ES2323164T3 - Tela de limpieza no tejida desechable y procedimiento de fabricacion. - Google Patents
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Abstract
Material en cinta no tejido y fibroso que comprende al menos alrededor del 50 por ciento en peso de fibras de celulosa natural; al menos cerca de un 5 por ciento en peso de fibras artificiales de celulosa de elevada cristalinidad, que tienen una cristalinidad de al menos un 40 por ciento; y al menos cerca de un 0,5 por ciento en peso de fibras aglutinantes; caracterizado porque el material de en cinta tiene un peso base en el rango de aproximadamente 30 a 90 gramos por metro cuadrado, tiene una resistencia a la tracción en húmedo (para un peso base de 55 g/m 2 ) en la dirección de la máquina de al menos 160 g/m 2 /25 mm. aproximadamente y puede desintegrarse en el agua bajo una agitación suave.
Description
Tela de limpieza no tejida desechable y
procedimiento de fabricación.
La presente invención se refiere en general a un
nuevo y perfeccionado material en lámina fibroso no tejido que
tiene la suficiente resistencia en húmedo para ser utilizado como
una toallita húmeda. En algunas realizaciones, el material en
lámina de la invención puede también desintegrarse en trozos
pequeños y fibras individuales con una agitación suave en agua en
movimiento después de un breve período de tiempo y ser desechado en
el sistema de residuos sanitarios.
El material en lámina no tejido se corta
normalmente en láminas individuales para limpiar. Aunque las
láminas cortadas pueden utilizarse en seco, normalmente las láminas
individuales están saturadas con una solución química adecuada para
un uso final previsto, y se almacenan y se envuelven en un embalaje
estanco al líquido para una utilización posterior. La solución
química a menudo incluye bactericidas y otros agentes de control
biológico, así como emulsificadores, reguladores de pH, perfumes y
similares. El embalaje estanco al líquido mantiene el estado
saturado de la lámina limpiadora hasta su uso.
Dichas láminas limpiadoras prehumedecidas,
también llamas toallitas húmedas o simplemente toallitas, se
utilizan habitualmente por los consumidores para la limpieza o el
frotado, particularmente cuando no se encuentra inmediatamente
disponible agua corriente o no puede utilizarse convenientemente.
Los viajeros y los padres de niños pequeños encuentran
especialmente adecuadas dichas toallitas. Estas toallitas son
también útiles para aplicar o retirar el maquillaje, limpiar partes
del cuerpo, como sustituto del clásico papel higiénico seco y para
la limpieza de la casa. Una elevada resistencia a la tracción en
húmedo es muy conveniente a fin de resistir el rasgado o la
perforación de la toallita prehumedecida durante la extracción y el
uso.
Como se entenderá, es a menudo conveniente
desechar las toallitas prehumedecidas usadas a través de un sistema
de alcantarillado o un sistema séptico. En consecuencia, aunque las
toallitas prehumedecidas deben tener suficiente resistencia en
húmedo para resistir el desgarro y la perforación durante su uso
enérgico, deben también disgregarse fácil e inmediatamente en
trozos pequeños y fibras dentro del agua en movimiento presente en
un sistema sanitario o séptico y ser preferentemente biodegradables
en su totalidad.
Se conocen toallitas prehumedecidas o material
en lámina que puede disgregarse dentro de un sistema séptico.
Algunas toallitas descritas aquí en adelante han utilizado un
fijador o adhesivo soluble en el agua, sensible al pH, para obtener
la resistencia necesaria en húmedo durante el embalaje y el uso. Los
aglutinantes de dichas toallitas muestran resistencia al
debilitamiento durante su almacenamiento en una solución con el pH
controlado, pero tienen una fijación mucho menor cuando la toallita
se ha sumergido en una cantidad relativamente grande de agua
turbulenta prácticamente neutra. Una de dichas toallitas húmedas se
describe en la patente de los Estados Unidos número 4.117.187 de
Adams et al. Dichas toallitas funcionan normalmente dentro de
una solución química que tiene un rango limitado de pH y son
difíciles de disgregarse en un entorno distinto del entorno
preferido con un pH prácticamente neutro.
Otros materiales en lámina eliminan
completamente cualquier sistema de fijación. Estas toallitas se
basan exclusivamente en el hidroenredado de las fibras que componen
el material en lámina a fin de obtener la resistencia necesaria
para el procesamiento y para su uso en una sola vez. Dichos
materiales se desenredan cuando se exponen a la agitación de modo
que pueden ser desechados en sistemas de alcantarillado y sistemas
sépticos. Un material de este tipo se describe en la Patente de los
Estados Unidos número 4.755.421 de Manning et al. Dicha
patente describe un material en cinta hidroenredado sin aglutinante,
compuesto básicamente de una mezcla de fibras de rayón y pasta para
la fabricación de papel. Aunque dichos materiales muestran
características de absorción aceptables, la resistencia en húmedo
de dichos materiales, particularmente en bajos pesos base, ha
demostrado ser relativamente escasa. En efecto, los presentes
inventores no han podido duplicar los resultados de Manning en
pesos base por debajo de los 55 gramos por metro cuadrado.
Las Patentes de los Estados Unidos 5.409.768 y
5.227.107 describen una estructura fibrosa no tejida de varios
componentes. El material obtenido es adecuado para una amplia
variedad de aplicaciones, incluidos productos de cuidado personal
tales como pañales, compresas femeninas y productos para la
incontinencia en personas adultas. Dichos productos no se
desintegran bajo la agitación suave en agua, uniéndose entre sí el
material por fibras termoplásticas continuas de refuerzo.
La Patente de los Estados Unidos 4.319.956
describe material en cinta absorbente no tejido que muestra un
nivel de citotoxicidad de cero, previsto para su uso como toalla
médica desechable. Aunque sea desechable, el material de D2 no se
desintegra.
Fibras Bicomponente: Fibras que han sido
formadas con al menos dos polímeros extruídos a partir de
extrusores separados pasando a través de un único orificio de
hilatura hasta formar un único filamento. Los polímeros están
dispuestos en zonas distintas colocadas prácticamente constantes a
través de la sección transversal de las fibras bicomponentes y se
extienden continuamente a lo largo de la longitud de las fibras
bicomponentes. La configuración de dicho bicomponente puede ser,
por ejemplo, una disposición envoltura/núcleo, donde un polímero
esté rodeado por otro en una disposición adosada.
Fibras de celulosa: Fibras celulósicas
naturales, es decir no artificiales, de fuentes naturales tales
como plantas de maderas o no de maderas. Las plantas de maderas
incluyen, por ejemplo, árboles caducifolios y coníferos. Las
plantas no de maderas incluyen, por ejemplo, algodón, lino, esparto,
sisal, abacá, asclepias, paja, yute, cáñamo y bagazo.
Dirección transversal a la máquina (CD): La
dirección perpendicular a la dirección de la máquina.
Denier: Unidad utilizada para indicar la finura
de un filamento dado por el peso en gramos por 9.000 metros de
filamento. Un filamento de 1 denier tiene una masa de 1 gramo por
9.000 metros de longitud.
Lyocell: Material celulósico artificial obtenido
por la disolución directa de celulosa en un disolvente orgánico sin
la formación de un compuesto intermedio y la extrusión posterior de
la solución de celulosa y disolvente orgánico en un baño
coagulante. Como se ha utilizado en el presente, el lyocell se
distingue de la celulosa regenerada.
Dirección de la máquina (MD): La dirección de
recorrido de la superficie de formación sobre la cual se depositan
las fibras durante la formación de un material en cinta no
tejido.
Material no termoplástico: Cualquier material
que no entre dentro de la definición de material termoplástico.
Tela, lámina o cinta no tejida: Material que
tiene una estructura de fibras individuales que están
entremezcladas, pero no de manera identifialambre como en un tejido
de punto. Los materiales no tejidos pueden formarse a partir de
muchos procesos tales como, por ejemplo: soplado por fusión, unión
por hilatura y colocación en agua. El peso base de las telas no
tejidas se expresa normalmente en gramos por metro cuadrado (gmc) y
la finura de la fibra se mide en denieres.
Polímero: Generalmente incluye, por ejemplo,
homopolímeros, copolímeros, tales como, por ejemplo, copolímeros de
bloque, injerto, aleatorios y alternativos, terpolímeros, etc., y
las mezclas y modificaciones de los mismos. Además, salvo que se
limite específicamente de otro modo, el término "polímero"
incluye todas las configuraciones posibles del material. Dichas
configuraciones incluyen, por ejemplo, simetrías isotácticas,
sindiotácticas y aleatorias.
Celulosa regenerada: Celulosa artificial
obtenida por el tratamiento químico de la celulosa regenerada para
formar un derivado químico soluble o compuesto intermedio y la
descomposición posterior del derivado para regenerar la celulosa.
La celulosa regenerada incluye el rayón hilado y los procesos de la
celulosa regenerada incluyen el proceso viscoso, el proceso del
cupramonio y la saponificación del acetato de celulosa.
Tex: Unidad utilizada para indicar la finura de
un filamento dada por el peso en gramos por 1.000 metros de
filamento. Un filamento de 1 tex tiene una masa de 1 gramo por 1.000
metros de longitud.
Material termoplástico: Polímero que es
fundible, reblandeciéndose cuando se expone al calor y volviendo
generalmente a su estado no reblandecido cuando se enfría a
temperatura ambiente. Los materiales termoplásticos incluyen, por
ejemplo, cloruros de polivinilo, algunos poliésteres, poliamidas,
polifluorocarbonos, poliolefinas, algunos poliuretanos,
poliestirenos, alcohol polivínilico, caprolactamos, copolímeros de
etileno y al menos un monómero de vinilo (por ejemplo los
poliacetatos de etilen-vinilo) y las resinas
acrícilas.
La presente invención proporciona un material en
lámina fibroso y no tejido que supera los problemas arriba
indicados y otros problemas anteriores en la técnica y obtiene
también una muy buena resistencia en húmedo, excelentes tacto y
estética, elevada masa o espesor, liberación uniforme de líquidos,
escaso hilado, buena resistencia a la abrasión y excelentes
características de absorción. El aumento de la resistencia mejora
sustancialmente la utilidad y la resistencia a la disgregación y el
desgarro del material en lámina durante las operaciones de
producción de la toallita prehumedecida, mejora la manipulación del
material en lámina en un equipo automatizado y permite que la
toallita prehumedecida acabada soporte un uso enérgico.
En consecuencia, la presente invención
proporciona un material fibroso no tejido en cinta que comprende al
menos alrededor del 50 por ciento en peso de fibras de celulosa
natural; al menos cerca de un 5 por ciento en peso de fibras
artificiales de celulosa de elevada cristalinidad, que tienen una
cristalinidad de al menos un 40 por ciento; y al menos cerca de un
0,5 por ciento en peso de fibras aglutinantes; caracterizado porque
el material en cinta tiene un peso base en el rango de
aproximadamente 30 a 90 gramos por metro cuadrado, tiene una
resistencia a la tracción en húmedo (para un peso base de 55
g/m^{2}) en la dirección de la máquina de al menos 160
g/m^{2}/25 mm. aproximadamente y puede desintegrarse en el agua
bajo una agitación suave.
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Además, la presente invención puede proporcionar
una toallita húmeda o seca que tiene las características ventajosas
arriba indicadas y que puede también, sorprendentemente,
desintegrarse o dispersarse o romperse inmediatamente en agua con
una agitación suave, tal como la que se encuentra presente en un
sistema habitual séptico o sanitario. La capacidad del material en
lámina de la invención de disgregarse en el agua bajo una agitación
suave depende de la composición y el procesamiento de la fibra del
material en lámina, que permite la disgregación del material en
fibras individuales o pequeños trozos. La desintegración no depende
del tamaño la toallita, como algunos de los productos disponibles
en la actualidad. Así pues, el material en lámina de la invención
permite que se aumente el tamaño de la lámina de limpieza, haciendo
que sea más útil para el consumidor. El material no tejido en
lámina de la invención se compone sustancialmente de materiales
celulósicos de modo que es adecuado para su desecho y
biodegradación en sistemas sanitarios.
El material en lámina de la invención no
requiere químicos especiales de loción de impregnación para
mantener la tenacidad o promover la desintegración. El material en
lámina de la invención mantiene su resistencia a la tracción en
húmedo y dispersibilidad en soluciones que tienen un pH en el rango
de aproximadamente 3 a 11. De ese modo, el material en lámina de la
invención puede impregnarse con una amplia gama de químicos de
loción para su uso en mercados de limpieza y cuidados personales, lo
que es muy ventajoso para los fabricantes de las toallitas y los
consumidores de uso final. Otras características y ventajas de la
presente invención serán en parte evidentes y en parte se señalarán
con más detalle aquí en adelante.
En consecuencia, la presente invención
proporciona también una toallita prehumedecida, que comprende el
material no tejido en cinta de la invención, impregnado con una
solución química; caracterizado porque la toallita prehumedecida
puede desintegrarse bajo una agitación suave en la mayoría de los
rangos de pH.
En una realización especialmente ventajosa, el
material en lámina de la invención comprende de un 65 a un 97 por
ciento en peso aproximadamente de fibras de pasta de madera, de un
10 a un 30 por ciento en peso aproximadamente de fibras de lyocell
y de un 0,5 por ciento a un 3 por ciento en peso aproximadamente de
fibras bicomponente sintéticas. En algunas realizaciones, el
material en lámina de la invención puede incorporar otros
precursores y tratamientos conocidos para la fabricación de
papel.
El material en lámina acabado tiene un peso bajo
de 30 a 90 g/m^{2} aproximadamente y un peso base preferido de 45
a 70 g/m^{2} aproximadamente. El material en lámina tendrá una
resistencia a la tracción en húmedo preferida (para un peso base de
55 g/m^{2}) de al menos 160 gramos por 25 mm. en la MD,
aproximadamente, y al menos 100 gramos por 25 mm. en la CD,
aproximadamente. El material en lámina de la invención puede
ventajosamente tener una "descomposición al chorro" (hasta
formar fibras) de menos de 300 segundos aproximadamente y
preferentemente menos de cerca de 200 segundos.
La invención proporciona también un
procedimiento para producir un material en cinta fibroso y no
tejido, adaptado para desintegrarse en agua bajo una agitación
suave, que comprende:
- dispersar una cantidad importante de fibras de celulosa natural, una cantidad inferior de fibras de celulosa artificiales de elevada cristalinidad que tienen una cristalinidad de al menos cerca de un 40 por ciento y una pequeña cantidad fibras sintéticas aglutinantes en un medio líquido de dispersión de líquido para formar una pasta;
- colocar en húmedo la pasta sobre un miembro agujereado para formar una cinta colocada en húmedo;
- hidroenredar la cinta colocada en húmedo; y
- secar la cinta hidroenredada colocada en húmedo para formar el material de cinta fibroso y no tejido.
Las fibras que comprenden el material no tejido
en lámina de la invención se dispersan inicialmente dentro de un
medio de dispersión de fluido para formar una masa o pasta. La cinta
fibrosa no tejida se forma depositando la pasta en un equipo
clásico de fabricación de papel. Después de la formación y antes del
secado, el material en cinta se enreda hidráulicamente a una baja
energía desde uno o ambos lados de la cinta para formar una tela no
tejida. Después del enredado, se calienta la tela fibrosa no tejida.
Dicho calentamiento se efectúa bajo condiciones que permiten tanto
el secado del tejido como la activación controlada del aglutinante
para formar un material en lámina de la invención.
A partir de la siguiente descripción detallada,
que establece realizaciones ilustrativas e indica el modo en que se
emplean los principios de la invención, se entenderán mejor las
ventajas, características, propiedades y relaciones de la
invención.
Otros objetos y características de la invención
serán evidentes para una persona entendida en la técnica a partir
de la siguiente descripción detallada realizada en referencia con
los dibujos adjuntos, en los cuales:
La Figura 1 es una ilustración esquemática de un
ensayo de Índice de Enjuague;
La Figura 2 es un gráfico que comprara la
resistencia a la tracción en húmedo con a la energía de
hidroenredado; y
La Figura 3 es un gráfico que compara el Índice
de Enjuague con a la energía de hidroenredado.
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Un aspecto de la invención comprende un material
fibroso no tejido en lámina compuesto principalmente de materiales
celulósicos. Los novedosos materiales y construcción del material en
lámina de la invención reducen las restricciones en cuanto a la
química de la toallita posterior a la formación. El material en
lámina tiene suficiente resistencia en húmedo para un uso enérgico
como toallita prehumedecida. A pesar de la notable resistencia en
húmedo del material en lámina de la invención, sorprendentemente se
desintegrará o dispersará en el agua en trozos más pequeños de
material en lámina y en fibras individuales en un tiempo
relativamente corto bajo una suave agitación. El contenido
sustancial celulósico del material en lámina proporciona una
biodescomposición inmediata en la mayoría de los sistemas
sanitarios. El material en lámina de la invención mantiene su
notable resistencia a la tracción en húmedo y dispersibilidad en
soluciones que tienen un pH en el rango de 3 a 11
aproximadamente.
El material en lámina de la invención comprende
una mezcla de fibras de celulosa natural, fibras celulósicas
artificiales de elevada cristalinidad y fibras aglutinantes. El
componente de celulosa natural es el componente principal del
material en lámina y está presente en un rango preferido del 65 al
97 por ciento en peso aproximadamente. Este componente puede
seleccionarse de prácticamente cualquier clase de fibra celulósica
natural, fibra celulósica natural en pasta y mezclas de las
anteriores. Preferentemente, la fibra en pasta está compuesta de
pasta de fibra de madera. Pueden utilizarse también otros
materiales de fibra natural celulósica alargada en pasta tales
como, por ejemplo, algodón, sisal, cáñamo, kenaf y mezclas de los
mismos, en combinación con la pasta de fibra de madera, o en
sustitución de la misma. Los parámetros de selección y procesamiento
necesarios para obtener las características deseadas de la pasta
procesada y el comportamiento del producto en cinta están dentro de
las competencias normales de una persona entendida en la técnica.
Aunque sería posible sustituir parte o la totalidad de las fibras
celulósicas naturales con fibras celulósicas artificiales, estando
dicha sustitución contemplada por la presente invención, dicha
sustitución no es deseable económicamente.
El material en lámina de la invención contiene
también al menos cerca de un 5 por ciento en peso, preferentemente
cerca de un 5 a un 50 por ciento en peso, de fibras celulósicas
artificiales de elevada cristalinidad Las fibras celulósicas
artificiales son fibras celulósicas de elevada cristalinidad que
tienen una cristalinidad de al menos cerca de un 40 por ciento y
ventajosamente cerca de un 50 por ciento. Las fibras celulósicas
artificiales pueden componerse básicamente de fibras celulósicas de
elevada cristalinidad. Como se utiliza en el presente, una fibra
celulósica artificial compuesta básicamente de fibras celulósicas de
elevada cristalinidad excluye fibras celulósicas que tengan una
cristalinidad celulósica de menos del 40 por ciento, tales como el
rayón hilado. El uso de la frase "fibras artificiales compuestas
básicamente de fibras celulósicas de elevada cristalinidad" no
excluye el uso dentro de la composición de material en lámina de las
ayudas y tratamientos clásicos para la fabricación de papel que se
conocen ya en la técnica. Ventajosamente, el material en lámina de
la invención comprende de un 10 a un 30 por ciento en peso
aproximadamente de fibras celulósicas de elevada cristalinidad.
Preferentemente, las fibras celulósicas de
elevada cristalinidad comprenden fibras de lyocell. Como se ha
mostrado a continuación, las fibras de lyocell poseen
sorprendentemente propiedades únicas y convenientes cuando se
compara con fibras celulósicas de baja cristalinidad tales como el
rayón de viscosa.
\vskip1.000000\baselineskip
De manera interesante, los inventores han
encontrado que existe poca diferencia en la resistencia en seco
para los materiales no tejidos en lámina formados utilizando fibras
de lyocell en comparación con materiales en cinta similares
formados con fibras de rayón de viscosa, incluso aunque la tenacidad
en seco del lyocell es esencialmente mayor que la del rayón de
viscosa. No obstante, de modo sorprendente, la fibra de lyocell que
contiene materiales en lámina tiene resistencias a la tracción de
hasta un 50 por ciento aproximadamente superiores que los
materiales similares en lámina que contienen rayón de viscosa.
Aunque no se desee estar supeditados a una determinada ninguna
teoría, el aumento en la resistencia a la tracción en húmedo puede
ser atribuible a la estructura elevadamente cristalina y orientada
de la fibra de lyocell.
Las fibras de lyocell tienen una longitud
preferida de 4 a 12 milímetros (mm.) aproximadamente y una finura
de 1,11 kg/m a 3,33 kg/m (1,0 a 3,0 denieres).
El material en lámina de la invención comprende
un componente menor de fibra aglutinante. Preferentemente, el
componente de fibra aglutinante comprende fibras sintéticas
aglutinantes. Como se utiliza en la presente, una fibra sintética
aglutinante incluye cualquier fibra polimérica que tiene una parte
termoplástica colocada adecuadamente y con un punto de fusión lo
suficientemente bajo para permitir una cierta activación y fusión
con los componentes del material en lámina adyacentes durante el
calentamiento. Normalmente, las fibras sintéticas aglutinantes
comprenderán al menos un polímero que tiene un punto de fusión por
debajo de 165ºC aproximadamente. Las fibras sintéticas aglutinantes
de la invención incluyen, por ejemplo, fibras de poliolefina, fibras
bicomponente y mezclas de las
anteriores.
anteriores.
El componente de fibra sintética aglutinante en
el material en lámina de la invención actúa para crear una red
fibrosa que, después de la activación y la fusión, une ligeramente
entre sí las fibras de pasta y las fibras de celulosa de elevada
cristalinidad. Esta red fibrosa unida de fibras de pasta, fibras
sintéticas aglutinantes y fibras de celulosa de elevada
cristalinidad desarrolla una sorprendente sinergia que proporciona
un material no tejido de lámina que posee una mayor resistencia a la
tracción en húmedo que los materiales en lámina compuestos de
fibras de pasta, fibras de rayón de viscosa y fibras sintéticas,
actuando también a su vez para impartir las propiedades deseadas de
suavidad y desintegrabilidad en el agua bajo una agitación suave.
Preferentemente, el material en lámina de la invención comprende de
un 0,5 a un 3,0 por ciento en peso aproximadamente de fibras
sintéticas aglutinantes. La presencia del componente de fibra
sintética aglutinante es necesaria para obtener las elevadas
resistencias a la tracción en húmedo que aquí se describen. Sin
embargo, deberá señalarse que la cantidad de fibras sintéticas
aglutinantes en el material en lámina acabado deberá mantenerse en
una cantidad baja para asegurar la capacidad del material de lámina
acabado de desintegrarse o dispersarse en el agua bajo una
agitación suave. Naturalmente, si no se desea la dispersibilidad del
material no tejido en lámina, puede aumentarse la cantidad del
componente de fibra sintética aglutinante.
Ventajosamente, las fibras sintéticas
aglutinantes comprenden fibras aglutinantes bicomponente que tienen
una longitud de aproximadamente 20 mm. y una finura de 1,67 kg/m a
9,99 kg/m, es decir de 1,5 a 9 denieres. Las fibras aglutinantes
bicomponente pueden componerse de polímeros, por ejemplo, de
polietileno (PE), polipropileno (PP), tereftalato de polietileno
(PET) y poliéster en cualquier combinación,
polietileno/polipropileno (PE/PP), polietileno/tereftalato de
polietileno (PE/PET) tereftalato de polietileno/tereftalato de
polietileno (PET/PET) y polietileno/poliéster son combinaciones
ventajosas de polímeros para las fibras bicomponente utilizadas en
la invención, especialmente cuando se configuran como un núcleo con
el punto de fusión más elevado y una envoltura con el punto de
fusión más bajo. Preferentemente, el polímero (o polímero con un
punto de fusión más bajo para una fibra bicomponente) tiene un
punto de fusión por debajo de 130ºC aproximadamente. Se ha
observado que Celbond T-105, una fibra bicomponente
con envoltura de PE/núcleo de poliéster de 12,7 mm. por 3,33 kg/m
(3 denieres) que puede obtenerse en Kosa of Spartanburg S.C., es
adecuado para su uso como fibra sintética aglutinante en la
invención.
En otro aspecto de la invención, los materiales
fibrosos no tejidos y en cinta se realizan preferentemente
utilizando técnicas habituales de fabricación de papel. En estas
técnicas, las fibras se dispersan en un medio adecuado de
dispersión de líquido para crear una pasta. Preferentemente, se
utiliza agua como el medio líquido de acuerdo con las técnicas
conocidas de fabricación de papel y, en consecuencia, se forma una
pasta que comprende agua, fibras celulósicas naturales, fibras
artificiales de elevada cristalinidad y fibras sintéticas
aglutinantes. La concentración total de fibras en la pasta
dependerá del equipo utilizado y los parámetros deseados de
procesamiento del equipo.
El módulo superior de la fibra de lyocell actúa
para proporcionar una fibra más rígida en la pasta. Esta
característica permite el uso de fibras de lyocell con longitudes
mayores que las utilizadas normalmente con fibras celulósicas
ratifícales con módulos más bajos tales como el rayón hilado, que
tiende a tener características de dispersión inferiores en la pasta
cuando se utiliza en longitudes mayores. Se cree que el uso de
fibras de lyocell más largas contribuye a la producción de
materiales de lámina de la invención que poseen una resistencia en
húmedo mejorada. Sorprendentemente, la resistencia en húmedo
mejorada se obtiene sin una pérdida importante de la
desintegrabilidad del material en lámina de la invención en el agua
bajo una agitación suave.
Como se comprenderá, a la invención pueden
incorporarse otras ayudas y tratamientos conocidos en la
fabricación del papel. Por ejemplo, a la pasta pueden incorporarse
agentes de dispersión o agentes de resistencia en húmedo. Estos
materiales constituyen únicamente una pequeña parte de la pasta,
normalmente menos de un uno por ciento en peso, y facilitar una
deposición uniforme de fibras, proporcionando a su vez a la cinta
en su estado húmedo una resistencia suficiente de modo que pueda
mantener su integridad durante la operación de hidroenredado. Estos
dispersantes pueden incluir materiales naturales tales como goma
guar, goma karaya y similares, así como aditivos resinosos
artificiales.
La pasta se coloca en húmedo preferentemente en
una máquina de fabricación de papel. Aunque puede utilizarse
prácticamente cualquier máquina de fabricación de papel, incluidas
máquinas de cilindro giratorio, cuando se empleen pastas de fibras
muy diluidas es conveniente utilizar un alambre inclinado de
recogida de fibra, tal como el que se describe en la Patente de los
Estados Unidos número 2.045.095. La pasta acuosa y diluida de fibra
se alimenta en un colector y a continuación en su alambre de
recogida de fibra. Las fibras se mantienen en el alambre en una red
o configuración tridimensional aleatoria con una ligera orientación
a la dirección de la máquina, mientras el dispersante acuoso pasa
rápidamente a través del alambre y se retira rápidamente y
efectivamente.
El material colocado en húmedo se enreda
hidráulicamente (hidroenredado) para proporcionar el material en
lámina definitivo con una estructura de tipo tela y características
de absorción deseadas, aumentando a su vez la resistencia del
material en lámina definitivo. Ventajosamente, el enredado se
efectúa antes de una operación de secado.
Normalmente, la operación de hidroenredado se
efectúa del modo establecido en la Patente de los Estados Unidos
número 5.009.747 de Viazmensky et al, cuya descripción se
incorpora a la presente mediante referencia. Aunque la patente de
Viazmensky se refiere a un material no tejido en cinta que tiene un
contenido diferente de fibra, la operación de hidroenredado
descrita en dicha patente puede emplearse efectivamente con el
material de cinta de la presente invención. Así, como se indicó
también la patente de los Estados Unidos arriba mencionada número
4.755.421, el tratamiento de hidroenredado enreda entre sí las
fibras, formando la presente cinta. La sinergia entre las fibras
celulósicas de elevada cristalinidad y las fibras sintéticas
aglutinantes, permite el uso de energías inferiores de enredado que
para los materiales no tejidos clásicos, proporcionado a su vez
tanto una buena resistencia como una rápida desintegración en el
agua en movimiento. El proceso de enredado puede efectuarse sobre
el alambre formador utilizándose una aportación total de energía de
29591,76 a 207142,34 m^{2}/s^{2} (0,005 a 0,035
caballos-hora por libra de cinta
(CV-hr/lb)).
Deberá entenderse que cuando se aplique la
invención, pueden utilizarse aportaciones de energía mayores de
207142,34 m^{2}/s^{2} (0,005 a 0,035 CV-hr/lb).
No obstante, cuando la energía de enredado se eleve por encima de
207142,34 m^{2}/s^{2} (0,005 a 0,035 CV-hr/lb),
puede ser que sea cada vez más difícil dispersar o descomponer en
el agua los sustratos que contienen fibras de lyocell por encima de
15 por ciento en peso y con longitudes de fibra mayores de 8 mm. En
una realización de la invención, el material en cinta se hidroenreda
en alambres conformados para obtener un material desintegrable no
tejido en lámina con aspecto perforado.
El tejido hidroenredado se seca, por ejemplo,
sobre recipientes calentados de secado o en un horno para formar la
lámina final. Ventajosamente, se controla el proceso de secado para
obtener un nivel deseado de activación y fusión de las fibras
sintéticas aglutinantes. La activación de la fibra sintética
aglutinante une ligeramente los componentes del material en lámina
entre sí para aumentar la resistencia a la tracción permitiendo a
su vez que el material en lámina se desintegre en el agua bajo una
suave agitación. Naturalmente, es también posible activar las
fibras sintéticas aglutinantes en otras etapas de la formación del
material. El material en lámina no se trata normalmente con ningún
agente aglutinante después de la formación.
El peso base para el material no tejido en
lámina de la presente invención está normalmente en el rango de 30
a
90 g/m^{2} aproximadamente. Ventajosamente, el material no tejido en lámina de la invención muestra un peso base de 45 a 70 g/m^{2} aproximadamente.
90 g/m^{2} aproximadamente. Ventajosamente, el material no tejido en lámina de la invención muestra un peso base de 45 a 70 g/m^{2} aproximadamente.
El material no tejido en lámina de la invención
tiene una resistencia preferente a la tracción en húmedo (para un
peso base de 55 g/m^{2}) de al menos 62,99 gramos por cm.
aproximadamente (160 gramos por pulgada) MD y al menos 39,37 g/cm.
(100 gramos por pulgada) CD, aproximadamente. Naturalmente, a medida
que aumente el peso base del material en lámina, aumentará la
resistencia a la tracción del material en lámina.
El ensayo de la tracción en húmedo se efectúa en
una muestra de 50 mm. de ancho por 127 mm. de largo. Se ha
observado que el uso de una muestra de ensayo de 50 mm. proporciona
una mayor precisión y repetibilidad en comparación con una muestra
de ensayo de 25 mm. de ancho. La muestra se empapa en agua a
temperatura ambiente. Después del empapado, la muestra se seca
sobre un papel secante de algodón para retirar el exceso de agua.
La muestra secada se coloca en las mordazas de un instrumento de
ensayo de la tracción. Instrumentos adecuados para el ensayo de la
tracción se encuentran disponibles en Instron y Zwick. El
instrumento de ensayo de la tracción aplica un índice constante de
extensión de 0,0021 m/s (5 pulgadas por minuto) hasta que se rompe
la muestra del ensayo. Se utiliza una célula de carga para medir la
fuerza impuesta sobre la muestra en la disgregación. La fuerza
necesaria para disgregar la muestra del ensayo se divide por dos y
se registra en gramos por 25 mm. (g./25mm).
La capacidad de un material no tejido en lámina
de absorber y retener líquidos es una propiedad importante para las
toallitas prehumedecidas. La capacidad de absorción es una medida de
la cantidad de agua que el material no tejido en lámina puede
absorber y retener. Para ensayar la capacidad de absorción, se pesa
previamente una muestra de
7,5 cm. (3 pulgadas) por 7,5 cm. (3 pulgadas) y se satura mediante el empapado en agua durante 60 segundos. La muestra saturada se suspende por una esquina dentro de un matraz tapado cubierto de 1.500 ml. que contenga 200 ml. de agua. La muestra se deja suspendida durante 10 minutos. Después de estar colgada durante 10 minutos, se pesa la muestra saturada. Se calcula el porcentaje de capacidad de absorción utilizando la fórmula siguiente.
7,5 cm. (3 pulgadas) por 7,5 cm. (3 pulgadas) y se satura mediante el empapado en agua durante 60 segundos. La muestra saturada se suspende por una esquina dentro de un matraz tapado cubierto de 1.500 ml. que contenga 200 ml. de agua. La muestra se deja suspendida durante 10 minutos. Después de estar colgada durante 10 minutos, se pesa la muestra saturada. Se calcula el porcentaje de capacidad de absorción utilizando la fórmula siguiente.
(peso en húmedo
- peso en seco) /peso en seco x 100 = Porcentaje de Capacidad de
Absorción
Ventajosamente, el material no tejido en lámina
de la invención tendrá una capacidad de absorción de al menos un
400 por ciento aproximadamente. Más ventajosamente, el material no
tejido en lámina de la invención tendrá una capacidad de absorción
en el rango de 500 al 750 por ciento, aproximadamente.
Se mide la capacidad de dispersión,
desintegración o rotura de un material no tejido bajo una agitación
suave utilizando dos procedimientos distintos, un ensayo de
disgregación al enjuague y un ensayo de Índice de Enjuague. En el
ensayo de Índice de Enjuague o ensayo de tubo giratorio, una muestra
de ensayo de 100 mm. por 100 mm. se coloca en un recipiente en
forma de tubo. El tubo es transparente, de 500 mm. de longitud, con
un diámetro interior de 73 mm. El tubo está cerrado en un extremo y
contiene 700 ml. de agua. Después de colocar la muestra de ensayo
en el tubo, se tapona el extremo abierto.
El tubo se hace girar de un extremo a otro 180
grados, se mantienen así durante un segundo, se hace girar por los
extremos otros 180 grados hasta llegar al punto de partida y se
mantiene allí un segundo. Cada giro de 180 grados se realiza en
aproximadamente un segundo. Un giro completo de 360 grados es igual
a un ciclo o un Índice de Enjuague de uno. Después de cada ciclo se
evalúa visualmente el estado de la muestra a través de las paredes
del tubo. El ensayo mide el número giros de 360 grados del tubo
necesarios para que la muestra del ensayo: A) se disgregue en dos o
más trozos; B) se disgregue en cuatro o cinco trozos de 1,875 cm.
(3/4 de pulgada); y C) alcance el estado de fibras prácticamente
individuales. La Figura 1 muestra esquemáticamente el ensayo del
Índice de Enjuague.
El ensayo de disgregación al enjuague mide el
tiempo necesario para que una muestra de ensayo de un tamaño
específico colocada en un vórtice controlado de agua se disgregue en
dos o más trozos. En este ensayo, se colocan 500 ml. de agua del
grifo en un matraz de 600 ml. En el matraz de 600 ml. se introduce
una barra magnética agitadora con forma de estrella, un diámetro de
35 mm., y una altura de 12 mm. Se ha encontrado que una barra
agitadora de la marca Nalgene con punta de estrella número
6600-0035 es aceptable. El matraz se coloca en una
placa magnética agitadora. La placa magnética agitadora se ajusta de
modo que la punta inferior del vórtice creado por el giro de la
barra agitadora esté aproximadamente a media pulgada de la parte
superior de la barra agitadora. Conviene señalar que el paso de
ajustar el vórtice es importante para la reproducibilidad del
procedimiento.
Una muestra cuadrada de 50 mm. por 50 mm. (\pm
1 mm.) se coloca dentro del vórtice de agua en el matraz y se
inicia un cronómetro. Se registra el momento en el cual tienen lugar
los acontecimientos siguientes: A) disgregación en dos o más
partes; B) disgregación en cuatro o cinco partes; C) disgregación
uniforme en muchas partes (cerca de 10); D) disgregación uniforme
en partes más pequeñas (cerca de 25 o más) que en C; E)
disgregación en fibras individuales.
La Patente de los Estados Unidos número
4.755.421 de Manning et al utilizó un ensayo diferente para
medir el tiempo de disgregación del material no tejido en lámina.
Manning ensayó este material en lámina utilizando una agitación
suave y midiendo el tiempo necesario para que el material se
disgregara en varios trozos de 1,875 cm. (3/4 pulgadas). Manning
encontró que los sustratos que tenían un peso base de 72,9 g/m^{2}
y una resistencia a la tracción en húmedo CD de 13,43 kg/m (341
gramos por 1 pulgada), necesitaron 1,5 minutos para disgregarse. Un
material en lámina de la presente invención con un peso base de 70
g/m^{2} y una resistencia a la tracción en húmedo CD de 445
gramos por 25 mm., cuando se colocó bajo las condiciones de ensayo
de Manning, se disgregó en varios trozos de 1,875 cm. (3/4
pulgadas) en 1,4 minutos y se disgregó en aproximadamente 25 trozos
en 1,9 minutos. Así pues, el material no tejido en lámina de la
presente invención proporciona una mejora sobre el material de la
referencia Manning.
Los siguientes ejemplos se dan a efectos de
ilustración únicamente a fin de que pueda entenderse la presente
invención más plenamente. No se pretende que estos ejemplos limiten
en modo alguno la práctica de la invención. Salvo que se
especifique lo contrario, todas las partes se expresan en peso.
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Ejemplo
1
Se produjeron una serie de muestras en láminas
no tejidas. Las muestras se formaron sobre una máquina de
fabricación de papel de alambre inclinado en 0,381 m/g (75 pies por
minuto) y un peso base de 55 g/m^{2}. Los materiales en cinta
húmeda se pasaron bajo dos boquillas de enredado por chorro de agua,
estando cada boquilla dotada de 20,4 orificios/cm. (51 orificios
por pulgada), teniendo cada orificio un diámetro de 92 micras. Las
presiones de boquilla se fijaron en 2757,9 kPa (400) y 3102,6 lPa
(450) psi., dando una energía de enredado de 165713,87
m^{2}/s^{2} (0,028 CV-hr/lb). Los materiales en
cinta se apoyaron en un tejido de formación durante la fase de
producción del enredado. Los materiales en cinta se secaron a
continuación en recipientes de secado giratorios calentados por
vapor con un temperatura de aproximadamente 148,89ºC (300 grados
Fahrenheit). Las fibras sintéticas aglutinantes se activaron durante
el secado.
Cada una de las muestras comprendía el mismo
tipo y porcentaje de fibras de pasta de madera y fibras
aglutinantes bicomponente. Además, la muestra 1 comprendía un 20% de
fibra de rayón de viscosa de 8 mm. por 1,5 denieres, la Muestra 1b
sustituyó la fibra de rayón de viscosa con un 20% de fibra de
lyocell de 8 mm. por 1,667 kg/m (1,5 denieres). La muestra 1c
sustituyó la fibra de rayón de viscosa con un 20% de fibra de
lyocell de 10 mm. por
1,667 kg/m (1,5 denieres).
1,667 kg/m (1,5 denieres).
Como puede verse de la Tabla 1, las muestras 1b
y 1c han mejorado sustancialmente la resistencia a la tracción en
húmedo sobre la muestra 1a, proporcionando también sorprendentemente
una mejor desintegrabilidad tal como se ilustra por los resultados
del ensayo de Índice de Enjuague. Las fibras de lyocel de mayor
tamaño utilizadas en la muestra 1c proporcionan a dicha muestra una
mayor resistencia a la tracción en húmedo en comparación con la
muestra 1b, que utiliza fibras de lyocell más cortas.
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Ejemplo
2
En una máquina de fabricación de papel de
alambre inclinado, fijada a una velocidad de 130 metros por minuto
y un peso base de 55 g/m^{2}, se produjeron muestras de una lámina
no tejida desintegrable. La muestra 2a se componía de fibras de
pasta de madera, fibras bicomponente aglutinantes y fibras de rayón
de viscosa de 8 mm. por 1,667 kg/m (1,5 denier). La muestra 2b se
componía se de fibras de pasta de madera, fibras bicomponente
aglutinantes y fibras de lyocell de 10 mm. por 1,389 kg/m (1,25
denier). Cada material en cinta se pasó bajo tres boquillas de
enredado por chorro de agua, estando cada boquilla dotada de una
tira que tiene 20,4 orificios/cm. (51 orificios por pulgada),
teniendo cada orificio un diámetro de 92 \mum (micras). La presión
en las tres filas de boquillas se fijó en 3033,69 kPa (440 psi)
cada una, dando una energía total de enredado de 41428,47
m^{2}/s^{2} (0,007 CV-hr/lb). Los materiales en
cinta se apoyaron en un tejido durante la fase de producción de
enredado. A continuación se secaron los tejidos en recipientes
giratorios de secado a aproximadamente 148,89ºC (300 grados
Fahrenheit) y mediante secadores de aire fijados a un temperatura de
aproximadamente 198,89ºC (390 grados Fahrenheit). Las fibras
sintéticas aglutinantes se activaron durante el secado.
La muestra 2a comprende concentraciones más
elevadas de fibra aglutinante que la muestra 2b. A pesar de una
menor concentración de fibras aglutinantes, la muestra 2b ha
mejorado sustancialmente la resistencia a la tracción en húmedo
sobre el material en lámina de la muestra 2a, proporcionando también
a su vez sorprendentemente una mejor desintegrabilidad tal como se
ilustra por los resultados del ensayo de Disgregación al
Enjuague.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
3
En una máquina de fabricación de papel de
alambre inclinado, fijada a una velocidad de 0,381 m/s (75 pies por
minuto) y un peso base de 55 g/m^{2}, se produjeron una serie de
láminas no tejidas. Los materiales húmedos en cinta se pasaron bajo
dos boquillas de enredado por chorro de agua, estando cada boquilla
dotada de una tira que tiene 20,4 orificios/cm. (51 orificios por
pulgada), teniendo cada orificio un diámetro de 92 \mum (micras).
La presión en las tres filas de boquillas se fijó en 2516,59 kPa
(365) y 3068,17 kPa (445) (psi), dando una energía total de
enredado de 153877,165 m^{2}/s^{2} (0,026
CV-hr/lb). Los substratos se apoyaron en un tejido
de conformación durante la fase de enredado de la producción. A
continuación se secaron los tejidos en recipientes giratorios de
secado calentados con vapor a una temperatura de aproximadamente
148,89ºC (300 grados Fahrenheit). Las fibras sintéticas
aglutinantes, si estaban presentes, se activaron durante el paso
del secado.
\vskip1.000000\baselineskip
Como puede verse de la Tabla 3, la presencia y
activación de fibras sintéticas aglutinantes en el material en
lámina proporciona grandes aumentos en la resistencia a la tracción
en húmedo. El uso de fibras celulósicas artificiales de elevada
cristalinidad en ausencia de un aglutinante de fibra sintética
(muestra 3b) proporciona únicamente una pequeña ventaja de
resistencia a la tracción en húmedo sobre un material similar que
incorpora fibras de rayón en lugar de las fibras celulósicas de
elevada cristalinidad (muestra 3a). Aunque el uso de una fibra
sintética aglutinante aumenta la resistencia a la tracción en húmedo
del material en lámina (muestra 3c) que contiene rayón y el
material en lámina (muestra 3d) que contienen lyocell, la
resistencia a la tracción en húmedo del material en lámina de fibra
celulósica de elevada cristalinidad se aumenta a un nivel
sorprendentemente superior.
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Ejemplo
4
Se preparó una pasta acuosa que comprendía (peso
en seco) un 45 por ciento de fibras kraft de madera blanda
septentrional Irving, un 37 por ciento de fibras kraft de madera
blanda meridional Brunswick, y un 18 por ciento de fibras de rayón
de viscosa de 8 mm. por 1,667 kg/m (1,5 denier). La pasta se realizó
sin fibras aglutinantes y no contenía ningún agente de resistencia
en húmedo. La pasta se alimentó en una máquina de fabricación de
papel de alambre inclinado, fijada a una velocidad de 0,381 m/s (75
pies por minuto) y un peso base de 55 g/m^{2}. El material en
cinta se pasó bajo dos boquillas de enredado por chorro de agua,
estando cada boquilla dotada de una tira que tiene 20,4
orificios/cm. (51 orificios por pulgada), teniendo cada orificio un
diámetro de 92 \mum (micras). Se modificaron las presiones de
boquilla para obtener diferentes niveles de energía de enredado en
las muestras. El material en cinta se apoyó en un tejido de
formación durante la fase de producción de enredado. A continuación
se secaron los tejidos en recipientes giratorios de secado
calentados con vapor a una temperatura de aproximadamente 148,89ºC
(300 grados Fahrenheit).
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Los resultados de la Tabla 4 se muestran
gráficamente en las Figuras 2 y 3.
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Ejemplo
5
Se preparó una pasta acuosa que comprendía (peso
en seco) un 52 por ciento de fibras kraft de madera blanda
septentrional Irving, un 28 por ciento de fibras kraft de madera
blanda meridional Brunswick, un 20 por ciento de fibra de lyocell
de 10 mm. por 1,389 kg/m (1,25 denier) y un 1,5 por ciento de fibras
bicomponente aglutinantes Celbond T-105, 1,25 cm.
(0,5 pulgadas) por 3,33 kg/m (3 denier). La pasta no contenía ningún
agente de resistencia en húmedo. La lámina se formó en una máquina
de fabricación de papel de alambre inclinado, fijada a una
velocidad de
0,381 m/s (75 pies por minuto) y un peso base de 55 g/m^{2}. Los materiales húmedos en cinta se pasaron bajo dos boquillas de enredado por chorro de agua, estando cada boquilla dotada de una tira que tiene 20,4 orificios/cm. (51 orificios por pulgada), teniendo cada orificio un diámetro de 92 \mum (micras). Se modificaron las presiones de boquilla para obtener diferentes niveles de energía de enredado en las muestras. Los materiales en cinta se apoyaron en un tejido de formación durante la fase de producción de enredado. A continuación se secaron los tejidos en recipientes giratorios de secado calentados con vapor a una temperatura de aproximadamente 148,89ºC (300 grados Fahrenheit). Las fibras aglutinantes se activaron durante el secado.
0,381 m/s (75 pies por minuto) y un peso base de 55 g/m^{2}. Los materiales húmedos en cinta se pasaron bajo dos boquillas de enredado por chorro de agua, estando cada boquilla dotada de una tira que tiene 20,4 orificios/cm. (51 orificios por pulgada), teniendo cada orificio un diámetro de 92 \mum (micras). Se modificaron las presiones de boquilla para obtener diferentes niveles de energía de enredado en las muestras. Los materiales en cinta se apoyaron en un tejido de formación durante la fase de producción de enredado. A continuación se secaron los tejidos en recipientes giratorios de secado calentados con vapor a una temperatura de aproximadamente 148,89ºC (300 grados Fahrenheit). Las fibras aglutinantes se activaron durante el secado.
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Como se ilustra en la Tabla 5, la resistencia a
la tracción en húmedo aumenta con un aumento del peso base y la
desintegrabilidad en el agua bajo una agitación suave disminuye con
un aumento del peso base.
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Ejemplo
6
Se preparó una pasta compuesta (peso en seco) de
un 52 por ciento de fibras kraft de madera blanda septentrional
Irving, un 26 por ciento de fibras kraft de madera blanda meridional
Brunswick, un 20 por ciento de fibra de lyocell de 10 mm. por 1,389
kg/m (1,25 denier) y un 1,5 por ciento de fibras bicomponente
aglutinantes Celbond T-105, 1,25 cm. (0,5 pulgadas)
por 3,33 kg/m (3 denier). La pasta no contenía ningún agente de
resistencia en húmedo. La lámina se formó en una máquina de
fabricación de papel de alambre inclinado, fijada a una velocidad
de 0,381 m/s (75 pies por minuto) y un peso base de 55 g/m^{2}.
Los materiales húmedos en cinta se pasaron bajo dos boquillas de
enredado por chorro de agua, estando cada boquilla dotada de una
tira que tiene 20,4 orificios/cm. (51 orificios por pulgada),
teniendo cada orificio un diámetro de 92 \mum (micras). Se
modificaron las presiones de boquilla para obtener un nivel
constante de energía de enredado, (aproximadamente 207142,34
m^{2}/s^{2} (0,035 CV-hr/lb), a medida que se
modificada el peso base de la lámina. Los materiales en cinta se
apoyaron sobre un tejido de formación durante la fase de producción
de enredado. A continuación se secaron los tejidos en recipientes
giratorios de secado calentados con vapor a una temperatura de
aproximadamente 148,89ºC (300 grados Fahrenheit). Las fibras
aglutinantes se activaron durante el secado.
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Como se ilustra en la Tabla 6, la resistencia a
la tracción en húmedo aumenta con el aumento del peso base y la
desintegrabilidad en el agua bajo una agitación suave disminuye con
el aumento del peso base.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
7
Se prepararon una serie de pastas compuestas de
fibras de rayón de viscosa de 8 mm. por 1,667 kg/m (1,5 denier),
fibras de pasta kraft de madera blanda septentrional Irving y fibras
bicomponente aglutinantes Celbond T-105. Se
cambiaron las cantidades de fibras bicomponente y fibras de pasta de
madera para estudiar el efecto del cambio en las concentraciones
sobre la resistencia a la tracción en húmedo y las características
de desintegración de la lámina resultante. La lámina se formó en una
máquina de fabricación de papel de alambre inclinado, fijada a una
velocidad de 0,381 m/s (75 pies por minuto) y un peso base de 55
g/m^{2}. Los materiales húmedos en cinta se pasaron bajo dos
boquillas de enredado por chorro de agua, estando cada boquilla
dotada de una tira que tiene 20,4 orificios/cm. (51 orificios por
pulgada), teniendo cada orificio un diámetro de 92 \mum (micras).
Se fijaron las presiones de boquilla para obtener una energía de
enredado de aproximadamente 107968,813 m^{2}/s^{2} (0,025
CV-hr/lb). Los materiales en cinta se apoyaron sobre
un tejido de formación durante la fase de producción de enredado. A
continuación se secaron los tejidos en recipientes giratorios de
secado calentados con vapor a una temperatura de aproximadamente
148,89ºC (300 grados Fahrenheit). Las fibras aglutinantes se
activaron durante el secado.
Como será evidente para las personas entendidas
en la técnica, pueden realizarse diversas modificaciones,
adaptaciones y modificaciones de la descripción específica anterior
sin desviarse de las enseñanzas de la presente invención.
\vskip1.000000\baselineskip
La lista de referencias citadas por el
solicitante es sólo para la comodidad del lector. No forma parte del
documento de patente europea. Incluso aunque se ha prestado mucha
atención en la compilación de las referencias, no pueden excluirse
errores u omisiones y la EPO rechaza cualquier responsabilidad a
este respecto.
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Claims (21)
1. Material en cinta no tejido y fibroso que
comprende al menos alrededor del 50 por ciento en peso de fibras de
celulosa natural; al menos cerca de un 5 por ciento en peso de
fibras artificiales de celulosa de elevada cristalinidad, que
tienen una cristalinidad de al menos un 40 por ciento; y al menos
cerca de un 0,5 por ciento en peso de fibras aglutinantes;
caracterizado porque el material de en cinta tiene un peso
base en el rango de aproximadamente 30 a 90 gramos por metro
cuadrado, tiene una resistencia a la tracción en húmedo (para un
peso base de 55 g/m^{2}) en la dirección de la máquina de al menos
160 g/m^{2}/25 mm. aproximadamente y puede desintegrarse en el
agua bajo una agitación suave.
2. Material en cinta de la reivindicación 1,
compuesto básicamente de cerca de un 50 por ciento a cerca de un 97
por ciento en peso de fibras de pasta de celulosa natural, cerca de
un 5 por ciento a cerca de un 40 por ciento en peso de fibras de
celulosa de elevada cristalinidad y cerca de un 0,5 por ciento a
cerca de un 5 por ciento en peso de fibras sintéticas aglutinantes,
caracterizado porque una parte de las fibras aglutinantes en
el material en cinta van fijadas al menos parcialmente a algunas de
las fibras de pasta de celulosa natural y las fibras celulósicas
artificiales de elevada cristalinidad, de modo que el material en
cinta es adecuado para su uso como toallita prehumedecida, tiene
una resistencia a la tracción en húmedo (para un peso base de 55
g/m^{2}) de al menos cerca de 100 gramos/25 mm., y un tiempo de
disgregación al enjuague en fibras de menos de 300 segundos.
3. Material en cinta de la reivindicación 1 o la
reivindicación 2, que comprende cerca de un 65 por ciento a cerca
de un 97 por ciento en peso de fibras de celulosa natural, cerca de
un 10 por ciento a cerca de un 30 por ciento en peso de fibras de
celulosa de elevada cristalinidad y cerca de un 0,5 por ciento a
cerca de un 3 por ciento en peso de fibras aglutinantes.
4. Material en cinta de cualquier reivindicación
anterior, caracterizado porque una parte de las fibras
aglutinantes se activan para aumentar la resistencia del material
en cinta en comparación con el material en cinta anterior a la
activación.
5. Material en cinta de la reivindicación 1, que
posee una resistencia a la tracción en húmedo de cerca de un 20 por
ciento mayor que la resistencia a la tracción en húmedo de un
material en cinta similar, utilizando fibras de celulosa regenerada
en lugar de las fibras de celulosa de elevada cristalinidad.
6. Material en cinta de cualquier reivindicación
anterior, caracterizado porque las fibras de celulosa de
elevada cristalinidad tienen una cristalinidad de al menos cerca de
un 50 por ciento.
7. Material en cinta de cualquier reivindicación
anterior, formado mediante la colocación en húmedo de las fibras de
celulosa natural, las fibras de celulosa de elevada cristalinidad y
las fibras aglutinantes a partir de una mezcla acuosa.
8. Material en cinta de la reivindicación 1, que
tiene un tiempo máximo (B) de descomposición al chorro de 45
segundos.
9. Material en cinta de la reivindicación 1,
caracterizado porque las fibras de celulosa de elevada
cristalinidad tienen una cristalinidad de al menos cerca de un 40
por ciento, una tenacidad en seco de al menos cerca de 3x10^{5}
m^{2}/s^{2} (30 cN/tex) y un módulo inicial en húmedo de al
menos cerca de un 90 (5 segundos).
10. Material de la reivindicación 1, capaz de
desintegrarse bajo una agitación suave en un entorno acuoso, que
tiene un pH en el rango de cerca de 4 a cerca de 10.
11. Material en cinta de cualquier
reivindicación anterior, caracterizado porque las fibras
aglutinantes comprenden aglutinadores bicomponente que tienen un
polímero termoplástico.
12. Material en cinta de la reivindicación 2,
caracterizado porque las fibras de celulosa de elevada
cristalinidad tienen una cristalinidad de al menos un 58 por
ciento, una tenacidad en húmedo de al menos 3x10^{5}
m^{2}/s^{2} (30 cN/tex) y un módulo inicial en húmedo (5 por
ciento) de al menos 200.
13. Material en cinta de cualquier
reivindicación anterior, caracterizado porque las fibras
celulósicas artificiales de elevada cristalinidad se seleccionan de
al menos uno de Lyocell y rayón modal.
14. Procedimiento para producir un material en
cinta fibroso y no tejido, adaptado para desintegrarse en agua bajo
una agitación suave, que comprende:
- dispersar una cantidad importante de fibras de celulosa natural, una cantidad inferior de fibras de celulosa artificiales de elevada cristalinidad que tienen una cristalinidad de al menos cerca de un 40 por ciento y una pequeña cantidad fibras sintéticas aglutinantes en un medio líquido de dispersión de líquido para formar una pasta;
- colocar en húmedo la pasta sobre un miembro agujereado para formar una cinta colocada en húmedo;
- hidroenredar la cinta colocada en húmedo; y
- secar la cinta hidroenredada colocada en húmedo para formar el material de cinta fibroso y no tejido.
15. Procedimiento según la reivindicación 14,
que comprende la activación de una parte de las fibras aglutinantes
sintéticas, caracterizado porque la mayoría de las fibras
aglutinantes sintéticas en la lámina están al menos parcialmente
fijadas a algunas fibras de celulosa natural y fibras de celulosa de
elevada cristalinidad (para un peso base de
55 g/m^{2}) de al menos 160 gramos/25 mm.
55 g/m^{2}) de al menos 160 gramos/25 mm.
16. Procedimiento de la reivindicación 14 o la
reivindicación 15, caracterizado porque 29591,76 a
207142,34.
17. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 14 a 16, caracterizado porque el material en
cinta fibroso no tejido tiene una resistencia a la tracción en
húmedo en la dirección de la máquina (para un peso base de
55 g/m^{2}) de al menos aproximadamente 200 gramos/25 mm. y un Índice de Enjuague a un estado de prácticamente fibras individuales de menos de aproximadamente 20 giros.
55 g/m^{2}) de al menos aproximadamente 200 gramos/25 mm. y un Índice de Enjuague a un estado de prácticamente fibras individuales de menos de aproximadamente 20 giros.
18. Toallita prehumedecida, que comprende el
material en cinta no tejido de cualquiera de las reivindicaciones 1
a 13, caracterizado porque una parte de las fibras
aglutinantes del material en lámina van aglutinadas al menos
parcialmente a algunas de las fibras celulósicas naturales y las
fibras celulósicas artificiales de elevada cristalinidad,
impregnadas con una solución química, caracterizada porque la
toallita húmeda puede desintegrarse en el agua bajo una agitación
suave en la mayoría de los rangos de pH.
19. Toallita prehumedecida de la reivindicación
18, caracterizada porque las fibras celulósicas artificiales
de elevada cristalinidad tienen una cristalinidad de al menos
aproximadamente un 45 por ciento.
20. Toallita prehumedecida de las reivindicación
18 o la reivindicación 19, caracterizada porque las fibras
sintéticas aglutinantes comprenden fibras bicomponente que tienen
una parte termoplástica.
21. Toallita prehumedecida de cualquiera de las
reivindicaciones 18 a 20, caracterizada porque la solución
química tiene un pH en el rango de 3 a 11 aproximadamente.
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