ES2242239T3 - Papel tisu suave que tiene un agente suavizante depositado en la su ficie. - Google Patents
Papel tisu suave que tiene un agente suavizante depositado en la su ficie.Info
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Abstract
SE PRESENTAN BANDAS CONTINUAS DE PAPEL DE SEDA RESISTENTE, SUAVE Y BAJO DESPOLVOREAMIENTO UTILES EN LA FABRICACION DE PRODUCTOS HIGIENICOS ABSORBENTES TALES COMO PAPEL HIGIENICO, PAPELES FACIALES Y TOALLITAS ABSORBENTES. AL MENOS UNA DE LAS SUPERFICIES DE LOS PAPELES DE SEDA TIENEN UNOS DEPOSITOS SUPERFICIALES DISCRETOS Y UNIFORMES DE UN AGENTE QUIMICO SUAVIZANTE MATERIALMENTE ADHERIDO.
Description
Papel tisú suave que tiene un agente suavizante
depositado en la superficie.
Esta invención se refiere, en general, a
productos de papel tisú. Más específicamente, se refiere a productos
de papel tisú que contienen suavizantes químicos.
Los productos sanitarios de papel tisú son
ampliamente utilizados. Dichos artículos están disponibles
comercialmente en formatos diseñados para una variedad de uso como,
tisú facial, papel higiénico y toallitas absorbentes.
Todos estos productos sanitarios comparten una
necesidad común, específicamente la de ser suaves al tacto. La
suavidad es una impresión táctil compleja provocada por un producto
cuando se frota contra la piel. La finalidad de la suavidad consiste
en que estos productos limpien la piel sin irritar. La limpieza
eficaz de la piel es un problema de higiene personal constante para
mucha gente. Las descargas objetables de orina, menstruación y
material fecal procedentes del área perineal o las descargas de moco
otorrinolaringológico no siempre se producen en el momento adecuado
que permitan una limpieza minuciosa, como por ejemplo con jabón y
cantidades abundantes de agua. Como sustituto de una limpieza
minuciosa, se ofrece una amplia gama de productos de tisú y toallas
de papel para facilitar la tarea de eliminar de la piel y retener
las descargas anteriormente mencionadas para su eliminación
higiénica. No es sorprendente que el uso de estos productos no
alcance el nivel de limpieza que se conseguiría con métodos de
limpieza más minuciosos y los fabricantes de los productos de tisú y
toallas de papel están esforzándose continuamente para hacer que sus
productos compitan cada vez más favorablemente con los métodos de
limpieza minuciosos.
Una deficiencia en los productos de papel tisú
puede causar, por ejemplo, que se interrumpa la limpieza antes de
limpiar completamente la piel. Dicho comportamiento viene provocado
por la aspereza del tisú, ya que el frotado continuado con un
utensilio áspero puede desgastar la piel sensible y producir dolor
intenso. La alternativa, dejar la piel parcialmente limpia, es la
elegida aunque esto habitualmente produzca la emanación de malos
olores y pueda producir manchas en las prendas interiores, además de
producir también irritaciones en la piel con el tiempo.
Trastornos del ano, por ejemplo las hemorroides,
hacen que el área perianal sea extremadamente sensible y aquellos
que las padecen se sienten especialmente frustrados por la necesidad
de limpiarse el ano sin provocar irritación.
Un caso notable que produce frustración es la
necesidad repetida de sonarse la nariz cuando se tiene un catarro.
Ciclos repetidos de sonado y limpiarse la nariz pueden culminar en
una nariz irritada aunque se utilicen los tisú más suaves existentes
hoy en día.
Por tanto, la fabricación de productos de papel
tisú suave y toallas de papel que favorezca una limpieza cómoda sin
afectar al resultado ha sido desde hace mucho tiempo el objetivo de
los ingenieros y científicos dedicados a la investigación con el fin
de mejorar el papel tisú. Se han hecho numerosos intentos para
reducir el efecto abrasivo, es decir, mejorar la suavidad de los
productos de papel tisú.
La patente US 4158594 describe bandas fibrosas
diferencialmente crepadas, métodos y aparatos para su fabricación.
La patente US 3755220 describe material laminado que tiene un
adhesivo de resina termoendurecible y un disolvente tensioactivo. La
solicitud WO 97/48854 describe un papel tisú (monohoja) que contiene
aditivo químico selectivamente disperso.
Un área que se ha explotado a este respecto ha
sido seleccionar y modificar las morfologías de la fibra de celulosa
y diseñar estructuras de papel para aprovechar las diversas
morfologías disponibles. Una técnica aplicable en esta área incluye
Vinson y col. en la patente US-5.228.954, concedida
el 20 de julio de 1993, Vinson en la patente
US-5.405.499, concedida el 11 de abril de 1995 y
Cochrane y col. en la patente US-4.874.465 concedida
el 17 de octubre de 1989, todas ellas describen métodos para
seleccionar o mejorar las fuentes de fibra para obtener productos de
papel tisú y de toallas de papel con propiedades superiores. La
técnica aplicable es ilustrada con más detalle por Carstens en la
patente US-4.300.981, concedida el 17 de noviembre
de 1981, la cual describe cómo se pueden incorporar las fibras de
modo que sean amoldables a las estructuras de papel de modo que
tengan un potencial de suavidad máximo. Aunque dichas técnicas, como
las ilustradas por estos ejemplos del estado de la técnica, están
ampliamente reconocidas, sólo pueden ofrecer cierto potencial
limitado para hacer que los productos de papel tisú sean
verdaderamente utensilios de limpieza eficaces y cómodos.
Otra área que ha recibido una considerable
atención es la adición de agentes suavizantes químicos (también
denominados en la presente memoria como "suavizantes químicos")
a los productos de papel tisú y de toallas de papel.
En la presente memoria, el término "suavizante
químico" se refiere a cualquier ingrediente químico que mejore la
sensación táctil percibida por el consumidor que sostiene un
producto de papel concreto y lo frote contra la piel. Aunque algo
deseable para los productos de toalla de papel, la suavidad es una
propiedad especialmente importante para los productos de papel tisú
faciales y para el papel higiénico. Dicha suavidad perceptible por
el tacto puede caracterizarse por, pero sin limitarse a, fricción,
flexibilidad y tersura, así como por descriptores subjetivos, tales
como una sensación húmeda, de terciopelo, de seda o de algodón que
imparte al tisú lubricidad. Esto incluye, únicamente con fines
ilustrativos, ceras básicas, como parafina y cera de abeja y
aceites, como aceite mineral y aceite de silicona, así como vaselina
y lubricantes más complejos y emolientes, tales como compuestos de
amonio cuaternario con cadenas alquílicas largas, siliconas
funcionales, ácidos grasos, alcoholes grasos y ésteres grasos.
El campo de trabajo del estado de la técnica que
pertenece a los suavizantes químicos tiene dos modalidades. La
primera modalidad se caracteriza por la adición de suavizantes a la
banda del papel tisú durante su formación añadiendo un ingrediente
atractivo a las cubas de la pasta que en última instancia va a
constituir una banda de papel tisú, a la suspensión acuosa, a medida
que se aproxima a una máquina de fabricar papel, o a la banda húmeda
cuando se sitúa en una tela o en la tela del secador de la
Fourdrinier en una máquina de fabricar papel.
La segunda modalidad se caracteriza por la
adición de suavizantes químicos a la banda de papel tisú después que
la banda se seca. Se pueden incorporar procesos aplicables a los
procesos de fabricación de papel, como por ejemplo, pulverización
sobre la banda antes de enrollarla en un rollo de papel.
Una técnica ilustrativa relacionada con la
modalidad anterior caracterizada por añadir suavizantes químicos al
tisú de papel antes de su ensamblaje en una banda, incluye la
patente US-5.264.082, concedida a Phan y Trokhan el
23 de noviembre de 1993. Dichos métodos han tenido un amplio uso en
la industria especialmente cuando se desea reducir la resistencia
que de otro modo estaría presente en el papel y cuando el proceso de
fabricación del papel especialmente la operación de crepado, es lo
suficientemente robusto para tolerar la incorporación de los agentes
inhibidores del enlazado. Sin embargo, existen problemas asociados a
estos métodos bien conocidos por los expertos en la técnica. En
primer lugar, la localización del suavizante químico no está
controlada, se dispersa por toda la estructura del papel como la
pasta de fibra a la cual se aplica. Además, el uso de estos aditivos
viene acompañado por una pérdida de resistencia del papel. Sin
pretender imponer ninguna teoría, generalmente se cree que los
aditivos tienden a inhibir la formación de los enlaces de hidrógeno
entre fibra y fibra. También existe una pérdida de control de la
hoja a medida que ésta se crepa en el secador Yankee. De nuevo, una
teoría muy extendida es que los aditivos interfieren con el
recubrimiento del secador Yankee, de modo que el enlace entre la
banda húmeda y el secador se debilita. En el estado de la técnica,
como la patente US-5.487.813, concedida a Vinson, y
col., 30 de enero de 1996, describe una combinación química para
aliviar los efectos anteriormente mencionados sobre la resistencia y
la adhesión al cilindro de crepado; sin embargo, todavía sigue
existiendo una necesidad para incorporar un suavizante químico a una
banda de papel de una manera dirigida con un efecto mínimo sobre la
resistencia de la banda y la interferencia con el proceso de
producción.
Otra técnica ilustrativa relacionada con la
adición de suavizantes químicos a la banda de papel tisú durante su
formación incluye la patente US-5.059.282, concedida
a Ampulski, y col. el 22 de octubre de 1991. La patente de Ampulski
describe un proceso para añadir un compuesto polisiloxano a una
banda de tisú húmedo (preferiblemente con una consistencia de fibra
de entre aproximadamente 20% y aproximadamente 35%). Un método de
este tipo representa un avance en algunos aspectos respecto a la
adición de sustancias químicas en las cubas de la suspensión acuosa
que suministran a la máquina de fabricación de papel. Por ejemplo,
dicho medio selecciona la aplicación a una de las superficies de la
banda en oposición a la distribución del aditivo sobre todas las
fibras de la pasta acuosa del suministro. Sin embargo, dichos
métodos no consiguen superar las principales desventajas de la
adición de suavizantes químicos a la parte húmeda de la máquina de
fabricación de papel, concretamente los efectos de resistencia y los
efectos del recubrimiento del secador Yankee, en caso de que debiera
utilizarse un secador de este tipo. Este documento también menciona
de paso que debería añadirse el polisiloxano a las bandas de papel
secas.
Debido a los efectos anteriormente mencionados
sobre la resistencia y la disrupción del proceso de fabricación del
papel, se han ideados diversas técnicas para aplicar los suavizantes
químicos a las bandas de papel ya seco, en la denominada parte seca
de la máquina de fabricación del papel o en una operación aparte
posterior a la etapa de la fabricación de papel. Técnica ilustrativa
de este campo incluye la patente US- 5.215.626, concedida a
Ampulski, y col. el 1 de junio de 1993; la patente
US-5.246.545, concedida a Ampulski, y col. el 21 de
septiembre de 1993 y la patente US-5.525.345,
concedida a Warner, y col. el 11 de junio de 1996. La patente
5.215.626 describe un método para preparar papel de tisú suave
mediante la aplicación de un polisiloxano a una banda seca. La
patente 5.246.545 describe un método similar utilizando una
superficie de transferencia calentada. Por último, la patente de
Warner describe métodos de aplicación que incluyen el recubrimiento
con rodillo y la extrusión para la aplicación de composiciones
particulares a la superficie de una banda de tisú seco. Aunque cada
una de estas referencias representan avances sobre los denominados
métodos de la parte húmeda, especialmente en relación a eliminar los
efectos de degradación del proceso de fabricación del papel, ninguno
es capaz de solucionar completamente la pérdida de resistencia a la
tracción que acompaña la aplicación a la banda de papel seco.
Una de las propiedades físicas más importantes
relacionadas con la suavidad consideradas generalmente por los
expertos en la técnica es la resistencia de la banda. La resistencia
es la capacidad del producto y sus bandas constituyentes para
mantener la integridad física y resistir el desgarre, la rotura y el
desmenuzado en las condiciones de uso. Conseguir un alto potencial
suavizante sin degradar la resistencia ha sido desde hace mucho
tiempo un objeto de los trabajadores en el campo de la presente
invención.
Por tanto, es un objeto de la presente invención
proporcionar un papel tisú suave sin sacrificar el resultado, como
es la resistencia del papel.
Estos y otros objetos se consiguen utilizando la
presente invención como se enseñará la siguiente descripción.
La invención es un producto de papel tisú
resistente y suave que tiene las características indicadas en la
reivindicación 1.
La realización preferida de la presente invención
se caracteriza por tener depósitos uniformes sobre la superficie
separados en una frecuencia entre aproximadamente 2,75 y
aproximadamente 10 depósitos por centímetro lineal (7 y
aproximadamente 25 depósitos por pulgada lineal).
El término "frecuencia" en referencia a la
separación de los depósitos del suavizante químico, en la presente
memoria, se define como el número de depósitos por centímetro lineal
(pulgada) medidos en la dirección de la separación más cercana. Se
reconoce que muchos patrones o disposiciones de depósitos se
cualifican como uniformes y discretos y la separación se puede medir
en varias direcciones. Por ejemplo, una disposición rectilínea de
depósitos sería aquella que tuviese menos depósitos por pulgada en
una línea diagonal que en la horizontal y la vertical. Los
inventores creen que la dirección de separación mínima es la más
importante y, por consiguiente, definen la frecuencia en dicha
dirección. Un patrón de grabado común es el denominado patrón
"hexagonal", en el cual las cavidades están grabadas en centros
que residen en las esquinas de un hexágono equilateral con una
cavidad adicional en el centro de la figura hexagonal. Se admite que
la separación menor para esta disposición reside en un par de líneas
que forman una intersección entre sí a 60º y cada una de ellas
intersecciona con una línea horizontal a 60º. El número de celdas
por área cuadrada en la disposición hexagonal es por tanto 1,15
veces el cuadrado de la frecuencia.
La invención se caracteriza además por tener
depósitos superficiales uniformes del suavizante químico que se
sitúan predominantemente en una o en ambas de las dos superficies
exteriores del producto de papel tisú suave.
Sin pretender imponer ninguna teoría, los
inventores creen que la combinación de parámetros geométricos
descritos en la presente memoria hacen que el tisú suavizado
provoque una respuesta táctil humana sorprendentemente extrema como
consecuencia de la separación de los centros sensoriales nerviosos
de la piel humana.
Suavizantes químicos fijados permanentemente
preferidos comprenden compuestos de amonio cuaternario incluyendo,
aunque no de forma limitativa, las bien conocidas sales
dialquildimentilamonio (p. ej. disebo cloruro de dimetilamonio,
disebo metilsulfato de dimetilamonio, cloruro de
disebo(hidrogenado)dimetilamonio, etc.). Variantes
especialmente preferidas de estos suavizantes son las consideradas
como variaciones monoéster o diéster de las sales
dialquildimentilamonio anteriormente mencionadas. Éstas incluyen los
denominados diéster disebo cloruro de dimetilamonio, diéster
diestearil cloruro de dimetilamonio, monoéster disebo cloruro de
dimetilamonio, diéster disebo(hidrogenado) metilsulfato de
dimetilamonio, diéster disebo(hidrogenado) cloruro de
dimetilamonio, monoéster disebo(hidrogenado) cloruro de
dimetilamonio y mezclas de los mismos, prefiriéndose especialmente
las variaciones diéster de disebo(no hidrogenado) cloruro de
dimetilamonio, disebo(hidrogenado al tacto) cloruro de
dimetilamonio (DEDTHTDMAC) y disebo(hidrogenado) cloruro de
dimetilamonio (DEDHTDMAC) y mezclas de los mismos. Dependiendo de
los requerimientos característicos del producto, el nivel de
saturación del disebo se puede diseñar como no hidrogenado (suave)
al tacto, parcialmente o completamente hidrogenado (áspero) al
tacto.
El uso de componentes de amonio cuaternario
descritos anteriormente en la presente memoria se realiza de forma
más eficaz si vienen acompañados por un plastificante adecuado. El
plastificante se puede añadir durante la etapa de cuaternización en
la fabricación del ingrediente de amonio cuaternario o se puede
añadir posteriormente. El plastificante se caracteriza por ser
básicamente inerte durante la síntesis química, aunque actúa como un
reductor de la viscosidad para favorecer la síntesis y posterior
manipulación, es decir, la aplicación del compuesto de amonio
cuaternario al producto de papel tisú. Plastificantes preferidos
están compuestos de una combinación de un compuesto polihidroxilado
no volátil y un ácido graso. Compuestos polihidroxilados preferidos
incluyen glicerol y polietilenglicoles que tienen un peso molecular
de aproximadamente 200 a aproximadamente 2000, prefiriéndose
especialmente un polietilenglicol que tiene un peso molecular de
aproximadamente 200 a aproximadamente 600. Ácidos grasos preferidos
comprenden análogos C6-C23 lineales o ramificados y
saturados o insaturados, prefiriéndose especialmente el ácido
isoesteárico.
isoesteárico.
Una realización alternativa de un suavizante
químico fijado permanentemente preferido comprende los bien
conocidos componentes polidimetil siloxano
órgano-reactivos, incluyendo los más preferidos
polidimetilsiloxanos con funcionalidad amino.
Una de las formas más preferidas de suavizante
fijado permanentemente es combinar la silicona
órgano-reactiva con un compuesto de amonio
cuaternario adecuado. En esta realización, se prefiere que la
silicona órgano-funcional preferida sea un amino
polidimetil siloxano y que se utilice en una cantidad que oscila de
0 a aproximadamente 50%, estando el uso preferido en el intervalo de
aproximadamente 5% a aproximadamente 15%. Los porcentajes anteriores
representan el peso del polisiloxano respecto al peso total del
suavizante fijado permanentemente.
El papel tisú suave de la presente invención
preferiblemente tiene un peso base entre aproximadamente 10
g/m^{2} y aproximadamente 50 g/m^{2} y, más preferiblemente,
entre aproximadamente 10 g/m^{2} y aproximadamente 30 g/m^{2}.
Éste tiene una densidad entre aproximadamente 0,03 g/cm^{3} y
aproximadamente 0,6 g/cm^{3} y, más preferiblemente, entre
aproximadamente 0,1 g/cm^{3} y 0,2 g/cm^{3}.
El papel tisú suave de la presente invención
comprende además fibras para la fabricación de papel de los tipos de
madera dura y madera blanda, en donde al menos aproximadamente 50%
de las fibras para la fabricación de papel son de madera dura y al
menos aproximadamente 10% son de madera blanda. Las fibras de madera
dura y de madera blanda están con máxima preferencia aisladas
disponiendo cada una de ellas en capas separadas en donde el tisú
comprende una capa interior y al menos una capa exterior.
El producto de papel tisú de la presente
invención está preferiblemente crepado, es decir, está producido en
una máquina de fabricación del papel que culmina con un secador
Yankee al cual se adhiere la banda de fabricación de papel
parcialmente desecado y la cual se seca y del cual se extrae mediante la acción de una rasqueta de crepado flexible.
parcialmente desecado y la cual se seca y del cual se extrae mediante la acción de una rasqueta de crepado flexible.
Aunque las características de las bandas de papel
crepado, especialmente cuando el proceso de crepado va precedido de
métodos de densificación por patrones, se prefieren para la
realización de la presente invención, el papel tisú no crepado
también es un sustituto satisfactorio, incorporándose
específicamente dentro del alcance de la presente invención la
realización de la presente invención utilizando papel tisú no
crepado. El papel tisú no crepado, un término utilizado en la
presente memoria, se refiere a papel tisú que no se seca por
compresión, sino con máxima preferencia por secado al aire. Las
bandas secadas al aire resultantes están densificadas siguiendo un
diseño, de modo que las zonas de densidad relativamente altas están
dispersas dentro de un campo con mucha fibra, incluyendo tisú
siguiendo un diseño, en donde las zonas de densidad relativamente
alta son continuas y el campo con mucha fibra es discreto.
Para producir bandas de papel tisú no crepado, se
transfiere una banda embrionaria desde el vehículo formador poroso
sobre el cual descansa a un vehículo de tisú de transferencia
soporte de fibra alta. A continuación la banda se transfiere a un
tisú secador sobre el cual se seca hasta una sequedad final. Dichas
bandas pueden ofrecer ciertas ventajas en cuanto a suavidad
superficial en comparación con las bandas de papel crepado.
Las técnicas para producir tisú no crepado de
esta manera están ya descritas en el estado de la técnica. Por
ejemplo, Wendt, y col. en la solicitud EP-0 677
612A2, publicada el 18 de octubre de 1995 mostraba un método para
fabricar productos de papel tisú suaves sin crepado. En otro caso,
Hyland, y. col. en la solicitud EP-0 617 164 A1,
publicada el 28 de septiembre de 1994 muestra un método para
fabricar hojas secadas al aire no crepadas suaves.
Las bandas de papel tisú están generalmente
prácticamente comprendidas de fibras de papel. Frecuentemente se
añaden pequeñas cantidades de agentes funcionales químicos, tales
como aglutinantes de resistencia en seco o aglutinantes de
resistencia en húmedo, promotores de la retención, tensioactivos,
cola, suavizantes químicos y composiciones que facilitan el crepado,
aunque éstas típicamente sólo se utilizan en cantidades mínimas. Las
fibras para fabricación de papel usadas más frecuentemente en
papeles tisú son pastas de madera química virgen.
También se pueden incorporar materiales de tipo
carga a los papeles tisú de la presente invención. La patente US
núm. de serie 08/418,990, Vinson y col., presentada el 7 de abril de
1995, describe productos de papel tisú con cargas aceptables como
sustratos para la presente invención.
La Figura 1 es una vista lateral elevada de una
disposición impresa que ilustra el método preferido de conformación
de los depósitos superficiales uniformes del suavizante fijado
permanentemente de la presente invención. El proceso ilustrado en la
Figura 1 aplica el suavizante a una superficie del producto de papel
tisú mediante un método de impresión offset.
La Figura 2 es una vista lateral elevada de una
disposición impresa que ilustra un método alternativo de
conformación de los depósitos superficiales uniformes de los
suavizantes químicos fijados permanentemente de la presente
invención. El proceso ilustrado en la Figura 2 aplica el suavizante
a una superficie del producto de papel tisú mediante un método de
impresión directa.
La Figura 3 es una vista lateral elevada de una
disposición impresa que ilustra otro método alternativo de
conformación de los depósitos de la superficie uniformes del
suavizante químico fijado permanentemente de la presente invención.
El proceso ilustrado en la Figura 3 aplica el suavizante a ambas
superficies del producto de papel tisú mediante un método de
impresión offset.
La Figura 4 es una representación esquemática que
ilustra el detalle de las cavidades para uso en los cilindros
impresos ilustrados en las Figuras 1, 2 y 3. La Figura 4A
proporciona un mayor detalle de las cavidades preferidas para uso en
la presente invención mediante la ilustración de una de las
cavidades en un corte transversal.
Aunque la memoria descriptiva concluye con
reivindicaciones que delimitan especialmente y de forma distintiva
la presente invención, se cree que la invención se comprenderá mejor
a partir de la lectura de la siguiente descripción detallada y de
los ejemplos acompañantes.
En la presente memoria, el término "que
comprende" significa que los diversos componentes, ingredientes o
etapas se pueden emplear conjuntamente en la práctica de la presente
invención. Por tanto, la expresión "que comprende" abarca las
expresiones más restrictivas "que esencialmente consiste en" y
"que consiste en".
En la presente memoria, el término
"hidrosoluble" se refiere a materiales que son solubles en agua
hasta al menos 3%, en peso, a 25ºC.
En la presente memoria, los términos "banda de
papel tisú, banda de papel, banda, hoja de papel y producto de
papel" se refieren todos ellos a hojas de papel fabricadas
mediante un proceso que comprende las etapas de formación de una
pasta acuosa para la fabricación de papel, la deposición de esta
pasta acuosa sobre una superficie porosa, tal como una cara tela de
una máquina Fourdrinier y la eliminación del agua de la pasta acuosa
por gravedad o por drenaje asistido por vacío, la formación de una
banda embrionaria, la transferencia de una banda embrionaria desde
la superficie de formación hasta una superficie de transferencia que
viaja a una velocidad menor que la superficie de conformación. La
banda se transfiere a continuación hasta un tisú sobre el cual ésta
se seca al aire hasta una sequedad final, después de lo cual se
enrolla en un rollo.
Los términos banda de papel tisú "multicapa,
banda de papel multicapa, banda multicapa, hoja de papel multicapa y
producto de papel multicapa" se utilizan todos ellos
indistintamente en la técnica para referirse a hojas de papel
preparadas para formar dos o más capas de pasta acuosa para la
fabricación de papel, las cuales están preferiblemente compuestas
por diferentes tipos de fibra, siendo las fibras de forma típica
relativamente largas y de madera blanda y relativamente cortas y de
madera dura, como las utilizada en la fabricación de papel tisú. Las
capas se forman preferiblemente a partir de la deposición de
corrientes separadas de suspensiones diluidas sobre una o más
superficies porosas sin fin. Si las capas individuales se forman
inicialmente sobre superficies porosas separadas, las capas se
pueden combinar posteriormente cuando se humedecen para formar una
banda de papel tisú multicapa.
En la presente memoria, el término "producto de
tisú de una hoja" significa que éste está compuesto de una hoja
de tisú no crepado; pudiendo ser la hoja básicamente homogénea por
naturaleza o puede ser una banda de papel tisú multicapa. En la
presente memoria, el término "producto de tisú multihoja"
significa que está compuesto de más de una hoja de tisú no crepado.
Las hojas de un producto multihoja pueden ser básicamente homogéneas
por naturaleza o pueden ser bandas de papel tisú multicapa.
La invención es su forma más general es un
producto de papel tisú múltiple suave, en donde al menos una
superficie exterior del producto tiene depósitos discretos uniformes
sobre la superficie de un suavizante químico fijado
permanentemente.
En la presente memoria, el término "suavizante
químico fijado permanentemente" se define como un agente químico
que imparte lubricidad o emoliencia a los productos de papel tisú y
que también posee permanencia en cuanto al mantenimiento de la
fidelidad de sus depósitos sin migración sustancial cuando se expone
a las condiciones ambientales a las cuales están habitualmente
expuestos los productos de este tipo durante su ciclo de vida
típico. Las ceras y los aceites, por ejemplo, son capaces de
impartir lubricidad o emoliencia al papel tisú, aunque tienen la
tendencia a migrar por que tienen poca afinidad por la pasta de
celulosa que comprende los papeles tisú de la presente invención.
Sin pretender imponer ninguna teoría, se cree que los suavizantes
químicos fijados permanentemente de la presente invención
interaccionan con la celulosa mediante enlace covalente, iónico, o
enlace de hidrógeno, siendo cualquiera de ellos lo suficientemente
potentes como para detener la migración en condiciones ambientales
normales.
La realización preferida de la presente invención
se caracteriza por tener los depósitos superficiales uniformes
separados a una frecuencia entre aproximadamente 2,75 y
aproximadamente 10 depósitos por centímetro lineal (7 y
aproximadamente 25 depósitos por pulgada lineal).
Los depósitos superficiales uniformes del
suavizante químico son menos de aproximadamente 2700 micrómetros
(micras) de diámetro, preferiblemente menos de aproximadamente 800
micrómetros (micras) de diámetro y más preferiblemente menos de
aproximadamente 240 micrómetros (micras) de diámetro.
La presente invención se caracteriza además por
tener los depósitos superficiales uniformes localizados en al menos
una y, más preferiblemente, ambas de las dos superficies exteriores
del producto de papel tisú.
Preferiblemente, los suavizantes químicos fijados
permanentemente comprenden compuestos de amonio cuaternario.
Compuestos cuaternarios preferidos tienen la fórmula:
(R_{1})_{4-m}
- N^{+} - [R_{2}]_{m} \
X^{-}
en
donde
m es 1 a 3;
cada R_{1} es un grupo alquilo
C_{1}-C_{6}, grupo hidroxialquilo, grupo
hidrocarbilo o hidrocarbilo sustituido, grupo alcoxilado, grupo
bencilo o mezclas de los mismos;
cada R_{2} es un grupo alquilo
C_{14}-C_{22}, grupo hidroxialquilo, grupo
hidrocarbilo o hidrocarbilo sustituido, grupo alcoxilado, grupo
bencilo, o mezclas de los mismos; y
X^{-} es cualquier anión compatible con el
suavizante, son adecuados para uso en la presente invención.
Preferiblemente, cada R_{1} es metilo y X^{-}
es cloruro o metilsulfato. Preferiblemente, cada R_{2} es alquilo
o alquenilo C16-C18, con máxima preferencia cada
R_{2} es un alquilo o alquenilo C18 de cadena lineal.
Opcionalmente, el sustituyente R_{2} puede derivar de fuentes de
aceite vegetal.
Dichas estructuras incluyen las bien conocidas
sales dialquildimentilamonio (p. ej. disebo cloruro de
dimetilamonio, disebo metilsulfato de dimetilamonio,
disebo(hidrogenado) cloruro de dimetilamonio, etc.), en el
cual R_{1} son grupos metilo, R_{2} son grupos sebo de varios
niveles de saturación y X^{-} es cloruro o metilsulfato.
Como se ha descrito en Swern, Ed. en Bailey's
Industrial Oil and Fat Products, Third Edition, John Wiley and Sons
(New York 1964), el sebo es un material natural que tiene una
composición variable. La Tabla 6.13 de la referencia identificada
más arriba editada por Swern indica que de forma típica el 78% o más
de los ácidos grasos del sebo contienen 16 ó 18 átomos de carbono.
De forma típica, la mitad de los ácidos grasos presentes en el sebo
son insaturados, fundamentalmente en la forma de ácido oleico. Los
"sebos", tanto sintéticos como naturales, se incluyen dentro
del alcance de la presente invención. También se sabe que
dependiendo de los requerimientos característicos del producto, el
nivel de saturación del disebo se pueden diseñar desde no
hidrogenados (suaves) al tacto, hasta parcialmente o totalmente
hidrogenados (ásperos) al tacto. Está previsto que todos los niveles
de saturación descritos más arriba estén expresamente incluidos
dentro del alcance de la presente invención.
Las variantes especialmente preferidas de estos
suavizantes son las que se consideran variaciones monoéster o
diéster de estos compuestos de amonio cuaternario que tienen la
fórmula:
(R_{1})_{4-m}
- N^{+} - [(CH_{2})_{n} - Y - R_{3}]_{m} \
X^{-}
en
donde
Y es -O-(O)C-, o
-C(O)-O-, o -NH-C(O)-,
o -C(O)-NH-;
m es 1 a 3;
n es de 0 a 4;
cada R_{1} es un grupo alquilo
C_{1}-C_{6}, grupo hidroxialquilo, grupo
hidrocarbilo o hidrocarbilo sustituido, grupo alcoxilado, grupo
bencilo, o mezclas de los mismos;
cada R_{3} es un grupo alquilo
C_{13}-C_{21}, grupo hidroxialquilo, grupo
hidrocarbilo o hidrocarbilo sustituido, grupo alcoxilado, grupo
bencilo, o mezclas de los mismos; y
X^{-} es cualquier anión compatible con el
suavizante.
Preferiblemente, Y = -O-(O)C-, o
-C(O)-O-; m=2; y n=2. Cada sustituyente
R_{1} es preferiblemente un grupo alquilo
C_{1}-C_{3}, siendo el metilo el más preferido.
Preferiblemente, cada R_{3} es alquilo y/o alquenilo
C13-C17, más preferiblemente R_{3} es alquilo y/o
alquenilo C15-C17 de cadena lineal, alquilo
C15-C17, con máxima preferencia cada R_{3} es
alquilo C17 de cadena lineal. Opcionalmente, el sustituyente R_{3}
puede derivar de fuentes de aceite vegetal.
Como se ha mencionado más arriba, X^{-} puede
ser cualquier anión compatible con el suavizante, por ejemplo,
acetato, cloruro, bromuro, metilsulfato, formiato, sulfato, nitrato
y similares que también pueden usarse en la presente invención.
Preferiblemente X^{-} es cloruro o metilsulfato.
Ejemplos específicos de compuestos de amonio
cuaternario que tienen las estructuras citadas más arriba y que son
adecuados para su uso en la presente invención incluyen las bien
conocidas sales diéster dialquil dimetilamonio, tales como diéster
disebo cloruro de dimetilamonio, monoéster disebo cloruro de
dimetilamonio, diéster disebo metilsulfato de dimetilamonio, diéster
disebo(hidrogenado) metilsulfato de dimetilamonio, diéster
disebo(hidrogenado) cloruro de dimetilamonio, y mezclas de
los mismos. El diéster disebo cloruro de dimetilamonio y el diéster
disebo(hidrogenado) cloruro de dimetilamonio son
especialmente preferidos. Estos materiales concretos están
comercializados por Witco Chemical Company Inc. of Dublin, Ohio con
el nombre comercial "ADOGEN SDMC".
Como se ha mencionado más arriba, de forma
típica, la mitad de los ácidos grasos presentes en el sebo son
insaturados, fundamentalmente en la forma de ácido oleico. Tanto los
"sebos" sintéticos como los naturales entran dentro del alcance
de la presente invención. También se sabe que dependiendo de los
requerimientos característicos del producto, el nivel de saturación
del disebo puede diseñarse desde no hidrogenados (suaves) al tacto,
hasta parcialmente o totalmente hidrogenados (ásperos) al tacto.
Está previsto que todos los niveles de saturación descritos más
arriba estén expresamente incluidos dentro del alcance de la
presente invención.
Se sobreentiende que los sustituyentes R_{1},
R_{2} y R_{3} pueden estar opcionalmente sustituidos con varios
grupos, tales como alcoxi, hidroxilo, o pueden estar ramificados.
Como se ha mencionado más arriba, preferiblemente cada R_{1} es
metilo o hidroxietilo. Preferiblemente, cada R_{2} es alquilo y/o
alquenilo C12 - C18, con máxima preferencia cada R_{2} es alquilo
y/o alquenilo C16 - C18 de cadena lineal, con máxima preferencia
cada R_{2} es alquilo o alquenilo C18 de cadena lineal.
Preferiblemente R_{3} es alquilo y/o alquenilo C13 - C17, con
máxima preferencia R_{3} es alquilo y/o alquenilo C15 - C17 de
cadena lineal. Preferiblemente, X^{-} es cloruro o metilsulfato.
Además, el compuesto éster funcional de amonio cuaternario puede
opcionalmente contener hasta aproximadamente 10% de los derivados
mono(alquilo de cadena larga), p. ej., (R_{1})_{2}
- N^{+} - ((CH_{2})_{2}OH)
((CH_{2})_{2}OC(O)R_{3}) X^{-} como
componentes minoritarios. Estos componentes minoritarios pueden
actuar como emulsionantes y son útiles en la presente invención.
Otros tipos de compuestos de amonio cuaternario
adecuados para uso en la presente invención se describen en la
patente US-5.543.067, Phan y col. concedida el 6 de
agosto 1996; patente US-5.538.595, Trokhan y col.,
concedida el 23 de julio de 1996; patente
US-5.510.000, Phan y col., concedida el 23 de abril
de 1996; patente US-5415.737, Phan y col., concedida
el 16 de mayo de 1995; y la solicitud EP- 0 688 901 A2, concedida a
Kimberly-Clark Corporation, publicada el 12 de
diciembre de 1995.
Las variaciones di-cuaternario de
los compuestos de amonio cuaternario con funcionalidad también se
pueden utilizar y está previsto que entren dentro del alcance de
presente invención. Estos compuestos tienen la fórmula:
R_{1} ---
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}} --- O ---
(CH_{2})_{2} ---
\uelm{N ^{+} }{\uelm{\para}{(R _{1} ) _{2} }} ---
(CH_{2})_{n}\uelm{N ^{+} }{\uelm{\para}{(R _{1} ) _{2} }}
--- (CH_{2})_{2} --- O ---
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}} --- R_{3}
\hskip1cm2 X^{-}
En la estructura mencionada más arriba, cada
R_{1} es un grupo alquilo o hidroxialquilo C1-C6,
R_{3} es un grupo hidrocarbilo C11-C21, n es 2 a 4
y X^{-} es un anión adecuado, tal como un haluro (p. ej., cloruro
o bromuro) o metilsulfato. Preferiblemente, cada R_{3} es alquilo
y/o alquenilo C13-C17, con máxima preferencia cada
R_{3} es alquilo y/o alquenilo C15-C17 de cadena
lineal y R_{1} es un metilo.
Parentéticamente, sin pretender imponer ninguna
teoría, se cree que el resto(s) éster de los compuestos
cuaternarios anteriormente mencionados les confiere en parte
biodegradabilidad. Y lo que es más importante, los compuestos de
amonio cuaternario con funcionalidad éster utilizados en la presente
invención se biodegradan más rápidamente que los suavizantes
químicos dialquil dimetilamonio convencionales.
El uso de componentes de amonio cuaternario como
se ha descrito anteriormente en la presente memoria se realiza más
eficazmente si el componente de amonio cuaternario va acompañado de
un plastificante adecuado. El plastificante se puede añadir durante
la etapa de cuaternización en la fabricación del componente de
amonio cuaternario o se puede añadir posteriormente a la
cuaternización, pero previamente a la aplicación como un suavizante
químico. El plastificante se caracteriza por ser básicamente inerte
durante la síntesis química, aunque actúa como un reductor de la
viscosidad para mejorar la síntesis y la posterior manipulación, es
decir, la aplicación del compuesto de amonio cuaternario al producto
de papel tisú. Los plastificantes preferidos están compuestos de una
combinación de un compuesto polihidroxilado no volátil y un ácido
graso. Los compuestos polihidroxilados preferidos incluyen glicerol
y polietilenglicoles que tienen un peso molecular de aproximadamente
200 a aproximadamente 2000, siendo especialmente preferidos los
polietilenglicoles que tienen un peso molecular de aproximadamente
200 a aproximadamente 600. Ácidos grasos preferidos comprenden
análogos C6-C23 lineales o ramificados y saturados o
insaturados, prefiriéndose el ácido isoesteárico.
Sin pretender imponer ninguna teoría, los
solicitantes creen que se produce un sinergismo de la relación entre
el compuesto polihidroxilado y el ácido graso en la mezcla. Aunque
el compuesto polihidroxilado ejerce la función esencial de reducir
la viscosidad, puede ser bastante móvil una vez extendido,
apartándose así de uno de los objetos de la presente invención, es
decir, que el suavizante depositado esté fijado permanentemente. Los
inventores han descubierto ahora que la adición de una pequeña
cantidad del ácido graso es capaz de detener la movilidad del
compuesto polihidroxilado y reducir aún más la viscosidad de la
mezcla, de forma que se aumente la procesabilidad de las
composiciones de una fracción dada de compuesto de amonio
cuaternario.
Una realización alternativa de suavizantes
químicos fijados permanentemente preferidos comprende los bien
conocidos componentes polidimetil siloxano
órgano-reactivos, incluyendo los más preferidos
polidimetil siloxano con funcionalidad amino.
Una forma más preferida de suavizante fijado
permanentemente preferido es combinar la silicona
órgano-reactiva con un compuesto de amonio
cuaternario adecuado. En esta realización se prefiere que la
silicona órgano-reactiva sea un amino polidimetil
siloxano y que se use en una cantidad que oscila de 0 a
aproximadamente 50% de la composición en peso, prefiriéndose un uso
en el intervalo de aproximadamente 5% a aproximadamente 15% en peso
basado en el peso del polisiloxano respecto al suavizante fijado
permanentemente total.
El papel tisú suave de la presente invención
preferiblemente tiene un peso base entre aproximadamente 10
g/m^{2} y aproximadamente 50 g/m^{2} y, más preferiblemente,
entre aproximadamente 10 g/m^{2} y aproximadamente 30 g/m^{2}.
Éste tiene una densidad entre aproximadamente 0,03 g/cm^{3} y
aproximadamente 0,6 g/cm^{3} y, más preferiblemente, entre
aproximadamente 0,1 g/cm^{3} y 0,2 g/cm^{3}.
El papel tisú suave de la presente invención
comprende además fibras para la fabricación de papel de los tipos de
madera dura y madera blanda, en donde al menos aproximadamente 50%
de las fibras para la fabricación de papel son de madera dura y al
menos aproximadamente 10% son de madera blanda. Las fibras de madera
dura y de madera blanda se aíslan con máxima preferencia disponiendo
cada una en capas separadas entre sí en donde el tisú comprende una
capa interior y al menos una capa exterior.
El producto de papel tisú de la presente
invención está preferiblemente crepado, es decir, está producido en
una máquina de fabricación del papel que culmina con un secador
Yankee al cual se adhiere la banda de fabricación de papel
parcialmente desecado y la cual se seca y del cual se extrae
mediante la acción de una rasqueta de crepado flexible.
El crepado es un medio de compactar mecánicamente
el papel en la dirección de la máquina. El resultado es un aumento
en el peso de base (masa por área de unidad), así como cambios
drásticos en muchas propiedades físicas, especialmente cuando se
mide en la dirección de la máquina. El crepado se lleva a cabo
generalmente con una rasqueta flexible, la denominada rasqueta
invertida, frente a un secador Yankee en una operación en la
máquina.
Un secador Yankee es tambor de gran diámetro,
generalmente 2,43-6,05 m (8-20 pies)
que está diseñado para ser presurizado con vapor para proporcionar
una superficie caliente para completar el secado de las bandas de
fabricación de papel al final del proceso de fabricación de papel.
La banda de papel que se forma primeramente en un vehículo de
formación poroso, como una cara tela de la Fourdrinier, donde se
libera de la abundante cantidad de agua requerida para dispersar la
suspensión acuosa fibrosa, se transfiere generalmente a un fieltro o
tisú en una denominada sección de prensado, donde se continúa con la
desecación o bien compactando mecánicamente el papel o mediante otro
método de desecación, como el secado al aire con aire caliente,
antes de transferirse finalmente en condición semidesecada a la
superficie del Yankee para finalizar el secado.
Aunque las características de las bandas de papel
crepado, especialmente cuando el proceso de crepado va precedido de
métodos de densificación por patrones, se prefieren para la
realización de la presente invención, el papel tisú no crepado
también es un sustituto satisfactorio, incorporándose
específicamente dentro del alcance de la presente invención la
realización de la presente invención utilizando papel tisú no
crepado. El papel tisú no crepado, un término utilizado en la
presente memoria, se refiere a papel tisú que no se seca por
compresión, sino con máxima preferencia por secado al aire. Las
bandas secadas al aire resultantes están densificadas siguiendo un
diseño, de modo que las zonas de densidad relativamente altas están
dispersas dentro de un campo con mucha fibra, incluyendo tisú
densificado siguiendo un diseño, en donde las zonas de densidad
relativamente alta son continuas y el campo con mucha fibra es
discreto.
Para producir bandas de papel tisú no crepado, se
transfiere una banda embrionaria desde vehículo formador poroso
sobre el cual descansa a un vehículo de tejido de transferencia
soporte de fibra alta. A continuación la banda se transfiere a un
tejido secador sobre el cual se seca hasta una sequedad final.
Dichas bandas pueden ofrecer ciertas ventajas en cuanto a suavidad
superficial en comparación con las bandas de papel crepado.
Las técnicas para producir tisú de esta manera se
describen en el estado de la técnica. Por ejemplo, Wendt, y. col. en
la solicitud EP-0 677 612A2, publicada el 18 de
octubre de 1995, describe un método para fabricar productos suaves
de papel tisú sin crepado. En otro caso, Hyland, y. col. en la
solicitud EP-0 617 164 A1, publicada el 28 de
septiembre de 1994, describe un método para fabricar láminas no
crepadas secadas al aire.
Las bandas de papel tisú están generalmente
comprendidas prácticamente de fibras para la fabricación de papel.
Frecuentemente se incluyen pequeñas cantidades de agentes
funcionales químicos, tales como aglutinantes de resistencia en
mojado o aglutinantes de resistencia en seco, mejoradores de la
retención, tensioactivos, cola, suavizantes químicos, composiciones
facilitantes del crepado, aunque éstos están de forma típica sólo en
cantidades menores. Las fibras para la fabricación de papel
utilizadas con más frecuencia en los papeles tisú son las pastas de
madera químicas virgen.
En los papeles tisú de la presente invención
también se pueden incorporar materiales de carga. La patente US núm.
de serie 08/418,990, Vinson y col., presentada el 7 de abril de
1995, describe productos de papel tisú aceptables como sustratos
para la presente invención.
Realizaciones de la presente invención en donde
el suavizante fijado permanentemente comprende un compuesto de
amonio cuaternario que comprende además de aproximadamente 1% a
aproximadamente 50% de un compuesto polihidroxilado y de
aproximadamente 0,1% a aproximadamente 10% de un ácido graso, cada
uno como un porcentaje del peso del compuesto de amonio
cuaternario.
Compuestos polihidroxilados útiles en esta
realización de la presente invención incluyen polietilenglicol,
polipropilenglicol y mezclas de los mismos.
Ácidos grasos útiles en esta realización de la
presente invención comprenden análogos C6-C23
lineales, ramificados, saturados o insaturados. La forma más
preferida de un ácido graso de este tipo es el ácido
isoesteárico.
Un suavizante químico especialmente preferido
contiene de aproximadamente 0,1% a aproximadamente 70% de un
compuesto polisiloxano.
Los polisiloxanos que son aplicables a
composiciones suavizantes químicas de la presente invención incluyen
materiales poliméricos, oligoméricos, copoliméricos y otros
múltiples materiales de siloxano monómeros. En la presente memoria,
el término polisiloxano incluirá todos estos materiales polimérico,
oligoméricos, copoliméricos y otros múltiples materiales
monoméricos. Además, el polisiloxano puede ser de cadena lineal, de
cadena ramificada o tener una estructura cíclica.
Materiales polisiloxano preferidos incluyen
aquellos que tienen unidades siloxano monoméricas de la siguiente
estructura:
en donde, R_{1} y R_{2} para
cada unidad monomérica de siloxano puede ser independientemente
cualquier radical alquilo, arilo, alquenilo, alquilarilo,
arilalquilo, cicloalquilo, hidrocarburo halogenado u otro radical.
Estos radicales pueden ser sustituidos o no sustituidos. Los
radicales R_{1} y R_{2} de cualquier unidad monomérica pueden
diferir en cuanto a su funcionalidad con respecto a los de la
siguiente unidad monomérica adyacente. Adicionalmente, los radicales
pueden ser de cadena lineal, de cadena ramificada o tener una
estructura cíclica. Los radicales R_{1} y R_{2} pueden ser,
adicionalmente e independientemente, otras funcionalidades de
silicona, tales como aunque, no de forma limitativa, siloxanos,
polisiloxanos y polisilanos. Los radicales R_{1} y R_{2} pueden
contener también cualquier variedad de funcionalidades orgánicas,
incluyendo, por ejemplo, alcohol, ácido carboxílico y
funcionalidades
amina.
Las siliconas órgano-funcionales
reactivas, especialmente las siliconas con funcionalidad amino son
especialmente preferidas para la presente invención.
Polisiloxanos preferidos incluyen materiales
organopolisiloxano de cadena lineal de la siguiente fórmula
general:
en donde cada radical
R_{1}-R_{9} puede ser independientemente
cualquier radical alquilo C_{1}-C_{10} o arilo
no sustituido y R_{10} cualquier radical alquilo
C_{1}-C_{10} o arilo sustituido. Preferiblemente
cada radical R_{1}-R_{9} es independientemente
cualquier grupo C_{1}-C_{4} no sustituido. Los
expertos en la técnica reconocerán que técnicamente no existe
diferencia si, por ejemplo, R_{9} o R_{10} es el radical
sustituido. Preferiblemente la relación molar entre b y (a + b) es
entre 0 y aproximadamente 20%, más preferiblemente entre 0 y
aproximadamente 10% y con máxima preferencia entre aproximadamente
1% y aproximadamente
5%.
En una realización especialmente preferida,
R_{1} - R_{9} son grupos metilo y R_{10} es un grupo alquilo,
arilo o alquenilo sustituido o no sustituido. Dicho material se
describirá generalmente en la presente memoria como
polidimetilsiloxano que tiene una funcionalidad particular que
pudiera ser apropiada en este caso particular. Polidimetilsiloxano
ilustrativos incluyen, por ejemplo, polidimetilsiloxano que tienen
un radical alquilo R_{10} hidrocarbonado y polidimetilsiloxano que
tienen una o más funcionalidades amino, carboxilo, hidroxilo, éter,
poliéter, aldehído, cetona, amida, éster, tio y/u otras
funcionalidades incluyendo análogos alquilo y alquenilo de dichas
funcionalidades. Por ejemplo, un grupo alquilo con funcionalidad
amino como R_{10} podría ser un polidimetilsiloxano con
funcionalidad amino o un polidimetilsiloxano con funcionalidad
aminoalquilo. La lista ilustrativo de estos polidimetilsiloxanos no
pretende excluir a otros polidimetilsiloxanos no específicamente
citados.
La viscosidad de los polisiloxanos útiles para
esta invención puede variar en la medida en que varía en general la
viscosidad de los polisiloxanos, siempre que el polisiloxano pueda
obtenerse en una forma tal que se pueda aplicar al producto de papel
tisú de la presente invención. Esto incluye, aunque no de forma
limitativa, una viscosidad tan baja como aproximadamente 0,000025
m^{2}/s (25 centistokes) a aproximadamente 20 m^{2}/s
(20.000.000 centistokes) o incluso superior. Los polisiloxanos de
alta viscosidad que son ellos mismos resistentes para ser fluidos
pueden depositarse eficazmente emulsionando con un tensioactivo o
disolución en un vehículo, tal como hexano, mencionados sólo con
fines ilustrativos.
Sin pretender imponer ninguna teoría, se cree que
la eficacia de la ventaja táctil está relacionada con el peso
molecular promedio y que la viscosidad está también relacionada con
el peso molecular promedio. Por tanto, debido a la dificultad de
medir directamente el peso molecular, en la presente invención se
utiliza la viscosidad como el parámetro operativo aparente en cuanto
a impartir suavidad al papel tisú.
Referencias que describen polisiloxanos incluyen
la patente US- 2.826.551, concedida el 11 de marzo de 1958 a Geen;
patente US-3.964.500, concedida el 22 de junio de
1976 a Drakoff; patente US-4.364.837, concedida el
21 de diciembre de 1982 a Pader; patente
US-5.059.282, concedida a Ampulski; patente
US-5.529.665 concedida el 25 de junio de 1996 a
Kaun; patente US-5.552.020 concedida el 3 de
septiembre de 1996 a Smithe y col.; y la patente
GB-849.433, publicada el 28 de septiembre de 1960 a
Wooston. Silicone Compounds (Compuestos de silicona), págs.
181-217, distribuidos por Petrach Systems, Inc.,
contiene una lista exhaustiva y descripción de polisiloxanos en
general.
Las Figuras 1 - 4 se proporcionan para ayudar a
describir la presente invención.
La Figura 1 es una vista lateral elevada de una
disposición impresa que ilustra el método preferido de formación de
los depósitos superficiales uniformes del suavizante químico fijado
permanentemente de la presente invención. El proceso ilustrado en la
Figura 1 aplica el suavizante a una de las superficies del producto
de papel tisú mediante un método de impresión en offset.
En la Figura 1, el suavizante químico líquido, 6,
preferiblemente calentado mediante un medio no mostrado, está
contenido en una pila 5, de forma que el cilindro 4 de gravado
rotatorio, también preferiblemente calentado mediante un medio no
mostrado, se sumerge parcialmente en el suavizante químico líquido
6. El cilindro 4 de grabación tiene una pluralidad de cavidades que
están básicamente vacías de contenido cuando se introducen en la
pila 5, pero que se llenan con suavizante químico 6 a medida que el
cilindro 4 de grabación se sumerge parcialmente en el líquido de la
pila 5 durante la rotación del cilindro. El cilindro 4 de grabación
y su patrón de cavidades se ilustran a continuación en la Figura 4
de modo que la descripción detallada se pospone hasta que se
proporcione en referencia a esa Figura.
Siguiendo con la Figura 1, el exceso de
suavizante químico 6 que se extrae de la pila 5 pero que no se
retiene en las cavidades se elimina mediante una rasqueta 7
dosificadora, la cual pone en contacto el cilindro 4 de grabación en
su superficie exterior, pero que es incapaz de deformarse
significativamente en las cavidades. Por tanto, el suavizante
químico restante del cilindro 4 de grabación reside casi
exclusivamente en las cavidades del cilindro 4 de grabación. Este
suavizante químico restante se transfiere en la forma de depósitos
discretos uniformes a un cilindro 3 aplicador. El cilindro 3
aplicador puede tener cualquiera de una variedad de cubiertas
superficiales que se adaptan al objetivo del proceso. Más comúnmente
el cilindro tendrá una cubierta metálica. El cilindro 4 de grabación
y el cilindro 3 aplicador normalmente funcionarán con interferencia,
dado que tienen una presión de carga que facilita la extracción del
suavizante químico liquido de las cavidades del cilindro 4 de
grabación a medida que pasan sucesivamente por el área 8 formada por
la interferencia del cilindro 4 de grabación y el cilindro 3
aplicador. Habitualmente se prefiere una interferencia o un contacto
real entre las superficies del cilindro en el área 8, pero está
contemplado que determinadas combinaciones de tamaño y forma de las
cavidades y las características fluidas del suavizante químico
permitan la transferencia satisfactoria pasando simplemente los dos
cilindros en una proximidad estrecha. El suavizante químico extraído
en el área 8 del cilindro 4 de grabación al cilindro 3 aplicador
adopta la forma de los depósitos superficiales que corresponden en
tamaño y separación al patrón de cavidades del cilindro 4 de
grabación. Los depósitos de suavizante químico sobre el cilindro 3
aplicador se transfieren a la banda 1 de papel tisú, la cual se
dirige hacia el área 9, un área definida por el punto en el cual el
cilindro 3 aplicador, la banda 1 de papel tisú y el cilindro 2 de
impresión están situados en la vecindad uno de otro. El cilindro 2
de impresión puede tener una variedad de cubiertas superficiales
proporcionada que se adaptan al objetivo del proceso. Más
comúnmente, el cilindro estará cubierto con una cubierta
compresible, como un polímero elastomérico como caucho natural o
sintético. El cilindro 2 de impresión y el cilindro 2 aplicador
normalmente funcionarán sin interferencia. Sólo es necesario que los
cilindros pasen lo suficientemente cerca uno de otro, de modo que
cuando la banda de tisú está presente en el área 9, la banda de tisú
entre en contacto con los depósitos sobresalientes de suavizante
químico en el cilindro 3 aplicador lo suficiente como para hacer que
se transfieran al menos parcialmente del cilindro 3 aplicador a la
banda 1 de tisú. Como la presión de carga entre el cilindro 3
aplicador y el cilindro 2 de impresión tenderá a comprimir la banda
1 de tisú, deberán evitarse los huecos excesivamente pequeños entre
los cilindros con el fin de mantener el espesor o masa de la banda 1
de tisú. Habitualmente no es necesaria una interferencia o contacto
real entre las superficies del cilindro (a través de la banda 1 de
papel tisú) en el área 9, aunque está contemplado que determinadas
combinaciones de patrones y características fluidas del suavizante
químico puedan requerir que los cilindros funcionen en contacto
entre sí. La banda 1 de papel tisú sale por el área 9 conteniendo el
lado 11 depósitos superficiales uniformes de suavizante fijado
permanentemente según el patrón del cilindro 4 de grabación.
La Figura 2 es una vista lateral elevada de una
disposición impresa que ilustra el método preferido de formación de
los depósitos superficiales uniformes del suavizante químico fijado
permanentemente de la presente invención. El proceso ilustrado en la
Figura 2 aplica el suavizante a una superficie del producto de papel
tisú mediante un método de impresión directa.
En la Figura 2, un suavizante químico líquido 15,
preferiblemente calentado mediante un método no mostrado, está
contenido en una pila 14, de modo que dicho cilindro 13 de grabación
rotatorio, también preferiblemente calentado mediante un método no
mostrado, está parcialmente inmerso en el suavizante químico líquido
15. El cilindro 13 de grabación tiene una pluralidad de cavidades
que están básicamente vacías de contenido cuando se introducen en la
pila 14, pero que se llenan con suavizante químico 15 a medida que
el cilindro 13 de grabación se sumerge en la pila 14 a medida que el
cilindro 13 de grabación se sumerge parcialmente con su rotación. El
cilindro 13 de grabación y su patrón de cavidades se ilustran a
continuación en la Figura 4 de modo que la descripción detallada se
pospone hasta que se proporcione en referencia a esa Figura.
Siguiendo con la Figura 2, el exceso de
suavizante químico 15 que se extrae de la pila 14 pero que no se
retiene en las cavidades se elimina mediante una rasqueta 16
dosificadora, la cual pone en contacto el cilindro 13 de grabación
en su superficie exterior, pero que es incapaz de deformarse
significativamente en las cavidades. Por tanto, el suavizante
químico restante del cilindro 13 de grabación reside casi
exclusivamente en las cavidades del cilindro 13 de grabación. Este
suavizante químico restante se transfiere en la forma de depósitos
discretos uniformes a una banda 1 de papel tisú, la cual se dirige
hacia el área 17. La transferencia se produce por que la banda 1 de
tisú se lleva hasta la vecindad del suavizante químico presente en
las cavidades debido a la limitación del cilindro 12 de impresión
respecto al cilindro 13 de grabación en el área 17. El cilindro 12
de impresión puede tener cualquiera de una variedad de cubiertas
superficiales que se adaptan al objetivo del proceso. Más
comúnmente, el cilindro estará cubierto con una cubierta
compresible, como un polímero elastomérico como caucho natural o
sintético. El cilindro 13 de impresión y el cilindro 12 de impresión
normalmente funcionarán con interferencia, es decir, están en
contacto a través de la banda 1 de papel tisú, puesto que tienen una
presión de carga que ayudará a la extracción del suavizante químico
líquido de las cavidades del cilindro 13 de grabación a medida que
pasan sucesivamente por el área 17 formada por la interferencia del
cilindro 13 de grabación, la banda 1 de papel tisú y el cilindro 12
de impresión. Habitualmente se prefiere una interferencia o contacto
real entre las superficies del cilindro transmitidas a través de la
banda 1 de papel tisú en el área 17, pero está contemplado que
determinadas combinaciones de tamaño y forma de las cavidades y las
características fluidas del suavizante químico permitan la
transferencia satisfactoria pasando simplemente los dos cilindros y
la banda de tisú en una estrecha proximidad. La banda 1 de papel
tisú sale por el área 17 conteniendo el lado 18 depósitos
superficiales discretos uniformes de suavizante fijado
permanentemente según el patrón del cilindro 14 de grabación.
La Figura 3 es una vista lateral elevada de una
disposición impresa que ilustra otro método alternativo de formación
de los depósitos superficiales uniformes del suavizante químico
fijado permanentemente de la presente invención. El proceso
ilustrado en la Figura 3 aplica el suavizante a una superficie del
producto de papel tisú mediante un método de impresión en
offset.
En la Figura 3, el suavizante químico líquido 26,
preferiblemente calentado mediante medios que no se muestran, está
contenido en pilas 27, de modo que los cilindros 25 de grabación
rotatorios, también preferiblemente calentados mediante medios que
no se muestran, están parcialmente inmersos en el suavizante químico
26. Los cilindros 25 de grabación tienen una pluralidad de cavidades
que están básicamente vacías de contenido cuando entran en sus
respectivas pilas 27, pero que se llenan con suavizante químico 26 a
medida que se sumergen en las pilas 27 a medida que los cilindros 25
de grabación se sumergen parcialmente con su rotación. Los cilindros
25 de grabación y su patrón de cavidades se ilustran a continuación
en la Figura 4 de modo que la descripción detallada se pospone hasta
que se proporcione en referencia a esa Figura. Los cilindros 25 de
grabación de la Figura 3 tendrán habitualmente un diseño similar,
aunque también pueden variar deliberadamente especialmente en cuanto
al patrón de las cavidades. Se pueden usar diferencias para diseñar
las características del producto entre un lado y otro.
Siguiendo con la Figura 3, el exceso de
suavizante químico 26 que se extrae de las pilas 27 pero que no se
retiene en las cavidades se elimina mediante una rasqueta 28
dosificadora flexible, la cual pone en contacto los cilindros 25 de
grabación en sus superficies exteriores, pero que son incapaces de
deformarse significativamente en las cavidades. Por tanto, el
suavizante químico restante del cilindro 25 de grabación reside casi
exclusivamente en las cavidades de los cilindros 25 de grabación.
Este suavizante químico restante se transfiere en la forma de
depósitos discretos uniformes a cilindros 23 aplicadores. Los
cilindros 23 aplicadores pueden tener cualquiera de una variedad de
cubiertas superficiales que se adaptan al objetivo del proceso. Más
comúnmente, el cilindro estará cubierto con una cubierta
compresible, como un polímero elastomérico como caucho natural o
sintético. Habitualmente, los cilindros 23 serán de naturaleza
similar, pero pueden diferir también para crear características del
producto diferentes entre un lado y otro. Cada par de cilindros 25
de grabación con sus respectivos cilindros 25 de grabación
normalmente funcionarán con interferencia, dado que tienen una
presión de carga entre los pares del cilindro que facilitan la
extracción del suavizante químico líquido de las cavidades de los
cilindros 25 de grabación a medida que pasan sucesivamente por sus
respectivas áreas 24 de interferencia formadas por la interferencia
de los cilindros 25 de grabación con sus respectivos cilindros 23
aplicadores. Habitualmente se prefiere una interferencia o un
contacto real entre las superficies del cilindro en una de ambas
áreas 24, pero está contemplado que determinadas combinaciones de
tamaño y forma de las cavidades y las características fluidas del
suavizante químico permitan la transferencia satisfactoria pasando
simplemente los dos cilindros en una proximidad estrecha. El
suavizante químico extraído de las áreas 24 de los cilindros 25 de
grabación a los cilindros 23 aplicadores adopta la forma de los
depósitos superficiales que corresponden en tamaño y separación al
patrón de cavidades de los cilindros 25 de grabación. Los depósitos
de suavizante químico sobre los cilindros 23 aplicadores se
transfieren a la banda 1 de papel tisú, la cual se dirige hacia el
área 22, a medida que el suavizante químico pasa a través del área
22. El área 22 está formada por los cilindros 23 aplicadores en su
punto más próximo a la banda 1 de papel tisú que pasa entre los
cilindros 23 aplicadores. Los cilindros 23 aplicadores normalmente
funcionarán sin interferencia, es decir, sin tocarse entre sí. Es
necesario que los cilindros pasen lo suficientemente cerca unos de
otros de modo que cuando la banda de tisú esté presente en el área
22, entre en contacto con los depósitos de suavizante químico sobre
cada uno de los cilindros 23 aplicadores, lo suficiente como para
hacer que los depósitos se transfieran al menos parcialmente de los
cilindros 23 aplicadores a la banda 1 de tisú. Como la presión de
carga entre los cilindros 23 aplicadores tenderá a comprimir la
banda 1 de tisú, deberán evitarse los huecos excesivamente pequeños
entre los cilindros con el fin de mantener el espesor o masa de la
banda 1 de tisú. Habitualmente no es necesaria una interferencia o
contacto real entre las superficies del cilindro (a través de la
banda 1 de papel tisú) en el área 22, aunque está contemplado que
determinadas combinaciones de patrones y características fluidas del
suavizante químico puedan requerir que los cilindros funcionen en
contacto entre sí a medida que pasan a través de la banda 1 de tisú.
La banda 1 de papel tisú sale por el área 22 conteniendo los lados
29 depósitos superficiales discretos uniformes de suavizante fijado
permanentemente según el patrón de los cilindros 25 de
grabación.
La Figura 4 es una representación esquemática que
ilustra el detalle de las cavidades para uso en los cilindros de
impresión ilustrados en las Figuras 1, 2 y 3, es decir, el cilindro
4 de grabación de la Figura 1, el cilindro 13 de grabación de la
Figura 2 y los cilindros 25 de grabación de la Figura 3.
Con respecto a la Figura 4, el cilindro 31 de
grabación posee una pluralidad de cavidades denominadas a veces como
celdas. Las cavidades 33 están sobre una superficie 32 cilíndrica
dúctil.
El cilindro 31 puede estar comprendido por una
variedad de materiales. En general, será de naturaleza relativamente
no compresible, como un rodillo metálico o cerámico, aunque también
es posible que posea cubiertas elastoméricas.
Con máxima preferencia, la superficie del
cilindro 31 es cerámica, como óxido de aluminio. Esto permite la
creación de la pluralidad de cavidades gravándolas dirigiendo un
rayo láser intenso sobre la superficie, como se conoce en los
procesos de la industria de impresión.
Un medio alternativo de crear las cavidades del
cilindro 31 es grabarlas electromecánicamente utilizando una
oscilación electrónicamente controlada de una herramienta de corte
con punta de diamante. Si se selecciona este método, lo más
conveniente es recubrir el rollo con cobre hasta que esté grabado y
a continuación aplicar un acabado de cromo fino para proteger la
capa de cobre dúctil.
Un medio alternativo de crear cavidades sobre el
cilindro 31 es grabarlas químicamente utilizando una superficie de
rodillo lábil protegida por una máscara químicamente resistente
fijada a la superficie de los rodillos para evitar el grabado en las
áreas en las que no está previsto que sean cavidades 33. Cuando se
selecciona este método, de nuevo, lo más conveniente es recubrir el
rollo con cobre hasta que esté grabado y a continuación aplicar un
acabo de cromo fino para proteger la capa de cobre dúctil.
Por último, un medio alternativo para crear las
cavidades del cilindro 31 es grabarlas mecánicamente utilizando una
herramienta de corte estriada. Este método permite la más amplia
variedad de materiales de construcción para el cilindro, aunque
existen poca variación posible en los patrones obtenibles.
La distancia de separación 34 de las celdas 33 de
la superficie cilíndrica 32 oscila de cinco cavidades por pulgada a
100 cavidades por pulgada. La geometría de cada celda es
hemisférica.
La Figura 4A proporciona más detalle de las
cavidades preferidas para uso en la presente invención ilustrando
una de las cavidades en un corte transversal. En la Figura 4A, una
superficie 42 del cilindro de grabación contiene una cavidad
hemisférica de un diámetro que oscila de ciento tres micrómetros a
cuatrocientos diez micrómetros.
Se prevé que la pasta de madera en todas sus
variedades comprenda normalmente los papeles tisú con utilidad en
esta invención. Sin embargo, se puede usar otra pasta fibrosa de
celulosa, como hilas de algodón, bagazo, rayón etc., no
renunciándose a ninguna de ellas. Las pastas de madera útiles en la
presente invención incluyen pastas químicas, como pastas mecánicas,
incluyendo por ejemplo, madera triturada, pasta termomecánica (TMP)
y pasta quimio-termomecánica (CTMP). Se pueden usar
pastas derivadas tanto de árboles de hoja caduca como de
coníferas.
Tanto las pastas de madera dura como las pastas
de madera blanda, así como las combinaciones de las dos se pueden
utilizar como fibras para la fabricación del papel tisú de la
presente invención. El término "pastas de madera dura" en la
presente memoria se refiere a pasta fibrosa derivada de la sustancia
leñosa de árboles de hoja caduca (angiospermas), mientras que
"pastas de madera blanda" son pastas fibrosas derivadas de la
sustancia leñosa de coníferas (gimnospermas). Mezclas de pasta Kraft
de madera dura, especialmente eucalipto y de pastas Kraft de madera
blanda del norte son especialmente adecuadas para la fabricación de
bandas de tisú de la presente invención. Una realización preferida
de la presente invención comprende uso de bandas de tisú laminadas
en donde, con máxima preferencia, se utilizan pastas de madera dura
como de eucaliptos para la capa(s) superior y en donde las
pastas Kraft de madera blanda se utilizan para la capa(s)
interior. También son aplicables a la presente invención las fibras
derivadas de papel reciclado, las cuales pueden contener cualquiera
de las categorías anteriores de las fibras.
En una realización preferida de la presente
invención, que utiliza suministros para la fabricación de papel
múltiples, el suministro que contiene las fibras para la fabricación
de papel con las que entrará en la carga en forma de partículas es
fundamentalmente del tipo de madera dura, preferiblemente contiene
menos de al menos aproximadamente 80% de madera dura.
Al suministro acuoso para la fabricación de papel
o a la banda embrionaria se pueden añadir otros materiales para
impartir otras características al producto o para mejorar el proceso
de fabricación del papel siempre que sean compatibles con la química
del suavizante fijado permanentemente y no afecten adversamente a la
suavidad, resistencia o carácter de baja formación de polvo de la
presente invención. Los siguientes materiales están expresamente
incluidos, pero su inclusión no se ofrece por estar todos incluidos.
Se pueden incluir otros materiales siempre que no interfieran ni
contrarresten las ventajas de la presente invención.
Es habitual añadir una especie para controlar la
carga catiónica al proceso de fabricación de papel para controlar el
potencial zeta de la pasta acuosa para la fabricación de papel a
medida que se suministra para el proceso de fabricación de papel.
Estos materiales se usan debido a que la mayoría de los sólidos en
la naturaleza tienen cargas superficiales negativas, incluyendo las
fibras celulósicas y las partículas finas y la mayoría de las cargas
inorgánicas. Una especie para controlar la carga catiónica utilizada
tradicionalmente es el alumbre. Más recientemente, en la técnica, el
control de la carga se hace utilizando polímeros sintéticos de peso
molecular relativamente bajo que tienen preferiblemente un peso
molecular de no más de aproximadamente 500.000 y más preferiblemente
no más de aproximadamente 200.000, o incluso aproximadamente
100.000. Las densidades de carga de dichos polímeros sintéticos
catiónicos de bajo peso molecular son relativamente altas. Estas
densidades de carga oscilan de aproximadamente 4 a aproximadamente 8
equivalentes de nitrógeno catiónico por kilogramo de polímero. Un
material ilustrativo es Cypro 514®, un producto de Cytec, Inc. de
Stamford, CT. El uso de dichos materiales está expresamente
permitido dentro de la práctica de la presente invención.
El uso de un área de elevada superficie, las
micropartículas de alta carga aniónica para los objetivos de mejorar
la formación, drenaje, resistencia y la retención se describe en la
técnica. Véase, por ejemplo, la patente
US-5.221.435, concedida a Smith el 22 de junio de
1993. Los materiales comunes por este fin son sílice coloidal, o
arcilla bentonita. La incorporación de dichos materiales está
expresamente incluida dentro del alcance de la presente
invención.
Si se desea una resistencia permanente, el grupo
de sustancias químicas: incluyendo
poliamida-epiclorhidrina, poliacrilamidas, látices
de estireno-butadieno; polialcohol vinílico
insolubilizado; urea-formaldehido; poletilenimina;
polímeros de quitosán y mezclas de los mismos se pueden añadir a la
pasta para la fabricación de papel o a la banda embrionaria. Las
resinas de poliamida-epiclorhidrina son resinas
catiónicas de resistencia en húmedo que se ha descubierto que son de
especial utilidad. Tipos adecuados de dichas resinas se describen en
la patente US- 3.700.623, concedida el 24 de octubre de 1972 y
3.772.076, concedida el 13 de noviembre de 1973, ambas concedidas a
Keim. Una fuente comercial de resinas de
poliamida-epiclorhidrina útiles es Hercules, Inc. of
Wilmington, Delaware, que comercializa dicha resina con la marca
Kymene557H®.
Muchos productos de papel deben tener una
resistencia limitada cuando se humedecen debido a la necesidad de
eliminarlas por el inodoro o a sistemas de alcantarillado. Si se
imparte resistencia en húmedo a estos productos, se prefiere que sea
una resistencia en húmedo fugaz caracterizada por una disminución de
parte o de toda su potencia cuando está en presencia de agua. Si se
desea una resistencia en agua fugaz, los materiales aglutinantes se
pueden elegir del grupo que consiste en almidón dialdehído u otras
resinas con funcionalidad aldehído, tales como
Co-Bond 1000® comercializada por National Starch and
Chemical Company, Parez 750® comercializada por Cytec of Stamford,
CT y la resina descrita en la patente US-4.981.557
concedida a Bjorkquist el 1 de enero de 1991.
Si se necesita una mayor absorbencia, se pueden
usar tensioactivos para tratar las bandas de papel tisú de la
presente invención. El nivel de tensioactivo, si se utiliza es
preferiblemente de aproximadamente 0,01% a aproximadamente 2,0% en
peso, basado en el peso en seco de la fibra seca del papel tisú. Los
tensioactivos preferiblemente tienen cadenas alquílicas con ocho o
más átomos de carbono. Tensioactivos aniónicos ilustrativos son
alquilsulfonatos lineales y alquilbencenosulfonatos. Tensioactivos
no iónicos ilustrativos son los alquilglucósidos incluyendo ésteres
de alquilglucósido, tales como Crodesta SL-40®, el
cual es comercializado por Croda, Inc. (New York, NY); éteres de
glucósido de alquilo como los descritos en la patente
US-4.011.389, concedida a W. K. Langdon, y col. el 8
de marzo de 1977 y ésteres alquilpolietoxilados, tales como
Pegosperse 200 ML comercializado por Glyco Chemicals, Inc.
(Greenwich, CT) e IGEPAL RC-520® comercializado por
Rhone Poulenc Corporation (Cranbury, NJ).
Aunque la esencia de la presente invención es la
presencia de una composición suavizante química fijada
permanentemente depositada en la forma de depósitos discretos sobre
la superficie de la banda de papel tisú, la invención también
incluye expresamente variaciones en las cuales se añaden suavizantes
químicos como parte del proceso de fabricación de papel. Suavizantes
químicos aceptables comprenden las bien conocidas sales de
dialquildimentilamonio, tales como disebo cloruro de dimetilamonio,
disebo metilsulfato de dimetilamonio, disebo(hidrogenado)
cloruro de dimetilamonio; prefiriéndose el
disebo(hidrogenado) metil sulfato de dimetilamonio. Este
material en particular está comercializado por Witco Chemical
Company Inc. de Dublín, Ohio con el nombre comercial Varisoft 137®.
También se pueden usar variaciones mono y diéster biodegradables del
compuesto de amonio cuaternario y están dentro del alcance de la
presente invención.
La lista anterior de aditivos químicos opcionales
está previsto que sea solamente de naturaleza ilustrativa y no se
pretende que limite el alcance de la invención.
Las bandas de papel tisú fabricadas según la
presente invención tienen un peso base de entre 10 g/m^{2} y
aproximadamente 100 g/m^{2}. En su realización preferida el papel
tisú no crepado con cargas fabricado mediante la presente invención
tiene un peso base de entre aproximadamente 10 g/m^{2} y
aproximadamente 50 g/m^{2} y, con máxima preferencia, entre
aproximadamente 10 g/m^{2} y aproximadamente 30 g/m^{2}. Las
bandas de papel tisú no crepado preparadas mediante la presente
invención poseen una densidad de aproximadamente 0,60 g/cm^{3} o
menos. En su realización preferida, el papel no crepado con carta de
la presente invención tiene una densidad de entre aproximadamente
0,03 g/cm^{3} y aproximadamente 0,6 g/cm^{3} y, con máxima
preferencia, entre aproximadamente 0,05 g/cm^{3} y 0,2
g/cm^{3}.
La presente invención es además aplicable a la
producción de bandas de papel tisú multicapa. Estructuras de tisú
multicapa y métodos de formación de estructuras de tisú multicapa se
describen en la patente US-3.994.771, Morgan, Jr. y
col. concedida el 30 de noviembre de 1976, patente
US-4.300.981, Carstens, concedida el 17 de noviembre
de 1981, patente US-4.166.001, Dunning y col.,
concedida el 28 de agosto de 1979 y la publicación núm.
EP-0 613 979 A1, Edwards y col., publicada el 7 de
septiembre de 1994. Las capas están preferiblemente compuestas de
diferentes tipos de fibra, siendo las fibras de madera blanda de
forma típica relativamente largas como las utilizadas en la
fabricación de papel tisú multicapa. Las bandas de papel tisú
multicapa resultantes de la presente invención comprenden al menos
dos capas superpuestas, una capa interior y al menos una capa
exterior contigua a la capa interior. Preferiblemente, los papeles
tisú multicapa comprenden tres capas superpuestas, una capa interior
o capa central y dos capas exteriores, localizándose la capa
interior entre las dos capas exteriores. Las dos capas exteriores
preferiblemente comprenden un constituyente filamentoso primario de
fibras para la fabricación de papel relativamente corto que tiene
una longitud de fibra entre aproximadamente 0,5 y aproximadamente
1,5 mm, preferiblemente menos de aproximadamente 1,0 mm. Estas
fibras para la fabricación de papel comprenden de forma típica
fibras de madera dura, preferiblemente fibras Kraft de madera dura y
con máxima preferencia derivadas de eucaliptus. La capa interior
preferiblemente comprende un constituyente filamentoso primario de
fibras para la fabricación de papel relativamente largo que tiene
una longitud de fibra de al menos aproximadamente 2,0 mm. Estas
fibras largas para la fabricación de papel son de forma típica
fibras de madera blanda, preferiblemente, fibras Kraft de madera
blanda del norte. Preferiblemente, la mayoría de las cargas en forma
de partículas de la presente invención está contenida en al menos
una de las capas exteriores de la banda de papel tisú multicapa de
la presente invención. Más preferiblemente, la mayoría de la carga
en forma de partículas de la presente invención está contenida en
ambas capas exteriores.
Los productos de papel tisú fabricados a partir
de bandas de papel tisú no crepado monocapa o multicapa pueden ser
productos de tisú monohoja o productos de papel tisú multihoja.
En la práctica típica de la presente invención,
se proporciona una pasta acuosa de baja consistencia en una caja de
entrada presurizada. La caja de entrada tiene una abertura para
dispensar un depósito fino de pasta acuosa sobre la cara tela de la
Fourdrinier para formar una banda húmeda. De la banda se deseca de
forma típica hasta una consistencia de la fibra de entre
aproximadamente 7% y aproximadamente 25% (como peso total de la
banda) mediante desecación en vacío.
Para preparar productos de papel tisú con
utilidad en la presente invención, se deposita una pasta acuosa para
la fabricación de papel sobre una superficie porosa para formar una
banda embrionaria. El alcance de la invención también incluye
procesos para la fabricación del producto de papel tisú mediante la
formación de múltiples capas de papel en las cuales se forman
preferiblemente dos o más capas de pasta acuosa a partir de la
deposición de corrientes separadas de las suspensiones acuosas de
fibra diluida, por ejemplo, en una caja de entrada multicanal. Las
capas están preferiblemente compuestas de diferentes tipos de fibra,
siendo las fibras de forma típica fibra de madera blanda
relativamente largas y fibras de madera dura relativamente cortas
como las que se usan en la fabricación de papel tisú multicapa. Si
las capas individuales están inicialmente formadas sobre telas
separadas, las capas se combinan posteriormente para formar una
banda de papel tisú multicapa. Las fibras para la fabricación de
papel están preferiblemente compuestas de diferentes tipo de fibra,
siendo las fibras de forma típica fibras de madera blanca
relativamente largas y fibras de madera dura relativamente cortas.
Más preferiblemente, las fibras de madera dura comprenden al menos
aproximadamente 50% y dichas fibras de madera blanda comprenden al
menos aproximadamente 10% de dichas fibras para la fabricación de
papel.
El término "resistencia" en la presente
memoria se refiere a la resistencia a la tracción total específica,
el método de determinación para esta medida está incluido en una
sección posterior de esta memoria descriptiva. Las bandas de papel
tisú según la presente invención son resistentes. Esto quiere decir
generalmente que su resistencia a la tracción total específica es al
menos aproximadamente 200 metros, más preferiblemente más de
aproximadamente 300 metros.
Los términos "deshilachados" y "polvo"
se utilizan indistintamente en la presente memoria y se refieren a
la tendencia de una banda de papel tisú a liberar fibras o cargas en
forma de partículas medido en un test de abrasión controlada, cuya
metodología se detalla en una sección posterior de esta memoria
descriptiva. Los deshilachados y el polvo están relacionados con la
resistencia, ya que la tendencia a liberar fibra o partícula está
directamente relacionada con el grado en el cual dichas fibras o
partículas están ancladas a la estructura. A medida que aumenta el
nivel de anclaje, aumenta la resistencia. Sin embargo, es posible
tener un nivel de resistencia que se considera como aceptable, pero
que tiene un nivel inaceptable de deshilachado o polvo. Esto se debe
a que el deshilachado o el polvo pueden estar localizados. Por
ejemplo, la superficie de una banda de papel tisú puede tener
tendencia al deshilachado o polvo, mientras que el grado de ligado
por detrás de la superficie puede ser suficiente para aumentar el
nivel general de resistencia hasta niveles bastante aceptables. En
otro caso, la resistencia puede proceder de un esqueleto de fibras
para la fabricación de papel, mientras que las fibras finas o la
carga en forma de partículas puede estar suficientemente unida
dentro de la estructura. La banda de papel tisú de la presente
invención tiene un nivel bajo de deshilachados. Son preferibles
niveles de deshilachados por debajo de aproximadamente 12, son aún
más preferidos por encima de aproximadamente 10.
Las bandas de papel tisú multicapa de la presente
invención pueden utilizarse en cualquier aplicación en los que se
requieran bandas de papel tisú blandas absorbentes multicapa. Usos
especialmente ventajosos de la banda de papel tisú multicapa de esta
invención son los productos de papel higiénico y el papel tisú
facial. A partir de las bandas de la presente invención se pueden
producir tanto productos de papel tisú monohoja como multihoja.
La densidad del papel tisú multicapa, tal y como
se utiliza este término en la presente memoria, es la densidad
promedio calculada como peso base de ese papel dividido por el
calibre, incorporándose en la misma las conversiones adecuadas de la
unidad. El calibre del papel tisú multicapa, en la presente memoria,
es el espesor del papel cuando se somete a una carga compresiva de
15,5 g/cm^{2} (95 g/pulgada^{2}).
La cantidad de deshilachados generados de un
producto tisú se determina con el Sutherland Rub Tester (instrumento
de medición de la resistencia a la abrasión y rayado). Ese
instrumento está impulsado por un motor que frota un fieltro con un
peso 5 veces sobre el papel higiénico. El valor Color Hunter L se
mide antes y después del test de abrasión. La diferencia entre dos
valores de Color Hunter L se calcula como el valor de
deshilachados.
Antes de realizar el test de abrasión de
deshilachados, las muestras de papel a ensayar se acondicionan según
el Método Tappi #T402OM-88. Aquí, las muestras se
preacondicionan durante 24 horas a un nivel de humedad relativa de
10 a 35% y dentro de un intervalo de temperatura de 22 a 40ºC.
Después de esta etapa de preacondicionamiento, las muestras deberían
acondicionarse durante 24 horas a una humedad relativa de 48 a 52% y
dentro de un intervalo de temperatura de 22 a 24ºC. Este ensayo de
abrasión deberá realizarse dentro de los límites de la temperatura y
humedad ambiental constante.
El Sutherland Rub Tester puede adquirirse en
Testing Machines, Inc. (Amityville, NY, 11701). El tisú se prepara
primero eliminando y desechando cualquier producto que pudiera haber
sido desgastado durante la manipulación, p. ej. en el exterior del
rodillo. Para el producto terminado multihoja, se eliminan tres
secciones, conteniendo cada una de ellas dos hojas del producto
multihoja y se sitúan en la mesa estacionaria. Para el producto
monohoja, se extraen seis secciones que contienen cada una de ellas
dos hojas del producto monohoja y se sitúan sobre la mesa
estacionaria. Cada muestra se pliega a continuación por la mitad, de
modo que el pliegue vaya a lo largo de la dirección transversal (DT)
de la muestra de tisú. Para el producto multihoja, asegúrese de que
una de las caras que queda hacia fuera es la misma cara que queda
hacia fuera después de plegar la muestra. En otras palabras, no
separe las hojas entre sí y haga el test de abrasión en las caras
que se enfrentan en el interior del producto. Para el producto
monohoja, prepare 3 muestras con la cara tela hacia fuera y 3 con la
cara no tela hacia fuera. Controle qué muestras son la cara tela y
cuáles son la cara no tela.
Obtenga un trozo de 76 cm X 102 cm (30'' X 40'')
de cartón Crescent #300 de Cordage Inc. (800 E. Ross Road,
Cincinnati, Ohio, 45217). Utilizando un cortador de papel, recorte
seis trozos de cartón de dimensiones de 6,4 cm X 15 cm (2,5'' X
6''). Pinche dos agujeros en cada una de las seis láminas forzando
el cartón en los pasadores de sujeción del Sutherland Rub
tester.
Si se trabaja con un producto acabado monohoja,
centre cuidadosamente cada uno de los trozos de cartón de 6,4 cm X
15 cm (2,5'' X 6'') sobre la parte superior de las seis muestras
previamente dobladas. Asegúrese de que la dimensión de 15 cm (6'')
del cartón corre paralela a la dirección de la máquina (DM) de cada
una de las muestras de tisú. Si se trabaja con un producto terminado
multihoja, sólo se necesitarán tres trozos del cartón de 6,4 cm X 15
cm (2,5'' X 6''). Centre y sitúe cuidadosamente cada uno de los
trozos de cartón en la parte superior de las tres muestras
previamente plegadas. De nuevo, asegúrese de que la dimensión de 15
cm (6'') del cartón transcurre paralela a la dirección de la máquina
(MD) de cada una de las muestras de tisú.
Pliegue un borde de la parte expuesta de la
muestra de tisú sobre la parte posterior del cartón. Fije este borde
al cartón con cinta adhesiva adquirida en 3M Inc. (2 cm (3/4'') de
ancho Scotch Brand, St. Paul, MN). Agarre cuidadosamente el borde
del tisú que sobresale y pliéguelo ajustándolo sobre la parte
posterior del cartón. Mientras mantiene perfectamente ajustado el
papel sobre el tablero, sujete con cinta adhesiva este segundo borde
a la parte posterior del cartón. Repita este procedimiento para cada
muestra.
Dé la vuelta a cada muestra y sujete con cinta
adhesiva el borde en dirección transversal del papel tisú al cartón.
Una mitad de la cinta adhesiva debería estar en contacto con el
papel tisú mientras que la otra mitad se adhiere al cartón. Repita
este procedimiento para cada una de las muestras. Si la muestra de
tisú se rompe, rasga o se deshilacha en algún momento durante el
transcurso de este procedimiento de preparación de la muestra,
deseche y prepare una nueva muestra con una nueva tira de muestra de
tisú.
Si se trabaja con un producto convertido
multihoja, habrá ahora 3 muestras sobre el cartón. Para un producto
terminado monohoja, habrá ahora 3 muestras con la cara tela hacia
fuera en el cartón y 3 muestras sin la cara tela hacia fuera en el
cartón.
Obtenga un trozo de 76 cm X 102 cm (30'' X 40'')
de cartón Crescent #300 de Cordage Inc. (800 E. Ross Road,
Cincinnati, Ohio, 45217). Utilizando un cortador de papel, recorte
seis trozos de cartón de dimensiones de 5,715 X 18,4 cm (2,25'' X
7,25''). Dibuje dos líneas paralelas a la dimensión corta y hacia
abajo 2,86 cm (1,125'') desde los bordes situados más arriba y más
abajo de la cara blanca del cartón. Marque cuidadosamente la
longitud de la línea con una cuchilla de afeitar utilizando un borde
recto como guía. Márquelo hasta una profundidad de aproximadamente
la mitad a través del espesor de la hoja. Este marcado permite a la
combinación cartón/fieltro fijarse firmemente alrededor del peso del
Sutherland Rub tester. Dibuje una flecha que transcurra paralela a
la dimensión larga del cartón en esta cara marcada del cartón.
Corte los seis trozos de fieltro negro
(F-55 o equivalente de New England Gasket, 550 Broad
Street, Bristol, CT 06010) con unas dimensiones de 5,715 X 21,59 X
0,16 cm (2,25'' X 8,5'' X 0,0625''). Coloque el fieltro sobre la
parte superior de la cara verde no marcada del cartón, de manera que
los bordes largos del fieltro y del cartón estén paralelos y
alineados. Cerciórese de que la cara esponjosa del fieltro mira
hacia fuera. Deje que sobresalgan aproximadamente 1,27 cm (0,5'') de
los bordes situados más hacia arriba y más hacia abajo del cartón.
Doble fuertemente ambos extremos de fieltro que sobresalen sobre la
parte posterior del cartón con cinta de la marca Scotch. Prepare un
total de seis de estas combinaciones de fieltro/cartón.
Para una mejor reproducibilidad, todas las
muestras deberán procesarse con el mismo lote de fieltro.
Obviamente, existen ocasiones en las que un único lote de fieltro se
acaba completamente. En aquellos casos en los que hay que usar un
nuevo lote de fieltro, deberá determinarse un factor de corrección
para el nuevo lote de fieltro. Para determinar el factor de
corrección, obtenga una única muestra de tisú representativa y
suficiente fieltro para fabricar 24 muestras de cartón/fieltro para
los lotes nuevos y viejos.
Como se describirá más abajo y antes de realizar
cualquier frotado, obtenga las lecturas Hunter L para cada una de
las 24 muestras de cartón/fieltro de los nuevos y de los viejos
lotes de fieltro. Calcule los promedios de 24 muestras de
cartón/fieltro del lote viejo y las 24 muestras de cartón/fieltro
del nuevo lote.
A continuación frote los 24 tableros de
cartón/fieltro del nuevo lote y los 24 tableros de cartón/fieltro
del lote viejo como se describirá más abajo. Cerciórese de que se
utiliza el mismo número de lote de tisú para cada una de las 24
muestras para los lotes viejos y nuevos. Además, el muestreo del
papel en la preparación de las muestras de cartón/tisú deberá
hacerse de manera que el nuevo lote de fieltro y el viejo lote de
fieltro se expongan de la manera más representativa posible de una
muestra de tisú. Para el caso de un producto de tisú monohoja,
deseche cualquier producto que pudiera haber sido dañado o
desgastado. A continuación, obtenga 48 tiras de tisú, cada una de
ellas con la longitud de dos unidades utilizables (también
denominadas hojas). Coloque la primera de las dos tiras unitarias
utilizables en el extremo izquierdo más alejado de la mesa del
laboratorio y la última de las 48 muestras en la parte derecha más
alejada de la mesa. Marque la muestra del extremo izquierdo más
alejado con el número "1" en un área de 1 cm por 1 cm de la
esquina de la muestra. Continúe marcando las muestras
consecutivamente hasta 48 de modo que la última muestra del extremo
derecho más alejado tenga el número 48.
Utilice las 24 muestras con números impares para
el fieltro nuevo y las 24 muestras con números pares para el fieltro
viejo. Ordene las muestras con números impares de la más baja a la
más alta. Ordene las muestras con números pares de la más baja a la
más alta. Ahora, marque el número más bajo de cada grupo con una
letra "W". Marque el siguiente número más alto con la letra
"N". Continúe marcando las muestras siguiendo este patrón
alternante "W"/"N". Utilice las muestras "W" para los
análisis de deshilachados de la cara tela y las muestras "N"
para los análisis de deshilachados de la cara no tela. Para el
producto monohoja, hay ahora un total de 24 muestras para el nuevo
lote de fieltro y para el viejo lote de fieltro. De estas 24, doce
son para el análisis de deshilachados de la cara tela y 12 son para
el análisis de deshilachados de la cara no tela.
Frote y mida los valores Color L Hunter para las
24 muestras del fieltro viejo como se describe más abajo. Registre
los 12 valores Color L Hunter de la cara tela del fieltro viejo.
Haga el promedio de los 12 valores. Registre los valores Color L
Hunter de las 12 caras no tela para el fieltro viejo. Haga el
promedio de los 12 valores. Reste el promedio inicial de la lectura
del Color L Hunter del fieltro no frotado de la lectura del Color L
Hunter de las muestras frotadas de la cara tela. Esta es la
diferencia promedio delta de las muestras cara tela. Reste el
promedio de la lectura del Color L Hunter del fieltro no frotado de
la lectura promedio de la lectura del Color L Hunter de las muestras
frotadas de la cara no tela. Esta es la diferencia promedio delta
para las muestras de la cara no tela. Calcule la suma de la
diferencia promedio delta de la cara tela y la diferencia promedio
delta de la cara no tela y divida la suma por 2. Este es el valor de
deshilachados no corregido para el fieltro viejo. Si existe un
factor de corrección actual para el fieltro viejo, añádalo al valor
de deshilachados del fieltro viejo. Este valor es el valor de
deshilachados corregido para el fieltro viejo.
Frote y mida los valores Color L Hunter de las 24
muestras del fieltro nuevo como se describe a continuación. Registre
los 12 valores Color L Hunter de la cara tela del fieltro nuevo.
Haga el promedio de los 12 valores. Registre los 12 valores Color L
Hunter de la cara no tela del fieltro nuevo. Haga el promedio de los
12 valores. Reste el promedio de la lectura inicial del Color L
Hunter del fieltro no frotado del promedio de la lectura del Color L
Hunter de las muestras frotadas de la cara fieltro. Esta es la
diferencia promedio delta para las muestras de la cara tela. Reste
la lectura promedio inicial del Color L Hunter del fieltro no
frotado del promedio de la lectura del Color L Hunter de las
muestras frotadas de la cara no tela. Este es la diferencia promedio
delta para las muestras de la cara no tela. Calcule la suma del
promedio de la diferencia delta para la cara tela y el promedio de
la diferencia para la cara no tela y divida esta suma por 2. Este es
el valor de deshilachados no corregido para el fieltro nuevo.
Tome la diferencia entre el valor de
deshilachados corregido del fieltro viejo y el valor de
deshilachados no corregido para el fieltro nuevo. Esa diferencia es
el factor de corrección del fieltro para el lote nuevo de
fieltro.
La suma de este factor de corrección del fieltro
al valor de deshilachados no corregido para el fieltro nuevo debería
ser idéntica al valor de deshilachados del fieltro viejo.
El mismo tipo de procedimiento se aplica al
producto tisú de dos hojas con 24 muestras procesadas para el
fieltro viejo y 24 procesadas para el fieltro nuevo. Pero, sólo las
capas externas usadas por el consumidor de las hojas se ensayan para
determinar la abrasión. Como se ha señalado más arriba, asegúrese de
que las muestras se preparan de tal manera que se obtiene una
muestra representativa para los fieltros viejos y nuevos.
El peso de 1,8 kg (cuatro libras) tiene 10,6 cm
cuadrados (cuatro pulgadas cuadradas) de área de contacto efectiva y
que proporciona una presión de contacto de 6,9 kPa (una libra por
pulgada cuadrada). Dado que la presión de contacto se puede cambiar
por alteración de las almohadillas de caucho montadas sobe la cara
del peso, es importante utilizar sólo las almohadillas de caucho
suministradas por el fabricante (Brown Inc., Mechanical Services
Department, Kalamazoo, MI). Estas almohadillas deberán sustituirse
si se endurecen, desgastan o se abren.
Cuando no se utilice, el peso deberá estar
colocado de tal manera que las almohadillas no están soportando el
peso total del peso. Es mejor guardar el peso de lado.
Antes de su uso hay que calibrar el Sutherland
Rub Tester. En primer lugar, encienda el Sutherland Rub Tester
moviendo el interruptor del analizador hasta la posición
"cont". Cuando el brazo del analizador esté en su posición más
cercana al usuario, mueva el interruptor del analizador hasta la
posición "auto". Ajuste el analizador para que haga 5 pasadas
moviendo el brazo indicador sobre el dial grande hasta la posición
"cinco". Una pasada es un movimiento único y completo hacia
delante y en sentido inverso del peso. El extremo del bloque de
frotado debería estar en la posición más cercana al usuario al
inicio y al final de cada ensayo.
Prepare una muestra de papel tisú sobre una
muestra de cartón como se ha descrito más arriba. Además, prepare un
fieltro sobre una muestra de cartón como se ha descrito más arriba.
Ambas muestras se utilizarán para la calibración del instrumento y
no se utilizarán para la captación de los datos de las muestras
reales.
Coloque esta muestra de tisú para calibración en
la placa base del analizador deslizando los orificios del tablero
sobre los pasadores de sujeción. Los pasadores de sujeción evitan
que la muestra se mueva durante el ensayo. Sujete la muestra
fieltro/cartón para calibración sobre el peso de 1,8 kg (cuatro
libras) con la cara del cartón en contacto con las almohadillas del
peso. Asegúrese de la combinación cartón/fieltro está plana respecto
al peso. Enganche este peso sobre el brazo analizador y coloque
suavemente la muestra de tisú por debajo de la combinación
peso/fieltro. El extremo más cercano al operador deberá estar por
encima del cartón de la muestra de tisú y no la propia muestra de
tisú. El fieltro deberá estar plano sobre la muestra de tisú y
deberá estar 100% en contacto con la superficie de tisú. Active el
analizador apretando el botón "push".
Cuente el número de pasadas y observe y tome nota
mental de la posición de inicio y parada del peso cubierto por el
fieltro en relación con la muestra. Si el número total de pasadas es
cinco y si el extremo del peso cubierto por el fieltro más cercano
al operador está sobre el cartón de la muestra de tisú al inicio y
al final de este ensayo, el analizador está calibrado y listo para
usar. Si el número total de pasadas no es de cinco o si el final del
peso cubierto por el fieltro más cercano al operador está por encima
de la muestra de papel tisú actual al inicio y al final del ensayo,
repita este procedimiento de calibración hasta contar 5 pasadas y el
extremo del peso cubierto por el fieltro más cercano al operador
está situado sobre el cartón tanto al inicio como al final del
ensayo.
Durante el ensayo actual de las muestras,
controle y observe el número de pasadas y el punto de inicio y
parada del peso cubierto por el fieltro. Calibre de nuevo cuando sea
necesario.
Ajuste el colorímetro Hunter para las placas
estándar blanca y negra según los procedimientos descritos en el
manual de instrucciones del instrumento. Haga el control de
estabilidad para la estandarización así como el control de
estabilidad del color diariamente si no se ha hecho durante las
últimas ocho horas. Además, deberá comprobarse la reflectancia cero
y reajustar en caso necesario.
Coloque la placa estándar sobre la montura para
la muestra debajo del orificio del instrumento. Libere la montura
para la muestra y deje que la placa de la muestra suba por detrás
del orifico de la muestra.
Utilizando los botones de estandarización
"L-Y", "a-X" y
"b-Z", ajuste el instrumento para leer los
Valores de la Placa Blanca Estándar de "L", "a" y "b"
cuando los botones "L", "a" y "b" estén a su vez
pulsados.
La primera etapa en la medición de deshilachados
es medir los valores del color Hunter de las muestras fieltro/cartón
negras antes de frotarlas sobre el papel higiénico. La primera etapa
en esta medición es descender la placa blanca estándar del
colorímetro Hunter. Centre un cartón cubierto de fieltro, con la
flecha señalando hacia la parte posterior del colorímetro, situado
en la parte superior de la placa estándar. Libere la montura de la
muestra, dejando que el cartón cubierto de fieltro suba por debajo
del orificio de la muestra.
Dado que la anchura del fieltro es sólo
ligeramente mayor que el diámetro del área de visualización,
asegúrese de que el fieltro cubre completamente el área de visión.
Después de confirmar la cobertura completa, apriete el botón L y
espere a que la lectura se estabilice. Lea y registre este valor L
hasta la unidad 0,1 más próxima.
Si se utiliza una cabeza D25D2A, baje el cartón
cubierto de fieltro y la placa, gire el cartón cubierto de fieltro
90 grados de modo que la flecha señale hasta la parte de la derecha
del colorímetro. A continuación, libre la montura de la muestra y
compruebe una vez más para asegurarse de que el área de
visualización está completamente cubierta por el fieltro. Apriete el
botón L. Lea y registre este valor hasta la unidad 0,1 más cercana.
Para la unidad D25D2M, el valor registrado es el valor Color L
Hunter. Para la cabeza D25D2A, donde también se ha registrado una
lectura de la muestra rotada, el valor del Color L Hunter es el
promedio de los dos valore registrados.
Medición de los valores Color L Hunter para todos
los cartones cubiertos por el fieltro utilizando esta técnica. Si
los valores Color L Hunter difieren en más de 0,3 unidades entre sí,
haga el promedio para obtener la lectura L inicial. Si los valores
del Color L Hunter difieren todos ellos en más de 0,3 unidades entre
sí, deseche dichas combinaciones fieltro/cartón por estar fuera del
límite. Prepare nuevas muestras y repita la medición del Color L
Hunter hasta que todas las muestras no difieran entre sí más de 0,3
unidades.
Para la medición de las combinaciones actuales
papel tisú/cartón, coloque la combinación muestra de tisú/cartón
sobre la placa base del analizador deslizando los orificios del
tablero sobre los pasadores de sujeción. Los pasadores de sujeción
evitan que la muestra se mueva durante el ensayo. Sujete la muestra
fieltro/cartón para calibración sobre el peso de 1,8 kg (cuatro
libras) con la cara del cartón en contacto con las almohadillas del
peso. Asegúrese de que la combinación cartón/fieltro está plana con
respecto al peso. Enganche este peso sobre el brazo del analizador y
coloque suavemente la muestra de tisú por debajo de la combinación
peso/fieltro. El extremo del peso más cercano al operador debe estar
por encima del cartón de la muestra de tisú y no la propia muestra
de tisú. El fieltro debe estar plano sobre la muestra de tejido y
debe estar 100% en contacto con la superficie de tisú.
A continuación, active el analizador apretando el
botón "push". Al final de las cinco pasadas, el analizador se
detendrá automáticamente. Anote la posición de parada del peso
cubierto por el cartón en relación con la muestra. Si el extremo del
peso cubierto por el fieltro que está hacia el operador está por
encima del cartón, el analizador está funcionando adecuadamente. Si
el extremo del peso cubierto por el fieltro situado hacia el
operador está sobre la muestra, no tenga en cuenta esta medida y
calibre de nuevo como se ha descrito más arriba en la sección de
Calibración del Sutherland Rub Tester.
Saque el peso con el cartón cubierto por el
fieltro. Inspeccione la muestra de tisú. Si está desgarrada, deseche
el fieltro y el tisú y empiece de nuevo. Si la muestra de tisú está
intacta, saque el cartón cubierto por el fieltro del peso. Determine
el valor del Color L Hunter en el cartón cubierto con el fieltro
como se ha descrito anteriormente para los fieltros blanco. Registre
las lecturas del Color L Hunter del fieltro después del frotado.
Frote, mida y registre los valores del Color L Hunter para todas las
pruebas restantes.
Después de haber medido todos los tisú, saque y
deseche todos los fieltros. Las tiras de fieltro no se vuelven a
utilizar. Los cartones se utilizan hasta que estén doblados, rotos,
flojos o ya no tengan una superficie lisa.
Determine los valores delta L restando el
promedio de la lectura L inicial hallado para los fieltros no
utilizados de cada uno de los valores medidos para la cara tela y la
cara no tela de la muestra. Recuerde, que el producto multihoja sólo
se frotará por una cara del papel. Por lo tanto, se obtendrán tres
valores delta L para el producto multihoja. Haga el promedio de los
tres valores delta L y reste el factor del fieltro de este promedio
final. Este resultado final se califica como el valor de
deshilachados para el producto bihoja.
Para el producto monohoja, en donde se obtienen
mediciones en la cara tela y la cara no tela, reste el promedio de
la lectura inicial L hallado para los fieltros no usados de cada una
de las tres lecturas L de la cara tela y cada una de las tres
lecturas L de la cara no tela. Calcule el promedio delta para los
tres valores de la cara tela. Calcule el promedio delta para los
tres valores de la cara no tela. Reste el factor del fieltro de cada
uno de estos promedios. Los resultados finales se califican como un
valor de deshilachados para la cara no tela y un valor de
deshilachados para la cara tela del producto monohoja. Tomando el
promedio de estos dos valores, se obtiene un valor de deshilachados
final para todo el producto monohoja.
Idealmente, antes de realizar el ensayo de
suavidad, las muestras de papel a ensayar deberán acondicionarse
según el método Tappi #T402OM-88. Aquí, las muestras
se preacondicionan durante 24 horas a un nivel de humedad relativa
del 10 al 35% y dentro de un intervalo de temperatura de 22 a 40ºC.
Después de esta etapa de preacondicionamiento, las muestras deberían
acondicionarse durante 24 horas a una humedad relativa de 48 a 52% y
dentro de un intervalo de temperatura de 22 a 24ºC.
Idealmente, el ensayo de panel de suavidad
debería tener lugar dentro de los límites de una temperatura y
humedad ambiental constante. Si esto no es factible, todas las
muestras, incluyendo los controles, deberían estar expuestas a unas
condiciones de exposición ambiental idénticas.
El ensayo de suavidad se realiza como una
comparación pareada en una forma similar a la descrita en el
"Manual on Sensory Testing Methods", ASTM Special Technical
Publication 434, publicado por la Sociedad Americana para Ensayo y
Materiales en 1968. La suavidad se evalúa mediante un ensayo
subjetivo utilizando el ensayo conocido como Prueba de Diferencia
Pareada. El método utiliza un patrón externo al propio material de
ensayo. Para la suavidad táctilmente, se presentan dos muestras, de
tal manera que el sujeto no puede ver las muestras y se pide al
sujeto que elija una de ellas según la suavidad táctil. El resultado
del ensayo se expresa en lo que se conoce como Unidad de Puntuación
del Panel (UPP). Con respecto al ensayo de suavidad para obtener los
datos de suavidad en la presente invención en PSU, se realizan un
número de ensayos de suavidad por un panel. En cada ensayo, se le
pide a diez personas expertas en valorar la suavidad que puntúen la
suavidad relativa de los tres grupos de muestras pareadas. De los
pares de muestras, cada miembro del jurado evalúa cada vez un par de
muestras: una muestra de cada par se denomina X y la otra Y.
Brevemente, cada muestra X se califica frente a su muestra pareada Y
de la siguiente forma:
- 1.
- se da una puntuación de más uno si se considera que X es un poco más suave que Y, y una puntuación de menos uno si se considera que Y es un poco más suave que X;
- 2.
- una puntuación de más 2 si se considera que X es más suave que Y, y una puntuación de menos dos si se considera que Y es más suave que X;
- 3.
- una calificación de más tres si se considera que X es bastante más suave que Y, y una puntuación de menos 3 si se considera que Y es bastante más suave que X, y por último;
- 4.
- una puntuación de más cuatro si se considera que X es mucho más suave que Y, y una puntuación de menos 4 si se considera que Y es mucho más suave que X.
Se hace el promedio de los puntos y el valor
resultante está en unidades de PSU. Los datos resultantes se
consideran como los resultados del ensayo de un panel. Si se evalúa
más de una muestra, entonces todos los pares de muestra se ordenan
por rangos según sus puntuaciones mediante el análisis estadístico
pareado. A continuación, el valor del rango se desplaza hacia arriba
o hacia abajo según el caso para dar un valor PSU cero, el cual será
el patrón de base cero para cualquier muestra elegida. El resto de
las muestras tendrán valores más o menos, según se determine por sus
puntuaciones relativas con respecto al patrón de base cero. El
número de ensayos por panel realizados y promediados es tal, que
aproximadamente 0,2 PSU representa una diferencia significativa en
la suavidad percibida subjetivamente.
La resistencia a la tracción se determina en
tiras de muestra de 2,54 cm (una pulgada) de ancho utilizando un
analizador de la tracción estándar Thwing-Albert
Intelect II (Thwing-Albert Instrument Co., 10960
Dutton Rd., Philadelphia, PA, 19154). Este método está previsto para
su uso en productos acabados de papel, muestras de rollos y
materiales sin convertir.
Antes de realizar el ensayo de tracción, las
muestras de papel a ensayar deberán acondicionarse según el método
de Tappi #T402OM-88. Todos los materiales de
envasado de plástico y cartón deberán retirarse con cuidados de las
muestras de papel antes del ensayo. Las muestras de papel deberán
acondicionarse durante al menos 2 horas a una humedad relativa de 48
a 52% y dentro de un intervalo de temperatura de 22 a 24ºC. La
preparación de la muestra y todos los aspectos del ensayo de
tracción deberán por lo tanto tener lugar dentro de los límites de
una temperatura y humedad ambiental constante.
Para el producto terminado, deseche todo producto
dañado. A continuación, extraiga 5 tiras de unidades reutilizables
(también denominadas hojas) y apílelas una sobre otra formando una
pila larga haciendo coincidir las perforaciones entre las hojas.
Identifique las hojas 1 y 3 para las mediciones de la tracción en la
dirección de la máquina y las hojas 2 y 4 para las mediciones en la
dirección transversal a la máquina. A continuación, corte la línea
de perforación utilizando un cortador de papel
(JDC-1-10 o
JDC-1-12 con un escudo de seguridad
de Thwing-Albert Instrument Co., 10960 Dutton Road,
Philadelphia, PA, 19154) para obtener 4 pilas individuales.
Asegúrese de que las pilas 1 y 3 mantienen su identificación para el
ensayo en la dirección de la máquina y que las pilas 2 y 4 están
identificadas para el ensayo en la dirección transversal.
Corte dos tiras de 2,54 cm (1'') de ancho en la
dirección de la máquina de las pilas 1 y 3. Corte dos tiras de 2,54
cm (1'') de ancho en la dirección transversal de las pilas 2 y 4.
Ahora existen cuatro tiras de 2,54 cm (1'') de ancho para el ensayo
de tracción en la dirección de la máquina y cuatro tiras de 2,54 cm
(1'') de ancho para el ensayo de tracción en la dirección
transversal. Para las muestras del producto terminado, las ocho
muestras de 2,54 cm (1'') de ancho tienen un grosor de cinco
unidades utilizables (también denominadas hojas).
Para material sin convertir y/o las muestras de
rollo, corte una muestra de 38,1 x 38,1 cm (15'' por 15'') que tiene
un espesor de 8 capas de una región de interés de la muestra
utilizando un cortador de papel
(JDC-1-10 o
JDC-1-12 con escudo de seguridad de
Thwing-Albert Instrument Co., 10960 Dutton Road,
Philadelphia, PA, 19154). Asegúrese de que un corte de 38,1 cm
(15'') transcurre paralelo a la dirección de la máquina mientras que
el otro corre paralelo a la dirección transversal. Asegúrese de que
la muestra se ha acondicionado al menos 2 horas a humedad relativa
de 48 a 52% y dentro de un intervalo de temperatura de 22 a 24ºC. La
preparación de la muestra y todos los aspectos del ensayo de
tracción también tienen lugar dentro de los límites de una
temperatura y humedad ambiental constante.
De esta muestra preacondicionada de 38,1 cm x
38,1 cm (15'' por 15'') que tiene un espesor de 8 capas, corte
cuatro tiras de 2,54 cm (1'') por 17,78 cm (7'') discurriendo la
dimensión larga 17,78 cm (7'') paralela a la dirección de la
máquina. Anote estas muestras como muestras de rollo en dirección de
la máquina o muestras de material sin convertir. Corte cuatro tiras
adicionales de 2,54 cm (1'') por 17,78 cm (7'') con la dimensión de
la longitud transcurriendo en paralelo con la dirección transversal.
Anote estas muestras como las muestras del rollo en dirección
transversal o las muestras del material sin convertir. Asegúrese de
que todos los cortes previos se hacen utilizando un cortador de
papel (JDC-1-10 o
JDC-1-12 con un escudo de seguridad
de Thwing-Albert Instrument Co., 10960 Dutton Road,
Philadelphia, PA, 19154). Ahora existe un total de ocho muestras:
cuatro tiras de 2,54 cm (1'') por 17,78 cm (7'') que son 8 hojas de
espesor con la dimensión larga 17,78 cm (7'') transcurriendo en
paralelo a la dirección de la máquina y cuatro tiras de 2,54 cm
(1'') por 17,78 cm (7'') que son de 8 hojas de espesor con la
dimensión de 17,78 cm (7'') transcurriendo en paralelo a la
dirección transversal.
Para la medición real de la resistencia a la
tracción, utilice un Analizador de la Tracción
(Thwing-Albert Instrument Co., 10960 Dutton Rd.,
Philadelphia, PA, 19154). Inserte las abrazaderas por la cara plana
en la unidad y calibre el analizador siguiendo las instrucciones
proporcionadas en el manual del instrumento
Thwing-Albert Intelect II. Ajuste la velocidad
transversal del instrumento hasta una velocidad de 10,16 cm/min
(4,00 pulgadas/min) y la primera y segunda longitud del indicador a
5 cm (2,00 pulgadas). La sensibilidad a la rotura debería ajustarse
a 20,0 gramos y el ancho de la muestra debería ajustarse a 2,54 cm
(1.00'') y el espesor de muestra a 0,0635 cm (0.025'').
Se selecciona una celda de carga de modo que el
resultado de la tracción predicho para la muestra a ensayar esté
entre 25% y 75% del intervalo en uso. Por ejemplo, se puede usar una
celda de carga de 5000 gramos para las muestras con un intervalo de
tracción de 1250 gramos (25% de 5000 gramos) y 3750 gramos (75% de
5000 gramos). El analizador de la tracción también se puede ajustar
para el intervalo del 10% con la celda de 5000 gramos, de modo que
se pueden analizar las muestras con tracciones previstas de 125
gramos a 375 gramos.
Tome una de las tiras de tracción y coloque un
extremo de la misma en una abrazadera del analizador de la tracción.
Coloque el otro extremo de la tira de papel en la otra abrazadera.
Asegúrese de que la dimensión larga de la tira transcurre paralela a
las caras del analizador de la tracción. Asegúrese de que las tiras
no sobresalen de ningún lado de las dos abrazaderas. Además, la
presión de cada una de las abrazaderas deberá contactar en su
totalidad con la muestra de papel.
Después de insertar la tira de ensayo de papel en
las dos abrazaderas, se puede controlar la tensión del instrumento.
Si ésta muestra un valor de 5 gramos o más, la muestra está
demasiado tensa. Al contrario, si transcurre un período de
2-3 segundos después de iniciar el ensayo antes de
registrar cualquier valor, la tira de tracción está demasiado
floja.
Inicie el analizador de la tracción como se ha
descrito en el manual del instrumento del analizador de la tracción.
El ensayo se completa una vez que la dirección transversal vuelve
automáticamente a su posición inicial. Lea y registre la carga de
tracción en unidades de gramos en la escala del instrumento o en el
medidor del panel digital hasta la unidad siguiente.
Si el reajuste no se realiza automáticamente por
el instrumento, realice el ajuste necesario para ajustar las
abrazaderas del instrumento hasta sus posiciones iniciales. Inserte
la siguiente tira de papel en las dos abrazaderas como se ha
descrito más arriba y obtenga una lectura de la tracción en unidades
de gramos. Obtenga las lecturas de tracción de todas las tiras de
ensayo de papel. Hay que recordar que deberán descartarse las
lecturas si la tira se desliza o se rompe en o al extremo de las
abrazaderas mientras se está realizando el ensayo.
Para las cuatro tiras del producto terminado de
2,54 cm (1'') de ancho en la dirección de la máquina, sume las
cuatro lecturas de tracción registradas individualmente. Divida esta
suma por el número de tiras ensayadas. Este número debería ser
normalmente cuatro. Divida la suma de las tracciones registradas por
el número de unidades utilizables por tira de tracción. Este número
es normalmente cinco para los productos monohoja y bihoja.
Repita este cálculo para las tiras del producto
terminado en dirección transversal.
Para las muestras de material sin convertir o de
rollo, corte en la dirección de la máquina, sume las cuatro lecturas
de tracción individuales. Divida esta suma por el número de tiras
analizadas. Este número debería ser normalmente cuatro. Divida la
suma de las tracciones registradas por el número de unidades
utilizables. Este número es normalmente ocho.
Repita este cálculo para las tiras de papel no
convertidas o de rollo en la dirección transversal.
Todos los resultados se expresan en unidades de
g/cm (gramos/pulgada).
Para los fines de esta memoria descriptiva, la
resistencia a la tracción debería convertirse en una "resistencia
a la tracción específica total" definida como la suma de la
resistencia a la tracción medida en las direcciones de la máquina y
transversal a la máquina, dividida por el peso base y corregida en
unidades a un valor en metros.
Los siguientes ejemplos se proporcionan para
ilustrar la práctica de la presente invención. Está previsto que
estos ejemplos ayuden a la descripción de la presente invención,
pero, de ninguna manera, deberían interpretarse como limitativos del
alcance de la misma. La presente invención está limitada sólo por
las reivindicaciones acompañantes.
Este ejemplo ilustra el uso de una impresora de
grabado rotatorio offset para preparar un tisú de baño de dos hojas
que tiene depósitos discretos uniformes de un suavizante químico
fijado permanentemente.
Agentes utilizados en la preparación de la
solución suavizante son:
- 1.
- Sebo diéster cloruro cuaternario (ADOGEN SDMC) de WITCO Chemical Company of Greenwich, CT.
- 2.
- Polietilenglicol 400 de J. T. Baker Company of Phillipsburg, NJ.
- 3.
- Ácido isoesteárico (Century 1105 de Union Camp Company of Wayne, NJ.
La solución suavizante se prepara fundiendo y
mezclando 75% de sebo diéster cloruro cuaternario, 20% de
polietilenglicol 400 y 5% de ácido isoesteárico en un vaso de
temperatura constante mantenido a 60ºC (140ºF). La solución
suavizante se introduce en una cubeta de impresión que permite
llenar las cavidades del cilindro de grabación rotatoria.
La construcción del cilindro de grabación incluye
un área vacía central adecuada para la circulación de un líquido de
calentamiento para mantener la superficie del rodillo a
aproximadamente 60ºC (140ºF). La superficie del cilindro de
grabación está recubierta con una capa cerámica de óxido de aluminio
en la cual se graban las cavidades mediante una técnica de láser.
Las cavidades tienen forma hemisférica; cada área tiene un diámetro
de aproximadamente 400 \mum (micrómetro) y, por consiguiente, una
profundidad de aproximadamente 200 \mum (micrómetros). El patrón
de las cavidades es hexagonal y la frecuencia de las cavidades es 10
por 2,54 cm (por pulgada lineal), de modo que existen 292,1 por cm
cuadrado (115 áreas por pulgada cuadrada). El porcentaje resultante
el área total cubierto por las cavidades es de aproximadamente
2,2%.
El exceso de solución suavizante es arrastrado de
la superficie del cilindro de grabación por una rasqueta flexible de
PTFE.
La impresora offset funciona de tal forma que la
velocidad superficial de sus cilindros y por consiguiente la
velocidad de la banda es de 30,48 m/minutos (100 pies por
minuto).
La impresora offset funciona de tal manera que la
velocidad superficial de sus cilindros y, por consiguiente, la
velocidad de la banda es 30,48 m/minuto (100 pies por minuto).
El cilindro de grabación funciona en contacto con
un cilindro aplicador. El cilindro aplicador tiene una cubierta de
caucho de dureza P&J 50. Los dos cilindros se cargan en la
intersección de modo que el ancho del área de contacto de los dos
cilindros, en virtud de la deformación de la cubierta de caucho
sobre el cilindro aplicador es de 0,396 cm (5/32 de una pulgada). La
solución suavizante se transfiere así desde el cilindro de grabación
hasta el cilindro aplicador.
El cilindro aplicador funciona en la proximidad
de un cilindro de impresión. El cilindro de impresión es de
estructura de acero. Los cilindros están cargados hasta los topes,
de modo que existe un hueco de 0,033 cm (13 mil) entre los dos
cilindros.
Una banda de papel tisú de dos hojas de
aproximadamente 0,0457 cm (18 mil) de espesor se pasa a través del
hueco formado entre los cilindros del aplicador y de impresión, en
donde la solución de suavizante se transfiere desde el cilindro
aplicador hasta la banda de papel tisú. La banda de papel tisú que
sale del hueco formado por el cilindro aplicador y los cilindros de
impresión contienen aproximadamente 1,2% en peso de suavizante
fijado permanentemente correspondiente a las cavidades del cilindro
de grabación.
La banda de papel tisú de dos hojas resultante se
convierte en rollos de tisú para baño.
Este ejemplo ilustra el uso de una impresora de
grabación rotatoria para preparar un tisú de baño de dos hojas que
tiene depósitos discretos uniformes de un suavizante químico fijado
permanentemente.
Agentes utilizados en la preparación de la
solución suavizante son:
- 1.
- Sebo Diéster cloruro cuaternario (ADOGEN SDMC) de WITCO Chemical Company of Greenwich, CT.
- 2.
- Polietilenglicol 400 de J. T. Baker Company of Phillipsburg, NJ.
- 3.
- Ácido isoesteárico (Century 1105 de Union Camp Company of Wayne, NJ.
- 4.
- Amino polidimetilsiloxano (SF1921 de GE Silicones de Waterford, NY).
La solución suavizante se prepara fundiendo y
mezclando 33,8% de sebo diéster cloruro cuaternario, 9% de
polietilenglicol 400 y 2,3% de ácido isoesteárico en un vaso de
temperatura constante mantenido a 60ºC (140ºF). La solución
suavizante se introduce en una cubeta de impresión que permite
llenar las cavidades del cilindro de grabación rotatoria.
La construcción del cilindro de grabación incluye
un área vacía central adecuada para la circulación de un líquido de
calentamiento para mantener la superficie del rodillo a
aproximadamente 60ºC (140ºF). La superficie del cilindro de
grabación está recubierta con una capa cerámica de óxido de aluminio
en la cual se graban las cavidades mediante una técnica de láser.
Las cavidades tienen forma hemisférica; cada área tiene un diámetro
de aproximadamente 400 \mum (micrómetro) y, por consiguiente, una
profundidad de aproximadamente 200 \mum (micrómetros). El patrón
de las cavidades es hexagonal y la frecuencia de las cavidades es 10
por 2,54 cm (por pulgada lineal), de modo que existen 262,1 áreas
por cm cuadrado (115 áreas por pulgada cuadrada). El porcentaje
resultante del área total cubierta por las cavidades es
aproximadamente 2,2%.
El exceso de solución suavizante es arrastrado de
la superficie del cilindro de grabación por una rasqueta flexible de
PTFE.
La impresora offset funciona de tal forma que la
velocidad superficial de sus cilindros y por consiguiente la
velocidad de la banda es de 30,48 m/minutos (100 pies por
minuto).
La impresora offset funciona de tal manera que la
velocidad superficial de sus cilindros y, por consiguiente, la
velocidad de la banda es 30,48 m/minuto (100 pies por minuto).
El cilindro de grabación funciona en contacto con
un cilindro aplicador. El cilindro aplicador tiene una cubierta de
caucho de dureza P&J 50. Los dos cilindros se cargan en la
intersección de modo que el ancho del área de contacto de los dos
cilindros, en virtud de la deformación de la cubierta de caucho
sobre el cilindro aplicador es de 0,396 cm (5/32 de una pulgada). La
solución suavizante se transfiere así desde el cilindro de grabación
hasta el cilindro aplicador.
El cilindro aplicador funciona en la proximidad
de un cilindro de impresión. El cilindro de impresión es de
estructura de acero. Los cilindros están cargados hasta los topes,
de modo que existe un hueco de 0,01 cm (4 mil) entre los dos
cilindros.
Una banda de papel tisú de dos hojas de
aproximadamente 0,0457 cm (18 mil) de espesor se pasa a través del
hueco formado entre los cilindros del aplicador y de impresión, en
donde la solución de suavizante se transfiere desde el cilindro
aplicador hasta la banda de papel tisú. La banda de papel tisú que
sale del hueco formado por el cilindro aplicador y los cilindros de
impresión contienen aproximadamente 1,5% en peso de suavizante
fijado permanentemente correspondiente a las cavidades del cilindro
de grabación.
La banda de papel tisú de dos hojas resultante se
convierte en rollos de tisú para baño.
Este ejemplo ilustra el uso de una impresora de
grabado rotatorio offset para preparar un tisú de baño de dos hojas
que tiene depósitos discretos uniformes de un suavizante químico
fijado permanentemente.
Agentes utilizados en la preparación de la
solución suavizante son:
- 1.
- Sebo diéster cloruro cuaternario (ADOGEN SDMC) de WITCO Chemical Company of Greenwich, CT.
- 2.
- Polietilenglicol 400 de J. T. Baker Company de Phillipsburg, NJ.
- 3.
- Ácido isoesteárico (Century 1105 de Union Camp Company de Wayne, NJ.
La solución suavizante se prepara fundiendo y
mezclando 76% de sebo diéster cloruro cuaternario, 20% de
polietilenglicol 400 y 4% de ácido isoesteárico en un vaso de
temperatura constante mantenido a 60ºC (140ºF). La solución
suavizante se introduce en una cubeta de impresión que permite
llenar las cavidades del cilindro de grabación rotatoria.
La construcción del cilindro de grabación incluye
un área vacía central adecuada para la circulación de un líquido de
calentamiento para mantener la superficie del rodillo a
aproximadamente 60ºC (140ºF). La superficie del cilindro de
grabación está recubierta con una capa cerámica de óxido de aluminio
en la cual se graban las cavidades mediante una técnica de láser.
Las cavidades tienen forma hemisférica; cada área tiene un diámetro
de aproximadamente 400 \mum (micrómetro) y, por consiguiente, una
profundidad de aproximadamente 200 \mum (micrómetros). La
frecuencia de las cavidades es 10 por 2,54 cm (por pulgada lineal),
de modo que existen 115 áreas por 6,4559 cm cuadrados (pulgada
cuadrada). El porcentaje resultante del área total cubierta por las
cavidades es aproximadamente 2,2%.
El exceso de solución suavizante es arrastrado de
la superficie del cilindro de grabación por una rasqueta flexible de
PTFE.
La impresora offset funciona de tal forma que la
velocidad superficial de sus cilindros y por consiguiente la
velocidad de la banda es de 30,48 m/minutos (100 pies por
minuto).
La impresora offset funciona de tal manera que la
velocidad superficial de sus cilindros y, por consiguiente, la
velocidad de la banda es 30,48 m/minuto (100 pies por minuto).
El cilindro de grabación funciona en contacto con
un cilindro aplicador. El cilindro aplicador tiene una cubierta de
caucho de dureza P&J 50. Los dos cilindros se cargan en la
intersección de modo que el ancho del área de contacto de los dos
cilindros, en virtud de la deformación de la cubierta de caucho
sobre el cilindro aplicador es de 0,396 cm (5/32 de una pulgada). La
solución suavizante se transfiere así desde el cilindro de grabación
hasta el cilindro aplicador.
El cilindro aplicador funciona en la proximidad
de un cilindro de impresión. El cilindro de impresión es de
estructura de acero. Los cilindros están cargados hasta los topes,
de modo que existe un hueco de 0,033 cm (13 mil) entre los dos
cilindros.
Una banda de papel tisú de dos hojas de
aproximadamente 0,0457 cm (18 mil) de espesor se pasa a través del
hueco formado entre los cilindros del aplicador y de impresión, en
donde la solución de suavizante se transfiere desde el cilindro
aplicador hasta la banda de papel tisú. La banda de papel tisú que
sale del hueco formado por el cilindro aplicador y los cilindros de
impresión contienen aproximadamente 1,2% en peso de suavizante
fijado permanentemente correspondiente a las cavidades del cilindro
de grabación.
La banda de papel tisú resultante se conforma
sobre un rollo y se pasa a través de la operación de impresión de la
misma manera una vez más. En la segunda pasada, el tisú está
orientado para aplicar una medida del suavizante a la superficie, la
cual no se ha impreso en el primer paso. La banda de papel tisú que
sale del hueco formado por los cilindros aplicador y de impresión
contiene un total de aproximadamente 1,3% en peso de suavizante
uniformemente fijado que corresponde a las cavidades del cilindro de
grabación.
La banda de papel tisú de dos hojas se convierte
en rollos de papel higiénico.
Las propiedades esenciales del tisú resultante se
miden y la suavidad se compara en un producto hecho del mismo tisú
de partida sin impresión.
| Ejemplo 1 | Ejemplo 2 | Ejemplo 3 | |
| Contenido de suavizante % | 1,2% | 1,5% | 1,4% |
| Calibre, mil | 0,044 cm | 0,044 cm | 0,0027 cm |
| (17.4) | (17.5) | (11.1) | |
| Resistencia a la tracción (metros) | 360 | 380 | 400 |
| Puntuación de suavizante | +0,9 | +0,8 | +1,7 |
Claims (10)
1. Un producto de papel tisú suave que tiene una
o más capas, en donde al menos una superficie exterior del papel
tisú tiene depósitos superficiales discretos uniformes de un
suavizante químico fijado permanentemente, comprendiendo
preferiblemente dicho suavizante químico un compuesto de amonio
cuaternario, en donde
- -
- menos de aproximadamente 50%, más preferiblemente menos de aproximadamente 25%, y con máxima preferencia menos de aproximadamente 5% de la superficie del tisú está cubierta por el suavizante químico, y caracterizado porque
- -
- los depósitos superficiales uniformes están espaciados en una frecuencia de entre aproximadamente 2 depósitos por centímetro lineal (5 depósitos por pulgada lineal) y aproximadamente 40 depósitos por centímetro lineal (100 depósitos por pulgada lineal) y porque
- -
- los depósitos superficiales uniformes del suavizante químico tienen menos de aproximadamente 2700 micrómetros de diámetro.
2. El papel tisú de la reivindicación 1, en donde
dicho suavizante químico tiene la fórmula:
(R_{1})_{4-m}
- N^{+} - [R_{2}]_{m} \
X^{-}
en
donde:
m es 1 a 3, preferiblemente 2;
cada R_{1} es un grupo alquilo o alquenilo
C_{1}-C_{6}, grupo hidroxialquilo, grupo
hidrocarbilo o hidrocarbilo sustituido, grupo alcoxilado, grupo
bencilo, o mezclas de los mismos, siendo R_{1} preferiblemente un
grupo metilo;
cada R_{2} es un grupo alquilo o alquenilo
C_{14}-C_{22}, grupo hidroxialquilo, grupo
hidrocarbilo o grupo hidrocarbilo sustituido, grupo alcoxilado,
grupo bencilo o mezclas de los mismos, seleccionándose R_{2}
preferiblemente del grupo que consiste en grupos alquilo
C16-C18 y grupos alquenilo C16-C18;
y
X^{-} es cualquier anión compatible con el
suavizante, seleccionándose dicho anión compatible con el suavizante
del grupo que consiste en cloruro y metilsulfato
3. El papel tisú de la reivindicación 1, en donde
dicho suavizante químico tiene la fórmula:
(R_{1})_{4-m}
- N^{+} - [(CH_{2})_{n} - Y - R_{3}]_{m} \
X^{-}
en
donde
Y es -O-(O)C-, o
-C(O)-O-, o -NH-C(O)-,
o -C(O)-NH-, seleccionándose Y
preferiblemente del grupo que consiste en -O-(O)C-, y
-C(O)-O-;
m es 1 a 3, preferiblemente 2;
n es 0 a 4, preferiblemente 2;
cada R_{1} es un grupo alquilo o alquenilo
C_{1}-C_{6}, grupo hidroxialquilo, grupo
hidrocarbilo o hidrocarbilo sustituido, grupo alcoxilado, grupo
bencilo o mezclas de los mismos, siendo R_{1} preferiblemente un
grupo metilo;
cada R_{3} es un grupo alquilo o alquenilo
C_{13}-C_{21}, grupo hidroxialquilo, grupo
hidrocarbilo o hidrocarbilo sustituido, grupo alcoxilado, grupo
bencilo, o mezclas de los mismos, seleccionándose R_{3}
preferiblemente del grupo que consiste en grupos alquilo
C15-C17 y grupos alquenilo C15-C17;
y
X^{-} es cualquier anión compatible con el
suavizante, seleccionándose preferiblemente dicho anión compatible
con el suavizante del grupo que consiste en cloruro y
metilsulfato.
4. El papel tisú de cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde dicho suavizante químico
comprende además un compuesto polihidroxilado y un ácido graso.
5. El papel tisú de la reivindicación 4, en donde
dicho compuesto polihidroxilado se selecciona de un grupo que
consiste en polietilenglicol, polipropilenglicol y mezclas de los
mismos, y dicho ácido graso comprende homólogos
C6-C23 lineales, ramificados, saturados o
insaturados, comprendiendo dicho ácido graso preferiblemente ácido
isoesteárico.
6. El papel tisú de las reivindicaciones 1 a 3,
en donde dicho suavizante químico comprende un compuesto
polisiloxano, comprendiendo preferiblemente dicho compuesto
polisiloxano un compuesto polisiloxano con funcionalidad amino.
7. El papel tisú de cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde el papel está densificado
siguiendo un diseño.
8. El papel tisú de cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde el papel es secado al aire, no
crepado.
9. El papel tisú de cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde los depósitos superficiales
están espaciados en una frecuencia de entre aproximadamente 5 áreas
por pulgada lineal (por 2,54 cm) y aproximadamente 100 áreas por
pulgada lineal (por 2,54 cm).
10. El papel tisú de cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde dicho suavizante químico está
presente de aproximadamente 0,1% a aproximadamente 10% en peso del
papel.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/777,829 US5814188A (en) | 1996-12-31 | 1996-12-31 | Soft tissue paper having a surface deposited substantive softening agent |
| US777829 | 1996-12-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2242239T3 true ES2242239T3 (es) | 2005-11-01 |
Family
ID=25111427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES97951707T Expired - Lifetime ES2242239T3 (es) | 1996-12-31 | 1997-12-15 | Papel tisu suave que tiene un agente suavizante depositado en la su ficie. |
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