ES2232832T3 - Producto de papel premojable de gran suavidad, temporalmente resistente en mojado. - Google Patents
Producto de papel premojable de gran suavidad, temporalmente resistente en mojado.Info
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Abstract
SE PROPORCIONA UN PRODUCTO DE PAPEL Y UN METODO DE FABRICACION DEL PRODUCTO DE PAPEL CON UNA SUPERFICIE LISA Y ADAPTADA PARA UTILIZARSE EN SECO O PARA UTILIZARSE EN UN ESTADO PREHUMEDECIDO MANUALMENTE. EL PRODUCTO DE PAPEL TIENE UNA RESISTENCIA A LA HUMEDAD TEMPORAL QUE EXHIBE UNA RESISTENCIA INICIAL A LA TENSION DE HUMEDAD CD NORMALIZADA DE, POR LO MENOS, 75G/3 PULGADAS, PREFERIBLEMENTE 105 G/3 PULGADAS, SEGUN SE MIDE POR EL FINCH CUP TEST CINCO SEGUNDOS DESPUES DE LA INMERSION, Y UNA RESISTENCIA A LA HUMEDAD CD POSTERIOR DE MENOS DE 1/2 SEGUN SE MIDE DIEZ MINUTOS DESPUES DE LA INMERSION. SE AÑADE AL TEJIDO UN AGENTE TEMPORAL DE RESISTENCIA A LA HUMEDAD QUE COMPRENDE MITADES CON PRODUCTOS QUIMICOS DESCARGADOS TALES COMO ALDEHIDOS Y ALDEHIDOS QUE CONTIENEN POLIMEROS, POLIOLES Y UREAS CICLICAS O MEZCLAS DE LOS MISMOS EN UN RANGO QUE VARIA ENTRE, APROXIMADAMENTE, 2 LIBRAS POR TONELADA Y, APROXIMADAMENTE, 30 LIBRAS POR TONELADA. OPCIONALMENTE, SE AÑADE UN DESLIGADOR O ABLANDADOR DE NITROGENO CATIONICO Y ALMIDON. EL ALMIDON Y EL DESLIGADOR O ABLANDADOR SON AÑADIDOS PARA AYUDAR EN LA FABRICACION A MEDIDA DEL PRODUCTO DE PAPEL DESEADO QUE TIENE UNA RESISTENCIA A LA HUMEDAD TEMPORAL. LA RESISTENCIA A LA TENSION CD EN SECO DEL PRODUCTO DE PAPEL VARIA ENTRE ALREDEDOR DE 399G/3 PULGADAS Y ALREDEDOR DE 801 G/3 PULGADAS, Y EL MODULO DE TENSION VARIA ENTRE UN ALARGAMIENTO DEL 10 Y 32%, APROXIMADAMENTE MIENTRAS LA FRICCION MMD GM VARIA ENTRE 0,26 Y 0,10, APROXIMADAMENTE. CUANDO SE FROTA CONTRA UNA SUPERFICIE SEMEJANTE A LA PIEL EN UN ESTADO HUMEDECIDO, EL PRODUCTO DE PAPEL PERMANECE BASICAMENTE SIN PELARSE.
Description
Producto de papel premojable de gran suavidad,
temporalmente resistente en mojado.
La presente invención se refiere a un producto de
papel premojable que presenta una resistencia temporal en mojado. La
presente invención se refiere asimismo a un producto de papel suave,
fuerte, desechable, dispersable y biodegradable, temporalmente
resistente en mojado, que se puede prehumedecer antes de utilizarlo
y resiste el apelotonamiento y desgarre cuando se utiliza premojado.
Más particularmente, la invención se refiere a un producto de papel
tisú de gran suavidad, resistente temporalmente en mojado, lo cual
lo convierte en premojable.
El papel higiénico debe conciliar diversas
propiedades conflictivas: el papel higiénico debe ser fuerte, suave,
desechable, dispersable y degradable. Alcanzar combinaciones
deseables de tales propiedades a un precio económicamente viable es
un reto considerable.
Sin embargo, la adición de resistencia a la
abrasión húmeda como una propiedad adicional y conflictiva a las
mencionadas anteriormente impone un reto técnico todavía más
difícil. La construcción de un papel tisú con suficiente fortaleza
cuando está húmedo de forma que se pueda utilizar prehumedecido,
inherentemente está en conflicto no sólo con su desechabilidad y
dispersabilidad, sino también con la capacidad para retener
suficiente suavidad como para ser utilizado prehumedecido o
seco.
Para proporcionar un papel tisú de uso doméstico
que sea aceptable para los consumidores, resulta necesario
proporcionar un papel tisú suave que presente suficiente resistencia
tensil en seco para la utilización normal. Además, es necesario que
el papel tisú sea suficientemente dispersable para ser desechado en
cantidades razonables en los retretes típicos domésticos a la vez
que proporciona un papel tisú con suficiente degradabilidad para que
se pueda acomodar en los sistemas sépticos. Los papeles higiénicos
convencionales no tienen suficiente resistencia a la abrasión húmeda
como para resultar adecuados en una utilización prehumedecidos sin
apelotonarse o desgarrarse.
Generalmente, la limpieza del perineo y regiones
adyacentes del cuerpo humano se realiza con papel higiénico en
condiciones secas. El papel tisú seco no siempre limpia dichas
regiones tan bien como sería deseable. Algunos usuarios prefieren
utilizar un bidé para ayudar en la limpieza de dichas regiones para
tener una sensación de limpieza extra. Sin embargo, si una persona
utiliza papel higiénico convencional después de que el perineo y
regiones adyacentes se han mojado o procede a mojar el papel tisú
antes de su utilización, el papel higiénico conocido, incluso las
marcas con resistencia suficientes cuando están mojados como para
retener algo de estructura razonable tienen una tendencia a
apelotonarse.
El apelotonamiento es un fenómeno que tiene lugar
durante la utilización en el que se enganchan pequeñas bolas de
papel tisú a la superficie del papel tisú o al usuario, posiblemente
conduciendo al desgarro del papel tisú antes de que se complete la
limpieza. Tal condición no es deseable para la mayoría de los
usuarios. Un objetivo de la presente invención es proporcionar un
producto de papel tisú desechable compatible con los desagües que se
pueda humedecer antes de ser utilizado y todavía conserve suficiente
suavidad, fortaleza y resistencia al apelotonamiento como para ser
utilizado para la limpieza.
Una forma de añadir fortaleza cuando está mojado
a un producto es añadir resistencia "permanente" en mojado. La
resistencia tensil cuando está mojado normalmente interferiría tanto
con la dispersabilidad como con la degradabilidad del producto
evitando así que el papel tisú sea compatible con un sistema
séptico. Además, la resistencia tensil permanente en mojado puede
interferir frecuentemente con la desechabilidad del papel tisú en un
retrete típico doméstico, tanto por la obturación del retrete como
por su retención en las tuberías que conectan la casa a las cloacas,
produciendo así obturaciones, particularmente como en el caso de las
casas más antiguas, cuando hay raíces de árboles.
Convencionalmente, la resistencia tensil a la
humedad se obtiene en un producto de papel añadiendo, a la pulpa de
papel, una resina o agente de resistencia permanente a la humedad ,
tal como las resinas de poliamida de epiclorohidrina comercializadas
por Hercules bajo la marca registrada KYMENE®. Se han postulado por
lo menos dos mecanismos por los que actúan las resinas de
resistencia en mojado. Una mantiene que las resinas de resistencia
en mojado forman enlaces covalentes entre fibras adyacentes,
mientras que la otra mantiene que las resinas de resistencia en
mojado forman una napa resistente al agua sobre los enlaces de
hidrógeno entre fibras de papel adyacentes, evitando de esta forma
que el agua rompa los enlaces de hidrógeno. En un producto de
resistencia permanente en mojado, el efecto reforzante no decae con
el tiempo. En consecuencia, los productos de papel producidos con
resinas de resistencia permanente en mojado serían normalmente
aceptables para la utilización en los retretes convencionales
domésticos o para la utilización en un sistema séptico.
Una alternativa para proporcionar resistencia
permanente en mojado es proporcionar una resistencia temporal en
mojado. Para proporcionar resistencia temporal en mojado, se
incorporan resinas especializadas de resistencia temporal en mojado
en la napa celulósica. La naturaleza de la resina elegida no parece
ser crítica, mientras contenga partes aldehídicas y proporcione
propiedades de resistencia en mojado tal como se describen en la
presente solicitud. Los productos adecuados son generalmente unos
polioles con una parte aldehídica solubles en agua, monómeros, ureas
cíclicas y mezclas de éstos. Típicamente, dichas partes químicas son
dialdehídos o polioles orgánicos solubles en agua con unidades
aldehídicas. Aunque sin querer comprometerse con ninguna teoría, se
cree que dichos polímeros o aldehídos alifáticos forman unos enlaces
hemiacetales con la celulosa y que dichos enlaces hemiacetales se
hidrolizan a una velocidad moderada una vez inmersos en agua, de
forma que los papeles tisú que incorporan tales resinas presentan
inicialmente una considerable resistencia al agua, pero solamente
después de algunos minutos, la resistencia al agua decae a un nivel
adecuadamente bajo para hacer que el papel tisú resulte
desechable.
En la práctica, la resistencia inicial a la
humedad de los papeles tisú fabricados utilizando dichos agentes de
resistencia en mojado tiende a aumentar moderadamente durante los
primeros días siguientes a su fabricación. Según la experiencia de
los solicitantes, la resistencia en mojado tiende a nivelarse
durante aproximadamente la primera semana siguiente a la
fabricación, de forma que lo largo de la presente solicitud, en la
que no se hace referencia a resistencia en mojado, dicha resistencia
en mojado deberá entenderse como resistencia en mojado obtenida
después de trascurrida aproximadamente una semana de envejecimiento
a menos que el contexto indique claramente lo
contrario.
contrario.
Las patentes US nº. 3.096.228 y nº 2.622.960 dan
a conocer la utilización del glioxal para mejorar la resistencia en
mojado de los productos de papel. Las condiciones bajo las que se
aplica el glioxal a la napa en estas referencias relativamente
antiguas tienden a producir productos que no cumplen con las cinco
propiedades dadas a conocer para los papeles tisú de la presente
invención.
En la patente US nº 2.622.960 de Woods et
al., se obtiene un papel saturando una hoja prefabricada y
secada por inmersión o pulverizada con una disolución acuosa de
glioxal y a continuación calentando la hoja tratada a una
temperatura de por lo menos 100ºC (212ºF). Dicho procedimiento
adolece de ciertas desventajas cuando se utiliza en la fabricación
de papel higiénico, toallitas faciales y toallitas ligeras de una
capa ya que tiende a hacer quebradizo dicho producto de papel ligero
produciendo pérdidas en la resistencia al desgarro de la napa. Tales
desventajas se reflejan en la referencia a la técnica anterior, Day
et al., patente US nº. 3.096.228.
Para resolver las deficiencias de Woods et
al., Day et al., dieron a conocer un procedimiento para
añadir glioxal a una napa de papel seca y absorbente, con un
contenido en humedad de aproximadamente 3 a 7% en peso con base en
el peso del papel totalmente seco, de forma que el contenido total
en humedad de la napa es superior al 4% e inferior al 20% en peso.
Mediante el almacenamiento del papel con dicho contenido en humedad
a temperatura ambiente, se desarrolla la resistencia tensil en
mojado de la napa mediante la migración del glioxal a través de la
napa. En consecuencia, los rollos de papel se deben almacenar por lo
menos un día antes de convertirlos para desarrollar suficientemente
la resistencia tensíl en mojado del producto, o se deben convertir
los rollos de papel en forma de producto en la fábrica de forma que
se mantenga el contenido inicial de humedad de la napa en el paquete
de producto convertido por lo menos durante 24 horas. En cualquiera
de los casos, en la fábrica de papel se producen problemas
logísticos y/o ambientales. Además, los elevados niveles de humedad
generalmente superiores o iguales al 8 ó 10% necesarios en la
patente US nº 3.096.228 de Day et al., tienden a relajar la
tensión en una napa crespada (es decir, causa el estirado de la
tensión) y debilitan la napa, haciendo que la conversión en los
modernos enrolladores continuos resulte difícil o impracticable.
La presente invención se distingue claramente
sobre dichas referencias a la técnica anterior mediante la
aplicación de agentes de resistencia en mojado no cargados antes o
después del rodillo de prensado Yankee (16) a una napa fibrosa
húmeda, secando y crespando dicha napa a continuación. Dicho
procedimiento conduce a un producto absorbente con una resistencia
temporal en mojado inesperadamente mejorada sin los aspectos
negativos de necesitar la migración química mediante el
almacenamiento a elevados niveles de humedad. Sin estar limitados
por la teoría, se cree que la adición de agentes no cargados de
resistencia en mojado a una napa antes y/o después de un rodillo de
prensado Yankee de una máquina de papel permite la migración química
dentro de la hoja, incrementando finalmente la resistencia tensil en
mojado.
Las unidades hidráulicas de pulverización
utilizadas en la patente US nº 3.096.228 cuando se aplican a un hoja
seca según el procedimiento dado a conocer en la patente anterior,
producirán productos de papel no uniformes, particularmente cuando
el glioxal se rocía antes del grabado. Dicho procedimiento tiende a
conducir a una acumulación de glioxal en los rollos terminados
creando problemas de procesamiento adicionales.
Mientras que por lo menos una marca de papel
higiénico comercialmente disponible presenta un cierto grado de
resistencia temporal en mojado, parece ser que el objetivo del
fabricante al incluir la resistencia temporal en mojado en tales
productos sería el de contrarrestar los efectos del mojado que tiene
lugar durante la utilización normal. La mera adición de un agente de
resistencia temporal en mojado a dicho papel tisú no lo hace
adecuado para la utilización en condiciones prehumedecidas. Cuando
se intenta utilizar dicho papel tisú después de prehumedecerlo, el
papel tisú se desgarra y se apelotona de forma muy severa. Por
consiguiente, en lugar de proporcionar un mejor limpiado, el intento
de utilizar dicho producto en condiciones prehumedecidas deja
frecuentemente una cantidad considerable de residuos en forma de
tiras y bolas en la zona que se había de limpiar. Cuando la zona a
ser limpiada se recubre de tales restos de tiras y bolas, el
objetivo de prehumedecer el papel tisú se pierde en su mayor
parte.
Contrariamente a los papeles tisú de la técnica
anterior, la presente invención proporciona un papel tisú que (i)
tiene suficiente resistencia y resistencia a la abrasión en mojado
de forma que se puede utilizar prehumedecido; (ii) es desechable;
(iii) es dispersable y biodegradable; (iv) presenta una resistencia
en seco comparable a la de los mejores papeles higiénicos; y (v)
presenta una suavidad comparable a la de los mejores papeles
higiénicos modernos.
El papel tisú de la presente invención concilia
tales objetivos conflictivos proporcionando un papel tisú con una
superficie lisa junto con una resistencia temporal en mojado
normalizada de por lo menos aproximadamente 10 g/cm (75 g/3
pulgadas), preferiblemente aproximadamente 14 g/cm (105 gramos/3
pulgadas) medida utilizando el procedimiento de Finch Cup para una
tira de 30 g/m^{2} (18,5 lbs./3000 pies cuadrados). El papel tisú
de la presente invención muestra además un cociente de resistencia
tensil transversal (transversal) entre húmedo y seco de por lo menos
18%, preferiblemente superior a 20%. La resistencia temporal en
mojado es proporcionada por la utilización de una parte química de
resistencia temporal en mojado añadida a la napa, antes del rodillo
de prensado (16) en la cara al aire de la hoja, después del rodillo
de prensado (16) o en la superficie Yankee (26). Dicha parte
generalmente no tiene carga y por consiguiente se aplica después de
que se ha formado la napa. La parte química sin carga incluye
aldehídos, polioles que contienen aldehídos, polímeros, ureas
cíclicas y mezclas de estos y se pueden utilizar en combinación con
almidones catiónicos y opcionalmente, un suavizante/antiadhesivo
catiónico para crear un papel tisú de gran suavidad premojable o
toallita con los parámetros físicos deseables. Un
suavizante/antiadhesivo se puede utilizar directamente con los
aldehídos sin carga y con los polioles que contienen aldehídos sin
carga, polímeros, ureas cíclicas y mezclas de éstos o se pueden
utilizar en combinación con los almidones catiónicos. En la presente
invención, los principales agentes de resistencia en mojado son los
aldehídos sin carga y los polioles que contienen aldehídos,
polímeros y ureas cíclicas o mezclas de éstos. Los almidones y
suavizantes/antiadherentes se utilizan para obtener propiedades
específicas para ciertas aplicaciones especializadas.
En este procedimiento, la resistencia en mojado y
la resistencia en seco se pueden controlar independientemente
equilibrando la cantidad de partes químicas sin carga añadidas a la
napa con los agentes amplificadores de la resistencia cationica
añadidos a la pasta. Para ajustar todavía más el sistema, se
utilizan opcionalmente suavizantes/antiadherentes catiónicos. Éstos
se pueden añadir a la pasta después de que se ha mezclado el almidón
con la pasta o se rocía en la napa antes o después del rodillo de
prensado. En el presente procedimiento, los
suavizantes/antiadherentes catiónicos no necesitan ser utilizados si
los agentes de resistencia de la resistencia catiónica tales como el
almidón no han sido añadidos a la pasta. En algunos casos, se
utilizan las partes químicas sin carga en combinación con
suavizantes/antiadherentes catiónicos, actuando dicha combinación
como un agente de resistencia en
mojado.
mojado.
Simplemente añadiendo una cantidad de resinas de
resistencia temporal en mojado a una pasta convencional para papel
tisú no garantiza que el papel tisú resulte adecuado para su
utilización prehumedecido. Los presentes inventores han descubierto
que cuando el papel tisú tiene tanto una superficie lisa como una
resistencia tensil transversal en mojado normalizada de por lo menos
aproximadamente 10 g/cm (75 g/3 pulgadas) preferiblemente 14 g/cm
(105 g/3 pulgadas) medida mediante el ensayo de Finch Cup
("FCT") basado en un peso de aproximadamente 29 a 31 g/m^{2}
(tira de 18 a 19 libras/3000 pies cuadrados), el papel tisú
típicamente no se apelotonará o rasgará cuando se intenta utilizar
prehumedecido.
Se ha descubierto que una vez que la resistencia
tensil transversal en mojado absoluta (no normalizada) de cada hoja
cae a aproximadamente 5 g/cm (36 g/3 pulgadas) o menos, la hoja
generalmente no tiene suficiente integridad para sobrevivir a la
utilización normal cuando está mojada incluso aunque la hoja no se
apelotone si se maneja lo suficiente cuidadosamente para evitar el
rasgado de la hoja. A lo largo de la presente solicitud, en la que
se menciona una resistencia tensil normalizada, se debe entender que
la resistencia tensil es tal como se determina utilizando el
procedimiento de Finch Cup en el que una muestra de 7,6 cm (3
pulgadas) de producto convertido listo para su utilización con una
base de peso de 30 g/m^{2} (tira de 18,5 libras/3000 pies
cuadrados), (de una capa o multicapa según sea el caso) se pinza en
un dispositivo especial denominado Finch Cup. La muestras se
sumergen en agua de grifo y se mide la resistencia tensil a los
tiempos indicados después de la inmersión. Para la resistencia
tensil inicial en mojado, la medición se realiza 5 segundos después
de la inmersión en agua. Resulta preferible utilizar dicho
procedimiento ya que se ha descubierto que los resultados obtenidos
utilizando FCT son razonablemente reproducibles.
Debido a que el factor crítico en relación con la
formación de bolas parece ser el grado y la fortaleza de las uniones
internas entre fibras en la hoja, para bases de peso diferentes que
30 g/m^{2} (tiras de 18,5 libras/3000 pies cuadrados), los valores
críticos de resistencia tensil en sección transversal (CD) de 10
g/cm (75 g/3 pulgadas) ó 14 g/cm^{2} (105 g/3 pulgadas) etc, según
sea el caso, se deberán ajustar proporcionalmente al peso base, es
decir, normalizados. Por ejemplo, una hoja de 15g m^{2} (tira de
9,25 libras/3000 pies cuadrados) con una resistencia tensil
transversal en mojado de 7 g/cm^{2} (52,5 g/3 pulgadas), se
comportará satisfactoriamente ya que la resistencia tensil
transversal en mojado es proporcionalmente la misma que la de una
hoja de 30 g/m^{2} (tira de 18,5 libras/3000 pies cuadrados) con
una resistencia tensil transversal de 14 g/cm (105 g/3 pulgadas) y
en consecuencia la resistencia tensil normalizada CD en mojado de 15
g/m^{2} (tira de 9,25 libras/3000 pies cuadrados) sería de 14 g/cm
(105 g/3 pulgadas). Ello se adapta bien a la experiencia del
solicitante en la que una sola capa de 15 g/m^{2} (tira de 9.25
libras/3000 pies cuadrados) de papel tisú ha sido satisfactoria a
unas resistencias tensiles transversales en mojado de 9 y 6 g/cm (66
y 44 g/3 pulgadas), mientras que las capas únicas con una
resistencia tensil transversal en mojado de 5 g/cm (36 g/3 pulgadas)
fallaron desgarrándose sin dejar bolas.
Los valores de resistencia de las hojas
proporcionados en la presente solicitud se han seleccionado con base
en agua de grifo estándar, sin embargo, se debe entender que la
calidad del agua puede afectar a los valores iniciales de
resistencia tensil en mojado en transversal (CD), así como también a
las velocidades de degradación. Además, en un medio acuoso en el que
se ha ajustado el pH o en un medio no acuoso, los valores y las
velocidades de degradación pueden cambiar. Dichos cambios están
contemplados en la presente solicitud.
Para asegurarse que el producto de papel tisú
será lo suficientemente desechable como para evitar la necesidad de
un número excesivo de vaciados de la cisterna del inodoro, es
preferible que la resistencia en mojado de los papeles tisú de la
presente invención se degrade rápidamente, mostrando una resistencia
tensil transversal en mojado normalizada inferior a ½ del valor
inicial cuando se mide 10 minutos después de la inmersión. Para
acomodar la humidificación antes del uso, el papel tisú debe retener
por lo menos el 15% del valor de la resistencia tensil inicial en
mojado cuando se mide 10 minutos después de la inmersión.
La mera adición de un agente de resistencia en
mojado produce frecuentemente un producto de papel que no posee
suficiente suavidad como para ser aceptable como papel higiénico de
primera calidad para un uso doméstico normal. Para ayudar a acercar
la suavidad de la hoja al ámbito de la primera calidad, se ha
descubierto que es deseable alterar la proporción chorro/cable para
que la hoja resulte un poco más cuadrada que la normalmente
utilizada en la producción de papeles tisú prensados en mojado. Por
ejemplo, en la producción de papeles tisú prensados en mojado,
normalmente se controla la proporción entre chorro y cable de forma
que el cociente entre la resistencia tensil en la dirección de la
máquina y la resistencia tensil en seco en la dirección transversal
de la hoja base (antes de convertirla y grabarla) es de
aproximadamente 2,5.
Para los papeles tisú de la presente invención,
es preferible utilizar una proporción entre chorro y cable que
produce una hoja base con un cociente de resistencia tensil en seco
en dirección a la máquina a resistencia tensil transversal en seco
inferior a aproximadamente 2,2, más preferiblemente entre
aproximadamente 1,6 y 2,1, lo más preferiblemente entre
aproximadamente 1,8 y 1,9. En algunos casos se puede impartir un
poco más de crespado a la napa del que normalmente se
utilizaría.
Contrariamente a los agentes de resistencia en
mojado dados a conocer en los documentos con número de serie
08/210.836 registrado el 18 de Marzo 1994, y con número de serie
08/401.690 registrado el 10 de Marzo de 1995, los agentes de
resistencia en mojado generalmente no llevan una carga positiva y,
por consiguiente, no se pueden añadir a la pasta. Los agentes de
resistencia en mojado pueden ser suplementados añadiendo almidón a
la pasta. Para ajustar todavía más las propiedades del papel tisú y
de la toallita para una aplicación particular, se pueden añadir a la
pasta suavizantes/antiadherentes catiónicos o se pueden añadir a la
napa en los mismos lugares en que se añade el agente de resistencia
en mojado tal como se muestra en las Figuras 2 y 16, en los puntos
de adición 51, 52, 53, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64 y 65. En
algunos casos, se utilizan los suavizantes/antiadherentes con un
agente temporal de resistencia en mojado. En tales circunstancias,
la mezcla también puede actuar como un agente de resistencia
temporal en
mojado.
mojado.
La presente invención proporciona un
procedimiento para producir un producto de tisú tal como un papel
higiénico que presenta suficiente integridad y resistencia,
particularmente resistencia en mojado, para que el papel tisú se
pueda utilizar seco o prehumedecido, así como también para limpiar
cuando la zona a ser limpiada está totalmente mojada. Por
consiguiente, se proporciona al usuario un papel higiénico para su
utilización en mojado, prehumedecido o seco. Además, dicho papel
tisú según la presente invención es preferiblemente razonablemente
suave, acercándose por lo menos a la suavidad de los papeles
higiénicos de primera clase. Por necesidad, el papel tisú debe ser
tanto desechable como degradable para que sea compatible con su
utilización en los sistemas sépticos. El procedimiento de la
presente invención se define en las reivindicaciones adjuntas.
Los papeles higiénicos preferidos de la presente
invención combina los cinco atributos siguientes:
(i) suficiente resistencia en mojado e integridad
estructural en mojado para ser utilizado en la limpieza mientras
está húmedo;
(ii) suficiente capacidad de dispersión como para
ser desechado en cantidades razonables en los retretes típicos
domésticos;
(iii) suficiente capacidad de degradación para
poder responder a las exigencias de los sistemas sépticos;
(iv) resistencia en mojado compatible con la de
un papel higiénico de primera clase;
(v) suavidad comparable o al menos próxima a la
suavidad de un papel higiénico de primera clase.
La suavidad no es directamente mesurable,
inequívoca sino más bien algo subjetiva. Los dos componentes más
importantes para predecir la suavidad percibida se considera
generalmente que son la textura de la superficie y el módulo tensil
al que a veces se refiere como: rigidez, módulo de rigidez o rigidez
tensil. Véase J.D. Bates "Softness Index: Fact or Mirage?",
TAPPI, vol. 48, nº- 4, abril, 1965, págs. 63A-64a.
Véase también H. Hollmark, "Evaluation of Tissue Paper
Softness", TAPPI, Vol. 66, nº 2, febrero, 1983, págs.
97-99, que relaciona la rigidez tensil y el perfil
superficial con la suavidad percibida.
Por el contrario, la textura de la superficie se
puede valorar midiendo la desviación-media
geométrica ("DMG DM") en el coeficiente de fricción utilizando
un analizador de fricción Kawabata KES-SE.
El producto de papel realizado según la presente
invención tiene una textura agradable tal como indica la DMG DM
inferior a aproximadamente 0,26 medido tal como se describe más
adelante y un módulo tensil inferior a aproximadamente 32 g/%
deformación, preferiblemente inferior a 28 g/% deformación, tal como
se determina mediante el procedimiento para medir la resistencia
tensil como se describe en la presente solicitud excepto que el
módulo registrado es la media geométrica de las pendientes de las
curvas deformación-carga en dirección transversal y
en dirección de la máquina, a partir de una carga de 0 a 20 g/cm (50
g/1 pulgada) cuando se utiliza un ancho de muestra de 2,5 cm (1
pulgada). Se debe entender que todos los módulos tensiles referidos
en la presente solicitud se miden con una carga tensil de 20 g/cm
(50 g/pulgada) y se indican en g/% de deformación, siendo %
deformación adimensio-
nal.
nal.
En aquellos casos en los que se permite que el
módulo tensil oscile hasta 32 g/% de deformación, la DMG DM debe ser
inferior a 0,23. En los casos en los que el módulo tensil varía por
debajo de 28 g/% de deformación, se puede permitir que 6M MMD sea
tan elevada como 0,26. En las formas de realización más preferidas,
la DMG DM debe ser inferior a 0,2 y el módulo tensil inferior a 27
g/% de deformación, siendo DMG DM todavía más preferiblemente
inferior a 0,185 y el módulo tensil inferior a 26 g/% de
deformación.
Se ha descubierto que, mientras se tenga cuidado
en proporcionar una superficie lisa, se pueden producir papeles tisú
con un equilibrio aceptable entre las cinco propiedades indicadas
anteriormente. El papel tisú de la presente invención se produce de
la forma habitual pero utilizando una combinación de agentes de
resistencia temporal en mojado comercialmente disponibles,
preferiblemente dialdehídos alifáticos solubles en agua o polímeros
orgánicos solubles en agua comercialmente disponibles que comprenden
unidades aldehídicas y opcionalmente, agentes amplificadores de la
resistencia iónica, tales como el almidón. Para controlar todavía
más las propiedades del papel tisú, se puede añadir a la pasta o a
la napa antes del rodillo de prensado (16) en la Figura 1, un
suavizante/antiadherente catiónico nitrogenado. Se puede seleccionar
el suavizante/antiadherente de entre el grupo que consiste en
compuestos nitrogenados orgánicos catiónicos trivalentes o
tetravalentes que contienen cadenas de ácido graso largas,
incluyendo imidazolinas, sales de amido aminas, amido aminas
lineales, sales de amonio cuaternario o tetravalentes o mezclas de
éstas. En el caso de que el agente de resistencia sea un almidón
catiónico que contiene partes aldehídicas se puede mezclar con la
pasta. Los almidones representativos utilizados en el presente
procedimiento incluyen Co-bond® 1000 y Redibond®
5320. Sin embargo, los aldehídos y los polioles que contienen partes
aldehídicas y las ureas cíclicas sin carga se añaden directamente al
lado del aire de la napa, directamente en el Yankee o en el lado del
papel tisú después de crespado El suavizante, si se utiliza, se
puede proporcionar a la pasta o directamente a la napa. Es
preferible proporcionar el suavizante a la napa, preferiblemente por
el lado del aire de la napa para evitar la contaminación química del
procedimiento de producción de papel.
Un papel tisú realizado según la presente
invención (i) presenta suficiente resistencia en mojado y
resistencia a la abrasión en mojado como para ser utilizado
prehumedecido; (ii) es desechable; (iii) es dispersable y
biodegradable; (iv) presenta una resistencia en seco comparable a la
del papel higiénico de primera clase; (v) presenta una suavidad
comparable a la del papel higiénico moderno de primera clase.
Numerosos aldehídos alifáticos y poliméricos son
adecuados para ser utilizados para obtener los papeles tisú de la
presente invención, sin embargo, para alcanzar los cinco parámetros
indicados anteriormente, el papel tisú de la presente invención está
diseñado para presentar una superficie lisa junto con una
resistencia inicial temporal en mojado normalizada de por lo menos
75 g/3 pulgadas, preferiblemente aproximadamente 105 g/3 pulgadas
medida mediante el procedimiento de Finch Cup para una tira de
aproximadamente 18,5 libras/3000 pies cuadrados. El papel tisú
muestra un cociente de resistencia tensil transversal entre mojado y
seco de por lo menos aproximadamente el 18%, preferiblemente
superior al 20%. La resistencia temporal en mojado la proporciona la
utilización de partes químicas de resistencia temporal en mojado.
Simplemente añadiendo una cantidad de un agente químico de
resistencia temporal en mojado tal como el glioxal en el
procedimiento de fabricación de papel no garantiza que el producto
sea adecuado para su uso prehumedecido. Los presentes inventores han
descubierto que cuando el papel tisú tiene tanto una superficie lisa
como un modulo tensil en mojado transversal normalizado de por lo
menos aproximadamente 10 g/cm (75 g/3 pulgadas), preferiblemente 14
g/cm (105 g/3 pulgadas), medido por el FCT con un peso de base de
aproximadamente 29 a 31 g/m^{2} (tira de 18 a 19 g/3000 pies
cuadrados), típicamente el papel tisú no se apelotona o rasga cuando
se intenta utilizar prehumedecido.
Se ha descubierto que una vez el tensil
transversal absoluto (no normalizado) en mojado de cada hoja
desciende a aproximadamente 5 g/cm (36 g/3 pulgadas) o menos, la
hoja generalmente no tiene suficiente integridad para sobrevivir en
utilización normal en mojado incluso si la hoja no se apelotona
cuando es manejada con suficiente cuidado como para evitar el
rasgado de la hoja. Los aldehídos alifáticos y aromáticos sin carga
de resistencia en mojado adecuados incluyen glioxal, dialdehído
malónico, dialdehído succínico, glutaraldehído, los productos
poliméricos de reacción de monómeros o polímeros con grupos
aldehídicos y opcionalmente grupos de nitrógeno.
Se ha descubierto que los condensados preparados
a partir de dialdehídos tales como el glioxal, o urea cíclica y
polioles que contienen partes de aldehído son agentes útiles de
resistencia temporal en mojado cuando se utilizan independientemente
o en combinación con un almidón convencional. Puesto que tales
compuestos no tienen carga, se añaden a la napa antes o después del
rodillo de prensado (16) o se cargan directamente en la superficie
del Yankee. Tales agentes de resistencia temporal en mojado se
rocían adecuadamente por el lado del aire de la napa antes del
secado en el Yankee o en la napa después del crespado.
Las ureas cíclicas presentan las siguientes
fórmulas generales:
\vskip1.000000\baselineskip
en las que R_{1}, R_{2},
R_{3}, R_{4}, R_{5} y R_{6} pueden ser iguales o diferentes
y cada uno puede ser H, OH, COOH, R, OR, ó COOR en la que R es
alquilo o un grupo alquilo sustituido con 1 a 4 átomos de carbono;
R_{7} puede ser H o una parte poliol tal como C_{2}H_{4}OH,
CH_{2}CH_{2}O(C_{2}H_{4}O)_{b}H en la que b
es 0 ó 10, CH_{2}CH(OH)CH_{2}OH,
[CH_{2}CH(CH_{3})O]_{c}H en la que c es 1
ó 10, y semejantes; y X puede ser C, O o N; en la que X es O,
R_{3} y R_{4} no están presentes; cuando X es N, R_{3} o
R_{4} no están
presentes.
Estas ureas cíclicas se utilizaron en combinación
con aldehídos que actuaron como agentes de resistencia temporal en
mojado.
La preparación de dichas ureas cíclicas se da a
conocer en la patente US nº 4.626.029. Otras patentes
estadounidenses de interés que dan a conocer productos de reacción
de los dialdehídos con polioles incluyen las patentes US nº
4.656.296; nº 4.547.580 y nº 4.537.634. Las partes dialdehído
expresadas en los polioles hacen que todo el poliol resulte útil
como agente de resistencia en mojado independientemente o en
combinación con almidón. En este procedimiento, el almidón
convencional se utiliza cuando se utiliza pasta no refinada. Es
preferible utilizar pasta no refinada pero si se utiliza pasta
refinada en la mayor parte de los casos puede no ser necesaria la
utilización de almidón convencional. Los polioles adecuados son
productos de reacción de aldehídos tales como el glioxal con
polioles con por lo menos un tercer grupo hidroxilo. La glicerina,
el sorbitol, la dextrosa, el monoacrilato de glicerina y el éster de
glicerina ácido monomaleico son polioles representativos útiles como
agentes de resistencia temporal en mojado.
Los derivados de aldehído polisacárido son
adecuados para la utilización en la fabricación de estos papeles
tisú. Los aldehídos polisacáridos se dan a conocer en la patente US
nº 4.983.748 y nº 4.675.394. Los aldehídos polisacáridos adecuados
tienen la siguiente estructura:
Sacch --- O ---
CH_{2} ---
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}--- CH_{2} --- O --- Ar --- CHO
en la que Ar es un grupo arilo.
Este almidón catiónico es una parte catiónica representativa
adecuada para la utilización en la preparación de los papeles tisú
de la presente invención y se puede cargar con la pasta mientras que
los dialdehídos sin carga, los aldehídos sin carga con polioles y/o
las ureas cíclicas se pueden añadir a la napa antes o después del
rodillo de prensado (16) tal como muestra la Figura 2 en las
posiciones 51, 52 y
53.
Preferiblemente, el almidón se proporciona en un
lugar, tal como el lado de succión de la bomba de la máquina, en el
que puede reaccionar con la fibra antes de ponerse en contacto con
el suavizante/antiadherente catiónico, mientras que el
suavizante/antiadherente catiónico, si se añade en una zona aislada
tal como la salida de la caja de material, puede permanecer separado
del almidón hasta que el almidón ha tenido tiempo para reaccionar.
Si se permite el contacto entre los dos antes o a la vez entran en
contacto con la fibra; la efectividad de cada uno en ciertas
circunstancias puede disminuir.
Se ha descubierto que los condensados preparados
a partir de dialdehídos tales como el glioxal o partes de aldehído
que contienen cicloureas y polioles, son útiles como agentes
temporales de resistencia en mojado cuando se utilizan
independientemente o en combinación con un almidón catiónico
convencional o con un suavizante/antiadherente catiónico.
Otro ámbito de aplicabilidad de la presente
invención se pondrá más claramente de manifiesto a partir de la
descripción detallada siguiente. Sin embargo, se debe entender que
la descripción detallada y los ejemplos específicos, aunque
describen las formas de realización preferidas de la invención, se
proporcionan únicamente a título ilustrativo, ya que diversos
cambios y modificaciones dentro del ámbito de la invención serán
evidentes para los expertos en la materia a partir de dicha
descripción detallada.
La presente invención se entenderá mejor a partir
de la descripción detallada siguiente haciendo referencia a los
dibujos adjuntos dados únicamente a título ilustrativo, y por
consiguiente no limitativos de la presente invención.
La Figura 1 es un diagrama de flujo esquemático
del procedimiento de fabricación de papel mostrando los puntos
adecuados para la adición de las partes químicas sin carga de
resistencia temporal en mojado y opcionalmente almidón y
suavizante/antiadherente.
La Figura 2 es un dibujo que ilustra la
disposición óptima desde la que se añaden los aldehídos o polioles
sin carga a la napa.
La figura 3A es una microfotografía tomada a 20X,
que ilustra la naturaleza lisa de la superficie de un papel tisú
fabricado según la presente invención tal como se describe en el
Ejemplo 8 con glioxal como la parte aldehídica.
La figura 3B es una microfotografía tomada a 20X,
que ilustra la naturaleza lisa de la superficie de un papel tisú
fabricado según la presente invención tal como se describe en el
Ejemplo 9 con glioxal y almidón para incrementar la resistencia en
mojado del papel tisú.
La Figura 4 es una microfotografía tomada a 20X
de la superficie de un papel tisú de la competencia ("marcha
Ch") que posee una resistencia tensil transversal inicial en
mojado de 81 g/3 pulgadas pero tiene una superficie peluda (no
lisa).
La Figura 5A es una microfotografía de una
muestra de papel tisú humedecida de marca Ch que ilustra el
apelotonamiento que tiene lugar después de tres frotes sobre una
superficie de piel de cerdo.
La Figura 5B es una microfotografía de la piel de
cerdo que ilustra las bolas dejadas después de tres frotes con un
papel tisú humedecido de marca Ch sobre la superficie de piel de
cerdo.
La Figura 6A es una microfotografía de un papel
tisú fabricado según la presente invención, que utiliza glioxal como
la parte aldehídica que ilustra su capacidad para aguantar cuatro
frotes sobre una superficie de piel de cerdo sin apelotonarse.
La figura 6B es una microfotografía de la piel de
cerdo después de cuatro frotes con un papel tisú humedecido
fabricado según la presente invención, que utiliza glioxal como la
parte aldehídica, que ilustra que la superficie de la piel de cerdo
permanece limpia.
La Figura 6C es una microfotografía de un papel
tisú según la presente invención que utiliza glioxal y almidón como
agentes de resistencia en mojado, que ilustra su capacidad para
aguantar cuatro frotes sobre un la superficie de una piel de cerdo
sin apelotonarse.
La Figura 6D es una microfotografía de la piel de
cerdo después de cuatro frotes con un papel tisú humedecido según la
presente invención, que utiliza glioxal y almidón como agentes de
resistencia en mojado, que ilustra que la superficie de la piel de
cerdo permanece limpia.
La Figura 7 es una gráfica que muestra las
ventajosas propiedades de resistencia en mojado obtenidas cuando se
aplica glioxal y almidón al papel tisú de una capa.
La Figura 8 es una gráfica que muestra las
ventajosas propiedades de resistencia en mojado que se obtienen
cuando se aplica glioxal y almidón a un papel tisú de dos capas.
La Figura 9 es una gráfica que muestra las
ventajosas propiedades de resistencia en mojado que se obtienen
cuando se aplica glioxal y almidón a un papel tisú de una capa,
medidas como tensil transversal Finch Cup en mojado contra
tiempo.
La Figura 10 es una gráfica que muestra las
ventajosas propiedades de resistencia en mojado obtenidas cuando se
aplica glioxal y almidón sobre un papel tisú de dos capas, medidas
como tensil transversal Finch Cup en mojado contra tiempo.
La Figura 11 es una gráfica que muestra las
ventajosas propiedades de resistencia en mojado obtenidas cuando se
aplica glioxal y almidón a un papel tisú de una capa.
La Figura 12 es una gráfica que compara la
degradación Finch Cup del papel tisú de la presente invención con la
de un papel tisú comercial.
La Figura 13 es una gráfica que compara la
suavidad del papel tisú de la presente invención con un papel tisú
comercial.
La Figura 14 es una gráfica que compara el tensil
inicial Finch Cup y el módulo tensil del papel tisú según la
presente invención con un papel tisú comercial.
La Figura 15 es una gráfica que compara el tensil
Finch Cup en mojado y la fricción superficial del papel tisú según
la presente invención con un papel tisú comercial.
La Figura 16 es un dibujo que muestra las
posiciones en las que se rocía la parte química no cargada en el
procedimiento de crespado.
Los productos de papel fabricados según la
presente invención, p. ej. papeles tisú y toallas se pueden fabricar
en cualquier máquina de fabricación de papel con configuraciones
para formar convencionales tales como fourdrinier, cable bifilar,
rodillo frontal de succión o configuraciones en medialuna. La Figura
1 ilustra una forma de realización de la presente invención en la
que las cajas de la máquina (50) se utilizan para preparar la pasta.
Las pastas se pueden tratar con productos químicos con diferentes
funciones dependiendo del carácter de las diversas fibras, en
particular la longitud y el espesor. Las pasta se transportan a
través de los conductos (40) y (41) en los que la pasta es
suministrada a la caja frontal de la máquina conformadora en
medialuna (10). La Figura 1 incluye un extremo formador de napas o
extremo húmedo con un elemento de soporte foramíneo permeable al
líquido (11) que puede ser de cualquiera de las configuraciones
convencionales. El elemento de soporte foramíneo (11) se puede
construir con cualquiera de los diversos materiales conocidos
incluyendo la tela de fotopolímero, felpa, la base de malla de
tejido con filamentos sintéticos o tejido con un bloque de fibra
sintética muy fino unido a la base de la malla. El elemento de
soporte foramíneo (11) está apoyado de forma convencional en
rodillos, incluyendo el rodillo conformador (15) y el rodillo de
embutición o rodillo de prensado (16).
Formar el tejido, es decir, el cable de prensado
(12) está apoyado en los rodillos (18) y (19) que están situados en
relación con el rodillo conformador (15) para extraer el agua de la
napa junto con la convergencia en el elemento de soporte foramíneo
(11) en el rodillo cilíndrico de formar (15) en un ángulo agudo con
respecto al elemento de soporte foramíneos (11). El elemento de
soporte foramíneo (11) y el cable de formación (12) se mueven en la
misma dirección y a la misma velocidad que es la misma dirección de
rotación del rodillo conformador (15). Tanto el cable de formación
(12) como el elemento de soporte foramíneo (11) convergen en una
superficie superior del rodillo conformador (15) para conformar un
espacio en forma de cuña o ángulo en el que se forman dos chorros de
agua o se forma una dispersión líquida espumosa de fibras entre el
cable de dar forma (12) y el elemento de soporte foramíneo (11) para
forzar el fluido a través del cable de dar forma (12) en un
recogedor (22) en el que se recoge para reutilizarlo en el
procedimiento.
La napa mojada naciente (W) formada en el
procedimiento es transportada por el elemento de soporte foramíneo
(11) al rodillo de prensado (16) en el que la napa mojada naciente
(W) se transfiere al tambor de un secador Yankee (26). El fluido se
exprime de la napa mojada (W) mediante el rodillo de prensado (16) a
la vez que la napa se transfiere al tambor del secador Yankee (26)
en el que se seca y se crespa mediante la hoja de crespado (27). La
napa terminada se recoge en un rodillo de captación (28).
Está prevista una cubeta (44) para recoger el
agua exprimida de la napa naciente (W) mediante el rodillo de
prensado (16) y la caja de Hule (29). El agua recogida en la
trinchera (44) puede ser recogida en una línea de flujo (45) para el
procesado por separado para separar las fibras del agua y permitir
reciclar el agua de vuelta a la máquina de hacer papel (10). El
líquido se recoge de la pasta en el recogedor (22) y se devuelve a
través de la línea (24) mediante un procedimiento de reciclado
generalmente a la caja de la máquina (50).
La extracción de agua de la napa mojada se
realiza antes de la operación de secado térmico, típicamente
utilizando un medio no térmico de extracción de agua. La etapa no
térmica de extracción del agua se realiza generalmente mediante
diversos medios para dar compactación mecánica a la napa, tales como
cajas de vacío, cajas de ranuras, rodillos de prensado coactivos, o
combinaciones de éstos. Con el propósito de ilustrar el
procedimiento de la presente invención, a la napa mojada se le puede
extraer el agua sometiéndola a una serie de cajas de vacío y/o cajas
de ranuras. A continuación, la napa se puede desecar todavía más
sometiéndola a las resistencias de compresión ejercidas por medios
de deshidratación no térmicos, por ejemplo, un rodillo conformador
(15), seguido de un rodillo de prensado (16) actuando con un medio
de secado térmico (26). La napa mojada se puede transportar mediante
el medio de transporte de foraminíferos (11), a través de los
mecanismos no térmicos de extracción de agua (12) y continuar hacia
el rodillo de prensado (16) en el que se extrae el agua hasta una
consistencia de fibra de por lo menos aproximadamente 5% hasta 50%,
preferiblemente por lo menos desde 15% hasta aproximadamente 45%, y
más preferiblemente hasta una consistencia de fibra de
aproximadamente 40%.
La napa deshidratada se aplica a la superficie de
los medios de secado térmico, preferiblemente un cilindro de secado
térmico tal como un cilindro de secado Yankee (26). Bajo la
definición de "Yankee" se incluye todos los cilindros de secado
de hierro fundido, algunos de los cuales pueden estar recubiertos de
cerámica sobre los que se producen entre otros los tipos de papel de
toalla, higiénico, de relleno y papeles satinados a máquina. Los
diámetros varían típicamente entre 3 y 6 metros (10 a 20 pies) y los
diámetros pueden ser próximos a 7,6 m (300 pulgadas). Un diámetro
típico para un tambor de secado Yankee (26) es de 3,7 m (12 pies).
Las velocidades superiores a 1830 m/minuto (6000 pies/min) con
pesos superiores a 172 toneladas (380.000 libras) no son raras. Los
secadores incorporan típicamente un eje central y están apoyados
sobre cojinetes mediante dos grandes rodamientos antifricción. El
vapor, hasta 11 bar (160 psig) (la limitación normativa para
recipientes de presión de hierro fundido no templados), se
proporciona a través de un cojinete frontal y se evacua, junto con
el condensado, a través del cojinete trasero. Una presión de vapor
típica es de 8,6 bar (125 psig). Se utiliza por lo menos un rodillo
de presión (16), típicamente con una carga de entre 35 y 89 kg/cm
(200 y 500 libras/pulgada lineal) para prensar la napa de forma
uniforme contra la cara del caparazón. La napa u hoja se extrae del
secador a varios cuadrantes de distancia, una vez impartidas las
propiedades características de producto de papel deseado.
La adhesión de la napa deshidratada a la
superficie del cilindro está facilitada por la acción mecánica de
compresión ejercida en ésta, generalmente utilizando un rodillo de
presión o más (16) que forman una cuña en combinación con un medio
de secado térmico (26). Ello produce un contacto más uniforme entre
la napa y la superficie de secado
térmico.
térmico.
Los productos de papel de la presente invención
se pueden fabricar mediante los procedimientos convencionales de
fabricación de papel tales como los descritos en las patentes US nº
3.879.257; nº 3.903.342; nº 4.000.237; nº 3.301.746; nº 4.440.597;
nº 4.894.118; nº 4.883.564; nº 3.821.068 y nº 3.903.342.
La Figura 2 ilustra el secado y crespado de la
napa celulósica para producir un papel tisú y toallita. Tanto el
papel tisú y toalla de una capa como los multicapa se pueden
producir mediante le procedimiento de la presente invención. Según
una de las formas de realización de la presente invención, el agente
de resistencia en mojado se puede aplicar directamente en el Yankee
(26) en la posición (51) antes de la aplicación de la napa al mismo.
En otra forma de realización preferida, el agente de resistencia en
mojado se puede aplicar desde la posiciones (52) y (53) por el lado
del aire de la napa o en el lado Yankee de la napa. En el caso de
que sea necesaria la utilización de suavizantes, éstos se rocían de
forma adecuada en el lado del aire de la napa en las posiciones (52)
y (53) tal como se indica en la Figura 2. El
suavizante/antiadherente se puede aplicar también a la pasta. De
nuevo, cuando se añade el almidón a la pasta, el suavizante debe ser
añadido después de que se ha añadido el almidón para lograr la
máxima efectivi-
dad.
dad.
Desgraciadamente, la simple adición de una
cantidad de monómero aldehídico o polímero de resistencia temporal
en mojado a las pastas convencionales para papeles tisú o a la napa
o al Yankee (26) tal como se indica en la Figura 2, no garantiza que
el producto sea adecuado para su utilización humedecido previamente
ni garantiza que el producto posea suficiente suavidad como para ser
aceptable como papel higiénico de primera clase para la utilización
normal en el hogar.
A menos que el papel tisú presente tanto una
superficie lisa como un tensil inicial en mojado transversal
normalizado de por lo menos aproximadamente 10 g/cm (75 g/3
pulgadas), preferiblemente 14 g/cm (105 g/3 pulgadas), más
preferiblemente 189 g/cm (135 g/3 pulgadas), medido mediante el
ensayo de Finch Cup (FCT), el papel tisú típicamente se apelotonará
o rasgará cuando se intente su utilización prehumedecido. Tanto para
evitar serios problemas de fontanería como para asegurar que el
producto de papel tisú sea lo suficientemente desechable como para
evitar la necesidad un número excesivo de vaciados de la cisterna
del inodoro, el papel tisú de la presente invención presenta
preferiblemente un tensil en mojado transversal normalizado que
disminuye por debajo de aproximadamente 8 g/cm tira (60 g/3
pulgadas), más preferiblemente inferior a aproximadamente 6 g/cm
tira (45 g/3 pulgadas).
Incluso si se añade suficiente resina de
resistencia en mojado para llevar el tensil inicial transversal
normalizado por enzima de 10 g/cm (75 g/3 pulgadas), la simple
adición de un agente de resistencia en mojado no garantiza que el
papel tisú no se rasgue o apelotone si se utiliza prehumedecido.
Típicamente, los productos fabricados con equipo de secado por aire
no tendrán una superficie lisa sino que más bien tendrán la
apariencia del papel tisú de la marca Ch ilustrada en la Figura 4
que se puede denominar "crinosa" o "no lisa". Tal como se
demuestra a continuación en la presente solicitud, los papeles tisú
con una superficie "crinosa" pueden tener un tensil en mojado
transversal normalizado muy superior a 10 g/cm (75 g/3 pulgadas) y
aún así apelotonarse o rasgarse si se intenta utilizarlos
prehumede-
cidos.
cidos.
Los inventores han descubierto que en la mayoría
de los casos, los papeles tisú con una resistencia en mojado
significativa (sobre aproximadamente 10 g/cm (75 g/3 pulgadas)
tensil en mojado transversal normalizado) producidos utilizando
procedimientos de prensado en húmedo presentarán una superficie lisa
muy suave en comparación con los papeles tisú fabricados con un
equipo de secado por aire. En particular, si el papel tisú se ha
satinado o se ha deshidratado mediante un elevado nivel de
compactación general uniforme o prensado tal como ocurre entre dos
felpas o como cuando la napa pasa a través de una cuña, o
particularmente una cuña que incluye un rodillo de presión por
succión. Para los objetivos de la presente invención, cuando exista
duda de si la superficie de un papel tisú es lisa, ya que solo unas
pocas fibrillas se proyectan de la superficie, si dicho papel tisú
(i) tiene una fortaleza en mojado FCT normalizada superior a 75 g/3
pulgadas tal como se describe más adelante, y (ii) sobrevive cuatro
frotes en mojado sobre una piel de cerdo mojada sin dejar bolas
sobre la piel de cerdo, la superficie debe ser considerada lisa.
Los papeles tisú y toallitas de la presente
invención pueden ser fabricados en formatos de una capa o multicapa.
Normalmente, se considera más fácil fabricar papeles tisú de primera
calidad prensados en mojado en forma de dos capas en el que dos
capas de peso ligero se estampan juntas con el lado más suave de
cada capa hacia el exterior pero los productos de una sola capa con
las propiedades especificadas deben ser considerados dentro del
ámbito de la presente invención. El presente procedimiento es
particularmente adecuado para la fabricación de toallas de una sola
capa con propiedades superiores de resistencia en mojado. Los
agentes de resistencia en mojado sin carga se aplican
preferiblemente por pulverización sobre la napa antes del rodillo de
prensado (16) o después del rodillo de prensado (16) por ejemplo, en
el Yankee (26). Sin embargo, se pueden utilizar agentes que
incrementan la resistencia tales como los almidones catiónicos y los
suavizantes/antiadherentes catiónicos.
Según una de las formas de realización de la
presente invención, en la fabricación de papeles tisú
preferiblemente aproximadamente 0,15 a 2,0% en peso de agente de
resistencia en mojado sin carga (3 a 40 libras del agente de
resistencia en mojado sin carga se rocían por cada tonelada de fibra
en la pasta); el intervalo más preferido para la fabricación de
papel tisú se encuentra entre 0,15 y 1,75% en peso de agente de
resistencia en mojado (3 a 35 libras de agente de resistencia en
peso por cada tonelada de fibra en la pasta); y el intervalo más
preferido se encuentra entre 0,25 y 1,5% en peso de gente de
resistencia en mojado (5 a 30 libras de agente de resistencia en
mojado por cada tonelada de fibra en la pasta). En la fabricación de
toallitas el intervalo se encuentra entre aproximadamente 0,5 y 2,5%
en peso de agente de resistencia en mojado (10 a 50 libras de agente
de resistencia en mojado por cada tonelada de fibra en la pasta); el
intervalo más preferido del agente de resistencia en mojado varía
entre aproximadamente 0,5 y 2,3% en peso (10 a 45 por tonelada de
fibra en la pasta), y el intervalo más preferido varía entre 0,5 a
2,0% en peso (10 a 40 libras de agente de resistencia en mojado por
cada tonelada de fibra en la pasta).
Junto con la parte química sin carga, se puede
añadir adecuadamente almidón catiónico para producir productos con
excelentes propiedades de resistencia en mojado. La cantidad de
almidón añadida varía preferiblemente entre aproximadamente 0,05 y
0,75% en peso (1 a 15 libras por cada tonelada de fibra en la
pasta), el intervalo mas preferido varía entre aproximadamente entre
0,05 y 0,6% en peso (1 a 12 libras por cada tonelada de producto),
el intervalo más preferido varía entre aproximadamente 0,1 y 0,5% en
peso (2 a 10 libras de almidón por cada tonelada de fibra en la
pasta). Cuando se fabrican toallitas, la cantidad de almidón añadida
varía preferiblemente entre aproximadamente 0,05 y 0,75% en peso (1
a 15 libras por cada tonelada de fibra en la pasta), el intervalo
más preferido varía entre aproximadamente 0,1 y 1,0% en peso (2 a 20
libras) y el intervalo todavía más preferido varía entre
aproximadamente 0,1 y 0,75% en peso (2 a 15 libras de almidón por
cada tonelada de fibra en la pasta).
Los suavizantes se utilizan en la fabricación de
papeles tisú y toallas con elevada resistencia en mojado para
suavizar la elevada fricción que se obtiene cuando se añaden agentes
para incrementar la resistencia tales como el almidón o para
utilizarlos como agentes para incrementar la resistencia en mojado
en combinación con las partes químicas sin carga que contienen
aldehídos. En la fabricación de papeles tisú, un intervalo preferido
varía entre aproximadamente 0,05 y 0,5% en peso (1 a 10 libras por
cada tonelada de fibra en la pasta); el intervalo mas preferido
varía entre aproximadamente 0,05 y 0,55% en peso (1 a 7 libras de
suavizante por cada tonelada de fibra en la pasta) y el intervalo
más preferido varía entre aproximadamente 0,1 a 0,35% en peso (2 a 5
libras de suavizante por cada tonelada de fibra en la pasta). Cuando
se fabrican toallas con excelentes propiedades de resistencia en
mojado el intervalo para la adición de suavizante varía entre
aproximadamente 0,05 y 0,75% en peso (1 a 15 libras por cada
tonelada de fibra en la pasta); el intervalo preferido varía entre
aproximadamente 0,05 y 0,6% en peso (1 a 12 libras) y el intervalo
más preferido varía entre aproximadamente 0,1 y 0,5% en peso (2 a 10
libras de suavizante por cada tonelada de fibra en la pasta).
En un procedimiento según la presente invención,
la proporción en peso entre la parte química que contiene adehido
sin carga y el agente de incremento de la resistencia, tal como
almidón varía preferiblemente entre aproximadamente 1:1 y
aproximadamente 8:1; más preferiblemente entre aproximadamente 1:1 y
aproximadamente 7:1; y el más preferible entre aproximadamente 1:1 y
6:1.
En un procedimiento según la presente invención,
la proporción en peso entre la parte química que contiene aldehído y
el suavizante/antiadherente varía preferiblemente entre
aproximadamente 2:1 y aproximadamente 8:1; más preferiblemente entre
aproximadamente 3:1 y aproximadamente 7:1; y el más preferido entre
aproximadamente 3:1 y aproximadamente 6:1. Cuando, junto con la
parte química que contiene aldehído sin carga que incrementa la
resistencia, se utilizan otros componentes, tales como almidón y
suavizante/antiadherente, las cantidades totales preferidas de los
tres componentes varía entre aproximadamente 0,25 y 3,25% en peso (5
a 65 libras por cada tonelada de fibra en la pasta) cuando se
fabrica papel tisú y aproximadamente entre 0,60 y 4,5% en peso (12 a
90 libras por cada tonelada de fibra en la pasta) cuando se fabrica
toalla. El intervalo más preferido para papeles tisú varía entre
aproximadamente 0,25 y 2,5% en peso (5 a 50 libras de los tres
aditivos por cada tonelada de fibra en la pasta); el intervalo más
preferido para las toallas varía aproximadamente entre 0,65 y 3,75%
en peso (13 a 75 libras de los tres aditivos por cada tonelada de
fibra en la pasta); y el intervalo más preferido varía entre
aproximadamente 0,45 y 2,25% en peso (9 a 45 libras de los tres
aditivos por cada tonelada de fibra en la pasta) y para toalla el
intervalo más preferido varía entre aproximadamente 0,7 a 3,25% en
peso (14 a 65 libras de los tres aditivos por cada tonelada de fibra
en la pasta).
La proporción preferida entre la parte química
sin carga que contiene aldehído y el agente amplificador de la
resistencia y suavizante/antiadherente útil en la fabricación de
papel tisú varía entre aproximadamente 8:1:1 y aproximadamente
2:2:1. La proporción más preferida varía entre aproximadamente 3:1:1
y aproximadamente 35:12:7, y la proporción más preferida varía entre
aproximadamente 5:2:2 y aproximadamente 6:2:1, para toalla el
intervalo preferido varía aproximadamente entre 10:1:1 y
aproximadamente 10:5:3, el intervalo más preferido varía entre
aproximadamente 10:2:1 y aproximadamente 45:20:12, el intervalo más
preferido varía entre aproximadamente 5:1:1 y aproximadamente
8:3:2.
Se rocía opcionalmente una cantidad de
suavizante/antiadherente catiónico nitrogenado tal como se indica en
la Figura 2 preferiblemente desde la posición (53) o adecuadamente
desde la posición (52). También es útil en circunstancias especiales
añadir el suavizante/antiadherente con la pasta. QUASOFT®
202-JR fabricado por Quaker Chemical Corporation es
el suavizante/antiadherente catiónico nitrogenado preferido. Dicho
suavizante/antiadherente se puede utilizar junto con los agentes
amplificadores de la resistencia tales como los almidones, los
almidones aldehídicos o los almidones aldehídicos catiónicos tales
como Co-Bond® 1000 dado a conocer en las patentes
estadounidenses citadas anteriormente nº 08/210.836 registrada el 18
de Marzo de 1994 y nº. de serie 08/401.690 registrada el 10 de Marzo
de 1995.
En estos procedimientos se utilizan los aldehídos
sin carga y los polioles que contienen aldehídos sin carga,
polímeros y ureas cíclicas o mezclas de éstos como agentes de
resistencia en mojado. Estos se añaden antes o después del rodillo
de prensado (16) en el Yankee (26) o después del crespado.
Opcionalmente, cuando el almidón se añade con la pasta, los
suavizantes/antiadherentes catiónicos también se añaden con la pasta
o se rocían sobre la napa antes o después del rodillo de prensado
(16). El suavizante generalmente se rocía en la napa por el lado del
aire. Quasoft® 202-JR es una mezcla de dos clases
principales de compuestos catiónicos derivados de ácido oleico y
dietilentriamina (DETA).
Aminoamidas lineales
I)
di-amida
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
imidazolinas (aminoamidas
cíclicos)
II) derivados
di-amida
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Se supone que el suavizante/antiadherentes iónico
nitrogenado se une iónicamente a la celulosa, reduciendo el número
de lugares disponibles para formar enlaces de hidrógeno disminuyendo
de esta forma la extensión entre fibras lo que disminuye la
resistencia en seco más que en mojado.
La presente invención se puede utilizar con una
clase particular de materiales suavizantes -sales de amidoamina
derivadas de aminas particularmente ácidas neutralizadas. Tales
materiales se dan a conocer en la patente US nº 4.720.383; columna
3, líneas 40-41. También son relevantes los
artículos siguientes: Evans, Chemistry and Industry, 5 Julio 1969,
págs 893-903; Egan, J. Am. Oil Chemistri's Soc.,
55:118-121 (1978) y Trivedi et al., J.
Am. Oil Chemist's Soc., págs. 754-756, junio
1981. Todos los anteriores se incorporan a la presente solicitud a
título de referencia. Tal como se indica en la presente solicitud,
los suavizantes generalmente están comercialmente disponibles como
mezclas complejas más que como compuestos únicos. Mientras que la
presente descripción se centrará sobre las especies predominantes,
se debe entender que en la práctica se utilizarán las mezclas
comercialmente disponibles.
Quasoft® 202-JR es un material
suavizante adecuado que se puede derivar por alquilación de un
producto de condensación del ácido oleico y dietilentriamina. Las
condiciones de síntesis que utilizan un déficit de agente alquilante
(p. ej., dietilsulfato) y solamente una etapa alquilante, seguida de
un ajuste del pH para protonar las especies no etiladas, producen
una mezcla que consiste en especies catiónicas etiladas y especies
catiónicas no etiladas. Una proporción menor (p. ej.,
aproximadamente el 10%) de las amido aminas se ciclan a compuestos
de imidazolina. Debido a que solamente la parte imidazolina de tales
materiales es un compuesto de amonio cuaternario, las composiciones
en conjunto son sensibles al pH. Por consiguiente, en la práctica de
la presente invención con esta clase de producto químico, el pH en
la caja delantera debe ser aproximadamente de 6 a 8, preferiblemente
de 6 a 7 y más preferiblemente de 6,5 a 7.
Los compuestos de amonio cuaternario, tales como
las sales de dialquil dimetil amonio cuaternario también son
adecuados, en particular cuando los grupos alquilo contienen entre
aproximadamente 14 y 20 átomos de carbono. Tales compuestos tienen
la ventaja de ser relativamente insensibles al pH.
Se pueden utilizar suavizantes biodegradables
como tales. La mayoría de los suavizantes biodegradables son
catiónicos pero los dados a conocer en la patente US nº
5.354.425 no tienen carga y han de ser pulverizaciones desde las
posiciones 51, 52 ó 53 tal como se muestra en la Figura 2.
Los suavizantes/antiadherentes biodegradables
catiónicos representativos se dan a conocer en las patentes US nº
5.312.522; nº 5.415.737; nº 5.262.007; nº 5.264.082 y nº 5.223.096.
Tales compuestos son diésteres biodegradables de compuestos de
amonio cuaternario, ésteres de aminas cuaternizadas, ésteres a base
de aceites vegetales biodegradables funcionalizados con compuestos
de amonio cuaternario. El cloruro de diester de dioleilmetilamonio y
el cloruro de diéster de dierucildimetilamonio son suavizantes
biodegradables representativos.
El suavizante utilizado para el tratamiento de la
napa se proporciona a un nivel de tratamiento que es suficiente para
dar un grado de suavidad perceptible al producto de papel pero en
una cantidad inferior a la cantidad que causaría problemas de
rasgado y fortaleza de la hoja en el producto comercial final. La
cantidad de suavizante utilizado, con base en un 100% de actividad,
varía preferiblemente entre aproximadamente 0,5 libras por tonelada
de pulpa de celulosa hasta aproximadamente 10 libras por tonelada de
pulpa de celulosa, más preferiblemente desde aproximadamente 1 hasta
aproximadamente 5 libras por tonelada, mientras que desde
aproximadamente 1 hasta aproximadamente 3 libras por tonelada es lo
más preferido. En algunos casos, la utilización de compuestos no
cuaternarios puede conducir a depósitos en las tuberías de la
máquina de papel. Por esta razón, se prefieren frecuentemente los
compuestos cuaternarios.
Para ayudar a llevar la suavidad de la hoja al
ámbito de primera clase o próximo a primera clase, se ha descubierto
que es deseable modificar la proporción chorro/cable para hacer la
hoja un poco más cuadrada de lo que normalmente se utiliza en la
producción de papeles tisú comprimidos en mojado. Por ejemplo, tal
como se mencionó anteriormente, en la producción de un papel tisú
comprimido en mojado, normalmente se controla el cociente entre
chorro y cable de forma que la proporción de resistencia tensil en
seco en la dirección de la máquina y la resistencia tensil en seco
en la dirección transversal de la hoja base (antes de la conversión
y estampado) es aproximadamente 2,5. Para los papeles tisú de la
presente invención, se prefiere utilizar una proporción entre chorro
y cable que produzca una hoja base con una proporción de resistencia
tensil en seco en dirección a la máquina a resistencia tensil en
seco transversal de entre aproximadamente 1,6 y 2,1, preferiblemente
de entre aproximadamente 1,8 y aproximadamente
1,9.
1,9.
De forma semejante, se prefiere impartir más
crespado a la napa del que normalmente se utilizaría. Por ejemplo,
en un papel tisú convencional, normalmente se impartiría a la napa
aproximadamente entre 18 y 20% de crespado a la vez que se crespa
fuera del Yankee (26). Para los papeles tisú de la presente
invención, se prefiere impartir un crespado de por lo menos
aproximadamente el 22%, más preferiblemente por lo menos
aproximadamente entre 23 y 24%. Generalmente el
suavizante/antiadherente no es necesario cuando se añaden a la napa
aldehídos sin carga, polioles y polímeros solubles en agua y ureas
cíclicas, tal como se indica en la Figura 2. Para ajustar las
propiedades de ciertos productos de papel se puede utilizar almidon
catiónico o suavizante catiónico. Si opcionalmente se añaden
cantidades sustanciales de almidón, el suavizante/antiadherente
catiónico se puede añadir también para mantener el módulo tensil
dentro de límites aceptables.
La cantidad de agente aldehídico soluble en agua
reforzador de la resistencia temporal en mojado, y
suavizante/antiadherente añadido al producto de papel está
preferiblemente regulado para obtener una proporción entre la
resistencia tensil en mojado transversal y la resistencia tensil en
seco en la dirección transversal superior al 18%. Un intervalo más
preferible de la proporción es superior a por lo menos
aproximadamente 20%, y todavía más preferido es superior a
aproximadamente 22% y aún más preferible aproximadamente entre 23 y
24%. Más preferiblemente, la proporción debe ser superior a 24%.
Esta proporción preferida se puede alcanzar sin la adición de
almidones o suavizantes/antiadherente, sin embargo, también se puede
lograr cuando se utilizan almidones catiónicos o
suavizante/antiadherente catiónico o una combinación de éstos.
Los productos de papel preferidos de la presente
invención tienen una textura agradable tal como se indica por el DMG
DM inferior a aproximadamente 0,26 medido tal como se describe más
adelante y un módulo tensil inferior a aproximadamente 32 g/% de
deformación, preferiblemente inferior a aproximadamente 28 g/% de
deformación, tal como se determina mediante el procedimiento para
medir la resistencia tensil descrito.
Las Figuras 3A y 3B son microfotografías tomadas
a 20X de la superficie de papeles tisú fabricados según la presente
invención según se describe en los Ejemplos 8 y 9 que ilustran la
naturaleza lisa de la superficie del papel tisú según la presente
invención. La Figura 3A ilustra la superficie de un papel tisú con
glioxal como la parte aldehídica y la Figura 3B ilustra un papel
tisú con tanto glioxal como almidón catiónico aplicado a ésta.
Los papeles tisú y toallas de la presente
invención muestran una capacidad sustancial para resistir la
abrasión en mojado permitiéndoles de esta forma su utilización
prehumedecidos para una limpieza efectiva. Para valorar la capacidad
de un papel tisú o toalla para resistir la abrasión en mojado y para
cuantificar el grado de apelotonamiento cuando un papel tisú o
toalla se mojan y frotan, se utilizó el siguiente ensayo utilizando
un probador de frote Sutherland para frotar papeles tisú o toallas
de forma reproducible sobre la superficie de una piel de cerdo
considerada como un buen sustituto para la piel humana, siendo
descrita la semejanza en la patente US nº 4.112.167. Se cortan de un
rollo cuatro hojas de papel tisú o toalla. Las hojas se apilan de
forma que la dirección de la máquina en cada hoja sea paralela a la
de las demás. Mediante la utilización de un cortador de papel, se
cortan las hojas en especímenes de 5 cm (2 pulgadas) de ancho y 11,4
cm (4,5 pulgadas) de largo.
Se estira una piel de cerdo sobre la superficie
de frote del probador de frote Sutherland que se escribe en la
patente US nº 2.734.375. La piel de cerdo está precondicionada
mediante la pulverización de una niebla de agua desmineralizada de
pH neutro desde un pulverizador de niebla hasta que la piel de cerdo
queda saturada. Sin embargo, se debe tener cuidado de asegurar que
no queda un exceso de agua o charcos en la superficie de la piel de
cerdo. Se dispone una esponja en una bandeja y se llena la bandeja
con 3/4 de pulgada de agua desmineralizada a pH neutro. Se dispone
un bloque secante suave sobre la esponja.
Se sujeta el espécimen entre dos pinzas en cada
extremo de un bloque de frote de plexiglás transparente adaptado
para que se pueda fijar de forma amovible al brazo móvil del
probador de frote Sutherland, estando las pinzas dispuestas de forma
que sujetan la hoja a ser ensayada contra la superficie de frote del
bloque de frote envolviendo el espécimen alrededor de la porción
inferior del bloque en la dirección a la máquina de la muestra
paralela a la dirección de movimiento del brazo de frote. El bloque
de frote con el espécimen se coloca en la superficie suave del
bloque secante. El espécimen se observa cuidadosamente a través del
bloque de frote transparente hasta que el espécimen queda saturado
de agua, retirándose en tal punto, el bloque de frote con el
espécimen de la pila secante. En esta etapa, el espécimen estará
curvado ya que se expande cuando se moja. El curvado se elimina del
espécimen abriendo una pinza en el bloque de frote permitiendo al
operador liberar el exceso de material en la pinza, eliminando el
curvado y permitiendo que la muestra se vuelva a pinzar de forma que
se adapte a la superficie inferior del bloque de frote, es decir, la
longitud de materien mojado coincide con la distancia entre las dos
pinzas.
El probador de frote Sutherland se dispone para
el número de golpes requerido. La piel de cerdo se humedece
utilizando tres aplicaciones de niebla de agua del pulverizador. Una
vez el agua es absorbida en la piel de cerdo y no hay charcos, el
bloque de frote transparente con el espécimen se fija al brazo del
probador de frote Sutherland y se pone el espécimen en contacto con
la piel de cerdo. Una vez activado, el espécimen se frota contra la
piel de cerdo el número predeterminado de frotes. Normalmente,
solamente pasarán pocos segundos, idealmente menos de
aproximadamente 10 segundos desde que se moja el papel tisú y la
activación del probador de frote Sutherland. A continuación, el
espécimen se suelta del probador de frote Sutherland y se valora
para determinar la condición del espécimen, en particular el
apelotonamiento, rasgado o si se han formado bolas de papel tisú en
el bloque de frote. A continuación, la superficie de la piel de
cerdo y la del bloque de frote se limpian para preparar el siguiente
espécimen.
Por conveniencia, se define una cantidad que
denominamos "Índice de resistencia a la abrasión en mojado" o
IRAM como el número de golpes que el espécimen aguanta en dicho
ensayo antes de que se observe apelotonamiento en la piel de cerdo.
Para la presente invención, se prefieren estructuras con un Índice
de resistencia a la abrasión en mojado de por lo menos 4, más
preferiblemente por lo menos 8. Para las toallas, se prefiere un
WARN de por lo menos 8, más preferiblemente de por lo menos
aproximadamente 15.
La Figura 4 es una microfotografía a un aumento
de 20X el tamaño actual de la superficie de un producto de papel
identificado como marcha Ch que ilustra la superficie crinosa o no
lisa del producto de papel de la marca Ch que presenta una
pluralidad de fibras que sobresalen. El apelotonamiento tiene lugar
con facilidad cuando el producto de papel de la marcha Ch se
prehumedece y se frota, de forma que mientras un individuo puede
utilizar razonablemente bien el producto de papel para limpiar el
perineo y regiones adyacentes del cuerpo humano en condiciones secas
o incluso ligeramente mojadas, si la marcha Ch de producto de papel
se prehumedece y utiliza para limpiar dichas regiones, la superficie
del papel tisú tiende a apelotonarse o formar pequeñas bolas que
pueden ser difíciles de quitar, impidiendo por lo menos parcialmente
el intento de utilizar el producto prehumedecido. Frecuentemente el
papel tisú se rasgará si se utiliza prehumedecido.
La Figura 5A es una microfotografía con un
aumento de 6X de la marcha Ch de papel tisú que ha sido ensayada en
el probador de frote Sutherland según el procedimiento descrito
anteriormente, sometiendo el papel tisú humedecido solamente a 3
golpes sobre la piel de cerdo. Como resulta es evidente en la Figura
5A, la marcha Ch de papel tisú muestra un apelotonamiento sustancial
y bolas de papel tisú después de completarse el procedimiento de
ensayo. Frecuentemente, cuando se somete a dicho ensayo, el papel
tisú de marcha Ch se raja o desgarra antes de que se completen
cuatro golpes.
La Figura 5B es una fotografía de la piel de
cerdo después de que el papel tisú humedecido de marca Ch fuese
probado en el probador de frote Sutherland por tres frotes según el
procedimiento de ensayo descrito anteriormente. La fotografía
muestra una cantidad sustancial de detritus debido a un excesivo
apelotonamiento y formación de bolas que permanecen después de
terminado el ensayo.
La Figura 6A es una fotografía de un papel tisú
humedecido de la presente invención que ha sido ensayado en el
probador de frote Sutherland según el procedimiento de ensayo
descrito anteriormente que somete al papel tisú humedecido a cuatro
golpes sobre la piel de cerdo. Una vez completado el ensayo, el
papel tisú según la presente invención no mostró apelotonamiento,
desgarre o formación de bolas del papel tisú.
La Figura 6B es una fotografía de la piel de
cerdo después de que el papel tisú humedecido según la presente
invención fue sometido al ensayo anteriormente descrito. Como
resulta evidente de la comparación entre las Figuras 5B y 6B,
incluso aunque la superficie de la piel de cerdo estaba cubierta de
detritos sueltos del papel tisú cuando se ensayó el papel tisú de
marcha Ch, la piel de cerdo permaneció limpia después de ensayar el
papel tisú de la presente invención.
Las Figuras 6C y 6D son unas fotografías del
papel tisú y la piel de cerdo después de ensayar con el probador de
frote Sutherland tal como se describió anteriormente en la presente
invención, utilizando tanto el aldehído glioxal como el almidón. Una
vez completado el ensayo, el papel tisú, según la presente
invención, no mostró apelotonamiento, desgarre o formación de bolas
de papel tisú.
Las figuras 7 y 8 son unas gráficas que muestran
las ventajosas propiedades de resistencia en mojado obtenidas cuando
se aplican glioxal y almidón a papeles tisú de una o dos capas. El
almidón puede comprender tanto partes de amilosa como amilopectina.
La proporción entre amilosa y amilopectina varía ente
aproximadamente 1 y 99% y aproximadamente entre 99 y 1. Redibond
comprende aproximadamente entre 99 y 100% de amilopectina y entre 1
y 0% de amilosa, el almidón estándar comprende aproximadamente entre
80% de amilopectina y 20% de amilosa.
Las Figuras 9 y 10 son unas gráficas que muestran
las ventajosas propiedades de resistencia en mojado obtenidas cuando
se aplican glioxal y almidón a papeles tisú de una y dos capas.
Tales propiedades se miden en un Finch Cup como transversal tensil
en mojado contra tiempo.
Los principales agentes de resistencia en mojado
de interés en la presente invención son dialdehídos, polioles que
contienen partes aldehídicas, polímeros solubles en agua y ureas
cíclicas aplicadas a la napa antes o después del rodillo de prensar
(16). Sin embargo, para crear las características del papel tisú
deseadas, se puede utilizar almidón como agente amplificador de la
resistencia. Cuando se utilizan almidones aldehídicos catiónicos,
tales como Co-bond® 1000, la adición se realiza
preferiblemente a la pasta de madera blanda o a la mezcla madera
blanda y pasta reciclada después de que la pasta se prepara
inicialmente en la caja de la máquina. Al permitir que las fibras de
celulosa más largas en la pasta de madera blanda reaccionen con el
almidón, se puede dirigir la resistencia temporal en mojado al
ámbito deseado. En una forma de realización preferida, el almidón se
pone en contacto principalmente con las fibras de la madera blanda
mientras que la fibras de madera dura se ponen en contacto
principalmente con suavizante/decampante catiónico nitrogenado. En
una forma de realización alternativa, el almidón aldehídico
catiónico se puede añadir al conjunto de la pasta primero y el
suavizante/antiadherente catiónico nitrogenado se puede añadir
después de que el almidón haya tenido tiempo para reaccionar con la
pasta. Sin embargo, en un procedimiento de la presente invención en
el que los agentes de resistencia en mojado, tales como los
dialdehídos solubles en agua, los polioles con partes aldehídicas y
las ureas cíclicas, se añaden a la napa antes o después del rodillo
de prensar (16), el lugar de adición del almidón catiónico no es
crítico mientras se añada a la pasta y en algunas circunstancias no
debe ser añadido en el mismo lugar en el que se añade el
suavizante/antiadherente catió-
nico.
nico.
La Figura 11 es una gráfica que muestra las
ventajosas propiedades de resistencia en mojado cuando se utilizan
glioxal y almidón en la fabricación de la toalla.
La marcha Ch es un papel tisú de primera clase
corrientemente disponible en la mayoría de los supermercados. El
papel tisú aparentemente contiene agentes de resistencia en mojado
consistente en almidón aldehídico catiónico. Sin embargo, los
números de patente que aparecen en el embalaje de dicho papel tisú
sugieren que el papel tisú está fabricado mediante un procedimiento
de secado con aire completo. Además, la estructura del papel tisú
parece ser consistente con secado de aire a través ya que la
estructura superficial, tal como se ilustra en la Figura 4, está
cubierta con un gran número de fibras que sobresalen de ésta. Tal
como se ha descrito anteriormente, cuando se ha intentado utilizar
la marcha Ch de papel tisú en condiciones prehumedecidas, el papel
tisú se apelotonó o se rasgó, produciendo pequeñas bolas de fibra
cuando se frota. Por consiguiente, incluso cuando la marcha Ch posea
un grado de resistencia tensil transversal inicial en mojado, dicho
producto en particular no debe ser normalmente considerado adecuado
para la utilización en condiciones prehumedecidas.
La Marca Q es un papel tisú de primera clase
fabricado por el titular de la presente invención y está actualmente
disponible en la mayoría de los supermercados. Dicho papel tisú en
particular no contiene ningún agente de resistencia en mojado de
forma que tanto la resistencia tensil transversal inicial como a
largo plazo son muy bajas.
En las Figuras 12 y 13, se comparan las
propiedades de las marcha Ch y la Marca Q con las del papel tisú de
la presente invención. La resistencia tensil inicial en mojado en la
dirección transversal a la máquina más preferida para un papel tisú
de la presente invención es superior a aproximadamente 21 g/cm (160
g/ 3 pulgadas) cuando el papel tisú es estirado después de cinco
segundos de inmersión en un dispositivo de pruebas Fich Cup; un
intervalo adecuado varía aproximadamente entre 20 y 22 g/cm (150 a
170 g/3 pulgadas). Dentro de aproximadamente 10 minutos después de
la inmersión, el tensil transversal en mojado desciende a
aproximadamente 1/2 del valor inicial. Con el tiempo, la resistencia
tensil en mojado en dirección transversal a la máquina se
disipa.
La resistencia tensil en mojado transversal
normalizada inicial debe ser por lo menos aproximadamente 10 g/cm
(75 g/3 pulgadas) para papeles tisú fabricados según la presente
invención cuando se sumerge un papel tisú en un dispositivo de
ensayo Fich Cup y se estira después de cinco segundos. Para las
toallas desechables, el tensil en mojado transversal normalizado
inicial es preferiblemente de por lo menos 33 g/cm (250 g/3
pulgadas). Más preferiblemente para toallas, el tensil transversal
normalizado inicial en mojado excederá 52 g/cm (400 g/3 pulgadas),
el más preferido 66 g/cm (500 g/3 pulgadas). Después de la inmersión
en agua durante un período de 10 minutos, el tensil en mojado
transversal para toallas debe descender por debajo de
aproximadamente 1/2 del valor inicial.
Las Figuras 14 y 15 ilustran que el papel tisú de
la presente invención tiene la mejor resistencia tensil inicial en
mojado que cualquier producto en el mercado aunque es muy suave tal
como se demuestra mediante los módulos tensiles inferiores a 23
gramos/% de deformación y una fricción superficial de 0,15 DMG
DM.
El procedimiento de crespado en mojado se ilustra
en la Figura 16. En dicho procedimiento, la hoja de papel tisú (67)
se crespa en el secador Yankee (26) utilizando una hoja de crespado
(68). El contenido en humedad de la napa en contacto con la hoja de
crespado (68) varía generalmente entre 15 y 85%, preferiblemente
entre 35 y 75%. Después de la operación de crespado, se completa el
procedimiento de secado mediante la utilización de una o más
secadores de aire calentados por vapor (66a-66f).
Dichos secadores se utilizan para reducir el contenido de humedad al
nivel final deseado, preferiblemente entre el 2 y el 8%. La hoja
completamente seca se enrolla entonces en el carrete (69). El agente
de resistencia en mojado se rocía en los puntos 57, 59, 60, 61, 62,
63, 64 y 65.
Cuando se utilizan dialdehídos alifáticos tales
como el glioxal como agentes de resistencia temporal en mojado para
extender las propiedades de resistencia temporal en mojado después
de humedecer, pero antes del uso, es preferible utilizar agentes de
resistencia temporal en mojado sin carga en combinación con
almidones catiónicos convencionales que son mezclas de amilosa y
amilopectina.
Las ventajosas propiedades de resistencia en
mojado para los papeles tisú se obtienen cuando se utilizan ciertos
aldehídos alifáticos tales como el glioxal, las ureas cíclicas o los
polioles que contienen glioxal, con una pasta refinada. No es
necesario utilizar almidón cuando la pasta es refinada pero es útil
cuando se utiliza la pasta no refinada.
En este procedimiento, son adecuadas las fibras
habituales convencionales para la fabricación de papel.
Se utiliza madera blanda, madera dura, pulpa
química obtenida a partir de madera blanda y/o astillas de madera
dura liberadas en fibras mediante sulfato, sulfito, sulfuro u otros
procedimientos de pulpado. La pulpa mecánica se obtuvo mediante
tratamiento mecánico de madera blanda y/o astillas de madera dura,
fibra reciclada y fibras refinadas. Las fibras para la fabricación
de papel utilizadas para formar los productos suaves y absorbentes
de la presente invención incluyen fibras celulósicas comúnmente
referidas como fibra de pulpa de madera, liberadas en el
procedimiento de pulpado de las maderas blandas (gimnospermas o
coníferas) y maderas duras (angiospermas o árboles caducos). El tipo
de árbol en particular y los procedimientos de pulpado utilizados
para liberar la traqueida no son críticos para el éxito de la
presente invención. Las fibras celulósicas de materiales de diversos
orígenes se pueden utilizar para formar la napa de la presente
invención, incluyendo las fibras no madereras liberadas de hierba
sabai, paja de arroz, hojas de banana (es decir fibra liberiana),
hojas de albahaca, hojas de piña, hojas de esparto y fibras del
género Hesperaloe de la familia Agavacea. También se pueden utilizar
en la presente invención fibras recicladas que pueden contener
cualquiera de las anteriores fuentes de fibra en diferentes
porcentajes.
Las fibras para la fabricación de papel se pueden
liberar de sus materiales de origen mediante cualquiera de entre los
diversos procedimientos de pulpado químico conocidos por los
expertos en la materia, incluyendo sulfato, sulfito, polisulfito,
pulpado con soda, etc. La pulpa se puede blanquear si es necesario
mediante procedimientos químicos incluyendo la utilización de cloro,
dióxido de cloro, oxígeno, etc. Además, las fibras para la
fabricación de papel se pueden liberar de sus materiales de origen
mediante uno de entre los diversos procedimientos de pulpado
químico/mecánico conocidos por cualquier experto en la materia,
incluyendo pulpado mecánico, pulpado termomecánico y pulpado
quimitermomecánico. Dichas pulpas mecánicas se pueden blanquear, si
se desea, mediante diversos procesos conocidos, incluyendo blanqueo
con peróxido alcalino y ozono.
Generalmente en el procedimiento según la
invención, la proporción entre madera dura y madera blanda varía
entre 0 y 100% y entre 100 y 0%. La proporción preferida entre
madera dura y madera blanda varía entre aproximadamente entre 20 y
80% y aproximadamente 80 y 20%; La proporción más preferida de
madera dura comprende aproximadamente entre 40 y aproximadamente 80%
de la pasta y la madera blanda comprende aproximadamente entre 60 y
aproximadamente 20% de la pasta.
Dependiendo de la base en peso de la pasta y las
etapas de procesado aplicadas a la napa, el producto de papel puede
ser utilizado como papel tisú, toalla, papel tisú facial, servilleta
o toalla para bebé.
Los siguientes ejemplos demuestran la práctica de
la presente invención. Se apreciará por los expertos en la materia
que dichos ejemplos no se deben considerar como limitativos de la
presente invención, definida por las reivindicaciones adjuntas.
Los Ejemplos 2 a 30 tuvieron las siguientes
condiciones de maquinaria:
Se preparó una pasta con 50% de pulpa sulfatada
de madera blanda sureña y 50% pulpa sulfatada de madera dura sureña.
Tal como se indica en cada ejemplo individual, se añadió a la napa
dialdehído soluble en agua como resina de resistencia temporal en
mojado. El almidón, si se utilizó, se añadió a la pasta. El pH en la
caja frontal fue entre aproximadamente 6,5 y 7,5, más precisamente
entre 6,5 y 7,0. La máquina de fabricar papel se configuró como un
conformador en medialuna con un secador Yankee (26) de 3,7 m (12
pies) funcionando a una velocidad de 165 m/s (3,252 pies por
minuto).
Se utilizó el calandrado para controlar el
calibre aproximadamente entre 0,74 y 0,89 mm (29 a 35 mils) por ocho
hojas, preferiblemente entre 0,79 y 0,84 mm (31 a 33 mils). Se
embutieron juntas dos hojas de base lado del aire con lado del aire
para formar un papel tisú de dos capas con un peso de base tal como
se muestra en cada ejemplo. También se fabricó papel tisú de una
sola capa. El crespado del carrete para estos ejemplos es del 23%.
El contenido en humedad fue del 4%. El bisel de la hoja de crespado
fue de 0º y el ángulo de crespado fue de 73º. En todos estos
ejemplos el adhesivo de crespado fue epiclorhidrina HOUGHTON® 8296 y
el agente liberador fue suavizante o surfactante de fosfato
HOUGHTON® 8302.
Ejemplos 2, 3, 4 y
5
Los Ejemplos 2, 3, 4 y 5 ilustran las formas
preferidas de pulverización del dialdehído en la napa.
En estos ejemplos, las condiciones del
procedimiento fueron las mismas que en el Ejemplo 1 excepto que en
el Ejemplo 2 no se añadió glioxal a la hoja mientras que en los
Ejemplos 3, 4 y 5, se pulverizó 1,0% en peso de glioxal (20 libras
de glioxal por tonelada de fibra en el producto) antes del rodillo
de prensión (16) en la posición (53), tal como en el Ejemplo 3, o
después del rodillo de prensión (16) en la posición (52), tal como
en el Ejemplo 4, o directamente en la superficie de secado del
Yankee (26) en la posición (51) tal como en el Ejemplo 3. Los
resultados se resumen en la Tabla 1 e indican que cuando se
pulverizó el glioxal después del rodillo de prensar (16), el
porcentaje de mojado/seco fue 30; cuando el glioxal se pulverizó
antes del rodillo de presión (16), el porcentaje de mojado/seco fue
21; y cuando se pulverizó el glioxal directamente sobre la
superficie del Yankee (26), el porcentaje mojado/seco fue 19; para
el control el porcentaje mojado/seco fue 11.
Cuando se pulverizó el glioxal después del
rodillo de prensar (16) por el lado del aire de la hoja, el MGT
mojado en gramos por tres pulgadas fue 199, mientras que dicho valor
fue de 31 cuando se pulverizó el glioxal antes del rodillo de
prensar (16). En mojado el MGT en gramos por tres (3) pulgadas fue
de 150 cuando se pulverizó el glioxal directamente en el Yankee (26)
y el MGT en mojado en gramos por tres (3) pulgadas fue de 77 para el
control. En la Tabla 1 se proporcionan más datos.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
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Ejemplos 6 a
9
Los Ejemplos 6, 7, 8 y 9 demuestran la
efectividad del agente de resistencia en mojado dialdehídico sin
carga y su utilización en combinación con almidón.
En los Ejemplos 6,7, 8 y 9 las condiciones del
procedimiento fueron como en el Ejemplo 1 excepto que en los
Ejemplos 6 y 7 no se añadió glioxal a la hoja mientras que en los
Ejemplos 8 y 9, se pulverizó 0,5% glioxal (10 libras de glioxal por
tonelada de fibra en la pasta) después del rodillo de prensar (16)
en la posición (52) tal como se muestra en la Figura 2. En el
Ejemplo 9, se añadió almidón a la pasta. Los resultados se resumen
en la Tabla 2 e ilustran que cuando se pulverizó el glioxal después
del rodillo de prensar (16) y se añadió el almidón a la pasta el
porcentaje mojado/seco fue 28. Para el control, dicho valor fue 11.
Cuando se utilizó pasta refinada y solamente se pulverizó glioxal,
el porcentaje mojado/seco fue 25. En la Tabla 2 se proporcionan más
datos. El Ejemplo 9 ilustra que cuando se utiliza glioxal en
combinación con almidón los gramos por tres (3) pulgadas del MGT en
mojado mejoraron de forma significativa a partir de una pasta no
refinada.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Ejemplos 10 a
13
Los ejemplos 10, 11, 12 y 13 demuestran la
efectividad del dialdehído y urea cíclica como agentes de
resistencia temporal en mojado. Los Ejemplos 12 y 13 también
demuestran la efectividad de utilizar el dialdehído o la urea
cíclica con almidón. En estos ejemplos se utilizaron las condiciones
del Ejemplo 1. Cuando el dialdehído o urea cíclica se combinó con
almidón, el porcentaje Mojado/Seco osciló entre 25 y 35. En la Tabla
3 se proporcionan más detalles de cada uno de estos ejemplos. Los
valores más elevados para el porcentaje Mojado/Seco se obtuvieron
cuando el glioxal y el almidón o las ureas cíclicas y el amidón se
utilizaron con la pasta no refinada o cuando se utilizó glioxal con
la pasta refinada.
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Ejemplos 14 a
18
Los Ejemplos 14 a 18 ilustran la degradación del
tensil en mojado en dirección transvesal contra el tiempo de remojo.
Los datos en la tabla 4 ilustran que después de 10 minutos de remojo
en agua de grifo, se ha disipado más de la mitad de la resistencia
en mojado. Esta característica es importante para evitar el atasco
de los inodoros y sistemas sépticos. Se utilizaron las condiciones
del Ejemplo 1 para tratar la napa con los agentes de resistencia
en
mojado.
mojado.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
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Ejemplos 19 a
26
Los Ejemplos 19 a 24 ilustran que, de acuerdo con
la presente invención, se puede regular independientemente la
resistencia en seco y en mojado del papel tisú mediante el control
de la cantidad de almidón y dialdehído presente en el sistema de
reacción. Para obtener un buen porcentaje mojado/seco, la
proporción entre dialdehído y almidón se controla adecuadamente a
una proporción de aproximadamente 5:1, preferiblemente 2:1.
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Ejemplos 27 a
28
Los Ejemplos 27 a 28 ilustran las propiedades de
envejecimiento de la resistencia en mojado que se logran después de
dos semanas de envejecimiento natural del papel tisú tratado con el
dialdehído o el dialdehído y almidón. Los resultados se dan a
conocer en la Tabla 6. La resistencia tensil en mojado del papel
tisú producido en los Ejemplos 27 y 28 tiende a nivelarse después de
dos semanas de envejecimiento natural. Los datos muestran que los
datos de resistencia en mojado se desarrollaron a una mayor
velocidad cuando el aldehído y el almidón se utilizaron en
combinación para incrementar la resistencia del papel tisú en
mojado.
Un papel tisú comprado comercialmente ("marcha
Ch") fabricado por el titular de las patentes US nº 5.217.576 y
nº 5.240.562 se sometió a un ensayo de abrasión en mojado tal como
se describió anteriormente. Dicho papel tisú y papeles tisú
similares bajo dicha marca parecen ser los únicos principales
papeles higiénicos en el mercado con una resistencia en mojado
próxima al nivel necesario para la práctica de la invención. El
tensil transversal de dicho producto típicamente tiene un promedio
de aproximadamente 11 a 13 g/cm (84 a 98 g/3 pulgadas) FCT. Cuando
es sometido al ensayo de abrasión en mojado, se observó un
apelotonado significativo en la piel de cerdo después de
aproximadamente 2 golpes pero las hojas aguantaron juntas groso
modo, hasta aproximadamente 4 golpes cuando se observó un
elevado nivel de apelotonamiento siendo las bolas bastante grandes y
generalmente conduciendo al
fallo.
fallo.
La Figura 5A es una microfotografía tomada a 6X
que ilustra el apelotonamiento observado en el papel tisú después de
3 golpes. La Figura 5B es una microfotografía tomada a 6X, que
muestra las bolas observadas en la piel de cerdo después de 3
golpes.
En consecuencia, se puede apreciar que si se
desea una capacidad de limpieza extra, dicho papel tisú y los demás
no son realmente adecuados para ser utilizados en condición
prehumedecidas ya que los detritus dejados por el apelotonamiento
reducirán considerablemente la capacidad de limpieza extra.
Varias marcas de papeles higiénicos
comercialmente más significativas en el mercado se sometieron al
FCT. Todos estos papeles tisú presentaban un peso de base que varía
entre aproximadamente 28 y 33 g/m^{2} (17 a 20 libras/3000 pies
cuadrados tira). Como se puede observar en los resultados de la
Tabla 7, solamente la marca Charmin- marcha Ch- tuvo un tensil
transversal en mojado próximo al nivel necesario para la mejor
práctica de la presente inven-
ción.
ción.
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Los Ejemplos 33 a 44 se refieren a toallas con
resistencia temporal en mojado.
Los ejemplos 31, 36, 39 y 42 se efectuaron bajo
las siguientes condiciones operativas:
Se preparó una pasta con 60% pulpa sulfatada de
madera blanda sureña y 40% pulpa sulfatada de madera dura sureña. Se
añadió dialdehído soluble en agua a la napa tal como se indica en
cada ejemplo individual. El almidón, si se utilizó, se añadió a la
pasta. El pH en la caja frontal se mantuvo entre aproximadamente 6,5
y 7,5, más precisamente entre 6,5 y 7,0. La máquina de fabricar
papel utilizada tuvo un secador Yankee de 0,9 m (3 pies) funcionando
a una velocidad de 0,4 m/s (80 pies por minuto).
El crespado del carrete en estos experimentos fue
del 20%. El contenido en humedad fue del 4%. El bisel de la cuchilla
de crespado fue de 0º y el ángulo de crespado fue de 73º. En todos
estos ejemplos el adhesivo fue epiclorhidrina HOUGHTON® 8296 y el
agente liberador fue HOUGHTON®.
Ejemplos 32 a
36
Los Ejemplos 32, 33, 34, 35 y 36 demuestran la
importancia de aplicar el dialdehído a la hoja de papel antes o
después del rodillo de prensar (16) tal como se muestra en la Figura
2. Estos ejemplos ilustran que la toalla de una capa (Ejemplo 36)
preparada según el procedimiento del Ejemplo 31 presentó excelentes
propiedades de resistencia en mojado que fueron iguales o mejores a
las de la mejor toalla de primera clase de dos capas. Las toallas de
la presente invención mostraron una resistencia en mojado y
proporción entre los porcentajes de resistencia en mojado y de
resistencia en seco mucho mejores en comparación con las toallas
convencionales de una capa. En la Tabla 8 se dan a conocer más
detalles.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Ejemplos 37 a
39
Los Ejemplos 37 y 38 son toallas convencionales.
La toalla del Ejemplo 39 se preparó tal como en el Ejemplo 31 y los
datos dados a conocer en la Tabla 9 muestran que la toalla según la
presente invención tiene una mejor degradación de la resistencia en
mojado que las toallas convencionales.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Ejemplos 40 a
42
Las toallas de los Ejemplos 40 y 41 están
comercialmente disponibles. Las toallas del Ejemplo 42 se prepararon
tal como se da a conocer en el Ejemplo 31. Los datos en la Tabla 10
muestran que la toalla según la presente invención presenta una
mayor resistencia en mojado y se deshace más fácilmente en el agua
que las toallas convenciona-
les.
les.
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Claims (25)
1. Procedimiento para formar un producto de papel
tisú adaptado para su utilización en condiciones secas y para su
utilización en condiciones humedecidas de forma manual que comprende
las etapas siguientes:
- a)
- formar una pasta que comprende por lo menos una fibra de entre una fibra de madera blanda, una fibra de madera dura, una fibra reciclada, una fibra refinada o una mezcla de estas fibras;
- b)
- formar una napa celulósica a partir de dicha pasta;
- c)
- deshidratar dicha napa mediante la compactación de dicha napa;
- d)
- añadir a la napa un agente no cargado de incremento temporal de la resistencia en mojado seleccionado de entre: un aldehído sin carga, un polímero sin carga que contiene un aldehído, un poliol, una urea cíclica y sus mezclas; y
- e)
- formar un producto de papel tisú mediante el secado de la napa en uno o en varios dispositivos de secado que incorporan un secador de tipo Yankee;
en el que el producto de papel tisú presenta una
superficie lisa y en el que dicha napa presenta un lado aire y un
lado Yankee cuando está formada; siendo la cantidad de dicho agente
soluble en agua de resistencia temporal suficiente para producir una
resistencia tensil transversal en mojado normalizada inicial de por
lo menos 10 g/cm (tira de 75 g/3 pulgadas) 5 segundos después de
haber sido mojada medida por el procedimiento de Frinch Cup;
presentando dicho papel tisú después una resistencia tensil
transversal en mojado, 10 minutos después de la inmersión, inferior
al 50% de la resistencia tensil transversal inicial en mojado,
caracterizado porque el secado en la etapa
a) comprende un secado térmico realizado después de la aplicación de
un agente sin carga para incrementar la resistencia y porque el
producto de papel tisú humedecido muestra un índice de resistencia a
la abrasión en mojado de por lo menos 4.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que la cantidad de dicho agente soluble en agua de resistencia
temporal es suficiente para producir una resistencia tensil inicial
transversal normalizada en mojado de por lo menos la de una tira de
13 g/cm tira (tira de 100 g/3 pulgadas) 5 segundos después de haber
sido mojada, medida mediante el procedimiento Finch Cup y el módulo
tensil del papel tisú es inferior a 23 g/% de tensión.
3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el
que el papel tisú presenta una fricción superficial inferior a 0,15
DMG DM.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que la napa celulósica se produce mediante la deshidratación
mediante una compactación esencialmente uniforme aplicada a la napa
mediante el contacto con un fieltro deshidratante y el paso a través
de una zona de pinzado que comprende un rodillo con depresión, en el
que dicho papel tisú obtenido es biodegradable.
5. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que dicho papel tisú está provisto también de un agente soluble en
agua de incremento de la resistencia en mojado, estando la
proporción entre dicho agente soluble en agua de resistencia
temporal en mojado y la de agente amplificador de la resistencia en
agua soluble en agua, controlada para producir la necesaria
resistencia tensil inicial transversal normalizada en mojado.
6. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que una parte química del agente temporal de resistencia en mojado
es el glioxal o una urea cíclica que contiene un aldehído o una
mezcla de éstos.
7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el
que el agente de resistencia temporal en mojado comprende también un
almidón catiónico, siendo la proporción entre glioxal o urea cíclica
y almidón controlada para producir la necesaria resistencia tensil
transversal normalizada inicial en mojado.
8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el
que el almidón catiónico está en forma de un polímero orgánico de
tipo catiónico soluble en agua que presenta unos grupos
aldehídos.
9. Procedimiento según la reivindicación 7 u 8,
en el que la cantidad de glioxal o de urea cíclica que contiene un
aldehído y almidón catiónico añadido está controlada para producir
una proporción entre la resistencia tensil en dirección transversal
en mojado y la resistencia tensil en dirección transversal en seco
de por lo menos 22%.
10. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el papel tisú está provisto asimismo de agentes
suavizantes/antiadherentes de tipo catiónico que contienen
nitrógeno, en el que la proporción entre el agente soluble en agua
de resistencia temporal en mojado y el producto
suavizante/antiadherente se controla para producir la necesaria
resistencia tensil inicial normalizada transversal en mojado.
11. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que la resistencia tensil inicial
en mojado transversal normalizada de dicho papel tisú es por lo
menos la de una tira de 105 g/76 mm (tira de 105 g/3 pulgadas) 5
segundos después de la inmersión.
12. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el módulo tensil del papel
tisú está controlado en un intervalo inferior a 32 g/% de
deformación y la fricción superficial DMG DM del papel tisú está
controlada por debajo de 0,23.
13. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 11, en el que el módulo tensil del papel tisú
está controlado dentro de un intervalo inferior a 28 g/% de tensión,
y el DMG DM del papel tisú está controlado por debajo de 0,26.
14. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que la cantidad de dicho agente de resistencia temporal en mojado
añadido se controla para producir una proporción entre la
resistencia tensil transversal en mojado y la resistencia tensil
transversal en seco de por lo menos 20%.
15. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el índice de resistencia a la
abrasión en mojado del papel tisú sobrepasa 8.
16. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que la proporción entre la
resistencia tensil en seco en la dirección de la máquina y la
resistencia tensil transversal en seco no es superior a 2,5.
17. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que la cantidad prevista de dicho agente soluble en agua de
resistencia temporal en mojado es suficiente para producir en el
papel tisú una resistencia tensil transversal en mojado inicial
normalizada de por lo menos aproximadamente la de una tira de 39
g/cm (tira de 300 g/3 pulgadas) 5 segundos después de haber sido
humedecida medida por el procedimiento Finch Cup.
18. Procedimiento según la reivindicación 17, en
el que el agente de resistencia temporal en mojado es el
glioxal.
19. Procedimiento según la reivindicación 17, en
el que el agente de resistencia temporal en mojado es un poliol
soluble en agua que contiene un grupo aldehído.
20. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 19, en el que el papel tisú está provisto de
un almidón catiónico y de un producto suavizante/antiadherente
catiónico, siendo la proporción entre dicho agente soluble en agua
de resistencia temporal en mojado, y el almidón y el
suavizante/antiadherente suficiente para producir la necesaria
resistencia tensil transversal normalizada inicial.
21. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 20, en el que el papel tisú producido es una
toalla desechable.
22. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el papel tisú comprende desde 1 kg por tonelada métrica a 15
kg por tonelada métrica (2 libras por tonelada británica a 30 libras
por tonelada británica) de agente soluble en agua de resistencia
temporal en mojado, en el que la cantidad de agente de resistencia
temporal en mojado se selecciona para producir una resistencia
tensil temporal en mojado transversal normalizada inicial superior a
la de una tira de 14 g/cm (tira de 105 g/3 pulgadas) medida 5
segundos después de la inmersión.
23. Procedimiento para formar un producto de
papel tisú según la reivindicación 1 y que comprende además secar
parcialmente la napa hasta un contenido de humedad de por lo menos
85% en un secador Yankee después de la etapa c) y antes de la etapa
d); y, en la etapa e), secar dicha napa hasta un contenido en
humedad inferior al 10%.
24. Procedimiento según la reivindicación 23, que
comprende además, después de la etapa c) y antes de la etapa d),
secar parcialmente la napa en un secador Yankee hasta un contenido
de humedad de por lo menos 10%.
25. Producto de papel tisú realizado mediante un
procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones
anteriores.
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