MXPA00012547A - Incremento de la opacidad de productos de tisu con microesferas termicamente expansibles. - Google Patents

Abstract

La presente invencion esta generalmente dirigida a un producto de tisu opaco y a un proceso para hacer el mismo. Los productos de tisu de la presente invencion comprenden microesferas expansibles termicamente las cuales imparten una opacidad incrementada a los tisus. Las microesferas termicamente expansibles son agregadas a la fibra durante el extremo humedo de un proceso de fabricacion para tisu de bano, tisu facial, toallas y similares.

Description

OPACIDAD CON PRODUCTOS DE TISÚ CON MICROESFERAS TÉRMICAMENTE EXPANDIBLES La presente invención está basada en la solicitud 5 de patente provisional Serie Número 60/171,031 presentada el 16 de diciembre de 1999, y de la cual se reclama la prioridad.

CAMPO DE LA INVENCIÓN 10 La presente invención se refiere generalmente a un método para incorporar microesferas térmicamente expandibles en productos de tisú de manera que los productos resultantes tengan una opacidad incrementada. Más particularmente, la presente invención está dirigida a la incorporación de microesferas 15 térmicamente expandibles a el extremo húmedo de un proceso de fabricación de tisú de manera que se imparte una opacidad incrementada a los productos de tisú para retrete, un tisú facial y toallas. 0 Antecedentes de la Invención Los productos de tisú de peso base más bajo evolucionan, y son creados nuevos desafíos técnicos ya que muchas propiedades físicas de éstos productos de tisú dependen del 5 número y de lo compacto de las fibras presentes en la estructura de la consolidación. La opacidad o "la transparencia" de los productos de tisú está convirtiéndose en un factor limitante en los ensambles de fibra que utilizan menos fibras mientras que se mantiene la misma o superior resistencia que la de los conjuntos de fibra tradicionales. Obviamente, los consumidores desean que tales productos tengan suficiente opacidad para evitar el ver esencialmente a través del producto.

Muchos procesos y compuestos diferentes se han identificado los cuales pueden afectar la opacidad de los productos de papel (en oposición a el tisú de peso más ligero) . La medida de la opacidad en una hoja de papel terminada dependerá de la evaluación de la reflectancia difusa {R) , la cual a su vez está relacionada a través de la teoría Kubelca-Munk (K-M) a los coeficientes de esparcimiento (s) y de absorción {k) de los elementos en la estructura fibrosa. Estas son propiedades básicas que son intrínsecas al medio.

En su forma más simple, el papel es ensamblado de fibras más o menos unidas unas a otras en zonas de contacto óptico parcial. Hay muchas entrecaras entre las partículas sólidas y el aire, localizadas todas a través de la sección y en muchos ángulos diferentes. La luz que se pone en contacto con el papel se difundirá en forma acorde; una parte se reflejará, la misma será absorbida y el resto será transmitida. Este efecto de difusión depende de la diferencia entre los índices infringentes de las caras anexas y del número de tales entrecaras .

La instrumentación fotoeléctrica es usada para evaluar la reflectancia espectral. Varios modelos comerciales están disponibles, y dependiendo del tipo de respaldo usado abajo de la muestra de papel durante la medición, pueden ser caracterizados diferentes modos de reflectancia. Desde el punto de vista de opacidad, tres de éstos son relevantes: R0 en donde la muestra está respaldada por una cavidad forrada de terciopelo negro ("cuerpo negro"), R8 cuando el respaldo consiste de una almohadilla opaca suficientemente gruesa del mismo material, y R089 cuando se midió en contra de un compuesto (emparedado) formado por una capa de óxido de magnesio puro cubierta por vidrio teniendo una reflectancia efectiva de 89% de aquella de una superficie de óxido de magnesio puro.

En la fabricación de papel, la opacidad es definida como una proporción de contraste entre las reflectancias de la hoja sobre los fondos blanco y negro. Por ejemplo, la proporción entre R0 y R0.89 es conocida como la "Opacidad Tappi". Si el cuerpo blanco es una pila opaca de papel bajo examen, la proporción entre R0 y R„ es llamada la "Opacidad de Impresión" .

Asumiendo una hoja homogénea, la opacidad (medida como R0/R0.89 o R0/R puede ser caracterizada sin ambigüedad en términos de los parámetros intrínsecos de la teoría K-M (s y k) , y en particular de los elementos sW y k/s . El primero representa la energía esparcidora (IV es el peso base de la hoja) y el último determina reflectividad R8. Algunas ecuaciones que se desprenden el modelo K-M son: R8= 1 + k/s - { 2 k/s + {k/s) 2 } 0 ' 5 Y R0= R8 {eñ-l} / {eA-R82} en donde A=sW{ l/R8-Rj La opacidad aumentará con el aumentar los calores sW y con disminuir las proporciones k/s como se publicó en otras partes. La manipulación de la ecuación de la Teoría K-M lleva a: Opacidad = [100 (B-l)] / {B -R82 ) en donde B= [R8 { 1 -R0 R / {R8 - R0) ] Similarmente para la fuerza esparcidora, sW, un juego de ecuaciones sigue: sW=2? [ (X+l) / (X-l) ] /2 b en donde X= (l-aJ?0) /bi?0, a=0.5 [ (l/R + R y b=0.5 [ (l/R - Rj Estas ecuaciones pueden ser resueltas analíticamente o usando métodos gráficos conocidos. Pero las propiedades ópticas de los diferentes grados de papel pueden caracterizarse muy bien usando el modelo matemático K-M, cambiando aquellas propiedades en una manera práctica y eficiente de costo es más complicada. Para las pulpas que sufren una reducción apulpadada y un proceso de blanqueado, no es fácil el cambiar las propiedades de reflectancia a menos que sean usados los aditivos en el suministro tal como los tintes para modificar el coeficiente de absorción y los rellenadores o pigmentos para aumentar el esparcimiento de la luz . Incrementando el peso base también es posible debido a que ésto es en contra que la corriente tecnológica actual en relación a productos de tisú más ligeros .

Una alternativa que ha sido menos explotada para aumentar capacidad en los productos de papel es la manipulación de la densidad aparente de la estructura fibrosa. Giertz mostró una relación inversa lineal entre la densidad y el coeficiente de esparcimiento específico, ya que una densidad superior representa menos huecos en una estructura (en la formación y estructura de papel, página 597, 1962). El-Hosseiny y otro confirmaron que sobre un rango amplio, el coeficiente de esparcimiento (s) se relaciona a la densidad (D) siguiendo la expresión: s = m - n D en donde m y n son constantes (Tappi 62(10) :127) .

Los acercamientos tradicionales para aumentar la opacidad de los materiales fibrosos de peso ligero, tal como de tisú se incluyen el uso de rellenadores de partículas (tal como caolina o carbonato de calcio) y el uso de desaglutinantes. También, las microesferas que no son térmicamente expandibles se han usado como compuestos para ayudar a aumentar la opacidad de los productos de tisú. Sin embargo, los niveles deseados de opacidad no son siempre satisfechos por tales métodos más tradicionales de incremento de opacidad cuando las clases de tisú de peso ligero son involucradas. Las propiedades de tal resistencia, suavidad y requerimientos de línea baja se hacen factores limitantes en las aplicaciones de clase de tisú.

Las microesferas térmicamente expandibles han estado disponibles por más de una década; sin embargo éstas no se han ligado al incremento de la opacidad. La patente a los Estados Unidos de América No. 5,155,138 otorgada a Lundquist está dirigida a las microesferas termoplásticas mismas y a un proceso para la producción y el uso de la misma. Esta patente no menciona la opacidad de todo. Similarmente, la patente a los Estados Unidos de América No. 4,477,518 otorgada a Cremona y otros está dirigida a los papeles y cartones recubiertos que comprenden una capa de recubrimiento que contiene microesferas expandibles huecas. Esta patente no menciona la opacidad incrementada, y los papeles descritos aquí no son productos de tisú.

La mayor parte del arte relativa a la utilización de microesferas expandibles térmicamente involucra aplicaciones de éstas microesferas afuera del campo de productos de tisú del peso base bajo. Por ejemplo, la patente a los Estados Unidos de América No. 4,006,273 otorgada a Wolinski y otros está dirigida a la impresión resaltada de telas, mientras que la patente a los Estados Unidos de América No. 4,044,176 otorgada a Wolinski está dirigida a la aplicación de medios de artes gráficas involucrando el uso de microesferas térmicamente expandibles. La solicitud de publicación japonesa No. 90/76,735 está dirigida a hojas de textura ligeramente áspera involucrando éstas microesferas mientas que la patente europea 0 549 948 está dirigida a el uso de microesferas térmicamente expandibles en recubrimientos antiresbalado lisos.

Un papel reciente sugirió el uso de microesferas expandibles como un auxiliar en el abultamiento en la producción de papel fino. Véase la obra de Ó. Sóderberg, "Microesferas Expandibles en Cartón" , Mundo de la Tecnología de la Pulpa y del Papel, 1995/96 a 143. Los ensayos de máquina de cartón revelaron que 1% de EXPANCEL® (una microesfera térmicamente expandible comercialmente disponible) es igual a alrededor de 18-25% de fibra celulósica cuando se compara un volumen. Esta misma tecnología puede ser aplicada usando clases de microesfera apropiadas para producir la impresión más rígida, la escritura u otros papeles finos. Tales papeles finos usualmente tienen pesos bases superiores de alrededor de 60 gramos por metro cuadrado ("gsm") a alrededor de 80 gramos por metro cuadrado los cuales están muy por arriba de alrededor de 30 gramos por metro cuadrado del límite de peso base superior para los productos de tisú actualmente descritos.

Otras aplicaciones conocidas de las microesferas expandibles incluyen la formación de estructuras tridimensionales absorbentes de sonido, los papeles imprimibles más rígidos, los sustratos de impresión, los recubrimientos no resbalosos, las telas elastoméricas, las cintas, los materiales aislante, los materiales reforzadores, las superficies de agarre alto, los artículos moldeados y las empaquetaduras de sellamiento.

La patente de los Estados Unidos de América No. 4,619,734 otorgada a Anderson se refiere al uso de microesferas expandibles en materiales de peso base bajo. Sin embargo, esta patente está dirigida a la producción de un papel sanitario de capas múltiples crepado el cual es más voluminoso y más suave, en donde la mayoría de las microesferas están localizadas en la capa media. Esta patente no menciona la opacidad del todo, sino que en vez de ésto se enfoca en niveles de alto volumen y de alta suavidad del tejido de papel sanitario. También, Anderson requiere el uso de cantidades relativamente grandes de las microesferas expandibles, específicamente de desde alrededor de 1% al 10%.

Por tanto, existe actualmente una necesidad de un proceso en donde los productos de tisú son creados teniendo una opacidad incrementada .

Síntesis y Objetos de la Invención.

Es un objeto de la presente invención el formar productos de tisú opacos a través de la incorporación de microesferas térmicamente expandibles en productos de tisú mientras que éstos están siendo fabricados.

Es otro objeto de la presente invención el crear productos de tisú opacos de pesos base interiores que los productos de tisú opacos de pesos base superiores actualmente disponibles .

Algunos de los objetos arriba mencionados y quizás de otros objetos son logrados mediante el incorporar las microesferas térmicamente expandibles en los productos de tisú de peso base bajo (por ejemplo de menos de alrededor de 30 gramos por metro cuadrado) . Las microesferas térmicamente expandibles pueden ser agregadas en el extremo húmedo de un proceso de fabricación de tisú antes de la formación del tejido de tisú. En ciertas incorporaciones, las microesferas expandibles pueden ser agregadas justo enfrente de o en la caja de cabeza durante el extremo húmedo del proceso de fabricación de papel .

Estas y otras características, aspectos y ventajas de la presente invención se entenderán mejor con referencia a la siguiente descripción, incluyendo el dibujo y las reivindicaciones anexas.

Breve Descripción de los Dibujos La figura 1 es un diagrama de flujo esquemático de un proceso de fabricación de tisú prensado en húmedo.

Descripción Detallada de las Incorporaciones Preferidas Se hará ahora referencia en detalle a las incorporaciones de la invención, uno o más ejemplos de los cuales se establecen abajo. Cada ejemplo se proporciona por vía de explicación de la invención, no de limitación de la invención. De hecho, será evidente para aquellos expertos en el arte el que varias modificaciones y variaciones pueden hacerse en la presente invención sin departir del espíritu o alcance de la invención. Por ejemplo, las características ilustradas o descritas como parte de una incorporación, pueden ser usadas en otra incorporación para dar aún otra incorporación adicional.

Por tanto, se intenta que la presente invención cubra tales modificaciones y variaciones como caen dentro del alcance de las reivindicaciones anexas y de sus equivalentes. Otros objetos, características y aspectos de la presente invención están descritos en o son obvios de la siguiente descripción detallada. Se entiende por una persona con una habilidad ordinaria en el arte el que la presente discusión es de una descripción de incorporaciones de ejemplos solamente, y que no se intenta como limitante de los aspectos más amplios de la presente invención cuyos aspectos más amplios están involucrados en las construcciones de ejemplo.

La presente invención involucra el uso de microesferas térmicamente expandibles para restaurar o incrementar los niveles de opacidad de los productos de tisú. Tales productos de tisú pueden incluir el tisú para baño, el tisú facial, y las toallas. Los productos de tisú de esta invención pueden ser productos de estrato único o productos de estrato múltiples tales como de dos estratos, de tres estratos, de cuatro estratos o mayores. Los productos de un estrato son ventajosos debido a su costo más bajo de fabricación, mientras que los productos de estratos múltiples son preferidos por muchos consumidores. Para muchos productos de estratos múltiples no es necesario el que todos los estratos de los productos sean los mismos, siempre que por lo menos un estrato esté de acuerdo con esta invención.

Las fibras para hacer papel para fabricar los tejidos de producto de tisú de esta invención incluyen cualesquier fibras naturales o sintéticas adecuadas para los productos de uso final listados arriba incluyendo, pero no limitándose a: las fibras no leñosas tales como abacá, pasto de palma enana de abanico, fibras de seda de vencetósigo, fibras de hoja de piña, fibras de madera suave, tal como fibras kraft de madera suave del norte y del sur; fibras de madera dura, tal como de eucalipto, de maple, de abedul, de álamo temblón, o similares. Además, los suministros incluyendo fibras recicladas también pueden ser utilizados. En la fabricación de los productos de tisú, las fibras son formadas en un suministro de pulpa mediante procesos de formación de suministro de pulpa conocidos.

Los agentes suavizantes algunas veces mencionados como desaglutinantes, pueden ser agregados a el proceso de fabricación de tisú para incrementar la suavidad de productos de tisú. Tales agentes suavizantes pueden ser incorporados con las fibras antes, durante o después del surtido de las fibras en el suministro. Tales agentes pueden ser también rociados o impresos sobre el tejido después de la formación, mientras que están húmedos, o pueden ser agregados al extremo húmedo de la máquina de tisú antes de la formación. Los agentes suavizadores adecuados incluyen sin limitación, los ácidos grasos, las ceras, las sales de amonio cuaternario, el cloruro de amonio de cebo dimetil dihidrogenado, el sulfato de metilo de amonio cuaternario, el polietileno carboxilatado, la cocoamida dietanol amina, el coco betano, el sarcosinato lauril sódico, la sal de amonio cuaternario parcialmente etoxilatada, el cloruro de amonio de dimetilo de histiarilo, los polisiloxanos, las siliconas y similares. Los ejemplos de los agentes suavizadores químicos comercialmente disponibles adecuados incluyen, sin limitación, Berocell 596 y 584 (compuestos de amonio cuaternario) fabricado por Eka Nobel Inc., Adogen 442 (cloruro de amonio de cebo dimetil dihidrogenado) fabricado por Sherex Chemical Company, Quasoft 203 (sal de amonio cuaternario) fabricado por Quaker Chemical Company, y Arquad 2HT-75 (di (cebo hidrogenado) cloruro dimetil amonio) fabricado por Akzo Chemical Company. Las cantidades adecuadas de los agentes de suavizamiento variarán grandemente con las especies de pulpa seleccionada y las características deseadas del producto de tisú resultante. Tales cantidades pueden ser sin limitación de desde alrededor de 0.05 a alrededor de 1% por peso basado sobre el peso de la fibra, más específicamente de desde alrededor de 0.25 a alrededor de 0.75% por peso, y aún más específicamente de alrededor de 0.5% por peso.

Las microesferas térmicamente expandibles que son agregadas a los productos de tisú pueden ser obtenidas de varios fabricantes tales como Akzo-Nobel, Pierce & Stevens, Casco, y Dow Chemical. En ciertas incorporaciones, el producto que contiene microesferas térmicamente expandible, EXPANCEL8, puede ser incorporado como un aditivo incrementador de la opacidad de extremo húmedo al ser formado un tisú.

El uso de tales microesferas expandibles permite la abertura de la estructura de papel como para crear un tejido más voluminoso (por ejemplo menos denso) . Por tanto, cuando las microesferas expandibles son utilizadas en el producto de papel, el producto de papel resultante tendrá una estructura más esponjada que el mismo producto de papel al mismo peso base.

Típicamente, las microesferas son incorporadas justo enfrente o en la caja de cabeza durante la formación de producto de tisú. Sin embargo, éstas pueden ser agregadas en cualesquier lado en el extremo húmedo antes de la formación del tejido. La incorporación de las microesferas resulta en un producto de tisú que es más capaz de esparcir la luz, la cual se traduce a una opacidad superior sobre el mismo material de peso base sin las microesferas.

En una incorporación particular de la presente invención 1% por peso (basado sobre el peso de las fibras de pulpa) de EXPANCEL® es agregado a un suministro de fibras de madera suave, y la opacidad es incrementada por alrededor de 6 unidades en hojas de manos de 60 gramos por metro cuadrado standard. (Aún cuando las hojas para manos de 60 gramos por metro cuadrado fueron utilizadas en la prueba establecida aquí bajo el método Tappi T205 sp-95, los datos de esparcimiento de luz son aplicables a los productos de peso más ligero de la invención también) . En otras incorporaciones, el EXPANCEL® es agregado al suministro de fibras de madera suave a una cantidad de alrededor de 15 libras de microesferas por cada 2,880 libras de producto de papel producido. En otras incorporaciones, fueron empleados 0.5% por peso de microesferas EXPANCEL0.

Actualmente, en los procesos comerciales, sólo los materiales que tienen un peso base mayor o igual a 30 gramos por metro cuadrado tienen las microesferas incorporadas en los mismos. Sin embargo, éstos materiales de peso base superior generalmente exhiben una disminución en la opacidad en vez de un aumento. Por tanto, una ventaja importante del proceso de la presente invención es la capacidad de impartir una opacidad incrementada a los productos de pesos base más bajos y específicamente, a los productos de pesos base de 18 gramos por metro cuadrado de menos y, más específicamente a productos con pesos base de 14 gramos por metro cuadrado o 18 gramos por metro cuadrado .

Otras ventajas importantes de los productos de tisú formados de acuerdo al proceso de la presente invención incluyen el costo disminuido para fabricar, aumentar la suavidad, la retención de la resistencia a la tensión, y la absorbencia incrementada .

Varios procesos de fabricación de tisú son conocidos por aquellos en el arte. En particular, las patentes de los Estados Unidos de América No. 5,129,988 otorgada a Farrington, Jr. ; 5,772,845 otorgada a Farrington Jr. y otros y la patente de los Estados Unidos de América No. 5,494,554 otorgada a Edwards y otros describe varios métodos para hacer tisú y métodos para formar tejidos de papel de capas múltiples. Tales patentes son incorporadas aquí en su totalidad por esta referencia .

La figura 1 es un diagrama de flujo esquemático de un proceso para hacer tisú prensado en húmedo convencional útil en la práctica de esta invención, aún cuando otros procesos para hacer tisú también pueden beneficiarse del método de esta invención, tal como los procesos para hacer tisú de secado continúo u otros no compresivos. El modo de formación específica ilustrada en la figura 1 es comúnmente mencionado como un formador de una creciente, aún cuando muchos otros formadores muy conocidos en el arte de fabricación de papel pueden también ser usados. Está mostrada una caja de cabeza 21, una tela formadora 22, un rodillo formador 23, un fieltro para hacer papel 24, un rodillo de prensa 25, una barra de rociado 26, una secadora yanqui 27, y una cuchilla de crepado 28. También están mostrados, pero no ilustrados, varios rodillos de tensión o flojos usados para definir las corridas de tela en el diagrama esquemático, el cual puede diferir en la práctica. Como se mostró, la caja de cabeza 21 continuamente deposita un chorro de suministro 30 entre la tela formadora 22 y el fieltro 24, el cual está parcialmente envuelto alrededor del rodillo formador 23. El agua es removida de la suspensión de suministro acuoso a través de la tela formadora por fuerza centrífuga al atravesar el tejido recientemente formado el arco del rodillo de formación. Al separarse la tela formadora y el fieltro, el tejido asentado 31 permanece con el fieltro y es transportado a la secadora yanqui 27.

En la secadora yanqui, los químicos de crepado pueden ser continuamente aplicados en la forma de una solución acuosa a la superficie de la secadora yanqui sobre la parte superior del adhesivo residual que resta después del crepado. Los químicos de crepado pueden inducir uno o más agentes de resistencia al secado. La solución es aplicada por cualesquier medios convencionales, tal como una barra de rociado 26 la cual rocía parejamente la superficie de la secadora con la solución adhesiva crepadora. El punto de aplicación sobre la superficie de la secadora está inmediatamente abajo de la cuchilla de doctor de crepado 28, permitiendo un tiempo suficiente para el esparcimiento y el secado de la película de adhesivo fresco antes del contacto del tejido en el punto de sujeción del rodillo de prensa.

El tejido húmedo 31 es aplicado a la superficie de la secadora por medio del rodillo de prensa o del rodillo de presión 25 con una fuerza de aplicación típicamente de alrededor de 200 libras por pulgada cuadrada (psi) . El tejido entrante está nominalmente a alrededor de una consistencia de 10% (variando de desde alrededor de 8 a alrededor de 20%) al momento en que éste alcanza el rodillo de prensa. Siguiendo el paso de prensado y de desaguiado, la consistencia del tejido es de o está arriba de alrededor de 30%. El lado del tejido en contacto con la superficie de la secadora yanqui es mencionado aquí como "el lado de la secadora" del tejido. El lado opuesto del tejido es mencionado como "el lado al aire" del tejido. La fuerza de vapor de secadora yanqui suficiente y la capacidad de secado de cubierta son aplicadas al tejido para alcanzar un contenido de humedad final de alrededor de 2.5% menos.

También está ilustrado en la figura 1 el sistema de reciclado de agua blanca. En el punto de presión del rodillo de prensa, el afluente de agua blanca 35 expresado como el tejido es recolectado en una charola 36. Debido a la presencia de una cantidad sustancial de agua en el punto de presión de rodillo de presión, algo del agente de resistencia al secado es transferido desde la superficie del yanqui a el agua blanca, la cual contiene también finos. El agua blanca recolectada 37 drena adentro de un hoyo de alambre 38. Este suministro 40 tiene una consistencia de alrededor de 2% es diluido con el agua blanca en la bomba del ventilador 39 a una consistencia de alrededor de 0.1%. El suministro diluido 41 es subsecuentemente inyectado adentro de la caja de cabeza 21 para formar el tejido húmedo.

Las microesferas pueden ser agregadas en cualesquier parte en el extremo del tejido húmedo del proceso para hacer el tisú. Por ejemplo, las microesferas pueden ser agregadas a la caja de cabeza 21, antes de dicha caja de cabeza 21 en un aparato separado y después fluyen las microesferas a un contacto con el suministro de pulpa (algunas veces mencionado como la suspensión de suministro) en la caja de cabeza 21, o después la caja de cabeza 21 es un aditivo directo al suministro de pulpa que esta siendo llevado entre la tela formadora y el filtro 24.

Aún cuando otras marcas de microesferas pueden ser utilizadas, una marca particular de microesferas está vendida bajo el nombre EXPANCEL® por Akzo Nobel. Las microesferas EXPANCEL® consisten de partículas de polímero formadas esféricamente, blancas y huecas que encapsulan un agente de soplado por ejemplo, un líquido isobutano bajo presión. Las microesferas generalmente tienen un diámetro medio de alrededor de 10-12 µm. La concha termoplástica se suaviza cuando se calienta de manera que la gasificación del agente de soplado expande a las microesferas a un volumen final que es desde alrededor de 30 a más de 60 veces más grande que el volumen original a un peso constante. Las características adicionales de EXPANCEL51 están discutidas en el boletín técnico No. 13 para las microesferas EXPANCEL® en papel y en la obra de Ó Sóderberg, "Microesferas Expandibles en el Cartón" Tecnología del Mundo de Papel y de Pulpa, 1995/1996 a 143 ambos de los cuales se incorporan aquí en su totalidad por ésta referencia.

Estas microesferas se empiezan a expandirse con el calentamiento arriba de una temperatura dada, dependiendo de la química del copolímero. En una incorporación particular de la presente invención, el EXPANCELF 551-20 fue empleado, y éste comenzó a expanderse a la temperatura de desde alrededor de 93 °C a alrededor de 98°C. Sin embargo, otras clases de productos EXPANCEL* (y otras clases de microesferas expandibles) pueden expanderse a temperaturas más bajas o superiores y pueden, por tanto ser adecuados para las aplicaciones de ingeniería particulares.

La superficie de las conchas de microesfera, un copolímero de acrilonitrilo y de cloruro de vinilideno, es muy electronegativo o tiene un carácter aniónico fuerte. De hecho, las microesferas y las fibras mismas son cargadas aniónicamente . Por tanto, los aditivos poliméricos catiónicos pueden ser usados en el proceso de la presente invención para lograr una buena retención. En las incorporaciones particulares de la presente invención, el auxiliar de retención catiónica usado es una poliacrilamida catiónica; sin embargo, cualesquier número de auxiliares de retención catiónicos puede ser usado.

Las resinas de poliamida catiónicas adecuadas incluyen los productos de reacción polimérica solubles en agua de una epialohidrina, preferiblemente epiclorohidrina, y una poliamina soluble en agua que tiene grupos de amina secundarios derivados de polialquilen poliamina y un ácido carboxilico dibasico alifatico saturado que contienen de desde alrededor de 3 a 10 átomos de carbono. La poliamida soluble en agua contiene grupos recurrentes de la formula: -NH (CpH2„HN) x-C0RC0-donde n y x son cada uno 2 o más y R es un radical de hidrocarburo divalente del ácido carboxilico dibásico. Una característica importante de éstas resinas es la de que éstas son compatibles de fase con el alcohol polivinilico. Los materiales adecuados de este tipo están comercialmente disponibles bajo las marcas KYMENE® (Hércules, Inc.) y CASCAMID® (Borden) y son mÁs completamente descritos en la patente de los Estados Unidos de América No. 2,926,116 otorgada a Keim, en la patente a los Estados Unidos de América No. 3,058,873 otorgada a Keim y otros , y en la patente a los Estados Unidos de América No. 4,528,316 otorgada a Soerens todos los cuales son incorporados aquí por referencia. El adhesivo crepado también incluye preferiblemente el alcohol polivinílico. La cantidad de la resina de poliamida catiónica termocentada en la composición de crepado, sobre una base de por ciento por peso de sólidos, puede formarse de desde alrededor de 10 a 80%, más específicamente de desde alrededor de 20 a alrededor de 60%.

EJEMPLOS La presente invención puede entenderse por referencia a los siguiente ejemplos sin estar limitados a éstos. Los ejemplos fueron llevados a cabo a fin de demostrar el incremento de opacidad en las estructuras fibrosas.

EJEMPLOS 1-5 Estos cinco ejemplos demostraron la opacidad incrementada y la densidad disminuida de las hojas de pulpa kraft de madera suave después de la adición de las microesferas expandibles térmicamente. Específicamente, en éstos ejemplos, el EXPANCELF 551-20 fue usado como la fuente de las microesferas térmicamente expandibles . También la retención del EXPANCELF sobre las hojas fue facilitada por la adición de un auxiliar de retención de poliacrilamida catiónico (Nalco 7520), y las hojas para manos fueron producidas de acuerdo a un procedimiento TAPPl - 23 Standard T205 sp-95 (con sólo la única desviación del standard siendo el uso de una placa caliente Valley Steam a una temperatura de 213 ± 2°F en vez del procedimiento de presión típicos . 5 El molde de hoja de manos usado en este procedimiento standard fue una malla de alambre cuadrado de bronce tejido sencillo. Las cantidades suficientes de un suministro de pulpa mezclado cabalmente fueron usadas para 10 producir las hojas de manos teniendo un peso base de 60 gramos por metro cuadrado. Al ser formadas las hojas para manos, dos cantidades diferentes del producto EXPANCELF fueron usadas como se indico en las tablas dadas abajo. Además, una hoja para manos de control sin las microesferas también fue formada. Estas hojas 15 para manos de prueba no fueron prensadas.

Una placa caliente Valley Steam fue usada como la secadora para estas hojas de mano de prueba. Esta placa caliente tuvo una superficie convexa estaba cubierta con una lona standard 20 sostenida por un tubo de bronce llenado de plomo. Las hojas de pulpa fueron colocadas, con el lado hacia arriba sobre la superficie pulida de la secadora de hoja, en donde la lona fue cuidadosamente bajada sobre la hoja. Un peso fue sujetado a el tubo de bronce de llenado de plomo. Más hojas para manos probadas 25 fueron secadas por 2 minutos; sin embargo, 2 de los 5 ejemplos dados aquí fueron secados por 5 minutos para verificar que las microesferas se hubieran expandido a su capacidad de expansión completa. Las hojas secadas fueron entonces removidas de la secadora y se recortaron al tamaño deseado.

Las hojas para manos descritas arriba fueron probadas .para varias características físicas incluyendo el volumen, el coeficiente de esparcimiento, y , los niveles de opacidad. Los datos recolectados aparecen en la tabla 1 dada abajo . Tabla 1 El volumen de las hojas de manos es el inverso de la densidad aparente de aquellas hojas de manos como se evidenció por las unidades de centímetro cúbico por gramo.

El coeficiente de esparcimiento de cada hoja de manos fue determinado después de llevar a cabo una prueba standard de industria (Método de Prueba TAPPl T-2201 sp96) para medir los coeficientes de esparcimiento de luz. En este procedimiento, un opacimetro (Technibrite Micro TB-1C disponible de Technidyne Corporation de New Albany, Indiana) se usó, y el standard de trabajo de reflectancia es calibrado a una escala absoluta. El standard de trabajo es entonces colocado sobre la abertura del opacimetro, y el instrumento es ajustado para leer el valor de la reflectancia absoluta del standard de trabajo. Las lecturas son obtenidas mediante el colocar cada hoja en el opacimetro con su lado liso en contra del cuerpo negro y leyendo la reflectividad sin el ajuste del instrumento. Las lecturas de opacidad y de esparcimiento de luz son tomadas y se llevan a cabo de acuerdo al método de prueba TAPPl T-519 om-96.

Las mediciones de opacidad de cada hoja de manos fueron tomadas y se registraron arriba. La opacidad depende del peso y por tanto es medida en forma algo diferente que el volumen y el coeficiente de esparcimiento como se explicó arriba.

La medición de la opacidad es determinada por una proporción de las mediciones de reflectancia. La opacidad de la hoja es influenciada por el grosor. El método usado para las mediciones de la opacidad fue el método de prueba TAPPl T-425 om-96. El principio esencial de este método de la determinación de la opacidad es como sigue: la reflectancia del papel cuando se combina con un respaldo blanco es superior que aquella del papel cuando se combina con un respaldo negro debido a que, en el primer caso, la luz transmitida a través de la hoja imperfectamente opaca es mayormente reflejada por el respaldo blanco, y una parte de la luz es transmitida a través de el papel una segunda vez aumentando por tanto la reflexión total . Las pruebas de opacidad fueron llevadas a cabo con un medidor de opacidad equipado con un sistema fotometrico lineal exacto o uno corregido de acuerdo al método de prueba TAPPl antes mencionado T519 om-96.

Los datos recolectados en la tabla 1 reflejan la opacidad incrementada y el coeficiente de esparcimiento mejorado con la adición del EXPANCEL® 551-20 microesferas térmicamente expandibles. El ejemplo 1, el ejemplo de control, tuvo el volumen más bajo, entre el coeficiente de esparcimiento y calificación de opacidad más bajos de todos los cinco ejemplos. Además, el ejemplo 5, en donde 1.0% del EXPANCELF fue agregado y en donde la hoja de manos fue secada por 5 minutos en vez de 2, exhibió la calificación de opacidad más alta de los 5 ejemplos. También, el producto de tisú del ejemplo 5 no fue tan voluminoso como el producto del ejemplo 3 en donde 0.5% del EXPANCELF fue agregado y en donde el producto fue secado por 5 minutos. Por tanto, con la adición del EXPANCEL® a las hojas de manos, ambas la opacidad y el coeficiente de esparcimiento aumentaron significativamente mientras que las hojas no experimentaron un aumento grande en el volumen.

Estas y otras modificaciones y variaciones a la presente invención pueden practicarse por aquellos con una habilidad ordinaria en el arte sin departir de espíritu y alcance de la presente invención la cual es más particularmente establecida en las reivindicaciones anexas. Además, deberá entenderse que los aspectos de las varias incorporaciones pueden ser intercambiados ambos en todo o en parte. Además, aquellos con una habilidad ordinaria en el arte apreciarán que la descripción anterior es por via de ejemplos solamente, y que no se intente limitar la invención así descrita en tales reivindicaciones. Por tanto, el espíritu y el alcance las reivindicaciones anexas no debe limitarse a la descripción de las versiones preferidas contenidas aquí .

Claims (17)

ASUNTO NUMERO KCX-120 (14300) 03768/9314 Lo que se Reclama es;

1. Un proceso para formar productos de tisú opacos en donde las microesferas térmicamente expandibles son agregadas a estos productos de tisú en una cantidad de alrededor de 1% o menos basada sobre el peso del suministro de fibra y en donde el valor de volumen de dichos productos de tisú opacos es de alrededor de 3 centímetros cúbicos por gramo o menos.

2. Un proceso, tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque dichos productos de tisú opacos son usualmente tisú para baño, tisú facial, toallas o similares.

3. Un proceso, tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque dichas microesferas expandibles térmicamente son agregadas a estos productos de tisú durante el extremo húmedo de un proceso de fabricación para dichos productos de tisú.

4. Un proceso, tal y como se reivindica en la cláusula 3, caracterizado porque dichas microesferas expandibles térmicamente son agregadas a dicho suministro de fibra ya sea justo enfrente de o en la caja de cabeza durante dicho extremo húmedo de dicho proceso de fabricación para dichos productos de tisú.

5. Un proceso, tal y como se reivindica en la cláusula 3, caracterizado porque dichos productos de tisú que están siendo formados tienen un peso base bajo de hasta alrededor de 30 gramos por metro cuadrado.

6. Un proceso, tal y como se reivindica en la cláusula 3, caracterizado porque dichos productos de tisú que están siendo formados tienen un peso base de alrededor de 14 gramos por metro cuadrado a alrededor de 18 gramos por metro cuadrado .

7. Un proceso, tal y como se reivindica en la cláusula 3, caracterizado porque dicho suministro de fibra es un suministro de fibras de madera suave.

8. Un proceso, tal y como se reivindica en la cláusula 3, caracterizado porque dicho suministro de fibra comprende fibras recicladas, fibras kraft, fibras que contienen sulfito, fibras celulósicas u otras fibras comerciales.

9. Un proceso, tal y como se reivindica en la cláusula 3, caracterizado porque un auxiliar de retención catiónico es incorporado en el suministro a fin de aumentar la retención de dichas microesferas térmicamente expandibles por dichos productos de tisú.

10. Un proceso, tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque dichas microesferas térmicamente expandibles son agregadas en una cantidad de alrededor de 0.05%

11. Un producto de tisú opaco que comprende una pulpa y microesferas térmicamente expandibles en una cantidad de alrededor de 1% o menos basada sobre el peso de la pulpa y en donde el volumen de dicho producto de tisú opaco es de alrededor de 3 centímetros cúbicos por gramo o menos.

12. El producto de tisú, tal y como se reivindica en la cláusula 11, caracterizado porque dicho producto de tisú es un tisú para baño sanitario, un tisú facial, una toalla o i similar.

13. El producto de tisú, tal y como se reivindica en la cláusula 11, caracterizado porque dicho producto de tisú tiene un peso base de hasta alrededor de 30 gramos por metro cuadrado .

14. El producto de tisú, tal y como se reivindica en la cláusula 11, caracterizado porque dicho producto de tisú tiene un peso base de 14 gramos por metro cuadrado a alrededor de 18 gramos por metro cuadrado.

15. El producto de tisú, tal y como se reivindica en la cláusula 11, caracterizado porque dicho producto de tisú además comprende una retención catiónica a fin de aumentar la retención de dichas microesferas térmicamente expandibles por dicho producto de tisú.

16. El producto de tisú, tal y como se reivindica en la cláusula 11, caracterizado porque dicho producto de tisú es más opaco que un producto de tisú de un peso base igual que no tiene microesferas térmicamente expandibles incorporadas ahí.

17. El producto de tisú, tal y como se reivindica en la cláusula 11, caracterizado porque dicho producto de tisú comprende microesferas térmicamente expandibles en una cantidad de alrededor de 0.5%. ASUNTO NUMERO KCX-120 (14300) 03768/9314 Extracto de la Descripción La presente invención está generalmente dirigida a un producto de tisú opaco y a un proceso para hacer el mismo, los productos de tisú de la presente invención comprenden microesferas térmicamente expandibles las cuales imparten opacidad incrementada a los tisús. Las microesferas térmicamente expandibles son agregadas al suministro de fibras durante el extremo húmedo de un proceso de fabricación para un tisú para baño, un tisú facial, toallas o similares.