MX2011001172A

MX2011001172A - Estructuras fibrosas grabadas y metodos para fabricarlas.

Info

Publication number: MX2011001172A
Application number: MX2011001172A
Authority: MX
Inventors: Kevin Benson Mcneil; Thomas Timothy Byrne
Original assignee: Procter & Gamble
Priority date: 2008-08-04
Filing date: 2009-08-04
Publication date: 2011-03-25
Also published as: WO2010017186A1; EP2310195A1; US20100028621A1; CA2733069A1; EP2310195B1

Abstract

La presente invención se refiere a una estructura fibrosa que comprende un grabado, en donde la estructura fibrosa presenta una relación entre el grosor promedio de la estructura fibrosa adyacente a un grabado y el grosor promedio de un grabado medido de acuerdo con el método de prueba de grosor promedio menor que 3 a aproximadamente 1.2. Además, se reivindica un proceso para fabricar esa estructura fibrosa.

Description

ESTRUCTURAS FIBROSAS GRABADAS Y MÉTODOS PARA FABRICARLAS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a estructuras fibrosas y, más particularmente, a estructuras fibrosas grabadas que comprenden un grabado, así como procesos para fabricar las estructuras fibrosas y productos de papel sanitario que comprenden las estructuras fibrosas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las estructuras fibrosas grabadas y los procesos de grabado son conocidos en la industria. Sin embargo, la mayor parte de los procesos de grabado de la industria anterior se basan en la densificación de estructuras fibrosas para impartir grabado a la estructura fibrosa, especialmente un grabado que tiene una altura de grabado mayor que 200 µ?t?. Esta densificación provoca una pérdida de resistencia significativa en la estructura fibrosa y ejerce una influencia negativa en otras propiedades de la estructura fibrosa, tales como la suavidad, el calibre y/o la absorbencia. Para lograr la densificación de la estructura fibrosa con el fin de crear el grabado, la mayoría de los sistemas de grabado de la industria anterior usan un rodillo con patrón relativamente rígido (construido en acero u otro metal, plástico duro, tal como ebonita, o cualquier otro material adecuado) que se carga contra un rodillo de presión que tiene una superficie deformable, tal como hule (denominado "grabado de hule contra acero") y/o que se carga contra un rodillo con patrón prácticamente complementario (denominado "grabado complementario en acero" o "grabado macho hembra"). Cuando se pasa una estructura fibrosa entre dos rodillos de este tipo mientras rotan, la estructura fibrosa se puede deformar permanentemente para retener un patrón impreso o marcado que corresponde con elementos elevados en el rodillo con patrón. La fuerza de compresión en los lugares de grabado en estos sistemas es relativamente alta. Por ejemplo, un proceso de conversión típico de un producto de papel desechable que tiene una estructura fibrosa secada por aire pasante de 0.02 kg/m2 (14 libras por 3,000 pie cuadrado) para una hoja usa una fuerza de sujeción de grabado de 17.9 kg/cm (100 libras por pulgada lineal (pli, por sus siglas en inglés)) para grabar una estructura fibrosa. En una configuración de rodillo de grabado típico, un rodillo con patrón tiene un diámetro exterior de 45.72 cm (18 pulgadas), y un rodillo de presión tiene un diámetro exterior de 35.56 cm (14 pulgadas), y una cubierta de rodillo de presión con un grosor de 3.175 cm (1 .25 pulgadas) tiene una dureza de 100 P&J (medida con una sonda de 0.3175 cm (1/8 pulgada) de diámetro); el ancho del punto de sujeción de grabado formado por los rodillos es de aproximadamente 3.81 cm (1.5 pulgadas). El área total de grabado (la suma del área de los extremos distales de todos los elementos de grabado) es del 10 % del área de superficie total del rodillo con patrón (calculada como diámetro x ancho x pi del rodillo exterior). La fuerza de compresión resultante de la estructura fibrosa en los extremos distales de los elementos de grabado es, por lo tanto, = 1 1 .9 kg/cm (100 libras/pulgada/1 .5 pulgada de ancho) / 10 % = 4550 kPa (660 libras por pulgada cuadrada). Esta fuerza resultará obviamente en una densificación significativa de la estructura fibrosa en los sitios grabados. Se sabe que esta densificación disminuye la suavidad de la estructura fibrosa, que constituye una preferencia clave del consumidor y un objetivo de calidad de producto.

Además, de la disminución de la suavidad de la estructura fibrosa, la estructura fibrosa también puede experimentar una pérdida de resistencia a la tracción dado que, en la medida que el hule se deforma alrededor de los elementos de grabado, también estira la estructura fibrosa hacia abajo y alrededor del elemento de grabado. Este estiramiento localizado de la estructura fibrosa rompe las uniones de las fibras y debilita la estructura fibrosa: un efecto negativo significativo en la calidad del producto.

En la Figura 1 , se ilustra un punto de sujeción de grabado hule contra acero 10 típico creado por un rodillo con patrón de acero 12 y un rodillo de presión de hule 14. Se imparte a la estructura fibrosa 16 un grabado densificado 18 mediante un punto de sujeción de grabado de hule contra acero 10.

Además, de los aspectos negativos asociados con las operaciones de grabado de la industria anterior, otra desventaja es que el rodillo de presión suave a menudo crea un grabado diferente a distintas velocidades operativas. Esta diferencia se produce porque el hule del rodillo de presión depende de la velocidad de deformación, es decir, la deformación del hule alrededor de un elemento de grabado varía con la velocidad operativa. Como el hule se deforma más rápidamente, es más resistente a la deformación y actúa "más duramente". Por lo tanto, un sistema de grabado de hule contra acero puede crear una estética de grabado preferida para el consumidor a una velocidad de 300 metros por minuto, pero degradarse a una estética inaceptable a una velocidad operativa más preferida de 600 metros por minuto.

En la Figura 2, se ilustra el punto de sujeción de grabado 20, de un rodillo con patrón complementario típico (tal como un rodillo con patrón complementario en acero), creado por un primer rodillo con patrón 22, y un segundo rodillo con patrón prácticamente complementario 22'. Se imparte a la estructura fibrosa 24 un grabado densificado 26, especialmente en uno o más de los bordes 28 del grabado (en el ejemplo ilustrado en la Figura 2) en donde se produce la menor holgura una saliente 30 del primer rodillo con patrón 22, y una cavidad 32 del segundo rodillo con patrón prácticamente complementario 22'. Sin intención de restringirse por la teoría, se cree que la estructura fibrosa 24 se pliega y se densifica significativamente entre la saliente 30 del primer rodillo con patrón 22 y la cavidad 32 del segundo rodillo con patrón prácticamente complementario 22'.

La naturaleza prácticamente complementaria de los rodillos con patrón primero y segundo es, típicamente, tal que un primer rodillo con patrón tiene áreas elevadas que pueden encajar dentro de las áreas vacías del segundo rodillo con patrón, y el segundo rodillo con patrón tiene áreas elevadas que pueden encajar dentro de las áreas vacías del primer rodillo con patrón. Un proceso de fabricación de rodillo de grabado típico usado para fabricar esos rodillos con patrón prácticamente complementarios consiste en el grabado químico de rodillos de acero. El primer rodillo con patrón puede grabarse químicamente con cualquier patrón deseado, que incluye elementos del patrón distintos, elementos del patrón lineales, o cualquier combinación de estos. El primer rodillo con patrón se puede usar luego como una herramienta en el proceso para grabar químicamente el segundo rodillo con patrón prácticamente complementario. El primer rodillo con patrón se carga contra un rodillo que se convertirá en el segundo rodillo con patrón prácticamente complementario después de que se haya recubierto el rodillo uniformemente con un material resistente químicamente. El primer rodillo con patrón y el rodillo que se convertirá en el segundo rodillo con patrón prácticamente complementario se rotan luego sincronizadamente. El contacto resultante entre los elementos elevados del primer rodillo con patrón elimina el material resistente químicamente de la superficie del rodillo que se convertirá en el segundo rodillo con patrón prácticamente complementario. Se limpia el material resistente químicamente de las áreas elevadas del primer rodillo con patrón para permitir la eliminación continua del material resistente químicamente del otro rodillo hasta que la superficie subyacente del material resistente químicamente en el rodillo se encuentre totalmente expuesta en las áreas que corresponden con el patrón del área elevada del primer rodillo con patrón. Luego se aplica ácido a la superficie del rodillo que se convertirá en el segundo rodillo con patrón prácticamente complementario, lo que resultará en la eliminación de una capa delgada de la superficie expuesta. Este proceso se repite hasta que se logra la profundidad de patrón deseada en los rodillos, y así se crea el segundo rodillo con patrón prácticamente complementario. Una limitación de este proceso es que hay una holgura lateral muy pequeña entre los elementos del patrón adyacentes durante el acoplamiento de los dos patrones, dado que el área vacía del segundo rodillo con patrón prácticamente complementario se creó mediante el área elevada del primer rodillo con patrón. En la posición totalmente acoplada, en la que las áreas elevadas del primer rodillo con patrón se extienden totalmente dentro de las áreas vacías correspondientes del segundo rodillo con patrón prácticamente complementario existe, típicamente, poca o ninguna holgura lateral entre los elementos complementarios (típicamente, menos de 50 µ?t?), como se ilustra en la Figura 2. Esta holgura lateral mínima produce como resultado una densificación significativa de una estructura fibrosa grabada entre dos rodillos con patrón, especialmente cuando se graban sustratos de baja densidad preferidos para el consumidor que tienen, típicamente, un grosor mayor que 250 µ??. Dado que los elementos del patrón tienen ángulos de paredes laterales menores que 90 grados medidos desde la superficie del rodillo, se puede aumentar la holgura lateral y disminuir la densificación reduciendo el acoplamiento entre los dos rodillos con patrón. Lamentablemente, los dos rodillos con patrón deben estar, típicamente, desacoplados totalmente, y por lo tanto imposibilitados de grabar una estructura fibrosa, antes de lograr una holgura adecuada así como la reducción de la densificación deseada para los sustratos de baja densidad.

Se conoce un tipo particular de proceso de grabado que usa dos rodillos con patrón como proceso de grabado de alta definición. En este proceso se aplica adhesivo a la primera estructura fibrosa en un patrón que corresponde con el patrón en un primer rodillo con patrón. Luego se une la primera estructura fibrosa a la segunda estructura fibrosa pasando la primera estructura fibrosa y la segunda estructura fibrosa entre el primer rodillo con patrón y un rodillo de acoplamiento. Luego se pasa la estructura fibrosa unida entre el primer rodillo con patrón y un segundo rodillo con patrón prácticamente complementario. Los grabados producidos mediante este procesos no son densificados. En tanto que se prefiere minimizar la densificación para la suavidad del producto, la ausencia de cierta densificación significativa impide impartir la claridad del área de grabado preferida por el consumidor. Esta falta de claridad del patrón de grabado impide, además, usar imágenes de grabado artísticas que resulten estéticamente agradables, tales como flores, corazones y lo similar.

En consecuencia, existe la necesidad de lograr una estructura fibrosa grabada que presente suavidad, resistencia, claridad de grabado y/o altura de grabado mejoradas en comparación con las estructuras fibrosas grabadas de la industria anterior, productos de papel sanitario que emplean estas estructuras fibrosas y un proceso para fabricar esta estructura fibrosa.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención satisface las necesidades descritas anteriormente mediante la provisión de una estructura fibrosa que comprende un grabado, en donde la estructura fibrosa presenta una suavidad, resistencia, claridad de grabado y/o altura de grabado mejoradas en comparación con las estructuras fibrosas grabadas de la industria anterior, procesos para fabricar esta estructura fibrosa y productos de papel sanitario que emplean estas estructuras fibrosas.

En un ejemplo de la presente invención, se proporciona una estructura fibrosa que comprende un grabado, en donde la estructura fibrosa presenta una relación entre el grosor promedio de la estructura fibrosa adyacente a un grabado y el grosor promedio de un grabado medido de acuerdo con el Método de prueba de grosor promedio menor que 3 a aproximadamente 1.2.

En otro ejemplo de la presente invención, se provee un producto de papel sanitario de una o de múltiples hojas que comprende una estructura fibrosa de conformidad con la presente invención.

En aún otro ejemplo de la presente invención, se proporciona un proceso para fabricar una estructura fibrosa que comprende un grabado; el proceso comprende la etapa de someter una estructura fibrosa a una operación de grabado que crea un grabado en la estructura fibrosa en donde el grabado presenta una relación entre el grosor promedio de la estructura fibrosa adyacente a un grabado y el grosor promedio de un grabado medido de acuerdo con el Método de prueba de grosor promedio menor que 3 a aproximadamente 1.2.

En aún otro ejemplo de la presente invención, se proporciona una estructura fibrosa que comprende un grabado, en donde la estructura fibrosa presenta una relación entre el grosor promedio de la estructura fibrosa adyacente a un grabado y el grosor promedio de un grabado medido de acuerdo con el Método de prueba de grosor promedio menor que 3, y en donde el grabado presenta un ángulo de pared promedio, medido de acuerdo con el Método de prueba de ángulo de pared promedio mayor que 22° y/o mayor que 24° y/o mayor que 26° y/o mayor que 28° y/o mayor que 30° y/o mayor que 40°.

En consecuencia, la presente invención proporciona una estructura fibrosa grabada que presenta suavidad, resistencia, claridad de grabado y/o altura de grabado mejoradas en comparación con las estructuras fibrosas grabadas de la industria anterior, productos de papel sanitario que emplean estas estructuras fibrosas y un proceso para fabricar esta estructura fibrosa.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 es una representación esquemática parcial diagramática de una operación de grabado de caucho contra acero de una industria anterior; la Figura 2 es una representación esquemática parcial diagramática de una operación de grabado con rodillo con patrón complementario de una industria anterior; la Figura 3 es una representación esquemática parcial diagramática de un ejemplo de una operación de grabado de conformidad con la presente invención; la Figura 4 es una representación esquemática parcial diagramática de la Figura 3; la Figura 5 es una representación esquemática parcial diagramática de un ejemplo de un rodillo con patrón de conformidad con la presente invención; la Figura 6 es una porción de una fotografía ampliada en blanco y negro de un ejemplo de un rodillo con patrón de conformidad con la presente invención; la Figura 7 es una porción de una fotografía ampliada en blanco y negro de un ejemplo de un rodillo con patrón de conformidad con la presente invención; la Figura 8 es una porción de una fotografía ampliada en blanco y negro de un ejemplo de un rodillo con patrón de conformidad con la presente invención; la Figura 9 es una porción de una fotografía ampliada en blanco y negro de un ejemplo de un rodillo con patrón de conformidad con la presente invención; la Figura 10 es una representación esquemática parcial de una vista lateral de un ejemplo de un proceso para elaborar una estructura fibrosa de conformidad con la presente invención; la Figura 1 1 es una representación esquemática parcial de una vista lateral de un ejemplo de un proceso para elaborar una estructura fibrosa de conformidad con la presente invención; La Figura 12 es una representación esquemática de una vista en perspectiva de un ejemplo de una estructura fibrosa de conformidad con la presente invención; La Figura 13 es una representación esquemática de una vista en perspectiva de un ejemplo de una estructura fibrosa de conformidad con la presente invención; la Figura 14 es una porción de una fotografía ampliada en blanco y negro de un ejemplo de una estructura fibrosa de conformidad con la presente invención; la Figura 15 es una porción de una fotografía ampliada en blanco y negro de una estructura fibrosa de una industria anterior; la Figura 16 es una representación esquemática parcial de un ejemplo de un proceso para elaborar una estructura fibrosa de múltiples hojas de conformidad con la presente invención; la Figura 17 es una representación esquemática parcial de un ejemplo de un proceso para elaborar una estructura fibrosa de múltiples hojas de conformidad con la presente invención; la Figura 18 es una representación esquemática parcial diagramática de un ejemplo de un proceso para elaborar una estructura fibrosa de múltiples hojas de conformidad con la presente invención; la Figura 19 es una representación esquemática parcial de un ejemplo de un proceso para elaborar una estructura fibrosa de múltiples hojas de conformidad con la presente invención; la Figura 20A es una imagen Mikrocad de una estructura fibrosa grabada de una industria anterior que muestra la medición de un ángulo de pared de grabado; la Figura 20B es una imagen Mikrocad y un gráfico de una estructura fibrosa grabada de una industria anterior de la Figura 20A que muestra la medición del ángulo de pared grabado; la Figura 21A es una imagen Mikrocad de una estructura fibrosa grabada de conformidad con la presente invención que muestra la medición promedio de un ángulo de pared de grabado.

La Figura 21 B es una imagen Mikrocad de la estructura fibrosa grabada de una industria anterior de la Figura 21 A que muestra la medición promedio del ángulo de pared grabado.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Definiciones "Estructura fibrosa" como se usa en la presente descripción, significa una estructura que comprende uno o más filamentos y/o fibras. En un ejemplo, una estructura fibrosa de conformidad con la presente invención significa un arreglo ordenado de filamentos y/o fibras dentro de una estructura, a los efectos de cumplir una función. Los ejemplos no limitantes de estructuras fibrosas de la presente invención incluyen papel, tela (incluso la tejida, de punto y no tejida) y almohadillas absorbentes (p. ej., para pañales o productos de higiene femenina).

Los ejemplos no limitantes para elaborar estructuras fibrosas incluyen los procesos de tendido en húmedo y tendido al aire usados para la fabricación de papel. Tales procesos incluyen, generalmente, etapas para preparar una composición de fibra en la forma de una suspensión en un medio húmedo, más específicamente, en un medio acuoso, o un medio seco, más específicamente, gaseoso, es decir, con aire como medio. El medio acuoso usado para procesos de tendido en húmedo se denomina, frecuentemente, pulpa de fibra. La pulpa de fibra luego se usa para depositar una pluralidad de fibras en un alambre de formación o banda de manera que se forma una estructura fibrosa embriónica, después de lo cual el secado y/o cohesionado de las fibras juntas resulta en una estructura fibrosa. Se puede llevar a cabo un procesamiento adicional de la estructura fibrosa de tal modo que se forme una estructura fibrosa terminada. Por ejemplo, en procesos papeleros típicos, la estructura fibrosa terminada es la estructura fibrosa que está enrollada en una bobina al final del proceso papelero y que puede, posteriormente, convertirse en un producto terminado, por ejemplo, un producto de papel sanitario.

La estructura fibrosa de la presente invención puede exhibir un peso base de aproximadamente 10 g/m2 a aproximadamente 120 g/m2 y/o de aproximadamente 15 g/m2 a aproximadamente 1 10 g/m2 y/o de aproximadamente 20 g/m2 a aproximadamente 100 g/m2 y/o de aproximadamente 30 a 90 g/m2. Además, la estructura fibrosa de la presente invención puede exhibir un peso base de aproximadamente 40 g/m2 a aproximadamente 120 g/m2 y/o de aproximadamente 50 g/m2 a aproximadamente 1 10 g/m2 y/o de aproximadamente 55 g/m2 a aproximadamente 105 g/m2 y/o de aproximadamente 60 a 100 g/m2.

La estructura fibrosa de la presente invención puede exhibir una resistencia total a la tracción en seco mayor que aproximadamente 59 g/cm (150 g/pulg) o de aproximadamente 78 g/cm (200 g/pulg) a aproximadamente 394 g/cm (1000 g/pulg) o de aproximadamente 98 g/cm (250 g/pulg) a aproximadamente 335 g/cm (850 g/pulg). Además, la estructura fibrosa de la presente invención puede exhibir una resistencia total a la tracción en seco mayor que aproximadamente 196 g/cm (500 g/pulg) y/o de aproximadamente 196 g/cm (500 g/pulg) a aproximadamente 394 g/cm (1000 g/pulg) y/o de aproximadamente 216 g/cm (550 g/pulg) a aproximadamente 335 g/cm (850 g/pulg) y/o de aproximadamente 236 g/cm (600 g/pulg) a aproximadamente 315 g/cm (800 g/pulg). En un ejemplo, la estructura fibrosa exhibe una resistencia total a la tracción en seco menor que aproximadamente 394 g/cm (1000 g/pulg) y/o menor que aproximadamente 335 g/cm (850 g/pulg).

En otro ejemplo, la estructura fibrosa de la presente invención puede presentar una resistencia a la tracción total en seco mayor que aproximadamente 196 g/cm (500 g/pulg) y/o mayor que aproximadamente 236 g/cm (600 g/pulg) y/o mayor que aproximadamente 276 g/cm (700 g/pulg) y/o mayor que aproximadamente 315 g/cm (800 g/pulg) y/o mayor que aproximadamente 354 g/cm (900 g/pulg) y/o mayor que aproximadamente 394 g/cm (1000 g/pulg) y/o de aproximadamente 315 g/cm (800 g/pulg) a aproximadamente 1968 g/cm (5000 g/pulg) y/o de 354 g/cm (900 g/pulg) a aproximadamente 1 181 g/cm (3000 g/pulg) y/o de aproximadamente 354 g/cm (900 g/pulg) a aproximadamente 984 g/cm (2500 g/pulg) y/o de aproximadamente 394 g/cm (1000 g/pulg) a aproximadamente 787 g/cm (2000 g/pulg).

La estructura fibrosa de la presente invención puede presentar una resistencia a la tracción inicial total en húmedo menor que aproximadamente 78 g/cm (200 g/pulg) y/o menor que aproximadamente 59 g/cm (150 g/pulg) y/o menor que aproximadamente 39 g/cm (100 g/pulg) y/o menor que aproximadamente 29 g/cm (75 g/pulg).

La estructura fibrosa de la presente invención puede presentar una resistencia a la tracción inicial total en húmedo mayor que aproximadamente 1 18 g/cm (300 g/pulg) y/o mayor que aproximadamente 157 g/cm (400 g/pulg) y/o mayor que aproximadamente 196 g/cm (500 g/pulg) y/o mayor que aproximadamente 236 g/cm (600 g/pulg) y/o mayor que aproximadamente 276 g/cm (700 g/pulg) y/o mayor que aproximadamente 315 g/cm (800 g/pulg) y/o mayor que aproximadamente 354 g/cm (900 g/pulg) y/o mayor que aproximadamente 394 g/cm (1000 g/pulg) y/o de aproximadamente 1 18 g/cm (300 g/pulg) a aproximadamente 1968 g/cm (5000 g/pulg) y/o de aproximadamente 157 g/cm (400 g/pulg) a aproximadamente 1 181 g/cm (3000 g/pulg) y/o de aproximadamente 196 g/cm (500 g/pulg) a aproximadamente 984 g/cm (2500 g/pulg) y/o de aproximadamente 196 g/cm (500 g/pulg) a aproximadamente 787 g/cm (2000 g/pulg) y/o de aproximadamente 196 g/cm (500 g/pulg) a aproximadamente 591 g/cm (1500 g/pulg).

La estructura fibrosa de la presente invención puede presentar una densidad (medida a 147 kg/m2 (95 g/pulg2)) menor que aproximadamente 0.60 g/cm3 y/o menor que aproximadamente 0.30 g/cm3 y/o menor que aproximadamente 0.20 g/cm3 y/o menor que aproximadamente 0.10 g/cm3 y/o menor que aproximadamente 0.07 g/cm3 y/o menor que aproximadamente 0.05 g/cm3 y/o de aproximadamente 0.01 g/cm3 a aproximadamente 0.20 g/cm3 y/o de aproximadamente 0.02 g/cm3 a aproximadamente 0.10 g/cm3.

La estructura fibrosa de la presente invención puede presentar una capacidad de absorción total de conformidad con el Método de prueba de la hoja completa horizontal (HFS, por sus siglas en inglés) que se describe aquí mayor que aproximadamente 10 g/g y/o mayor que aproximadamente 12 g/g y/o mayor que aproximadamente 15 g/g y/o de aproximadamente 15 g/g a aproximadamente 50 g/g y/o a aproximadamente 40 g/g y/o a aproximadamente 30 g/g.

La estructura fibrosa dé la presente invención puede presentar un valor de Hoja completa vertical (VFS, por sus siglas en inglés) según lo determina el Método de prueba de Hoja completa vertical (VFS) que se describe en la presente descripción, mayor que aproximadamente 5 g/g y/o mayor que aproximadamente 7 g/g y/o mayor que aproximadamente 9 g/g y/o de aproximadamente 9 g/g a aproximadamente 30 g/g y/o a aproximadamente 25 g/g y/o a aproximadamente 20 g/g y/o a aproximadamente 17 g/g.

La estructura fibrosa de la presente invención puede encontrarse en la forma de rollos de estructura fibrosa. Los rollos de estructura fibrosa pueden comprender una pluralidad de hojas conectadas, pero perforadas de estructura fibrosa, que se pueden expender en forma separada desde hojas adyacentes. En un ejemplo, uno o más extremos del rollo de la estructura fibrosa puede comprender un adhesivo y/o un agente de resistencia en seco para mitigar la pérdida de fibras, especialmente las fibras de pulpa de madera de los extremos del rollo de producto de la estructura fibrosa.

La estructura fibrosa de la presente invención puede comprender uno o más aditivos, tales como agentes suavizantes, agentes de resistencia en húmedo temporales, agentes de resistencia en húmedo permanentes, agentes suavizantes masivos, lociones, siliconas, agentes humectantes, látex, especialmente látex aplicados a patrones de superficie, agentes de resistencia en seco, tales como carboximetilcelulosa y almidón, tintas, colorantes y otros tipos de aditivos adecuados para la inclusión en la estructura fibrosa y/o sobre ella.

Como se usan en la presente descripción, "fibra" y/o "filamento" significan un particulado alargado que tiene una longitud aparente que excede en mucho su ancho aparente, es decir, tiene una relación entre la longitud y el diámetro de por lo menos 10. A los efectos de la presente invención, una "fibra" es un particulado alargado, como se describió anteriormente, que presenta una longitud de menos de 5.08 cm (2 pulg) y un "filamento" es un particulado alargado, como se describió anteriormente, que presenta una longitud mayor o igual a 5.08 cm (2 pulg).

Las fibras se consideran, típicamente, como discontinuas por naturaleza. Los ejemplos no limitantes de fibras incluyen fibras de pulpa de madera y fibras sintéticas acortadas como las de poliéster.

Los filamentos se consideran, típicamente, continuos o sustancialmente continuos en su naturaleza. Los filamentos son relativamente más largos que las fibras. Los ejemplos no limitantes de filamentos incluyen filamentos de fusión por soplado y/o de unión por hilado. Los ejemplos no limitantes de materiales que se pueden hilar en filamentos incluyen a los polímeros naturales, como almidón, derivados del almidón, celulosa y derivados de celulosa, hemicelulosa, derivados de la hemicelulosa y polímeros sintéticos que incluyen, pero no se limitan a, filamentos de alcohol polivinílico y/o filamentos derivados de alcohol polivinílico, y filamentos de polímero termoplástico, como poliésteres, nailons, poliolefinas como filamentos de polipropileno, filamentos de polietileno y fibras biodegradables o termoplásticas compostables como filamentos de ácido poliláctico, filamentos de polihidroxialcanoato y filamentos de policaprolactona. Los filamentos pueden ser monocomponentes o multicomponentes, como los filamentos bicomponentes.

En un ejemplo de la presente invención, "fibra" se refiere a fibras usadas en la fabricación de papel. Las fibras papeleras útiles en la presente invención incluyen fibras celulósicas, conocidas como fibras de pulpa de madera. Algunas pulpas de madera útiles en la presente invención, son las pulpas químicas, por ejemplo, las pulpas Kraft, de sulfito y de sulfato, así como las pulpas mecánicas que incluyen, por ejemplo, madera triturada, pulpas termomecánicas y pulpas termomecánicas químicamente modificadas. Sin embargo, se pueden preferir las pulpas químicas ya que imparten una sensación táctil superior de suavidad a las hojas de tejido fabricadas de ahí. Se pueden usar pulpas derivadas de árboles caducifolios (de aquí en adelante citadas como "madera dura") y de coniferas (de aquí en adelante citadas como "madera blanda"). Las fibras de maderas duras y de maderas blandas pueden mezclarse, o alternativamente, depositarse en capas para proporcionar una trama estratificada. Las patentes de los EE. UU. núms. 4,300,981 y 3,994,771 quedan incorporadas en la presente descripción, como referencia con el propósito de divulgar la estratificación de las fibras de madera dura y de madera blanda.

También son aplicables a la presente invención las fibras derivadas de papel reciclado, las cuales pueden contener cualquiera o todas las categorías antes mencionadas, además, de otros materiales no fibrosos tales como cargas y adhesivos usados para facilitar la fabricación original del papel.

Además, de las varias fibras de pulpa de madera, otras fibras celulósicas como linteres de algodón, rayón, lyocell y bagazo se pueden usar en la presente invención. Otras fuentes de celulosa bajo la forma de fibra o que se puede hilar en fibras incluyen hierbas y fuentes de granos.

Como se usa en la presente descripción, "producto de papel sanitario" se refiere a una trama suave, de baja densidad (es decir, < aproximadamente 0.15 g/cm3) útil como implemento de limpieza para la limpieza posterior a orinar y defecar (papel higiénico), para secreciones otorrinolaringológicas (toallas faciales), y para usos de limpieza y como absorbente multifuncionales (toallas absorbentes). El producto de papel sanitario puede estar enrollado varias veces sobre sí mismo, alrededor de un núcleo o sin núcleo, para formar un rollo de producto de papel sanitario.

"Peso molecular promedio ponderado" como se usa en la presente descripción, significa el peso molecular promedio ponderado como se determina usando cromatografía de permeación en gel según el protocolo encontrado en la publicación Colloids and Surfaces A. (Coloides y superficies A.) Physico Chemical & Engineering Aspects, Vol. 162, 2000, págs. 107-121.

"Peso base", como se usa en la presente descripción, es el peso por área unitaria de una muestra indicada en libras/3000 pies2 o g/m2.

"Dirección de la máquina" o "DM", como se usa en la presente descripción, significa la dirección paralela al flujo de la estructura fibrosa a través de la máquina elaboradora de estructuras fibrosas y/o el equipo que fabrica el producto sanitario de papel tisú.

"Dirección transversal a la máquina" o "TM", como se usa en la presente descripción, significa la dirección paralela al ancho de la máquina elaboradora de estructuras fibrosas y/o el equipo que fabrica el producto sanitario de papel tisú, perpendicular a la dirección de la máquina.

"Hoja" como se usa en la presente descripción, significa una estructura fibrosa individual e integral.

"Hojas" como se usa en la presente descripción, significa dos o más estructuras fibrosas individuales e integrales dispuestas en una relación sustancialmente contigua, cara a cara, que forman una estructura fibrosa de hoja múltiple y/o un producto sanitario de papel tisú de hoja múltiple. También se contempla que una estructura fibrosa individual e integral puede formar efectivamente una estructura fibrosa de hoja múltiple, por ejemplo, al doblarla sobre sí misma.

Como se usa en la presente descripción, "grosor de grabado promedio" o "ET" (por sus siglas en inglés) significa el grosor promedio del grabado medido a través de todo el grabado de acuerdo con el Método de prueba de grosor promedio descrito en la presente descripción.

Como se usa en la presente descripción, "grosor promedio de una estructura fibrosa adyacente a un grabado" o "FT" (por sus siglas en inglés) significa el grosor promedio de una estructura fibrosa grabada adyacente a un grabado en todos los lados de un grabado medido de acuerdo con el Método de prueba de grosor promedio descrito en la presente descripción.

Como se usa en la presente descripción, los artículos "un(a)" y "uno(a)s" cuando se usan en la presente invención, por ejemplo, "un surfactante aniónico" o "una fibra" se comprende que significan uno o más del material que se reivindica o describe.

Todos los porcentajes y proporciones se calculan en peso, a menos que se indique de cualquier otra forma. Todos los porcentajes y proporciones se calculan en función de la composición total, a menos que se indique de cualquier otra forma.

A menos que se especifique de cualquier otra forma, todos los niveles del componente o la composición se expresan en referencia al nivel de activo de ese componente o composición, y son exclusivos de impurezas, por ejemplo, solventes residuales o subproductos, los cuales pueden estar presentes en las fuentes comercialmente disponibles.

Punto de sujeción de grabado Como se ilustra en la Figura 3, una operación de grabado de acuerdo con la presente invención comprende un punto de sujeción de grabado 34 que comprende un primer rodillo con patrón 34, que a su vez comprende un primer rodillo con patrón 36 y un segundo rodillo con patrón 38. Los rodillos 36 y 38 pueden comprender patrones complementarios o prácticamente complementarios. El primer rodillo con patrón 36 comprende una superficie 40. La superficie 40 puede comprender una o más salientes 42. El segundo rodillo con patrón 38 comprende una superficie 44. La superficie 44 puede comprender una o más cavidades 46. En el punto de sujeción de grabado 34, una o más de las salientes 42 de la superficie 40 encajan con una o más de las cavidades 46 de la superficie 44. Una estructura fibrosa 48 está ubicada entre una o más de las salientes 42 de la superficie 40 y una o más de las cavidades 46 de la superficie 44 en el punto de sujeción de grabado 34 y/o pasa a través del punto de sujeción de grabado 34 formado por el encaje entre la saliente 42 y la cavidad 46 durante una operación de grabado.

Como se ilustra en la Figura 4, que es una vista parcial aumentada de la Figura 3, la saliente 42 de la superficie 40 del primer rodillo con patrón 36 se acopla (encaja) con el segundo rodillo con patrón 38 en la cavidad 46 presente en la superficie 44 del segunda rodillo con patrón. El encaje de la saliente 42 crea una holgura lateral (l_c, por sus siglas en inglés) y una profundidad de encaje (DM, por sus siglas en inglés) en la cavidad 46.

Lc representa la distancia más corta entre cualquier parte de la totalidad de la superficie 40 de la saliente 42 del primer rodillo con patrón 36 y cualquier parte de la totalidad de la superficie 44 de la cavidad 46 del segundo rodillo con patrón 38 en el punto de sujeción de grabado 34. Lc puede ser mayor que aproximadamente 75 µ?t? y/o mayor que aproximadamente 100 pm y/o mayor que aproximadamente 125 pm y/o de aproximadamente 125 pm a aproximadamente 700 pm y/o a aproximadamente 600 pm y/o a aproximadamente 500 µ?t? y/o a aproximadamente 400 pm y/o a aproximadamente 300 pm y/o a aproximadamente 280 pm. En un ejemplo, Lc es de aproximadamente 75 pm a aproximadamente 700 pm. En un ejemplo, la Lc de una saliente a una cavidad puede ser diferente de otra saliente a otra cavidad en los mismos rodillos con patrón.

Para un conjunto determinado de rodillos con patrón, Lc puede depender de la estructura fibrosa que los rodillos con patrón están grabando. Por ejemplo, una estructura fibrosa típica puede presentar un grosor de 254-381 pm (10-15 mils), y los valores anteriores de Lc son adecuados para grabar la estructura fibrosa que tiene ese grosor. Sin embargo, si una estructura fibrosa presenta un grosor de 762 pm (30 mils) o mayor, la Lc entre los rodillos con patrón deben ser mayores para lograr grabados óptimos en la estructura fibrosa. En consecuencia, Lc puede ser de aproximadamente 25 % a aproximadamente 85 % y/o de aproximadamente 30 % a aproximadamente 80 % y/o de aproximadamente 40 % a aproximadamente 80 % del grosor de la estructura fibrosa que se está grabando.

DM representa la mayor distancia en la que la saliente 42 se traslapa sobre la cavidad 46 en el punto de sujeción del grabado 34. DM puede ser mayor que aproximadamente 254 µ?? (10 mils) y/o mayor que aproximadamente 381 µ?? (15 mils) y/o mayor que aproximadamente 508 µ?t? (20 mils) y/o a aproximadamente 2032 µ?t? (80 mils) y/o a aproximadamente 1524 µ?? (60 mils) y/o a 1016 µ?t? (40 mils) y/o a aproximadamente 889 µ?? (35 mils) y/o a aproximadamente 762 µ?? (30 mils) y/o de aproximadamente 381 µ?? (15 mils) a aproximadamente 2032 µ?t? (80 mils) y/o de aproximadamente 508 µ?? (20 mils) a aproximadamente 1524 µ? (60 mils) y/o de aproximadamente 508 pm (20 mils) a aproximadamente 1016 pm (40 mils). En un ejemplo, la DM de una saliente dentro de una cavidad puede ser diferente de otra saliente dentro de otra cavidad en los mismos rodillos con patrón.

En un ejemplo, se elige la DM para crear una imagen de fondo delicada. En otro ejemplo, se elige la DM para crear una impresión en la hoja distinta.

La presión del punto de sujeción dentro del punto de sujeción de grabado 34 cuando una estructura fibrosa está presente dentro del punto de sujeción de grabado 34 puede ser menor que aproximadamente 14.3 kg/cm (80 pli) y/o menor que aproximadamente 10.7 kg/cm (60 pli) y/o menor que aproximadamente 7.1 kg/cm (40 pli) y/o menor que aproximadamente 5.6 kg/cm (20 pli) y/o menor que aproximadamente 1 .8 kg/cm (10 pli) a aproximadamente 0.2 kg/cm (1 pli) y/o a aproximadamente 0.4 kg/cm (2 pli) y/o a aproximadamente 0.9 kg/cm (5 pli). En un ejemplo, la presión del punto de sujeción en el punto de sujeción de grabado 34, cuando una estructura fibrosa está presente dentro de ese punto de sujeción de grabado 34, es de aproximadamente 0.4 kg/cm (2 pli) a aproximadamente 1.8 kg/cm (10 pli) y/o de aproximadamente 0.9 kg/cm (5 pli) a aproximadamente 1 .8 kg/cm (10 pli).

Cuando está presente una estructura fibrosa dentro del punto de sujeción de grabado 34, la presión del punto de sujeción dentro del punto de sujeción de grabado 34 produce como resultado la aplicación de una fuerza de deformación (tensión) a la estructura fibrosa en todas las direcciones, que incluyen las direcciones de máquina y transversal a la máquina, así como entre ellas, lo que puede resultar en la creación de un grabado en la estructura fibrosa. En un ejemplo, la estructura fibrosa durante la operación de grabado se somete a una deformación en todas las direcciones, que incluyen las direcciones de máquina y transversal a la máquina, así como entre ellas, de manera tal que la estructura fibrosa experimenta una deformación máxima y mínima que difiere en menos de 25 % en todas las direcciones.

La tensión requerida para lograr una apariencia de grabado deseada varía de acuerdo con las propiedades de la estructura fibrosa. Por ejemplo, una estructura fibrosa con mayor estiramiento puede requerir una mayor deformación para lograr una profundidad de grabado permanente (DE, por sus siglas en inglés) deseada que una estructura fibrosa con un estiramiento menor. También se ha comprobado que las salientes distintas (es decir, los elementos de grabado de puntos), tales como puntos, se pueden grabar más fácilmente, así como lograr una deformación permanente en comparación con las salientes de líneas (es decir, los elementos de grabado de líneas). Por lo tanto, ante un patrón y propiedades de una estructura fibrosa deseados, se pueden seleccionar l_c y DM para lograr la deformación objetivo y la apariencia de grabado correspondiente en esa porción del patrón de grabado.

Rodillos con patrón La operación de grabado de la presente invención usa dos o más rodillos con patrón que provocan una presión del punto de sujeción cuando están acoplados entre sí para formar un punto de sujeción de grabado que sea suficiente para crear deformaciones (grabados) en la estructura fibrosa presente dentro del punto de sujeción de grabado.

Los rodillos con patrón pueden comprender patrones complementarios. Los rodillos con patrón pueden estar fabricados en el mismo material o en materiales diferentes. Los ejemplos no limitantes de materiales adecuados para los rodillos con patrón pueden incluir acero, ebonita, aluminio, otros metales, cerámica, plásticos, hule, hule sintético y mezclas de estos.

Los rodillos con patrón pueden estar fabricados de acuerdo con cualquier proceso adecuado conocido en la industria. Los ejemplos no limitantes de procesos adecuados incluyen grabar con láser plásticos duros (ebonita) o cerámica u otro material adecuado para la ablación con láser para retirar material y crear elementos de grabado, grabado químico del acero u otros materiales para retirar material y crear elementos de grabado, mecanizado de aluminio o acero u otros metales para retirar material y crear elementos de grabado, procesos de metalización para construir elementos de grabado, procesos de sinterización para construir elementos de grabado y/u otros medios conocidos en la industria para retirar material o acumular material y lograr una topografía de superficie con el patrón y las holguras deseados entre elementos de grabado complementarios.

En un ejemplo, los rodillos con patrón se fabrican con láser que graba un patrón sobre la superficie de un rodillo, tal como un rodillo de ebonita.

Los rodillos con patrón pueden comprender salientes y/o cavidades (es decir, elementos de grabado de puntos y/o líneas) en cualquier configuración o patrón y a cualquier frecuencia deseada.

Sorprendentemente, se ha descubierto que las zonas abiertas entre las salientes de un rodillo con patrón pueden resultar en que la deformación localizada de la estructura fibrosa alrededor de las salientes en la periferia de la zona abierta sea menor que la necesaria para provocar la deformación (es decir, la formación de un grabado) de la estructura fibrosa porque existe abundante estructura fibrosa "sin capturar" en la cercanía, que puede fluir hacia la saliente cuando la estructura fibrosa está presente en el punto de sujeción de grabado.

Como se ilustra en la Figura 5, un primer rodillo con patrón 36' puede comprender un elemento ecualizador de la deformación 50 adyacente a una o más salientes 42'. El elemento ecualizador de la deformación 50 no tiene por objeto crear un grabado en una estructura fibrosa cuando la estructura fibrosa está presente en un punto de sujeción de grabado que comprende el primer rodillo con patrón 36' y otro rodillo. El elemento ecualizador de la deformación 50 proporciona un medio de estructura fibrosa que restringe el flujo hacia la saliente presente en un rodillo con patrón adyacente a áreas abiertas relativamente grandes en el patrón de grabado presente en un rodillo con patrón, y así garantizar una deformación similar en la estructura fibrosa, en todas las áreas del patrón del grabado.

En otro ejemplo, la deformación alrededor de un elemento se puede controlar mediante el mecanizado de un par de rodillos con patrón, de manera tal que una saliente en un primer rodillo con patrón tendría una primera Lc para un lado, y una segunda Lc diferente para otro lado, cuando la saliente está encajada en una cavidad en el otro rodillo con patrón.

En un ejemplo como se ilustra en la Figura 6, un primer rodillo con patrón 36" puede comprender una o más salientes 42" (es decir, salientes macho). Como se ilustra en la Figura 7, un segundo rodillo con patrón 38' puede comprender una o más cavidades 46' (es decir, cavidades hembra). En un ejemplo, se forma un punto de sujeción de grabado encajando el primer rodillo con patrón 36" y el segundo rodillo con patrón 38', de manera tal que por lo menos una saliente 42" del primer rodillo con patrón 36" se encaje con por lo menos una cavidad 46' del segundo rodillo con patrón 38'. Las salientes 42" y cavidades 46' pueden ser distintos elementos de grabado de puntos y/o líneas, como se ilustra en las Figuras 6-9.

Por lo menos uno de los rodillos con patrón primero y segundo de la presente invención puede presentar un diámetro exterior menor que aproximadamente 35 cm (14 pulg.) y/o menor que aproximadamente 25 cm (9.8 pulg.). En un ejemplo, los rodillos con patrón primero y segundo presenta un diámetro exterior menor que aproximadamente 35 cm (14 pulg.) y/o menor que aproximadamente 25 cm (9.8 pulg.).

En un ejemplo, por lo menos uno de los rodillos con patrón primero y segundo es capaz de crear grabados de puntos en una estructura fibrosa. En otro ejemplo, por lo menos uno de los rodillos con patrón primero y segundo es capaz de crear grabados de elementos de línea en una estructura fibrosa. En aún otro ejemplo, por lo menos uno de los rodillos con patrón primero y segundo es capaz de crear grabados de elementos de punto y de línea.

Ejemplos no limitantes de síntesis Un rodillo con patrón de acuerdo con la presente invención se puede fabricar de la siguiente manera. Se fabrica una cuerpo de rodillo en acero. El cuerpo del rodillo de acero tiene un ancho de cara de 266.7 cm (105 pulg.) y un diámetro exterior de 29.21 cm (1 1.5 pulg.), con un grosor de pared de cuerpo de 3.492 cm (1 3/8 pulg.). Se aplica una cubierta exterior de ebonita al cuerpo del rodillo de acero. La ebonita tiene una dureza Shore D 80-85, y se recubre el cuerpo del rodillo de acero con ella con un grosor ligeramente por encima de 0.635 cm (¼ pulg). Luego el rodillo recubierto se pule a 30.48 cm (12 pulg.) para reducir el TIR a 25.4 µ?? (0.001 pulg) o menos. Luego el rodillo pulido se graba con láser usando un láser C02 para producir cualquier patrón de grabado (macho o hembra) deseado en el rodillo con patrón. Una vez que está grabado en láser, el rodillo con patrón se somete a granallado para quitar los rebordes de la cara del rodillo. Un rodillo con patrón con un patrón complementario tal que los dos rodillos con patrón exhiben una DM y L-c de acuerdo con la presente invención se pueden fabricar de modo que el láser grabe un patrón complementario en otro rodillo recubierto con ebonita.

Estructura fibrosa La estructura fibrosa de la presente invención puede fabricarse mediante una operación de grabado. La estructura fibrosa fabricada mediante una operación de grabado de la presente invención que usa uno o más rodillos con patrón comprende uno o más grabados. En un ejemplo, la estructura fibrosa de la presente invención comprende una pluralidad de grabados. Los grabados pueden comprender grabados de elementos de punto y/o línea distintos. En un ejemplo, la estructura fibrosa de la presente invención comprende un grabado de elementos de línea por lo menos parcialmente rodeado, como por lo menos en dos lados del grabado de elementos de línea, por una línea con una pluralidad de grabados de puntos. Los grabados de puntos en la estructura fibrosa de la presente invención pueden tener cualquier forma deseada, por ejemplo, círculos, óvalos, cuadrados, triángulos. Los grabados de elementos de línea pueden tener cualquier ancho, longitud, radio de curvatura.

Uno o más de los grabados presentes en la estructura fibrosa de esta invención puede exhibir una relación entre el grosor promedio de la estructura fibrosa adyacente al grabado y el grosor promedio del grabado menor que aproximadamente 3 y/o menor que aproximadamente 2.75 y/o menor que aproximadamente 2.5 y/o menor que aproximadamente 2 y/o a aproximadamente 1.2 y/o a aproximadamente 1.3 y/o a aproximadamente 1.4 y/o a aproximadamente 1.5, según la medición conforme al Método de prueba de grosor promedio descrito en la presente descripción. En un ejemplo, uno o más de los grabados presentes en la estructura fibrosa de esta invención exhibe una relación entre el grosor promedio de la estructura fibrosa adyacente al grabado y el grosor promedio del grabado de aproximadamente 3 a aproximadamente 1.2 y/o de aproximadamente 2.75 a aproximadamente 1.2 y/o de aproximadamente 2.5 a aproximadamente 1.5, según la medición conforme al Método de prueba de grosor promedio descrito en la presente descripción.

Por lo menos uno de los grabados en la estructura fibrosa de la presente invención puede presentar una altura de grabado mayor que aproximadamente 200 µ?t? y/o mayor que aproximadamente 400 µp? y/o mayor que aproximadamente 500 pm y/o mayor que aproximadamente 600 µ?t? y/o mayor que aproximadamente 1000 µ?t? y/o de aproximadamente 200 pm a aproximadamente 2500 µ?? y/o de aproximadamente 250 µ?? a aproximadamente 2000 pm y/o a aproximadamente 300 pm a aproximadamente 1500 pm y/o de aproximadamente 400 pm a aproximadamente 1500 pm, según la medición conforme al Método de prueba de altura de grabado descrito en la presente descripción. En un ejemplo, por lo menos uno de los grabados en la estructura fibrosa presenta una altura de grabado de aproximadamente 250 pm a aproximadamente 500 pm.

La estructura fibrosa de la presente invención puede presentar una rigidez a la flexión menor que aproximadamente 10 cm y/o menor que aproximadamente 8 cm y/o menor que aproximadamente 6 cm y/o a aproximadamente 1 cm y/o a aproximadamente 3 cm, según la medición conforme al Método de prueba de rigidez a la flexión descrito en la presente descripción.

La estructura fibrosa de la presente invención pueden presentar una resistencia total a la tracción en seco mayor que aproximadamente 59 g/cm.

En un ejemplo, la estructura fibrosa de la presente invención puede comprender un agente suavizante. En otro ejemplo, la estructura fibrosa de la presente invención puede comprender un agente de resistencia en húmedo temporal y/o un agente de resistencia en húmedo permanente. También se pueden incluir otros aditivos adecuados conocidos para los experimentados en la industria en la estructura fibrosa de la presente invención y/o sobre ella.

Como se ilustra en la Figura 10, en un ejemplo, la DM entre una saliente en un primer rodillo con patrón y una cavidad en un segundo rodillo con patrón se selecciona para producir una DE en un grabado 54 dentro de una estructura fibrosa grabada 56 de la presente invención mayor que aproximadamente 200 pm y/o mayor que aproximadamente 400 µ?? y/o mayor que aproximadamente 500 µ?? y/o mayor que aproximadamente 550 µ?? y/o de aproximadamente 200 µ?t? a aproximadamente 2500 µ?t? y/o de aproximadamente 300 pm a aproximadamente 2000 pm y/o de aproximadamente 400 µ?? a aproximadamente 1500 pm y/o de aproximadamente 500 pm a aproximadamente 1000 pm. En un ejemplo, la DE de por lo menos un grabado en una estructura fibrosa de la presente invención es de aproximadamente 200 pm a aproximadamente 600 pm. La DE se mide de acuerdo con el Método de prueba de altura de grabado descrito en la presente descripción.

Como se ilustra en la Figura. 1 1 , una estructura fibrosa grabada 56' de la présente invención comprende un grabado 54', en donde el grabado 54' exhibe una relación entre el grosor promedio de la estructura fibrosa 56' adyacente al grabado 54' (FT) y el grosor promedio del grabado 54' (ET) menor que aproximadamente 3 y/o menor que aproximadamente 2.75 y/o menor que aproximadamente 2.5 y/o a aproximadamente 1.2 y/o a aproximadamente 1.3 y/o a aproximadamente 1.4 y/o a aproximadamente 1.5, según la medición conforme al Método de prueba de grosor promedio descrito en la presente descripción.

Las Figuras 12 y 13 ilustran ejemplos de estructuras fibrosas grabadas 56", 56"' de la presente invención que comprenden grabados de puntos distintos 54" (Figura 12) y grabados de elementos de línea 54"' (Figura 13).

Una o más estructuras fibrosas grabadas de la presente invención se pueden usar como producto de papel sanitario de una sola hoja o de múltiples hojas. En un ejemplo, una o más estructuras fibrosas grabadas de la presente invención se combinan con una o más estructuras fibrosas adicionales iguales o diferentes para formar una estructura fibrosa de múltiples hojas. La estructura fibrosa de múltiples hojas se puede usar como producto de papel sanitario de múltiples hojas.

Proceso para elaborar una estructura fibrosa Se puede fabricar una estructura fibrosa grabada de la presente invención pasando una estructura fibrosa, previamente grabada o sin grabar, a través de un punto de sujeción de grabado formado por dos o más rodillos; por lo menos uno de ellos es un rodillo con patrón que imparte uno o más grabados a la estructura fibrosa.

En un ejemplo, se fabrica una estructura fibrosa grabada de la presente invención mediante un proceso que comprende la etapa de someter una estructura fibrosa a una operación de grabado que crea un grabado en la estructura fibrosa en donde el grabado presenta una relación entre el grosor promedio de la estructura fibrosa adyacente a un grabado y el grosor promedio del grabado menor que 3 a aproximadamente 1.2, según la medición conforme al Método de prueba de grosor promedio descrito en la presente descripción.

Como se ilustra en la Figura 3, una operación de grabado puede comprender pasar una estructura fibrosa 48 a través de un punto de sujeción de grabado 34 formado por un primer rodillo con patrón 36 y un segundo rodillo con patrón 38 de la presente invención. El primer rodillo con patrón 36 puede comprender un patrón de grabado macho que comprende una o más salientes 42, que pueden ser distintos elementos de grabado de puntos y/o líneas. El primer rodillo con patrón 36 puede comprender, además, un elemento ecualizador de la deformación 50 (ilustrado en la Figura 5) adyacente a una o más de las salientes 42 presentes en el primer rodillo con patrón 36. El segundo rodillo con patrón 38 puede comprender un patrón de grabado hembra que comprende una o más cavidades 46, que pueden ser distintos elementos de grabado de puntos y/o líneas, en los cuales encaja una o más de las salientes 42 del primer rodillo con patrón 36. La DM del los rodillos con patrón primero y segundo 36, 38 puede ser mayor que aproximadamente 254 µ?t? (10 mils) y/o mayor que aproximadamente 381 µ?? (15 mils) y/o mayor que aproximadamente 508 µ?? (20 mils) y/o a aproximadamente 2032 m (80 mils) y/o a aproximadamente 1524 µ?t? (60 mils) y/o a 1016 µp? (40 mils) y/o a aproximadamente 889 µ?? (35 mils) y/o a aproximadamente 762 µ?? (30 mils) y/o de aproximadamente 381 µ?t? (15 mils) a aproximadamente 2032 µ?t? (80 mils) y/o de aproximadamente 508 µ?t? (20 mils) a aproximadamente 1524 µ?t? (60 mils) y/o de aproximadamente 508 µ?? (20 mils) a aproximadamente 1016 µ?t? (40 mils). La Le entre los rodillos con patrón primero y segundo 36, 38 puede ser mayor que aproximadamente 75 µp? y/o de aproximadamente 75 µ?t? a aproximadamente 700 µ??.

La operación de grabado puede aplicar una presión del punto de sujeción, a través del punto de sujeción de grabado, en la estructura fibrosa menor que aproximadamente 14.3 kg/cm (80 pli) y/o menor que aproximadamente 10.7 kg/cm (60 pli) y/o menor que aproximadamente 7.1 cm (40 pli) y/o menor que 3.6 kg/cm (20 pli) y/o menor que aproximadamente 1.8 kg/cm (10 pli) a aproximadamente 0.2 (1 pli) y/o a aproximadamente 0.4 kg/cm (2 pli) y/o a aproximadamente 0.9 kg/cm (5 pli) durante la creación del grabado en la estructura fibrosa. En un ejemplo, la presión del punto de sujeción en el punto de sujeción de grabado 34, cuando una estructura fibrosa está presente dentro de ese punto de sujeción de grabado 34, es de aproximadamente 0.4 kg/cm (2 pli) a aproximadamente 1.8 kg/cm (10 pli) y/o de aproximadamente 0.9 kg/cm (5 pli) a aproximadamente 1 .8 kg/cm (10 pli).

El grabado elaborado en la estructura fibrosa mediante este proceso puede ser un grabado de puntos y/o un grabado de elementos de línea.

En un ejemplo, se proporcionan elementos de grabado con patrón complementario (salientes y cavidades) en un primer rodillo con patrón y un segundo rodillo con patrón, de manera tal que cuando los dos rodillos rotan juntos sincronizadamente, se forma un punto de sujeción de grabado que es capaz de impartir grabado a una estructura fibrosa que pasa a través del punto de sujeción de grabado.

La operación de grabado del proceso de la presente invención y los grabados realizados en la estructura fibrosa de la presente invención pueden tener una fase registrada con otras características impartidas a la estructura fibrosa.

Ejemplos no limitantes de estructuras fibrosas En la Figura 14, se ilustra una estructura fibrosa que ha pasado a través de un punto de sujeción de grabado de acuerdo con la presente invención. La estructura fibrosa sin grabar que ingresa al punto de sujeción de grabado presentó un grosor de (0.381 mm (0.015 pulg.)) y la Lc entre los rodillos con patrón primero y segundo que forman el punto de sujeción de grabado fue (0.203 mm (0.008 pulg.)), y la DM de las salientes del primer rodillo con patrón dentro de las cavidades del segundo rodillo con patrón fue (0.635 mm (0.025 pulg.)).

Es claro que el grabado (los grabados de elementos de línea que forman la flor) en la estructura fibrosa, tal como se ilustra en la Figura 14, realizado de acuerdo con la presente invención, presenta mucha más claridad y definición que un grabado comparable (los grabados de los elementos de línea que intentan formar una determinada forma de flor) en la estructura fibrosa de la industria anterior, como se ilustra en la Figura 15, realizados mediante una operación de grabado de hule contra acero.

Proceso para fabricar estructura fibrosa de hojas múltiples Una o más estructuras fibrosas grabadas de la presente invención se pueden combinar con otra estructura fibrosa, ya sea igual o diferente, para formar una estructura fibrosa de múltiples hojas.

En un ejemplo, se ilustra un proceso para fabricar una estructura fibrosa de múltiples hojas que comprende la etapa de combinar una estructura fibrosa de la presente invención con otra estructura fibrosa para formar una estructura fibrosa de múltiples hojas.

En otro ejemplo, un proceso para fabricar una estructura fibrosa de múltiples hojas comprende las etapas de: a. proporcionar una primera estructura fibrosa grabada de acuerdo con la presente invención; b. proporcionar una segunda estructura fibrosa; c. unir las estructuras fibrosas primera y segunda entre sí para formar una estructura fibrosa de múltiples hojas.

La segunda estructura fibrosa puede ser una estructura fibrosa grabada, tal como una estructura fibrosa grabada en hule contra acero. En un ejemplo, la segunda estructura fibrosa puede ser una estructura fibrosa grabada de acuerdo con la presente invención.

Las estructuras fibrosas primera y segunda pueden comprender el mismo patrón de grabado o pueden ser diferentes.

La etapa de unión puede comprender aplicar un adhesivo a por lo menos una de las estructuras fibrosas. El adhesivo se puede aplicar a una o más superficies de la estructura fibrosa mediante cualquier proceso adecuado conocido para los experimentados en la industria. Los ejemplos no limitantes de procesos adecuados incluyen un proceso de rodillo aplicador suave, rodillo aplicador con patrón, proceso de aplicación con rodillo de rotograbado, extrusión por ranura, proceso de atomización, proceso de aplicador de fluidos permeable, y combinaciones de estos. El adhesivo puede cubrir 100 % del área de superficie de la estructura fibrosa o cierta porción del área de superficie de la estructura fibrosa. Cuanto menor es la cobertura adhesiva, menor es el impacto negativo sobre la suavidad de la estructura fibrosa de múltiples hojas. Un ejemplo no limitante del adhesivo adecuado para usar en los procesos de la presente invención incluye alcohol polivinílico. En un ejemplo, el adhesivo es un alcohol polivinílico que tiene una viscosidad a 14 % de sólidos de 10,000 centipoise.

Como se ilustra en la Figura 16, una estructura fibrosa grabada 56"" puede permanecer en un primer rodillo con patrón 36 a medida que el rodillo rota más allá del punto de sujeción de grabado (no se muestra). La estructura fibrosa grabada se deforma, típicamente, en la dirección Z, de manera tal que después del punto de sujeción de grabado, las zonas de estructura fibrosa entre los grabados 54"" se deforman hacia abajo, dentro de la porción vacía del primer rodillo con patrón 36, y dejan solamente los grabados 54"" de la estructura fibrosa grabada 56"" en la periferia exterior del primer rodillo con patrón 36. A medida que la estructura fibrosa pasa una zona de aplicación de adhesivo 58, tal como un rodillo aplicador suave 60 que opera en combinación con un rodillo de rotograbado (no se muestra) para suministrar una capa delgada y uniforme de adhesivo 62 a la superficie 64 del rodillo aplicador suave 60, se aplica adhesivo 62 a la estructura fibrosa grabada 56"" en los grabados 54"" de la estructura fibrosa grabada 56"". Típicamente, el adhesivo se aplica únicamente a los grabados 54"" de la estructura fibrosa grabada 56"" y se aplica, típicamente, adhesivo 62 a todos los grabados 54"". Este enfoque limita el adhesivo 62 en la estructura fibrosa grabada 56"" (mejor para la suavidad) dado que el área grabada es, usualmente, una pequeña porción del total de la estructura fibrosa grabada 56"" y contribuye a mantener la claridad del grabado 54"" al sujetar o mantener la deformación de la estructura fibrosa grabada en el grabado 54"".

En otro ejemplo, como se ilustra en la Figura 17, el adhesivo 62 se aplica solamente a una porción de los grabados 54"" en una estructura fibrosa grabada 56"", lo suficiente como para lograr la fuerza de cohesión necesaria entre dos o más hojas combinadas de estructura fibrosa, pero lo suficientemente baja como para permitir el movimiento entre las hojas en varios lugares para mejorar el plegado y la impresión de suavidad de la estructura fibrosa de múltiples hojas. La aplicación de adhesivo a solamente una porción de grabados 54"" se puede lograr mediante un rodillo aplicador con patrón 66 que tiene áreas elevadas 68 que corresponden con una porción de los grabado 54"" en la estructura fibrosa grabada 56"".

En aún otro ejemplo, como se ilustra en la Figura 18, el adhesivo 62 se aplica a los grabados 54"", ya sea en la totalidad o en alguna porción de cada grabado 54"" o en alguna porción de los grabados 54"" o en alguna porción de una porción de grabados individuales 54"", tal como la aplicación de adhesivo únicamente en los extremos opuestos de un grabado de elementos de línea mediante un rodillo aplicador de fluidos permeable 70. Los agujeros 72 del rodillo aplicador permeable 70 pueden estar registrados con un patrón de grabado en un primer rodillo con patrón 36. El adhesivo 62 se puede suministrar a un grabado 54"" a medida que el adhesivo 62 pasa desde la superficie interior 74 del rodillo aplicador permeable 70 a través del agujero 72 hacia la superficie exterior 76 del rodillo aplicador de fluidos permeable 70. El proceso de rodillo aplicador de fluidos permeable puede proporcionar un volumen mayor de adhesivo en cada punto de transferencia de adhesivo. La gota de adhesivo también puede ser relativamente grande en comparación con el grosor del adhesivo en un rodillo aplicador suave. El mayor volumen de adhesivo, o tamaño de la gota, también permite una mayor distancia operativa entre el rodillo aplicador de fluidos permeable y un rodillo con patrón en tanto que aún garantiza una transferencia de adhesivo adecuada a la estructura fibrosa, y así minimiza la compresión en la estructura fibrosa. Se describe un ejemplo no limitante de un rodillo aplicador de fluido permeable adecuado en la publicación de la patente de los EE. UU. núm. 2006/0193985 otorgada a McNeil y col.

Después de aplicado el adhesivo en una o más hojas de la estructura fibrosa, las hojas se acercan. Si una estructura fibrosa distinta de la estructura fibrosa grabada de la presente invención está grabada, su patrón de grabado es, típicamente, complementario al patrón de grabado de la hoja de la estructura fibrosa grabada de la presente invención y se acerca de acuerdo con el registro. Por ejemplo, una hoja de estructura fibrosa puede tener grabados que proporcionen zonas con deformación permanente que se extienden hacia arriba en la dirección z. Cuando estos grabados están registrados con grabados de una hoja de estructura fibrosa grabada de la presente invención, los grabados en la dirección z en la otra hoja pueden proporcionar apoyo a las zonas sin grabar de la hoja de la estructura fibrosa grabada de la presente invención, y así proporcionar una topografía ondulada preferida por el consumidor que la percibe como suave y mullida. Después de que se acercan las hojas (de acuerdo con el registro si se desea), la estructura fibrosa de múltiples hojas se pasa a través del punto de sujeción de un rodillo de acoplamiento.

En un ejemplo, un proceso para fabricar una estructura fibrosa de múltiples hojas, como se representa en la Figura 19, se graba una primera estructura fibrosa 48 mediante un punto de sujeción de grabado 78 formado por un primer rodillo con patrón 36 y un segundo rodillo con patrón 38 para producir una estructura fibrosa grabada 56"". Luego se aplica un adhesivo a las porciones de una porción de los grabados individuales con un rodillo aplicador de fluidos permeable 70. Una segunda estructura fibrosa 48' se graba con el punto de sujeción de grabado 78' formado mediante un primer rodillo con patrón 36' y un segundo rodillo con patrón 38' para producir una estructura fibrosa grabada 56 La estructura fibrosa grabada 56"" y la estructura fibrosa grabada 56""' se acercan y se comprimen entre sí cargando un rodillo de acoplamiento 80 contra el primer rodillo con patrón 36 a través de un medio neumático o hidráulico, o de otro medio adecuado para lograr la fuerza de compresión deseada. Esta fuerza de compresión une las dos estructuras fibrosas grabadas 56"", 56 (hojas) entre sí mientras la estructura fibrosa grabada 56"" aún está ubicada en el lugar de grabado, es decir, los grabados de la estructura fibrosa grabada 56"" aún están ubicados en los elementos de patrón de grabado correspondientes (por ejemplo, las salientes) en el primer rodillo con patrón 36, y el adhesivo que se ha aplicado a la estructura fibrosa grabada 56"" también está alineado con los elementos de patrón de grabado (por ejemplo, las salientes). Así, la fuerza de compresión une las dos estructuras fibrosas grabadas 56"", 56 entre sí para formar una estructura fibrosa grabada de múltiples hojas 82.

El proceso para elaborar una estructura fibrosa de múltiples hojas de acuerdo con la presente invención impide y/o reduce significativamente las desventajas asociadas con los métodos conocidos para fabricar estructuras fibrosas grabadas de múltiples hojas, dado que el proceso de la presente invención reduce significativamente la densificación total de la estructura fibrosa grabada de múltiples hojas en comparación con los procesos conocidos. La densificación total del área grabada en una estructura fibrosa grabada de múltiples hojas consiste en el efecto combinado de la densificación por el grabado, la densificación por la aplicación de adhesivo y la densificación por la laminación. En los sistemas de la industria anterior, se puede producir una densificación significativa en las tres transformaciones. El proceso de la presente invención permite el uso de presiones de grabado, presiones de aplicación de adhesivo y presiones de laminación significativamente más bajas para lograr las estructuras fibrosas grabadas. Como resultado, los varios rodillos usados en el proceso de la presente invención pueden tener diámetros externos significativamente más bajos, por ejemplo, diámetros externos menores que 35 cm (14 pulg.) y/o menores que aproximadamente 25 cm (9.8 pulg.). Además, el punto de sujeción de un rodillo de acoplamiento de baja presión (por ejemplo, menor que aproximadamente 7.1 kg/cm (40 pli) y/o menor que aproximadamente 3.6 kg/cm (20 pli) y/o menor que aproximadamente 1.8 kg/cm (10 pli) a aproximadamente 0.2 (1 pli) y/o a aproximadamente 0.4 (2 pli) y/o a aproximadamente 0.9 kg/cm (5 pli)) para laminar las estructuras fibrosas entre sí se logra debido al hecho de que se puede usar un adhesivo de alta viscosidad, con mayor pegajosidad, tal como alcohol polivinilico (14 % de sólidos, 10,000 centipoise). Un adhesivo como este es más efectivo para crear fuerza de cohesión que los adhesivos de baja viscosidad, con menor pegajosidad, cuyo uso se requiere, típicamente, en los procesos de aplicación de adhesivo distintos de los procesos de aplicador de fluidos permeable. Como resultado, la cantidad de fuerza de compresión requerida en el punto de sujeción del rodillo de acoplamiento es significativamente menor que la requerida para los procesos de punto de sujeción del rodillo de acoplamiento existentes.

En un ejemplo, el equipo de grabado y de laminación adecuados para usar en la presente invención se pueden combinar en una unidad modular de manera tal que la unidad modular es capaz de insertarse en la máquina papelera en un lugar deseado, tal como la sección de conversión de la máquina papelera.

La operación de grabado de la presente invención y/o el proceso de laminación de la presente invención pueden operarse en cualquier velocidad adecuada dentro de una máquina papelera, tal como mayor que aproximadamente 152 metros por minuto (m/min) (500 pies por minuto (fpm)) y/o mayor que aproximadamente 304 m/min (1000 fpm) y/o mayor que aproximadamente 457 m/min (1500 fpm) y/o mayor que aproximadamente 548 m/min (1800 fpm) y/o mayor que aproximadamente 609 m/min (2000 fpm) y/o mayor que about 731 m/min (2400 fpm) y/o mayor que aproximadamente 762 m/min (2500 fpm).

Después del grabado y la laminación, la estructura fibrosa de múltiples hojas se puede transferir a otras estaciones de procesamiento de la estructura fibrosa, tales como aplicación de loción, recubrimiento, impresión, corte, plegado, perforado, enrollado, producción de manojos, y lo similar. Alternativamente, algunas de estas otras transformaciones por el procesamiento de la estructura fibrosa pueden producirse antes de las transformaciones por el grabado y la laminación.

Métodos de prueba A menos que se indique de cualquier otra forma, todas las pruebas descritas en la presente descripción, que incluyen las descritas en la sección Definiciones, así como los siguientes métodos de prueba se llevan a cabo en muestras, equipos de prueba y superficies de prueba que han sido preparados en un recinto acondicionado a una temperatura de aproximadamente 23 °C ± 2.2 °C (73 °F ± 4 °F) y una humedad relativa de 12 % ± 10 % durante 12 horas antes de la prueba. Además, todas las pruebas se conducen en dicho recinto acondicionado.

Método de prueba de grosor promedio Las mediciones del grosor promedio correspondientes a una estructura fibrosa grabada se llevan a cabo de la siguiente manera. Se usa el sistema de rayos-x de alta resolución, Scanco µ??40 (serial # 07030700, ID# 4286, Scanco Medical AG), para visualizar y registrar la absorción de rayos x de las muestras de estructuras fibrosas en el sistema de coordinadas cartesianas tridimensionales. Una muestra de estructura fibrosa irradiada con rayos X transmite su radiación para recolectarla en un centelleador de rayos X para transformar los rayos X en radiación electromagnético que se pueda leer con elementos CCD (por sus siglas en inglés, dispositivo de cargas acopladas) de una cámara de conjunto infrarrojo. Las imágenes se toman desde diferentes ángulos para reconstruir el espacio 3D. Un conjunto de datos 3D obtenidos, la imagen del volumen producido, se analiza con una aplicación informática de procesamiento de imagen Matlab® para determinar el peso base relativo, el grosor y la densidad de las estructura fibrosas 3D.

Se definen las áreas grabadas y sin grabar especificadas de una muestra de estructura fibrosa y se cortan con 20 mm de diámetro se colocan en un tubo de muestra corto rotativo personalizado para suspender la muestra en el instrumento de microtomografía. Los parámetros de adquisición de imagen de la exploración isotrópica 3-D incluyeron alta resolución (1000 proyecciones) con el tubo de rayos X configurado en una corriente de 180 µ? y una energía pico de 35 kVp, con una integración de 300 milisegundos. El promedio se configura en 10. Se logra un incremento del corte de aproximadamente 10 µ?? (aproximadamente 200-300 cortes dependiendo del grosor de la muestra) a lo largo de un período de imagen de aproximadamente 4-7 horas. Cada corte consistente de 1000 proyecciones se usó para reconstruir un imagen de tomografía computada en una matriz de pixeles de 2048 x 2048, con una resolución de pixeles de 10 µ?t?.

Se usa un análisis de imagen Matlab® para analizar la imagen de volumen corte por corte para crear imágenes 2-D que representen las características a lo largo de la dirección Z o grosor, es decir, masa, imagen de la capa superior, imagen de la capa del fondo, grosor de la lámina, y "densidad del volumen" de la muestra. La imagen del grosor se selecciona para extraer y medir regiones de interés (ROI, por sus siglas en inglés) definidas por el usuario para obtener datos del grosor de la muestra de la estructura fibrosa. Se extraen la ROI de grabado dentro del centro de un grabado, alejada del área de transición de la pared del grabado. Se extraen áreas sin grabar seleccionadas por la medida de su grosor alrededor del grabado que se mide, en forma de polígono, en áreas sin grabado de la muestra de la estructura fibrosa. El grosor promedio del grabado es el grosor promedio del grabado medido conforme este método. El grosor de la estructura fibrosa grabada adyacente al grabado es el grosor promedio de las áreas sin grabado que rodean al grabado.

Método de prueba de altura del relieve La altura del grabado se mide usando un perfilador óptico GFM Primos comercialmente disponible en GFMesstechnik GmbH, Warthestrape 21 , D14513 Teltow/Berlín, Alemania. El perfilador óptico GFM Primos incluye un sensor compacto de medición óptica basado en la proyección de micro espejo, que comprende los siguientes componentes principales: a) proyector DMD con microespejos directos controlados digitalmente de 1024 X 768, b) cámara CCD con alta resolución (1300 X 1000 píxeles), c) sistema óptico de proyección adaptado a un área de medición de al menos 27 X 22 mm, y d) sistema óptico de registro adaptado a un área de medición de al menos 27 X 22 mm; un trípode de mesa sobre una placa de piedra dura pequeña; una fuente de luz fría; una computadora para medir, controlar y evaluar; programa ODSCAD 4.0 de medición, control y evaluación, versión en inglés; y sondas ajustables para calibración lateral (x-y) y vertical (z).

El perfilador óptico GFM Primos mide la altura superficial de una muestra usando la técnica de proyección de patrón de espejo digital. El resultado del análisis es un mapa de altura superficial de (z) versus el desplazamiento de xy. El sistema tiene un campo visual de 27 X 22 mm con una resolución de 21 mieras. La resolución de altura se deberá configurar entre 0.10 y 1.00 miera. El intervalo de altura es 64,000 veces la resolución.

Para medir la muestra de la estructura fibrosa se deberá hacer lo siguiente: 1 . Se enciende la fuente de luz fría. Las configuraciones de la fuente de luz fría deberán ser 4 y C mostrando en la pantalla 3000 K; 2. Se enciende la computadora, monitor e impresora y se inicia el software ODSCAD 4.0 Primos. 3. Se selecciona el icono "Start Measurement" (Comenzar medición) de la barra de tareas de Primos y luego se presiona el botón "Uve Pie" (Imagen en vivo). 4. Se coloca una muestra de un producto de estructura fibrosa de 30 mm por 30 mm acondicionado a una temperatura de aproximadamente 23 °C ± 1 °C (73 °F ± 2 °F) y una humedad relativa de 50 % ± 2 % bajo el cabezal de proyección y se ajusta la distancia para lograr una mejor definición de imagen. 5. Se presiona el botón "Pattern" (Patrón) repetidamente para proyectar uno de los diferentes patrones de enfoque para lograr el mejor enfoque (la retícula del software se deberá alinear con la retícula proyectada al alcanzar el enfoque óptimo). Colocar el cabezal de proyección en una posición normal con respecto a la superficie de la muestra. 6. Se ajusta la luminosidad de la imagen al cambiar la abertura de la lente a través de un orificio al lado del cabezal del proyector o al cambiar la configuración de ganancia de la cámara en pantalla. No se deberá reconfigurar la "ganancia de más de 7" para controlar la cantidad de ruido electrónico. Cuando la Iluminación sea óptima, el círculo rojo de la parte inferior de la pantalla con la indicación "I.O." se cambiará a verde. 7. Se selecciona el tipo de medición Technical Surface/Rough. 8. Se presiona el botón " easure" (Medir). Esto congelará la imagen en vivo de la pantalla y al mismo tiempo la imagen será capturada y digitalizada. Es importante no mover la muestra durante este tiempo, para evitar que la imagen capturada pierda definición. La imagen será capturada en aproximadamente 20 segundos. 9. Si la imagen es satisfactoria, se guarda en un archivo electrónico con la extensión ".orne". Esto también guardará el archivo de imagen de la cámara con la extensión ".kam". 10. Para transferir los datos a la posición de análisis del software, se debe presionar el icono "clipboard/man" (portapapeles/manual). 1 1 . Luego se debe presionar el icono "Draw Cutting Lines" (Dibujar líneas de corte). Se debe asegurar de configurar la línea activa a la línea 1. Se transfieren las retículas entre el punto más bajo del costado izquierdo de la imagen de la pantalla y se hace clic con el mouse. Luego se deben mover las retículas al punto más bajo sobre el costado derecho de la imagen de la pantalla de la computadora sobre la línea actual y presionar el botón del mouse. Seguidamente presionar "Align" (Alinear) por el icono de puntos marcados. Luego hacer clic con el mouse sobre el punto más bajo de esta línea y seguidamente hacer clic sobre el punto más alto de ella. Presionar el icono de distancia "Vertical". Registrar la medición de la distancia. Luego aumentar la línea activa a la próxima línea y repetir las etapas anteriores hasta que todas las líneas hayan sido medidas (seis (6) líneas en total). Tomar el promedio de todas las cifras registradas y si la unidad no está en mieras convertirla a mieras (pm). Esta cifra representa la altura del grabado. Repetir este procedimiento para otra imagen en la muestra del producto de estructura fibrosa y tomar el promedio de las alturas del grabado.

Método de prueba de rigidez a la flexión Esta prueba se realiza en tiras de 2.54 cm x 15.24 cm (1 pulgada x 6 pulgadas) de una muestra de estructura fibrosa. Se usa un equipo de prueba de flexión en voladizo descrito en la norma ASTM Standard D 1388 (Modelo 5010, Instrument Marketing Services, Fairfield, NJ) y se opera a un ángulo de rampa de 41.5 ± 0.5° y una velocidad de deslizamiento de la muestra de 1.3 ± 0.5 cm/segundos (0.5 ± 0.2 pulg/segundo). Se lleva a cabo un mínimo de n=16 pruebas en cada muestra de n=8 tiras de muestra.

Nunca se debe probar ninguna muestra de estructura fibrosa que se haya arrugado, plegado, doblado, perforado o debilitado de alguna otra manera mediante esta prueba. Se debe usar una muestra de estructura fibrosa que no esté arrugada, plegada, doblada, perforada ni debilitada de ninguna otra forma para realizar la comprobación de acuerdo con esta prueba.

De una muestra de estructura fibrosa de aproximadamente 10.16 cm x 15.24 cm (4 pulgadas x 6 pulgadas), se cortan cuidadosamente, usando un cortador de 2.54 cm (1 pulgada) JDC (disponible en Thwing-Albert Instrument Company, Filadelfia, PA), cuatro (4) tiras de 2.54 cm (1 pulg) de ancho por 15.24 cm (6 pulg) de largo de la estructura fibrosa en dirección MD (dirección de máquina, por sus siglas en inglés). De una segunda muestra de estructura fibrosa del mismo conjunto de muestra, se cortan cuidadosamente cuatro (4) tiras de 2.54 cm (1 pulg) de ancho por 15.24 cm (6 pulg) de largo de la estructura fibrosa en dirección CD (dirección transversal, por sus siglas en inglés). Es importante que el corte sea exactamente perpendicular a la dimensión longitudinal de la tira. Al cortar tiras de estructura fibrosa de doble hoja no laminadas, las tiras deben cortarse individualmente. La tira también debe encontrarse libre de arrugas o excesiva manipulación mecánica que pueda ejercer impacto sobre la flexibilidad. Se marca la dirección muy delicadamente en un extremo de la tira, y se mantiene la misma superficie hacia arriba de la muestra para todas las tiras. Luego, las tiras se dan vuelta para la prueba, por lo que es importante que una superficie de la prueba esté claramente identificada; sin embargo, no importa qué superficie de la muestra se designa como superficie superior.

Usando otras porciones de la estructura fibrosa (no las tiras cortadas), se determinan el peso base de la muestra de la estructura fibrosa en g/m2 (lbs/3000 pie2) y el calibre de la estructura fibrosa en µ?? (mils (milésima de pulg)) usando los procedimientos estándar descritos en la presente descripción. Se coloca el nivel del equipo de prueba de flexión en voladizo en un banco o mesa que se encuentre relativamente libre de vibración, exceso de calor y, más fundamentalmente, corrientes de aire. Se ajusta la plataforma del equipo de prueba a horizontal, como lo indica la burbuja de nivelación, y se verifica que el ángulo de rampa esté en 41.5 ± 0.5°. Se retira la barra de desplazamiento de la muestra de la parte superior de la plataforma del equipo de prueba. Se coloca una de las tiras en la plataforma horizontal con cuidado de alinear la tira paralela a la barra de deslizamiento móvil de la muestra. Se alinea la tira exactamente nivelada con el borde vertical del equipo de prueba, en donde está unida la rampa angular o donde está inscripta la línea de la marca de cero en el equipo de prueba. Se coloca la barra de desplazamiento de la muestra nuevamente sobre la tira de muestra en el equipo de prueba. Se debe colocar la barra de desplazamiento de la muestra cuidadosamente para que la tira no se arrugue ni se mueva de su posición inicial.

Se mueve la tira y la barra de desplazamiento móvil de la muestra a una velocidad de aproximadamente 1.3 ± 0.5 cm/segundo (0.5 ± 0.2 pulg/segundo) hacia el extremo del equipo de prueba al cual está unida la rampa angular. Esto se puede lograr con un equipo de prueba manual o automático. Se debe asegurar que no se producirá ningún deslizamiento entre la tira y la barra de desplazamiento móvil de la muestra. A medida que la barra de desplazamiento de la muestra y la tira se proyectan por encima del borde del equipo de prueba, la tira comenzará a doblarse hacia abajo o tener caída. Se debe parar el movimiento de la barra de desplazamiento de la muestra en el momento que el borde anterior de la tira cae al nivel con el borde de la rampa. Se lee y registra la longitud sobresaliente desde la escala lineal al 0.5 mm más cercano. Se registra la distancia que ha recorrido la barra de deslizamiento de la muestra en cm como longitud sobresaliente. Esta secuencia de prueba se realiza un total de ocho (8) veces para cada estructura fibrosa en cada dirección (MD y CD). Las primeras cuatro tiras se prueban con la superficie superior tal como se cortó la estructura fibrosa, con la cara hacia arriba. Las últimas cuatro tiras están invertidas de manera tal que la superficie superior, como se cortó la estructura fibrosa, se encuentra con la cara hacia abajo cuando se coloca la tira en la plataforma horizontal del equipo de prueba.

La longitud sobresaliente se determina promediando dieciséis (16) lecturas obtenidas de una estructura fibrosa.

Longitud sobresaliente en MD = Suma de 8 lecturas en MD 8 Longitud sobresaliente en CD = Suma de 8 lecturas en CP 8 Longitud sobresaliente total = Suma de todas las 16 lecturas 16 Longitud de doblado en MD = Longitud bubiesalieiile en MD 2 Longitud de doblado en CD = Longitud sobresaliente en CD 2 Longitud de doblado total = Longitud sobresaliente total 2 Rigidez a la flexión = 0.1629 x W x C3 en donde W es el peso base de la estructura fibrosa en g/m2 (lbs/3000 pie2), C es la longitud de flexión (MD o CD o Total) en cm; y la constante 0.1629 se usa para convertir el peso base de unidades británicas a unidad métrica. Los resultados se expresan en mg-cm, pero se hace referencia únicamente a cm.

Método de prueba de ángulo de pared promedio El ángulo de pared de un grabado se puede medir usando un perfilador óptico GF Mikrocad, comercialmente disponible en GFMesstechnik GmbH, Warthest^e 21 , D14513 Teltow/Berlín, Alemania. El perfilador óptico GFM Mikrocad incluye un sensor compacto de medición óptica basado en la proyección de microespejo, que comprende los siguientes componentes principales: a) proyector DMD con microespejos directos controlados digitalmente de 1024 x 768, b) cámara CCD con alta resolución (1300 x 1000 píxeles), c) sistema óptico de proyección adaptado a un área de medición de por lo menos 44 mm x 33 mm, y d) sistema de registro óptico de resolución concordante; un trípode de mesa sobre una placa de piedra dura pequeña; una fuente de luz fría; una computadora para medir, controlar y evaluar; programa ODSCAD 4.0 de medición, control y evaluación, versión en inglés; y sondas ajustables para calibración lateral (x-y) y vertical (z).

El perfilador óptico GFM Mikrocad mide la altura superficial de una muestra usando la técnica de proyección de patrón de espejo digital. El resultado del análisis es un mapa de altura superficial de (z) versus el desplazamiento de xy. El sistema tiene un campo visual de 48 x 36 mm con una resolución de 29 mieras. La resolución de altura se deberá configurar entre 0.10 y 1 .00 miera. El intervalo de altura es 64,000 veces la resolución.

Para medir el ángulo de pared de un grabado en una estructura fibrosa grabada, se debe realizar lo siguiente: (1 ) Se enciende la fuente de luz fría. La configuración de la fuente de luz fría debe ser 4 y C, que debería permitir una lectura de 3000 K en la pantalla. (2) Se enciende la computadora, el monitor y la impresora, y se abre el programa ODSCAD 4.0 o una versión mayor de los programas informáticos Mikrocad. (3) Se selecciona el icono "Measurement" (Medición) de la barra de tareas de Mikrocad y luego se hace clic en el botón "Uve Pie" (Imagen en vivo). (4) Se coloca una muestra de estructura fibrosa grabada de por lo menos 5 cm por 5 cm de tamaño debajo del cabezal de proyección y se ajusta la distancia para lograr un mejor enfoque. (5) Se hace clic en el botón "Pattern" (Patrón) repetidamente para proyectar uno de varios patrones de enfoque y contribuir a lograr el mejor enfoque (la retícula del programa informático debe alinearse con la retícula proyectada cuando se logra el enfoque óptimo). Se coloca el cabezal de proyección perpendicular a la superficie de la muestra de estructura fibrosa. (6) Se ajusta la luminosidad de la imagen al cambiar la abertura de la lente de la cámara y/o cambiando la configuración de ganancia de la cámara en pantalla. Se configura la ganancia al nivel práctico más bajo en tanto que se mantiene el brillo máximo para limitar la cantidad de ruido electrónico. Cuando la iluminación es óptima, el círculo rojo de la parte inferior de la pantalla con la indicación "I.O." se tornará verde. (7) Se selecciona el tipo de medición estándar. (8) Se hace clic en el botón "Measure" (Medir). Esto congelará la imagen en vivo de la pantalla y, al mismo tiempo, comenzará el proceso de captura de la superficie. Es importante no mover la muestra durante este tiempo para evitar que las imágenes capturadas pierdan definición. El conjunto de datos de la superficie completamente digitalizados se capturarán en aproximadamente 20 segundos. (9) Se guardan los datos en un archivo computarizado con la extensión ".orne". Esto también guardará el archivo de imagen de la cámara ".kam". (10) Se exporta el archivo al formato FD3 v1 .0. 1 1 ) Se miden y registran por lo menos tres áreas por cada muestra. 12) Se importa cada archivo al paquete de programas informáticos SPIP (Image Metrology, A/S, Harsholm, Dinamarca). 13) Con la herramienta para promediar perfil, se traza una línea de perfil perpendicular a la región de transición de grabado lineal. Se expande la caja para promediar de modo tal de incluir tanto grabado como resulte práctico para generar y promediar el perfil de la región de transición del grabado (desde la superficie superior al fondo del grabado y un refuerzo hasta la superficie superior). En la ventana de perfil de línea promedio, se selecciona un par de puntos de cursor. Se coloca el primer cursor del par en la pared en un punto que se encuentre aproximadamente a 33 % de la profundidad del grabado. Se coloca el segundo cursor del par en la pared en un punto que se encuentre aproximadamente a 66 % de la profundidad del grabado. Se lee el ángulo de pared de la pantalla de información del cursor y se registra. Se repite esta medición a lo largo de por lo menos 6 ángulos de pared por archivo de datos de muestra.

Para mover los datos de superficie a la porción de análisis del programa informático, se hace clic sobre el icono "clipboard/man" (Portapapeles/Manual). (1 1) Ahora se hace clic en el icono "Draw Lines" (Trazar líneas). Se traza una línea a través del centro de una región de características que definen la textura de interés. Se hace clic en el icono "Show Sectional Une" (Mostrar línea seccional). En el gráfico en sección, se hace clic en dos puntos de interés cualesquiera, por ejemplo, un pico y los valores iniciales; luego se hace clic en la herramienta de distancia vertical para medir la altura en mieras, o se hace clic en los picos adyacentes y se usa la herramienta de distancia horizontal para determinar la separación en dirección de plano. (12) Para las mediciones de altura, se usan 3 líneas con por lo menos 5 mediciones por línea, se descartan los valores altos y bajos correspondientes a cada línea y se determina la media de los 9 valores restantes. También se registra la desviación estándar, máxima y mínima. Para las mediciones en las direcciones x y/o y, se determina la media de 7 mediciones. También se registra la desviación estándar, máxima y mínima. Los criterios que se pueden usar para caracterizar y distinguir texturas incluyen, pero no se limitan a, área ocluida (es decir, área de características), área abierta (área sin características), separación, tamaño en plano, y altura. Si la probabilidad de que la diferencia entre los dos medios de caracterización de la textura se origine incidentalmente es menor que 10 %, se puede considerar que las texturas difieren entre sí.

Como se ilustra en la Figura 20, una estructura fibrosa de la industria anterior que presenta una relación entre el grosor promedio de la estructura fibrosa adyacente a un grabado y el grosor promedio de un grabado de aproximadamente 1 , presenta un ángulo de pared promedio de grabado de aproximadamente 18°, medido de acuerdo con este método de prueba.

Como se ilustra en la Figura 21 , una estructura fibrosa de acuerdo con esta invención presenta un ángulo de pared promedio de grabado de aproximadamente 28°, medido de acuerdo con este método de prueba.

Las dimensiones y los valores descritos en la presente descripción, no deben interpretarse como estrictamente limitados a los valores numéricos exactos expresados. En cambio, a menos que se especifique de cualquier otra forma, cada dimensión pretende referirse tanto al valor expresado como a un intervalo funcionalmente equivalente aproximado a ese valor. Por ejemplo, una dimensión descrita como "40 mm" pretende significar "aproximadamente 40 mm." Todos los documentos mencionados en la presente descripción, incluso cualquier referencia cruzada o patente o aplicación relacionada, se incorporan por este medio en su totalidad en la presente descripción como referencia, a menos que se excluya expresamente o limite de cualquier otra forma. La mención de cualquier documento no representa una admisión de que constituye una industria precedente con respecto a cualquier invención descrita o reivindicada en la presente o que solo, o en cualquier combinación con cualquier otra referencia o referencias, instruye, sugiere o describe tal invención. Además, en la medida que cualquier significado o definición de un término en este documento contradiga cualquier significado o definición del mismo término en un documento incorporado como referencia, el significado o definición asignado al término en este documento deberá regir.

Si bien se han ¡lustrado y descrito modalidades particulares de la presente invención, será evidente para los experimentados en la industria que pueden hacerse otros cambios y modificaciones diversos sin desviarse del espíritu y alcance de la invención. Se ha pretendido, por consiguiente, cubrir en las reivindicaciones anexas todos los cambios y modificaciones que están dentro del alcance de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES

1 . Una estructura fibrosa que comprende un grabado, caracterizada porque la estructura fibrosa presenta una relación entre el grosor promedio de la estructura fibrosa adyacente a un grabado y el grosor promedio del grabado menor que 3 a 1 .2.

2. La estructura fibrosa de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizada además porque el grabado presenta una profundidad de grabado mayor que 200 µ??.

3. La estructura fibrosa de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada además porque la estructura fibrosa comprende una pluralidad de grabados.

4. La estructura fibrosa de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada además porque el grabado es un grabado de elementos de línea y/o grabado de puntos, preferentemente, en donde la estructura fibrosa comprende un grabado de elementos de línea por lo menos parcialmente rodeado por una línea con una pluralidad de grabados de puntos.

5. La estructura fibrosa de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada además porque la estructura fibrosa presenta una relación entre el grosor promedio de la estructura fibrosa adyacente a un grabado y el grosor promedio del grabado menor que 2.5.

6. La estructura fibrosa de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizada además porque la estructura fibrosa comprende además un agente suavizante.

7. Un proceso para fabricar una estructura fibrosa; el proceso caracterizado porque comprende la etapa de someter una estructura fibrosa a una operación de grabado que crea un grabado en la estructura fibrosa que presenta una relación entre el grosor promedio de la estructura fibrosa adyacente a un grabado y el grosor promedio de un grabado menor que 3 a 1.2.

8. El proceso de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado además porque la operación de grabado comprende pasar la estructura fibrosa a través de un punto de sujeción formado por un primer rodillo de grabado y un segundo rodillo de grabado.

9. El proceso de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado además porque el primer rodillo de grabado comprende un patrón de grabado macho que, a su vez, comprende una o más salientes, y el segundo rodillo de grabado comprende un patrón de grabado hembra que, a su vez, comprende una o más cavidades.

10. El proceso de acuerdo con las reivindicaciones 8 o 9, caracterizado además porque el primer rodillo de grabado comprende un elemento ecualizador de la deformación adyacente a una o más salientes.

11. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado además porque la operación de grabado aplica una presión a la estructura fibrosa menor que 14.3 kg/cm (80 pli).

12. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 1 1 , caracterizado además porque por lo menos uno de los primeros y segundos rodillos de grabado tienen un diámetro externo menor que 35 cm.

13. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizado además porque los rodillos de grabado primero y segundo tienen una profundidad de encaje mayor que 254 µ?p.

14. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 14, caracterizado además porque los rodillos de grabado primero y segundo tienen una holgura lateral de 25 % a 85 % del grosor promedio de la estructura fibrosa.

15. Una estructura fibrosa que comprende un grabado, caracterizada porque la estructura fibrosa presenta una relación entre el grosor promedio de la estructura fibrosa adyacente a un grabado y el grosor promedio de un grabado menor que 3, y en donde el grabado presenta un ángulo de pared promedio de grabado, medido de acuerdo con el método de prueba de ángulo de pared promedio, mayor que 22°.