecido compreendendo as etapas de (a) fornecimento de um substrato não tecido; (b) posicionamento de um aplicador adjacente a uma superfície de secagem não permeável quente; (c) através do aplicador, aplicação à superfície de secagem de um agente de benefício, espumado, aquoso; (d) permissão de que o agente de benefício espumado forme um filme de adesivo por sobre a superfície de secagem; (e) ligação de maneira direta do substrato não tecido ao filme de adesivo posicionado na superfície de secagem; e (f) rejeição do substrato não tecido ligado e do filme de adesivo a partir da superfície de secagem.

[007] Adicionalmente, a presente invenção fornece um substrato não tecido compreendendo um filme de adesivo de um agente de benefício espumado aquoso, sendo que o agente de benefício é selecionado a partir de um polímero solúvel em água sintético, um polímero solúvel em água natural e misturas dos mesmos; um componente de intensificação selecionado a partir do grupo consistindo em micropartículas, microesferas expansíveis termicamente, fibras cortadas, dispersões de polímeros adicionais, fragrâncias, antibacterianos, hidratantes, suavizantes, medicamentos e combinações dos mesmos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[008] Para a finalidade de ilustrar a invenção, mostra-se, nos desenhos, uma fornia que é exemplificativa; sendo entendido, contudo, que esta invenção não está limitada às precisas disposições e instrumentalidades mostradas.

[009] A Figura 1 é uma vista esquemática de etapas de processo usadas para criar uma modalidade de uma espuma (froth)de acordo com a presente invenção.

[0010] A Figura 2 é uma vista esquemática lateral do secador Yankee da Figura 1 mostrando a aplicação de espuma à superfície de secador, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0011] A Figura 3 é uma vista esquemática lateral de um processo de encrespamento fora de linha de acordo com uma modalidade da presente invenção, mostrado especificamente a aplicação de espuma à superfície de um tambor não poroso.

[0012] A Figura 4 é uma vista esquemática de um processo de fabricação de papel tissueusando equipamento de encrespamento.

[0013] A Figura 5 é uma vista esquemática de um processo de fabricação de papel tissue,que não inclui equipamento de encrespamento.

[0014] A Figura 6 é uma série de fotografias de SEM mostrando a mudança estrutural de um material de papel tissuedepois de ser tratado por uma modalidade de um método da presente invenção.

[0015] A Figura 7 é uma seção transversal lateral de um aplicador de aditivo químico parabólico.

[0016] A Figura 8 é uma seção transversal lateral de um aplicador de aditivo químico parabólico de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0017] A Figura 9 é uma vista em perspectiva frontal do aplicador parabólico mostrado na Figura 8.

[0018] A Figura 10 é uma vista em perspectiva frontal do aplicador parabólico da Figura 9, modificado para incluir lenços de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[0019] A Figura 11 é uma vista em perspectiva lateral parcial do aplicador parabólico da Figura 10, modificado para incluir barreiras de extremidade (end dams)de acordo com ainda outra modalidade da presente invenção.

[0020] A Figura 12 é uma vista em perspectiva frontal do aplicador parabólico da Figura 9, modificado para incluir rolos de acordo com uma modalidade adicional da presente invenção.

[0021] A Figura 13 é uma elevação lateral parcial do aplicador parabólico da Figura 12.

[0022] A Figura 14 ilustra estruturas morfológicas tanto de superfície quanto de seção transversal de uma superfície revestida com um, componente de intensificação da presente invenção.

[0023] A Figura 15 mostra tanto um filme quanto um papel tissue revestidos compreendendo um agente de benefício de combinação da presente invenção.

[0024] A Figura 16 é um gráfico plotando GMT x Logits (Log Odds) em relação à maciez dos produtos de papel tissuefacial com duas camadas compreendendo um agente de benefício de combinação da presente invenção.

[0025] A Figura 17 mostra um gráfico plotando GMT x calibre aumentado dos produtos de papel tissuefacial com duas camadas compreendendo de um agente de benefício de combinação da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0026] Embora o relatório descritivo conclua com as reivindicações destacando particularmente e reivindicando distintamente a invenção, acredita-se que a presente invenção será melhor entendida a partir da descrição seguinte.

[0027] Todas as percentagens, partes e razões se baseiam no peso total das composições da presente invenção, a menos de especificado de outra maneira. Todos tais pesos, conforme eles digam respeito aos ingredientes listado, se baseiam no nível ativo e, portanto, não incluem solventes ou subprodutos que possam ser incluídos em materiais comercialmente disponíveis, a menos se especificado de outra maneira. O teimo “percentagem em peso” pode ser designado como “% em peso” aqui. Exceto onde sejam apresentados exemplos específicos de valores medidos reais, valores numéricos, aos quais se refira aqui, devem ser considerados como sendo qualificados pela expressão “cerca de”.

[0028] Conforme usado aqui, “compreendendo” significa que outras etapas e outros ingredientes, que não afetem o resultado final, podem ser adicionados. Essa palavra engloba as expressões “consistindo em” e “consistindo essencialmente em”. As composições e os métodos/processo da presente invenção podem compreender, consistir nos e consistir essencialmente nos elementos essenciais e nas limitações da invenção aqui descritos, assim como qualquer um dos ingredientes, componentes, etapas ou limitações, adicionais ou opcionais, aqui descritos.

[0029] “Composição de aditivos”, conforme usada aqui, se refere a aditivos químicos (aos quais se refere, algumas vezes, como produtos químicos, química, composição química e quantidade de suplemento (addon)),que sejam aplicados topicamente a um substrato. Aplicações tópicas, de acordo com o método da presente invenção, podem ocorrer durante um processo de secagem, ou um processo de conversão. Composições de aditivos, de acordo com a presente invenção, podem ser aplicadas a qualquer substrato (por exemplo, papéis tissueou não tecidos) e podem incluir, mas não estão limitadas a dispersões de polímeros, soluções de polímeros e misturas das mesmas.

[0030] “Trama dispersa por ar”, conforme usada aqui, é feita com um processo de conformação por ar, em que feixes de fibras pequenas, apresentando comprimentos típicos variando de cerca de 3 a cerca de 52 milímetros (mm), são separados e carreadas em um suprimento de ar e, então, depositadas por sobre uma tela de formação, usualmente com o auxílio de um fornecimento de vácuo. As fibras depositadas aleatoriamente são, então, ligadas umas às outras usando-se, por exemplo, ar quente ou um adesivo por spray.A produção de compósitos não tecidos dispersos por ar é bem definida na literatura e documentada na técnica. Exemplos incluem, mas não estão limitados ao processo DanWeb conforme descrito na Patente U.S. No. 4.640.810 para Laursen, et al., e cedida a Scan Web of North America, Inc.;o processo Kroyer conforme descrito na Patente U.S. No. 4.494.278 para Kroyer, et al.; e a Patente U.S. No. 5.527.171 para Soerensen, cedida a Niro Separation a/s; e o método da Patente U.S. No. 4.375.449 para Appel, et al., cedida a Kimberly Clark Corporation,ou outros métodos similares.

[0031] “Agentes de benefício” são composições ou componentes, que forneçam benefícios ao substrato tratado global, tais como maciez, suavidade, umidade, aromas, e os similares. Agentes de benefício da presente invenção incluem, mas não estão limitados a “composições de aditivos” e “componentes de intensificação”.

[0032] “Trama ligada-cardada” ou “BCW” se referem a uma trama não tecida formada por processos de cardagem, conforme são conhecidos pelos técnicos no assunto e adicionalmente descritos, por exemplo, na Patente U.S. No. 4.488.928, a qual é aqui incorporada por referência, na extensão em que ela seja consistente com a presente invenção. No processo de cardagem, pode-se usar uma combinação de fibras descontínuas, fibras de ligação, e, possivelmente, outros componentes de ligação, tal como um adesivo. Esses componentes são conformados em uma bola volumosa, que é penteada ou de outra maneira tratada, para criar uma gramatura substancialmente uniforme. Essa trama é aquecida ou de outra maneira tratada para ativar qualquer componente adesivo, resultando em um material não tecido volumoso (lofty) integrado.

[0033] “Coform”, conforme usado aqui, é um material polimérico de meltblown, ao qual podem ser adicionadas fibras ou outros componentes. No sentido mais básico, cofoim pode ser feito se tendo pelo menos um cabeçote de molde de meltblown disposto próximo a uma calha, através da qual outros materiais são adicionados aos materiais de meltblown, conforme a trama é formada. Esses “outros materiais” podem ser fibras naturais, partículas superabsorventes, fibras de polímeros naturais (por exemplo, raiom) e/ou fibras de polímeros sintéticos (por exemplo, polipropileno ou poliéster). As fibras podem ser de comprimento descontínuo. Material de “coform” pode conter material celulósico em uma quantidade de cerca de 10% em peso a cerca de 80% em peso, tal como de cerca de 30% em peso a cerca de 70% em peso. Por exemplo, em uma modalidade, um material de coform pode ser produzido contendo fibras de polpa em uma quantidade de cerca de 40% em peso a cerca de 60% em peso.

[0034] “Encrespamento”, conforme definido aqui, ocorre quando uma trama, que esteja aderida a uma superfície de secador, é removida por raspagem com uma lâmina, tal como uma lâmina raspadora.

[0035] “Componentes de intensificação” da presente invenção são agentes de benefício, que são componentes adicionais, que podem ser adicionados à composição de aditivos, a fim de conferir outros benefícios táteis ou adicionais, que não possam ser conseguidos pela composição de aditivos isoladamente. Os componentes de intensificação incluem, mas não estão limitados a micropartículas, microesferas expansíveis, fibras, dispersões de polímeros adicionais, aromas, antibacterianos, hidratantes, medicamentos, suavizantes, e os similares.

[0036] “Espuma” (froth),conforme aqui definida, é uma espuma líquida. De acordo com a presente invenção, quando a composição espumável da presente invenção for aquecida na superfície do secador, ela não formará uma estrutura de espuma sólida. Ao invés disso, quando for aplicada a uma superfície aquecida, a composição espumável se converte em um filme substancialmente contínuo com bolhas de ar dentro do filme.

[0037] “Trama hidroemaranhada”, de acordo com a presente invenção, se refere a uma trama que tenha sido submetida a jatos colunares de um líquido, que fazem com que as fibras se emaranhem. O hidroemaranhamento de uma trama, tipicamente, aumenta a resistência da trama. Em um aspecto, fibras de polpa podem ser hidroemaranhadas para formar um material com filamentos contínuos, tal como uma “trama de spunboncT. A trama hidroemaranhada, resultando em um compósito não tecido, pode conter fibras de polpa em uma quantidade de cerca de 50% a cerca de 80% em peso, tal como em uma quantidade de cerca de 70% em peso. Tramas de compósitos hidroemaranhados, conforme descritas acima, estão comercialmente disponíveis a partir de Kimberly—Clark Corporation, sob o nome HYDROKNIT®. O emaranhamento hidráulico é descrito, por exemplo, na Patente U.S. No. 5.389.202 para Everhart.

[0038] “Não tecido” é definido aqui como uma classe de tecidos de maneira geral produzidos por fixação das fibras em conjunto. Ente têxtil não tecido é feito por meios mecânicos, químicos, térmicos, com adesivo ou com solvente, ou por qualquer combinação dos mesmos. A fabricação de não tecidos é diferente de tecelagem, de formação de malha ou de tufagem. Não tecidos podem ser feitos a partir polímeros termoplásticos sintéticos ou de polímeros naturais, tal como celulose. Papel tissuecelulósico é um exemplo de um material não tecido.

[0039] “Meltblowing",conforme usado aqui, é um processo de formação de trama não tecida, que extruda e tira resinas de polímeros fundidos com ar de elevada velocidade, aquecido, para formar filamentos finos. Os filamentos são resfriados e coletados como uma trama por sobre uma tela em movimento. O processo é similar ao processo de spunbond, porém as fibras de meltblown são muito mais finas e, de maneira geral, medidas em micrômetros.

[0040] “Auxiliares de processamento”, conforme usado aqui, se referem a composições que possam auxiliar no processo de formação do substrato tratado da presente invenção. Por exemplo, agentes de espumação podem servir como auxiliares de processamento adequados da presente invenção. Adicionalmente, auxiliares de encrespamento podem auxiliar com propriedades de adesão ou de liberação adicionais, para encrespamento do substrato a partir de um tambor de secagem.

[0041] “Spunbond", conforme usado aqui, é um processo de trama não tecida, no qual os filamentos tenham sido extrudados, tirados e dispersos em uma tela em movimento, para formar uma trama. A palavra “spunbond” é frequentemente intercambiado com “spunlaid”, mas a indústria tem convenientemente adotado as palavras spunbond ou spunbonded para denotar um processo de formação de trama específico. Isso é para diferenciar esse processo de formação de trama de outras duas formas da formação de trama de spunlaid, que são meltblowing e flashspinning.

[0042] “Compósito de spunbond/meltblown ”, conforme usado aqui, é um compósito laminar definido por um tecido com múltiplas camadas, que, de maneira geral, é feito de várias camadas alternantes de tramas de spunbond (“S”) e de meltblown (“M”): SMS, SMMS, SSMMS, etc.

[0043] “Papel tissue”,conforme usado aqui, de maneira geral, se refere a vários produtos de papel, tais como papel tissuefacial, papel higiênico, toalhas de papel, guardanapos, absorventes higiênicos, e os similares. Um produto de papel tissueda presente invenção, de maneira geral, pode ser produzido a partir de uma trama celulósica apresentando uma ou múltiplas camadas. Por exemplo, em uma modalidade, o produto de papel ou “celulósico” pode conter uma trama de papel com camada única formada a partir de uma combinação de fibras. Em outra modalidade, o produto de papel pode conter uma trama com múltiplas camadas (isto é, estratificada). Além disso, o produto de papel também pode ser um produto com camada única ou com múltiplas camadas (por exemplo, mais do que uma trama de papel), sendo que uma ou mais das camadas podem conter uma trama de papel formada de acordo com a presente invenção.

[0044] A presente invenção é uma alternativa à método atual de aplicação de spray por sobre uma superfície de secador (por exemplo, o tambor de um secador Yankee ou de uma calandra quente) de uma dispersão ou solução aquosa de produtos químicos de encrespamento. Ao contrário de produtos químicos líquidos, o produto químico espumado apresenta integridade estrutural suficiente para alcançar a superfície de secador contra a gravidade, devido à viscosidade significativamente aumentada. Por criação de um produto químico espumado de acordo com a presente invenção, um aplicador de produto químico pode ser colocado em proximidade muito mais próxima à superfície de secador. Adicionalmente, por utilização do produto químico espumado da presente invenção, é factível incorporar benefícios adicionais que eram, de outra maneira, difíceis de aplicar.

[0045] Outra vantagem da presente invenção é que menos energia é consumida pelo secador. A proximidade íntima do aplicador de produto químico à superfície de secador aperfeiçoa a eficiência de massa química (isto é, diminui o desperdício no processo de aplicação) e a eficiência de energia. A eficiência é aumentada porque o ar introduzido na espuma da presente invenção atua como um diluidor. Como um resultado, menos calor é exigido para remover água do produto químico de encrespamento espumado (isto é, agentes de benefício) durante o processo de secagem. Isso é um aperfeiçoamento em relação ao processo de aplicação de spray,que usa água para diluir o agente de benefício.

[0046] Além disso, depois da etapa de encrespamento, uma camada do agente de benefício permanece na superfície de substrato não tecido a fim de adicionar mais volume e maciez. Esse aumento em volume é devido ao ar aprisionado no lado de dentro da camada revestida. A maciez intensificada é devido aos agentes de benefício, que podem ser espumados por sobre a superfície de secador, e subsequentemente transferidos ou aderidos à superfície do substrato, por meio do processo de encrespamento. Embora os agentes de benefício espumados se tornem um filme durante a etapa de secagem, nem todo o ar aprisionado na espuma é perdido durante a etapa de secagem devido à viscosidade mais elevada associada com níveis em sólidos mais elevados na composição de aditivos espumada.

[0047] Vários substratos diferentes de papel tissuepodem ser tratados de acordo com a presente invenção. Exemplos incluem, mas não estão limitados a tramas dispersadas a úmido, tramas dispersadas por ar, tramas de spunbond, tramas de cofoini, tramas ligadas-cardadas (BCW), filme contínuo e tramas hidroemaranhadas. Tipicamente, o agente de benefício é aplicado em um lado de qualquer substrato, mas poderia ser aplicado em ambos os lados, conforme desejado.

Agentes de Benefício 1. Composição de Aditivos

[0048] Em uma aplicação desejada, a composição de aditivos pode estar presente em um nível de cerca de 50 mg/m2 a cerca de 10.000 mg/m2, ou de cerca de 50 mg/m2 a cerca de 1.000 mg/m2, ou de cerca de 100 mg/m2 a cerca de 1.000 mg/m2. A diferença entre essas faixas sugeridas é dependente de se ou não a composição de aditivos é aplicada a um substrato ou em uma máquina em linha (tal como uma máquina de papel tissue)ou em uma máquina fora de linha (tal como uma linha de conversão de ente não tecido). Composições de aditivo da presente invenção podem estar na forma de uma dispersão de polímero ou de uma solução de polímero, conforme mostrado abaixo.

A. Dispersões de Polímeros

[0049] Composições espumáveis de polímeros insolúveis em água podem estar na forma de dispersões. Os materiais de polímero insolúveis em água que são sólidos, tais como pó, grânulos e os similares, podem ser convertidos em uma dispersão espumável por misturação dos mesmos com água e tensoativo(s), sob certas condições de processamento, tais como extrusão em pressão elevada em uma temperatura elevada. A dispersão de polímero pode, então, ser misturada com ar e um agente de espumação, para convertê-la em uma espuma.

[0050] Exemplos de dispersões de acordo com a presente invenção incluem, mas não estão limitadas a, uma dispersão de poliolefina, tal como HYPOD 85IOC), comercialmente disponível de Dow Chemical, Freeport, Texas, EUA; dispersão de poli-isopreno, tal como KRATON®, comercialmente disponível de Kraton Polymers U.S. LLC, Houston, Texas, EUA; dispersão de copolímero em blocos de poli(butadieno-isopreno), tai como Butanol®, comercialmente disponível de BASF Corporation, Florham Park, New Jersey, EUA; dispersão de látex, tal como E-PLUS®, comercialmente disponível de Wacker,Munique, Alemanha; dispersão de copolímero de poli(vinil-pirrolidona-estireno) e dispersão de copolímero de poli(álcool de vinila-etileno), ambas estão disponíveis a partir de Aldrich, Milwaukee, Wisconsin, EUA.

B. Soluções de Polímeros

[0051] Composições espumáveis de polímeros solúveis em água também podem estar na forma de soluções de polímeros. Os materiais de polímeros solúveis em água que são sólidos, tais como pó, grânulos e os similares, podem ser dissolvidos para formar uma solução. A solução de polímero pode, então, ser misturada com ar e com um agente de espumação, para convertê-la em uma espuma.

[0052] Exemplos de soluções de polímero de acordo com a presente invenção incluem polímeros solúveis em água de base tanto sintética quanto polimérica. Os polímeros solúveis em água sintéticos incluem, mas não estão limitados a, poliálcoois, poliaminas, poli-iminas, poliamidas, poli(ácidos carboxílicos), polióxidos, poliglicóis, poliéteres, copolimeros e misturas dos listados acima.

[0053] Os polímeros solúveis em água de base natural incluem, mas não estão limitados a celulose modificada, tais como éteres e ésteres de celulose, amido modificado, quitosana e seus sais, carragenana, agar, goma de gelana, goma de guar, outros polissacarídeos e proteínas modificados, e combinações dos mesmos. Em uma modalidade particular, os polímeros solúveis em água também incluem: poli(ácido acrílico) e sais dos mesmos, poli(ésteres de acrilato) e copolímeros de poli(ácido acrílico). Outros polímeros solúveis em água adequados incluem polissacarídeos de comprimento de cadeia suficiente para formar filmes, tais como, mas não limitados a pululana e pectina. Por exemplo, os polímeros solúveis em água podem conter monômeros monoetilenicamente insaturados adicionais, que não portem um grupo de ácido pendente, mas que sejam copolimerizáveis com monômeros portando grupos de ácido. Tais compostos incluem, por exemplo, os ésteres monoacrílicos e ésteres monometacrílicos de poli(etileno glicol) ou de poli(propileno glicol), as massas molares (Mn) dos poli(alquileno glicóis) sendo de até cerca de 2.000, por exemplo.

[0054] EM outra modallaade em particular, os polímeros solúveis em água podem ser hidróxi-propil-celulose (HPC) vendida por Ashland, Inc., sob o nome comercial de KLUCEL®. Os polímeros solúveis em água podem estar presentes na composição de aditivos em qualquer quantidade operativa e variarão com base no componente químico selecionado, assim como nas propriedades finais que forem desejadas. Por exemplo, no caso exemplificativo de KLUCEL®, os polímeros solúveis em água biodegradáveis podem estar presentes, na composição de aditivos, em uma quantidade de cerca de 1% a cerca de 75%, ou de pelo menos 1% a cerca de 5%, ou de pelo menos cerca de 10%, ou de até cerca de 30%, de até cerca de 50% ou de até cerca de 75%, com base no peso total da composição de aditivos, para fornecer benefícios aperfeiçoados. Outros exemplos de polímeros solúveis em água adequados incluem metil-celulose (MC), vendida por Ashland, Inc., sob o nome comercial BENECEL®; hidróxi-etil-celulose, vendida por Ashland, Inc., sob o nome comercial NATROSOLC e hidróxi- propil-amido, vendido por Chemstar(Minneapolis, Minnesota, EUA) sob o nome comercial GLUCOSOL 800®. Qualquer um desses produtos químicos, uma vez diluído em água, são dispostos por sobre uma superfície de secador, não porosa, quente, para finalmente transferir o produto químico para a superfície da trama. Os polímeros solúveis em água, nesses produtos químicos, incluem, mas não estão limitados a, poli(álcool de vinila), poli(etileno glicol), poli(óxido de etileno), hidróxi-propil-amido, hidróxi- propil-celulose e combinações dos mesmos.

[0055] Produtos químicos de encrespamento convencionais, para fabricação de papel tissue,podem incluir soluções de polímeros solúveis em água, tal como uma mistura aquosa compreendendo poli(álcool de vinila) e uma resina de poliamida-epialoidrina. Embora esses produtos químicos de encrespamento convencionais compreendam soluções de polímeros solúveis em água, esses não são capazes de fornecer os benefícios da presente invenção, que incluem maciez intensificada sem comprometimento da resistência da folha de papel tissue.

[0056] A composição de aditivos da presente invenção pode estar comercialmente disponível, tal como dispersão HYPOD 85100, da Dow Chemical Company, e consiste em água, em um copolímero de poli(etileno- octeno) e em um copolímero de etileno e ácido acrílico.

[0057] O copolímero de poli(etileno-octeno) pode ser obtido comercialmente a partir de Dow Chemical Corporation, sob o nome AFFINITY® (tipo 29801) e o copolímero de etileno e ácido acrílico pode ser obtido comercialmente a partir de Dow Chemical Corporation, sob o nome PRIMACOR® (tipo 59081). PRIMACOR® atua como um tensoativo para emulsificar e estabilizar as partículas da dispersão de AFFINITY®. O comonômero de ácido acrílico de PRIMACOR® é neutralizado por hidróxido de potássio até um grau de neutralização de cerca de 80%. Portanto, em comparação, PRIMACOR® é mais hidrofílico do que o é AFFINITY®. Em uma dispersão, PRIMACOR® atua como um tensoativo ou um dispersante. De maneira diferente de PRIMACOR®, AFFINITY®, quando suspenso em uma dispersão, assume uma forma de pequeninas gotículas com um diâmetro de uns poucos micrômetros. As moléculas de PRIMACOR® circundam as gotículas de AFFINITY®, para formar uma estrutura de “micela”, que estabiliza as gotículas. HYPOD 8510® contém cerca de 60% de AFFINITY® e 40% de PRIMACOR®.

[0058] Quando a dispersão se tornar um líquido fundido na superfície quente do secador, AFFINITY® forma uma fase contínua e PRIMACOR® forma uma fase dispersante, que forma ilhas no “oceano” de AFFINITY®. Essa mudança de fases é chamada de inversão de fases. No entanto, a ocorrência dessa inversão de fases depende das condições externas, tais como temperatura, tempo, peso molecular de sólidos e concentração. Finalmente, a inversão de fases somente ocorre quando os dois polímeros (ou dois polímeros) apresentarem tempo de relaxação suficiente para permitir inversão de fases completa. Na presente invenção, filme revestido HYPOD 8510® retém uma morfologia de dispersão, que indica que há uma inversão de fases incompleta. Os benefícios da permanência da morfologia de dispersão incluem, mas não estão limitadas a uma camada de revestimento mais hidrofílica devido à exposição da fase de PRIMACOR®; e maciez mais aperfeiçoada do produto revestido devido às bolhas de ar aprisionadas do lado de dentro da camada de HYPOD 8510® revestida, que fornece voluminosidade extra.

[0059] A dispersão diluída pode apresentar uma viscosidade muito baixa (em torno de 0,001 Pa.s (1 cp), exatamente como a água). Uma dispersão de baixa viscosidade, quando aplicada por sobre a um tambor de secador quente, sofrerá um processo de evaporação de água e uma inversão de fases completa de AFFINITY®. O filme fundido contínuo resultante, então, apresenta ilhas de dispersão de PRIMACOR® nele incrustradas. O filme formado depois de evaporar completamente a água é sólido sem quaisquer bolhas de ar nele incrustradas. Depois da transferência do filme fundido por sobre a trama por meio do processo de encrespamento, o filme fino recobrindo a superfície do papel tissuetratado é descontínua ainda que interconectado, ver a Fig. 6C discutida acima.

[0060] O processo da presente invenção pode usar uma dispersão de elevada viscosidade, de elevado teor em sólidos (cerca de 10% a cerca de 30%) e pode conter uma grande quantidade de bolhas de ar (o volume de ar é pelo menos 10 vezes mais do que o volume de dispersão). Desejavelmente, a dispersão HYPOD 8510® comercialmente disponível (cerca de 42% de sólidos, incluindo tanto AFFINITY® quanto PRIMACOR®) apresenta uma viscosidade em torno de cerca de 0,5 Pa.s (500 cp), enquanto que a água apresenta uma viscosidade em torno de cerca de 0,001 Pa.s (1 cp). Uma dispersão contendo cerca de 20% HYPOD 8510® pode apresentar uma viscosidade de cerca de 0,2 Pa.s (200 cp), uma viscosidade relativamente elevada, enquanto que uma dispersão, apresentando menos do que cerca de 1% de HYPOD 8510®, pode apresentar uma viscosidade mais próxima da viscosidade da água (0,001 Pa.s (1 cp)). Depois de aprisionar uma elevada razão de ar, a viscosidade da dispersão de HYPOD 8510® espumada aumentou exponencialmente, comparada à dispersão antes de ser espumada.

[0061] Referindo-se à Figura 1, quando uma dispersão espumada for aplicada por sobre a superfície de secador não porosa 23, uma quantidade limitada de água será prontamente evaporada a partir dela. Concebe-se que a evaporação lenta da dispersão, devido a elevado teor em sólidos combinado om sua elevada viscosidade, impedirá que a dispersão de AFFINITY®- PRIMACOR® complete a inversão de fases (em que o AFFINITY® se torna contínuo e o PRIMACOR® se torna uma dispersão) e o ar aprisionado de escapar. Isso resulta em um filme fundido microestruturado na superfície de secador quente.

[0062] Referindo-se à Figura 6, as fotos SEM confirmam as hipóteses anteriores. Dois benefícios imediatos podem ser observados quando da comparação dos papéis tissuetécnica anterior tratados em superfície com os papéis tissuetratados em superfície da presente invenção. Primeiro, o método da presente invenção fornece um papel tissueque é mais volumoso e apresenta um toque manual mais macio, devido ao aprisionamento de bolhas de ar 21 (ver a Figura 6b). Segundo, o papel tissueda presente invenção apresenta uma superfície mais molhável, devido à inversão da fase incompleta, que, por sua vez, resulta em exposição da superfície do componente hidrofílico.

[0063] Comparar visualmente as FIGS. 6a, 6b, 6c com as FIGS. 6a', 6b', 6c'. A camada revestida, apresentando contas de dispersão 19 e bolhas de ar aprisionadas 21, mostrada na Figura 6b, é mais macia do que o filme fundido mostrado na Figura 6b', conforme determinado pelo Teste de Classificação em Mão revelado aqui.

II. Componentes de Intensificação

[0064] A presente invenção não somente fornece um substrato com maciez aperfeiçoada, devido aos agentes de benefício e ao processo aqui descrito, mas, também, fornece um toque manual aperfeiçoado. Componentes de intensificação são adicionados às dispersões da presente invenção para fornecer um toque algodoado/fofo ao substrato, ao invés do toque sedoso/escorregadio, que, frequentemente, pode ser sentido com o uso das dispersões isoladamente. Embora o toque sedoso/escorregadio possa ser desejável para alguns substratos, a presente invenção fornece outras opções, a fim de que uma variedade de texturas e estéticas possa ser fornecida. Componentes de intensificação da presente invenção incluem, mas não estão limitados a micropartículas, tais como partículas de sílica gel, microesferas expansíveis termicamente, tais como EXPANCEL®, fibras, tais como flocos de línter de algodão, dispersões de polímeros, tais como poli(vinil-pirrolidona- estireno), e combinações dos mesmos. Quando forem usados flocos de línter de algodão ou outros tipos de fibras, eles podem ser de cerca de 0,1 mm de comprimento de fibra a cerca de 5 mm de comprimento de fibra.

[0065] Em adição aos componentes de intensificação, que fornecem um toque manual contrastante, os componentes de intensificação também podem fornecer benefícios adicionais, que não poderiam ser apreciados com o uso da dispersão isoladamente. Componentes de intensificação da presente invenção também podem incluir fragrâncias, antibacterianos, hidratantes, suavizantes, medicamentos e combinações dos mesmos. Tais componentes fornecerão um substrato global que apresenta toque aperfeiçoado a partir da dispersão em combinação com benefícios que não podem ter sido fornecidos de outra maneira sem a presente tecnologia. A presente invenção pode utilizar qualquer um ou uma combinação de componentes de intensificação, a serem incluídos dentro da composição de aditivos da presente invenção. Por exemplo, componentes de intensificação podem ser adicionados a uma dispersão da presente invenção em uma quantidade de cerca de 0,5% a cerca de 30%, de cerca de 1% a cerca de 20% ou de cerca de 2% a cerca de 10%, em peso da composição de dispersão.

[0066] Os componentes de intensificação podem ser adicionados ao produto químico espumado antes ou depois que o produto químico tenha sido espumado. Em uma aplicação desejada, o nível de componentes de intensificação é de cerca de cerca de 0,5% a cerca de 30%, ou de cerca de 1% a cerca de 20%, ou de cerca de 2% a cerca de 10%, com base no peso seco total da composição de aditivos.

[0067] Quando componentes de intensificação forem usados em combinação com as composições de aditivos da presente invenção, eles propiciarão maciez intensificada sem comprometer a resistência. Por exemplo, quando papel tissuefacial for usado como o substrato da presente invenção, haverá um aumento em logits (log odds)global de cerca de 0,5 a cerca de 18 e um nível em GMT de cerca de 800 a cerca de 1.200, quando comparado a substratos que não tenham sido processados da mesma maneira que na presente invenção. “GMT”, conforme usado aqui, se refere à combinação de direções da máquina e transversal à máquina na determinação de resistência a tração. Conforme mostrado na Figura 14, estruturas morfológicas tanto de superfície quanto de seção transversal são representadas nas fotos A e B. Fibras de flocos de línter de algodão de componente de intensificação são claramente mostradas na superfície. Nas fotos C e D, as fibras de flocos de línter de algodão tornam a superfície de papel tissueencrespada muito mais “algodoada” ou “fofa” do que aquela de HYPOD 8510® isoladamente como o agente de benefício.

[0068] A Figura 15 mostra tanto o filme revestido quanto o papel tissuede um agente de benefício de combinação, em que HYPOD 85100 é a composição de aditivos, e microesferas expansíveis de Expancel® é o componente de intensificação. É claramente mostrado que microesferas expandidas permanecem na superfície tanto do filme quanto do papel tissue,o que contribuirá para o aperfeiçoamento do toque manual, quando os consumidores os tocarem em condições de uso.

III. Auxiliares de Processamento

[0069] Auxiliares de processamento da presente invenção incluem produtos químicos que possam auxiliar no processo de formação do substrato tratado da presente invenção. Os auxiliares de processamento podem aparecer levemente ou se dissiparem no substrato tratado final. Embora eles sejam incluídos para somente auxiliar no processo de produção dos substratos tratados, eles também podem conferir ligeiros benefícios ao substrato, que são desejados, da presente invenção. Para as finalidades deste pedido, “auxiliares de processamento” são aqueles usados no processo de espumação ou de aplicação dos agentes de benefício ao substrato e não são usados no processo de preparação do substrato de precursor.

A. Agentes de Espumação

[0070] A maioria dos agentes de espumação comerciais é adequada para criação da espuma da presente invenção. Agentes de espumação adequados incluem, mas não estão limitados a materiais de baixos pesos moleculares ou materiais poliméricos em forma líquida. Os agentes de espumação podem ser aniônicos, catiônicos ou não iônicos. Esses agentes de espumação podem ser divididos em quatro grupos, dependendo da função: 1. Agente de Aprisionamento de Ar - usado para intensificar a capacidade de um líquido (dispersão, solução ou uma mistura, etc.) em aprisionar ar, a qual pode ser medida por determinação de uma “razão de sopro”. Uma lista exemplificativa de agentes de espumação inclui, mas não está limitada a laurato de potássio, laurel-sulfato de sódio, laurel-sulfato de amónio, estearato de amónio, oleato de potássio, octadecil-sulfossuccinimato dissódico, hidróxi-propil-celulose, etc.

[0071] 2. Agente de Estabilização - usado para intensificar a estabilidade das bolhas de ar da espuma em face do tempo e da temperatura; exemplos incluem, mas não estão limitados a laurel-sulfato de sódio, estearato de amónio, hidróxi-propil-celulose, etc.

[0072] 3. Agente de Molhamento - usado para intensificar a molhabilidade de uma superfície secada revestida com filme. Exemplos incluem, mas não estão limitados a laurel-sulfato de sódio, laurato de potássio, octadecil-sulfossuccinimato dissódico, etc.

[0073] 4. Agente de Gelificação - usado para estabilizar bolhas de ar na espuma, fazendo com que a composição de aditivos assuma a forma de um gel, que sirva para reforçar as paredes das células. Exemplos incluem, mas não estão limitados a hidróxi-propil-celulose, hidróxi-etil-celulose, carbóxi- metil-celulose e outros éteres de celulose modificados.

[0074] Alguns agentes de espumação podem entregar mais do que uma das funções listadas acima. Portanto, não é necessário usar todos os quatro agentes de espumação em uma composição de aditivos espumáveis. A seleção dos agentes de espumação é dependente da química da composição de aditivos. Por exemplo, quando a composição de aditivos compreender um componente aniônico, tal como HYPOD 8510®, agentes de espumação adequados têm que ser selecionados a partir de grupos aniônicos ou não iônicos. Se for usado um agente de espumação catiônico para intensificar a capacidade de espumação de uma composição de aditivos aniônica, os componentes catiônicos no agente de espumação formarão ligações iônicas com os componentes aniônicos, na composição de aditivos, e farão com que tanto o agente de espumação catiônico quanto a composição de aditivos aniônica se tornem insolúveis em água, devido à formação das ligações. Por outro lado, se uma composição de aditivos compreender componentes catiônicos, agentes de espumação aniônicos não são adequados para se usar.

B. Auxiliares de Encrespamento

[0075] Auxiliares de encrespamento são produtos químicos que são adicionados aos agentes de benefício da presente invenção, para otimizar as propriedades de adesão e de liberação do substrato de papel tissueem relação à superfície de secador. Esses recaem amplamente nos seguintes grupamentos: 1. Auxiliar de Adesão - usado para aumentar a adesão da folha de papel tissue à superfície de secador. Exemplos incluem, mas não estão limitados a, poli(álcool de vinila), poliacrilato, hidróxi-propil-amido, carbóxi-metil-celulose, quimeno, poli(vinil-amina), copolimeros ou misturas dos mesmos.

[0076] 2. Auxiliar de Liberação - usado para diminuir a adesão (intensificar a liberação) da folha de papel tissueà (a partir da) superfície de secador. Exemplos incluem, mas não estão limitados a, poli(etileno glicol), poli(propileno glicol), poli(óxido de etileno), poli(óxido de propileno), poliolefina, poliolefina fluorada, copolímero ou combinações compreendendo os acima.

[0077] 3. Agente de Cura - usado para apressar ou retardar a cura do pacote de encrespamento, tal como um plastificante ou enrijecedor.

[0078] Em geral, a preparação de produtos químicos espumados utiliza um sistema que bombeia tanto líquido quanto ar a um misturador. O misturador combina o ar com o líquido, para produzir uma espuma, que inerentemente inclui uma pluralidade de pequenas bolhas de ar. A espuma sai do misturador e escoa para um aplicador.

[0079] Um parâmetro para definir a qualidade do produto químico espumado é a razão de sopro, a qual é definida pela razão de volume de pequenas bolhas de ar aprisionadas por produto químico de dispersão em relação ao volume da dispersão antes da misturação. Por exemplo, em uma razão de sopro de 10:1, uma vazão de dispersão de 1 litro/minuto será capaz de aprisionar 10 litros/minuto de ar em seu líquido e de produzir uma vazão de espuma total de 11 litros/minuto.

[0080] Para se conseguir uma elevada razão de sopro, tanto a misturação mecânica quanto a capacidade de espumação da composição de aditivos são fatores determinantes. Se um produto químico puder somente reter ou aprisionar volume de ar até uma razão de sopro de 5, não importa quão poderosa é uma unidade de espuma, ela não será capaz de produzir uma espuma estável apresentando uma razão de sopro de 10. Qualquer ar extra além da razão de sopro de 5 será liberado para fora do sistema de espuma uma vez que a força mecânica seja removida. Em outras palavras, qualquer ar aprisionado mais elevado do que a capacidade de contenção de ar da dispersão tornar-se-á instável. A maioria de tais bolhas de ar instáveis escapará da espuma (desborbulhamento) imediatamente depois que a agitação mecânica seja parada.

[0081] Referindo-se à Figura 1, é mostrado esquematicamente um sistema 10, que pode gerar o produto químico espumado de acordo com a presente invenção. Para começar, produtos químicos espumáveis (por exemplo, HYPOD 8510®, KRATON® e os similares) e colocados em um tanque químico 12. O tanque químico 12 é conectado a uma bomba 14. Pode ser desejável modificar a tubulação 13 entre o tanque químico 12 e a bomba 14, de modo que se possa transmitir os produtos químicos espumáveis para dois tamanhos diferentes de bombas. Desejavelmente, o tanque químico 12 é situado em um nível elevado acima da bomba 14, a fim de manter a bomba sob carga (primed).

[0082] Uma bomba secundária pequena opcional (não mostrada) pode ser usada para executar o processo de espumação em baixas velocidades, com relação à bomba 14. A bomba primária maior 14 é capaz de produzir vazões de até 25 litros/minuto de vazão de líquido para velocidades de aplicação elevadas e/ou elevadas quantidade de composição de aditivos. A bomba secundária menor (não mostrada) é capaz de vazões de líquido de até 500 cm3/min para baixas velocidades de aplicação e/ou baixa composição de aditivos.

[0083] Um reômetro 16 é situado entre a(s) bomba(s) 14 e um misturador de espuma 18. As vazões líquidas são calculadas a partir da composição de aditivos desejada, produtos químicos sólidos, velocidade de linha e largura de aplicador. A vazão pode variar de cerca de 5:1 a cerca de 50:1. Quando se usar a bomba secundária pequena, sua vazão varia de cerca de 10 cm3/min a cerca de 500 cnrVmin. Quando se usar a bomba grande 14, sua vazão varia de 0,5 litros/min a cerca de 25 litros/min. Um reômetro de ar de 20 litros/min é selecionado quando se usar a bomba secundária pequena. Deve-se usar um reômetro de 200 litros/min quando se operar a bomba primária maior 14.

[0084] Em um aspecto, o misturador de espuma 18 é usado para combinar ar com a mistura líquida de produtos químicos espumáveis, para criar pequenas bolhas de ar na espuma. Ar é adicionado dosadamente ao sistema 10 usando-se certas vazões de líquido e razões de sopro, conforme discutido acima. Desejavelmente, o misturador de espuma 18, apresentando um tamanho de 25,4 cm (10 polegadas) pode ser usado para gerar espuma. Um possível misturador de espuma 18 é um Foam Generator CSF-10 inch a partir de Gaston Systems, Inc., de Stanley, Carolina do Norte, EUA.

[0085] Desejavelmente, a velocidade de rotação do misturador de espuma 18 está limitada para cerca de 600 rpm. A velocidade de rotação para o misturador, nesse processo, é dependente da capacidade da composição de aditivos em espumar (isto é, sua capacidade de aprisionar ar para formar bolhas estáveis). Se a composição de aditivos espumar facilmente, de maneira geral, é necessária uma velocidade de rotação mais baixa. Se a composição de aditivos não espumar facilmente, de maneira geral, é necessária uma velocidade de rotação mais elevada. A velocidade do misturador mais elevada ajuda a acelerar o equilíbrio de espuma ou a razão de sopro opcional. O tipo e/ou a quantidade de agente de espumação, em adição à composição de aditivos, também apresenta um efeito na exigência de velocidade do misturador.

[0086] A espuma é verificada em relação à uniformidade, estabilidade e padrão de escoamento das bolhas. Se uniformidade, estabilidade e padrão de escoamento das bolhas não estiverem em conformidade com padrões desejados, ajustes podem ser feitos em relação às vazões, às velocidades de misturação, à razão de sopro e/ou às composições químicas das soluções/dispersões antes de se direcionar a espuma ao aplicador 24.

[0087] Em um aspecto da invenção, HYPOD 8510®, ou outros produtos químicos a serem espumados e usados para o encrespamento, são combinados e adicionados ao tanque químico 12. Soluções diluídas HYPOD 8510® (< 10% em sólidos totais) e outros produtos químicos difíceis de espumar, de maneira geral, exigem algo adicionado à formulação para aumentar a viscosidade e a capacidade de espumação. Por exemplo, hidróxi- propil-celulose ou outros agentes de espumação ou tensoativos, pode ser usada para produzir uma espuma estável para aplicação uniforme por sobre a superfície aquecida e não permeável de um tambor rotativo de uma superfície de secador. Os componentes de intensificação, tais como partículas de sílica gel ou flocos de línter de algodão, podem ser adicionados à composição de aditivos de várias maneiras, incluindo, mas não limitadas a: adicionados à composição de aditivos antes que a composição de aditivos seja bombeada para uma máquina de espumação; introduzidos na composição de aditivos espumada depois que a composição de aditivos estiver saindo da máquina de espumação, mas antes que a composição de aditivos espumada seja aplicada por sobre a superfície do secador; ou aplicados ao secador antes que o substrato entre em contato com a composição de aditivos. Quando os componentes de intensificação forem introduzidos na composição de aditivos, é necessário agitar constantemente a mistura antes de adicioná-la à máquina de espumação, a fim de impedir que o componente de intensificação sólido seja precipitado no fundo do recipiente. Quando os componentes de intensificação forem introduzidos na composição de aditivos espumada, é necessário um dispositivo adequado, que assegure uma misturação uniforme dos componentes de intensificação e da composição de aditivos espumada. Substratos

[0088] Materiais de substrato adequados incluem, mas não estão limitados a, papel tissuefacial; papel tissuesecado através de ar não encrespado (UCTAD); toalha de papel; material não tecido HYDROKNIT® a partir de Kimberly-Clark Corporation,Neenah, Wisconsin, EUA; spunbond; coform; trama ligada-cardada (“BCW”); folha de filme/laminado dispersa por ar, e todos os tipos de papel, papel tissueoutros produtos não tecidos.

[0089] Nos exemplos não limitantes discutidos aqui, o produto químico espumado pode ser aplicado a um não tecido, tal como um papel tissue.Conforme usado aqui, pretende-se que “não tecidos” incluam papel tissuefacial, papel higiênico, toalhas de papel, spunbond, fralda ou forros para o cuidado feminino e coberturas externas, absorventes higiênicos e os similares. Papel tissuepode ser feito de diferentes maneiras, incluindo, mas não limitadas a papel tissuede feltro comprimido de maneira convencional; papel tissuedensificado com padrão de elevado volume; e papel tissuede não compactado de elevado volume. Produtos de papel tissuefeitos a partir deles podem ser de construção de camada única ou de camadas múltiplas, tal como na Publicação de Patente U.S. No. 2008/0135195. É mostrada na Figura 4 uma modalidade de um processo para formação de uma trama de papel tissue encrespada úmida da presente invenção. A composição de aditivos pode ser aplicada à superfície do tambor de secador 276, para transferência por sobre um lado da trama de papel tissue268. Dessa maneira, a composição de aditivos adere a trama de papel tissue268 ao tambor de secador 276. Nessa modalidade, conforme a trama 268 é carreada através de uma porção da trajetória rotacional da superfície do secador, calor é cedido à trama, fazendo com que a maioria da umidade contida dentro da trama seja evaporada. A trama 268 é, então, removida do tambor de secador 276 por uma lâmina 278. O encrespamento da trama 268, já que ele é formado ulteriormente, reduz a ligação interna dentro da trama e aumenta a maciez.

[0090] Outra modalidade para formação de um papel tissueda presente invenção utiliza uma técnica de fabricação de papel conhecida como secagem através de ar não encrespada (“UCTAD”). Exemplos de uma tal técnica são descritas na Patente U.S. No. 5.048.589 para Cook, et al.; na Patente U.S. No. 5.399.412 para Sudall, et al.; na Patente U.S. No. 5.510.001 para Hermans, et al.; na Patente U.S. No. 5.591.309 para Rugowski, et al.; e na Patente U.S. No. 6.017.417 para Wendt, et al.

Processo de Revestimento de Superfície

[0091] De maneira diferente de um processo que aplica spray de uma dispersão ou solução diluída por sobre uma superfície de secador, tal como uma superfície de secador Yankee 23 (ou outra superfície de tambor de secador adequado (não mostrada)), o processo da presente invenção pode aplicar produto químico espumado com alto teor em sólidos por sobre a superfície de secador 23. Na presente invenção, ar é usado para diluir um agente de benefício compreendendo qualquer nível de sólidos, em que a viscosidade está dentro de uma faixa que pode ser bombeada pela máquina de espumação. Por exemplo, apresentando até cerca de 65% de sólidos, até cerca de 50% de sólidos, até cerca de 35%, ou até cerca de 20% de sólidos.

[0092] O processo de revestimento com elevado teor em sólidos da presente invenção pode exibir benefícios ao produto e ao processo, incluindo, mas não limitados a, superfície mais macia devido à microestrutura única da camada revestida (ver a Figura 6); menos desperdício químico, devido à aplicação íntima e direta do produto químico espumado; e não necessidade de usar água abrandada e deionizada, devido à elevada razão de produto químico em relação à água (por exemplo, um produto químico tal como HYPOD 8510® se torna instável quando ele for exposto a uma grande quantidade de água dura, isto é, um nível de sólidos de 1% ou menor); e menos energia de secagem necessária para secar o produto químico espumado, assim como a folha de base. Benefícios adicionais, devido à adição de componentes de intensificação, incluem, mas não estão limitados a, uniformidade do revestimento com filme de agente de benefício global no substrato não tecido; adesão intensificada ao revestimento de agente de benefício global ao substrato não tecido; resistência mecânica intensificada do filme de revestimento de agente de benefício global; e estabilidade intensificada da espuma de agente de benefício a partir da unidade de gerador de espuma em relação à superfície de secador.

[0093] Os agentes de benefício espumados podem ser aplicados por sobre um substrato 27 de duas maneiras: uma aplicação em linha ou uma aplicação fora de linha. Nos processos em linha, um gerador de espuma e um aplicador, retratados nas Figuras 1 e 2, serão incorporados a uma linha de fabricação de papel tissue,conforme mostrado na Figura 4, e os produtos químicos espumados serão aplicados por sobre qualquer substrato 27 durante a fabricação do mesmo. Referindo-se à Figura 3, a aplicação fora de linha possibilita a aplicação do produto químico espumado àqueles substratos 80, que são produzidos por um processo de não encrespamento. Por exemplo, papel higiênico secado através de ar não encrespado (“UCTAD”) e materiais não tecidos de melt-spun são adequados para uso com o método de aplicação fora de linha.

[0094] Referindo-se à Figura 1, em um aspecto da invenção, os produtos químicos espumados são aplicados à superfície de secador 23 via um aplicador 24. O aplicador de espuma 24 é posicionado próximo à superfície de secador (0,64 cm ou de polegada) para distribuição de espuma uniforme por sobre a superfície de secador 23. Tal posicionamento permite melhor contato direto do produto químico espumado com a superfície de secador 23, especialmente durante operações com elevada velocidade.

[0095] Referindo-se às Figuras 2 e 7, é mais desejável usar um único aplicador parabólico 24 para aplicar do produto químico a uma superfície de tambor de secador 23. No entanto, se níveis variáveis de aplicação do produto químico forem necessários através da largura da superfície de secador, devido à variabilidade de secador ou de folha de base, aplicadores (não mostrados), com múltiplas zonas de aplicadores parabólicos em miniatura podem ser usados.

[0096] Referindo-se à Figura 7, é mostrada uma seção transversal do aplicador parabólico disponível de Gaston Systems, Inc., localizado em Stanley, Carolina do Norte, EUA. De preferência, esse aplicador parabólico 24 apresenta o mesmo comprimento de extremidade labial (tip)de aplicador que a largura do substrato. De maneira geral, o aplicador parabólico 24 apresenta uma extremidade labial de aplicador 410 construída, em parte, com duas peças de ângulo em aço, 412 A e 412 B. Essas duas peças de ângulo em aço definem uma abertura de fenda 414, através da qual podem escoar produtos químicos espumados. Conforme obtidas a partir do fabricante, a largura 418, da abertura de fenda 414, é de 3,2 mm (1/8 de polegada), e as bordas 416 da extremidade labial de aplicador de ângulo em aço 410 são arredondadas, para eliminar bordas afiadas.

[0097] Referindo-se às Figuras 8 e 9, é mostrado o aplicador completo. O aplicador 24 inclui um corpo parabólico 420. A partir do externa, pode-se ver que o corpo 420 é construído a partir de duas placas 422A e 422B, que são unidas a e separadas por um membro lateral 424. Em adição, existe uma mangueira de entrada 425, desejavelmente posicionada ao longo do eixo simétrico 428 da placa 422 A. A mangueira de entrada 425 pode ser adjacente ao ângulo em aço 412A, conforme visto na Figura 8, ou mais baixo, conforme visto na Figura 9. De maneira geral, a largura de fenda 418 tinha sido estreitada de 3,2 mm (1/8 de polegada) para cerca de 2,4 mm (3/32 de polegada). A largura de fenda mais estreita 418 aumenta a velocidade da espuma em direção à superfície pretendida (por exemplo, 23 da Figura 1). Além disso, as bordas 416 da extremidade labial de aplicador de ângulo em aço 410 são quadradas, e não arredondadas. As bordas quadradas 416 aumentam a área de superfície da extremidade labial de aplicador 410, que, por sua vez, aumenta o tempo de residência que os produtos químicos espumados têm na extremidade labial do aplicador 410. Pelo aumento do tempo de residência, o produto químico espumado apresenta uma maior tendência a se fixar à superfície de secador 23, em oposição ao deslizamento descendente da extremidade labial do aplicador 410.

[0098] A Figura 8 mostra que o corpo do lado de dentro 420 é uma placa de distribuição 426. A finalidade da placa de distribuição 426 é dispersar o fluido que entra no aplicador 24, através da mangueira de entrada 25. A placa de distribuição apresenta o mesmo formato geral que as placas 422, ainda que de tamanho menor, de modo que permaneça um intervalo 430 entre a placa de distribuição 426 e o lado 424. Desejavelmente, a placa de distribuição 426 é equidistante de cada uma das placas 422A e 422B. Entre a placa 422B e placa de distribuição 426, existe um intervalo, a partir do qual fluido pode escoar para a abertura de fenda 414. Desejavelmente, a abertura de fenda 414 é posicionada simetricamente entre a placa 422B e a placa de distribuição 426.

[0099] Referindo-se à Figura 10, em ainda outra modalidade, a finalidade de escovas de feltro 440A e 440B (às quais se refere coletivamente como escovas de feltro 440) é espalhar uma espessura substancialmente uniforme de composição de aditivos espumados sobre a superfície de secador 23. Essa ação de espalhamento resultará em um filme de espessura substancialmente uniforme. Desejavelmente, as escovas de feltro 440 possuem aproximadamente o mesmo comprimento que os ângulos em aço 412A e 412B, que definem o comprimento da abertura de fenda 414. Isso permitirá que a composição de aditivos espumada seja espalhada igualmente através da superfície de secador 23. Observa-se que o comprimento dos ângulos em aço 412A, B é maior do que o comprimento da superfície de secador, que é alinhada com o eixo de rotação do secador. A distância das escovas de feltro 440, entre a extremidade labial do aplicador 410 e a borda mais externa da escova de feltro 446, pode ser de entre cerca de 0,2 cm e cerca de 50 cm. Desejavelmente, as escovas de feltro retangulares 440 são idênticas em tamanho e formato. A espessura de cada escova pode variar entre 0,125 mm e 25,4 mm, ou, desejavelmente, entre 3,0 mm e 10 mm. Cada uma das escovas de feltro 440 são fixadas a um ângulo em aço correspondente 412A e 412B, com um grampo de barra 444. Desejavelmente, fixadores, tais como parafusos de metal (não mostrados) são espaçados ao longo do comprimento do grampo de barra 444, para fixação aos ângulos em aço. Desejavelmente, as escovas de feltro 440 são feitas a partir de fibras de polipropileno e de náilon, disponíveis a partir de Albany International, localizada em Homer, New York, EUA. No entanto, a escova de feltro pode ser feita a partir de quaisquer outros materiais de folha resistentes ao calor, tais como polímeros (isto é, Teflon®), materiais revestidos cerâmicos, materiais de base natural, etc.

[00100] Referindo-se à Figura 11, em uma modalidade, o aplicador 24 é dotado com barreiras de extremidade 450, posicionadas em cada lado da extremidade labial do aplicador. As extremidades de barreira 450 são de formato e de tamanho idênticos, e são usadas para bloquear o produto químico espumado de escoar para fora em uma direção transversal entre as escovas de feltro 440. Cada barreira de extremidade é construída a partir de um material que não seja afetado de maneira negativa pelo calor do secador e pela química dos aditivos. Desejavelmente, a barreira de extremidade 450 é um bloco quase retangular, em que uma superfície 454 compartilha a mesma curvatura da superfície de secador 23, e uma superfície oposta, que possui fendas de lado a lado. A fenda 452 tem formato de T conforme definido pela superfície interna da barreira de extremidade 450. De maneira específica, a superfície interna da barreira de extremidade 450 é conformada, de modo que ela possa deslizar não somente sobre os ângulos em aço 412A e 412B, mas, também, sobre os grampos em barra 444.

[00101] Conforme pode ser visto na Figura 11, quando forem usadas barreiras de extremidade 450, os ângulos em aço 412A e 412B são estendidas além dos feltros 440 até pelo menos o comprimento correspondente ao comprimento de barreira de extremidade 456. As extremidades de barreira podem ser fixadas no lugar por conjunto de parafusos. Além disso, as extremidades de barreira são posicionadas contra a borda das escovas de feltro. Opcionalmente, uma chapa de metal (shim)(não mostrada) pode ser usada para conter um escoamento de espuma para a superfície de secador e/ou para reforçar as escovas de feltro. Portanto, a(s) chapa(s) de metal podem ser posicionadas próximo à(s) escova(s) de feltro ou no lugar da(s) escova(s) de feltro.

[00102] Referindo-se, agora, às Figuras 12 e 13, em uma modalidade da presente invenção, rolos 460 são usados para minimizar o transbordamento de espuma que provém do aplicador 24. Os rolos 460 incluem um estojo de rolo 462 e um membro de rolo 464. O estojo de rolo 462 é um tubo retangular alongado, que apresenta uma largura 466, que se ajuste contra o braço inferior 470 de um ângulo em aço 412 (por exemplo, 412B) e que apresenta uma altura que é plano (flush)com a extremidade labial do aplicador (braço superior 472 de um ângulo em aço 412). Na face mais superior 480 de cada estojo 462, está uma fenda que é dimensionada para permitir que o membro de rolo 464 se projete parcialmente, de modo que ele possa ser colocado em contato com a superfície de secador 23. De maneira geral, os membros de rolo 464 são mais longos do que a largura do substrato. Quando colocado contra a superfície do secador 23, o membro de rolo 464 cria uma barreira que proíbe que o transbordamento de espuma provenha do aplicador 24. O membro de rolo 464, estando em contato com o secador 23, é impulsionado pela velocidade de rotação do secador 22.

[00103] A Figura 16 Alota um gráfico mostrando o GMT vs. logits para maciez de um produto de papel tissuefacial com 2 camadas usando folhas de papel tissuebruto a partir da Tabela 16, do Exemplo 9. A diferença em logits entre o código de controle e todos os códigos espumados e tratados em superfície com os agentes de benefício desta invenção é surpreendentemente grande nas proximidades de 18 logits ou mais. Todos tinham GMTs mais elevados do que o código de controle (Código 901), exceto que o código tanto com a adição de algodão quanto com as contas expansíveis (Código 912), o qual era comparável em resistência. O código com partículas de sílica gel (Código 906) demonstrou um valor de GMT muito elevado do que todos os códigos em uma paridade de maciez com os outros códigos com os agentes de benefício. Isso significa que esse código fornece valores de maciez mais elevados em paridade de resistência de GMT, que é um dos benefícios de se usar um componente de intensificação. Os códigos com os componentes de intensificação (Códigos 904-912) também demonstraram novo toque manual além daquilo que o valor de maciez em logits pode ilustrar. Em geral, o componente de intensificação faz o revestimento de composição de aditivos (isto é, a camada de oceano) exibir um toque manual novo e aperfeiçoado. Por exemplo, o Código 902 demonstra o uso de HYPOD 8510® como uma composição de aditivos e é espumado/revestido em superfície por sobre um substrato sem um componente de intensificação. Quando sua superfície for tocada, ele fornecerá aperfeiçoamento em maciez significativo em comparação ao mesmo papel tissuecom produto químico de encrespamento convencional (isto é, Código 901). No entanto, ao mesmo tempo, ele também terá um toque ceroso ou escorregadio. Alguns tipos de consumidores podem gostar desse toque escorregadio, mas outros podem não querer ter este toque. A adição de um componente de intensificação pode mudar o toque sem comprometer o aperfeiçoamento de maciez. O toque manual obtido através dessa abordagem inclui, mas não está limitado a, algodoado, aveludado, fofo e/ou cabeludo. Outro benefício de se adicionar o(s) componente(s) de intensificação é que a camada de revestimento de HYPOD 8510®, de composição de aditivos, apresenta uma resistência aperfeiçoada apresenta uma resistência aperfeiçoada, o que era importante quando os agentes de benefício foram aplicados por sobre substratos pré-preparados, tais como tecidos termoplásticos. Essa resistência aperfeiçoada permite que o filme revestido dos agentes de benefício apresente uma cobertura uniforme e completa sobre o substrato.

[00104] Adicionalmente, foi mostrado que os componentes de intensificação e o método de aplicação poderiam ser usados para intensificar o toque de superfície, tal como maciez, ou aperfeiçoar as propriedades de superfície, tais como absorbância, atrito, volume, etc. Adicionalmente, outros benefícios em superfície, tais como aromas, ação antibacteriana, hidratação, agentes de suavização, etc., poderiam ser melhor aplicados do que a composição de aditivos HYPOD 8510® isoladamente poderia fornecer. O código compreendendo tanto HYPOD 8510® quanto poli(vinil-pirrolidona- estireno) foi percebido como sendo quase 1,5 logits (significativo) mais macio do que o código HYPOD 8510® (Código 902) sem quaisquer componentes de intensificação.

[00105] Os requerentes constataram que os resultados IHR para o código espumado HYPOD 8510® com 6% de partículas de sílica gel, já que os componentes de intensificação resultaram em se ter os resultados percebidos como os mais macios com uma diferença maior do que 5 logits do código não espumado com produto químico de encrespamento convencional. O controle espumado de HYPOD 8510® sem quaisquer componentes de intensificação estava próximo de acima de diferença de 4 logits. Todos os outros códigos espumados foram percebidos como sendo pelo menos 3 logits mais macios do que o código não espumado de controle.

[00106] Outro benefício de se adicionar componentes de intensificação é o tremendo aumento de calibre, que pode ser alcançado enquanto que, de maneira geral, se mantém ou se tem maior resistência à tração do que o código tratado em superfície não espumado. Esses códigos foram todos calandrados na mesma pressão de intervalo de laminação para o processo de conversão facial. As percentagens listadas próximo aos pontos de dados são as quantidades dos componentes de intensificação adicionados com base no peso seco de HYPOD 8510® na formulação antes da espumação. Na Figura 7, todos os códigos espumados e encrespados mostraram um aumento adicional em volume em relação ao código não espumado e encrespado (Código 901) com os aumentos de nível mais elevados em quase 35%. A maioria dos códigos com os componentes de intensificação aumentou de volume em relação ao código espumado compreendendo somente HYPOD 8510® (Código 902). Todas as condições de processamento, tais como tipos de lâmina, bisel e carregamentos de pressão, eram as mesmas.

Processo de Encrespamento

[00107] O encrespamento é parte do processo de fabricação de substrato, em que o substrato é removido por raspagem da superfície de um secador rotativo (por exemplo, um secador Yankee) via um conjunto de lâmina. É mostrado na Figura 3 um exemplo simples da aplicação de um agente de benefício sendo aplicado como parte de um processo de encrespamento fora de linha. Um aplicador 109 aplica o agente de benefício espumado da presente invenção à superfície do tambor de superfície 108. O aplicador 109 pode ser posicionado no fundo do tambor de secador 22. Por exemplo, o aplicador 109 pode estar em uma posição de “seis horas”, “doze horas”, “três horas” ou “nove horas”. A extremidade labial do aplicador deve ser posicionada tão próxima à ou tocando a superfície de secador, para permitir que os produtos químicos espumados entrem em contato à superfície de secador 23.

[00108] A partir do rolo de tecido 85, uma trama de papel tissuesecada 80 prossegue em direção ao tambor de secador 108 para conversão em um papel tissuerevestido. Um rolo prensor 110 fornece a pressão necessária para aderir a trama 85 à superfície externa de secador 108. A composição de aditivos adere à trama de papel tissue80 à superfície do tambor de secador 108. A composição de aditivos é transferida para a trama de papel tissuena medida que a trama é encrespada a partir do tambor usando uma lâmina de encrespamento 112. Uma vez encrespada a partir do tambor de secagem 108, a trama de papel tissue80 é bobinada em um rolo 116.

EXEMPLOS

[00109] Os seguintes exemplos descrevem adicionalmente e demonstram modalidades dentro do escopo da presente invenção. Os exemplos são dados somente para a finalidade de ilustração e não devem ser interpretados como limitações da presente invenção, já que muitas variações da mesma são possíveis sem se desviar do espírito e do escopo da invenção.

Exemplo 1:

[00110] Neste exemplo, três substratos secos foram usados: material hidroemaranhado com 54 g/m2 (85% de celulose e 15% de spunbond), obtenível a partir de Kimberly-Clark Professional®, flanelas hidroemaranhadas WYPALL X®-50, papel higiênico UCTAD com 42 g/m2 e papel tissuefacial com 17 g/m2. (As folhas de base de papel tissuefacial não foram processadas até 305 m/min (1.000 fpm)). Os substratos secos foram tratados em um processo de encrespamento fora de linha.

[00111] Uma dispersão de HYPOD 8510® comercial foi diluído para um nível de sólidos por água de moinho, que foi previamente tratada pela adição de Na2COs em um nível de 2 g por 10 Kg de água, e, então, espumada por um Gaston CFS 10 inch Foam Generator.Em alguns aspectos, um agente de espumação foi usado. Um agente de espumação é hidróxi-propil-celulose serve para intensificar a estabilidade da espuma. Esse material pode estar disponível de Ashland, Inc., Wilmington, Delaware, EUA, e é vendido sob a marca KLUCEL®. A espuma estável foi aplicada por sobre uma superfície de secador Yankee quente e, então, diretamente ligada com o substrato seco por um rolo prensor.

[00112] O substrato tratado foi, então, removido por raspagem da superfície de secador Yankee depois que a espuma foi curada. A cura deve ocorrer no tempo definido pelas velocidades de máquina listadas na Tabela 1. O secador Yankee apresentava um diâmetro de 183 cm (72 polegadas) e foi aquecido para uma temperatura de superfície de cerca de 149 °C (300 °F). Tabela 1

*HYPOD® é uma dispersão aquosa à 42% em peso a partir de Dow e KLUCEL® é hidróxi- propil celulose disponível de Ashland, Inc., com designação K. **Água será adicionada para constituir até 10 Kg de dispersão.

Exemplo 2:

[00113] Neste grupo de amostras, papel tissueUCTAD seco com uma gramatura de 42 g/m2 foi tratado em um processo de encrespamento fora de linha. Produtos químicos de revestimento foram diluídos para diferentes níveis em sólidos por água de moinho, que foi previamente tratada por adição de Na^CCh em um nível de 2 g por 10 Kg de água. A diluição foi, então, espumada pelo gerador de espuma Gastou. A espuma foi aplicada por sobre a superfície de secador Yankee de (o mesmo secador do Exemplo 1) e, então, ligada à folha de UCTAD seca por um rolo prensor. As folhas de UCTAD tratadas foram, então, removidas por raspagem da superfície de secador Yankee e quantidades de suplemento foram curadas em uma temperatura listada na Tabela 2. Tabela 2

(Referindo-se à Tabela 2) Nota: *HYPOD 8510® contém 60% de AFFINITY® e 40% de PRIMACOR®; o produto químico 80/20 contém 80% de AFFINITY® e 20% de PRIMACOR®, com um nível em sólidos de 55% em peso e uma viscosidade em torno de 0,1 Pa.s (100 cp). **KLUCEL® é hidróxi-propil celulose disponível de Ashland, Inc., com designação K. ***Água será adicionada para constituir até 10 Kg de dispersão.

Exemplo 3:

[00114] Este é o primeiro exemplo que demonstra a factibilidade de produto químico espumado em uma máquina de papel tissuepiloto, que opera em uma velocidade que esteja próxima àquela de uma máquina de papel tissuecomercial. Foram testados dois aditivos: (1) um produto químico de encrespamento feito com CREPETROL 870® (90 por cento) e CREPETROL 874® (10 por cento): ela é um líquido com 25% de teor em sólidos e disponível de Ashland, Inc., localizada em Wilmington, Delaware, EUA; e (2) uma dispersão de poliolefina comercial, HYPOD 8510®, uma dispersão com 42% de teor em sólidos, disponível a partir da Dow Chemical Company.A dispersão apresentava tamanho de partícula médio de cerca de 1 micrômetro, ponto de fusão de 63 °C e uma temperatura de transição vítrea de -53. Ambos os produtos químicos foram espumados antes de aplicados por sobre uma superfície de secador Yankee quente. O secador apresente um diâmetro de 244 cm (96 polegadas). Um agente de espumação, UNIFROTH 0800, um líquido com um teor em sólidos de 38%, disponível de UniChem, Inc., foi usado para estabilizar as dispersões espumadas das duas acima. Tabela 3

Tabela 3 (Continuação)

Nota: *UNIFROTH 0800® é um tensoativo aniônico com um nível em sólidos de 38% disponível de UniChem, Inc.

Exemplo 4;

[00115] Neste exemplo, substratos secos foram usados e tratados em um processo de encrespamento fora de linha. Dispersão de HYPOD 8510® comercial foi diluída com água de moinho para um nível em sólidos, a qual foi tratada previamente por adição de NaiCOs, em um nível de 2 g por 10 Kg de água e, então, espumada pela unidade Gaston,acima. A espuma estável foi aplicada à superfície de tambor quente do secador Yankee de 183 cm (72 polegadas) e aderida ao substrato seco com um rolo prensor. Os substratos tratados foram, então, removidos por raspagem da superfície Yankee, depois que os produtos químicos foram curadas durante os tempos e nas temperaturas listados na Tabela 4. Três substratos secos foram usados neste exemplo: não tecidos de spunbond e de BCW, e um papel tissuede UCTAD com 42 g/m2. O spunbond é feito de uma fibra bicomponente e apresenta uma gramatura de 18 g/m2. O BCW apresenta uma gramatura de 20 g/m2. A fibra bicomponente pode ser uma fibra bicomponente de spunbond de PP/PE (polipropileno/polietileno) lado a lado. Ver, por exemplo, a Patente U.S. No. 5.382.400, aqui incorporada na extensão em que ela não conflite com a presente invenção. Tabela 4

Tabela 4 (Continuação)

Exemplo 5:

[00116] Neste exemplo, produtos químicos de revestimento foram espumados e aplicados por sobre o tambor de um secador Yankee de uma maneira em linha. O secador apresentava um diâmetro de 61 cm (24 polegadas). Usando um rolo prensor, o filme, resultante de aplicação da quantidade de suplemento espumada ao secador, foi, então, colocado em contato com a folha de polpa de celulose úmida apresentando uma consistência de cerca de 40% de sólidos em peso.

[00117] Havia quatro polpas diferentes usadas neste exemplo. Duas polpas eram as mesmas que aquela usada para preparar um papel tissuepadrão Kimberly-Clark: fibras de Eucalipto e de Pictou (kraftde madeira macia do norte), enquanto que outras duas polpas eram de custo comparativamente mais baixo e qualidade: fibras de Pinheiro do Alabama do Sul (SAP) e recicladas SFK, disponíveis a partir de SFK Pulp Recycling U.S., Inc.

[00118] Em geral, papel tissue facial produzido a partir da polpa de custo mais baixo tende a apresentar menos maciez. E desejável usar revestimento de superfície com HYPOD 8510® para preparar um papel tissue de polpa de baixo custo, que apresente paridade de maciez ou mesmo maciez aperfeiçoada em face de um papel tissuefacial padrão feito com produto químico de encrespamento convencional.

[00119] A folha umedecida com diferentes combinações das diferentes polpas foi secada sobre a superfície de Yankee quente em conjunto com a química de aditivos e, então, removida por raspagem da superfície de tambor. Amostras 1 a 3 não estão revestidas em superfície com os produtos químicos espumados. A Amostra 1 era um papel tissuefacial de controle produzido da mesma maneira que um produto de papel tissuefacial padrão Kimberly- Clark®. As Amostras 2 e 3 eram amostras de controle para papéis tissue facial de polpa de baixo custo, que foram produzidos da mesma maneira que um produto de papel tissuefacial padrão Kimberly-Clark®. Todas as amostras de controle foram produzidas por aplicação de sprayde produtos químicos de encrespamento não espumado por sobre o tambor de secador. O produto químico de encrespamento foi preparado por misturação de 2.500 mL de poli(álcool de vinila) à 6%, 100 mL de KYMENE® à 12,5% e 15 mL de REZOSOL® à 7,5% em 25 galões de água de moinho.

[00120] Para os Exemplos 4 até 9, HYPOD 8510® foi diluído para diferentes níveis em sólidos e misturado com agente de espumação adicional, ou KLUCEL® ou UNIFROTH 0800®, antes que cada dispersão fosse espumada pelo gerador de espuma Gaston(acima) e aplicada por sobre o secador, para o tratamento de revestimento de superfície. Tabela 5

Nota: *Água será adicionada para constituir até 10 Kg de dispersão.

Exemplo 6:

[00121] Neste exemplo, substratos secos foram usados e tratados em um processo de encrespamento fora de linha. O secador Yankee apresentava um diâmetro de 183 cm (72 polegadas). Havia dois grupos de produtos químicos de revestimento usados neste estudo: dispersões e soluções. A Tabela 6 resume o grupo de produtos químicos de solução solúveis em água e níveis em sólidos de solução de mistura. Para esse grupo, tinha-se que dissolver previamente cada quantidade de suplemento para formar uma solução, e, então, preparar as misturas a partir de cada solução. A dispersão HYPOD 8510® comercial também foi diluída para diferentes níveis em sólidos. As soluções e as dispersões preparadas foram espumadas pela unidade de geração de espuma Gastone aplicadas por sobre a superfície de tambor de secador quente. O filme resultante foi, então, colocado em contato com o substrato seco por um rolo prensor. Os substratos tratados foram, então, removidos por raspagem da superfície Yankee, depois que os produtos químicos foram curados durante certo tempo e nas temperaturas listadas na Tabela 7. Quatro substratos secos foram usados nesse grupo: spunbond com 18 g/m2, papel higiênico de UCTAD com 42 g/m2 e papel tissuefacial com 14,1 g/m2.

[00122] A Tabela 6 contém informações de dois tipos de soluções de polímeros listadas no lado esquerdo da tabela, e três misturas das soluções previamente preparadas. Essas três misturas são Rl, R2 e R3. Por exemplo, RI é uma solução de mistura preparada por misturação de três soluções previamente preparadas (45% de Glucosol à 10% previamente preparado, 40% de PEG à 40% previamente preparado e 15% de Polyox à 2% previamente preparado). A solução de mistura apresentava um nível em sólidos de 20,8%, o qual é resultado da equação 45% x 10% + 40% x 40% + 15% x 2% = 20,8%. Sólidos de mistura para R2 e R3 são calculados da mesma maneira que a de RI. Tabela 6

Tabela 7

Tabela 7 (Continuação)

Exemplo 7:

[00123] Uma modificação de aplicador de espuma foi feita conforme descrito acima. Pretende-se que todas tais mudanças intensifiquem a velocidade vertical da espuma. Isso reduzirá a probabilidade de que a espuma correrá para fora da extremidade labial do aplicador e não por sobre a superfície do secador. Uma vantagem de uma tal modificação é permitir o uso de uma vazão mais baixa, para reduzir a quantidade de revestimento sem diminuir o nível em sólidos.

[00124] Uma quantidade mais baixa da composição de aditivos pode ser alcançada por redução dos níveis em sólidos de HYPOD 8510®. HYPOD 8510® foi diluído para um nível em sólidos de 5% ou mais baixo, de modo que níveis mais baixos de composição de aditivos fossem dispostos no substrato de papel tissue.No entanto, conforme mencionado acima, a estrutura microporosa única da espuma é formada grandemente devido à elevada viscosidade e ao elevado teor em sólidos dos produtos químicos de revestimento. A modificação do aplicador possibilita a redução de níveis de composição de aditivos no papel tissuesem comprometer a formação da estrutura de papel tissueespumado única da presente invenção. As amostras da Tabela 8 resumem as condições de operação usadas com o aplicador modificado. Os Cóigos 1 e 2 foram preparados com um produto químico de encrespamento convencional listado no Exemplo 5. Os Códigos 3-7 foram preparados com HYPOD 8510® espumado. Tabela 8

• Pictou é classificado como polpa kraft de madeira macia do norte. • SFK é grau de fibras 100% recicladas disponível de SFK (acima). Tabela 8 (Continuação)

Resultados de Avaliação de Painel Sensorial: Estudo 1:

[00125] Este estudo foi realizado para determinar a maciez por meio do Teste de Classificação em Mão para Propriedades Táteis (Teste HIR). Neste estudo, foram selecionados quatro materiais de papel tissue.Foram testados os seguintes códigos a partir do Exemplo 1: papel tissuefacial e papel higiênico de UCTAD, um papel tissuefacial tratado com HYPOD (Código 10, Tabela 1) e papéis tissuede UCTAD (Código 8, Tabela 1). Cada código de papel tissuefacial era um papel tissuefacial com duas camadas ou com (1) a superfície revestida (também o lado encrespado) que se volta para o lado de fora, de modo que o usuário possa tocar somente o lado mais macio e mais liso. Papel tissuede UCTAD com uma camada também foi testado, mas somente apresenta um lado encrespado de acordo com a presente invenção. O Teste IHR somente usa o(s) lado(s) tratado(s).

[00126] A Tabela 9 resume os quatro códigos que foram os objetos deste estudo. O teor em papel tissuede HYPOD foi determinado por medição do teor em potássio das amostras de papel tissue versus o teor em potássio de polímero seco de HYPOD. (O componente PRIMACOR de HYPOD é poli(acrilato de potássio)). abela 9

[00127] Para informações de códigos adicionais, verificar a Tabela 1.

[00128] Resultados de Painel Sensorial: Foram conduzidos dois estudos de painéis sensoriais separados: um para o produto de papel tissue facial da presente invenção e o outros para o papel higiênico de UCTAD. Os resultados de maciez são listados nas Tabelas 10 e 11. abela 10

[00129] Os resultados mostram que o tratamento de superfície da presente invenção aperfeiçoou a maciez de papel tissuenos logits de 2, significando que ele é sentido como 100 vezes mais macio. Tanto papel tissue facial tratado com HYPOD quanto papel tissuede UCTAD tiveram melhor desempenho do que seus respectivos controles com uma confiança de 95%.

Estudo II:

[00130] Códigos de Produto de Papel Tissue:Seis materiais de papel tissueforam selecionados a partir de Exemplo 5 e convertidos em papéis tissuefaciais com 2 camadas. Ambos os lados dos papéis tissueforam tratados e voltados para fora. A Tabela 12 resume os seis códigos com dados de quantidades de suplemento de HYPOD. O teor em papel tissuefoi determinado por medição do teor em potássio das amostras de papel tissue versus o teor em potássio de polímero seco de HYPOD (O componente PRIMACOR de HYPOD é poli(acrilato de potássio)). Tabela 12

• SFK é grau de fibras 100% recicladas a partir de SFK.

[00131] Os resultados de painel sensorial são listados na Tabela 13: Tabela 13

Exemplo 8:

[00132] Neste exemplo, composições de aditivos eram ou espumadas ou diluídas antes que elas fossem aplicadas ao secador Yankee. A aplicação das composições de aditivo foi feita em linha com um aplicador de espuma ou com uma lança de aplicação de spray. O aplicador de espuma aplicou a química de aditivos a um secador Yankee em um nível em sólidos de 20% em peso, e a lança de aplicação de spray líquido (conhecida na técnica anterior) aplicou a química de aditivos a um secador Yankee em um nível em sólidos de menos do que 1% em peso. (O secador Yankee, no qual o filme foi formado, apresentava um diâmetro de 61 cm (24 polegadas)). Os produtos químicos de aditivos foram aquecidos e, assim, formada uma estrutura de filme.

[00133] As folhas umedecidas foram secadas na superfície de secador Yankee quente com a química de aditivos (agora um filme), aplicada ao secador como um HYPOD espumado ou aspergido. Usando-se um rolo prensor, o filme foi diretamente ligado às folhas de polpa de celulose umedecidas secadas contendo cerca de 40% em sólidos em peso. (As polpas usadas para esses dois códigos eram fibras de eucalipto e de pictou (kraftde madeira macia do norte). O papel tissuefoi, então, encrespado por remoção por raspagem do papel tissueda superfície de secador.

[00134] O Código 1 era o produto produzido com o tratamento de superfície com HYPOD aplicado com spray.O Código 2 foi usado como um controle de tecnologia de fabricação de papel tissuefacial corrente. A quantidade de químicas de aditivos aplicada aos papéis tissueera cerca da mesma para ambos os códigos. Os dados de composição de aditivos (“revestimento”) na Tabela 14 indica que eles eram substancialmente próximos, com o código aplicado por sprayligeiramente mais elevado. Os dois códigos foram ambos tratados em superfície pela mesma química de aditivos, por uso de dois diferentes métodos de aplicação. Qualquer diferença de maciez entre os dois códigos (de acordo com o Teste IHR) é devido à estrutura muito diferente da composição de aditivos conforme aplicada às amostras. Ver a Figura 6. Tabela 14

Tabela 14 (Continuação)

Estudo III:

[00135] Códigos de Produto de Papel Tissue:Dois materiais de papel tissueforam selecionados a partir do Exemplo 8 e convertidos em produtos de papel tissuefacial. O papel tissuefacial resultante depois era um produto com 2 camadas com o lado tratado se voltando para fora. Portanto, cada superfície dos papéis tissuefaciais foi tratada.

[00136] Resultados de Painéis Sensoriais: Um estudo de painel sensorial foi conduzido nesses dois papéis tissuefaciais. Os resultados de maciez são listados na Tabela 15. Os resultados indicam que o papel tissue facial com o tratamento de superfície com HYPOD espumado é significativamente mais macio do que o papel tissueapresentando o tratamento de superfície com HYPOD aplicado por spray. Tabela 15

Exemplo 9:

[00137] Neste exemplo, composições de aditivos e componentes de intensificação foram misturados em um recipiente com um poderoso agitador e, então, diluídos para o nível em sólidos designado. Quando os componentes de intensificação foram adicionados nas composições de aditivos, foi importante se assegurar de que os componentes de intensificação se dispersaram uniformemente sob quantidade de agitação suficiente. Os agentes de benefício (composições de aditivos e componentes de intensificação misturados) foram, então, bombeados para uma unidade de espuma Gastone espumados antes que eles fossem aplicados ao secador Yankee. A aplicação do agente de benefício foi feita em linha com um aplicador de espuma. O código de controle, feito com uma solução de produtos químicos de encrespamento convencional (refira-se ao Exemplo 5, Código 1) foi aplicado por sobre o secador Yankee por uma lança de aplicação de sprayem um nível em sólidos de menos do que 1% em peso. (O secador Yankee, no qual o filme foi formado, para cada agente de benefício ou solução de produto químico de encrespamento convencional, apresentava um diâmetro de 61 cm (24 polegadas).) Ambos os tipos de líquidos foram aquecidos pelo secador e, assim, formou-se uma estrutura de filme na superfície do secador.

[00138] As polpas usadas para esses dois códigos eram fibras de eucalipto e de pictou (kraftde madeira macia do norte com fibras de eucalipto nas camadas externas e fibras de pictou na camada do meio, conforme descrito no Exemplo 5, Código 1). Usando-se um rolo prensor, o filme de agentes de benefício (ou filme de encrespamento convencional) foi diretamente ligado às folhas de polpa de celulose umedecida contendo cerca de 40% de sólidos em peso. As folhas de polpa umedecida foram secadas na superfície do secador Yankee quente, em conjunto com os agentes de benefício, ou com o produto químico de encrespamento convencional aplicado por spray.O papel tissue revestido foi, então, encrespado por remoção por raspagem do papel tissueda superfície do secador com uma lâmina.

[00139] O Código de Controle 901 era o produto produzido com a solução de produto químico de encrespamento convencional aplicada com spray,enquanto que o Código 902 foi produzido com o tratamento de superfície com HYPOD® de composição de aditivos espumada da presente invenção. No entanto, os agentes de benefício para o Código 902 somente compreendiam uma composição de aditivos. Os Códigos 904 a 912 eram os produtos produzidos com os agentes de benefício espumados compreendendo tanto a composição de aditivos quanto os componentes de intensificação. O Código 904 apresentava 6% em peso de dispersão de poli(l-vinil-pirrolidona- estireno) (PVS), disponível de Aldrich, Milwaukee, Wisconsin, EUA como seu componente de intensificação, enquanto que o Código 905 apresentava 10% em peso de PVS. O Código 906 apresentava 6% em peso de partículas de sílica gel (SG) sólidas com um tamanho de partícula de 9,5 a 11 micrômetros, também disponível de Aldrich, Milwaukee, Wisconsin, EUA e o Código 907 apresentava 3% em peso de flocos de línter de algodão (CLF) com um comprimento de fibra em torno de 0,35 mm, comercialmente disponível de International Fiber Corp., North Tanawanda, New York, EUA. O Código 910 apresentava 6% em peso de microesferas expansíveis de Expancel® (EXP) 909 DUX 80, comercialmente disponível de AkzoNobel, Duluth, Georgia, EUA como seu componente de intensificação, enquanto que o Código 912 apresentava dois componentes de intensificação: 3% em peso de CLF e 6% em peso de EXP.

[00140] A Tabela 16, abaixo, resume a lista de códigos, composições dos agentes de benefício usados, condições de espumação e condições de produção detalhadas e GMT dos papéis tissueproduzidos. Tabela 16

Tabela 16 (Continuação)

Notas: ‘Percentagem de componente de intensificação é calculada com base no peso seco da composição de aditivos; “Produtos químicos de encrespamento de polímero solúvel em água convencionais para produção de papel tissuefacial aplicada por meio de uma lança de aplicação de spray subjacente ao secador Yankee; ‘“Esse GMT foi medido em folha de papel tissue não convertida comparado aos valores de GMT na Figura 12, que foram medidos no produto de papel tissue facial com 2 camadas depois de conversão.

Exemplo 10:

[00141] Na Tabela 17, 13 diferentes substratos secos foram selecionados e revestidos em superfície com diferentes agentes de benefício com diferentes combinações de composições de aditivos e de componentes de intensificação, para conseguir aperfeiçoamento de maciez. Esses substratos são: (1) materiais de spunbond de polipropileno com 8 a 20 g/m2; (2) material de cobertura externa de calça de treinamento descartável com 20 g/m2; (3) filme de Texol com 16 g/m2; (4) material não tecido com aberturas com 24 g /m2 ; (5) material laminado de coform/spunbond/coform com 35 g/m2; (6) meios de filtração 351H Intrepid® com 68 g/m2, um tecido para filtros de ar no nível MERV 8; (7) folha de base Hydroknit® com 54 g/m2; (8) material de cobertura externa de fralda com 20 g/m2; (9) material de SMS com 12 g/m2; (10) material de BCW com 25 g/m2; e (11) material de coformcom g/m2 compreendendo 45% de Vistamaxx e 55% de polpa de madeira. Todos os substratos secos foram tratados em um processo de encrespamento fora de linha.

[00142] Uma dispersão de HYPOD 8510® comercial ou uma dispersão de poliolefina de experimento foi misturada separadamente com diferentes tipos de componentes de intensificação, em um recipiente, por um agitador poderoso e, então, diluída aos níveis em sólidos designados. A dispersão de poliolefina de experimento (DPOD 80/20) é uma dispersão experimental fornecida por Dow Chemical, que compreende uma combinação de 80% em peso de AFFINITY® e de 20% em peso de PRIMACOR®, apresenta um nível de sólidos de 55% em peso, e exibe uma viscosidade de cerca de 1,2 Pa.s (1.200 cp). Quando os componentes de intensificação foram adicionados às composições de aditivos, foi importante se assegurar de que os componentes de intensificação se dispersaram uniformemente sob quantidade de agitação suficiente. As composições de aditivos e os componentes de intensificação (agentes de benefício) misturados foram, então, bombeados para uma unidade de espuma Gastone espumados antes que eles fossem aplicados a um secador de calandra quente. A aplicação do agente de benefício foi feita fora de linha com um aplicador de espuma. Na aplicação fora de linha, a espuma de agente de benefício foi aplicada por sobre a superfície quente do secador e, então, diretamente ligada com o substrato seco por um rolo prensor. Em comparação à aplicação em linha, os substratos usados são secos e não contêm água. Portanto, a exigência de capacidade de aquecimento para o secador é muito menor para o processo de aplicação fora de linha.

[00143] O substrato tratado foi, então, removido por raspagem da superfície de secador de calandra quente depois que a espuma foi curada. O secador de calandra quente apresentava um diâmetro de 49,5 cm (19,5 polegadas) e foi aquecido para uma faixa de temperaturas de entre 115 °C (240 °F) e 165 °C (330 °F), para cura suficiente dos agentes de benefício. A seleção da temperatura do secador também estava relacionada ao tipo de um material de substrato. Quando o substrato for superaquecido, ele tenderá a se tornar rígido e quebradiço, devido à formação demasiada de muitas ligações interfibras, que desafiarão a finalidade desse tratamento de superfície.

[00144] Todos os substratos tratados listados na Tabela 17 exibiram aperfeiçoamento significativo em maciez global e toque manual de superfície, em comparação com seus controles não tratados. Tabela 17

Tabela 17 (Continuação)

MÉTODOS DE TESTE (1) Teste de Classificação em Mão para Propriedades Táteis (Teste IHR):

[00145] No Teste de Classificação em Mão (IHR) é uma avaliação básica de toque em mão de tramas fibrosas e que avalia atributos, tal como maciez. Esse teste é útil na obtenção de uma leitura rápida quanto ao fato de se uma mudança de processo é humanamente detectável e/ou afeta a percepção de maciez, quando comparado a um controle. A diferença dos dados de maciez de IHR entre uma trama tratada e uma trama de controle reflete o grau de aperfeiçoamento de maciez.

[00146] Um painel de testadores foi treinado para fornecer avaliações mais acuradamente do que um consumidor não treinado médio poderia fornecer. Os dados de classificação gerados para cada código de amostra pelo painel foram analisados usando um modelo de regressão de perigos proporcionais. Esse modelo assume computacionalmente que o painelista procede através do procedimento de classificação a partir de mais do atributo sendo avaliado ao menos do atributo. Os resultados de teste de maciez são apresentados como valores de logits. Os logits são o logaritmo natural das razões de risco que são estimadas para cada código a partir do modelo de regressão de perigos proporcionais. Logits maiores indicam que o atributo de interesse é percebido com maior intensidade.

[00147] Devido ao fato de que os resultados de IHR são expressos em logits, a diferença em maciez aperfeiçoada é realmente muito mais significativa do que os dados indicam. Por exemplo, quando a diferença de dados de IHR for de 1, ela realmente representará aperfeiçoamento de 10 vezes (101 = 10) em maciez global, ou aperfeiçoamento de 1.000% em relação a seu controle. Em outro exemplo, se a diferença for de 0,2, ela representará aperfeiçoamento de 1,58 vezes (IO0,2 = 1,58) ou de 58%.

[00148] Os dados a partir de IHR também podem ser apresentados em um formato de classificação. Os dados, de maneira geral, podem ser usados para fazer comparações relativas dentro de testes, como uma classificação do produto, e é dependente dos produtos com os quais eles são classificados. Comparações através do teste podem ser feitas quando pelo menos um produto é testado em ambos os testes.

(2) Teste de Volume de Folha

[00149] O volume de folha é calculado como o quociente do calibre da folha de uma folha fibrosa condicionada, expresso em micrômetros, dividido pela gramatura condicionada, e expresso em gramas por metro quadrado. O volume de folha resultante é expresso em centímetros cúbicos por grama. Mais especificamente, o calibre de folha é a espessura representativa de uma folha única medida de acordo com os Métodos de Teste TAPPI T402 “Atmosfera de Condicionamento e de Testagem Padrão para Papel, Papelão, Folhas Manuais de Polpa e Produtos Relacionados” e T411 om-89 “Espessura (calibre) de Papel, Papelão e Papelão Combinado” com Nota 3 para folhas empilhadas. O micrômetro usado para a realização de T411 om-89 é um Emveco 200-A Tissue Caliper Tester,disponível de Emveco, Inc., Newberg, Oregon, EUA. O micrômetro apresente uma carga de 2 kPa, uma área de pé de pressão de 2.500 milímetros quadrados, um diâmetro de pé de pressão de 56,42 milímetros, um tempo cie residência de 3 segundos e uma taxa de diminuição de 0,8 milímetros por segundo.

(3) Teste de Viscosidade

[00150] A viscosidade medida usando um Viscosímetro Brookfield, modelo RVDV-II+, disponível de Brookfield Engineering Laboratories, Midleboro, Massachusetts, EUA. As medições são tomadas à temperatura ambiente (23 °C), em 100 rpm, ou com um fuso de 4 ou com um fuso de 6, dependendo da viscosidade esperada. As medições de viscosidade são relatadas em unidades de centipoise.

(4) Quantidade de Teste de Composição de Aditivos de HYPOD 8510®

[00151] Em um aspecto da invenção, quantidade de suplemento de HYPOD é determinada por uso de digestão com ácido. Amostras são calcinadas a úmido com ácidos sulfúrico e nítrico concentrados suficientes para destruir o material carbonáceo e isolar os íons potássio da matriz celulósica. A concentração de potássio é, então, medida por absorção atômica. Quantidades de suplemento de HYPOD 8510® são determinadas por referência à concentração de potássio do HYPOD 8510® na amostra para medições de HYPOD 8510® aparentes a partir de um controle de solução de dispersão de HYPOD 8510® (LOTVB1955WC30, 3,53%).

(5) Método para Determinação de Teor em Composição de Aditivos em Papel Tissue

[00152] Amostras foram digeridas seguindo o Método EPA 3010A. O método consiste na digestão de uma quantidade conhecida de material com ácido nítrico em um digestor em blocos e levando-se a mesma a um volume conhecido no final da digestão.

[00153] A análise foi realizada em um espectrofotômetro de absorção atômica de chama, usando-se o Método EPA 7610 datado de julho de 1986, que é um método de aspiração direta usando-se uma chama de ar/acetileno. O instrumento usado era um VARIAM AA240FS, disponível de Aligent Technologies, Santa Clara, Califórnia, EUA.

[00154] A análise foi realizada da seguinte maneira: O instrumento foi calibrado com um branco e cinco padrões. A calibração foi seguida por análise de um segundo padrão de fonte para confirmar os padrões de calibração. Neste caso em particular, a recuperação foi de 97% (90-100% sendo aceitável). A seguir, um branco de digestão e um padrão de digestão foram analisados. Neste caso em particular, o branco era de menos do que 0,1 mg/L e a recuperação de padrão era de 93% (85-115% sendo aceitável). As amostras foram, então, analisadas e depois de cada décima amostra foi processado um padrão (90-110% sendo aceitável). No final de toda a análise, um branco e um padrão foram processados.

(6) Gramatura

[00155] A gramatura dos espécimes de folhas de papel tissuefoi determinada usando-se um procedimento de TAPPI T410 modificado. As amostras previamente estratificadas foram condicionadas à23± l°Ceà50± 2% de umidade relativa durante um mínimo de 4 horas. Depois do condicionamento, uma pilha de 16 amostras previamente estratificadas de 7,62 cm x 7,62 cm (3” x 3”) foi cortada usando-se uma prensa de molde e molde associado. Isso representa uma área de amostra de folhas de papel tissuede 0,0929 m2 ou de 144 polegadas quadradas. Exemplos de prensas de molde adequadas são prensa de molde TMI DGD, fabricada por Testing Machines, Inc., localizada em Islândia, NY, EUA ou uma máquina de testagem Swing Beam,fabricada por USM Corporation, localizada em Wilmington, Massachusetts, EUA. As tolerâncias de tamanhos de molde são de ± 0,02 cm (0,008 polegadas) em ambas as direções. A pilha de espécimes é, então, pesada para o mais próximo a 0,001 gramas em uma balança analítica tarada. A gramatura em gramas por metro quadrado (g/m2) é calculada usando-se a seguinte equação:

[00156] Gramatura (condicionada) = peso da pilha em gramas/(0,0929 m)

(7) Resistência à Tração Média Geométrica (GMT)

[00157] A Resistência à Tração Média Geométrica (GMT) é a raiz quadrada do produto da resistência à tração na direção da máquina (MD) seca multiplicada pela resistência à tração na direção transversal à máquina (CD) seca, e é expressa como gramas por 7,62 cm (3 polegadas) de largura de amostra. A resistência à tração na MD é a carga de pico por 7,62 cm (3 polegadas) de largura de amostra, quando uma amostra for puxada até a ruptura na direção da máquina. Similarmente, a resistência à tração na CD é a carga de pico por 7,62 cm (3 polegadas) de largura de amostra, quando uma amostra for puxada até a ruptura na direção transversal à máquina. As curvas de tração são obtidas sob condições de laboratório de 23,0 °C ± 1,0 °C, 50,0 ± 2,0% de umidade relativa, e depois que as amostras de papel tissuetiverem se equilibrado para as condições de testagem, durante um período de não menos do que quatro horas.

[00158] As amostras para a testagem de resistência à tração são cortadas em tiras de 76 mm (3 polegadas) de largura por pelo menos 127 mm (5 polegadas) de comprimento na orientação tanto na direção da máquina (MD) quanto na direção transversal à máquina (CD), usando-se um JDC Precision Cutter (Thwing-Albert Instrument Company,Filadélfia, PA, Modelo No. SCI30). Os testes de tração são medidos em um MTS Systems Synergic 100, processado com programa de computador TestWorks® 4 versão 4.08 (MTS Systems Corp., Eden Prairie, MN, EUA).

[00159] A célula de carga é selecionada ou a partir de um máximo de 50 Newton ou a partir de um máximo de 100 Newton, dependendo da resistência da amostra sendo testada, tal que a maioria dos valores de carga de pico recaia entre 10-90% do valor de escala completa da célula de carga. O comprimento de medição entre as garras é de 102 ± 1 mm (4 ± 0,04 polegadas). As garras são operadas usando-se ação pneumática e são revestidas com borracha. A largura da face de agarre mínima é de 76 mm (3 polegadas), e a altura aproximada de uma garra é de 13 mm (0,5 polegadas). A velocidade da cruzeta é de 254 ±10 mm/min (10 ± 0,4 polegadas/minuto), e a sensibilidade de ruptura é ajustada em 65%.

[00160] A amostra é colocada nas garras do instrumento, centralizada tanto verticalmente quanto horizontalmente. O teste é, então, iniciado e termina quando o espécime se rompe. A carga de pico é registrada ou como a “resistência à tração na MD” ou como a “resistência à tração na CD” do espécime, dependendo da direção da amostra sendo testada. Dez (10) espécimes por amostra são testados em cada direção, com a média aritmética sendo relatada como valor de resistência à tração ou na MD ou na CD para o produto. A resistência à tração média geométrica é calculada a partir da seguinte equação: GMT = (Tração na MD x Tração na CD)1/2

[00161] As dimensões e valores aqui descritos não devem ser entendidos como estando estritamente limitados aos valores numéricos exatos mencionados. Ao invés disso, a menos de especificado de outra maneira, pretende-se que cada tal dimensão signifique o valor mencionado e uma faixa funcionalmente equivalente circundando aquele valor. Por exemplo, uma dimensão descrita como “40 mm” pretende significar “cerca de 40 mm”.

[00162] Todos os documentos citados na Descrição Detalhada da Invenção são, na parte relevante, aqui incorporados por referência; a citação de qualquer documento não deve ser interpretada como uma admissão de que seja técnica anterior com respeito à presente invenção. Na extensão em que qualquer significado ou definição de uma palavra ou de uma expressão, neste documento escrito, conflite com qualquer significado ou definição da palavra ou da expressão em um documento incorporado por referência, o significado ou a definição designados à palavra ou à expressão neste documento escrito deve prevalecer.

[00163] Embora modalidades particulares da presente invenção tenham sido ilustradas e descritas, seria óbvio, aos técnicos no assunto, que várias outras mudanças e modificações podem ser feitas, sem se desviar do espírito e do escopo da invenção. Portanto, pretende-se cobrir, nas reivindicações anexas, todas tais mudanças e modificações, que estejam dentro do escopo desta invenção.

Claims

1. Método de encrespamento de um substrato não tecido, caracterizado por compreender as etapas de: (a) fornecer um substrato não tecido; (b) posicionar um aplicador adjacente a uma superfície de secagem não permeável, quente; (c) por meio do dito aplicador, aplicar à superfície de secagem, um agente de benefício espumado, aquoso, em que dito agente de benefício compreende uma composição de aditivos; (d) permitir que o agente de benefício espumado forme um filme de adesivo sobre a superfície de secagem, o filme de adesivo tendo bolhas de ar dentro do mesmo; (e) ligar diretamente o substrato não tecido ao filme de adesivo posicionado na superfície de secagem; e (f) raspar o substrato não tecido ligado e o filme de adesivo a partir da superfície de secagem.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição de aditivos compreende uma mistura de um polímero sintético solúvel em água e um polímero natural solúvel em água.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dispersão de polímero é selecionada a partir do grupo consistindo de dispersões de poliolefina, dispersões de copolímero em blocos de poli(butadieno-estireno), dispersões de copolímero de látex pirrolidona- estireno, dispersões de copolímero de poli(álcool de vinila-estireno) e combinações dos mesmos.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o agente de benefício compreende adicionalmente um componente de intensificação.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o dito componente de intensificação é selecionado a partir do grupo consistindo de micropartículas, microesferas termicamente expansíveis, fibras cortadas, dispersões de polímero adicionais, fragrâncias, antibacterianos, hidratantes, suavizantes, medicamentos, e combinações dos mesmos.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o substrato não tecido é um papel tissue e exibe maciez aumentada de acordo com o Teste de Classificação em Mão para Propriedades Táteis (Teste HIR) de logits de 0,5 a 18 e um nível de GMT de 800 a 1.200.