MXPA02004055A - Curado instantaneo de tejiso fibrosos. - Google Patents

Abstract

Los metodos para hacer tejidos de alto funcionamiento en humedo. Un compuesto reactivo anionico polimerico es aplicado a un tejido fibroso celulosico seguido por el curado instantaneo del compuesto para enlazar en forma cruzada las fibras de celulosa. El tejido resultante tiene una alta resistencia a la humedad, una alta elasticidad en la humedad y una proporcion de resistencia a la tension en humedo:en seco alta.

Description

i CURADO INSTANTÁNEO DE TEJIDOS FIBROSOS Campo Técnico 5 La invención se refiere a métodos para hacer tejidos de alto funcionamiento en húmedo.

Antecedentes de la Invención 10 Los tejidos que tienen una alta resistencia cuando se humedecen (conocido en el arte como resistencia al mojado) son útiles para muchas aplicaciones. Una aplicación para tales tejidos es la de tisús prehumedecidos, frecuentemente usados por los viajeros para limpiar el cuerpo. Tales tejidos o tisús deben 15 mantener una resistencia suficiente cuando se almacenan en condiciones húmedas por un periodo de tiempo extendido para soportar las acciones de limpieza y de frotado. Otras aplicaciones para los tejidos de alta resistencia al mojado está en los artículos que requieren mantener su integridad cuando se 20 humedecen con los fluidos de cuerpo, tal como la orina, la sangre, el moco, los fluidos menstruales y otros exudados del cuerpo .

En el arte de la fabricación de papel, existen 25 materiales químicos para mejorar la resistencia del papel al mojado. Estos materiales son conocidos en el arte como "agentes ? de resistencia al mojado" y están comercialmente disponibles de una amplia variedad de fuentes. Por ejemplo, una resina dß poliamida/poliamina/epiclorohidrina es frecuentemente usada para mejorar la resistencia al mojado del papel. Esta resina catiónica es típicamente agregada a la solución para hacer papel por lo que ésta se une a la celulosa cargada aniónicamente. Durante el proceso para hacer papel la resina se enlaza en forma cruzada y eventualmente se hace insoluble en el agua. El agente por tanto actúa como un "pegamento" para retener juntas las 10 fibras de papel y aumenta la resistencia al mojado del papel. Sin embargo, uno requiere el usar cloro a fin de remover la resina y los productos reciclados que contienen esta resina, lo cual presente problemas ambientales. 15 Las resinas catiónicas tienen otras desventajas, tal como el reaccionar con otros aditivos aniónicos los cuales pueden ser ventajosos de agregar al papel y, en muchos casos, aumentando la resistencia en seco del papel también, resultando en un papel menos suave. Además, la efectividad de los agentes 20 de resistencia al mojado catiónicos puede ser limitada por la baja retención del agente sobre la fibra de celulosa.

Se conoce en el arte el uso del formaldehido y de varios productos de adición de formaldehido a las fibras 25 celulósicas de enlazamiento cruzado. Sin embargo, el formaldehido es un irritante y un carcinógeno conocido. El enlazamiento cruzado con compuestos que comprenden formaldehido a temperaturas elevadas puede ser particularmente rápido en relación a muchos otros enlazadores en forma cruzada, requiriendo tiempos tan bajos como de 1 a 10 segundos. Sin embargo, para los compuestos de peso molecular superior y para los enlazadores en forma cruzada libres de formaldehido en general, se encuentran tiempos de reacción mucho más prolongados.

Otras referencias describen estructuras absorbentes que contienen fibras enlazadas en forma cruzada e individualizadas, en donde el agente de enlazamiento cruzado es seleccionado de grupo que consiste de dialdehidos C2 a C8, con el glutaraldehido siendo deseado. El costo asociado con la producción de fibras enlazadas en forma cruzada con agentes de enlazamiento cruzado de dialdehido tal como glutaraldehido puede ser muy alto para resultar en un éxito comercial significante.

El uso de los ácidos policarboxílicos monoméricos para impartir resistencia al arrugado a las telas de algodón es conocido. Un material celulósico fue impregnado con una solución de ácido policarboxílico y un catalizador, seguido por el secado del material y después el curado del material en un horno a 150°C a 240°C por 5 segundos a 30 minutos.

El arte previo también enseña un método para impartir una resistencia a las arrugas a los textiles celulósicos fl mediante el enlazamiento cruzado de hidrocarburos alifáticos cíclicos monoméricos que tienen grupos de ácido multicarboxílico a la celulosa. El curado se dice que puede llevarse a cabo a alrededor de 150°C a 240°C por 5 segundos a 30 minutos.

Se ha enseñado el uso de ácidos policarboxílicos monoméricos C2 a C9 para hacer fibras celulósicas enlazadas en forma cruzada e individualizadas teniendo un enlazamiento de entrefibras primariamente (enlazamientos cruzados entre unidades de celulosa en una fibra única) y atribuidamente teniendo una absorbencia incrementada.

El ácido poliacrílico se ha enseñado como un agente de enlazamiento cruzado, preferiblemente como un copolímero con ácido polimérico. Las fibras fueron fibriladas antes del cruzado para hacer fibras celulósicas enlazadas en forma cruzada e individualizadas que tienen primariamente un enlazamiento cruzado de entrefibras. Las fibras son atribuidamente útiles en los absorbentes. El enlazamiento cruzado fue logrado usando temperaturas de alrededor de 120°C a 160°C.

Varias composiciones de anhídrido maleico resinoso se han usado en conjunción con los productos de papel. Por ejemplo, el arte previo describe productos de papel recubiertos con una composición que incluye una sal de amina de un copolímero de anhídrido maleico/olefina C6 a C24 de peso molecular bajo en combinación con un bisulfito. Tales productos de papel exhiben propiedades de liberación. Varias sales de amina de esteres medios de copolímeros de alfa-olefina/anhídrido maleico y se han descrito como agentes de retención de agua de apresto de papel útiles. Similarmente, el arte previo describe productos de papel impregnados con un agente de resistencia al mojado y de apresto de un producto de reacción de alcohol de amino terciario de alquilo y de un copolímero de anhídrido maleico/estireno derivados de los mismos. Se conoce el uso de un agente que consiste de resinas de epóxido y de copolímeros de anhídrido maleico como un agente para impartir resistencia al mojado.

Se han descrito los agentes de tratamiento polimérico para agregar resistencia al mojado al papel, los cuales pueden ser aplicados a una solución o a un tejido de papel, en donde los tiempos de curado se dice que varían de desde 5 minutos a 3 horas, con un rango de tiempo deseado de 10 a 60 minutos. También se ha descrito la aplicación de un poliácido polimérico, de un acelerador que contiene fósforo, y de un compuesto de hidrógeno activo a un tejido de papel seguido por el curado a 120°C a 400°C por tres segundos a 15 minutos.

Por tanto, lo que se requiere es un método para mejorar el funcionamiento en húmedo de los tejidos a base de celulósica usando agentes de enlazamiento cruzado no de formaldehido que puedan ser curados en un proceso de un paso.

Síntesis de la Invención La presente invención está dirigida a métodos para hacer tejidos de alto funcionamiento en húmedo. Se ha descubierto que el funcionamiento en húmedo puede ser mejorado mediante la aplicación de compuestos reactivos aniónicos poliméricos a un tejido fibroso celulósico seguido por el curado del compuesto para enlazar en forma cruzada las fibras de celulosa. El desarrollo rápido de alto funcionamiento en húmedo puede lograrse usando un curado instantáneo en el cual los tejidos celulósicos tratados son curados mediante la aplicación de una alta temperatura en un periodo de tiempo corto, deseablemente por debajo de un minuto o más deseablemente en menos de 15 segundos, y más deseablemente en menos de un segundo. El tisú resultante tiene una elasticidad en húmedo, una alta resistencia al mojado y una alta proporción de resistencia a la tensión en húmedo: en seco.

Los compuestos reactivos aniónicos poliméricos útiles en los métodos son compuestos que causarán el enlazamiento cruzado entre las fibras de celulosa. En una incorporación, los compuestos reactivos aniónicos poliméricos incluyen las unidades monoméricas que tienen dos grupos de ácido carboxílico sobre los ki *k%.ax. -Ji átomos adyacentes de manera que los grupos de ácido carboxílico son capaces de formar anhídridos cíclicos los cuales, a la temperatura elevada o a otra fuerza de iniciación, formarán una unión de éster con los grupos hidroxilo de la celulosa. Los polímeros, incluyendo los copolímeros, los terpolímeros, los copolímeros de bloque y los homopolímeros, de ácido maleico, son especialmente deseados.

El curado es logrado mediante el curado instantáneo el cual se refiere a la aplicación de una energía intensa sobre un periodo de tiempo breve para impulsar rápidamente la formación de uniones covalentes entre el compuesto reactivo aniónico polimérico y las fibras celulósicas. Típicamente, el tejido o por lo menos las superficies de las fibras en el tejido serán calentadas brevemente a una temperatura generalmente arriba de 160°C, deseablemente en el rango de alrededor de 200°C a 350°C y más deseablemente arriba de 220°C en el rango de alrededor de 250-320°C en un tiempo deseablemente por debajo de un minuto, más deseablemente en menos de 15 segundos, más deseablemente por debajo de alrededor de 5 segundos, aún más deseablemente por debajo de alrededor de 2 segundos, y más deseablemente por debajo de alrededor de 1 segundo. A diferencia de los métodos anteriores para curar ácidos policarboxílicos y agentes de enlazamiento cruzado polimérico relacionados, los métodos presentes proporcionan tiempos de permanencia en una sección de curado o de una unidad de calentamiento que son suficientemente cortos para permitir el curado de un tejido tratado a velocidades industrialmente útiles para la producción de la conversión del tisú y de otros papeles. Por vía de ejemplo* las velocidades industrialmente útiles pueden ser de alrededor de 70 metros por minuto o mayores, más específicamente, de alrededor de 200 metros por minuto o mayores, más específicamente aún de alrededor de 300 metros por minuto o mayores, y más específicamente de alrededor de 600 metros por minuto o mayores.

La presente invención también está dirigida a los tejidos de alto funcionamiento en húmedo producidos de acuerdo a los métodos de la invención y a los artículos hechos con los tej idos .

Descripción Detallada de la Invención Definiciones Como se usa aquí la frase "fibras para hacer papel" incluyen las fibras celulósicas conocidas o las mezclas de fibras que comprenden fibras celulósicas. Las fibras adecuadas para hacer los tejidos de esta invención comprenden cualesquier fibras celulósicas naturales o sintéticas incluyendo, pero no limitándose a las fibras no leñosas, tal como líneas de algodón y otras fibras de algodón o derivados de algodón, abacá, junco suave, pasto de palma enana de abanico, lino, pasto esparto, ** 9 paja, yute, bagazo, fibras de seda de vencetósigo, y fibras 4 hoja de pina; y fibras leñosas tales como aquéllas obtenidas de árboles deciduos y coniferos, incluyendo las fibras de madera suave, tal como las fibras kraft de madera suave del norte y del 5 sur; las fibras de madera dura, tal como de eucalipto, de maple, de abedul, de álamo temblón, o similares. Las fibras leñosas pueden ser preparadas en formas de alto rendimiento o de bajo rendimiento e incluyen las pulpas kraft, las pulpas de sulfíto, las pulpas de madera molida, la pulpa termomecánica (TMP) , la 10 pulpa quimotermomecánica (CTMP) , la pulpa termomecánica de presión/presión (PTMP) y la pulpa quimotermomecánica blanqueada (BCTMP) . Las pulpas de alta brillantez, incluyendo las pulpas blanqueadas químicamente, son especialmente deseadas para la fabricación de tisú, pero también pueden ser usadas las pulpas no 15 blanqueadas o las semiblanqueadas . Cualesquier de los métodos conocidos de reducción a pulpa y de blanqueado pueden ser usados.

Los tipos de fibra de celulósica sintética incluyen rayón en todas sus variedades y otras fibras derivadas 20 de viscosa o de celulosa químicamente modificada. Las fibras celulósicas naturales químicamente tratadas pueden ser usadas tales como las pulpas mercerizadas, las fibras enlazadas en forma cruzada o químicamente atiesadas, las fibras sulfonatadas, y similares. Las fibras para hacer papel adecuadas también pueden 25 incluir las fibras recicladas, las fibras vírgenes o las mezclas de las mismas. "**?*Í 10 Como se usó aquí, el término "celulósico" o "celulosa" se quiere que incluya cualesquier material que tenga la celulosa como un constituyente principal, y específicamente, que comprenda por lo menos 50 por ciento por peso de celulosa o de un derivado de celulosa. Por tanto, el término incluye algodón, las pulpas de madera típica, el acetato de celulosa, el rayón, la pulpa de madera termomecánica, la pulpa de madera química, la pulpa de madera química desunida, y la cera de vencetósigo, y similares. 10 Como se usaron aquí, las "fibras de pulpa de alto rendimiento" son aquéllas fibras para hacer papel producidas mediante los procesos de reducción a pulpa proporcionando un rendimiento de alrededor de 75 por ciento o más. El rendimiento 15 es la cantidad que resulta de la fibra procesada expresada como un porcentaje de la masa de madera inicial. Son muy conocidas las fibras de alto rendimiento por su rigidez (en ambos estado seco y húmedo) en relación a las fibras reducidas a pulpa químicamente típicas. La pared de celda del kraft y otras fibras 20 de bajo rendimiento tiende a ser más flexible debido a la lignina, la "argamasa" o el "pegamento" sobre y en parte de la pared de celda, se ha removido en su mayor parte. Las fibras kraft blanqueadas y otras fibras blanqueadas tienden a ser de bajo rendimiento, con los rendimientos algunas veces sobre el 25 orden de 50% o menos. Tales fibras de bajo rendimiento tienen un área de celulosa más expuesta para formar uniones con el compuesto reactivo polimérico.

Los términos "papel", "textil", "tejido", "tisú" y "toalla" son frecuentemente usados aquí sinónimamente.

La presente invención está dirigida a métodos para hacer tejidos de alto funcionamiento en húmedo. Los tejidos producidos por los métodos tienen una alta resistencia al mojado en comparación a los tejidos hechos de acuerdo a otros métodos. El tejido deseablemente tiene una resistencia a la tensión en seco similar a aquélla de los tejidos hechos sin la adición del PARC, o sin un curado instantáneo, y una resistencia a la tensión en húmedo mayor que aquélla de tales tejidos. Por tanto, la proporción de resistencia a la tensión en húmedo: en seco es mayor que la de tales tejidos. Deseablemente, el índice de resistencia a la tensión en húmedo (resistencia a la tensión en húmedo normalizada para el peso base) es por lo menos del doble de aquélla de los tejidos de control, y es por lo menos de alrededor de 0.7 Nm/g, más deseablemente por lo menos de 0.8 Nm/g, más deseablemente aún de por lo menos 1 Nm/g, más deseablemente aún por lo menos de 1.5 Nm/g, y más deseablemente de desde alrededor de 0.8 Nm/g a alrededor de 1.8 Nm/g, aún cuando los tejidos que tienen un índice de tensión superior pueden posiblemente ser logrados y pueden ser útiles para algunas aplicaciones. A menos que se especifique de otra manera, las propiedades de tensión en '"iaafafe- ? ** -"--"• -**" -t.?^***?.it4h ?t»l^Ük?*. seco y en húmedo de los tejidos hechos a máquina se toman en la dirección de la máquina del tejido. La proporción de húmedo : seco es deseablemente por lo menos el doble de aquélla del control/ y es por lo menos de alrededor de 20%, deseablemente por lo menos de alrededor de 30%, y más deseablemente de por lo menos de alrededor de 40% o superior.

I. Composiciones Un tejido de alto funcionamiento en húmedo de la invención se hace mediante el aplicar primero una solución acuosa de un compuesto reactivo aniónico polimérico (PARC) a un tejido fibroso celulósico. Un catalizador puede ser incluido en la solución para iniciar el enlazamiento cruzado del compuesto reactivo aniónico polimérico a la celulosa. Otros ingredientes que son comúnmente incluidos en la preparación de los tejidos de funcionamiento en húmedo también pueden ser incluidos. El tejido tratado y secad es entonces curado instantáneamente.

A. Compuestos Reactivos Aniónicos Poliméricos Los compuestos reactivos aniónicos poliméricos útiles son compuestos que tienen unidades repetitivas que contienen dos o más grupos funcionales aniónicos que se unirán covalentemente a los grupos de hidroxilo de las fibras celulósicas. Tales compuestos provocarán el enlazamiento cruzado de entrefibra entre las fibras de celulosa individuales. En una incorporación, los grupos funcionales son ácidos carboxílicos, los grupos de anhídrido o las sales de los mismos .

En una incorporación más deseada, las unidades repetitivas incluyen dos grupos de ácido carboxílico sobre átomos adyacentes, particularmente los átomos de carbono adyacentes, en donde los grupos de ácido carboxílico son capaces de formar anhídridos cíclicos y específicamente anhídridos de anillo de 5 miembros. Este anhídrido cíclico, en la presencia del grupo de hidroxilo celulósico a temperatura elevada, forma uniones de éster con los grupos hidroxilo de la celulosa.

Los polímeros, incluyendo los copolímeros, los terpolímeros, los copolímeros de bloque, y los homopolímeros de ácido maleico son especialmente deseados, incluyendo los copolímeros de ácido acrílico y de ácido maleico. El ácido poliacrílico puede ser útil para la presente invención si una parte significante del polímero comprende monómeros que son unidos cabeza a cabeza, más bien que de cabeza a cola, para asegurar que los grupos de ácido carboxílico estén presentes sobre los carbonos adyacentes .

Los compuestos reactivos aniónicos poliméricos de ejemplo incluyen los copolímeros de anhídrido maleico/etileno descritos en la patente de los Estados Unidos de América No. 4,210,489 otorgada a Markofsky. Los copolímeros de anhídrido maleico/vinilo y los copolímeros de epiclorohidrina y anhídrido maleico o anhídrido ftálico son otros ejemplos. Los copolímeros de anhídrido maleico con olefinas también pueden ser considerados incluyendo poli (estireno/anhídrido maleico) , como se describe en la patente alemana No. 2,936,239. Los copolímeros y los terpolímeros del anhídrido maleico que pueden ser usados están descritos en la patente de los Estados Unidos de América No. 4,242,408 otorgada a Evani y otros.

Los compuestos reactivos poliméricos deseados son terpolímeros de ácido maleico, de acetato de vinilo, y de acetato de etilo conocidos como BELCLENE® DP80 (de Durable Press 80) , y BELCLENE® DP60 (Durable Press 60) de FMC Corporation.

El compuesto reactivo aniónico poliméricos deseablemente tiene un peso molecular relativamente bajo y por tanto una viscosidad baja para permitir un rociado efectivo sobre un tejido de tisú. El compuesto reactivo aniónico polimérico deseablemente es un copolímero o terpolímero para mejorar la flexibilidad de la molécula en relación al homopolímero solo. La flexibilidad mejorada de la molécula puede ser manifiesta mediante una temperatura de transición del vidrio reducida como se mide mediante calorimetría de exploración diferencial. Los compuestos reactivos aniónicos poliméricos útiles de acuerdo a la presente invención pueden tener un peso molecular de menos de ¿¡^¿¡¡| alrededor de 5.000 con un rango ejemplar de desde alrededor de 500 a 5.000, más específicamente de menos de alrededor de 3.000, más específicamente aún de desde alrededor de 600 a alrededor de 2.500, y más específicamente de desde alrededor de 800 a 2.000. El compuesto reactivo aniónico polimérico BELCLENE® DP80 usado en los ejemplos dados abajo se cree que tiene un peso molecular de desde alrededor de 800 a alrededor de 1.000. Como se usó aquí, el peso molecular se refiere a un peso molecular promediado de número determinado mediante cromatografía de permeación de gel (GPC) o un método equivalente.

En una solución acuosa, un compuesto de peso molecular bajo tal como un BELCLENE® DP80 generalmente tendrá una viscosidad baja, simplificando grandemente el procesamiento y la aplicación del compuesto. En particular, la viscosidad baja es especialmente deseable para la aplicación de rociado, ya sea que el rociado sea aplicado uniformemente o no uniformemente {por ejemplo, a través de una plantilla o máscara) al producto. Una solución saturada (50% por peso) de BELCLENE® DP80, por ejemplo, una viscosidad a la temperatura ambiente de alrededor de 9 centipoises, mientras que la viscosidad de una solución diluida a 2%, con 1% de catalizador SHP, es de aproximadamente de 1 centipoise (sólo marginalmente mayor que aquél del agua pura) . En general, se prefiere que el compuesto reactivo aniónico polimérico que va a ser aplicado al tejido de papel tenga una viscosidad a 25°C de alrededor de 50 centipoises o menos, específicamente de alrededor de 10 centipoises o menos, más específicamente de alrededor de 5 centipoises o menos, y más específicamente de desde alrededor de 1 centipoise a alrededor de 2 centipoises. La solución a la temperatura de aplicación deseablemente debe exhibir una viscosidad de menos de 10 centipoises, y más específicamente de menos de 4 centipoises. Cuando el compuesto reactivo aniónico polimérico puro está a una concentración de ya sea de 50% por peso en agua o tan alto como pueda ser disuelto en agua, cualesquiera que sea mayor, la viscosidad del líquido deseablemente es de menos de 100 centipoises, más específicamente de alrededor de 50 centipoises o menos, más específicamente aún de alrededor de 15 centipoises o menos, y más específicamente de desde alrededor de 4 a alrededor de 10 centipoises.

Como se usó aquí, la viscosidad es medida con un Viscómetro Sofrasser SA (de Villemandeur, Francia) , conectado a un panel de medición tipo MIVI-6001. El viscómetro emplea una varilla liberadora la cual responde a la viscosidad del fluido circundante. Para hacer la medición, un tubo de vidrio de 30 ml (Corex II, No. 8445) suministrado con el viscómetro es llenado con 10.7 ml de fluido y el tubo es colocado sobre la varilla vibradora para sumergir la varilla en el fluido. Una guía de acero alrededor de la varilla recibe el tubo de vidrio y permite al tubo el ser insertado completamente en el dispositivo para permitir que sea reproducible la profundidad de líquido sobre la varilla vibradora. El tubo se mantiene en el lugar por 30 segundos para permitir la lectura de centipoises sobre el panel de medición para alcanzar un valor estable.

Otro aspecto útil de los compuestos reactivos aniónicos poliméricos de la presente invención es el de que los valores de pH relativamente altos pueden ser usados cuando el catalizador está presente, haciendo al compuesto más adecuado para los procesos de fabricación de papel neutrales y alcalinos y más adecuadamente para una variedad de procesos, máquinas y tipos de fibra. En particular, las soluciones de compuesto reactivo aniónico polimérico con un catalizador agregado pueden tener un pH arriba de 3, más específicamente de alrededor de 3.5, más específicamente aún de alrededor de 3.9, y más específicamente de alrededor de 4 o más, con un rango de ejemplo de desde 3.5 a 7 o de desde 4.0 a 6.5.

Los compuestos reactivos aniónicos polimérico de la presente invención pueden dar proporciones de tensión en húmedo : en seco mucho más altas que los agentes de resistencia al mojado tradicionales, con valores que alcanzan rangos tan altos como de desde 40% a 85%, por ejemplo.

El compuesto reactivo amónico polimérico no requiere ser neutralizado antes de tratamiento de las fibras. En particular, el compuesto reactivo aniónico polimérico no necesita ser neutralizado con una base fija. Como se usó aquí, una base fija es una base monovalente que es esencialmente no volátil bajo las condiciones de tratamiento, tal como hidróxido sódico, hidróxido potásico, o carbonato sódico e hidróxido t-butilamonio. Sin embargo, puede ser deseable el usar co-catalizadores incluyendo los compuestos básicos volátiles tales como imidazol o trietilamina, con hipofosfito sódico u otros catalizadores.

B. Catalizadores Los catalizadores adecuados incluyen cualesquier catalizador que aumenta la tasa de formación de unión entre el compuesto reactivo aniónico polimérico y las fibras de celulosa. Los catalizadores deseados incluyen las sales de metal alcalino de ácidos que contienen fósforo tal como los hipofosfitos de metal alcalino, los fosfitos de metal alcalino, los polifosfonatos de metal alcalino, los fosfatos de metal alcalino, y los sulfonatos de metal alcalino. Los catalizadores particularmente deseados incluyen los polifosfonatos de metal alcalino tal como hexametafosfato de sodio y los hipofosfitos de metal alcalino tal como hipofosfito. Varios compuestos orgánicos son conocidos porque funcionan efectivamente como catalizadores también, incluyendo la imidazol (IMDZ) y la trietilamina (TEA) . Los compuestos inorgánicos tal como el cloruro de amonio y los compuestos orgánicos tales como el ácido difosfórico hidroxietano también pueden promover el enlazamiento cruzado. f^^^j i^ji Otros ejemplos específicos de catalizadores efectivos son el pirofosfato de ácido disódico, el pirofosfato tetrasódico, el tripolifosfato pentasódico, el trimetafosfato sódico, el tetrametafosfato sódico, el fosfato dihidrógeno dé litio, el fosfato de dihidrógeno sódico y el fosfato de dihidrógeno potásico.

Cuando un catalizador es usado para promover la formación de unión, el catalizador está presente típicamente en una cantidad en el rango de desde alrededor de 5 a alrededor de 100 por ciento por peso del compuesto reactivo anióníco polimérico. Deseablemente, el catalizador está presente en una cantidad de alrededor de 25 a 75 por ciento por peso del ácido policarboxílico, más deseablemente alrededor de 50% por peso del compuesto reactivo aniónico polimérico.

C. Otros Ingredientes Una amplia variedad de otros compuestos conocidos en el arte de la fabricación de papel y de la producción de tisú pueden ser incluidos en los tejidos de la presente invención. Los desunidores, por ejemplo, tal como los compuestos de amonio cuaternario con cadenas laterales de lípido o de alquilo pueden ser especialmente útiles para proporcionar unas proporciones de resistencia a la tensión en húmedo: en seco altas, mediante el bajar la resistencia en seco sin una disminución correspondientemente grande en la resistencia en húmedo. Los compuestos suavizadores, los emolientes, las siliconas, las lociones, las ceras, y los aceites pueden también tener beneficios similares para reducir la resistencia en sßco, mientras que se proporcionan propiedades de tacto mejoradas tal como una sensación lúbrica y suave. Los rellenadores, los agentes blanqueadores fluorescentes, los antimicrobiales, los compuestos de intercambio de ion, los absorbedores de olor, los tintes y similares también pueden ser agregados. La materia hidrofóbica agregada a regiones seleccionadas del tejido, especialmente las partes más superiores de un tejido texturizado, puede ser valiosa para proporcionar una sensación seca mejorada en los artículos intentados para la absorbencia y remoción de líquidos cerca de la piel, como se describe en la solicitud de patente de los Estados Unidos de América también propiedad del presente solicitante, serie No. 08/997,287, presentada el 22 de diciembre de 1997.

Los aditivos arriba mencionados pueden ser agregados antes, durante, o después de la aplicación del compuesto reactivo aniónico polimérico y/o de un paso de secado.

Otros tratamientos químicos del tejido pueden ser considerados, deseablemente después de el curar el compuesto reactivo aniónico polimérico, incluyendo la inclusión de las partículas superabsorbentes, de la incorporación de las sustancias de control de olor, tal como la ciclodextrína, el bicarbonato de sosa o los agentes quelatantes, la aplicación tópica de la cera y emolientes, y la aplicación del material hidrofóbico sobre partes del tejido, incluyendo la aplicación tópica con patrón de materia hidrofóbica a un tejido texturizado, como se describió en la solicitud de patente de los Estados Unidos de América copendiente también propiedad del presente solicitante, intitulada "Tejidos Absorbentes Zonificados en Forma Dual", serie No. 08/997,287, presentada el 22 de diciembre de 1997.

Un aspecto particularmente útil de la presente invención es la capacidad para crear proporciones de tensión húmeda: seca altas, mediante el combinar el tratamiento con agentes desumdores químicos con el tratamiento con un compuesto reactivo aniónico polimérico. Deseablemente, el desunidor puede ser agregado al tejido en el suministro o de otra manera antes de la aplicación del compuesto reactivo aniónico polimérico y del enlazamiento cruzado subsecuente. Sin embargo, el desunidor también pueden ser agregado al tejido después de la aplicación de la solución de compuesto reactivo aniónico polimérico y aún después del enlazamiento cruzado del compuesto reactivo anióníco polimérico. En otra incorporación, el desunidor está presente en la solución de compuesto reactivo aniónico polimérico y por tanto es aplicado al tejido al mismo tiempo que el compuesto reactivo aniónico polimérico, siempre que las reacciones adversas entre el compuesto reactivo aniónico polimérico y el desaglutinante sean evitadas mediante la selección adecuada de temperaturas, valores de pH, tiempo de contacto y similares.

Los desaglutinantes tales como los compuestos de amonio cuaternario de dialquildimetilo, los compuestos de amonio dicuaternario imidazolina y los cuaternarios a base de diamidoamina son preferidos. Sin embargo, cualesquier agente desaglutinante (o suavizador) conocido en el arte puede ser utilizado. Los ejemplos de los agentes útiles son las aminas terciarias y los derivados de las mismas; los óxidos de amina, las aminas cuaternarias; los compuestos a base de silicona; los ácidos grasos saturados e insaturados; y las sales de ácido graso, los anhídridos succínicos de alquenilo; los ácidos succínicos de alquenilo y las sales de succinato de alquenílo correspondientes; los mono-, di- y tri- esteres de sorbitán, incluyendo pero no limitándose a los esteres de sorbítán estearato, palmitato, oleato, miristato y dehenato; y los desaglutinantes en partículas tales como los rellenadores de arcilla y silicato. Los agentes desaglutinantes útiles están descritos en, por ejemplo, las patentes de los Estados Unidos de América No. 3,395,708, 3,554,862 y 3,554,863 otorgadas a Hervey y otros, y en la patente de los Estados Unidos de América No. 3,775,220 otorgada a Freimark y otros, en la patente de los Estados Unidos de América No. 3,844,880 otorgada a Meisel y otros, en la patente de los Estados Unidos de América No. 3,916,058 otorgada a Vossos y otros, en la patente de los Estados Unidos de América No. 4,028,172 otorgada a Mazzarella y otros, en la patente de los Estados Unidos de América No. 4,069,159 otorgada a Hayek, en la patente de los Estados Unidos de América No. 4,144,122 otorgada a Emanuelsson y otros, en la patente de los Estados Unidos de América No. 4,158,594 otorgada a Becker y otros, en la patente de los Estados Unidos de América No. 4,255,294 otorgada a Rudy y otros, en la patente de los Estados Unidos de América No. 4,314,001, en la patente de los Estados Unidos de América No. 4,377,543 otorgada a Strolibeen y otros en la patente de los Estados Unidos de América No. 4,432,833 otorgada a Bréese y otros, en la patente de los Estados Unidos de América No. 4,776,965 otorgada a Nuesslein y otros, y en la patente de los Estados Unidos de América No. 4,795,530 otorgada a Soerens y otros .

Los agentes desaglutinantes preferidos para usarse aquí son materiales catiónicos tales como los compuestos de amonio cuaternario, los compuestos de imidazolinio, y otros de tales compuestos con cadenas de carbón saturadas o insaturadas alifáticas. Las cadenas de carbón pueden ser no sustituidas o una o más de las cadenas pueden ser sustituidas, por ejemplo, con grupos de hidroxilo. Los ejemplos no limitantes de los agentes desaglutinantes de amonio cuaternario útiles aquí incluyen el bromuro hexametonio, el bromuro tetraetilamonio, el cloruro de lauril trimetilamonio y el sulfato de dimetilamonio metilo de sebo hidrogenado. Otros agentes desaglutinantes preferidos para usarse aquí para mejorar la flexibilidad de la estructura fibrosa son los ácidos alquenil succínicos, y sus sales de alquenil succinato correspondientes. Los ejemplos no limitantes de los compuestos de ácido alquenil succínico son ácido n-octadecenil succínico y ácido n-dodecenil succínico y sus sales de succinato correspondientes. El agente desaglutinante deseablemente será agregado a un nivel de por lo menos de alrededor de 0.1%, deseablemente por lo menos alrededor de 0.2%, más deseablemente de por lo menos de alrededor de 0.3%, sobre una base de fibra seca. Típicamente, el agente desaglutinante será agregado a un nivel de desde alrededor de 0.1 a alrededor de 6%, más típicamente de desde alrededor de 0.2 a alrededor de 3%, de materia activa sobre una base de fibra seca. Los porcentajes dados para la cantidad de agente desaglutinante son dados como una cantidad agregada a las fibras, no como una cantidad actualmente retenida por las fibras.

II. Métodos para Hacer los Tejidos de Alto Funcionamiento en Húmedo Los métodos incluyen el aplicar una solución del compuesto reactivo aniónico polimérico sobre un tejido con el secado y el curado subsecuentes. La solución de compuesto reactivo aniónico polimérico puede ser aplicada a través de cualesquiera de un número de métodos incluyendo el recubrimiento, la impresión y el rociado. El enlazamiento cruzado es logrado mediante una tecnología de curado instantáneo en la cual los tejidos de papel secado son curados por medio de aire extremadamente caliente en una duración de tiempo corta.

A. Preparación del Tejido El tejido fibroso es generalmente una pluralidad al azar de fibras para hacer papel que pueden, opcionalmente, ser unidas juntas con un aglutinante. Cualesquier fibras para hacer papel como se definió previamente, o las mezclas de las mismas pueden ser usadas . Son especialmente deseadas las fibras blanqueadas de un proceso de reducción a pulpa o químico de sulfito o kraft. Las fibras recicladas también pueden ser usadas, como pueden serlo las hilas de algodón o las fibras para hacer papel que comprenden algodón. Ambas fibras de alto rendimiento y de bajo rendimiento pueden ser usadas, aún cuando las fibras de bajo rendimiento son generalmente deseadas para mejores resultados. Debido a la disponibilidad comercial, l s fibras de madera suave y de madera dura son especialmente deseadas. Para lograr una suavidad y opacidad buenas, es deseable el que el tejido de tisú comprenda cantidades sustanciales de madera dura. Para una buena resistencia, son deseadas cantidades sustanciales de madera suave. En una incorporación, las fibras pueden ser predominantemente madera dura, tal como de por lo menos de 50% de madera dura o alrededor ú ü AÁA * ' A? í * £.**" * -** J¿- de 60% de madera dura o más, o alrededor de 80% de madera dura o más, esencialmente 100% de madera dura. Los contenidos de madera dura superiores son deseados para una suavidad y opacidad altas, mientras que el contenido de madera suave superior es deseable para la resistencia. En otra incorporación, las fibras pueden ser predominantemente de madera suave, tal como de por lo menos de 50% de madera suave o alrededor de 60% de madera suave o más o alrededor de 80% de madera suave o más esencialmente 100% de madera suave .

Para muchas aplicaciones de tisú, es deseada la alta brillantez. Por tanto, las fibras para hacer papel o el papel resultante de la presente invención pueden tener una brillantez ISO de alrededor de 60 por ciento o mayor, más específicamente de alrededor de 80 por ciento o mayor, más específicamente de alrededor de 85 por ciento o mayor, más específicamente de desde alrededor de 75 por ciento a alrededor de 90 por ciento, más específicamente de desde alrededor de 80 por ciento a alrededor de 90 por ciento, y más específicamente aún de desde alrededor de 83 por ciento a alrededor de 88 por ciento.

El tejido fibroso de la presente invención puede ser formado de una capa única o de capas múltiples. Ambas la resistencia y la suavidad son logradas frecuentemente a través de los tisús en capas, tal como aquéllos producidos de cajas de ^•^^-^^^^i MMí i ^^^^^^^^^^ cabeza estratificadas en donde por lo menos una capa entregada por la caja de cabeza comprende fibras de madera suave mientras que otra capa comprende madera dura u otros tipos de fibras. Las estructuras de tisú en capas producidas por cualesquier medios conocidos en el arte están dentro del alcance de la presente invención, incluyendo aquéllas descritas por Edwards y otros en la patente de los Estados Unidos de América No. 5,494,554. En el caso de las capas múltiples, las capas están generalmente colocadas en una relación yuxtapuesta o de superficie a superficie y todas o una parte de las capas pueden ser unidas a las capas adyacentes. El tejido de papel también pueden ser formado de una pluralidad de tejidos de papel separados en donde los tej idos de papel separados pueden ser formados de capas únicas o múltiples. En aquellos casos en donde el tejido de papel incluye capas múltiples, el grosor completo del tejido de papel puede ser sometido a la aplicación del compuesto reactivo aniónico polimérico o cada capa individual puede ser sometida separadamente a la aplicación del compuesto reactivo anióníco polimérico y después combinarse con otras capas en una relación yuxtapuesta para formar el tejido de papel terminado.

En una incorporación, el compuesto reactivo aniónico polimérico es aplicado predominantemente a una capa en un tejido de capas múltiples. Alternativamente, por lo menos una capa está tratada con significativamente menos compuesto reactivo anióníco polimérico que otras capas. Por ejemplo, una capa interior puede servir como una capa de resistencia al mojado.

Los tej idos de papel adecuados incluyen los tejidos de tisú que se han crepado o se intenta que se crepen, y los tejidos prensados en húmedo o secados en forma continua en general, tal como aquéllos de la patente de los Estados Unidos de América No. 5,637,194 otorgada a Ampulski y otros, en la patente de los Estados Unidos de América No. 4,529,480 otorgada a Trokhan, y en la patente de los Estados Unidos de América No. 4,440,597 otorgada a Wells y otros. Otros tejidos adecuados incluyen aquéllos que no están crepados, tal como aquéllos de la patente de los Estados Unidos de América No. 5,772,845 otorgada a Farrington, Jr., y otros.

El tejido puede ser formado con técnicas de fabricación de papel normales, en donde la solución de fibra acuosa diluida está colocada sobre un alambre en movimiento para filtrar las fibras y formar un tejido embriónico el cual es subsecuentemente desaguado mediante combinaciones de unidades que incluyen cajas de succión, prensas húmedas, unidades de secado continuo, secadoras Yankee y similares. Los ejemplos de las operaciones de desagüe y otras están dados en la patente de los Estados Unidos de América No. 5,656,132 otorgada a Farrington y otros.

Los tejidos colocados por aire y secos también pueden ser tratados con una solución de compuesto reactivo aniónico polimérico para proporcionar una estabilidad incrementada y una resistencia en húmedo de acuerdo a la presente invención. Los tejidos colocados por aire pueden ser formados por cualesquier método conocido en el arte y generalmente comprenden el llevar fibras celulósicas fibriladas o trituradas en una corriente de aire depositada en las fibras para formar una estera. La estera puede entonces ser calandrada o comprimida, antes o después del tratamiento con el compuesto reactivo aniónico polimérico, usando técnicas conocidas, incluyendo aquéllas de la patente de los Estados Unidos de América No. 5,948,507 otorgada a Chen y otros. Después del curado del compuesto reactivo aniónico polimérico, el tejido colocado por aire puede ser usado como un paño limpiador, puede ser incorporado en un artículo absorbente tal como un pañal, o puede ser usado en otros productos conocidos en el arte.

Cualesquiera de las técnicas conocidas por aquéllos con una habilidad en el arte de fabricación de papel para secar tejidos fibrosos húmedos pueden ser usadas. Típicamente, el tejido es secado mediante el aplicar un gas calentado alrededor de, sobre o a través del tejido, mediante el poner en contacto el tejido con una superficie calentada, mediante el aplicar radiación infrarroja, mediante el exponer el tejido a un vapor supercalentado, mediante microondas o radiación ;,,.»^»3lÉto^.A^«A^A.i^^ de radiofrecuencia o mediante una combinación de tales métodos. El secado continuo y el contacto con un tambor calentado son métodos deseados de secado. Deseablemente, el tejido es secado a alrededor de 60-100%, más deseablemente 70-96%, más deseablemente 80-95% antes de la aplicación de la solución de compuesto reactivo aniónico polimérico.

El tejido deseablemente está esencialmente libre de látex y está esencialmente libre de compuestos formadores de película. Deseablemente, la solución aplicada o la solución que comprende el compuesto reactivo polimérico está libre de látex y de sus derivados. La solución aplicada también está deseablemente libre de formaldehido o de agentes de enlazamiento cruzado que desprenden formaldehido. Más deseablemente el compuesto reactivo aniónico polimérico no comprende formaldehido ni requiere el formaldehido para el enlazamiento cruzado.

B. Aplicación del Compuesto Reactivo Aniónico Polimérico El compuesto reactivo aniónico polimérico deseablemente es aplicado en una solución acuosa a un tejido de fabricación de papel existente. La solución puede ser aplicada ya sea como un paso en línea en un proceso de fabricación de papel continuo a lo largo de una sección de una máquina de fabricación de papel o como un paso de conversión o fuera de línea después de la formación, del secado y de rehilado, de un tejido de papel.

La solución puede ser aplicada mediante el rociado, mediante tecnologías de recubrimiento (por ejemplo, recubrimiento con cuchilla tal como con un recubridor de residencia corta comercial, mediante prensas de tamaño dosificado, recubrimiento de punto de presión inundado, recubrimiento de cortina, recubrimiento de varilla enrollada de alambre, recubrimiento por ranura, y similares) , tecnologías de impresión (impresión de fotograbado, impresión de chorro de tinta, impresión flexográfica, impresión de offset, y similares) e incluyendo terminado de espuma y suministro de fluido de rodillo. Estos métodos generalmente distribuirán homogéneamente el compuesto reactivo aniónico polimérico en el tejido. Sin embargo, puede ser ventajoso el distribuir el compuesto reactivo aniónico polimérico heterogéneamente y estos métodos pueden ser adaptados para hacer esto.

La solución de compuesto reactivo aniónico polimérico es deseablemente agregada a alrededor de una adición de 50 a 200%, más deseablemente de una adición de 100%, en donde la adición es el por ciento por peso de la solución de compuesto reactivo aniónico polimérico a el peso seco del tejido. En otras palabras, 100% de agregado es una proporción por peso de 1:1 de solución de compuesto reactivo aniónico polimérico a tejido seco.

El por ciento final por peso de compuesto reactivo aniónico polimérico al tejido es deseablemente de desde alrededor de 0.3% a 8%, más deseablemente, de desde alrededor de 0.7% a 2%. La concentración de la solución del compuesto reactivo amónico polimérico puede ser ajustada para asegurar que la cantidad deseada de compuesto reactivo aniónico polimérico es agregada al tejido.

El catalizador está presente en la solución de compuesto reactivo aniónico polimérico en una cantidad en el rango de desde alrededor de 5 a alrededor de 100% por peso del compuesto reactivo aniónico polimérico. Deseablemente, el catalizador está presente en una cantidad de alrededor de 25 a 75% por peso del ácido policarboxílico, más deseablemente de alrededor de 50% por peso del compuesto reactivo aniónico polimérico.

El compuesto reactivo aniónico polimérico puede ser agregado a cualesquier capa independientemente de las otras capas en un tisú o tejido de papel, pero en una incorporación preferida éste es agregado a el componente de madera suave predominantemente de un tejido de tisú para incrementar las propiedades físicas de la capa de resistencia. Sin embargo, también pueden ser observados excelentes resultados en la mejora de la propiedad física en estructuras de fibra predominantemente de madera dura (por ejemplo, madera dura kraft blanqueada) , particularmente un aumento dramático en la energía de tensión absorbida en el estado seco durante las pruebas de tensión, sugiriendo que la producción del tisú en capas con un compuesto reactivo aniónico polimérico en las capas de madera dura predominantemente de un tisú puede ofrecer mejoras en las propiedades físicas.

C. Secado y Curado del Tejido Generalmente, el compuesto reactivo polimérico aplicado está en una solución la cual debe ser secada mientras que está sobre el tejido y después curada. El secado y el curado pueden ser logrados en dos pasos separados o pueden hacerse en un proceso en donde la remoción de agua evaporativa es seguida por la elevación de la hoja a una temperatura suficiente para el curado .

El tejido, después del tratamiento con el compuesto reactivo aniónico polimérico y la solución de catalizador, pueden secarse y curarse con una variedad de métodos capaces de llevar a compuesto reactivo polimérico a una temperatura adecuada para el curado. Deseablemente, el tejido es secado primero a una temperatura de menos de 150°C, deseablemente de menos de 120°C, más deseablemente de menos de 110°C hasta que el tejido tenga un nivel de sequedad de deseablemente de alrededor de 90% o superior, más deseablemente de alrededor de 94% o superior, y más deseablemente de alrededor de 98% superior. La energía adicional es entonces aplicada al tejido sobre un periodo de curado breve en donde el tejido es calentado a una temperatura de curado adecuada . La temperatura de curado es generalmente de alrededor de 160°C, deseablemente en el rango de alrededor de 200°C a 350°C, y más deseablemente de alrededor de 220°C, en el rango de alrededor de 250-320°C.

El tiempo requerido para curar adecuadamente el material dependerá de varios factores, incluyendo la temperatura, la naturaleza del compuesto reactivo aniónico polimérico, la naturaleza y la cantidad de catalizador y la cantidad agregada del compuesto reactivo aniónico polimérico. El tiempo está deseablemente bajo un minuto, más deseablemente de menos de alrededor de 15 segundos, más deseablemente abajo de alrededor de cinco segundo, aún más deseablemente abajo de alrededor de dos segundos, y más deseablemente abajo de alrededor de un segundo. Los métodos de secado adecuados incluyen cualesquier conocido en el arte, incluyendo el contacto con una secadora Yankee, el contacto con otros tambores calentados tal como los cilindros llenados con vapor, el secado a través de aire, el secado con golpe, el secado con vapor supercalentado, el secado infrarrojo, y similares. Los métodos de secado útiles incluyen el secado a través de aire en el cual un gas caliente (preferiblemente aire) pasa a través de tejido, al secado infrarrojo, y el secado mediante conducción desde una superficie calentada tal como una secadora Yankee o un rodillo calentado internamente que tiene gases de combustión, elementos eléctricos o calentadores de inducción para calentar la superficie del rodillo. El secado a través de aire puede ser logrado con un gas no oxidante, pero el aire es preferible por razones económicas. El aparato de secad© también puede combinar ambos el calentamiento convectivo de aire caliente y la transferencia con calor radiactiva como se describe en la patente de los Estados Unidos de América No, 4,336,279 otorgada a Metzger.

Los métodos de calentamiento adecuados para el paso de curado incluyen el contacto con las superficies calentadas tal como los cilindros disparados con gas u otros tambores calentados, el calentamiento infrarrojo, el calentamiento de radio frecuencia, el calentamiento con microondas si los compuestos dipolares adecuados están presentes en el tejido para responder a la radiación de microondas para producir calor, y el calentamiento con golpe o un secado a través de aire con aire suficientemente caliente o con otros gases calentados tal como el nitrógeno o el anhídrido carbónico, el cual ofrece la ventaja de un daño oxidante reducido al tejido. El gas debe ser calentado a una temperatura suficiente para elevar la superficie del tejido a la temperatura de curado deseada.

Durante muchos métodos de curado, el tejido debe ser sostenido sobre una superficie porosa capaz de soporte las altas temperaturas. Son especialmente deseados los soportes de alambres de metal abiertos u otros soportes de metal .

El curado del compuesto reactivo polimérico puede ser logrado mediante secado de frecuencia de radio si el polímero comprende dipolos abundantes o si otros materiales están incluidos que respondan a la radiación de radiofrecuencia. Por ejemplo, una variedad de polímeros tales como unas fibras aglutinantes de copoliéster conocidas en la industria de los no tejidos pueden ser unidas con radiofrecuencia. Un ejemplo, es el material de copoliéster amorfo CoPET-A el cual es usado en la fibra aglutinante KODEL®410 de Eastman, de acuerdo a W. Haile y otros en el artículo "Polímero Copoliéster para Fibras Aglutinantes", mundo de los no tejidos, abril -mayo 1999, páginas 120-124. Esta fibra requiere una temperatura mínima de alrededor de 132 °C para una buena unión.

Los tejidos producidos por los métodos tienen una alta resistencia al mojado en comparación a los tejidos hechos de acuerdo a otros métodos. El tejido deseablemente tiene una resistencia a la tensión en seco similar a aquélla de los tejidos hechos sin la adición del compuesto reactivo aniónico polimérico, y una resistencia a la tensión en húmedo mayor que aquélla de tales tejidos. Por tanto, la proporción de resistencia a la tensión en húmedo: en seco es mayor que la de tales tejidos. Deseablemente, la resistencia a la tensión en húmedo es de por lo menos del doble de aquélla del tejido no tratado y, para un tejido que tiene un peso base de entre alrededor de 40 a 60, es de por lo menos de alrededor de 400 g/3 pulgadas, más deseablemente es de por lo menos de alrededor de 600 g/3 pulgadas, y más deseablemente es de por lo menos de alrededor de 800 g/3 pulgadas.

Deseablemente, el índice de tensión húmeda (la resistencia a la tensión en húmedo normalizada para el peso base) es por lo menos del doble de aquélla de los tejidos de control y es de por lo menos de alrededor de 0.7 Nm/g, deseablemente es de por lo menos de alrededor de 0.8 Nm/g, más deseablemente aún es de por lo menos de alrededor de 1 Nm/g, más deseablemente aún de por lo menos de alrededor de 1.5 Nm/g y más deseablemente de desde alrededor de 0.8 Nm/g a alrededor de 1.8 Nm/g. La proporción de húmedo: seco es deseablemente de por lo menos del doble de aquélla del control y es de por lo menos de alrededor de 20%, deseablemente de por lo menos de alrededor de 30%, y más deseablemente de por lo menos de alrededor de 40% o superior. Como un ejemplo, un papel de tisú que tiene un peso base de entre alrededor de 40 y 60 gramos por metro cuadrado (gsm) deseablemente tiene una resistencia a la tensión en húmedo de por lo menos de alrededor de 200 g/3 pulgadas, más deseablemente de por lo menos de alrededor de 400 g/3 pulgadas y más deseablemente de por lo menos de alrededor de 600 g/3 pulgadas.

Deseablemente, los tejidos de la presente invención tienen un índice de tensión en húmedo que es similar tomada en ya sea la dirección de la máquina o la dirección transversal .

III. Métodos de Uso de los Tejidos de Papel d« Alto Funcionamiento Húmedo El tejido tratado puede ser proporcionado con un número de tratamientos mecánicos, químicos y físicos antes o después del tratamiento con el compuesto reactivo aniónico polimérico. Por ejemplo, el tejido puede ser crepado, perforado, cortado en hendiduras, grabado, calandrado, convertido a un tejido de estratos múltiples, puede además ser tratado con agentes suavizantes o lociones, puede se impreso con gráficas y similares .

Los tejidos de tisú crepados o secados en forma continua hechos de acuerdo a la presente invención pueden ser particularmente útiles como productos para el consumidor desechables y productos industriales o comerciales. Los ejemplos incluyen tisús prehumedecidos, toallas de papel, tisú para baño, tisú facial, paños limpiadores húmedos, almohadillas absorbentes, tejidos de absorción en artículos absorbentes tales como los pañales, las almohadillas para cama, las almohadillas para carne y pollo, las almohadillas para el cuidado de la mujer, y similares. Los tejidos secados a través de aire no crepados que tienen una resistencia al mojado alta y deseablemente tienen un peso base de desde alrededor de 10 gramos por metro cuadrado (gsm) a alrededor de 80 gramos por metro cuadrado, alternativamente de desde alrededor de 20 gramos por metro cuadrado a alrededor de 40 gramos por metro cuadrado, pueden ser particularmente útiles como materiales de alto volumen, elásticos en húmedo para los artículos absorbentes y otros usos, como se ilustra por vía de ejemplo en la solicitud de patente de los Estados Unidos de América copendiente y propiedad del presente solicitante, serie No. 08/614,420 intitulada "Tejidos Elásticos Húmedos y Artículos Desechables Hechos con los Mismos" de F.J. Chen y otros .

La invención está además ilustrada por los siguientes ejemplos los cuales no deben considerarse en ninguna manera como que imponen limitaciones sobre el alcance de la misma. Por el contrario, debe entenderse claramente que debe acudirse a varias otras incorporaciones, modificaciones y equivalentes de los mismos, las cuales, después de la lectura de la descripción dada aquí, se pueden sugerir a sí mismas, a aquéllos expertos en el arte sin departir del espíritu de la presente invención.

Ejemplos Sistema de Curado El curado de las hojas tratadas con una solución del compuesto reactivo aniónico polimérico y el catalizador fue logrado en periodos de tiempo breves con la unidad de curado "APT-8". Una banda sinfín de un alambre de metal abierto lleva el tejido que va a ser tratado en una sección recta a través de una zona de curado recta larga de 23 centímetros con un ancho de 30.5 centímetros. El aire calentado es proporcionado a la zona de curado en un ducto de sección transversal rectangular que tiene las mismas dimensiones que la zona de curado. El aire es suministrado por una unidad "Sopladora de Presión", hecha por The New York Blower Company, modelo SP02-21-5, tamaño 16P3, la cual está operada a capacidad completa. El aire es calentado a la temperatura de entrada especificada por tres calentadores Chromalox, modelo TDH 180, 480V, 18 kW, 3PH. Cuando se corren a la fuerza completa intentada el aire puede ser calentado a alrededor de 280°C. Abajo de la zona de curado (debajo del alambre directamente alineado con la fuente de aire calentado rectangular) está una caja de vacío con una sección transversal rectangular con las mismas dimensiones que las del ducto que suministra el aire calentado. La caja de vacío opera a un nivel de vacío de alrededor de 76.2 mm (tres pulgadas) de mercurio para jalar el aire a través de la hoja para una transferencia de calor . -UMaáéiSi.Siílín -É»tóf íjr l efectiva. El aire viaja sobre un circuito continuo de alambre de metal (el alambre de curado) para llevarlo a través de la zona de curado. El alambre de curado es del tipo "de cuerda" fabricado por Audubon Metalwove Belt Corporation, de Philadelphia, Pennsylvania 19134. Este está hecho de acero inoxidable 304.

El sistema impulsor puede mover el alambre a través de la unidad de curado a velocidades de alrededor de 16 a 60 metros por minuto y puede rápidamente calentar un tejido de tisú seco a la temperatura del aire.

Método de Prueba A menos que se especifique de otra manera, las resistencias a la tensión son medidas de acuerdo al Método de Prueba Tappi T 494 om-88 para el tisú, modificado en el sentido de que un probador de tensión MTS SINTECH® l/G (o equivalente) es usado teniendo una quijada de 76.2 mm (3 pulgadas) de ancho, una extensión de quijada de 101.6 mm (4 pulgadas) , y una velocidad de cruceta de 254 mm (10 pulgadas) por minuto. La resistencia en húmedo es medida en la misma manera que la resistencia en seco excepto porque la muestra de tisú es doblada sin plegarla alrededor de la línea media de la muestra, mantenida en los extremos, y embebiéndola en agua deionizada por alrededor de 0.5 segundos en agua a una profundidad de 0.5 centímetros para mojar la parte central de la muestra, después de lo cual la región mojada es tocada por alrededor de 1 segundo en contra de una ?oalla absorbente para remover las gotas en exceso de fluido, y ia muestra es desdoblada y se pone en las quijadas del probador de tensión y se prueba inmediatamente. Debe tenerse cuidado de no mojar la muestra demasiado para que el agua se filtre adentro de los extremos de la muestra que harán contacto con las quijadas, de otra manera la muestra es descartada. La muestra es acondicionada bajo las condiciones TAPPI (50% de humedad relativa, 22.7°C) antes de la prueba. Generalmente son combinadas 3 muestras para la prueba de resistencia a la tención para asegurar que la lectura de celda de carga está en un rango exacto.

El índice de tensión es una medida de la resistencia a la tensión normalizada para un peso base del tejido. La resistencia a la tensión puede ser convertida a índice de tensión mediante el convertir la resistencia a la tensión determinada en unidades de gramos de fuerza por 76.2 mm (3 pulgadas) a unidades de Newtons por metro y dividiendo el resultado por el peso base en gramos por metro cuadrado del tisú, para dar el índice de tensión en metros Newton por gramo (Nm/g) .

Eiemplo 1 Se produjo un tejido de tisú de 42.5 gramos por metro cuadrado (gsm) , adecuado para usarse como una toalla para manos -Sobre una máquina de papel piloto usando un proceso de secado a través de aire no crepado en el cual el tejido fue secado en forma continua sin el crepado, como se enseñó en la patente de los Estados Unidos de América No. 5,048,589 otorgada a Cook y otros. El tejido fue formado de una solución de una consistencia de 0.5% de fibras de madera suave del norte blanqueadas vendidas bajo la nomenclatura LL-19 por Kimberly-Clark. La solución expedida desde una caja de cabeza de capa única sobre un alambre formador en una sección Fourdrinier de una máquina de papel piloto. El alambre formador se desplazó a una velocidad de 12 pies por segundo y fue desaguada por medio * de hojas y cajas de vacío a 18% de consistencia, después de lo cual el tejido fue transferido a una tela de secado continuo con una transferencia rápida de 15%, significando que la tela de secado continuo se desplazó a una velocidad de 15% o menos que la del alambre formador y que la transferencia de velocidad diferencial ocurrió sobre una zapata de toma de vacío, como se describe en la patente de los Estados Unidos de América No. 5,667,636 otorgada a Engel y otros. Fue usada una tela de secado continuo Aste 934.

El tejido fue secado sobre una tela secadora continua con aire calentado a una sequedad final de 98%. El tejido de papel resultante tuvo un grosor de 0.38 milímetros medido por un medidor de grosor Mitutoyo conectado a una placa de plástico de 7.5 centímetros de diámetro aplicando una presión de 0.344 kPa al tejido. La permeabilidad del aire del tejido acondicionado Tappi fue medida con un Probador de Permeabilidad del Aire TextTest FX 3300, fabricado por TextTest AG, de Zurích, Suiza. La prueba se hizo de acuerdo al método de prueba Tappí 251, con un área de prueba de 38 cm2 y un procedimiento de prueba de 125 Pa. La permeabilidad del aire fue medida como siendo de 60 cfm (30.5 cm3/cm/s) .

Las secciones de tejido seco fueron cortadas a una longitud de alrededor de 60 centímetros y a un ancho de alrededor de 25 centímetros. El compuesto reactivo aniónico polimérico fue rociado a mano sobre el tejido con una botella de rociado, agregado una solución acuosa que tiene un peso igual al peso seco del tejido. En otras palabras, la toma fue de 100%. La solución acuosa incluyó BELCLENE® DP80 (Durable Press 80) , un terpolímero de anhídrido maleico, acetato de vinilo, y acetato de etilo. La solución también incluyó el hipofosfito sódico (SHP) como un catalizador, con una parte de SHP para cada dos partes de compuesto reactivo polimérico. Específicamente, la solución acuosa incluyó 2% de DP80 y 1% de SHP, con todos los porcentajes siendo por peso. Con 100% de recolección, una solución con 2% de DP80 dio un tejido que contiene 2% por peso de DP80 cuando el tejido está seco.

Un juego de hojas cortadas fue rociado uniformemente con la solución. Después del rociado, el tejido fue secado a 80°C por 6 horas para secar esencialmente el tejido pero no curar el compuesto reactivo polimérico. El tejido tratado y secad fue envuelto en una hoja y se envió a la instalación teniendo una unidad de curado APT-8, en donde el tejido seco fue entonces curado mediante la exposición al aire caliente que pasa a través del tejido por tiempos de residencia de 0.35 a 2 segundos y con temperaturas de aire de 260°C a 315°C. El tiempo de permanencia fue controlado mediante el ajustar la velocidad del alambre de metal que llevó al tejido adentro de la unidad de curado.

Por tanto, una hoja secada antes del curado puede tener el compuesto reactivo polimérico en el lugar para el curado subsecuente y puede ser almacenada por un periodo de tiempo. Con el curado, los enlaces de éster son formados con la celulosa sobre el periodo corto de tiempo que el tejido está en la unidad de curado .

Las propiedades físicas de los tejidos preparados están mostradas en la Tabla 1, en donde MD DT es la resistencia a la tensión en seco en la dirección de la máquina, MD WT es la resistencia a la tensión en húmedo en la dirección de la máquina, y W/D% es la proporción de resistencia a la tensión en húmedo a en seco. La resistencia a la tensión en la dirección de la máquina fue medida con dispositivos de prueba Instron estándar teniendo una extensión de quijada de 127 mm (5 pulgadas) usando tiras de tisú de 25.4 mm (1 pulgada) de ancho, acondicionadas a una humedad relativa de 50%, y a 22.22°C (72°F) por lo menos por 24 horas, con la prueba de tensión corrida a una velocidad de cruceta de alrededor de 25.4 mm/minuto (1 pulgada/minuto) . Como se usó aquí, la "proporción de húmedo: seco" es la proporción de la resistencia a la tensión en húmedo dividida por la resistencia a la tensión en seco.

La hoja marcada "Control" fue secada, como lo fueron las otras hojas, pero no fue expuesta a las temperaturas elevadas de la unidad de curado.

Tabla 1: 2% DP80/1% SHP Eiemplo 2 El mismo procedimiento que en el Ejemplo 1 fue usado, excepto porque 0.5% por peso de trietila ina, TEA, fue incluida en la solución de DP80/SHP. Los resultados están mostrados en la Tabla 2.

Tabla 2: 2% DP80/1% SHP con 0.5% TEA Eiemplo 3 El mismo procedimiento que en el Ejemplo 1 fue usado, excepto porque 0.5% por peso de imidazol (ImDZ) , fue incluido en la solución de DP80/SHP. Los resultados están mostrados en la Tabla 3.

Tabla 3: 2% DP80/1% SHP con 0.5% IMDZ Eiemplo 4 El Ejemplo 4 fue hecho de acuerdo al Ejemplo 1 , excepto porque el tejido fue hecho de un suministro mezclado que comprende partes iguales de fibras de madera suave del norte LL- 19 y fibras recicladas marca Mobile Plus de Fox River Paper Company, de Appleton, Wisconsin. Los resultados de propiedad física para los tejidos tratados y no tratados están mostrados en la Tabla 4 para una variedad de temperaturas de tejido y tiempos de residencia en la unidad de curado. Las proporciones de resistencia en húmedo: en seco de alrededor de 50% o mayores fueron logradas, el control fue secado y curado pero no se trató con el compuesto reactivo aniónico polimérico.

Tabla 4: 50/50 Hoja Mob/RF Tratada con 2% de DP80 y 1% de SIP ^^^=^»»Í¿ÍAfc.r.,,i.gi^^J^k .^fc^^^i ^..i^ ^ La descripción anterior se intenta que sea ilustrativa y no restrictiva. Muchas incorporaciones serán evidentes a aquéllos expertos en el arte de la lectura de la descripción mencionada arriba. El alcance de la invención deberá, por tanto, ser determinado no con referencia a la descripción dada arriba, sino en vez de esto deberá determinarse con referencia a las cláusulas anexas, junto con el alcance completo de los equivalentes a los cuales tales reivindicaciones tienen derecho. Las descripciones de todos los artículos y referencia incluyendo las patentes, solicitudes de patente y publicaciones son incorporadas aquí por referencia.

Claims (49)

R E I V I N D I C A C I O N E S

1. Un método para hacer un tejido de papel de alto funcionamiento en húmedo que comprende: formar un tejido que comprende fibras para hacer papel celulósicas; tratar el tejido con una solución acuosa de un compuesto reactivo aniónico polimérico (PARC) ; curar instantáneamente el tejido tratado de manera que se formen enlaces covalentes entre el compuesto reactivo aniónico polimérico y las fibras celulósicas.

2. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el paso del curado instantáneo comprende el calentar el tejido a una temperatura arriba de 160°C por un periodo de tiempo de menos de 1 minuto.

3. El método tal y como se reivindica en la cláusula 2, caracterizado porque el tiempo de curado instantáneo es de menos de alrededor de 15 segundos.

4. El método tal y como se reivindica en la cláusula 3, caracterizado porque el tiempo de curado instantáneo es de menos de alrededor de 5 segundos.

5. El método tal y como se reivindica en la cláusula 4, caracterizado porque el tiempo de curado instantáneo es de menos de alrededor de 1 segundo.

6. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el paso de curado instantáneo comprende el exponer el tejido a un gas calentado a una temperatura en el rango de alrededor de 200°C a 350°C por un periodo de tiempo de menos de un minuto.

7. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el paso de curado instantáneo comprende el exponer el tejido a un gas calentado a una temperatura en el rango de alrededor de 250°C a 320°C por un periodo de tiempo de menos de un minuto.

8. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el paso de curado instantáneo comprende el pasar un gas calentado a través del tejido.

9. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el paso de curado instantáneo comprende el golpear un gas calentado sobre una superficie del tejido.

10. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el paso de curado instantáneo comprende el poner en contacto el tejido con una superficie calentada.

11. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el paso del curado instantáneo comprende el exponer el tejido a una radiación infrarroja.

12. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el paso del curado instantáneo comprende el aplicar una energía de microondas o una energía de radiofrecuencia al tejido.

13. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el compuesto reactivo aniónico polimérico sirve para formar enlazamientos cruzados entre las fibras celulósicas.

14. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el paso de tratar el tejido con una solución acuosa de un compuesto reactivo aniónico poliméríco '-. & --? £s ^ ^ ^gAjt * *^*^|- . ? i comprende un método seleccionado de grupo que consiste de recubrimiento, impresión y rociado.

15. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el compuesto reactivo amónico polimérico comprende un compuesto polimérico que tiene unidades repetitivas que comprenden dos o más grupos funcionales aniónícos que se unirán covalentemente a los grupos de hidroxilo de las fibras celulósicas.

16. El método tal y como se reivindica en la cláusula 15, caracterizado porque los grupos funcionales son ácidos carboxílicos.

17. El método tal y como se reivindica en la cláusula 15, caracterizado porque los ácidos carboxílicos están sobre los carbones adyacentes y son capaces de formar un anhídrido cíclico.

18. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el compuesto reactivo aniónico polimérico es un polímero que comprende un ácido maleico.

19. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque la solución acuosa es aplicada en una cantidad de desde alrededor de 50 a 200 por ciento de agregado .

20. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque la solución acuosa es aplicada en una cantidad de desde alrededor de 0.3 a 8% por peso del tejido seco.

21. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque la solución acuosa es aplicada en una cantidad de desde alrededor de 0.7 a 2% por peso del tejido seco.

22. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el tejido tratado es secado antes del curado a un nivel de sequedad de alrededor de 90% o superior.

23. El método tal y como se reivindica en la cláusula 22, caracterizado porque el tejido tratado es secado a una temperatura de menos de alrededor de 150 °C.

24. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el índice de resistencia a la tensión en húmedo del papel tratado y curado es de por lo menos de alrededor de 0.7 Nm/g.

25. El método tal y como se reivindica en ía cláusula 1, caracterizado porque el índice de resistencia a la tensión en húmedo del papel tratado y curado es de entre alrededor de 0.8 Nm/g a alrededor de 1.6 Nm/g.

26. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque la proporción de húmedo: seco del papel tratado y curado es de por lo menos de alrededor de 20%.

27. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque la proporción de húmedo: seco del papel tratado y curado es de por lo menos de alrededor de 40%.

28. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque además comprende el paso de secar el tejido antes de la aplicación del compuesto reactivo aniónico polimérico.

29. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque la solución acuosa además comprende un catalizador seleccionado del grupo que consiste de hipofosfitos de metal alcalino, fosfitos de metal alcalino, polifosfonatos de metal alcalino, fosfatos de metal alcalino, y sulfonatos de metal alcalino.

30. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque la solución acuosa está esencialmente libre de formaldehido o de agentes de enlazamiento cruzado que desprenden formaldehido .

31. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el compuesto reactivo aniónico polimérico tiene un peso molecular de alrededor de 5.000 o menos.

32. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el compuesto reactivo aniónico polimérico tiene un peso molecular de desde alrededor de 500 a 2000.

33. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque la solución de compuesto reactivo aniónico polimérico tiene un pH de alrededor de 3 o mayor .

34. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque la solución de compuesto reactivo aniónico polimérico tiene un pH de alrededor de 4 o mayor .

35. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque la solución de compuesto reactivo aniónico polimérico tiene una viscosidad como se aplica de alrededor de 10 centipoises o menos.

36. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque comprende además el tratar el tejido con un desaglutinante químico.

37. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el compuesto reactivo aniónico polimérico tiene una viscosidad de 100 centipoises o menos a 25°C y a una concentración en agua de 50% por peso o tan alta como pueda ser disuelta.

38. Un tejido de papel de alto funcionamiento en húmedo producido tal y como se reivindica de acuerdo al método de la cláusula 1.

39. El tejido de papel tal y como se reivindica en la cláusula 38, caracterizado porque el índice de resistencia a la tensión en húmedo del papel tratado y curado es de por lo menos de alrededor de 0.7 Nm/g.

40. El tejido de papel tal y como se reivindica en la cláusula 38, caracterizado porque el índice de resistencia a la tensión en húmedo del papel tratado y curado es de entre alrededor de 0.8 Nm/g a alrededor de 1.6 Nm/g.

41. El tejido de papel tal y como se reivindica en la cláusula 38, caracterizado porque la proporción de húmedo: seco del tejido de papel tratado y curado es de por lo menos* de alrededor de 20%.

42. El tejido de papel tal y como se reivindica en la cláusula 38, caracterizado porque la proporción de húmedo: seco del tejido de papel tratado y curad es de por lo menos de alrededor de 40%.

43. El tejido de papel tal y como se reivindica en la cláusula 38, caracterizado porque el tejido tiene un peso base de entre alrededor de 40 y 60 gramos por metro cuadrado (gsm) y la resistencia a la tensión en húmedo es de por lo menos de alrededor de 200 g/3 pulgadas.

44. El tejido de papel tal y como se reivindica en la cláusula 38, caracterizado porque el tejido tiene un peso base de entre alrededor de 40 y 60 gramos por metro cuadrado (gsm) y la resistencia a la tensión en húmedo es de por lo menos de alrededor de 800 g/3 pulgadas.

45. Un artículo absorbente que comprende el tejido de papel tal y como se reivindica en la cláusula 38.

46. El papel tal y como se reivindica en la cláusula 38, caracterizado porque el papel está esencialmente libre de látex.

47. Un tisú prehumedecido que comprende un tejido producido de acuerdo al método tal y como se reivindica en la cláusula 1.

48. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el tejido comprende el proporcionar una solución acuosa de fibras para hacer papel, depositar la solución sobre una tela móvil y desaguar la solución para formar un tejido.

49. El método tal y como se reivindica en la cláusula 48, caracterizado porque la formación del tejido además comprende el secar el tejido antes de tratar el tejido con la solución de compuesto reactivo aniónico polimérico acuosa. R E S UM E N Los métodos para hacer tej idos de alto funcionamiento en húmedo. Un compuesto reactivo amónico polimérico es aplicado a un tejido fibroso celulósico seguido por el curado instantáneo del compuesto para enlazar en forma cruzada las fibras de celulosa. El tejido resultante tiene una alta resistencia a la humedad, una alta elasticidad en la humedad y una proporción de resistencia a la tensión en húmedo:en seco alta. 02 l <\0S5