ES2260179T3

ES2260179T3 - Procedimiento de fabricacion de una hoja de guata de celulosa gofrada y cilindro de gofrado.

Info

Publication number: ES2260179T3
Application number: ES01401741T
Authority: ES
Inventors: Michel Basler; Pierre Graff; Benoit Hoeft; Sebastien Jeannot
Original assignee: Georgia Pacific France SAS
Current assignee: Essity Operations France SAS
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2021-06-29
Also published as: CA2391570C; DE60118322T2; EP1270196B1; DE60118322D1; DK1270196T3; ATE321650T1; US20030008109A1; EP1270196A1; PT1270196E; CA2391570A1; US6942755B2

Abstract

Procedimiento para fabricar una hoja de papel tissu por el cual se gofra esta por medio de un cilindro (12) de gofrado con por lo menos una parte de su superficie provista de picos (14), presentando dichos picos una porción de base troncocónica (14a) y una porción de vértice (14b), caracterizado porque dicha porción de vértice (14b) forma un plano (14c) cuya superficie representa menos del 75% de la sección menor de la porción de base troncocónica (14a), y porque el perfil de la poción de vértice entre la porción de base y el plano es una curva convexa.

Description

Procedimiento de fabricación de una hoja de guata de celulosa gofrada y cilindro gofrado.

La presente invención se refiere al campo de los papeles para uso sanitario o doméstico, en particular a un procedimiento de una hoja de papel absorbente de guata de celulosa rizada, que presenta un motivo de gofrado. La invención prevé también el producto obtenido por el procedimiento así como el cilindro que permite la realización del procedimiento.

La guata de celulosa, llamada también "papel tissu" es un papel absorbente de bajo gramaje, entre 15 y 35 g/m^{2}, que puede ser fabricado de forma que presente una cierta capacidad de alargamiento.

Una técnica convencional consiste en aplicar y pegar la hoja aún húmeda sobre el cilindro secador, y en separarla del mismo a continuación por medio de una cuchilla que constituye una rasqueta para crear unas ondulaciones de rizado. A continuación, por la técnica conocida del gofrado, se puede mejorar o por lo menos modificar, una o la otra de sus características, tales como la suavidad, la flexibilidad, la absorción, el espesor o el aspecto.

La operación de gofrado se efectúa o bien sobre papel con alto porcentaje de humedad, es decir sobre la máquina de papel en su parte húmeda o bien sobre papel con bajo porcentaje de humedad, es decir en transformación en la parte seca. La invención se refiere al gofrado del papel con bajo porcentaje de humedad. El motivo de gofrado está comúnmente constituido por protuberancias o resaltes en forma de pirámides de sección cuadrada o de tronco de cono de sección redonda u oval, repartidos regularmente o no en la superficie de la hoja. Se observará que a una protuberancia sobre una cara de la hoja corresponde una cavidad en la otra cara.

Para gofrar la guata de celulosa, de acuerdo con una primera técnica, se utiliza generalmente un cilindro rígido que presenta en superficie unos picos. Se aplica la hoja sobre el cilindro y se presiona por medio de otro cilindro que presenta un revestimiento que puede deformarse, de caucho por ejemplo. La misma encaja así el relieve. Para un mismo motivo, se obtiene una deformación más o menos importante según los parámetros que se elijan, tales como la flexibilidad del caucho, para su capacidad de deformarse y conformarse al relieve del grabado, y la presión de
gofrado.

Según otra técnica, los dos cilindros presentan en su superficie unos relieves con formas complementarias, machos y hembras.

Se realizan los picos grabando el cilindro, por ejemplo por medio de una moleta a su vez grabada. Según el material empleado, se pueden también mecanizar directamente los picos.

Los picos tienen una forma general troncocónica, de sección circular, oval o piramidal de sección cuadrada. El semiángulo en el vértice del cono inscrito está usualmente comprendido entre 25º y 35º. Su dimensión, su repartición, su densidad -es decir su número sobre una porción de superficie dada- se eligen en función de las características buscadas para el producto. Dichos picos son conocidos por la patente US-A-5 620 776.

Por ejemplo, cuando se desea dar un aspecto textil a la hoja y flexibilizarla sin buscar particularmente mejorar su capacidad de absorción, se eligen unos picos de altura muy pequeña: de 0,4 a 0,6 mm repartidos según un motivo de densidad elevada, más de 30, incluso 80 picos por cm^{2}. En contrapartida, para un papel destinado al secado, papel de cocina doméstico en particular, se busca por el contrario deformar de forma importante la hoja para crear unas bolsas de aire entre los pliegues después del ensamblaje. Estas bolsas incrementan de forma sensible la capacidad de absorción del "papel tissu". La altura de los picos puede entonces ir hasta 2,5 mm para una densidad de motivos baja, inferior a 10 picos por cm^{2}. Así, un motivo de gofrado compuesto en su mayor parte por picos troncocónicos se caracteriza a la vez por la altura de estos últimos y por su densidad.

Deformando la hoja más allá de su límite de deformación elástica, se destruyen siempre una parte de los enlaces entre las fibras del papel. Cualquier operación de gofrado provoca por tanto una disminución de su resistencia al desgarrado. En contrapartida, habiendo disminuido el número de enlaces, la hoja es más flexible.

Cuando se gofra guata de celulosa por medio de una unidad de gofrado constituida por un cilindro grabado y por un cilindro de caucho, la deformación de la hoja, por tanto su espesor, depende de la presión ejercida por este último. Para un mismo motivo, la pérdida de resistencia al desgarrado está por tanto ligada al espesor del gofrado obtenido, y crece con ella. Esto es particularmente verdadero para los valores máximos. A un valor máximo de espesor corresponde la pérdida de resistencia máxima.

El solicitante se ha fijado como objetivo mejorar el espesor de lo gofrado, para un mismo motivo y para una misma presión de gofrado. Dicho de otro modo, el mismo ha buscado obtener el espesor más elevado posible, sacrificando lo menos posible en pérdida de resistencia.

El solicitante se ha fijado también como objetivo aumentar el espesor de gofrado máximo que es posible obtener para un motivo dado.

Gracias al procedimiento de fabricación de acuerdo con la invención se alcanzan estos objetivos. Este procedimiento, según el cual se gofra la hoja por medio de un cilindro de gofrado con por lo menos una parte de su superficie provista de picos, presentando dichos picos una porción de base troncocónica y una porción de vértice, está caracterizado porque dicha porción de vértice forma un plano cuya superficie representa del 0,01% al 75% de la menor sección de la porción de base y porque el perfil de la porción de vértice entre la porción de base y el plano es una curva convexa.

El plano es la superficie distante del pico, generalmente plana o de gran radio de curvatura.

La superficie de la porción de vértice que une la porción de base al plano tiene un perfil curvo de manera que no hay arista viva entre el tronco y el plano.

En particular, la anchura del plano es inferior al 20%. En efecto, se ha constatado que los esfuerzos aplicados sobre la hoja eran mejor repartidos cuando se reducía la superficie del plano, teniendo en cuenta otros imperativos técnicos como, en particular, la necesidad de aplicar una película de adhesivo que permita ligar la hoja a otra hoja. De acuerdo con un modo de realización particular de la invención, la superficie del plano es reducida hasta formar solamente un punto. Este modo de realización conviene para una hoja que no está ligada por los vértices de las protube-
rancias.

Se conoce la patente US 3414459 que describe una hoja de papel con dos pliegos gofrados, dispuestos de tal manera que las protuberancias están dispuestas punta contra punta. En las figuras de la patente, se han representado los picos grabados en la superficie de los cilindros de gofrado. Estos picos tienen una forma cilíndrica de sección sensiblemente rectangular, con dos cara planas paralelas orientadas en el sentido de la marcha de la máquina. El vértice de los picos es plano y presenta una parte redondeada. Resulta que los radios de curvatura tanto en sentido marcha como en sentido transversal indicados en las figuras son diferentes. Se observa que la forma paralelepipédica de dichos picos provoca unos esfuerzos de cizalladura sobre la hoja que contribuyen a una debilitación importante de su resistencia. La invención por el contrario, por la forma óptima del pico permite una mejora de las características de la hoja.

Las ventajas aportadas por el procedimiento son también de orden industrial. Para una misma instalación, utilizando los picos de la invención, se puede obtener hasta 15% de espesor, en más a igual presión de gofrado. Resulta de ello una explotación industrial más fácil puesto que se puede entonces reducir esta presión. El caucho se desgasta menos. Inversamente, se dispone de una reserva de espesor más importante en caso de necesidad.

De acuerdo con otra característica, la densidad del motivo de picos está comprendida entre 20 y 100 por cm^{2}, estando la altura de estos últimos comprendida entre 0,1 y 1,5 mm o más particularmente entre 0,1 y 0,6 mm. En efecto, la solución de la invención es particularmente ventajosa cuando se consideran los motivos del tipo con microgofrado puesto que los picos finos tiene un cierto efecto perforante. Se puede por tanto aumentar la presión de gofrado sin correr el riesgo de perforar la hoja.

La presente invención prevé también la hoja obtenida según el procedimiento. En particular, se combina una primera hoja gofrada sobre unos picos que no presentan casi plano con una segunda hoja que presenta un plano de dimensión suficiente para recibir una película de cola. Esta solución permite reducir al máximo en el primer pliego la pérdida de resistencia resultante del gofrado.

Otras características y ventajas aparecerán con la lectura de la descripción que sigue de un modo de realización de la invención, con referencia a los planos anexos, en los cuales:

La figura 1 representa esquemáticamente una instalación de gofrado que permite realizar el procedimiento de la invención.

La figura 2a representa unos picos de acuerdo con la invención, en una parte de la superficie del cilindro grabado, vistos por encima.

La figura 2b es una vista según la sección A-A de la figura 2a.

La figura 3 es una representación en perspectiva de un pico de acuerdo con la invención.

La figura 4a representa la marca del motivo de la invención sobre una hoja sensible a la presión.

La figura 4b representa la marca de un motivo de la técnica anterior sobre una hoja sensible a la presión.

La figura 5 representa una instalación que permite realizar una hoja multipliego.

Se ha representado esquemáticamente en la figura 1, una instalación de gofrado 10 de una hoja 15. Un primer cilindro 12 es de acero u otro material rígido y presenta en su superficie unos picos 14, cuyo tamaño está exagerado en la figura. Un cilindro 11 de caucho o cualquier otro material susceptible deformarse bajo la presión está montado rotativo paralelamente al primer cilindro 12 con un cierto apriete. Se arrastra entre los dos cilindros una hoja de guata de celulosa a gofrar. La hoja 15 puede ser de un solo pliego, pero puede también estar compuesta por dos pliegos o más superpuestos. Cada uno de los pliegos es de guata de celulosa rizada, de gramaje comprendido entre 15 y 35 g/m^{2}. El grado de rizado es suficiente para permitir el tratamiento de gofrado. A nivel del intervalo entre los dos cilindros, la hoja es deformada por los picos de los cuales encaja la forma.

Con referencia a las figuras 2 y 3, se describe a continuación un ejemplo de realización de picos de acuerdo con la invención. Las figuras 2a y 2b representan los picos 14 en la superficie del cilindro. La figura 2a es una vista por encima, parcial y desarrollada, de la superficie del cilindro grabado 12. Se ven en el mismo los picos 14 dispuestos en este ejemplo según un motivo al tresbolillo de paso en sentido de la marcha y en sentido transversal determinados. Tratándose de un motivo muy denso, los pasos son respectivamente 1,75 mm y 1,4 mm para una altura de pico de 0,5 mm. El pico 14 está representado en transparencia en la figura 3; se distinguen dos partes: una base 14a y una poción de vértice 14b. La base 14a es troncocónica de eje ab. El semiángulo en el vértice de la superficie troncocónica es aquí de 30º. Esta parte 14a está prolongada por una porción de vértice 14b que forma un plano 14c en su vértice. Entre el plano 14c y la base 14a, la porción 14b tiene un perfil 14d curvo. Puede tratarse ventajosamente un arco de círculo. Preferentemente el perfil 14d es tangente al tronco de cono 14a a lo largo de la línea de separación virtual 14e entre las dos partes 14a y 14b. De acuerdo con la invención el área del plano 14c es como máximo igual al 75% de la superficie delimitada por la línea cerrada 14e. Preferentemente, es inferior al 20% de la superficie delimitada por 14e. Puede ser incluso ventajoso reducir el plano a un punto, representado por el valor 0,01%. En efecto, sin estar ligado por esta hipótesis, se piensa que reduciendo la superficie del vértice se permite al caucho que presiona la hoja deformarse progresivamente a lo largo del pico, asegurando una deformación más homogénea de esta. Resulta de ello que se forman menos zonas de debilidad de la hoja. La pérdida de resistencia es por tanto menor.

A fin de confirmar este resultado, se han realizado varios ensayos.

Se ha efectuado un primer ensayo visual en una máquina piloto con un cilindro que presenta unos picos según el ejemplo mencionado anteriormente, o sea:

-: 80 picos/cm^{2},

-: 0,5 mm de altura,

-: una porción de vértice en forma de domo de radio 0,2 mm.

Se han realizado unas marcas en dinámica a una velocidad máquina de 50m/min. sobre una hoja de papel autocopiador. Esta marca está representada en la figura 4a. En comparación se han realizado unas marcas de un motivo idéntico con la diferencia de que los vértices de los picos eran del tipo estándar con un plano correspondiente al del tronco de cono, las características de dicho motivo son las siguientes: 80 picos/cm^{2}, 0,5 mm de altura y unos picos en tronco de cono cuyo plano es un disco de radio 0,2 mm. La marca está representada en la figura 4b. Se destaca que las marcas de los picos de acuerdo con la invención están reducidas a un punto mientras que las de los picos de la técnica anterior son diferentes. Las marcas forman un aro. Toda la periferia de los vértices parece aplastada.

Se han realizado otros ensayos comparativos con los mismos motivos, a varias presiones de gofrado. A una presión de gofrado corresponde una anchura de la marca del caucho sobre el cilindro de acero. Se define por tanto comúnmente en el campo técnico de la invención, el nivel de presión de gofrado por la anchura de esta marca, llamada también cavidad. Se tienen así cinco cavidades; 20, 25, 30, 35 y 39 mm. A continuación se ha pegado un pliego así gofrado con un pliego de la misma guata de celulosa pero no gofrado (columna I1). A título de comparación, se ha fabricado un producto de la misma estructura pero gofrado con un motivo de la técnica anterior (columna A1). La tabla siguiente muestra que para una misma cavidad, es decir para una misma regulación de máquina, se obtiene un producto (columna I1) que presenta un espesor superior al de un producto fabricado según la técnica anterior (columna A1). Esto implica como ventaja por ejemplo, que se puede disminuir la carga sobre los cilindros. Resulta de ello entonces un menor desgaste del caucho en particular.

Por otra parte, a la regulación máxima de la presión, o sea a una cavidad de 39 mm, se obtiene del 10 al 15% más de espesor con los picos de la invención. Se dispone así de un potencial de espesor suplementario con estos últimos. Además, para un mismo valor de la resistencia en sentido transversal, se obtiene mayor espesor en particular para los espesores más elevados. Finalmente, para espesores iguales, se obtiene un papel gofrado más resistente.

\newpage

Cavidad en mm	A1 espesor	A1 resistencia sentido	I1 espesor	I1 resistencia sentido
	en mm	transversal ST	en mm	transversal ST
		en N/m		en N/m
20	0,27	116	0,29	114
25	0,31	107	0,34	102
30	0,35	102	0,40	93
35	0,41	90	0,45	86
39	0,42	84	0,48	82

Se han realizado los mismos ensayos en las mismas condiciones pero esta vez asociando un pliego gofrado a un pliego no gofrado por moleteado. Se constata con la tabla siguiente que se obtienen resultados semejantes: columna A2 para el producto de la técnica anterior, columna 12 para el producto fabricada de acuerdo con la invención.

Cavidad en mm	A2 espesor	A2 resistencia sentido	I2 espesor	I2 resistencia sentido
	en mm	transversal ST	en mm	transversal ST
		en N/m		en N/m
20	0,28	102	0,31	97
25	0,33	96	0,35	90
30	0,37	84	0,41	78
35	0,42	75	0,45	74
39	0,42	68	0,46	70

En la figura 5, se ha representado una instalación que permite fabricar una hoja multipliego de la que por lo menos un pliego está gofrado según el procedimiento de la invención. Se dispone una primera unidad de gofrado con un cilindro grabado 112 y un cilindro con revestimiento de caucho 111 y una segunda unidad de gofrado 112' y 111'. Un dispositivo de encolado aplica la cola sobre los vértices de las protuberancias de una de las dos unidades. Se comprende que se puede equipar una o las dos unidades con picos de acuerdo con la invención. Para sacar mejor partido de las ventajas de la invención, se puede por ejemplo en el caso de un papel de cocina doméstico adaptar unos picos con vértice completamente redondeado en la unidad (111/112) que no recibe la cola y conservar una cierta superficie a los planos de la unidad 111'/112' que recibe la cola.

Claims

1. Procedimiento para fabricar una hoja de papel tissu por el cual se gofra esta por medio de un cilindro (12) de gofrado con por lo menos una parte de su superficie provista de picos (14), presentando dichos picos una porción de base troncocónica (14a) y una porción de vértice (14b), caracterizado porque dicha porción de vértice (14b) forma un plano (14c) cuya superficie representa menos del 75% de la sección menor de la porción de base troncocónica (14a), y porque el perfil de la poción de vértice entre la porción de base y el plano es una curva convexa.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie del plano (14c) representa menos del 20% de la superficie de la sección menor de la porción de base.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque dicho perfil es un arco de círculo.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al semiángulo en el vértice de la superficie troncocónica de la base (14a) está comprendido entre 25 y 35º.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque dicho perfil es un semicírculo.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la superficie de la porción de base es tangente a dicha porción de vértice.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la porción de base (14a) es de sección circular.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la densidad del motivo de picos (14) está comprendida entre 20 y 100 por cm^{2}, estando su altura comprendida entre 0,1 y 1,5 mm.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque la altura de los picos está comprendida entre 0,1 y 0,6 mm.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la densidad del motivo de los picos está comprendida entre 4 y 20 por cm^{2}; estando su altura comprendida entre 1 y 2,5 mm.

11. Cilindro de gofrado para realizar el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque presenta unos picos (14) con una porción de base (14a) de forma troncocónica y una porción de vértice (14b), presentando este último un plano (14c) cuya superficie representa menos del 75% y preferente menos del 20% de la menor sección de la poción de base troncocónica, siendo el perfil de la porción de vértice entre la poción de base y el plano una curva convexa.