ES2149290T5 - Metodo para la fabricacion de productos celulosicos suaves. - Google Patents
Metodo para la fabricacion de productos celulosicos suaves.Info
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Abstract
SE SECAN LOS TEJIDOS, COMO LAS TOALLAS FACIALES, LAS DE BAÑO, DE PAPEL USANDO UN MATERIAL DE SECADO QUE TIENE ALREDEDOR DE 5 A 300 CHARNELAS DE IMPRESION DE DIRECCION DE LA MAQUINA POR 6.45 CM2 (1 PULGADA CUADRADA) QUE SON LEVANTADOS POR ENCIMA DEL PLANO DEL MATERIAL. ESTAS CHARNELAS DE IMPRESION CREAN PROTUSIONES CORRESPONDIENTES EN LA HOJA DE SECADO QUE IMPARTEN A LA HOJA UNA CANTIDAD SIGNIFICATIVA DE ELASTICIDAD EN LA DIRECCION TRANSVERSAL A LA MAQUINA. ADEMAS, SE MEJORAN OTRAS PROPIEDADES COMO VOLUMEN, CAPACIDAD DE ABSORCION, INDICE DE ABSORCION Y FLEXIBILIDAD.
Description
Método para la fabricación de productos
celulósicos suaves.
En la fabricación de productos celulósicos
suaves o del tipo llamado "tissue" por secado pasante, tales
como toallitas de "tissue" y papel de aplicación facial y en
el baño, se presenta siempre la necesidad de mejorar las
características del producto final. Si bien el mejorar la suavidad
siempre es objeto de gran atención, la magnitud de estirado del
elemento laminar es también importante, particularmente con respecto
a la capacidad de duración y a la resistencia del producto. Al
aumentar la capacidad de estirado, la hoja celulósica suave o
"tissue" puede absorber esfuerzos de tracción de manera más
fácil sin roturas. Además, una mayor capacidad de estirado,
especialmente en la dirección transversal de la máquina, mejora la
flexibilidad del cuerpo laminar, lo que afecta directamente la
suavidad del mismo.
El documento
EP-A-0 342 646 da a conocer un
método para la fabricación de un elemento laminar celulósico suave
o "tissue" que comprende las fases de disponer un elemento
laminar de fibras de fabricación de papel y agua sobre un género de
conformación, transfiriendo el elemento laminar desde el género de
conformación a un género de secado pasante y efectuar el secado
pasante del elemento laminar. De acuerdo con el documento
EP-A-0 342 646, el género de secado
pasante se desplaza a una velocidad 5 a 10% menor que la tela
conformación o de fabricación, formando de esta manera una serie de
pliegues en la dirección transversal de la máquina en el elemento
laminar que proporcionan una cierta capacidad de estirado.
Mediante el llamado "crepado", se obtienen
fácilmente una flexibilidad mejorada del elemento laminar y
capacidad de estirado en la dirección de la máquina para niveles
aproximados de 15 por ciento, pero el estirado resultante en la
dirección transversal de la máquina queda generalmente limitado a
niveles de 8 por ciento aproximadamente o menos debido a la
naturaleza del proceso de fabricación del género laminar suave o
"tissue".
Por lo tanto, existe la necesidad de conseguir
un método de mejorar la flexibilidad y el estirado en la dirección
transversal de la máquina de productos laminares celulósicos suaves
o "tissue" sometidos a secado pasante, manteniendo o mejorando
simultáneamente otras características deseables de dicho
"tissue".
Este objetivo se soluciona por el método que
consiste en la fabricación de una hoja de material celulósico suave
de acuerdo con las reivindicaciones independientes 1 y 3 y el
elemento laminar suave conseguido por secado pasante, según la
reivindicación 9. Otras características ventajosas, aspecto y
detalles de la invención quedarán evidentes de las reivindicaciones
dependientes, de la descripción y de los dibujos.
Se ha descubierto ahora que ciertos géneros de
secado pasante pueden impartir características de estirado
significativamente incrementadas en la dirección transversal de la
máquina (CD) al producto celulósico suave resultante, mientras que
al mismo tiempo consiguen un volumen elevado, mayor flexibilidad,
una proporción elevada de capilaridad, y elevada capacidad
absorbente. De acuerdo con un aspecto de la presente invención,
estos géneros se caracterizan por una serie de "nudos de
impresión" que pueden adoptar la forma de nudos de género que
tienen forma alargada en la dirección de la máquina (MD) del proceso
de fabricación del género celulósico suave o "tissue", que
quedan significativamente elevados por encima del plano del género
de secado y que se solapan cuando los géneros son observados en la
dirección transversal de la máquina. Estos nudos de impresión
imparten los correspondientes salientes en la hoja celulósica suave
al secarse ésta sobre la tela de secado. La altura, orientación y
disposición de los salientes resultantes en el cuerpo laminar
proporcionan incrementos en el volumen, en la capacidad de estirado
en dirección transversal de la máquina, en la flexibilidad, en la
capacidad de absorbencia y en la proporción de capilaridad. Todas
estas características son deseables para productos tales como
toallitas faciales, toallitas para baño y toallitas de papel o
similares, a las que se hará referencia de manera general como
productos celulósicos suaves o "tissue". Los elementos
laminares celulósicos suaves o "tissue" fabricados de acuerdo
con la presente invención se pueden utilizar para productos
celulósicos suaves de una capa o de capas múltiples.
De manera sorprendente, se ha descubierto
también que la combinación de secado pasante sin crepado con géneros
muy voluminosos y química para conseguir resistencia temporal en
húmedo tiene como resultado productos celulósicos suaves con
características físicas superiores cuando se saturan parcialmente.
Las propiedades específicas incluyen el volumen bajo compresión en
húmedo ("Wet Compressed Bulk") o WCB (que se expresará y
definirá a continuación en forma de cc/gm), la proporción de carga
de energía ("Loading Energy Ratio") o LER (que se definirá a
continuación y se expresará en forma de %) y retorno en húmedo
("Wet Springback") o WS (que se definirá a continuación y se
expresará en forma de %). Los elementos celulósicos suaves
fabricados de acuerdo con la presente invención son únicos en su
capacidad para conseguir elevados valores para estas tres pruebas
simultáneamente. Estas características superiores se consiguen a
causa de que la resistencia en húmedo del artículo celulósico suave
se establece sobre la tela del aparato de secado pasante, mientras
que la hoja o elemento laminar se encuentra en su configuración
tridimensional deseada. La eliminación del crepado destructivo
subsiguiente asegura que la estructura muy voluminosa establecida en
los aparatos de secado pasante se conserva de modo permanente,
incluso después de haber tenido lugar la saturación parcial. Los
artículos celulósicos suaves realizados mediante la presente
invención muestran una integridad superior durante su utilización y
son especialmente apropiados para la incorporación de diferentes
aditivos químicos acuosos y no acuosos en forma de tratamientos
posteriores para mejorar adicionalmente el rendimiento y la
funcionalidad.
Por lo tanto, según un aspecto, la invención
consiste en un método para la fabricación de un elemento laminar
celulósico suave o "tissue" de acuerdo con la reivindicación 1.
Preferentemente, una tela de secado pasante tiene desde 25 a 75
aproximadamente nudos de impresión alargados en la dirección de la
máquina por cada 6,45 cm^{2} (por pulgada cuadrada). El elemento
laminar seco puede ser sometido a crepado o puede permanecer sin
crepar. Además, el elemento laminar resultante puede ser
calandrado.
Según otro aspecto, la invención consiste en una
hoja o lámina de "tissue" sometida a secado pasante, crepada o
sin crepar, según la reivindicación 9. Preferentemente la hoja tiene
desde 25 a 75 salientes aproximadamente por cada 6,45 cm^{2} (por
pulgada cuadrada), y un estirado en la dirección transversal de la
máquina de aproximadamente 10 a 25 por ciento aproximadamente, y
todavía de modo más específico desde 10 a 20 por ciento
aproximadamente. (Tal como se utiliza en esta descripción, el
"estirado" en dirección transversal de la máquina es el
alargamiento porcentual hasta la rotura en la dirección transversal
de la máquina cuando se utiliza un comprobador de tracción
Instron). La altura o dimensión en la dirección del eje z de los
salientes con respecto a la superficie plana de la hoja del
"tissue" puede estar comprendida aproximadamente desde 0,012
cm (aproximadamente 0,005 pulgadas) hasta aproximadamente 0,12 cm
(unas 0,05 pulgadas), más específicamente desde aproximadamente
0,013 cm (unas 0,005 pulgadas) hasta aproximadamente 0,76 cm (unas
0,03 pulgadas), y todavía de modo más específico desde unos 0,025
cm (aproximadamente 0,01 pulgadas) hasta aproximadamente 0,051 cm
(aproximadamente 0,02 pulgadas), medido en estado sin crepar y sin
calandrar. El calandrado reducirá la altura de los salientes, pero
no los eliminará. La longitud de los salientes en la dirección de la
máquina puede quedar comprendida aproximadamente desde 0,076 cm
hasta 1,08 mm (aproximadamente 0,030 pulgadas hasta aproximadamente
0,425 pulgadas), más específicamente desde unos 0,012 cm hasta
aproximadamente 0,95 mm (aproximadamente 0,05 pulgadas hasta unas
0,25 pulgadas), y todavía de manera más espe-
cífica desde unos 2,52 mm hasta 5,1 mm aproximadamente (aproximadamente 0,1 pulgadas hasta unas 0,2 pulgadas).
cífica desde unos 2,52 mm hasta 5,1 mm aproximadamente (aproximadamente 0,1 pulgadas hasta unas 0,2 pulgadas).
De acuerdo con una realización de la invención,
el método para la fabricación de un elemento laminar celulósico
suave comprende adicionalmente: (i) formación de una suspensión
acuosa de fibras para la fabricación de papel que tienen una
consistencia aproximada de 20 por ciento o superior; (ii) manipular
mecánicamente la suspensión acuosa a una temperatura aproximada de
140ºF o superior, proporcionada por una fuente de calor externa, tal
como vapor de agua, con una entrada de potencia aproximada de 1
caballo de potencia-día por tonelada de fibras
secas o superior; (iii) diluir la suspensión acuosa de fibras
manipuladas mecánicamente a una consistencia aproximada de 0,5 por
ciento o menos y alimentar la suspensión diluida a una caja
principal o caja de entrada para la fabricación del "tissue"
de varias capas que proporciona dos o más capas; (iv) incluyendo un
aditivo temporal o permanente para conseguir mayor resistencia en
húmedo en una o varias de dichas capas; (v) depósito de la
suspensión acuosa diluida sobre la tela de conformación para
constituir un elemento laminar en húmedo; (vi) eliminación del agua
de dicho elemento laminar húmedo hasta una consistencia aproximada
de 20 a 30 por ciento; siendo el elemento laminar sometido
finalmente a secado pasante y siendo calandrado a continuación para
conseguir la galga o medida deseada para la hoja final en estado
seco.
Además, estos elementos laminares de
"tissue" pueden tener una proporción de capilaridad ("Wicking
Rate") de aproximadamente 2,5 cm por 15 segundos o superior, de
manera más específica desde 2,5 a 4 cm aproximadamente por 15
segundos, y de modo todavía más específico desde 3 a 3,5 cm por 15
segundos. La proporción de capilaridad es un parámetro estándar
determinado de acuerdo con la norma ASTM D1776 (acondicionamiento de
muestras) y TAPPI UM451 (prueba de capilaridad de papel). El método
comporta la inmersión de la muestra de pruebas por su borde en un
baño de agua, midiendo la distancia de capilaridad vertical en la
que se desplaza el agua en 15 segundos. A efectos de comodidad, las
muestras son pesadas con una pinza de papel y son sumergidas
inicialmente 2,54 cm (una pulgada) por debajo de la superficie del
baño de agua.
Además, las hojas de "tissue" de la
presente invención pueden tener un volumen aproximado de 12
cm^{3}/g o superior, de manera más específica desde
aproximadamente 12 a 25 cm^{3}/g, y todavía de modo más específico
desde aproximadamente 13 a 20 cm^{3}/g. Tal como se utiliza en
esta descripción, el volumen de la hoja es la galga o grosor de una
sola capa de producto dividida por su peso base. El grosor o galga
se mide de acuerdo con la prueba TAPPI métodos T402 "Standard
Conditioning and Testing Atmosphere For Paper, Board, Pulp
Handsheets and Related Products" ("Acondicionamiento estándar
y atmósfera de pruebas para papel, cartón, láminas de pulpa y
productos similares") y la norma T411 om-89
"Thickness (caliper) of Paper, Paperboard, and Combined Board"
("Grosor (galga) de papel, cartón y panel combinado"). El
micrómetro utilizado para llevar a cabo la norma T411
om-89 es un micrómetro para cuerpos voluminosos (TMI
Modelo 49-72-00, Amityville, Nueva
York) que posee una presión de yunque de 80 gramos por 6,45
cm^{2} (por pulgada cuadrada).
Además, estas hojas de géneros laminares suaves
que tienen un peso pase en una gama aproximada de 10 a 70 g/m^{2}
pueden tener una flexibilidad, medida por el cociente del módulo
geométrico medio dividido por la resistencia a la tracción media
geométrica (que se definirá a continuación haciendo referencia a las
figuras 5 y 6), de un valor aproximado de 4,25 km/kg o inferior,
más específicamente de 4 km/kg o inferior, y todavía de manera más
específica de 2 a 4,25 km/kg, aproximadamente.
Además, dichos elementos laminares de
"tissue" con un peso base en una gama aproximada de 10 a 70
g/m^{2} pueden tener un valor de rigidez en la dirección de la
máquina (MD) (que se definirá más adelante) de 100
kg-\mum^{1/2} aproximadamente o inferior, más
específicamente de 75 kg-\mum^{1/2} o inferior y
todavía de manera más específica de 50
kg-\mum^{1/2} o inferior.
Adicionalmente, los elementos laminares de
"tissue" de la presente invención pueden tener una capacidad
absorbente (que se define más adelante) con valores aproximados de
11 gramos de agua por gramo de fibras o superior, de manera más
específica desde 11 a 14 gramos por gramo. La capacidad absorbente
es determinada cortando 20 hojas del producto a comprobar en forma
de un cuadrado de 10,16 cm x 10,16 cm (4'' por 4'') y grapando las
esquinas entre sí formando una esterilla de 20 hojas. La esterilla
es colocada en una cesta de rejilla con las puntas de las grapas
hacia abajo y se sumergió en un baño de agua (30ºC). Una vez la
esterilla se encuentra completamente húmeda, es retirada y se deja
escurrir durante 30 segundos permaneciendo en el cesto de rejilla.
El peso del agua que permanece en la esterilla después de 30
segundos es la cantidad de agua absorbida. Este valor es dividido
por el peso de la esterilla para determinar la Capacidad
Absorbente.
Con respecto a la utilización de agentes con
mayor resistencia en húmedo, existe una serie de materiales
habitualmente utilizados en la industria del papel para conseguir
resistencia en húmedo en el papel y cartón que son aplicables a la
presente invención. Estos materiales son conocidos en la técnica
como agentes que mejoran la resistencia en húmedo y se pueden
disponer comercialmente por una serie de fuentes de suministro.
Cualquier material que una vez añadido a un papel o "tissue"
tiene como resultado un "tissue" o papel con una relación de
resistencia en húmedo:resistencia en seco superior a 0,1 se
designará, a los efectos de la presente invención, agente que
mejora la resistencia en húmedo. De manera típica estos materiales
se designan como agentes para la mejora permanente de la
resistencia en húmedo o como agentes mejoradores "temporales"
de la resistencia en húmedo. Con la finalidad de diferenciar los
agentes mejoradores de la resistencia en húmedo permanentes con
respecto a los temporales, se definirán los permanentes como
aquellas resinas que, cuando se incorporan a los productos de papel
o "tissue", proporcionan un producto que retiene más del 50% de
su resistencia original en húmedo después de la exposición al agua
durante un período mínimo de cinco minutos. Son agentes mejoradores
de la resistencia en húmedo de forma temporal aquéllos que muestran
menos de 50% de su resistencia original en húmedo después de
exposición al agua durante cinco minutos. Ambas clases de material
son aplicables a la presente invención. Esta cantidad de agente
mejorador de la resistencia en húmedo añadida a las fibras de la
pulpa puede ser como mínimo de 0,1 por ciento del peso en seco, más
específicamente y de modo aproximado 0,2 por ciento del peso en
seco o superior, y todavía más específicamente desde 0,1 a 3 por
ciento aproximadamente del peso en seco basado en el peso en seco
de las fibras.
Los agentes mejoradores de la resistencia en
húmedo de tipo permanente proporcionan una mayor o menor resiliencia
en húmedo a largo plazo a la estructura. Este tipo de estructura
encuentra su aplicación en productos que requieren resiliencia en
húmedo a largo plazo tales como toallas de papel y muchos productos
de consumo de tipo absorbente. Como contraste, los agentes
mejoradores de la resistencia en húmedo de tipo temporal
proporcionan estructuras que tienen baja densidad y elevada
resiliencia, pero que no proporcionan una estructura que tiene
resistencia a largo plazo a la exposición al agua o fluidos
corporales. Si bien la estructura tiene inicialmente una integridad
satisfactoria, después de un cierto período de tiempo la estructura
empieza a perder su resiliencia en húmedo. Esta característica
puede ser utilizada de manera ventajosa al conseguir materiales que
son altamente absorbentes cuando se encuentran inicialmente
húmedos, pero que después de un cierto período de tiempo pierden su
integridad. Esta característica podría ser utilizada para conseguir
productos "eliminables por el inodoro". El mecanismo por el
cual se consigue resistencia en húmedo tiene poca influencia en los
productos de la presente invención siempre que se obtenga la
propiedad esencial de generar una unión resistente al agua en los
puntos de unión fibra/fibra.
Los agentes mejoradores de la resistencia en
húmedo de tipo permanente utilizables en la presente invención son
de forma típica resinas solubles en agua, resinas catiónicas
oligómeras o resinas de polímeros que son capaces de reticulación
consigo mismas (homorreticulación) o con la celulosa u otros
constituyentes de las fibras de madera. Los materiales más
ampliamente utilizados para esta finalidad son la clase de polímero
conocida como resinas de tipo
poliamida-poliamina-epiclorohidrina
(PAE). Estos materiales han sido descritos en las patentes de Keim
(U.S. 3.700.623 y 3.772.076) y son comercializados por Hercules,
Inc., Wilmington, Delaware, con la marca Kymene 557H. Se
comercializan materiales relacionados por Henkel Chemical Co.,
Charlotte, Carolina del Norte y Georgia-Pacific
Resins, Inc., Atlanta, Georgia.
También son útiles las resinas de
poliamida-epiclorohidrina como resinas aglomerantes
en la presente invención. Los materiales desarrollados por Monsanto
y comercializados con la etiqueta Santo Res son resinas de
poliamida-epiclorohidrina activadas con una base
que se pueden utilizar en la presente invención. Estos materiales se
describen en patentes de Petrovich (U.S.A. 3.885.158; U.S.A.
3.899.388; U.S.A. 4.129.528 y U.S.A. 4.147.586) y van Eenam (U.S.A.
4.222.921). Si bien no se utilizan habitualmente en productos de
consumo, las resinas de polietilenimina son también apropiadas para
inmovilizar los puntos de unión de los productos de la presente
invención. Otra clase de agentes mejoradores de la resistencia en
húmedo de tipo permanente son, por ejemplo, las resinas
aminoplásticas obtenidas por reacción de formaldehído con melamina
o urea.
Las resinas que mejoran la resistencia en húmedo
de forma temporal que se pueden utilizar en relación con la
presente invención incluyen, sin que ello sirva de limitación, las
resinas desarrolladas por American Cyanamid y comercializadas bajo
la marca Parez 631 NC (que actualmente se puede adquirir de la firma
Cytec Industries, West Paterson, New Jersey). Estas y otras resinas
similares se describen en las Patentes U.S.A. 3.556.932 de Coscia y
otros y 3.556.933 de Williams y otros. Otros agentes mejoradores de
la resistencia en húmedo de forma temporal que se puedan aplicar en
la presente invención incluyen los almidones modificados tales como
los que se pueden conseguir de la firma National Starch
comercializados con la marca Co-Bond 1000. Se cree
que estos y otros almidones relacionados están cubiertos por la
Patente U.S.A. 4.675.394 de Solarek y otros. También se pueden
aplicar como materiales útiles para conseguir una mejora de la
resistencia en húmedo temporal los almidones de dialdehído
derivatizado, tal como se describen en el documento japonés Kokai
Tokkyo Koho JP 03.185.197. También se espera que otros materiales
mejoradores de la resistencia en húmedo de modo temporal, tales
como los que se describen en los documentos U.S.A. 4.981.557; U.S.A.
5.008.344 y U.S.A. 5.085.736 de Bjorkquist, podrían ser de utilidad
en la presente invención. Con respecto a las clases y tipos de
resinas mejoradoras de la resistencia en húmedo que se han
indicado, se debe comprender que la lista facilitada es simplemente
para proporcionar ejemplos y que no está destinada a excluir otros
tipos de resinas mejoradoras de la resistencia en húmedo, ni está
destinada a limitar el ámbito de la presente invención.
Si bien los agentes mejoradores de la
resistencia en húmedo descritos anteriormente son especialmente
ventajosos para su utilización en relación con esta invención,
también se pueden utilizar otros tipos de agentes aglomerantes para
proporcionar la resiliencia necesaria en húmedo. Se pueden aplicar
en la parte extrema de tratamiento en húmedo o se pueden aplicar
por rociado o impresión, etc. después de haber formado el elemento
laminar o después de haber sido secado.
Entre las fibras adecuadas para la fabricación
de papel utilizables para los objetivos de la presente invención se
incluyen particularmente fibras de pulpas químicas de bajo
rendimiento, tales como fibras kraft de madera blanda y de madera
dura. Estas fibras son relativamente flexibles en comparación con
fibras procedentes de pulpas de alto rendimiento tales como pulpas
mecánicas. Si bien otras fibras pueden ser utilizadas ventajosamente
para llevar a cabo diferentes aspectos de la presente invención, la
resiliencia de los "tissues" de la presente invención es
particularmente sorprendente cuando se utilizan fibras de bajo
rendimiento.
Las telas de secador que se pueden utilizar para
los objetivos de la presente invención se caracterizan por un plano
superior dominado por nudos o salientes altos y largos conseguidos
por impresión en la MD ("dirección de la máquina"). No hay
nudos en dirección transversal de la máquina en el plano superior.
La diferencia de planos, que es la distancia entre el plano formado
por los puntos más altos de los nudos de impresión largos (el más
alto de los dos planos) y el plano formado por los puntos más altos
de los hilos transversales o de urdimbre, es de 30 a 150 por ciento
aproximadamente, de manera más específica de 70 a 110 por ciento
aproximadamente, del diámetro de los hilos de trama que forman el
nudo de impresión. Los diámetros de los hilos de urdimbre pueden
variar entre 0,013 cm (aproximadamente 0,005 pulgadas) hasta
aproximadamente 0,13 cm (unas 0,05 pulgadas), de manera más
específica desde unos 0,013 cm (aproximadamente 0,005 pulgadas)
hasta aproximadamente 0,09 cm (aproximadamente 0,035 pulgadas), y
todavía de manera más específica desde unos 0,025 cm
(aproximadamente 0,010 pulgadas) hasta unos 0,051 cm
(aproximadamente 0,020 pulgadas).
La longitud de los nudos de impresión queda
determinada por el número de hilos de urdimbre (CD) que atraviesan
los hilos de urdimbre que forman el nudo de impresión al cruzar
aquéllos. Este número puede ser aproximadamente de 2 a 15, más
específicamente de 3 a 11, y todavía de manera más específica de 3 a
7 hilos de trama. En términos absolutos, la longitud de los nudos
de impresión puede estar comprendida desde aproximadamente 0,76 mm
hasta 1,08 mm (aproximadamente 0,030 pulgadas hasta aproximadamente
0,425 pulgadas), más específicamente desde 1,3 mm hasta
aproximadamente 6,35 mm (aproximadamente desde 0,05 pulgadas hasta
0,25 pulgadas), y todavía de manera más específica desde unos 2,5
mm a unos 5,1 mm (aproximadamente de 0,1 pulgadas hasta unas 0,2
pulgadas).
Estos nudos de impresión altos y largos, cuando
se combinan con el plano de sub-nivel más bajo de
los nudos en dirección transversal de la máquina y en la dirección
de la máquina, tienen como resultado una forma topográficamente de
3 dimensiones. Por esta razón las telas de esta invención se indican
en algunos casos como telas tridimensionales. La forma o escultura
topográfica tiene la imagen inversa con un efecto acolchado de punto
y "borla". Cuando la tela es utilizada para el secado de un
elemento laminar húmedo de un papel celulósico suave o
"tissue", el elemento laminar en forma de "tissue" recibe
impresiones por el contorno de la tela y muestra un aspecto
acolchado con las imágenes de los nudos de impresión altos que se
muestran en forma de puntos de cosido o puntadas y las imágenes de
los planos de niveles más bajos o de sub-nivel que
aparecen en forma de áreas de borla o áreas "puff". Los nudos
de impresión pueden ser dispuestos en un dibujo tal como una forma
de diamante o un motivo que sugiere libertad de movimiento
(decorativo), tal como peces, mariposas, etc. que tienen un aspecto
agradable.
Desde el punto de vista de la fabricación de la
tela, se cree que las telas que se encuentran a disposición
comercialmente han sido hasta el momento o bien de superficie
coplanaria (es decir, la parte alta de los nudos de urdimbre y de
trama a la misma altura) o una superficie en la que los nudos de la
trama son altos. Se puede obtener una superficie coplanaria por
pulido superficial o por termofijado. En este último caso, las
urdimbres se enderezan en general y, por lo tanto, son llevadas
hacia adentro del cuerpo de la tela durante la fase de termofijado
para mejorar la resistencia al alargamiento y para eliminar las
arrugas en el género cuando se utiliza a elevadas temperaturas tal
como en los procesos de secado del papel. Como resultado, los nudos
de trama son elevados hacia la superficie de la tela. Como
contraste, los nudos de impresión de la tela que son útiles en esta
invención permanecen por encima del plano de la tela incluso después
de la fijación térmica debido a su estructura de tejido única.
En las diferentes realizaciones de las telas
utilizables de acuerdo con la presente invención, la tela base
puede ser de cualquier tipo de tejido o ligamento. La urdimbre que
forma los nudos de impresión del plano superior alto puede ser un
hilo único, o un grupo de hilos. Los hilos agrupados pueden ser de
diámetros iguales o distintos para crear un efecto de relieve o de
escultura. Los hilos en dirección de la máquina pueden ser redondos
o pueden ser no circulares (tales como ovalados, planos,
rectangulares o en forma de cinta) en sección transversal. Estos
hilos de urdimbre pueden ser realizados a base de materiales
polímeros o metálicos o sus combinaciones. El número de hilos de
urdimbre utilizados en la producción de los nudos de impresión altos
puede quedar comprendido entre 5 y 100 por cada 2,54 cm (una
pulgada) del telar. El número de hilos de urdimbre que intervienen
en la capa soporte de carga pueden quedar comprendidos también desde
5 a 100 aproximadamente por cada 2,54 cm (una pulgada) del
telar.
La cobertura porcentual de la urdimbre se define
como el número total de hilos de urdimbre por cada pulgada (2,54
cm) de tela multiplicado por el diámetro de los hilos de urdimbre y
multiplicado por 100. Para las telas que son útiles en esta
invención, la cobertura total de la urdimbre es superior a 65 por
ciento, preferentemente desde aproximadamente 80 a 100 por ciento.
Con el incremento de cobertura de la urdimbre, cada uno de los
hilos de la urdimbre soporta una menor carga en las condiciones
operativas de la máquina de fabricación de papel. Por lo tanto, los
hilos de urdimbre portadores de la carga no es necesario que sean
enderezados en el mismo grado o medida durante la fase de
termofijado de la tela para conseguir alargamiento y estabilidad
mecánica. Esto ayuda a mantener el rizado de los nudos de impresión
altos y largos.
La figura 1 es un diagrama esquemático de flujo
para un método para la fabricación de una hoja de "tissue" sin
crepar, de acuerdo con la presente invención.
La figura 2 es un gráfico de estirado en
dirección transversal de la máquina con respecto al volumen para
varios productos de "tissue" de baño sometidos a secado
pasante, mostrando el estirado en dirección transversal a la
máquina (CD) obtenido con los productos sin crepar de la presente
invención.
La figura 3 es un gráfico de la proporción de
capilaridad con respecto al volumen para una serie de toallas de
papel de capa única, mostrando el incremento de la proporción de
capilaridad obtenido por los productos de la presente
invención.
La figura 4 es un gráfico de la capacidad
absorbente con respecto al volumen para productos "tissue" de
baño, mostrando la elevada capacidad absorbente de los productos de
la presente invención.
La figura 5 es una curva generalizada de
carga/alargamiento para una hoja de "tissue" para mostrar la
forma de determinación del módulo geométrico medio.
La figura 6 es un gráfico que muestra el
cociente del módulo geométrico medio dividido por la resistencia a
la tracción geométrica media (flexibilidad) con respecto al volumen
para toallitas faciales, de baño y de cocina, mostrando el elevado
grado de flexibilidad de los productos de la presente invención.
La figura 7 es una vista en planta de una tela
de secado pasante o de transferencia utilizable de acuerdo con la
presente invención.
La figura 7A es una vista en sección de la tela
de la figura 7 que muestra nudos de impresión altos y largos y la
diferencia de plano.
La figura 7B es una vista en sección distinta de
la tela de la figura 7, mostrando adicionalmente la forma de tejido
y la diferencia de plano.
La figura 8 es una vista en planta de otra tela
utilizable de acuerdo con la presente invención.
La figura 8A es una vista en sección de la tela
de la figura 8.
La figura 9 es una vista en planta de otra tela
utilizable de acuerdo con la presente invención.
La figura 9A es una sección longitudinal a mayor
escala de la tela de la figura 9, que muestra la posición de la
superficie superior, el plano intermedio y el plano de nivel
inferior o subnivel de la tela.
La figura 10 es una vista en planta de otra tela
utilizable de acuerdo con la presente invención.
La figura 10A es una sección transversal de la
tela de la figura 10 según la línea de corte
10A-10A.
La figura 10B es una vista en sección
longitudinal de la tela de la figura 10.
Las figuras 11 y 12 son vistas en planta de
otras telas utilizables para los objetivos de la presente
invención.
Las figuras 13-15 son vistas en
sección transversal similares a la figura 7A que muestran telas
adicionales que incorporan hilos de urdimbre no circulares,
utilizables para los objetivos de esta invención.
La figura 16 es un diagrama esquemático de un
telar para el tejido de una tela sin fin ("fourdrinier")
estándar que ha sido modificado para incorporar un mecanismo
jacquard para controlar los hilos de urdimbre de un sistema
adicional para "bordar" segmentos de urdimbre de impresión en
una tela para máquina de fabricación de papel que por lo demás es
convencional.
La figura 17 es una fotografía en sección
transversal de un "tissue" realizado de acuerdo con la presente
inven-
ción.
ción.
La figura 18 es un gráfico de rigidez MD
(dirección máquina) con respecto al volumen para una serie de
productos comerciales de aplicación facial, de baño y toallitas,
mostrando el elevado volumen y reducida rigidez de los productos de
la invención.
La figura 19 es un diagrama que muestra los
valores de WCB, LER y WS para varios ejemplos de la presente
invención y también para varios productos de la competencia.
Haciendo referencia a la figura 1, se describirá
un método para llevar a cabo la presente invención de manera
detallada. Se ha mostrado un conformador de rejilla doble que tiene
una caja principal o caja colectora (10) para la fabricación de
papel de varias capas que inyecta o deposita una corriente (11) de
una suspensión acuosa de fibras para la fabricación de papel sobre
la tela de conformación (12). El elemento laminar es transferido a
continuación a la tela (13), que sirve para soportar y transportar
el elemento laminar húmedo recientemente formado en sentido
descendente en el proceso, siendo parcialmente eliminada el agua del
elemento laminar para conseguir una consistencia con un valor
aproximadamente de 10 por ciento en peso seco. Se puede llevar a
cabo una eliminación adicional del agua del elemento laminar
húmedo, tal como mediante succión en vacío, mientras que el
elemento laminar húmedo queda soportado por el género de
conformación.
El elemento laminar húmedo es transferido a
continuación desde la tela de formación a una tela de transferencia
(17) que se desplaza a una velocidad menor que la de la tela de
formación a efectos de impartir características mejoradas de
estirado MD (dirección máquina) en el elemento laminar. Se realiza
transferencia por arrastre ("kiss transfer") para evitar la
compresión del elemento laminar húmedo, preferentemente con ayuda de
una zapata de vacío (18). La tela de transferencia puede ser una
tela que tiene nudos de impresión tal como se describe en las
figuras 7-16 o bien puede ser una tela más suave tal
como las indicadas con las notaciones Asten 934, 937, 939, 959 o
Albany 94M. Si la tela de transferencia es del tipo de nudos de
impresión que se ha descrito, se puede utilizar para impartir
algunas de las mismas características que las de una tela de secado
pasante y puede incrementar el efecto cuando se acopla con una tela
de secado pasante que tiene asimismo los nudos de impresión. Cuando
se utiliza una tela de transferencia que tiene nudos de impresión
para conseguir las características deseadas de estirado en
dirección transversal de la máquina, ésta proporciona la
flexibilidad para utilizar opcionalmente una tela de secado pasante
distinta, tal como la que tiene un dibujo
decorativo en el tejido, para conseguir características deseables adicionales que no se pueden lograr de otro modo.
decorativo en el tejido, para conseguir características deseables adicionales que no se pueden lograr de otro modo.
El elemento laminar es transferido a
continuación desde la tela de transferencia a la tela de secado
pasante (19) con ayuda de un rodillo de transferencia en vacío (20)
o una zapata de transferencia por vacío. La tela de secado pasante
se puede desplazar aproximadamente a la misma velocidad o a una
velocidad distinta con respecto a la tela de transferencia. En caso
deseado, la tela de secado pasante puede discurrir a una velocidad
más reducida para aumentar adicionalmente el estirado en la
dirección de la máquina (MD). La transferencia es preferentemente
llevada a cabo con ayuda de vacío para asegurar la deformación de la
hoja a efectos de que se adapte a la tela de secado pasante,
consiguiendo de esta manera el volumen, flexibilidad, estirado en
dirección transversal y aspecto deseados. La tela de secado pasante
tiene preferentemente los nudos de impresión descritos en las
figuras 7-16.
El nivel de vacío utilizado para la
transferencia de los elementos laminares puede variar
aproximadamente desde 0,254 MPa hasta aproximadamente 1,29 MPa
(aproximadamente de 75 a 380 mm de columna de mercurio
(aproximadamente de 3 a 15 pulgadas de mercurio)), preferentemente
unas 0,86 MPa (aproximadamente 254 mm (unas 10 pulgadas) de columna
de mercurio). La zapata de vacío (presión negativa) se puede
suplementar o substituir por la utilización de presión positiva
desde el lado opuesto del elemento laminar para el soplado de dicho
elemento laminar sobre la siguiente tela además del succionado del
mismo sobre la tela siguiente o substitución del mismo con acción
de vacío. Asimismo, se pueden utilizar un rodillo o rodillos de
vacío para substituir la zapata o zapatas de vacío.
Mientras el elemento laminar es soportado por la
tela de secado pasante, es secado finalmente hasta una consistencia
aproximada de 94 por ciento o superior por la acción del dispositivo
de secado pasante (21) y después de ello es transferido a la tela
transportadora (22). La hoja base seca (23) es transportada al
carrete (24) utilizando la tela transportadora (22) y una tela
portadora opcional (25). Un rodillo giratorio opcional a presión
(26) puede ser utilizado para facilitar la transferencia del
elemento laminar desde la tela transportadora (22) a la tela (25).
Otras telas de transporte adecuadas para este objetivo son las
Albany International 84M ó 94M y Asten 959 ó 937, todas las cuales
son telas relativamente suaves que tienen un dibujo fino. Aunque no
se han mostrado, se pueden utilizar calandrado en el encarretado o
calandrado subsiguiente fuera de la línea para mejorar la suavidad
y lisura de la hoja base.
De acuerdo con la presente invención, la tela de
secado pasante tiene una cara superior que soporta el elemento
laminar de pulpa (23) y una cara o superficie inferior que queda
dispuesta en oposición al dispositivo de secado pasante (21).
Adyacente a la superficie inferior, la tela tiene una capa de
soporte de carga que integra la tela proporcionando simultáneamente
suficiente resistencia para mantener la integridad de la tela al
desplazarse ésta a través de la sección de secado pasante de la
máquina de fabricación de papel, siendo todavía suficientemente
porosa para posibilitar que el aire de secado pasante pueda circular
a través de la tela y del elemento laminar de pulpa soportado por
la misma. La superficie superior de la tela tiene una capa esculpida
que consiste predominantemente en nudos de impresión alargados, que
sobresalen substancialmente por encima del plano de subnivel entre
la capa de soporte de carga y la capa de esculpido. Los nudos de
impresión son constituidos por segmentos expuestos de un hilo de
impresión que discurre en la dirección de la máquina a lo largo de
la cara superior de la tela, y que están interconectados dentro de
la capa portadora de carga en sus extremos opuestos. Los nudos de
impresión están separados transversalmente con respecto a la tela,
de manera que la capa esculpida muestra valles entre los segmentos
de los hilos de impresión y por encima del plano auxiliar o subplano
entre las respectivas capas.
La figura 2 es un gráfico del estirado en
dirección transversal de la máquina (CD) con respecto al volumen
para diferentes productos de tipo "tissue" para baño sometidos
a secado pasante, la mayor parte de los cuales se encuentran a
disposición comercialmente en forma de productos tipo "tissue"
crepados tal como se ha indicado por la letra "C". El punto
"E" es un "tissue" de baño de secado pasante, sin crepado,
de capa única, experimental, realizado utilizando el proceso que se
ha descrito en la figura 1, pero sin utilizar las telas de
transferencia o de secado pasante de 3 dimensiones (nudos de
impresión) que se han descrito. El punto "I_{1}" es un
producto de "tissue" de baño correspondiente a la presente
invención, realizado utilizando una tela topológica Lindsay Wire
T216-3 con un contaje de rejilla de 72 por 40. El
diámetro de los hilos en la dirección de la máquina era de 0,33 mm
(0,013 pulgadas) mientras que los hilos en la dirección transversal
de la máquina tenían un diámetro de 0,30 mm (0,012 pulgadas). Se
produjeron aproximadamente 20 nudos de impresión por cada 2,54 cm
(1 pulgada) lineales en la dirección transversal (CD) de la máquina
y aproximadamente 100 nudos de impresión por cada 6,45 cm^{2}
(por pulgada cuadrada) con una diferencia de plano aproximada de
0,30 mm (aproximadamente 0,012 pulgadas). Los puntos I_{2} son
también de productos "tissue" de baño de la presente invención,
pero fabricados a partir de una tela topológica Lindsay Wire
T116-3 que tiene un contaje de rejilla de 71 por 64.
El diámetro de hilos en la dirección de la máquina (MD) era de 0,33
mm (0,013 pulgadas) y el diámetro de los hilos en la dirección
transversal de la máquina (CD) era de 0,356 mm (0,014 pulgadas). Los
hilos según la dirección de la máquina estaban apareados. Había
aproximadamente 10 nudos de impresión por cada 2,54 cm lineales (1
pulgada) en la dirección transversal de la máquina (CD) y
aproximadamente 40 nudos de impresión por cada 6,45 cm^{2}
(pulgada cuadrada) con una diferencia de plano aproximada de 0,30 mm
(aproximadamente 0,012 pulgadas). La diferencia entre los dos
productos I_{2} es que el que tiene un volumen menor fue fabricado
utilizando una mayor velocidad de chorro en la caja principal,
proporcionando una proporción de resistencia MD/CD con un valor
aproximado de 1,5, mientras que el producto que tiene un volumen
mayor fue fabricado con una menor velocidad de chorro en la caja
principal y tenía una proporción de resistencia MD/CD con un valor
aproximado de 3. Las telas I_{6} e I_{7} son géneros
"tissue" de baño calandrados de manera más intensa, fabricados
de acuerdo con la presente invención y descritos en detalle en los
Ejemplos 6 y 7.
Tal como se ha mostrado, los productos de la
presente invención poseen una combinación de elevado volumen y
elevado estirado en la dirección transversal de la máquina (CD) y
asimismo pueden mostrar valores extremadamente elevados de estirado
en la dirección transversal de la máquina (CD).
La figura 3 es un gráfico de la proporción de
capilaridad con respecto al volumen para diferentes toallas de
papel de una sola capa. Igual que en la figura 2, los productos de
tipo comercial están indicados por la letra "C", un producto
para toallas de secado pasante, sin crepar, de tipo experimental, no
fabricado según las telas de 3 dimensiones que se describen, se ha
designado por la letra "E", y una toalla fabricada según la
presente invención realizada utilizando una tela de secado pasante
tridimensional queda indicada por la letra "I". Se debe
observar la diferencia en la proporción de capilaridad entre el
producto E y el producto I, los cuales fueron fabricados utilizando
el mismo proceso, difiriendo solamente en la utilización de la tela
de secado pasante de 3 dimensiones en el caso del producto de la
presente invención. Tal como se ha mostrado, el producto de la
presente invención tiene una proporción de capilaridad superior al
producto experimental de control o bien a los productos en forma de
toalla disponibles a escala comercial.
La figura 4 es un gráfico de la capacidad
absorbente con respecto al volumen para productos de "tissue"
de baño. Los productos comercialmente disponibles se han indicado
con la letra "C", un género "tissue" de baño de secado
pasante, sin crepar, de tipo experimental, no fabricado con las
telas tridimensionales descritas se ha designado con la letra
"E", y los productos de la presente invención realizados con la
utilización de las telas tridimensionales que se describen se
designan con la letra "I". Se han descrito I_{1} e I_{2}
en relación con la figura 2. I_{6} e I_{7} son géneros
"tissue" para baño con un calandrado más intenso, realizados
de acuerdo con la presente invención y descritos de manera detallada
en los Ejemplos 6 y 7. Tal como se ha mostrado, los productos de la
presente invención tienen una combinación de alto volumen y elevada
capacidad absorbente.
La figura 5 es una curva generalizada de
carga/alargamiento para una hoja de un género "tissue", que
muestra la determinación del módulo en la dirección de la máquina o
del módulo en la dirección transversal de la máquina. (El módulo
geométrico medio es la raíz cuadrada del producto del módulo en la
dirección de la máquina y el módulo en la dirección transversal de
la máquina). Tal como se ha mostrado, los dos puntos (P1) y (P2)
representan cargas de 70 g y 157 g aplicadas contra una muestra con
una anchura de 7,6 cm (3 pulgadas). El aparato de comprobación de
resistencia a la tracción (General Applications Program, version
2.5, Systems Integration Technology Inc., Stoughton, MA; división
de MTS Systems Corporation, Research Triangle Park, NC) está
programado de manera tal que calcula la pendiente entre (P1) y
(P2), que está expresada en kgs por 76,2 milímetros de anchura de
la muestra. La pendiente dividida por el producto del peso base
(expresado en g/m^{2}) multiplicado por 0,0762 es el módulo
(expresado en km) para la dirección (MD o CD) de la muestra sometida
a prueba.
La figura 6 es un gráfico del módulo geométrico
medio (GMM) dividido por la resistencia media geométrica a la
tracción (GMT) (flexibilidad) con respecto al volumen para géneros
"tissue" de aplicación facial, de aplicación de baño y toallas
de cocina. Los géneros "tissue" faciales de tipo comercial se
han designado "F", los géneros "tissue" de baño de tipo
comercial se han indicado con la letra "B", las toallas
disponibles comercialmente se han designado con la letra "T",
un género "tissue" de baño experimental que no utiliza la tela
tridimensional que se describe se ha designado "E", y los
géneros "tissue" de baño de la presente invención se han
indicado "I". Igual que antes, I_{1} e I_{2} se han
realizado utilizando la misma tela, pero I_{2} de volumen más
reducido tiene una proporción de resistencia MD/CD con un valor
aproximado de 1,5 y el género I_{2} de volumen más elevado tiene
una proporción de resistencia MD/CD con un valor aproximado de 3.
Tal como se ha mostrado, los productos de esta invención tienen un
volumen muy elevado y un reducido cociente de módulo medio
geométrico dividido por la resistencia a la tracción media
geométrica. I_{6} e I_{7} son géneros "tissue" para baño
calandrados más intensamente de acuerdo con la presente invención y
descritos de manera detallada en los Ejemplos 6 y 7. I_{8} e
I_{9} son géneros "tissue" de aplicación facial, de dos
capas, calandrados, realizados de acuerdo con la presente invención
y descritos en detalle en los ejemplos 8 y 9.
Las figuras 7-16 muestran varias
telas tridimensionales utilizables para los objetivos de la presente
invención. Para mayor facilidad de visualización, los nudos de
impresión elevados se han indicado por líneas negras continuas.
Las figuras 7, 7A y 7B muestran una primera
realización de una tela de secado pasante utilizable para los
objetivos de la presente invención en la que se obtienen nudos de
impresión altos por añadidura de un sistema de urdimbre adicional a
un diseño básico simple 1 x 1. El sistema de urdimbre adicional
puede ser "bordado" sobre cualquier estructura de tela base.
La estructura base pasa a ser la capa de soporte de carga y el plano
de nivel inferior o subnivel sirve para delimitar la capa con
relieve o esculpida. La forma más simple de la tela de base sería
un tejido recto 1 x 1. Desde luego, se podría utilizar también como
base cualquier otra estructura simple, doble, triple o de capas
múltiples.
Haciendo referencia a estas figuras, se ha
identificado la tela de secado pasante por el numeral de referencia
(40). Por debajo de un plano de subnivel indicado por la línea de
trazos (41), la tela (40) comprende una capa de soporte de carga
(42) que consiste en una estructura de tela de tejido normal con
hilos de urdimbre base (43) entrelazados con tejidos de trama (44)
en un tejido normal 1 x 1. Por encima del plano de subnivel (41),
una capa de esculpido indicada en general con el carácter de
referencia (45) queda formada por segmentos de hilos de impresión
(46) que quedan bordados en el tejido normal de la capa portadora de
carga (42). En el presente caso, cada uno de los segmentos de
impresión (46) está formado a partir de un hilo de urdimbre único
en un sistema de urdimbre adicional manipulado a efectos de quedar
bordado dentro de la capa portadora de carga. Los nudos (46)
proporcionados por cada uno de los hilos de urdimbre del sistema de
urdimbre adicional están alineados en la dirección de la máquina en
una secuencia de gran proximidad, y los hilos de urdimbre del
sistema están separados entre sí según la anchura de la tela (40)
tal como se ha mostrado en la figura 7. El sistema de urdimbre
adicional produce una capa con esculpido topográficamente
tridimensional que consiste esencialmente en nudos en la dirección
de la máquina y la superficie superior de la capa portadora de carga
en el plano de nivel inferior o subnivel (41). En esta estructura
de género, el plano intermedio es coincidente con el plano de nivel
inferior o "subnivel". La relación entre los nudos de urdimbre
(46) y la estructura de tejido de la capa portadora de carga (42)
produce una diferencia de plano del orden de 30-150%
del diámetro del hilo de impresión, y preferentemente del orden de
70-100% aproximadamente con respecto al diámetro del
hilo. En la ilustración de la figura 7A, la diferencia en el plano
es aproximadamente de 90% del diámetro del hilo (46). Tal como se
ha indicado anteriormente, los diámetros de los hilos de urdimbre
pueden quedar comprendidos entre 0,127 mm y aproximadamente 1,27
mm (0,005 hasta aproximadamente 0,05''). Por ejemplo, si el
diámetro del hilo de urdimbre es de 0,30 mm (0,012''), la diferencia
de plano puede ser de 2,54 mm (0,10''). Para hilos no circulares,
el diámetro del hilo se cree que es la dimensión vertical del hilo,
tal como queda orientado en la tela, estando orientado normalmente
el hilo con su dimensión de mayor anchura paralelo al plano
inferior o plano de subnivel.
En la tela (40), la capa de tejido normal
portadora de cargas está construida de manera tal que los puntos
más altos de los hilos de trama portadores de carga y los hilos de
urdimbre portadores de carga (42) y (43) son coplanarios y
coincidentes con el plano inferior o de capa inferior (41) y los
hilos del sistema auxiliar de urdimbre (46) están dispuestos entre
los hilos de urdimbre (44) de la capa portadora de carga.
Las figuras 8 y 8A muestran una modificación de
la tela (40) utilizable para los objetivos de la presente
invención. La tela modificada (50) tiene un plano de nivel inferior
o subnivel indicado por la línea de trazos (51) con una capa
portadora de carga (52) por debajo del plano (51) y una capa de
relieve o esculpida (55) por encima del plano (51). En esta
realización de la tela de secado pasante, la capa esculpida (55)
tiene un dibujo tridimensional muy similar al dibujo de la capa
esculpida (45) de la realización anteriormente descrita,
consistiendo en una serie de nudos de impresión (54') dispuestos en
la dirección de la máquina de la tela y separados entre sí en la
dirección transversal de la misma. En la tela (50), la capa
portadora de carga está formada por los hilos de trama (53) y los
hilos de urdimbre (54) entrelazados en un tejido normal o recto en
su mayor parte.
En el tejido de la capa portadora de carga,
algunos nudos de trama sobresalen por encima del plano de subnivel
o de nivel inferior (51) y las partes altas de estos nudos de trama
definen un plano intermedio (58). La diferencia de plano entre el
plano superior de la superficie (55) y el plano intermedio (58) es
como mínimo de 30% del diámetro del hilo de urdimbre. La capa
esculpida o con relieve (55) está formada, por otra parte, por
segmentos de hilos de urdimbre extraídos de los hilos de urdimbre
(54') extraídos de la capa portadora de carga (52). Los segmentos
(54') de hilo de impresión en la capa con relieve o capa esculpida
(55) son seleccionados del sistema de urdimbre incluyendo los hilos
de urdimbre (54). En el presente caso, en el sistema de hilos de
urdimbre que incluye los hilos de urdimbre (54) y (54'), los tres
primeros hilos de urdimbre de cada cuatro son componentes de la
capa portadora de carga (52) y no sobresalen por encima del plano
intermedio (58). El cuarto hilo de urdimbre (54'), no obstante,
consiste en partes altas o sobresalientes que se prolongan en la
capa esculpida en la dirección de la máquina de la tela por encima
del plano de subnivel (51) y el plano intermedio (58). Los hilos de
urdimbre de impresión (54') están conectados o atados en la capa
portadora de carga (52) por paso por debajo de los hilos de trama
(53) en la capa portadora de carga en los extremos opuestos de cada
zona alta o sobresaliente.
En la tela (50), los hilos de urdimbre (54')
substituyen uno de los hilos de urdimbre (54) de la base. Cuando
utilizando esta tela como tela de secado pasante, la superficie
superior irregular de la capa de soporte de carga en el plano de
subnivel (51) imparte una textura algo distinta a las áreas
hinchadas ("puff areas") del elemento laminar que la producida
por la capa esculpida de la tela (40) mostrada en la figura 7. En
ambos casos, el aspecto de puntada proporcionado por los valles de
los nudos de impresión sería substancialmente el mismo dado que los
nudos de impresión sobresalen o "flotan" sobre siete hilos de
trama y están dispuestos en una secuencia de gran proximidad.
Las figuras 9 y 9A muestran otra realización de
la tela utilizable en relación con la presente invención. En esta
realización, la tela de secado pasante (60) tiene un plano de
subnivel indicado con líneas de trazos con el numeral (61) y un
plano intermedio indicado con el numeral (68). Por debajo del plano
de subnivel (61), la capa (62) portadora de carga comprende una
tela tejida a partir de hilos de trama (63) y de hilos de urdimbre
(64). El plano subnivel (61) queda definido por los puntos altos de
los nudos de trama más bajos en la capa portadora de carga (62),
tal como se ha identificado por el carácter de referencia
(63-L). El plano intermedio (68) queda definido por
los puntos altos de los nudos de hilos de trama más altos en la capa
de soporte de cargas (62), indicada por el carácter de referencia
(63-H). En los dibujos, los hilos de urdimbre (64)
han sido numerados de manera secuencial en la parte alta de la
figura 9 y estos números han sido identificados en la figura 9A con
el prefijo (64). Tal como se ha mostrado, los números de hilos de
urdimbre numerados de forma par siguen la forma de tejido normal 1
x 1. En los hilos de urdimbre impares, cada cuarto hilo de urdimbre,
es decir, los hilos de urdimbre 1, 5 y 9, etc., son tejidos con una
configuración 1 x 7, proporcionando nudos de impresión en la capa
esculpida que se extienden a siete hilos de trama. Los hilos de
urdimbre restantes numerados de forma impar; es decir, 3, 7, 11,
etc., son tejidos con una configuración 3 x 1 que proporciona hilos
de urdimbre salientes o "flotantes" sobre 3 hilos de trama.
Esta disposición de tejido produce otra desviación con respecto a
la disposición coplanaria de los nudos en direcciones transversal a
la máquina (CD) y de la máquina (MD) en el plano de subnivel, que
es característico de la tela de la figura 7 y que proporciona una
mayor variación en la superficie superior de la capa portadora de
carga.
Las partes altas de los nudos en la dirección de
la máquina y en dirección transversal a la misma (MD y CD) de la
capa portadora de carga se encuentran entre el plano intermedio (68)
y el plano de subnivel (61). Esta configuración de tejido
proporciona una elevación gradual menos brusca de los nudos de
impresión en la capa de esculpido. La diferencia de plano (65) de
esta realización, es decir, la distancia entre el punto más alto de
los hilos de urdimbre (64-1),
(64-5), (64-9), etc. y el plano
intermedio en la parte alta de la capa de soporte de carga que
representa el grosor efectivo de la capa esculpida, es
aproximadamente el 65% del grosor de los segmentos de hilos de
impresión de estos hilos de urdimbre que forman el efecto
tridimensional de la capa esculpida. Se observará que con los
dibujos de hilos de urdimbre de la figura 9, los hilos de trama (63)
sobresalen o "flotan" sobre una serie de hilos de urdimbre en
la dirección transversal de la máquina. Estos hilos que sobresalen
o flotan en dirección transversal de la máquina quedan confinados,
no obstante, al cuerpo de la capa portadora de carga por debajo del
plano intermedio (68) y no se prolongan a través de la capa
esculpida para alcanzar la superficie o cara superior de la tela
(60). De este modo, la tela (60), igual que las telas (40) y (50),
proporciona una capa de soporte de carga que tiene una construcción
del tejido sin nudos en dirección transversal que sobresalgan de la
capa de base para llegar a la cara superior de la tela. El esculpido
tridimensional proporcionado por la capa esculpida de cada una de
las realizaciones consiste esencialmente en nudos de impresión
alargados y elevados dispuestos de forma paralela por encima del
plano de subnivel y proporcionando depresiones o valles entre los
nudos de impresión. En cada caso, dichas depresiones o valles se
extienden a toda la longitud de la tela en la dirección de la
máquina y el flujo queda determinado o delineado por la superficie
superior del nivel de soporte de carga en el plano de subnivel.
Las telas utilizables para los objetivos de la
presente invención no quedan limitadas a telas que tengan una capa
esculpida de este carácter, sino que se pueden realizar dibujos
complicados tales como árboles de Navidad, peces, mariposas, con
introducción de una disposición más compleja para los nudos. Incluso
dibujos más complejos pueden ser conseguidos por utilización de un
mecanismo jacquard conjuntamente con un telar para tejido de las
cintas sin fin normales o "fourdrinier", tal como se muestra en
la figura 16. Con un mecanismo jacquard que controle un sistema de
urdimbre adicional, se pueden conseguir dibujos sin alterar la
integridad de la tela que está siendo obtenida por la capa de
soporte de carga. Incluso sin mecanismo jacquard suplementario, se
pueden producir texturas más complejas en un telar con múltiples
marcos de lizos. Se pueden obtener en telares que tienen hasta 24
marcos de lizos, dibujos tales como diamantes, cruces o peces.
Por ejemplo, las figuras 10, 10A y 10B muestran
una tela de secado pasante (70) que tiene una capa de soporte de
carga (72) por debajo de un plano de subnivel (71) y una capa
esculpida (75) por encima de dicho plano. En la construcción del
tejido que se ha mostrado, los hilos de urdimbre (74) de la capa
(72) portadora de carga están dispuestos por pares para entrelazar
con los hilos de trama (73). Los hilos de trama están tejidos con
cada quinto hilo de trama de mayor diámetro tal como se ha indicado
en (73'). La construcción del tejido de la capa (72) y su retención
de los nudos de urdimbre por impresión, levanta determinados nudos
de trama por encima del plano de subnivel produciendo un plano
intermedio (78). Para obtener la forma de un diamante, tal como el
mostrado en la figura 10, los pares de hilos de urdimbre son
elevados por encima de la capa portadora de carga (72) para que
sobresalgan o "floten" dentro de la capa de dibujo (75) en
forma de nudos de impresión (74') que se extienden en la dirección
de la máquina de la tela a través de la superficie superior de la
capa portadora de carga (72) en el plano de subnivel (71). Los
nudos de urdimbre (74') quedan formados por segmentos de los mismos
hilos de urdimbre que han sido incorporados en la capa portadora de
carga y están dispuestos con un dibujo cruzado substancialmente en
diagonal, tal como se ha mostrado. Este dibujo de los nudos de
impresión en la capa de relieve o esculpido (75) consiste
esencialmente en nudos de urdimbre sin introducción de nudos de
dirección transversal a la máquina.
En la tela (70), los hilos de urdimbre (74) son
manipulados en pares dentro del mismo diente, pero puede ser
deseable operar los hilos individuales de urdimbre de cada par con
un dibujo diferente para producir el efecto deseado. Se observará
que los nudos de impresión de esta realización se extienden a cinco
hilos de trama para proporcionar el dibujo de diamante deseado. La
longitud de los nudos de impresión se puede incrementar para
alargar el dibujo o reducirlo a un número menor tal como tres hilos
de trama para comprimir el dibujo del diamante. El diseñador de la
tela puede conseguir una amplia variedad de dibujos complejos e
interesantes por utilización de la capacidad completa de dibujo del
telar específico en el que se está tejiendo la tela.
En las realizaciones mostradas, la totalidad de
los hilos de urdimbre e hilos de trama tienen substancialmente el
mismo diámetro y se han mostrado en forma de monofilamentos. Es
posible substituir otros hilos por uno o varios de estos elementos.
Por ejemplo, los segmentos de hilos de impresión que se utilizan
para formar los nudos de urdimbre pueden consistir en un grupo de
hilos de igual o distinto diámetro para crear un efecto de
esculpido. Pueden ser redondos o pueden no ser circulares, tales
como ovalados, planos, rectangulares o en forma de cinta en sección
transversal. Además, los hilos pueden quedar realizados a base de
materiales polímeros o metálicos o una combinación de los
mismos.
La figura 11 muestra una tela de secado pasante
(80) en la que la capa de relieve o de esculpido proporciona los
nudos de urdimbre de impresión (84') reunidos en grupos y formando
depresiones o valles entre los grupos reunidos y dentro de los
mismos. Tal como se ha mostrado, los nudos de urdimbre (84') varían
en longitud de 3-7 hilos de trama. Igual que en las
realizaciones anteriores, la capa portadora de carga que comprende
hilos de trama (83) e hilos de urdimbre (84) está diferenciada con
respecto al nivel de relieve o esculpido en el plano de subnivel, y
partes altas de los nudos de trama definen un plano intermedio que
se encuentra por debajo de la superficie superior de la capa de
esculpido como mínimo en 30% del diámetro de los hilos de impresión
que forman los nudos de urdimbre. En el tejido que se ha mostrado,
el plano se encuentra entre 85% y 100% del diámetro de los nudos
por impresión de hilos de urdimbre.
La figura 12 muestra una tela (90) con segmentos
de hilo de impresión (94') en una capa de relieve o de esculpido
por encima de los hilos de trama (93) y de urdimbre (94) de la capa
portadora de carga. Los nudos de urdimbre (94') se combinan para
producir un dibujo más complejo que simula peces.
La figura 13 muestra una tela (100) en la que
los hilos de impresión (106) son hilos planos, en el presente caso
ovales en su sección transversal, y los hilos de urdimbre (104) de
la capa portadora de carga son hilos en forma de cintas. Los hilos
de trama (103) son redondos en este caso. La tela (100) mostrada en
la figura 14 muestra una tela de secado pasante que tiene grosor
reducido sin sacrificar la resistencia.
La figura 14 muestra una tela de secado pasante
(100) en la que los hilos de impresión (116) son circulares para
proporcionar una capa de relieve o de esculpido. En la capa
portadora de carga, la tela comprende hilos de urdimbre planos
(114) entrelazados con hilos redondos de trama (113).
La figura 15 muestra una tela (120) que
incorpora hilos de urdimbre planos (124) entrelazados con hilos de
trama (123) en la capa portadora de carga. En la capa de dibujo, los
nudos de urdimbre están formados a partir de la combinación de
hilos de urdimbre planos (126) y de hilos de urdimbre redondos
(126').
Se puede obtener una amplia variedad de
combinaciones distintas combinando hilos planos, en forma de cinta
y redondos, en los hilos de urdimbre de la tela, tal como será
evidente para diseñadores de tejidos.
La figura 16 muestra un telar de
"fourdrinier" que tiene un mecanismo jacquard para
"bordar" hilos de impresión en la estructura de la tela de
base para producir una capa de relieve superpuesta a la capa de
soporte de carga.
La figura muestra un plegador posterior (150)
para suministrar los hilos de urdimbre desde los diferentes
sistemas de urdimbre hacia el telar. Se pueden utilizar otros
plegadores posteriores adicionales, tal como es conocido en esta
técnica. Los hilos de urdimbre son extraídos hacia adelante a través
de una serie de marcos de lizos (151) que están controlados por
cremalleras, levas y/o palancas para proporcionar los dibujos de
tejido deseados en la capa portadora de carga de la tela de secado
pasante. Por delante de los marcos de lizos (151), se ha dispuesto
un mecanismo jacquard (152) para controlar los hilos adicionales de
urdimbre que no son controlados por los marcos de lizos (151). Los
hilos de urdimbre extraídos a través de los lizos jacquard pueden
ser extraídos del plegador posterior (150) o alternativamente pueden
ser extraídos de una fileta (no mostrada) de la parte posterior del
telar. Los hilos de urdimbre son enhebrados a través de un peine
(153) que está montado con capacidad de desplazamiento alternativo
sobre un peine para el batido de los hilos de trama contra el
orillo de la tela que se ha indicado con el numeral (154). La tela
es extraída sobre la parte frontal del telar sobre el rodillo
principal (155) a un rodillo de recogida (156). Los lizos del
mecanismo jacquard (152) son controlados preferentemente de forma
electrónica para proporcionar cualquier dibujo de tejido deseado a
nivel de la capa de esculpido de la tela de secado pasante que se
está fabricando. El control jacquard posibilita una selección
ilimitada de dibujos de tejidos en la capa con relieve de la tela.
El mecanismo jacquard puede controlar los hilos de urdimbre de
impresión de la capa de relieve para entrelazarlos con la capa
portadora de carga formada por los lizos (151) en cualquier
secuencia deseada o permitida por el mecanismo de suministro de los
hilos de urdimbre del telar.
Una característica clave de los géneros tejidos
que se han descrito es la presencia de nudos largos y elevados en
el sentido de la máquina para impartir estirado en sentido
transversal a la hoja no crepada y secada de forma pasante.
La figura 17 es una fotografía que muestra una
sección transversal de un artículo celulósico suave o "tissue"
realizado de acuerdo con la presente invención (mostrado a 50
aumentos). La sección transversal superior es mostrada en la
dirección transversal de la máquina y la sección transversal
inferior es mostrada en la dirección de la máquina, mostrando ambas
los salientes verticales producidos en el "tissue" por los
nudos levantados de la urdimbre en la tela de secado pasante. Tal
como se ha mostrado, las alturas de los salientes pueden variar
dentro de una cierta gama y no tienen todos ellos necesariamente la
misma altura. En la fotografía, las secciones transversales son de
dos salientes distintos muy próximos entre sí sobre la misma hoja o
lámina de "tissue". Una característica de los productos de la
presente invención es que la densidad de la hoja es uniforme o
substancialmente uniforme. Los salientes no tienen densidad distinta
que el resto de la hoja.
La figura 18 es un gráfico de la rigidez MD con
respecto al volumen para una amplia gama de productos tipo
"tissue". En algunos casos la rigidez MD tiene un valor que
representa una mejora con respecto a GMM/GMT para cuantificar la
rigidez en el hecho de que los efectos del grosor y de las capas
múltiples se toman en consideración. El valor de la rigidez MD se
ha observado que se correlaciona con la percepción humana de rigidez
en una amplia gama de productos y se puede calcular como la
pendiente MD (expresada en kg) multiplicada por la raíz cuadrada
del cociente del grosor de la hoja (en \mum) dividido por el
número de capas. [Rigidez MD = (pendiente MD) (grosor de la
hoja/número de capas)^{1/2}]. Las hojas de esta invención
se caracterizan por tener valores de rigidez MD de 100
kg-\mum^{1/2} o menos. Estas hojas son únicas en
su capacidad de combinar una baja rigidez MD con un volumen
elevado.
elevado.
La figura 19 compara los valores WCB, LER y WS
de productos fabricados mediante esta invención con varios
productos de la competencia. Los indicados con U_{1}, U_{2},
U_{3} y U_{4} son productos fabricados de acuerdo con la
presente invención y descritos en detalle en los Ejemplos
10-13 respectivamente. Se han indicado con C_{1}
a C_{6} productos de "tissue" de baño disponibles a escala
comercial. De manera más específica, los productos
C_{1}-C_{3} son tres muestras de CHARMIN®,
mientras que C_{4}-C_{6} son COTTONELLE®,
QUILTED NORTHERN® y ULTRA-CHARMIN® respectivamente.
Los géneros de esta invención son superiores en términos de su
capacidad de conseguir simultáneamente valores elevados para WCB,
LER y WS. A continuación, se describirá el método de pruebas para
la medición de WCB, LER y WS.
Se utiliza una máquina de pruebas universal
Instron 4502 para esta prueba. Una célula de carga de 1 kN queda
montada por debajo (en el lado inferior) del plegador transversal.
Unas barras de compresión Instron con diámetros de 5,72 cm (2,25
pulgadas) se montan de forma rígida. La barra inferior de soporte
queda soportada a su vez sobre un cojinete de bolas para permitir
una alineación ideal con la barra superior. Los tres pernos de
soporte de la barra inferior se sueltan, la barra superior se lleva
a establecer contacto con la barra inferior con una carga
aproximada de 22,7 kg (50 libras), y los pernos de sujeción son
tensados a continuación para bloquear la barra inferior en su
lugar. El alargamiento (distancia medida de la barra superior con
respecto a un plano de referencia) se debe poner a cero cuando la
barra superior se encuentra en contacto con la barra inferior con
una carga entre 3,63 kg y 22,7 kg (de 8 libras a 50 libras). La
celda de carga se debe poner a cero en estado de suspensión libre.
El aparato Instron y la célula de carga se deben dejar calentar
durante una hora antes de llevar a cabo las mediciones.
La unidad Instron está conectada a un ordenador
personal con un panel IEEE para captación de datos y control del
ordenador. El ordenador recibe el software Instron Series XII
(edición 1989) y el firmware de versión 2.
Después del calentamiento y puesta a cero del
alargamiento y de la celda de carga, la barra superior es levantada
a una altura aproximada de 0,51 cm (unas 0,2 pulgadas) para permitir
la inserción de la muestra entre las barras de compresión. El
control del aparato Instron se transfiere entonces al ordenador.
Utilizando el software de pruebas cíclicas
Instron Series XII (versión 1.11), se establece una secuencia del
instrumento. La secuencia programada es almacenada como un archivo
de parámetros. El archivo de parámetros tiene 7 "marcadores"
(eventos discretos) compuestos por tres "bloques cíclicos"
(juegos de instrucciones) tal como se indica a continuación:
- Marcador 1: Bloque 1
- Marcador 2: Bloque 2
- Marcador 3: Bloque 3
- Marcador 4: Bloque 2
- Marcador 5: Bloque 3
- Marcador 6: Bloque 1
- Marcador 7: Bloque 3.
El bloque -1- da instrucciones a la cruceta para
descender a una velocidad de 1,91 cm (0,75 pulgadas) por minuto
hasta que se aplica una carga de 0,045 kg (0,1 libras) (el ajuste
del aparato Instron es de -0,045 kg (-0,1 libras), puesto que la
compresión se define como fuerza negativa). El control tiene lugar
por desplazamiento. Cuando la carga perseguida se ha alcanzado, la
carga aplicada se reduce a cero.
El bloque -2- controla las cargas de la cruceta
desde una carga aplicada de 0,023 kg (0,05 libras) hasta un máximo
de 3,63 kg (8 libras) y luego volviendo otra vez a 0,023 kg (0,05
libras) a una velocidad de 5,08 mm (0,2 pulgadas) por minuto.
Utilizando el software Instron, la modalidad de control es el
desplazamiento, el tipo límite es la carga, el primer nivel es de
-0,023 kg (-0,05 libras), el segundo nivel es de -3,63 kg (-8
libras), el tiempo de reposo es 0 segundos, y el número de
transiciones es de 2 (compresión y luego relajamiento); se
especifica "sin acción" para el final del bloque.
El bloque -3- utiliza el control de
desplazamiento y tipo límite para elevar simplemente la cruceta a
0,38 cm (0,15 pulgadas) a una velocidad de 10,16 cm (4 pulgadas)
por minuto, con tiempo de reposo 0. Otros ajustes del software
Instron son 0 en el primer nivel, 0,38 cm (0,15 pulgadas) en el
segundo nivel, 1 transición, y "sin acción" al final del
bloque. Si una muestra tiene un grosor sin compresión superior a
0,38 cm (0,15 pulgadas), entonces el bloque -3- debe ser modificado
para subir el nivel de la cruceta a una altura apropiada, y el
nivel alterado debe ser observado y registrado.
Cuando se realiza en el orden indicado
anteriormente (marcadores 1-7), la secuencia Instron
comprime la muestra a 0,17 kPa (0,44 N) (0,025 libras por pulgada
cuadrada (0,1 libras fuerza)), libera la carga, y a continuación
comprime a 13,79 kPa (35,56 N) (2 psi (8 libras fuerza)), seguido de
descompresión y elevación de la cruceta a 0,38 cm (0,15 pulgadas),
a continuación comprime la muestra nuevamente a 13,79 kPa (2 psi),
libera la carga, levanta la cruceta a 0,38 cm (0,15 pulgadas),
comprime nuevamente a 0,17 kPa (0,44 N) (0,025 psi (0,1 libras
fuerza)), y a continuación levanta la cruceta. Se debe llevar a cabo
el registro de datos a intervalos no superiores a 0,10 mm (0,004
pulgadas) ó 0,133 N (0,03 libras fuerza) (el que aparezca en primer
lugar) para el bloque -2- y para intervalos no superiores a 0,013 N
(0,003 libras fuerza) para el bloque -1-. Una vez iniciada la
prueba, transcurre algo menos de dos minutos hasta el final de la
secuencia del aparato Instron.
La salida de resultados del software Serie XII
se ajusta para proporcionar alargamiento (grosor) para cargas pico
o máximas para los marcadores (1), (2), (4) y (6) (para cada 0,17
kPa y 13,79 kPa (0,025 y 2,0 psi) de carga máxima), la energía de
carga para los marcadores (2) y (4) (las dos compresiones a 13,79
kPa (2,0 psi)), la proporción de las dos energías de carga (segundo
ciclo de 13,79 kPa (2 psi)/primer ciclo de 13,79 kPa (2 psi)), y la
proporción del grosor final con respecto al grosor inicial
(proporción de grosor de la última a la primera compresión 0,17 kPa
(0,025 psi)). Los resultados de la carga con respecto al grosor
están representados en pantalla durante la realización de los
bloques -1- y -2-.
Las muestras de tejidos convertidos son
acondicionadas como mínimo durante 24 horas en un recinto de
acondicionamiento Tappi (50% de humedad relativa a 22,8ºC (73ºF)).
Se desenrolla una longitud de tres o cuatro hojas perforadas del
rollo y se pliega en las perforaciones para formar un apilamiento
plegado en Z o W. A continuación se efectúa el corte mediante
matriz de dicho apilamiento formando cuadrados de 6,35 cm (2,5
pulgadas), cortando la figura cuadrada del centro del apilamiento
plegado. La masa de la forma cuadrada que se ha cortado se mide a
continuación con una precisión mínima de 10 mg. La masa de la
muestra cortada debe ser preferentemente próxima a 0,5 g, y debe
encontrarse entre 0,4 y 0,6 g; en caso contrario, el número de hojas
del apilamiento debe ser ajustado. (Se ha demostrado suficiente
tres o cuatro hojas por apilamiento para todas las pruebas de este
estudio; las pruebas realizadas con tres y cuatro hojas no mostraron
una diferencia significativa en los resultados de la resiliencia en
húmedo).
Se aplica la humedad de manera uniforme con un
fino rociado de agua desionizada a 21,1-22,8ºC
(70-73ºF). Esto se puede lograr utilizando una
botella de rociado de plástico de tipo convencional, con un
contenedor u otra barrera de bloqueo de la mayor parte del rociado,
permitiendo solamente alrededor del 20 por ciento externo de la
envolvente de rociado -una niebla fina- para aproximarse a la
muestra. Si se procede de forma apropiada, no aparecen puntos de
humedad producidos por gotitas grandes sobre la muestra durante el
rociado, sino que la muestra queda humedecida de manera uniforme.
La fuente del rociado debe permanecer como mínimo a 15,24 cm (6
pulgadas) alejada de la muestra durante la aplicación del rociado.
El objetivo consiste en saturar parcialmente la muestra a una
proporción de humedad (gramos de agua por gramo de fibra) en una
gama de 0,9 a 1,6.
Se utiliza un soporte poroso plano para soportar
las muestras durante el rociado impidiendo simultáneamente la
formación de gotitas de agua grandes sobre la superficie de soporte
que podrían quedar embebidas en los bordes de las muestras, dando
lugar a puntos de humedad. Se utilizó un material esponjoso
reticulado de celdas abiertas en este estudio, pero también podrían
ser suficientes otros materiales tales como una esponja
absorbente.
Para un apilamiento de tres hojas, dichas tres
hojas deben encontrarse separadas y colocadas adyacentes entre sí
sobre el soporte poroso. La niebla se debe aplicar de manera
uniforme, rociando de manera sucesiva desde dos o más direcciones,
hacia las hojas separadas utilizando un número fijo de rociados
(bombeando la botella de pulverización un número determinado de
veces), determinándose el número por experimentación para obtener
un nivel de humedad deseado. Las muestras son giradas con rapidez y
rociadas nuevamente con un número fijo de proyecciones de
pulverización para reducir los gradientes de humedad en dirección z
en las hojas. El apilamiento es montado nuevamente en orden
original y con las orientaciones relativas originales de las hojas.
El apilamiento reagrupado es pesado con rapidez con una precisión
mínima de 10 mg y es centrado sobre el plato inferior de compresión
del equipo Instron, después de lo cual se utiliza el ordenador para
iniciar la secuencia de pruebas del aparato Instron. No más de 60
segundos deben transcurrir entre el primer contacto de la proyección
o rociado con la muestra y la iniciación de la secuencia de
pruebas, siendo 45 segundos un valor típico.
Cuando se necesitan cuatro hojas por apilamiento
para encontrarse dentro de la gama deseada, la hojas tienden a ser
más delgadas que en el caso de los apilamientos de tres hojas y
presentan mayores problemas de manipulación en estado húmedo. En
vez de manipular cada una de las cuatro hojas separadamente durante
dicho humedecimiento, el apilamiento es dividido en dos pilas de
dos hojas cada una de ellas y son colocadas una al lado de la otra
sobre el substrato poroso. Se aplica un rociado, tal como se ha
descrito anteriormente, para humedecer las hojas superiores de los
apilamientos. Los dos apilamientos son girados y se aplica
nuevamente la misma cantidad aproximada de humedad. Si bien cada
una de las hojas será humedecida solamente desde un lado en este
proceso, la posibilidad de gradientes de humedad en dirección z en
cada hoja queda parcialmente mitigada por el grosor reducido de
modo general de las hojas en los apilamientos de cuatro hojas en
comparación con los apilamientos de tres hojas. (Un número limitado
de pruebas con apilamientos de tres y cuatro hojas del mismo
"tissue" no mostró diferencias significativas, indicando que
los gradientes de humedad en dirección z en las hojas, en caso de
existir, no es probablemente un factor significativo en la medición
de la resiliencia a la compresión en húmedo). Después de aplicación
de la humedad, los apilamientos son reagrupados, pesados y colocados
en un dispositivo Instron para efectuar pruebas, tal como se ha
descrito anteriormente para el caso de apilamientos de tres
hojas.
Después de la prueba con el aparato Instron, la
muestra es colocada en una estufa de convección a 105ºC para su
secado. Cuando la muestra se encuentra completamente seca (después
de un mínimo de 20 minutos), se registra el peso seco. (Si no se
utiliza una balanza caliente, el peso de la muestra debe ser tomado
dentro de pocos segundos de la salida de la estufa porque la
humedad empieza inmediatamente a ser absorbida por la muestra). Se
registran datos para muestras con proporciones de humedad en una
gama de valores de 0,9 a 1,6. La experiencia ha demostrado que los
valores de WCB, LER y WS son relativamente constantes en esta gama
de valores.
Se considerarán tres mediciones de resiliencia
en húmedo. La primera medición es el volumen de la muestra para una
carga pico o máxima en el primer ciclo de compresión de 13,8 kPa
(2,0 psi), que se indicará a continuación como "Volumen de
compresión en húmedo" o WCB. Este nivel de volumen se consigue
dinámicamente y puede diferir de las mediciones estáticas de
volumen a 13,8 kPa (2,0 psi). La segunda medición es la que se
designa "recuperación en húmedo" o WS que es la proporción del
grosor de la muestra a 0,17 kPa (0,025 psi) al final de la secuencia
de pruebas con respecto al grosor de la muestra a 0,17 kPa (0,025
psi) medida al inicio de la secuencia de pruebas. La tercera
medición es la "Proporción de energía de carga" o LER, que es
la proporción de la energía de carga en la segunda compresión a
13,79 kPa (2 psi) con respecto a la energía de carga de la primera
de dichas compresiones durante una secuencia de prueba única. La
energía de carga es el área situada por debajo de la curva en un
gráfico que representa la carga aplicada con respecto al grosor para
una muestra pasando desde el estado sin carga al estado de carga
máxima o pico 13,79 kPa (2 psi); la energía de la carga se mide en
unidades de pulgadas-libras fuerza. Si un material
se aplasta después de compresión y pierde su volumen, una
compresión subsiguiente requerirá una energía mucho menor, teniendo
como resultado un LER más bajo. Para un material puramente
elástico, la recuperación y el LER son la unidad. Las tres
mediciones descritas son relativamente independientes del número de
capas del apilamiento y sirven como mediciones útiles de la
resiliencia en húmedo. Se pueden expresar LER y WS como
porcentajes.
Los materiales típicos para "tissues" de
baño y para toallitas faciales muestran valores LER del orden de
35%-50%. Los valores por encima de 50%, tal como se ha mostrado por
el "tissue" para aplicaciones de baño de secado pasante, sin
crepar, de la figura 19, son extraordinariamente satisfactorios para
un material voluminoso humedecido sin resina de aumento de la
resistencia en húmedo de modo permanente. La recuperación en húmedo
para géneros tipo "tissue" típicos varía entre 40 y 50%,
mostrando los valores por encima de 50% una satisfactoria
resiliencia en húmedo. Los valores superiores a 60%, tales como los
que se alcanzan por un "tissue" secado de forma pasante, sin
crepar, son extremadamente inhabituales en un género "tissue"
voluminoso sin resina para el aumento permanente de la resistencia
en húmedo. Si un material es inicialmente denso o si un material
inicialmente voluminoso se aplasta en la humectación antes de la
compresión mecánica, los valores LER y la recuperación en húmedo
pueden ser altos, pero el volumen inicial y el volumen después de
compresión en húmedo pueden ser bajos. El conseguir un LER elevado,
una elevada recuperación en húmedo y un volumen después de
compresión en húmedo con un valor elevado es posible solamente si
una estructura voluminosa tiene excelente resiliencia en húmedo. Un
material voluminoso pero no compresible mostraría por lo tanto una
elevada resiliencia en húmedo, pero sería excesivamente rígido para
su utilización para artículos tipo "tissue" para baño.
A efectos de ilustrar adicionalmente la presente
invención, se fabricó un "tissue" con secado pasante sin
crepar utilizando el método substancialmente mostrado en la figura
1. De manera más específica, se preparó un "tissue" de baño de
elemento único, con tres capas, en el que las capas externas
comprendían fibras de eucalipto Cenibra desaglomeradas, dispersas,
y la capa central comprendía fibras kraft de madera blanda tipo
northern refinadas.
Antes de la formación, las fibras de eucaliptus
fueron reducidas a pulpa durante 15 minutos con un 10 por ciento de
consistencia, sometiéndolas a eliminación de agua hasta una
consistencia de 30 por ciento. Las pulpas fueron alimentadas a
continuación a un dispositivo dispersor de eje tipo Maule
funcionando a 70ºC (160ºF) con una entrada de potencia de 2,6
kilovatios-días por tonelada (3,2
caballos-día por tonelada). Después de la
dispersión, se añadió un agente suavizante (Berocell 596) a la pulpa
en una cantidad de 6,82 kg (15 libras) de Berocell por tonelada de
fibras secas (0,75 por ciento en peso).
Las fibras de madera blanda fueron sometidas a
pulpa durante 30 minutos a 4 por ciento de consistencia y se
diluyeron al 3,2 por ciento de consistencia después de dicha
operación, mientras que las fibras de eucaliptus desaglomeradas y
dispersadas fueron diluidas a una consistencia de 2 por ciento. El
peso total de la hoja formada por capas se dividió en una
proporción 35%/30%/35% entre las capas eucaliptus dispersas/madera
blanda refinada/eucaliptus dispersas. La capa central fue refinada
a niveles necesarios para conseguir los valores de resistencia
deseados, mientras que las capas externas proporcionaron la suavidad
superficial y el volumen. El producto Parez 631NC fue añadido a la
capa central con una proporción de 4,5-5,9 kg
(10-13 libras) por tonelada de pulpa basado en la
capa central.
Se utilizó una caja de cabecera o caja de
entrada de cuatro capas para formar el elemento laminar en húmedo
con el material constituido por las fibras kraft de madera blanda
tipo northern refinadas, en las dos capas centrales de la caja de
cabecera para producir una capa central única para el producto de
tres capas descrito. Se utilizaron elementos postizos generadores
de turbulencia rebajados en unos 75 mm (aproximadamente 3 pulgadas)
desde la válvula de compuerta y divisores de capa extendiéndose
aproximadamente en 150 mm (aproximadamente 6 pulgadas) más allá de
la válvula de compuerta. Se utilizaron asimismo unas prolongaciones
flexibles de los labios que se prolongaban en unos 150 mm
(aproximadamente 6 pulgadas) más allá de la compuerta, tal como se
indica en la Patente U.S.A. Nº. 5.129.988 de 14 de julio de 1992 de
Farrington, Jr. titulada "Extended Flexible headbox Slice With
Parallel Flexible Lip Extensions and Extended Internal Dividers"
("Valvula de compuerta de caja de cabecera flexible, prolongada,
con extensiones en forma de labios flexibles paralelas y divisores
internos prolongados"). La abertura neta de la válvula compuerta
fue aproximadamente de 23 mm (unas 0,9 pulgadas) y los flujos de
agua en las cuatro capas de la caja de cabecera fueron comparables.
La consistencia del material suministrado a la caja de cabecera era
aproximadamente de 0,09 por ciento en peso.
La hoja resultante de tres capas fue constituida
en un rodillo de succión de rejilla doble, de conformación, con
tela de conformación (-12- y -13- en la figura 1) constituida por
telas Lindsay 2164 y Asten 866, respectivamente. La velocidad de la
tela de formación era de 11,9 metros por segundo. El elemento
laminar de nueva formación fue sometido a continuación a
eliminación de agua alcanzando una consistencia aproximada de
20-27 por ciento utilizando succión por vacío desde
abajo de la tela de formación antes de ser transferida a la tela de
transferencia, que se desplazaba a una velocidad de 9,1 metros por
segundo (30% de la transferencia rápida). La tela de transferencia
era una tela Appleton Wire 94M. Se utilizó una tracción en la zapata
de vacío de unas 6-15 pulgadas
(150-380 milímetros) de columna de mercurio para
transferir el elemento laminar a la tela de transferencia.
El elemento laminar fue transferido a
continuación a una tela de secado pasante (Lindsay Wire
T216-3, anteriormente descrita en relación con la
figura 2 y tal como se ha mostrado en la figura 9). La tela de
secado pasante se desplazaba a una velocidad aproximada de 9,1
metros por segundo. El elemento laminar fue transportado sobre un
secador pasante Honeycomb que funcionaba a una temperatura
aproximada de 175ºC (unos 350ºF) y se sometió a sequedad final
hasta una consistencia aproximada de 94-98 por
ciento. La hoja resultante de "tissue" no crepado fue
calandrada con un intersticio fijo de 0,10 cm (0,040 pulgadas) entre
un rodillo de acero con un diámetro de 51 cm (20 pulgadas) y un
rodillo recubierto de goma con una dureza 110 P&J con un
diámetro de 52,1 cm (20,5 pulgadas). El grosor del recubrimiento de
goma era de 1,84 cm (0,725 pulgadas).
La hoja de "tissue" calandrada resultante
tenía las siguientes características: peso base, 7,7 kg por 267,55
m^{2} (16,98 libras por 2880 pies cuadrados); estirado en
dirección transversal a la máquina (CD), 8,6 por ciento; volumen,
13,18 cm^{3}/g; módulo medio geométrico dividido por el esfuerzo
de tracción medio geométrico, 3,86 km por kg; capacidad absorbente,
11,01 gramos de agua por gramo de fibra; rigidez en la dirección de
la máquina (MD), 68,5 kg-\mum^{1/2}; resistencia
a la tracción en la dirección de la máquina, 714 gramos por 7,62 cm
(3 pulgadas) de anchura de la muestra; y resistencia a la tracción
en dirección transversal, 460 gramos por 7,62 cm (3 pulgadas) de
anchura de la
muestra.
muestra.
Se fabricó un género "tissue" de baño
sometido a secado pasante sin crepar, tal como se ha descrito en el
Ejemplo 1, excepto que la tela de secado pasante fue substituida por
una tela Lindsay Wire T116-3 tal como se describe
en relación con la figura 2.
La hoja resultante tenía las siguientes
características: peso base, 8,16 kg por 267,55 m^{2} (17,99 libras
por 2880 pies cuadrados); estirado en dirección transversal, 8,5
por ciento; volumen, 17,57 cm^{3}/g; módulo medio geométrico
dividido por el esfuerzo de tracción medio geométrico, 3,15 km por
kg; capacidad absorbente, 11,29 gramos de agua por gramo de fibra;
rigidez en la dirección de la máquina, 89,6
kg-\mum^{1/2}; resistencia a la tracción en la
dirección de la máquina, 753 gramos por 7,62 cm (3 pulgadas) de
anchura de la muestra; y esfuerzo a la tracción en sentido
transversal, 545 gramos por 7,62 cm (3 pulgadas) de anchura de la
muestra.
Se fabricó, tal como se ha descrito en el
Ejemplo 1, un género "tissue" de baño sometido a secado
pasante, sin crepar, de capa única, excepto que el tejido tenía una
proporción 25/75 de eucaliptus/madera blanda. La capa de madera
blanda fue refinada para conseguir el nivel deseado de resistencia.
Se añadió Kymene 557LX a la pasta entera a un nivel de 11,36 kg (25
libras) por tonelada.
El producto final tenía las siguientes
características: peso base, 6,15 kg por 267,55 m^{2} (13,55 libras
por 2880 pies cuadrados); resistencia en dirección transversal
(CD), 20,1 por ciento; volumen, 24,89 cm^{3}/g; rigidez en
sentido máquina (MD), 74,5 kg-\mums^{1/2};
módulo medio geométrico dividido por esfuerzo de tracción medio
geométrico, 3,13 km por kg; resistencia a la tracción en la
dirección de la máquina, 777 gramos por 7,62 cm (3 pulgadas) de
anchura de la muestra; y resistencia a la tracción en sentido
transversal de la máquina, 275 gramos por 7,62 cm (3 pulgadas) de
anchura de la muestra.
Se fabricó, tal como se ha indicado en el
Ejemplo 2, un artículo "tissue" de baño secado de forma
pasante, sien crepar, de capa única, pero se dejó sin calandrar. La
hoja resultante tenía las siguientes características: peso base,
17,94; estirado en dirección transversal, 13,2 por ciento; volumen,
22,80 centímetros cúbicos por gramos; rigidez en dirección máquina,
120,1 kg-\mum^{1/2}; módulo medio geométrico
dividido por la resistencia a la tracción media geométrica, 3,35 km
por kg; capacidad absorbente 12,96; resistencia a la tracción en
dirección máquina, 951 gramos por 7,62 cm (3 pulgadas) de anchura
de la muestra; y resistencia a la tracción en sentido transversal,
751 gramos por 7,62 cm (3 pulgadas) por anchura de la muestra.
A efectos de ilustrar la presente invención, se
fabricó un artículo de toalla sometido a secado pasante, sin
crepar, de una sola capa, utilizando substancialmente el método
indicado en la figura 1, pero utilizando un dispositivo conformador
distinto. De manera más específica, antes de la etapa de formación,
se sometieron comercialmente a desentintado, utilizando fases de
flotación y de lavado, materias primas formando una mezcla de 13%
de papel blanco y de color, 37,5% de desperdicios de papel de
oficina clasificados, 19,5% de papel blanco y 30% de papel de
sulfito blanco con recubrimiento. Antes de la formación de la hoja,
se mezclaron Kymene 557LX y QuaSoft 206 con la pasta de fibras con
una proporción de 5 kg (11 libras) por tonelada y 1,59 kg (3,5
libras) por tonelada, respectivamente.
Se utilizó una caja de cabecera de canal único
para formar un elemento laminar en húmedo sobre una mesa plana
"fourdrinier" con una tela de formación Lindsay Wire Pro 57B
(tela -13- de la figura 1). La velocidad de la primera era de 6,0
metros por segundo. El elemento laminar recién formado fue sometido
a continuación a eliminación de agua hasta una consistencia
aproximada de 20-27 por ciento utilizando succión en
vacío desde debajo de la tela de formación antes de su
transferencia a la tela de transferencia, que se desplazaba a 5,5
metros por segundo (8% transferencia rápida ("rush")). La tela
de transferencia era una tela Asten 920. Se utilizó para la
transferencia de un elemento laminar a la tela de transferencia una
tracción de la zapata de vacío aproximada de
150-380 mm (unas 6-15 pulgadas) de
columna de mercurio.
El elemento laminar fue transferido a una tela
de secador de tipo pasante (Lindsay Wire T-34) tal
como se muestra en la figura 10 con una rejilla de 72 por 32, un
diámetro de los hilos en la dirección de la máquina de 0,33 mm
(0,013 pulgadas) (urdimbres apareadas), y un diámetro de hilos en
dirección transversal (CD) de 0,356 mm (0,014 pulgadas), de manera
que cada quinto hilo en dirección transversal tenía un diámetro de
0,51 mm (0,02 pulgadas). La tela tenía una diferencia de plano de
unos 0,30 mm (aproximadamente 0,012 pulgadas) con 10 nudos de
impresión por cada 2,54 cm (1 pulgada) lineales en la dirección
transversal de la máquina y aproximadamente 45 nudos de impresión
por 6,45 cm^{2} (pulgada cuadrada).
La tela de secado pasante se desplazaba a una
velocidad de unos 5,5 metros por segundo. El elemento laminar fue
transportado sobre un dispositivo de secado pasante Honeycomb que
funcionaba a una temperatura aproximada de 175ºC (unos 350ºF) y se
secó a una sequedad final aproximada de 94-98 por
ciento de consistencia.
La hoja de "tissue" sin crepar fue
calandrada a continuación entre dos rodillos de acero de 50,8 cm (20
pulgadas) con una carga aproximada de 5,45-9,1 kg
(unas 12-20 libras) por cada 2,54 cm (1 pulgada)
lineales. La hoja resultante tenía las siguientes características:
peso base, 39,8 g/m^{2}; estirado en sentido transversal, 9,1 por
ciento; volumen, 11,72 cm^{3}/g; y proporción de capilaridad, 2,94
centímetros por 15 segundos.
Se preparó un artículo "tissue" de baño de
secado pasante, de hoja única, de forma similar al Ejemplo 1 excepto
en los cambios siguientes: tela de secado pasante Lindsay
T-124-1; el producto Varisoft
3690PG90 (de Witco Corporation) substituyó Berocell 596 como agente
suavizante; aproximadamente 35% de transferencia rápida
("rush"). La hoja tenía cuatro capas de 27%/16%/30%/27% de
acuerdo con el siguiente esquema: eucaliptus disperso/eucaliptus
disperso/kraft de madera blanda northern/eucaliptus disperso (lado
de la tela de secado pasante). La hoja fue calandrada sobre
rodillos de calandrado de acero sobre goma (110P&J) para
conseguir el producto final.
El producto final tenía las siguientes
características: peso base, 10,9 kg por 267,55 m^{2} (24,1 libras
por 2880 pies cuadrados); estirado en dirección transversal, 4,9 por
ciento; volumen, 8,9 cm^{3}/g; módulo medio geométrico dividido
por la resistencia a la tracción media geométrica, 4,04; capacidad
absorbente 8,94 gramos de agua por gramo de fibra; esfuerzo de
tracción en dirección máquina, 731 g por 7,62 cm (3 pulgadas) de
anchura; resistencia a la tracción en sentido transversal, 493 g por
7,62 cm (3 pulgadas) de anchura; rigidez en la dirección
longitudinal máquina, 106 kg-\mum^{1/2}.
Se preparó un "tissue" para baño sometido a
secado pasante, sin crepar, de dos capas, de forma similar al
Ejemplo 1 excepto en los siguientes cambios: tela para secado
pasante Lindsay T-124-1; el producto
Varisoft 3690PG90 (de Witco Corporation) substituyó al Berocell 596
como agente suavizante; aproximadamente 35% de transferencia
rápida. La hoja tenía tres capas de 40%/40%/20% de acuerdo con el
siguiente esquema: eucaliptus disperso/kraft de madera blanda tipo
northern/kraft de madera blanda northern (lado de la tela del secado
pasante). La hoja fue calandrada mediante rodillos de calandrado de
acero sobre goma (110P&J) para conseguir el producto final.
El producto final tenía las siguientes
características: peso base, 10,77 kg por 267,55 m^{2} (23,5 libras
por 2880 pies cuadrados); estirado en dirección transversal 6,8 por
ciento; volumen, 8,5 cm^{3}/g; módulo medio geométrico dividido
por resistencia a la tracción media geométrica, 3,64; capacidad
absorbente, 11,1 gramos de agua por gramo de fibra; resistencia a
la tracción en dirección máquina, 678 g por 7,62 cm (3 pulgadas) de
anchura; resistencia a la tracción en dirección transversal, 541 g
por 7,62 cm (3 pulgadas) de anchura; rigidez en dirección máquina,
70,4 kg-\mum^{1/2}.
Se preparó un "tissue" facial sometido a
secado pasante sin crepar, de dos capas, de manera similar al
Ejemplo 1 excepto en el cambio que se indica a continuación. Se
utilizó tela para secado pasante Lindsay
T-216-4. Cada una de las capas fue
dividida en 40%/40%/20% entre tres capas indicadas A/B/C, siendo las
capas B y C mezclas de madera dura tipo northern, madera blanda
tipo northern y eucalipto y siendo la capa A eucalipto disperso
puro. De modo global, la hoja consta en 40% de eucaliptus disperso,
10% eucaliptus, 15% madera dura northern y 35% madera blanda
northern. Las capas B&C incluían 5kg/tonelada de
Parez-631NC y 2 Kg/tonelada Kymene 557LX. La capa
A, que es la del lado situado sobre la tela de secado pasante,
comprendía 7,5 kg/tonelada Tegopren-6920 (de la
empresa Goldschmidt Chemical Company) y 7,5 Kg/tonelada Kymene
557LX. La hoja fue calandrada con rodillos de calandrado de acero
sobre goma (50P&J) para conseguir las capas finales. Éstas
fueron unidas entre sí con los lados de eucaliptus disperso en la
parte de fuera y se calandraron dos veces (una vez con acero sobre
acero a 87,5 N/cm (50pli) y una vez acero sobre goma a 52,5 N/cm
(30pli)) para reducir la medida de galgado.
El producto final tenía las siguientes
características: peso base, 10,45 kg por 267,55 m^{2} (23,0 libras
por 2880 pies cuadrados); estirado en dirección transversal, 7,3
por ciento; volumen, 7,49 cm^{3}/g; módulo medio geométrico
dividido por resistencia a la tracción media geométrica, 3,45;
capacidad absorbente, 12,0 gramos de agua por gramo de fibras;
resistencia a la tracción en dirección longitudinal 915 g por 7,62
cm (3 pulgadas) de anchura; resistencia a la tracción en dirección
transversal, 725 g por 7,62 cm (3 pulgadas) de anchura; rigidez en
dirección máquina, 79,5 kg-\mum^{1/2}.
Se preparó un "tissue" facial con secado
pasante, sin crepar, de dos capas, similar al del Ejemplo 8 excepto
que las capas resultantes fueron reunidas con las capas de
eucaliptus disperso hacia afuera y nuevamente calandradas (acero
sobre acero a 87,5 N/cm (50pli)) para reducir la medida de galgado
de grosor.
El producto final tenía las siguientes
características: peso base, 8,8 kg por 267,55 m^{2} (19,3 libras
por 2880 pies cuadrados); estirado en dirección transversal, 7,5 por
ciento; volumen, 8,93 cm^{2}/g; módulo geométrico medio dividido
por resistencia a la tracción media geométrica 3,99; capacidad
absorbente, 13,5 gramos de agua por gramo de fibra; resistencia a
la tracción en la dirección de la máquina, 867 g por 7,62 cm (3
pulgadas) anchura; resistencia a la tracción en dirección
transversal, 706 g por 7,62 cm (3 pulgadas) anchura; rigidez en
dirección máquina, 75,6 kg-\mum^{1/2}.
A efectos de mostrar la integridad en húmedo de
características superiores de la presente invención, se preparó un
género "tissue" con secado pasante, sin crepar, utilizando
substancialmente el método de la figura 1. De manera más
específica, se fabricó un "tissue" de baño de hoja única, de
tres capas, en el que las capas externas comprendían fibras de
eucaliptus de tipo disperso desagregadas Cenibra y la capa central
estaba formada por fibras kraft de madera blanda northern
refinadas.
Antes de la formación, las fibras de eucaliptus
fueron sometidas a formación de pulpa durante 15 minutos a una
consistencia de 10 por ciento y sometidas a eliminación de agua
hasta una consistencia de 30 por ciento. La pulpa fue alimentada
luego a un dispersador de vástago Maule funcionando a 70ºC (160ºF)
con una introducción de potencia de 2,6
kilovatios-días por tonelada (3,2
caballos-día por tonelada). A continuación de la
dispersión, se añadió un agente suavizante (Varisoft 3690PG90) a la
pulpa en una cantidad de 7,0 kg de desagregador por tonelada de
fibras secas dispersas.
Las fibras de madera blanda fueron sometidas a
formación de pulpa durante 30 minutos a 4 por ciento de consistencia
y diluidas en 3,2 por ciento de consistencia después de la
formación de la pulpa, mientras que las fibras de eucaliptus
desagregadas y dispersas fueron diluidas a una consistencia de 2 por
ciento. El peso global de la hoja dotado de capas estaba dividido
en la proporción 27%/46%/27% entre las capas de eucaliptus
disperso/madera blanda refinada/eucaliptus disperso. La capa
central fue refinada en los niveles requeridos para conseguir
valores de resistencia objetivo, mientras que las capas externas
proporcionaron la suavidad superficial y el volumen. El agente
Parez 631NC fue añadido a la capa central a 4,0 kg por tonelada de
pulpa basado en la capa central.
Se utilizó una caja de cabecera de cuatro capas
para formar el elemento laminar en húmedo con el material de fibra
kraft de madera blanda northern refinada en las dos capas centrales
de la caja de cabecera para producir una capa central única para el
producto de tres capas que se ha descrito. Se utilizaron elementos
postizos generadores de turbulencia rebajados en unos 75 mm (unas 3
pulgadas) desde la válvula de compuerta y divisores de capas
extendiéndose en unos 150 mm (unas 6 pulgadas) más allá de la
compuerta. La apertura neta de la compuerta fue de unos 23 mm (unas
0,9 pulgadas) y los flujos de agua en las cuatro capas de la caja de
cabecera eran comparables. La consistencia del material alimentado
a la caja de cabecera era aproximadamente de 0,09 por ciento en
peso.
La hoja de tres capas resultante fue conformada
sobre un rodillo de conformación por succión, de doble rejilla, con
tela de formación Lindsay 2164 y Asten 866, respectivamente. La
velocidad de las telas de formación fue aproximadamente de 12
metros por segundo. El elemento laminar recién formado fue sometido
a eliminación de agua hasta una consistencia aproximada de
20-27 por ciento utilizando succión por vacío desde
abajo de la tela de formación antes de ser transferido a la tela de
transferencia que se desplazaba a 9,1 metros por segundo (30%
transferencia rápida). La tela de transferencia era una tela
Appleton Wire 94M. Se utilizó una tracción de la zapata de vacío
aproximada de 150-380 mm (aproximadamente
6-15 pulgadas) de columna de mercurio para
transferir el elemento laminar a la tela de transferencia.
El elemento laminar fue transferido a
continuación a una tela de secado pasante tridimensional (Lindsay
Wire T-124-1) tal como se describe
en esta descripción. La tela de secado pasante se desplazaba a una
velocidad aproximada de 9,1 metros por segundo. El elemento laminar
fue soportado sobre un secador pasante Honeycomb funcionando a una
temperatura aproximada de 175ºC (unos 350ºF) y fue secado a una
sequedad final aproximada de 94-98 por ciento de
consistencia. La hoja de "tissue" sin crepar resultante fue
calandrada a continuación con un intersticio fijo de 0,10 cm (0,040
pulgadas) entre un rodillo de acero de 51 cm (20 pulgadas) de
diámetro y un rodillo recubierto de goma con un diámetro de 52,1 cm
(20,5 pulgadas), y una dureza de 110 P&J. El grosor del
recubrimiento de goma era de 1,84 cm (0,725 pulgadas).
La hoja de secado pasante sin crepar resultante
tenía las siguientes características: peso base, 9,45 kg/267,55
m^{2} (20,8 lbs/2880 pies cuadrados); resistencia a la tracción
en dirección máquina, 713 g/75 mm (713 gm/3''); estirado en
dirección máquina 17,2%; resistencia a la tracción en sentido
transversal, 527 g/75 mm (527 gm/3''); estirado en sentido
transversal, 4,9%; WCB, 5,6 cm^{3}/g; LER, 55,6%; WS, 62,9%.
Se produjo un género "tissue" con secado
pasante, sin crepar, utilizando substancialmente el método descrito
en el Ejemplo 10 excepto que el peso base que se pretendía alcanzar
era de 10,9 kg/267,55 m^{2} (24 lbs/2880 pies cuadrados).
La hoja con secado pasante, sin crepar,
resultante tenía las siguientes características: peso base, 10,93
kg/267,55 m^{2} (24,1 lbs/2880 pies cuadrados); resistencia a la
tracción en sentido máquina, 731 g/75 mm (731 gm/3''); estirado en
sentido máquina, 17,1%; resistencia a la tracción en dirección
transversal, 493 g/75 mm (493 gm/3''); estirado en dirección
transversal, 4,9%; WCB, 5,3 cm^{3}/g; LER, 55,8%; WS, 64,4%.
Se fabricó un género "tissue" con secado
pasante sin crepar utilizando substancialmente el método descrito
en el Ejemplo 10 excepto que el eucaliptus desagregado y disperso
fue substituido por madera dura southern desagregada y dispersa. La
hoja con secado pasante sin crepar resultante tenía las siguientes
características: peso base, 9,2 kg/267,55 m^{2} (20,3 lbs/2880
pies cuadrados); resistencia a la tracción en dirección máquina,
747 g/75 mm (747 gm/3''); estirado en la dirección máquina, 17,5%;
resistencia a la tracción en dirección transversal 507 g/75 mm (507
gm/3''); estirado en dirección transversal, 5,5%; WCB, 5,4
cm^{3}/g; LER, 53,6%; WS, 60,8%.
Se fabricó un género "tissue" de secado
pasante sin crepar, utilizando el método substancialmente descrito
en el Ejemplo 10 excepto que: el peso base pretendido era de 8,2
kg/267,55 m^{2} (18 lbs/2880 pies cuadrados); se utilizó una tela
de secado pasante Lindsay T-216-3A y
se utilizó como desagregante Berocell 596. La hoja fue calandrada
adicionalmente en la conversión. La hoja con secado pasante sin
crepar resultante tenía las siguientes características: peso base,
7,95 kg/267,55 m^{2} (17,5 lbs/2880 pies cuadrados); resistencia
a la tracción en dirección máquina, 1139 g/75 mm (1139 gm/3'');
estirado en dirección máquina 21,2%; esfuerzo de tracción en
dirección transversal, 1062 g/75 mm (1062 gm/3''); estirado en
dirección transversal, 6,8%; WCB 5,23 cm^{3}/g; LER, 53,4%; WS,
64,2%.
Se apreciará que los ejemplos anteriores, que
tienen carácter ilustrativo, no se tienen que considerar como
limitadores del ámbito de la presente invención, que queda definida
por las siguientes reivindicaciones.
Claims (24)
1. Método para la fabricación de una hoja de
"tissue" comprendiendo las siguientes fases:
- a.
- depositar una suspensión acuosa de fibras de fabricación de papel con una consistencia de 1 por ciento o menos para conseguir un elemento laminar que comprende fibras de fabricación de papel y agua sobre una tela de formación (12) y eliminar el agua del elemento laminar húmedo hasta una consistencia aproximada de 20 a 30%;
- b.
- transferir el elemento laminar desde la tela de conformación (12) a una tela de transferencia (17) que se desplaza a una velocidad que es aproximadamente de 10 a 80% más lenta que la de la tela de conformación;
- c.
- transferir el elemento laminar a una tela de secado pasante (19) que tiene desde 10 a 150 nudos aproximadamente de impresión alargados en la dirección máquina por cada 6,45 cm^{2} (1 pulgada cuadrada) que se elevan como mínimo en unos 0,12 mm (0,005 pulgadas) por encima del plano de la tela (19), de manera que el elemento laminar es redistribuido macroscópicamente para adaptarse a la superficie de la tela de secado pasante (19); y
- d.
- efectuar el secado pasante del elemento laminar.
2. Método, según la reivindicación 1, en el que
la tela de transferencia (17) tiene de 10 a 150 nudos de impresión
alargados en la dirección de la máquina por cada 6,45 cm^{2} (1
pulgada cuadrada) que están elevados aproximadamente en 0,12 mm
(0,005 pulgadas) o superior por encima del plano de la tela de
transferencia.
3. Método para la fabricación de una hoja de
"tissue" que comprende las siguientes fases:
- a.
- depositar una suspensión acuosa de fibras de fabricación de papel con una consistencia de 1 por ciento o menos para conseguir un elemento laminar que comprende fibras de fabricación de papel y agua sobre una tela de formación (12) y eliminar el agua del elemento laminar húmedo hasta una consistencia aproximada de 20 a 30%;
- b.
- transferir el elemento laminar a una tela de transferencia (17) que se desplaza a una velocidad que es aproximadamente de 10 a 80% menor que la de la tela de conformación (12), poseyendo dicha tela de transferencia (17) aproximadamente de 10 a 150 nudos de impresión alargados en la dirección de la máquina por cada 6,45 cm^{2} (1 pulgada cuadrada) que están elevados un mínimo de 0,12 mm (0,005 pulgadas) por encima del plano de la tela de transferencia (17), de manera que el elemento laminar está redistribuido macroscópicamente para adaptarse a la superficie de la tela de transferencia (17); y
- c.
- transferir el elemento laminar a la tela de secado pasante (19) y proceder al secado pasante de dicho elemento laminar.
4. Método, según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que el número de nudos de impresión alargados en
la dirección de la máquina en la tela de secado pasante (19) y/o la
tela de transferencia (17) está comprendida aproximadamente entre
10 y 75 por 6,45 cm^{2} (1 pulgada cuadrada).
5. Método, según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que el elemento laminar sometido a secado pasante
es calandrado.
6. Método, según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que el elemento laminar sometido a secado pasante
es crepado.
7. Método, según una de las reivindicaciones 1 a
5, en el que el elemento laminar de secado pasante no está
crepado.
8. Método para la fabricación de un elemento
laminar celulósico suave o "tissue" sometido a secado pasante,
sin crepar, según una de las reivindicaciones anteriores, en el que
la fase (a) comprende además las siguiente fases:
- i.
- formación de una suspensión acuosa de fibras de fabricación de papel que tiene una consistencia aproximada de 20 por ciento o superior;
- ii.
- elaborar mecánicamente la suspensión acuosa a una temperatura aproximada de 60ºC (unos 140ºF) o superior proporcionada por una fuente de calor externa con una introducción de potencia aproximada de 0,736 kW-día (aproximadamente 1 caballo-día) por tonelada de fibras secas o superior;
- iii.
- diluir la suspensión acuosa de fibras manipuladas mecánicamente hasta una consistencia aproximada de 0,5 por ciento o menor y suministrar la suspensión diluida a una caja de cabecera para la fabricación de un género "tissue" de varias capas disponiendo dos o más capas;
- iv.
- incluir un aditivo para aumentar la resistencia en húmedo de manera temporal o permanente en una o varias de dichas capas;
- v.
- depositar la suspensión acuosa diluida sobre la tela de formación (12) para formar un elemento laminar húmedo;
- vi.
- eliminar el agua del elemento laminar húmedo hasta una consistencia aproximada comprendida entre 20 y 30 por ciento aproximadamente;
y en el que el elemento laminar es
sometido a secado pasante hasta llegar a la sequedad final; y a
continuación es
calandrado.
9. Hoja de un elemento laminar celulósico suave
o "tissue", de secado pasante, especialmente una hoja de
"tissue" de secado pasante sin crepar, poseyendo un peso base
comprendido aproximadamente entre 10 y 70 g/m^{2} y presentando
aproximadamente de 10 a 150 salientes por 6,45 cm^{2} (1 pulgada
cuadrada) poseyendo una altura aproximada de 0,12 mm
(aproximadamente 0,005 pulgadas) o superior que corresponden a los
nudos de impresión alargados en dirección máquina de la tela de
secado pasante (19) utilizada durante la fabricación de la hoja de
"tissue", poseyendo dicha hoja de "tissue" un estirado en
la dirección transversal de la máquina con un valor aproximado de 9%
o superior.
10. Hoja de género laminar celulósico suave o
"tissue", según la reivindicación 9, que tiene aproximadamente
de 10 a 75 salientes por 6,45 cm^{2} (1 pulgada cuadrada).
11. Hoja de género laminar celulósico suave o
"tissue", según una de las reivindicaciones 9 ó 10, que tiene
aproximadamente de 10 a 50 salientes por 6,45 cm^{2} (1 pulgada
cuadrada).
12. Hoja de género laminar celulósico suave o
"tissue", según una de las reivindicaciones 9 a 11, en la que
la altura de los salientes está comprendida aproximadamente entre
0,12 mm (unas 0,005 pulgadas) y aproximadamente 1,3 mm
(aproximadamente 0,05 pulgadas).
13. Hoja de género laminar celulósico suave o
"tissue", según una de las reivindicaciones 9 a 12, en la que
la altura de los salientes está comprendida aproximadamente entre
0,12 mm (unas 0,005 pulgadas) y aproximadamente 0,762 mm
(aproximadamente 0,03 pulgadas).
14. Hoja de género laminar celulósico suave o
"tissue", según una de las reivindicaciones 9 a 13, en la que
la altura de los salientes está comprendida aproximadamente entre
0,25 mm (unas 0,01 pulgadas) y aproximadamente 0,51 mm
(aproximadamente 0,02 pulgadas).
15. Hoja de género laminar celulósico suave o
"tissue", según una de las reivindicaciones 9 a 14, que tiene
un estirado en dirección transversal de la máquina comprendido
aproximadamente entre 10 y 25 por ciento.
16. Hoja de género laminar celulósico suave o
"tissue", según una de las reivindicaciones 9 a 15, que tiene
un estirado en dirección transversal de la máquina comprendido
aproximadamente entre 10 y 20 por ciento.
17. Hoja de género laminar celulósico suave o
"tissue", según una de las reivindicaciones 9 a 16, que tiene
un volumen aproximado de 12 cm^{3}/g o superior.
18. Hoja de género laminar celulósico suave o
"tissue", según una de las reivindicaciones 9 a 17, que tiene
un volumen aproximado comprendido entre 12 y 25 cm^{3}/g
aproximadamente.
19. Hoja de género laminar celulósico suave o
"tissue", según una de las reivindicaciones 9 a 18, que tiene
un volumen aproximado comprendido entre 15 y 20 cm^{3}/g
aproximadamente.
20. Hoja de género laminar celulósico suave o
"tissue", según una de las reivindicaciones 9 a 19, que tiene
una proporción de capilaridad aproximada de 6,35 cm (unas 2,5
pulgadas) por 15 segundos o superior.
21. Hoja de género laminar celulósico suave o
"tissue", según una de las reivindicaciones 9 a 20, que tiene
una proporción de capilaridad comprendida aproximadamente entre 6,35
cm y 10,16 cm (aproximadamente de 2,5 a 4 pulgadas) por 15
segundos.
22. Hoja de género laminar celulósico suave o
"tissue", según una de las reivindicaciones 9 a 21, que tiene
una proporción de capilaridad comprendida aproximadamente entre 7,62
cm y 8,89 cm (aproximadamente de 3 a 3,5 pulgadas) por 15
segundos.
23. Hoja de género laminar celulósico suave o
"tissue", según una de las reivindicaciones 9 a 22, que tiene
una capacidad absorbente aproximada de 12 gramos de agua por gramo o
superior.
24. Hoja de género laminar celulósico suave o
"tissue", según una de las reivindicaciones 9 a 23, que tiene
una capacidad absorbente aproximada de 11 gramos de agua/gramo o
superior.
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