BR112019014907B1

BR112019014907B1 - Produto de papel tissue, e, método para formar um produto de papel tissue

Info

Publication number: BR112019014907B1
Application number: BR112019014907-4A
Authority: BR
Inventors: Thomas Gerard Shannon; Bo Shi; Jeffrey James Timm; Abigail Joy Mitchell
Original assignee: Kimberly-Clark Worldwide, Inc
Priority date: 2017-02-22
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2022-08-23
Also published as: MX2019008745A; BR112019014907A2; KR102703259B1; WO2018156111A1; RU2727471C1; AU2017400676B2; KR20190116332A; AU2017400676A1; GB2574743A; CN110214210A; GB2574743B; US20180334778A1; GB201912945D0; US10450703B2

Abstract

A presente invenção fornece um produto de papel tissue compreendendo pelo menos cerca de 10 por cento em peso de fibras de alta aspereza, de cerca de 1,0 a cerca de 10 por cento em peso de fibras sintéticas e menos de cerca de 10 por cento em peso de fibras celulósicas de baixa aspereza. As fibras de alta aspereza podem ser fibras celulósicas com um comprimento médio de fibra superior a cerca de 2,0 mm e uma aspereza maior que 17 mg/100 m, como fibras de polpa kraft de fibra longa do sul (SSWK) derivadas de um pinheiro no subgênero Pinus, e a fibra sintética é uma fibra termoplástica não celulósica, tal como fibras de tereftalato de polietileno não-fibriladas (PET). Em certas modalidades, os produtos de papel tissue podem estar substancialmente isentos de fibras celulósicas longas de baixa aspereza, ainda fornecerem resistência satisfatória, tal como uma tração média geométrica de cerca de 500 a cerca de 1.200 g/3" e macieza, tal como um TS7 inferior a cerca de 11,0.

Description

FUNDAMENTOS DA DIVULGAÇÃO

[001] Fabricantes de papel e fabricantes de papel tissue em particular, buscam há muito tempo uma maneira de equilibrar a resistência e maciez dos produtos de papel, tratando ou alterando o suprimento para fabricação de papel. Por exemplo, uma prática comum na fabricação de produtos de papel tissue é fornecer dois suprimentos (ou fontes) de fibra de celulose. Às vezes, um sistema de dois suprimentos é usado, no qual o primeiro suprimento compreende uma fibra de celulose com um comprimento de fibra relativamente curto, tal como uma fibra de celulose kraft de coníferas, e a segunda matéria-prima é feita de fibra de celulose com um comprimento de fibra relativamente longo, tal como fibra de celulose kraft de folhosas. O suprimento de fibras curtas pode ser usado para fornecer o produto acabado com uma sensação tátil mais macia, enquanto o suprimento de fibras longas pode ser usado para fornecer o produto acabado com mais resistência.

[002] Enquanto a maciez na superfície dos produtos de papel tissue é um atributo importante, um segundo elemento na suavidade geral de uma folha de papel tissue é a rigidez. A rigidez pode ser medida a partir da curva de tração da curva de tensão-deformação. Quanto mais baixa a inclinação mais baixa é a rigidez e melhor é a maciez total que o produto apresentará. Rigidez e resistência à tração estão correlacionadas positivamente, entretanto, numa determinada resistência à tração, as fibras curtas exibirão uma rigidez superior a das fibras longas. Embora não se busque restrições de teoria, acredita-se que este comportamento é devido ao maior número de ligações de hidrogênio necessárias para produzir um produto de uma determinada resistência à tração com fibras curtas do que com fibras longas. Assim, fibras longas de baixa aspereza e facilmente dobráveis, tais como aquelas fornecidas pelas fibras kraft de madeira macia do norte (NSWK) geralmente fornecem a melhor combinação de durabilidade e maciez em produtos de papel tissue quando essas fibras são utilizadas em combinação com fibras kraft de madeira dura, tais como fibras kraft de madeira dura de eucalipto. Embora as fibras kraft de folhosas do norte tenham uma aspereza superior às fibras de eucalipto, sua pequena espessura de parede de célula em proporção ao diâmetro do lúmen combinado com seu longo comprimento torna-as o candidato ideal para otimizar a durabilidade e maciez do papel tissue.

[003] Infelizmente, o fornecimento da NSWK está sob pressão significativa tanto economicamente quanto ambientalmente. Desse modo, os preços das fibras NSWK aumentaram significativamente criando uma necessidade de encontrar alternativas para otimizar a suavidade e resistência em produtos de papel tissue. Outro tipo de fibra de folhosas é a "kraft de folhosas do sul" (“SSWK”), que é amplamente utilizada em produtos absorventes contendo felpa de celulose tais como fraldas, produtos para absorventes de higiene feminina e produtos para incontinência. Infelizmente, embora não estando sob as mesmas pressões ambientais e de fornecimento que a NSWK, as fibras SSWK são ásperas demais para produtos de papel tissue e, portanto, pouco adequadas para fabricar produtos de papel tissue suaves. Embora contendo um longo comprimento de fibra, as fibras SSWK têm também uma ampla largura de parede celular e um diâmetro do lúmen muito estreito assim criando produtos de sensação mais grosseira do que das fibras NSWK.

[004] O fabricante de papel tissue que for capaz de identificar fibras contendo uma combinação desejável de comprimento de fibra e aspereza de misturas de fibra geralmente consideradas como inferiores com relação às propriedades de fibra médias poderá obter significativa redução de custos e/ou melhorias no produto. Por exemplo, o fabricante pode desejar fabricar um papel tissue com resistência superior sem incorrer na degradação comum da maciez que acompanha uma resistência mais elevada. Alternativamente, o fabricante de papel pode desejar um grau mais elevado da união na superfície do papel para reduzir o desprendimento de fibras livre sem sofrer a diminuição usual da suavidade que acompanha a maior união das fibras superficiais. Desse modo, existe atualmente uma necessidade de um produto de papel tissue formado a partir de uma fibra que irá melhorar a durabilidade sem afetar negativamente outras propriedades importantes do produto, como a maciez.

SUMÁRIO DA DIVULGAÇÃO

[005] Descobriu-se agora, surpreendentemente, que a fração de fibra celulósica longa e de baixa aspereza da composição de fabricação de papel tissue pode ser substituída por uma mistura de fibra longa e de alta aspereza e fibras sintéticas sem afetar negativamente propriedades importantes do papel tissue, tais como força e rigidez. Em alguns casos, as propriedades do produto de papel tissue podem, na verdade, ser melhoradas substituindo a fração de fibra celulósica longa e de baixa aspereza do fornecimento de papel tissue por uma mistura de fibras longas e de alta aspereza e fibras sintéticas. Por exemplo, a presente invenção proporciona um papel tissue macio e forte compreendendo menos do que cerca de 10 por cento, em peso do produto, de fibras celulósicas longas e de baixa aspereza, o produto tendo um valor TS7 de cerca de 11,0 ou menos e uma média geométrica de tração (GMT) de cerca de 500 a cerca de 1.200 g/3”.

[006] Em outras modalidades, a presente invenção proporciona produtos de papel tissue compreendendo fibras celulósicas de alta aspereza e fibras sintéticas, tendo o produto um valor TS7 de 11,0 ou inferior e um GMT de cerca de 500 a cerca de 1.200 g/3". Em uma modalidade particularmente preferida, os produtos de papel tissue da presente invenção compreendem menos de cerca de 10 por cento, em peso do produto, de fibras celulósicas longas de baixa aspereza, tal como cerca de 0 a cerca de 10 por cento e mais preferivelmente de cerca de 0 a cerca de 5 por cento. Em comparação com produtos de papel tissue fabricados de forma similar consistindo essencialmente em fibras celulósicas curtas e fibras celulósicas longas e de alta aspereza, os produtos de papel tissue inventivos melhoraram a resistência com uma maciez igual ou melhorada.

[007] Ainda noutras modalidades, a presente divulgação proporciona um produto de papel tissue compreendendo pelo menos uma manta de papel tissue, a manta de papel tissue compreendendo fibras celulósicas de alta aspereza e fibras sintéticas, as fibras sintéticas com um comprimento médio de fibra inferior a 6,0 mm e pelo menos uma dimensão em seção transversal inferior a cerca de 20 microns, tal como de cerca de 10 a cerca de 20 microns, o produto de papel tissue tendo um GMT superior a cerca de 500 g/3", um volume de folha superior a cerca de 10,0 cm3/g, um valor TS7 de 11,0 ou inferior e uma resistência média geométrica à ruptura (Rasgo GM) superior a cerca de 10,0 N. Assim, os produtos de papel tissue inventivos têm durabilidade e resistência suficientes para suportar a utilização e são também macios e substanciais ao toque.

[008] Ainda noutras modalidades a presente invenção proporciona um produto de papel tissue compreendendo pelo menos uma manta de papel tissue seca ao ar, a manta de papel tissue compreendendo fibras celulósicas de alta aspereza e fibras sintéticas, as fibras sintéticas tendo um comprimento médio de fibra inferior a 6,0 mm e pelo menos uma dimensão em seção transversal inferior a cerca de 20 microns, tendo o produto um GMT de cerca de 500 a cerca de 1.200 g/3", uma inclinação média geométrica (Inclinação GM) inferior a cerca de 7,0 kg e um valor TS7 de 11,0 ou inferior.

[009] Em outras modalidades, a presente invenção proporciona um produto de papel tissue compreendendo uma manta de papel tissue seca ao ar compreendendo um suprimento de fibras consistindo essencialmente em fibras celulósicas de alta aspereza, fibras celulósicas curtas e fibras sintéticas, tendo o produto um GMT de cerca de 500 a cerca de 1.000 g/3”, uma absorção de energia média elástica geométrica (GM TEA) superior a cerca de 7,0 gm*cm/cm2 e um valor TS7 de 11,0 ou menos.

[0010] Ainda noutras modalidades, a presente divulgação proporciona um produto de papel tissue seco ao ar não crespado compreendendo um suprimento de fibras consistindo essencialmente em fibras celulósicas de alta aspereza, fibras celulósicas curtas e fibras sintéticas, tendo o produto um GMT de cerca de 500 a cerca de 1.000 g/3", uma absorção geométrica média de energia de tração (GM TEA) superior a cerca de 7,0 gm*cm/cm2 e um valor TS7 de 11,0 ou menos.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0011] A Figura 1 é um gráfico de TS7 (eixo y) em relação à média de tração geométrica (GMT, eixo x) para três produtos de papel tissue diferentes fabricados a três diferentes resistências à tração geométrica média, -9 - são produtos de papel tissue com três camadas e compreendem 40% de NSWK e 60% de EHWK, ■ - são produtos de papel tissue com três camadas e compreendem 40% de SSWK e 60% de EHWK; e - A- são produtos de papel tissue com três camadas e compreendem 37% de SSWK, 3% de fibra sintética e 60% de EHWK, uma curva ajustada linearmente através dos pontos de dados tem a equação TS7 = 0,0042*GMT + 6,6367 e um valor de R2 de 0,997; A Figura 2 é um gráfico da média da ruptura geométrica (eixo y) em relação à média da tração geométrica (GMT, eixo x) para três produtos de papel tissue diferentes fabricados a três diferentes resistências à tração geométrica média, -9- são produtos de papel tissue com três camadas e compreendem 40% de NSWK e 60% de EHWK, ■ - são produtos de papel tissue com três camadas e compreendem 40% de SSWK e 60% de EHWK; e - A- são produtos de papel tissue com três camadas e compreendem 37% de SSWK, 3% de fibra sintética e 60% de EHWK; e A Figura 3 é um gráfico da absorção média da energia de tração geométrica (eixo y) em relação à tração média geométrica (GMT, eixo x) de três produtos de papel tissue diferentes fabricados a três diferentes resistências à tração geométrica média, • - são produtos de papel tissue com três camadas e compreendem 40% de NSWK e 60% de EHWK, ■ - são produtos de papel tissue com três camadas e compreendem 40% de SSWK e 60% de EHWK; e -A- são produtos de papel tissue com três camadas e compreendem 37% de SSWK, 3% de fibra sintética e 60% de EHWK.

DEFINIÇÕES

[0012] Conforme aqui utilizado, o termo “Comprimento de Fibra Média” significa o comprimento médio de fibra ponderada pelo comprimento (LWAFL) das fibras determinado utilizando o Analisador de Qualidade de Fibra OpTest, modelo FQA-360 (OpTest Equipment, Inc., Hawkesbury, ON). De acordo com o procedimento de teste, uma amostra de polpa é tratada com um líquido de maceração para garantir que nenhum feixe de fibras ou fragmentos está presente. Cada amostra de polpa é desintegrada em água quente e diluída até uma solução de aproximadamente 0,001%. Amostras de teste individual são extraídas em porções de aproximadamente 50 a 100 ml da solução diluída quando testadas utilizando o procedimento de teste Kajaani padrão para análise de fibra. O comprimento ponderado médio da fibra pode ser expresso pela seguinte equação:

onde k = comprimento máximo da fibra xi = comprimento da fibra ni = número de fibras contendo comprimento xi n = número total de fibras medidas.

[0013] Como aqui utilizado, o termo “aspereza” significa a massa de fibra por unidade de comprimento de fibra não ponderada, relatada em unidades de miligramas por cem metros de comprimento de fibra não ponderada (mg/100 m) conforme medida usando um dispositivo de medição de aspereza de fibra adequado, tal como o acima do Analisador de Qualidade de Fibra OpTest. A aspereza da polpa é uma média de três medidas da aspereza de três espécimes da fibra tomados da polpa. A operação do analisador para de medição de aspereza é similar à operação para o comprimento de medição da fibra descrito acima.

[0014] Conforme usado neste documento, o termo "Fibra" significa um particulado alongado com um comprimento aparente que excede enormemente sua largura aparente. Mais especificamente, e como aqui utilizado, fibra significa fibras adequadas para um processo de fabricação de papel e mais particularmente o processo de fabricação de papel tissue.

[0015] Conforme aqui utilizado, o termo "Fibra Celulósica" significa uma fibra composta de ou derivada de celulose.

[0016] Conforme aqui utilizado, o termo "Fibras Celulósicas Longas" significa uma fibra celulósica tendo um comprimento médio de fibra superior a 1,2 mm e mais preferencialmente superior a cerca de 1,5 mm e ainda mais preferencialmente superior a cerca de 2,0 mm.

[0017] Conforme aqui utilizado o termo "Fibras Celulósicas Curtas" significa uma fibra celulósica com um comprimento médio inferior a cerca de 1,2 mm, tal como de cerca de 0,4 a cerca de 1,2 mm, tal como de cerca de 0,5 a cerca de 0,75 mm e mais preferencialmente de cerca de 0,6 a cerca de 0,7 mm. Um exemplo de fibras celulósicas curtas são as fibras de polpa de madeira dura, que podem ser derivadas de madeiras duras selecionadas do grupo constituído por Acácia, Eucalipto, Bordo, Carvalho, Álamo, Bétula, Choupo-do-Canadá, Amieiro, Cinza, Cerejeira, Ulmeiro, Nogueira, Choupo- Branco, Goam, Imbuia, Alfarrobeira, Plátano e Faia. Em outras modalidades, as fibras celulósicas curtas podem ser derivadas de plantas não lenhosas, tais como Bagaço, Linho, Cânhamo e Kenaf.

[0018] Conforme aqui utilizado, o termo “Fibra Celulósica de Alta Aspereza” significa uma fibra celulósica com uma aspereza superior a 17 mg/100 m e mais preferencialmente superior a cerca de 19 mg/100 m, tal como de cerca de 17 a cerca de 23 mg/100 m. Fibras de alta aspereza podem ser fibras de polpa de madeira macia derivadas do subgênero Pinus, incluindo, por exemplo, P. taeda, P. elliotti, P. palustris, P. pungens, P. rigida, P. serotina, P. muricata e P. radiate.

[0019] Conforme aqui utilizado, o termo "Fibra Celulósica de Baixa Densidade" significa uma fibra celulósica que tem uma aspereza inferior a 17 mg/100 m e mais preferencialmente inferior a cerca de 16 mg/100 m. Fibras de baixa aspereza podem ser fibras de polpa de madeira macia derivadas de coníferas do gênero Pseudotsuga, Tsuga Picea ou Thuja.

[0020] Conforme aqui utilizado, o termo “Fibra Sintética” significa uma fibra termoplástica não celulósica.

[0021] Conforme usado neste documento, o termo "termoplástico" significa um plástico que se torna maleável ou moldável acima de uma temperatura específica e retorna a um estado sólido após o arrefecimento. Fibras termoplásticas exemplificativas adequadas para as modalidades presentes incluem poliésteres (por exemplo, tereftalatos de polialquileno tais como tereftalato de polietileno (PET), tereftalato de polibutileno (PBT) e semelhantes), polialquilenos (por exemplo, polietilenos, polipropilenos e semelhantes), poliacrilonitrilas (PAN), e poliamidas (náilons, por exemplo, nylon-6, nylon 6,6, nylon-6,12, e semelhantes). São preferidas as fibras PET.

[0022] Conforme aqui utilizado, o termo "Produto de Papel Tissue" significa produtos feitos a partir de mantas de papel tissue e inclui, papel higiênico, lenços faciais, toalhas de papel, limpadores industriais, lenços alimentícios, guardanapos, forros medicinais e outros produtos similares.

[0023] Conforme usado aqui, o termo "Manta de Papel Tissue" significa um material de folha fibrosa adequado para uso como um produto de papel tissue.

[0024] Conforme usado aqui, o termo “Dobra” significa um elemento de produto discreto. Dobras individuais podem ser dispostas pela justaposição entre si. O termo pode se referir a uma pluralidade de componentes semelhantes a mantas como, por exemplo, um lenço facial, papel higiênico, toalha de papel, lenço de limpeza ou guardanapo de dobras múltiplas.

[0025] Conforme aqui utilizado, o termo "Camada" significa uma pluralidade de estratos de fibras, tratamentos químicos ou semelhantes, dentro de uma camada.

[0026] Conforme usado aqui, os termos "Em Camadas", "Em Camadas Múltiplas" e semelhantes, referem-se a folhas fibrosas preparadas a partir de duas ou mais camadas de papel aquoso para fabricação de papel que são de preferência constituídas por diferentes tipos de fibras. As camadas são preferencialmente formadas a partir da deposição de fluxos separados de suspensões de fibras diluídas, mediante uma ou mais telas perfuradas sem fim. Se as camadas individuais são formadas inicialmente em telas perfuradas separadas, posteriormente são combinadas (enquanto úmidas) para formar uma manta composta de camadas.

[0027] Conforme aqui utilizado, o termo "Gramatura" significa o peso seco por unidade de área de um papel tissue e é geralmente expresso em gramas por metro quadrado (g/m2). A gramatura é medida utilizando o método de teste TAPPI T-220. Embora a gramatura possa variar, produtos de papel tissue preparados de acordo com a presente invenção e compreendendo uma, duas ou três camadas, geralmente possuem uma gramatura maior que cerca de 25 g/m2, tal como de cerca de 25 a cerca de 60 g/m2 e mais preferencialmente de cerca de 30 a cerca de 45 g/m2.

[0028] Conforme usado neste documento, o termo "calibre" é a espessura representativa de uma única folha (o calibre de produtos de papel tissue compreendendo duas ou mais dobras é a espessura de uma única folha de produto de papel tissue compreendendo todas as dobras), medida de acordo com o método de teste TAPPI T402 usando um micrômetro automatizado Microgage EMVECO 200-A (EMVECO, Inc., Newberg, OR). O micrômetro tem um diâmetro de bigorna de 2,22 polegadas (56,4 milímetros) e uma pressão de bigorna de 132 gramas polegada quadrada (por 6,45 centímetros quadrados) (2,0 kPa).

[0029] Conforme usado neste documento, o termo “volume de folha” se refere ao quociente do calibre (geralmente com unidades de μm) dividido pela gramatura totalmente seca (geralmente com unidades de g/m2). O volume de folha resultante é expresso em centímetros cúbicos por grama (cm3/g). Os produtos de papel tissue secos por fluxo de ar preparados de acordo com a presente invenção têm geralmente um volume de folha superior a cerca de 8 cm3/g, mais preferencialmente superior a cerca de 10 cm3/g e ainda mais preferencialmente superior a cerca de 12 cm3/g, tal como de cerca de 8 a cerca de 20 cm3/g e mais preferencialmente de cerca de 12 a cerca de 18 cm3/g. Os produtos de papel tissue prensado a úmido crespados preparados de acordo com a presente invenção têm geralmente um volume de folha superior a cerca de 5 cm3/g, mais preferivelmente superior a cerca de 7 cm3/g, tal como de cerca de 5 a cerca de 12 cm3/g.

[0030] Conforme usado neste documento, o termo "tração média geométrica" (GMT) se refere à raiz quadrada do produto da resistência à tração na direção de máquina e da resistência à tração na direção transversal de máquina do produto de papel tissue. Embora o GMT possa variar, os produtos de papel tissue preparados de acordo com a presente invenção têm geralmente um GMT superior a cerca de 500 g/3”, mais preferencialmente superior a cerca de 600 g/3” e ainda mais preferencialmente superior a cerca de 800 g/3”, tal como de cerca de 500 a cerca de 1.200 g/3”.

[0031] Conforme usado neste documento, o termo "inclinação" refere- se à inclinação da linha resultante da plotagem da tração contra o estiramento e é uma saída do MTS TestWorks™ no decorrer da determinação da resistência à tração conforme descrito neste documento na seção de Métodos de Teste. A inclinação é informada em gramas (g) por unidade de largura da amostra (polegadas) e é medida como o gradiente da linha dos mínimos quadrados ajustado nos pontos de tensão de carga corrigida entre uma força gerada pelo espécime de 70 g a 157 gramas (0,687 N a 1,540 N) divididas pela largura do espécime. As inclinações são geralmente relatadas aqui como contendo unidades de gramas (g) ou quilogramas (kg).

[0032] Conforme usado aqui, o termo "Inclinação Média Geométrica" (Inclinação GM) se refere à raiz quadrada do produto entre a inclinação na direção de máquina e a inclinação na direção transversal de máquina. A inclinação GM é geralmente expressa em unidades de quilogramas (kg). Embora a Inclinação GM possa variar, os produtos de papel tissue preparados de acordo com a presente invenção podem ter uma Inclinação GM inferior a cerca de 15,0 kg e mais preferencialmente inferior a cerca de 10,0 kg e ainda mais preferencialmente inferior a cerca de 8,0 kg.

[0033] Conforme usado neste documento, o termo “Índice de Rigidez” se refere à inclinação GM (tendo unidades de kg), dividida pelo GMT (tendo unidades de g/3”) multiplicada por 1.000. Embora o Índice de Rigidez possa variar, os produtos de papel tissue preparados de acordo com a presente divulgação podem ter um Índice de Rigidez inferior a cerca de 10,0, mais preferencialmente inferior a cerca de 8,0 e ainda mais preferencialmente inferior a cerca de 6,0.

[0034] Conforme usado aqui, o termo "Absorção de Energia de Tração Média Geométrica" ("GM TEA") refere-se à raiz quadrada do produto da MD TEA com a CD TEA, que é medido no decorrer da determinação da resistência à tração conforme descrito abaixo. GM TEA tem unidades de gm*cm/cm2.

[0035] Conforme usados neste documento, os termos “TS7” e ”valor TS7” se referem a uma saída de um Analisador de Maciez de Papel Tissue EMTEC (comercialmente disponibilizada pela Emtec Electronic GmbH, Leipzig, Alemanha), como descrito na seção de Métodos de Teste. As unidades do valor TS7 são dB V2 rms, contudo, os valores TS7 são muitas vezes mencionados neste documento sem referência às unidades. Em certas modalidades, a invenção proporciona produtos de papel tissue secos ao ar compreendendo fibras sintéticas e fibras celulósicas de alta aspereza, onde os produtos têm um TS7 inferior a cerca de 11,0, e mais preferivelmente inferior a 10,0, tal como de cerca de 8,0 a cerca de 11,0. Os valores anteriores de TS7 são geralmente obtidos a forças de tensão média geométrica de cerca de 500 a cerca de 1.200 g/3”.

[0036] Conforme aqui utilizado, o termo "Substancialmente Livre", quando utilizado em referência a uma determinada camada de uma manta fibrosa de múltiplas camadas, significa que a dada camada compreende menos de cerca de 0,25 por cento da fibra em questão, em peso da camada. As quantidades de fibra supracitadas são geralmente consideradas insignificantes e não afetam as propriedades físicas da camada. Além disso, a presença de quantidades insignificantes das fibras em questão em uma determinada camada geralmente surge de fibras dispostas em uma camada adjacente e não foram propositadamente dispostas em uma determinada camada. Por exemplo, quando afirma-se que uma determinada camada de uma manta de papel tissue multicamada é substancialmente livre de fibras de celulose, a determinada camada geralmente inclui menos de cerca de 0,25 por cento de fibra de celulose, em peso da camada.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA DIVULGAÇÃO

[0037] A presente invenção fornece produto de papel tissue e mantas compreendendo fibras sintéticas. Surpreendentemente, as fibras celulósicas de alta aspereza e a fibra sintética podem substituir uma porção substancial, ou em alguns casos todas, as fibras celulósicas longas de baixa aspereza no fornecimento, sem afetar negativamente propriedades importantes do papel tissue, tais como resistência e suavidade. Por exemplo, em uma modalidade, a presente invenção fornece um método de fabricação de {ut1}produto de papel tissue compreendendo as etapas de proporcionar uma fibra celulósica curta, uma fibra sintética e uma fibra de alta aspereza, dispersar as fibras em água para formar uma pasta de fibra, depositar a pasta de fibra num tecido de formação para formar uma manta de papel tissue úmida, secar a manta de papel tissue e converter a manta de papel tissue seca num produto de papel tissue, em que o produto de papel tissue tem um valor TS7 inferior a cerca de 11,0 e uma tração geométrica média (GMT) superior a cerca de 500 g/3" e mais preferencialmente superior a 700 g/3", como de cerca de 500 a cerca de 1.200 g/3". No método anterior, o fornecimento pode compreender de cerca de 0 a cerca de 10 por cento (com base no peso seco do fornecimento) de fibras celulósicas longas de baixa aspereza, mais preferivelmente de cerca de 0 a cerca de 5 por cento em peso. Em outras modalidades, o fornecimento utilizado para formar as mantas e produtos de papel tissue inventivos pode estar substancialmente isento de fibras celulósicas longas e de baixa aspereza.

[0038] A capacidade de fabricar mantas de papel tissue e produtos com resistência e macieza aceitáveis usando pouca ou nenhuma fibra celulósica longa e de baixa aspereza é conseguida em parte usando quantidades modestas de fibras sintéticas, como menos de cerca de 10% em peso da manta ou produto de papel tissue. Como tal, as mantas de papel tissue e os produtos da presente invenção compreendem geralmente pelo menos cerca de 1,0% em peso da manta ou produto de papel tissue de fibras sintéticas e mais preferencialmente pelo menos cerca de 2,0%, tal como entre 1,0 e 10% e mais preferencialmente entre 1,5 e 8,0% e ainda mais preferencialmente entre 2,0 e 5,0 por cento. Em modalidades particularmente preferidas, os produtos de papel tissue inventivos compreendem de cerca de 2,0 a cerca de 5,0 por cento em peso do produto de papel tissue de fibras sintéticas, mas estão substancialmente isentos de fibras celulósicas longas de baixa aspereza.

[0039] Fibras sintéticas adequadas para uso na presente invenção incluem poliésteres (por exemplo, tereftalatos de polialquileno tais como tereftalato de polietileno (PET), tereftalato de polibutileno (PBT) e semelhantes), polialquilenos (por exemplo, polietilenos, polipropilenos e semelhantes), poliacrilonitrilas (PAN), e poliamidas (náilons, por exemplo, nylon-6, nylon 6,6, nylon-6,12, e semelhantes). Preferencialmente, a fibra sintética é não-fibrilada e mais preferencialmente a fibra sintética é uma fibra PET não-fibrilada.

[0040] Em modalidades particularmente preferidas, as fibras sintéticas úteis na presente invenção podem ter pelo menos uma dimensão na seção transversal inferior a cerca de 20 microns, mais preferivelmente inferior a cerca de 10 microns e ainda mais preferencialmente inferior a cerca de 15,0 microns, tal como de cerca de 1,0 a cerca de 20 microns, e mais preferivelmente de cerca de 5,0 a cerca de 15,0 microns. Em outras modalidades, as fibras sintéticas podem ter um comprimento médio de fibra inferior a 10,0 mm e mais preferencialmente inferior a 8,0 mm e ainda mais preferencialmente inferior a 6,0 mm, tal como de 1,0 a 10,0 e mais preferencialmente de 4,0 para cerca de 6,0 mm.

[0041] Embora as fibras sintéticas úteis na presente invenção possam ter pelo menos uma dimensão em seção transversal inferior a cerca de 20 microns, elas podem ter qualquer número de diferentes formatos em seção transversal, incluindo, redondas, planas e em cunha. Em uma modalidade particularmente preferida, as mantas de papel tissue e produtos da presente invenção compreendem fibras sintéticas com um formato substancialmente arredondado em seção transversal e um diâmetro de cerca de 1,0 a cerca de 5,0 microns e mais preferencialmente de cerca de 2,0 a cerca de 5,0 microns. Fibras sintéticas exemplares com uma seção transversal substancialmente redonda incluem aquelas comercialmente disponíveis sob o nome comercial CYPHREX™ 10001 e 10002 (Eastman Chemical Co., Kingsport, TN). Em outras modalidades, a fibra sintética pode ter uma seção transversal achatada onde pelo menos uma das dimensões da fibra é inferior a cerca de 10 microns, e mais preferencialmente inferior a cerca de 5,0 microns, tal como entre cerca de 1,0 a cerca de 5,0 microns. Fibras sintéticas exemplares com seção transversal plana incluem aquelas comercialmente disponíveis sob o nome comercial CYPHREX™ 10101 (Eastman Chemical Co., Kingsport, TN).

[0042] As mantas de papel tissue e os produtos feitos de acordo com a presente divulgação podem ser feitos com um suprimento de fibras homogêneo ou podem ser formados a partir de camadas de produção de fibras estratificadas dentro da manta ou produto. As mantas base estratificadas podem ser formadas usando os equipamentos conhecidos na técnica, como uma caixa de entrada multicamadas. Por exemplo, em certas modalidades, os produtos de papel tissue podem ser preparados a partir de mantas de múltiplas camadas tendo uma primeira camada externa, uma camada intermediária e uma segunda camada externa. Em uma modalidade, a primeira e segunda camadas externas podem conter principalmente fibra celulósica curta, tal como fibras de polpa de folhosas. As fibras celulósicas curtas podem ser misturadas, se desejado, com papel decomposto numa quantidade até cerca de 10 por cento em peso e/ou fibra celulósica longa numa quantidade até cerca de 10 por cento em peso. A camada intermediária, que é geralmente posicionada entre a primeira camada exterior e a segunda camada exterior, pode conter uma mistura de fibras de alta aspereza e fibras sintéticas e mais preferivelmente uma mistura de fibras de polpa de madeira grossas e longas, tais como fibras de polpa kraft de madeira macia do sul (SSWK) e fibras sintéticas, como fibras sintéticas tendo pelo menos uma dimensão em seção transversal inferior a cerca de 20 microns e um comprimento médio de fibra inferior a cerca de 10,0 mm. Em uma modalidade particularmente preferida, a camada intermediária está substancialmente isenta de fibras celulósicas longas de baixa aspereza.

[0043] Em outras modalidades a invenção fornece mantas de múltiplas camadas tendo uma primeira camada externa, uma camada intermediária e uma segunda camada externa, onde fibra sintética é disposta em uma ou mais das camadas externas e opcionalmente na camada intermediária. Por exemplo, uma manta de papel tissue de múltiplas camadas pode ter uma primeira camada compreendendo uma composição consistindo essencialmente em fibra celulósica curta e fibra sintética, em que a fibra sintética compreende menos do que cerca de 5,0 por cento em peso da camada e mais preferivelmente menos do que cerca de 3,0 por cento, uma camada intermediária compreendendo uma composição consistindo essencialmente em fibras de alta aspereza e fibras sintéticas e uma segunda camada externa compreendendo uma composição consistindo essencialmente em fibra celulósica curta.

[0044] Embora em uma modalidade seja preferível que a manta de papel tissue compreenda um papel tissue com três camadas com fibras sintéticas seletivamente incorporadas na camada média, deve ser entendido que produtos de papel tissue feitos a partir da manta multicamada anterior podem incluir qualquer número de camadas e as camadas podem ser feitas a partir de várias combinações de mantas de papel tissue com camada simples ou multicamadas. Além disso, as mantas de papel tissue preparadas de acordo com a presente invenção podem ser incorporadas em produtos de papel tissue que podem ter dobra simples ou dobras múltiplas, onde uma ou mais dobras podem ser formadas por uma manta de papel tissue multicamada com fibras celulósicas de alta aspereza e fibras sintéticas seletivamente incorporadas em uma de suas camadas.

[0045] Surpreendentemente, em certas modalidades, fibras celulósicas longas e de alta aspereza e fibra sintética podem substituir toda a fração de fibra celulósica longa e de baixa aspereza do fornecimento de papel tissue e ainda produzir um produto de papel tissue tendo propriedades satisfatórias. Por exemplo, o produto de papel tissue pode compreender de cerca de 10 a cerca de 50 por cento em peso do produto de papel tissue de fibras celulósicas de alta aspereza e de cerca de 1,0 a cerca de 5,0 por cento de fibras sintéticas e ser substancialmente isento de fibra celulósica de baixa aspereza. Apesar de compreender fibra celulósica de alta aspereza e ser substancialmente livre de fibra celulósica longa de baixa aspereza o produto pode ter um valor TS7 inferior a cerca de 11,0 e uma tração geométrica média (GMT) superior a cerca de 500 g/3" e mais preferencialmente superior a cerca de 700 g/3", tal como de cerca de 500 a cerca de 1.200 g/3".

[0046] Em outras modalidades, o valor TS7 dos produtos de papel tissue preparados de acordo com o presente exemplo pode ser expresso como uma função de GMT de acordo com a fórmula: TS7 ≤ 0,0042 * GMT + 6,6367

[0047] onde GMT tem unidades de gramas por três polegadas. Consequentemente, numa modalidade preferida a presente invenção proporciona um produto de papel tissue formado a partir de um suprimento de fibras compreendendo pelo menos cerca de 20 por cento de fibras grossas e entre cerca de 1,0 e cerca de 5,0 por cento de fibras sintéticas e menos de 10 por cento de fibras celulósicas de baixa aspereza, tal como de cerca de 0 a cerca de 10 por cento, o produto possuindo um valor TS7 menor ou igual a 0,0042 multiplicado pela média geométrica de tração (tendo unidades de g/3”) mais 6,6367 e uma média geométrica de tração de cerca de 700 a cerca de 1.100 g/3”.

[0048] Em outras modalidades, a utilização de fibras celulósicas de alta aspereza e fibras sintéticas resulta em produtos de papel tissue tendo uma suavidade surpreendentemente boa a uma dada resistência elástica e boa durabilidade. Por exemplo, a presente invenção fornece um produto de papel tissue formado a partir um suprimento de fibra compreendendo pelo menos cerca de 20 por cento de fibras de alta aspereza e de cerca de 1,0 a cerca de 5,0 por cento de fibras sintéticas e inferior a cerca de 10 por cento de fibras celulósicas longas de baixa aspereza, tal como entre cerca de 0 a cerca de 10 por cento, o produto tendo um valor TS7 inferior a cerca de 11,0 e uma média geométrica de tração de cerca de 500 a cerca de 1.200 g/3" e um GM TEA maior que cerca de 7,0 g*cm/cm2, tal como entre cerca de 7,0 a cerca de 18 g*cm/cm2.

[0049] Não só a combinação de fibras longas de alta aspereza e fibras sintéticas proporciona maciez, resistência e durabilidade, mas elas também podem ser incorporadas em um produto para fornecer uma boa flexibilidade. Por exemplo, numa modalidade, a presente invenção fornece um produto de papel tissue formado a partir de um suprimento de fibras compreendendo pelo menos cerca de 20 por cento de fibras de alta aspereza e de cerca de 1,0 a cerca de 5,0 por cento de fibras sintéticas e menos de 10 por cento de fibras celulósicas de baixa aspereza, tal como cerca de 0 a cerca de 10 por cento, o produto tendo um valor TS7 inferior a cerca de 11,0 e uma Inclinação GM inferior a cerca de 10,0 kg, tal como de cerca de 4,0 a cerca de 10,0 kg e mais preferencialmente de cerca de 4,0 a cerca de 7,0 kg. As Inclinações GM anteriores são geralmente obtidas com resistências à tração geométricas médias de cerca de 500 a cerca de 1.200 g/3", e mais preferivelmente de cerca de 700 a cerca de 1.000 g/3". Nas Inclinações GM e GMT anteriores, os produtos de papel tissue podem ter um Índice de Rigidez inferior a cerca de 8,0, tal como de cerca de 4,0 a cerca de 8,0 e mais preferencialmente de cerca de 4,0 a cerca de 6,0.

[0050] Os produtos de papel tissue da presente divulgação podem ser, geralmente, formados por uma variedade de processos de fabricação de papel conhecidos na técnica. Preferencialmente, a manta de papel tissue é formada por prensagem a úmido convencional ou secagem através de fluxo de ar e é crepada ou não crepada. Por exemplo, um processo de fabricação de papel da presente divulgação pode utilizar a crepagem adesiva, crepagem úmida, crepagem dupla, estampagem em relevo, prensagem úmida, prensagem a ar, secagem através de ar, crepado através de secagem com ar, não crepado através de secagem com ar, bem como outras etapas na formação da manta de papel. Alguns exemplos de tais técnicas são divulgados nas patentes dos EUA N° 5.048.589, 5.399.412, 5.129.988 e 5.494.554, todas as quais são incorporadas neste documento de uma maneira consistente com a presente publicação. Na formação de produtos de papel tissue com dobras múltiplas, as dobras separadas podem ser produzidas a partir do mesmo processo, ou de diferentes processos, conforme desejado.

[0051] Em uma modalidade particularmente preferencial, pelo menos uma manta do produto de papel tissue é formada por um processo de secagem por fluxo de ar sem crepagem, tal como os processos descritos, por exemplo, patente dos EUA N° 5.656.132 e 6.017.417, ambas as quais são aqui incorporadas por meio de referência de uma maneira consistente com a presente publicação.

[0052] Em uma aplicação, a manta é formada usando um formador de fio duplo com uma caixa de entrada para fabricação de papel injeta ou deposita um suprimento de uma suspensão aquosa de fibras para fabricação de papel em uma variedade de telas formadoras como a tela formadora externa e a tela formadora interna, formando assim uma manta de papel molhado. O processo de formação da presente divulgação pode ser qualquer processo de formação convencional conhecido na indústria da fabricação de papel. Tais processos de formação incluem, mas não se limitam às máquinas Fourdriniers, formadores de cobertura como por exemplo formadores de rolo de sucção e formadores de lacuna como por exemplo formadores de fio duplo e formadores de crescentes.

[0053] A manta de papel tissue molhada se forma no material interno em formação à medida que a tela formadora interna gira em torno de um rolo formado. O material interno em formação serve para suportar e carregar a recém-formada manta de papel molhada a jusante no processo conforme a manta de papel tissue molhada é desidratada parcialmente até a consistência de cerca de 10% com base no peso seco das fibras. Desidratação adicional da manta de papel tissue molhada pode ser realizada pelas técnicas conhecidas de fabricação de papel, tais como caixas de sucção de vácuo, enquanto o material interior em formação suporta a manta de papel tissue molhada. A manta de papel tissue molhada pode ser, além disso, desidratada até uma consistência superior a 20 por cento, mais especificamente entre cerca de 20 a cerca de 40 por cento e mais especificamente entre cerca de 20 a cerca de 30 por cento.

[0054] O material em formação pode geralmente ser produzido a partir de qualquer material poroso adequado, como por exemplo fios de metal ou filamentos poliméricos. Por exemplo, alguns tecidos podem incluir, entre outros, Albany 84M e 94M comercializadas pela Albany International (Albany, NY); Asten 856, 866, 867, 892, 934, 939, 959 ou 937; Asten Synweve Design 274, todas comercializadas pela Asten Forming Fabrics, Inc. (Appleton, WI); e Voith 2164 comercializada pela Voith Fabrics (Appleton, WI).

[0055] A manta úmida é então transferida do material em formação para um material de transferência quando na consistência de sólidos de cerca de 10 a cerca de 35% e particularmente, de cerca de 20 a cerca de 30%. Conforme utilizado neste documento, uma "tela de transferência" é uma tela que se encontra posicionada entre a seção de formação e a seção de secagem do processo de fabricação da trama.

[0056] A transferência para o material de transferência pode ser realizada com a assistência de pressão positiva e/ou negativa. Por exemplo, em uma aplicação, um sapato de vácuo pode aplicar pressão negativa, de tal modo que o material em formação e o material de transferência simultaneamente convergem e divergem na borda de entrada do canal do vácuo. Tipicamente, o sapato de vácuo fornece pressão a níveis entre cerca de 10 até cerca de 25 polegadas de mercúrio. Como indicado acima, o sapato de transferência de vácuo (pressão negativa) pode ser complementado ou substituído pelo uso de pressão positiva do lado oposto da manta para lançar a manta sobre o próximo material. Em algumas aplicações, outros sapatos de vácuo também podem ser usados para auxiliar a remover a manta fibrosa para a superfície do material de transferência.

[0057] Tipicamente, o material de transferência se desloca a uma velocidade mais lenta do que o material em formação para melhorar o estiramento MD e CD da trama, que geralmente se refere ao estiramento de uma manta em sua direção cruzada (CD) ou na direção da máquina (MD) (expresso em porcentagem de alongamento na falha da amostra). Por exemplo, a diferença da velocidade relativa entre as duas telas pode ser de cerca de 30 a 70 por cento, e mais preferencialmente, de cerca de 40 a cerca de 60 por cento. Isso normalmente é chamado de “transferência rápida”. Durante a transferência rápida, muitas das uniões da manta são consideradas como quebradas, forçando assim a folha a curvar-se e dobrar-se nas depressões na superfície da tela de transferência. Tal moldagem nos contornos da superfície do material de transferência pode aumentar o estiramento MD e CD da trama. A transferência rápida de um material para outro pode seguir os princípios indicados em qualquer uma das seguintes Patentes, as Patentes dos EUA n°s 5.667.636, 5.830.321, 4.440.597, 4.551.199, 4.849.054, todas as quais são incorporadas a este documento como referência de maneira consistente com a presente divulgação.

[0058] A manta de papel tissue molhada é então transferida do material de transferência para um material de secagem por fluxo de ar. Normalmente, o tecido de transferência desloca-se em aproximadamente a mesma velocidade que o tecido de secagem através de ar. No entanto, uma segunda transferência rápida pode ser executada à medida que a manta é transferida da tela de transferência para a tela de secagem por fluxo de ar. Essa transferência rápida é referida como ocorrendo na segunda posição e é conseguida pela operação da tela de secagem por fluxo de ar, a uma velocidade menor que a da tela de transferência.

[0059] Além da transferência rápida da manta de papel tissue molhado da tela de transferência para a tela de secagem por fluxo de ar, a manta de papel molhado pode ser reorganizada microscopicamente para se ajustar com a superfície da tela de secagem, com a ajuda de um rolo de transferência à vácuo ou uma sapata de transferência à vácuo. Se desejado, a tela de secagem por fluxo de ar pode correr a uma velocidade menor que a velocidade da tela de transferência, de maneira a melhorar ainda mais o estiramento MD do produto de papel tissue absorvente resultante. A transferência pode ser executada com a ajuda do vácuo, de maneira a garantir o ajuste da manta de papel tissue molhada à topografia da tela de secagem por fluxo de ar.

[0060] Quanto suportado pelo material de secagem por fluxo de ar, a manta de papel tissue molhada é seca até uma consistência final de cerca de 94% ou superior por um secador de fluxo de ar. A manta passa então pela pinça de bobinamento entre o tambor do carretel e o carretel, e é enrolado em uma bobina de papel para subsequente conversão, como corte dos rolos, dobragem e embalagem. A conversão pode incluir, por exemplo, impressão, gravação em relevo, calandragem, corte, dobragem, enrolamento, combinação com outras mantas de papel tissue e semelhantes. A conversão da manta geralmente resulta em um produto de papel tissue que é destinado ao uso por um consumidor.

MÉTODOS DE TESTE Maciez do Papel Tissue

[0061] A maciez do papel tissue foi medida usando um Analisador de Maciez de Papel Tissue EMTEC ("TSA") (Emtec Electronic GmbH, Leipzig, Alemanha). O TSA é composto por um rotor com pás verticais que giram sobre a peça de teste aplicando uma pressão de contato definida. O contato entre as pás verticais e a peça de teste cria vibrações, que são detectadas por um sensor de vibração. Então, o sensor transmite um sinal para um PC para processamento e exibição. O sinal é exibido como um espectro de frequência. Para a medição dos valores de TS7, as pás são pressionadas contra a amostra com uma carga de 100 mN e a velocidade de rotação das pás é de 2 revoluções por segundo.

[0062] A análise de frequência no intervalo de aproximadamente 200 a 1000 Hz representa a suavidade ou textura da superfície da peça de teste. Um alto pico de amplitude correlaciona-se a uma superfície mais áspera. Um pico adicional no intervalo de frequência entre 6 e 7 KHz representa a maciez da peça de teste. O pico no intervalo de frequência entre 6 e 7 KHz é mencionado neste documento como o Valor de Suavidade TS7 e é expresso como um dB V2 rms. Quanto menor a amplitude do pico que ocorre entre 6 e 7 kHz, mais suave será a peça de teste.

[0063] As amostras de teste foram preparadas cortando uma amostra circular com um diâmetro de 112,8 mm. Todas as amostras foram deixadas para equilibrar em condições padrão TAPPI de temperatura e umidade durante pelo menos 24 horas antes de completar o teste de TSA. Apenas uma camada de papel tissue é testada. Amostras multicamadas são separadas em camadas individuais para o teste. A amostra é colocada no TSA com o lado mais macio (secador ou Yankee) da amostra voltado para cima. A amostra é presa e as medições são iniciadas através do PC. O PC registra, processa e armazena todos os dados de acordo com o protocolo padrão de TSA. Os valores relatados são a média das cinco repetições, cada um com uma nova amostra.

Rasgamento

[0064] Testes de rasgamento foram realizados de acordo com o método TAPPI de teste T-414 "Resistência ao Rasgamento Interno de Papel (método do tipo Elmendorf)" usando um instrumento de pêndulo de queda como Lorentzen & Wettre modelo SE 009. A resistência ao rasgamento é direcional e o rasgamento MD e CD são medidos independentemente.

[0065] Mais particularmente, um espécime de teste retangular da amostra a ser testada é cortado do produto de papel tissue ou de uma folha de base de papel tissue de tal modo que o espécimen mede 63 mm ± 0,15 mm (2,5 polegadas ± 0,006 polegada) na direção a ser testada (como na direção MD ou CD) e entre 73 e 114 milímetros (2,9 e 4,6 polegadas) na outra direção. As bordas do espécime devem ser cortadas em paralelo e perpendicular à direção de teste (sem desnível). Qualquer dispositivo de corte adequado, capaz da precisão e exatidão prescritas, pode ser usado. O espécime de teste deve ser retirado de áreas da amostra que são isentas de dobras, vincos, frisos, furos ou qualquer outra distorção que faça com que o espécime de teste seja anormal do restante do material.

[0066] O número de camadas ou folhas para testar é determinado com base no número de dobras ou folhas necessárias para os resultados do teste se encontrarem entre 20 a 80 por cento na escala de faixa linear do testador de rasgamento e, mais preferivelmente, entre 20 até 60 por cento da escala da faixa linear do testador de rasgamento. A amostra deve preferivelmente ser cortada não mais próximo que 6 mm (0,25 polegadas) da borda do material do qual os corpos de prova serão cortados. Quando os testes requerem mais de uma folha ou camadas, folhas são colocadas voltadas na mesma direção.

[0067] O espécime de teste é então colocado entre as garras do aparelho de pêndulo de queda com a borda do espécime alinhada com a borda frontal da garra. Os grampos são fechados e uma tira de 20 milímetros é cortada na borda principal do espécime normalmente por uma faca de corte presa ao instrumento. Por exemplo, no aparelho Lorentzen & Wettre modelo SE 009 a tira é produzida ao empurrar para baixo a alavanca de faca de corte até que ela atinja o seu batente. A tira deve estar limpa, com nenhum rasgamento ou entalhes como este entalhe servirá para iniciar o rasgamento durante o teste subsequente.

[0068] O pêndulo é liberado e o valor de rasgamento, que é a força necessária para rasgar completamente o espécime de teste, é registrado. O teste é repetido num total de dez vezes para cada amostra e a média das dez leituras relatada como a resistência ao rasgamento. Resistência ao rasgamento é relatada em unidades de gramas de força (gf). O valor médio de rasgamento é a resistência ao rasgamento na direção (MD ou CD) testada. A "média geométrica da resistência ao rasgamento" é a raiz quadrada do produto da resistência média ao rasgamento MD e a resistência média ao rasgamento CD. O Lorentzen & Wettre modelo SE 009 tem uma configuração para o número de camadas testadas. Alguns testadores podem precisar ter a resistência ao rasgamento relatada multiplicada por um fator para gerar uma resistência ao rasgamento por camada. Para folhas de base que se destinam a ser produtos multicamadas, os resultados de rasgamento são relatados como o rasgamento do produto de camada múltiplas e não a folha de base de camada simples. Isto é feito multiplicando o valor de rasgamento de folha de base de camada simples pelo número de camadas no produto acabado. De modo similar, dados de rasgamento para produtos acabado multicamadas são apresentados como a resistência ao rasgamento para a folha de produto acabado e não as camadas individuais. Uma variedade de meios pode ser usada para calcular, mas em geral o cálculo é feito inserindo o número de folhas a serem testadas ao invés do número de camadas a serem testadas no dispositivo de medição. Por exemplo, duas folhas se tornam duas folhas de 1 camada para produto de 1 camada e duas folhas de 2 camadas (4-camadas) para produtos de 2 camadas.

Tração

[0069] Testes de tração foram realizados de acordo com o método TAPPI de teste T-576 "Propriedades de tração de produtos de papel tissue e papel toalha (com uma taxa constante de alongamento)" onde o teste é realizado em uma máquina de teste de tração mantendo uma taxa constante de alongamento e a largura de cada espécime testado é de 3 polegadas. Mais especificamente, as amostras para testes de resistência à tração seca são preparadas cortando-se uma linha com comprimento de 3 ± 0,05 polegadas (76,2 ± 1,3 mm) na direção da máquina (MD) ou na direção transversal de máquina (CD), usando um Cortador de Amostra de Precisão JDC (Thwing- Albert Instrument Company, Filadélfia, PA, modelo N° JDC 3-10, Ser. N° 37333) ou equivalente. O instrumento utilizado para medir a resistência à tração foi um Sintech 11S, N.° de Série 6233 da MTS Systems. O software de aquisição de dados foi um MTS TestWorks ®, versão para Windows. 3,10 (MTS Systems Corp., Research Triangle Park, NC). A célula de carga foi selecionada de um máximo de 50 Newtons ou 100 Newtons, dependendo da resistência da amostra sendo testada, de tal modo que a maioria dos valores de carga de pico situam-se entre 10 até 90% do valor de escala completa da célula de carga. O comprimento de calibre entre as garras era 4 ± 0,04 polegadas (101,6 ± 1 mm) de papel tissue para o rosto e 2 ± 0,02 polegadas (50,8 ± 0,5 mm) para o papel tissue de banho. A velocidade do cabeçote foi de 10 ± 0,4 polegadas/min (254 ± 1 mm/min), e a sensibilidade de ruptura foi configurada em 65%. A amostra foi colocada nas garras do instrumento, centradas tanto vertical quanto horizontalmente. O teste foi então iniciado e finalizado quando o espécime sofreu o rompimento. O pico de carga foi registrado como a "resistência à tração MD" ou a "resistência à tração CD" do espécime dependendo da direção da amostra sendo testada. Dez corpos de prova representativos foram testados para cada produto ou folha e a média aritmética de todos os testes de corpos de prova individuais foi registrada como a resistência à tração MD ou CD adequada do produto ou folha em unidades de gramas de força por 3 polegadas de amostra. A média geométrica de resistência à tração (GMT) foi calculada e é expressa em gramas-força por 3 polegadas de largura de amostra. A energia absorvida na tração (TEA) e a inclinação são também calculadas pelo testador de tração. A TEA é relatada em unidades de gm*cm/cm2. A inclinação é registrada em unidades de kg. Tanto a TEA quanto a inclinação são dependentes da direção e, portanto, as direções MD e CD são medidas independentemente. A média geométrica TEA e a média geométrica de inclinação são definidas como a raiz quadrada do produto dos valores MD e CD representativos para uma dada propriedade.

[0070] Os produtos com camadas múltiplas foram testados como produtos de camadas múltiplas e os resultados representam a resistência à tração do produto total. Por exemplo, um produto com camada dupla foi testado como um produto com camada dupla e registrado desta forma. Uma folha de base pretendida para ser usada para um produto com camada dupla foi testada como camada dupla e a resistência a tração foi registrada desta forma. Alternativamente, uma camada única pode ser testada e o resultado ser multiplicado pelo número de camadas no produto final para obter a resistência à tração.

EXEMPLOS

[0071] As folhas de base foram feitas usando um processo de fabricação de papel por secagem por fluxo de ar chamado de “não crepado por secagem por fluxo de ar” (“UCTAD”) conforme descrito de maneira geral na patente dos EUA N° 5.607.551, cujo conteúdo é aqui incorporado de uma maneira consistente com a presente invenção. As folhas de base inventivas foram produzidas a partir de um suprimento compreendendo kraft de folhosas do norte (NSWK), kraft de eucalipto (EHWK), kraft de folhosas do sul (SSWK) e/ou fibras sintéticas usando uma caixa de entrada em camadas, alimentada por três tanques de alimentação, de modo que as mantas com três camadas (duas camadas externas e uma camada intermediária) foram formadas. As fibras sintéticas foram CYPHREX™ 10001 (Eastman Chemical Co., Kingsport, TN) e tinham as seguintes propriedades: TABELA 1

[0072] Produtos de papel higiênico enrolados foram formados a partir de uma manta de três camadas com uma gramatura alvo de cerca de 40 g/m2. As divisões de camada, em peso da trama, estão detalhadas na Tabela 2, abaixo. TABELA 2

[0073] A manta de papel tissue foi formada em um tecido de formação "Voith Fabrics TissueForm V", desidratado a vácuo até cerca de 25 por cento de consistência e então submetida à transferência rápida quando transferida para o tecido de transferência. As divisões de camada, em peso da trama, estão detalhadas na Tabela 2, acima. A tela de transferência foi a tela descrita como o t1207-11 (comercialmente disponível junto à Voith Fabrics, Appleton, WI). A manta foi então transferida para um tecido de secagem por fluxo de ar. A transferência para o tecido de secagem ao ar foi feita usando níveis de vácuo superiores a 10 polegadas de mercúrio na transferência. A manta foi, então seca até cerca de 98% de sólidos antes do bobinamento.

[0074] As mantas da folha de base foram convertidas em produtos de banho enrolados por calandragem usando uma ou duas calandras convencionais de poliuretano/aço compreendendo um rolo de poliuretano de dureza 4 P&J no lado do ar da folha e um rolo de aço padrão no lado do tecido. O produto final compreendia uma camada única de folha de base. Os produtos acabados foram submetidos a testes físicos, cujos resultados estão resumidos na Tabela 3 e na Tabela 4, abaixo. TABELA 3

TABELA 4

[0075] O exposto anteriormente representa vários exemplos de produtos de papel tissue inventivos preparados de acordo com a presente divulgação. Em outras modalidades, tal como uma primeira modalidade, a presente invenção proporciona um produto de papel tissue compreendendo pelo menos cerca de 10 por cento em peso de fibras de alta aspereza, de cerca de 1,0 a cerca de 10,0 por cento em peso de fibras sintéticas e menos de cerca de 10 por cento em peso fibras celulósicas, tendo o produto um valor TS7 inferior a cerca de 11,0 e uma média geométrica de tração de cerca de 500 a cerca de 1.200 g/3”. De um modo preferido, o produto de papel tissue compreende, pelo menos, uma manta de papel tissue depositada a úmido.

[0076] Em uma segunda modalidade, a presente invenção proporciona o produto de papel tissue da primeira modalidade, em que o produto de papel tissue é substancialmente isento de fibras celulósicas longas e de baixa aspereza.

[0077] Em uma terceira modalidade, a presente invenção proporciona o produto de papel tissue da primeira ou segunda modalidades, em que a manta de papel tissue compreende de cerca de 1,0 a cerca de 5,0% de fibra sintética, em peso do produto de papel tissue.

[0078] Em uma quarta modalidade, a presente invenção proporciona o produto de papel tissue de qualquer uma da primeira até a terceira modalidades, em que a fibra sintética é uma fibra de tereftalato de polietileno não-fibrilada (PET).

[0079] Em uma quinta modalidade, a presente invenção proporciona o produto de papel tissue de qualquer uma da primeira até a quarta modalidades, em que a fibra sintética tem uma seção transversal substancialmente circular e um diâmetro de cerca de 0,5 a cerca de 10 micrômetros.

[0080] Em uma sexta modalidade, a presente invenção proporciona o produto de papel tissue de qualquer uma da primeira até a quinta modalidades tendo um GMT de cerca de 800 a cerca de 1.200 g/3" e uma Inclinação GM de cerca de 5,0 a cerca de 8,0 kg.

[0081] Em uma sétima modalidade, a presente invenção proporciona o produto de papel tissue de qualquer uma da primeira até a sexta modalidades, tendo um GMT de cerca de 800 a cerca de 1.200 g/3" e um Índice de Rigidez de cerca de 4,0 a cerca de 6,0.

[0082] Em uma oitava modalidade, a presente invenção proporciona o produto de papel tissue de qualquer uma da primeira até a sétima modalidades, em que o produto de papel tissue compreende de cerca de 10 a cerca de 50 por cento em peso do produto de fibras de alta aspereza.

[0083] Em uma nona modalidade, a presente invenção proporciona o produto de papel tissue de qualquer uma da primeira até a oitava modalidades, em que a fibra de alta aspereza tem uma aspereza superior a cerca de 20 mg/100 m e um comprimento médio de fibra superior a cerca de 2,0 mm.

[0084] Em uma décima modalidade, a presente invenção proporciona o produto de papel tissue de qualquer uma da primeira até a nona modalidades, em que o produto de papel tissue tem um GM TEA superior a cerca de 7,0 g*cm/cm2.

[0085] Em uma décima primeira modalidade, a presente invenção proporciona o produto de papel tissue da primeira até a décima modalidades, em que o produto possui um Estiramento GM superior a cerca de 12,0 por cento.

[0086] Em uma décima segunda modalidade, a presente invenção proporciona o produto de papel tissue de qualquer uma da primeira até a décima primeira modalidades, em que o produto possui uma Inclinação GM inferior a cerca de 10,0 kg, tal como entre cerca de 4,0 e cerca de 10,0 kg.

[0087] Em uma décima terceira modalidade, a presente invenção proporciona o produto de papel tissue de qualquer uma da primeira até a décima segunda modalidades, em que o produto possui um Rasgo GM superior a cerca de 10 N, tal como de cerca de 10 a cerca de 22 N.

[0088] Em uma décima quarta modalidade, a presente invenção proporciona o produto de papel tissue de qualquer uma da primeira até a décima terceira modalidades, em que o produto de papel tissue tem um valor TS7 igual ou inferior a 0,0043 * GMT + 6,6367, em que GMT tem unidades de gramas por três polegadas, e um GMT de cerca de 700 a cerca de 1.100 g/3”.

[0089] Em uma décima quinta modalidade, a presente invenção proporciona o produto de papel tissue de qualquer uma da primeira até a décima quarta modalidades, em que o produto tem um valor de TS7 inferior a cerca de 10 e um Rasgo GMT de cerca de 12 a cerca de 18 N.

[0090] Em uma décima sexta modalidade, a presente invenção proporciona um produto de papel tissue compreendendo pelo menos uma manta de papel tissue multicamadas compreendendo pelo menos cerca de 10 por cento de fibras de alta aspereza, de cerca de 1,0 a cerca de 10,0 por cento de fibras sintéticas e menos de cerca de 10 por cento de comprimento fibras celulósicas de baixa aspereza, o produto de papel tissue tendo um TS7 inferior a cerca de 11,0 e um GMT de cerca de 500 a cerca de 1.200 g/3”. De preferência, pelo menos uma manta de papel tissue de múltiplas camadas é uma manta de papel tissue depositada a úmido.

[0091] Em uma décima sétima modalidade, a presente invenção proporciona o produto de papel tissue da décima sexta modalidade, em que a fibra sintética é seletivamente disposta na camada do meio e as duas camadas externas são substancialmente isentas de fibra sintética.

[0092] Em uma décima oitava modalidade, a presente invenção proporciona o produto de papel tissue da décima sexta ou décima sétima modalidades, em que a manta de múltiplas camadas compreende de cerca de 1,0 a cerca de 5,0% em peso de fibras sintéticas e cerca de 0 a cerca de 10% em peso de fibras celulósicas de baixa aspereza.

[0093] Em uma décima nona modalidade, a presente invenção proporciona o produto de papel tissue de qualquer uma da décima sexta até a décima oitava modalidades, em que a fibra sintética tem pelo menos uma dimensão em seção transversal inferior a cerca de 20 microns e um comprimento médio de fibra de cerca de 1,0 a cerca de 6,0 mm.

[0094] Em uma vigésima modalidade, a presente invenção proporciona o produto de papel tissue de qualquer uma da décima sexta até a décima nona modalidades, em que o produto de papel tissue tem um GM TEA superior a cerca de 7,0 g*cm/cm2.

[0095] Em uma vigésima primeira modalidade, a presente invenção proporciona o produto de papel tissue de qualquer uma da décima sexta até a vigésima modalidades, em que o produto de papel tissue tem um Estiramento GM superior a cerca de 12,0 por cento.

[0096] Em uma vigésima segunda modalidade, a presente invenção proporciona o produto de papel tissue de qualquer uma da décima sexta até a vigésima primeira modalidades, em que o produto de papel tissue possui uma Inclinação GM inferior a cerca de 10,0 kg, tal como entre 4,0 e 10,0 kg.

[0097] Em uma vigésima terceira modalidade, a presente invenção proporciona o produto de papel tissue de qualquer uma da décima sexta até a vigésima segunda modalidades, em que o produto de papel tissue tem um Rasgo GM superior a cerca de 10 N, tal como de cerca de 10 a cerca de 22 N.

[0098] Em uma vigésima quarta modalidade, a presente invenção proporciona ao produto de papel tissue de qualquer uma da décima sexta até a vigésima terceira modalidades, em que o produto de papel tissue tem um valor de TS7 de cerca de 8,0 a cerca de 10,0.

[0099] Em uma vigésima quinta modalidade, a presente invenção proporciona o produto de papel tissue de qualquer uma da décima sexta até a vigésima quarta modalidades, em que o produto de papel tissue tem um valor de TS7 inferior a cerca de 10 e um Rasgo GMT de cerca de 12 a cerca de 18.

Claims

1. Produto de papel tissue depositado a úmido, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos 10 por cento em peso de fibras celulósicas de alta aspereza, tendo uma aspereza maior que 17 mg/100 m, de 1,0 a 10 por cento em peso de fibras sintéticas não celulósicas selecionadas do grupo consistindo em poliésteres, polialquilenos, poliacrilonitrilos e poliamidas e menos de 10 por cento em peso de fibras celulósicas de baixa aspereza com uma aspereza inferior a 17 mg/100 m e um comprimento médio de fibra superior a 1,2 mm, o produto tendo um valor TS7 inferior a 11,0 e uma média geométrica de tração de 500 a 1.200 g/3”.

2. Produto de papel tissue depositado a úmido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o produto de papel tissue é substancialmente isento de fibras celulósicas possuindo uma aspereza inferior a 17 mg/100 m e um comprimento médio de fibra superior a 1,2 mm.

3. Produto de papel tissue depositado a úmido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o produto de papel tissue compreende de 1,0 a 5,0% de fibras sintéticas não celulósicas em peso do produto de papel tissue.

4. Produto de papel tissue depositado a úmido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fibra sintética não celulósica tem uma seção transversal substancialmente circular e um diâmetro de 0,5 a 10 micrômetros.

5. Produto de papel tissue depositado a úmido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o produto de papel tissue tem um GMT de 700 a 1.200 g/3" e uma Inclinação GM de 5,0 a 8,0 kg.

6. Produto de papel tissue depositado a úmido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o produto de papel tissue tem um GMT de 700 a 1.200 g/3" e um Índice de Rigidez de 4,0 a 6,0.

7. Produto de papel tissue depositado a úmido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o produto compreende de 10 a 50 por cento em peso de fibra celulósica de alta aspereza.

8. Produto de papel tissue depositado a úmido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fibra celulósica de alta aspereza tem uma aspereza superior a 20 mg/100 m e um comprimento médio de fibra superior a 2,0 mm.

9. Produto de papel tissue depositado a úmido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o produto de papel tissue tem um GM TEA superior a 7,0 g*cm/cm2 e um Rasgo GM maior que 10 N.

10. Produto de papel tissue depositado a úmido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o produto de papel tissue possui um Estiramento GM superior a 12%.

11. Produto de papel tissue depositado a úmido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o produto de papel tissue tem um valor TS7 igual ou inferior a 0,0042 * GMT + 6,6367, em que GMT tem unidades de gramas por três polegadas e um GMT de 700 a 1.100 g/3”.

12. Produto de papel tissue depositado a úmido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fibra sintética não celulósica é uma fibra de tereftalato de polietileno não fibrilada (PET) com uma seção transversal substancialmente circular e um diâmetro de 0,5 a 10 micrômetros.

13. Produto de papel tissue depositado a úmido, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos uma manta de papel tissue em múltiplas camadas incluindo pelo menos 10 por cento de fibras celulósicas de alta aspereza tendo uma aspereza superior a 17 mg/100 m, de 1,0 a 10 por cento em peso de fibras sintéticas não celulósicas selecionadas da grupo constituído por poliésteres, polialquilenos, poliacrilonitrilos e poliamidas e fibras celulósicas com uma aspereza inferior a 10 por cento em peso, tendo uma aspereza média inferior a 17 mg/100 m e comprimento médio da fibra superior a 1,2 mm, o produto de papel tissue tendo um TS7 inferior a 11,0 e um GMT de 500 a 1.200 g/3”.

14. Produto de papel tissue depositado a úmido de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a fibra sintética não celulósica está seletivamente disposta na camada intermediária e as duas camadas exteriores estão substancialmente isentas de fibras sintéticas não celulósicas.

15. Produto de papel tissue depositado a úmido de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma manta de papel tissue em múltiplas camadas compreende de 1,0 a 5,0% em peso de fibra sintética.

16. Produto de papel tissue depositado a úmido de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a fibra sintética é uma fibra de tereftalato de polietileno não fibrilada (PET) com uma seção transversal substancialmente circular e um diâmetro de 0,5 a 10 micrômetros.

17. Método para formar um produto de papel tissue depositado a úmido, macio e durável, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: a. fornecer um primeiro suprimento de fibra consistindo essencialmente em fibras celulósicas curtas; b. fornecer um segundo suprimento de fibras consistindo essencialmente em fibras sintéticas e fibras de alta aspereza; c. depositar os primeiro e segundo suprimentos de fibra em um tecido formador para formar uma manta de papel tissue úmida; d. desidratar parcialmente a manta de papel tissue úmida; e. secar a manta de papel tissue; e f. converter a manta de papel tissue num produto de papel tissue, em que o produto tem um GMT superior a 500 g/3” e um TS7 inferior a 11,0.

18. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a etapa de conversão é selecionada do grupo consistindo em impressão, gravação em relevo, calandragem, corte, dobragem, enrolamento e combinações dos mesmos.

19. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a fibra sintética é uma fibra de tereftalato de polietileno não fibrilada (PET) com uma seção transversal substancialmente circular e um diâmetro entre 0,5 e 10 micrômetros.

20. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a fibra de alta aspereza tem um comprimento médio de fibra superior a 2,0 mm e uma aspereza superior a 20 mg/100 m.