MXPA04007598A - Metodo para elaborar producto de tisu que contiene fibras celulosicas carboxiladas. - Google Patents

Abstract

Un producto de tisu que tiene dos o mas capas, al menos una capa incluyendo fibras celulosicas carboxiladas; metodos para elaborar el producto de tisu.

Description

METODO PARA ELABORAR PRODUCTO DE TISU QUE CONTIENE FIBRAS CELULOSICAS CARBOXILADAS CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere a un producto de tisú que contiene fibras celulósicas carboxiladas y métodos para elaborar el producto ANTECEDENTES DE LA INVENCION El papel u hojas tejidas, tales como tisús para la cara o para el baño y papel para toallas, son productos comunes para el consumidor que se encuentran comercialmente disponibles. Los atributos físicos importantes de estos productos incluyen resistencia, absorbencia, y suavidad, entre otras cosas. Un producto de tisú ideal tiene alta resistencia en húmedo y resistencia en seco. La resistencia es la capacidad que tiene el producto de tisú, como también las tramas del producto de tisú, para mantener la integridad física y para resistir el desgarre, rompimiento, y ralladura bajo condiciones de uso, incluyendo cuando se encuentran húmedas. Un producto de tisú ideal, más específicamente papel para toallas, también tiene alta absorbencia a líquido. La absorbencia es la medida de la capacidad del producto de tisú y las tramas tejidas para absorber cantidades de líquidos, incluyendo soluciones acuosas y dispersiones. Idealmente, un producto de tisú tendrá una mayor absorbencia con respecto a la cantidad total de líquido absorbido dando una masa de producto de tisú como también una velocidad rápida en la que el producto de tisú absorbe líquido. Los productos de tisú son hojas de papel elaboradas mediante un procedimiento que incluye los pasos de formar una pasta de papel acuosa para elaborar papel, depositando la pasta de papel en un alambre de formación, y removiendo el agua de la pasta de papel para proporcionar la hoja. La pasta de papel acuosa para elaborar papel es una suspensión acuosa de fibras para elaborar papel y químicos. Aunque la pulpa de madera es el mayor constituyente de fibras papeleras, pueden incluirse otras fibras. Las pulpas de madera incluyen pulpas químicas, tales como pulpa kraft, y de sulfilo; y pulpas mecánicas, tales como pulpas termomecánicas de madera desfibrada, y pulpas quimio-termomecánicas. Aunque las mezclas de fibras de pulpa con frecuencia se utilizan en la pasta de papel para elaborar productos tisús, agentes de resistencia se incluyen comúnmente para incrementar la resistencia en húmedo y en seco del producto de tisú. Además de la pulpa de madera, la pasta de papel incluye químicos, por ejemplo, agentes de resistencia y agentes de desunión, para mejorar la resistencia y suavidad del producto de tisú. Aunque existen productos de tisú adecuados y han ocurrido avances importantes en los productos de tisú, existe la necesidad de mejoras adicionales en productos de tisú, particularmente para productos de tisú que tienen resistencia incrementada y más particularmente, resistencia en húmedo incrementada. En el procedimiento para elaborar productos de tisú, el agua del depósito de pasta de papel fibrosa en el soporte foraminoso, debe ser retirado y la hoja húmeda secarse para proveer el último producto de tisú. De nueva cuenta, aunque existen procedimientos adecuados y han habido avances importantes en el desarrollo del procedimiento, existe la necesidad de procedimientos mejorados, particularmente con respecto a la deshidratación y secado. La presente invención busca cumplir estas necesidades.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION En un aspecto, la invención provee un producto de tisú que tiene dos o más capas, al menos una capa incluye fibras celulósicas carboxiladas. La capa que contiene la fibra carboxilada puede incluir de alrededor de 0.5 a aproximadamente 100 por ciento en peso de fibras celulósicas carboxiladas. La capa que contiene la fibra carboxilada también puede incluir una variedad de fibras celulósicas y sintéticas. En una modalidad, la capa que contiene la fibra carboxilada incluye aproximadamente 75 por ciento en peso de fibras carboxiladas y aproximadamente 25 por ciento en peso de fibras de pulpa quimio-termomecánicas de abeto blanqueadas. La capa que contiene la fibra carboxilada también puede incluir un agente de resistencia en húmedo y otros aditivos, tal como carboximetilcelulosa (CMC). El producto de tisú incluyendo fibras celulósicas carboxiladas, otras fibras, agentes de resistencia en húmedo, y otras adiciones tiene resistencia en húmedo mejorada en comparación con tisús elaborados con fibras celulósicas convencionales. En otro aspecto de la invención, se proveen los métodos para elaborar el producto de tisú. El producto puede elaborarse en cualquier tipo de máquina de tisú, tal como una máquina de tisú seco a través de aire o una máquina de tisú convencional. En una modalidad del método, el producto de tisú se elabora al depositar una primera pasta de papel fibrosa en un alambre de formación para proveer una primera pasta de papel depositada; depositando una segunda pasta de papel fibrosa en la primera pasta de papel depositada para proveer una trama húmeda; retirando el agua de la trama húmeda para proveer una hoja; y secando la hoja para proveer el producto de tisú con al menos dos capas. Al menos una de la primera pasta de papel fibrosa o la segunda pasta de papel fibrosa incluye fibras celulósicas carboxiladas para proveer el producto de tisú en donde por lo menos una capa incluye fibras celulósicas carboxiladas. En otras modalidades, más de dos pastas de papel fibrosas se depositan para proveer un producto de tisú con más de dos capas.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Los aspectos anteriores y muchas de las ventajas concomitantes de esta invención serán fácilmente apreciadas y las mismas se entenderán mejor con relación a la siguiente descripción detallada, cuando se toma en conjunto con los dibujos anexos en donde: la figura 1 es una ilustración esquemática de una máquina de tisú seco a través de aire útil para elaborar el producto de tisú de la invención; la figura 2 es una gráfica que ilustra la resistencia de filtración de pulpa (PFR) contra las revoluciones de molino PFI de pulpa (PFI revs) para dos fibras carboxiladas representativas en comparación con el control; la figura 3 es una gráfica que ilustra el rompimiento en húmedo contra la resistencia de filtración de pulpa para tisú representativo (hoja de prueba) en comparación con el control; la figura 4 es una gráfica que ilustra la resistencia a la tensión contra la resistencia de filtración de pulpa para productos de tisú representativos de la invención (hoja de prueba) en comparación con el control; la figura 5 es una gráfica que compara la relación de rompimiento en húmedo/resistencia de tensión en seco contra la velocidad de filtración de pulpa para productos de tisú representativos de la invención (hojas de prueba) en comparación con el control; las figuras 6A y 6B son gráficas que comparan el rompimiento en húmedo actual y predicho contra la cantidad de agente de resistencia en húmedo (KYMENE) que se agrega para productos tisús representativos de la invención en comparación con los productos de tisú que no incluyen las fibras celulósicas carboxiladas; las curvas predichas se basan en un modelo de regresión combinado; la figura 6A ilustra el rompimiento en húmedo contra la adición del agente de resistencia en húmedo para la pulpa refinada para CSF=475, y la figura 6B ilustra el rompimiento en húmedo contra la adición del agente de resistencia en húmedo para la pulpa refinada para CSF=375; la curva con líneas interrumpidas es la curva predicha para tisús que contienen pulpa carboxilada, los puntos (+) son puntos reales para tisús que contienen la pulpa de fibra carboxilada, la curva sólida es la curva predicha para tisús de control que no incluyen la pulpa de fibra carboxilada; y los puntos (? ) son puntos reales para tisús de control que contienen las fibras no carboxiladas; las figuras 7A y 7B son gráficas que comparan la tensión en seco predicha y actual contra la cantidad de agente de resistencia en húmedo (KYMENE) que se agrega para productos de tisú representativos de la invención en comparación con los productos de tisú que no incluyen fibras celulósicas carboxiladas; las curvas predichas se basan en un modelo de regresión combinado; la figura 7A ilustra tensión en seco contra la adición del agente de tensión en húmedo para pulpa refinada para CSF=475; y la figura 7B ilustra tensión en seco contra la adición del agente de resistencia en húmedo para pulpa refinada para CSF=375; la curva con líneas interrumpidas es la curva predicha para tisús que contienen pulpa carboxilada, los puntos (+) son puntos reales para tisús que contienen la pulpa de fibra carboxilada, la curva sólida es la curva predicha para tisús de control que no incluyen la pulpa de fibra carboxilada, y los puntos (?) son puntos reales para tisús de control que contienen fibras no carboxiladas; las figuras 8A y 8B son gráficas que comparan la relación del rompimiento en húmedo actual y predicho/de tensión en seco contra la cantidad de agente de resistencia en húmedo (KYMENE) que se agrega para productos de tisú representativos de la invención en comparación con los productos de tisú que no incluyen las fibras celulósicas carboxiladas; las curvas predichas se basan en un modelo de regresión combinado; la figura 8A ilustra rompimiento en húmedo/tensión en seco contra la adición del agente de resistencia en húmedo para pulpa refinada para CSF=475, y la figura 8B ilustra el rompimiento en húmedo/tensión en seco contra la adición del agente de resistencia en húmedo para la pulpa refinada para CSF=375; la curva con líneas interrumpidas es la curva predicha para tisús que contienen pulpa carboxilada, los puntos (+) son puntos reales para tisús que contienen la pulpa de fibra carboxilada, la curva sólida es la curva predicha para tisús de control que no incluyen la pulpa de fibra carboxilada, y los puntos (?) son puntos reales para tisús de control que contienen fibras no carboxiladas; y las figuras 9A y 9B ilustran productos de tisú representativos de la invención con dos y tres capas, respectivamente.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA MODALIDAD PREFERIDA En un aspecto, la presente invención provee un producto de tisú que incluye fibras celulósicas carboxiladas. En otro aspecto de la invención, se proveen métodos para elaborar el producto de tisú. El producto de tisú de la invención incluye fibras celulósicas carboxiladas que imparten propiedades útiles a estos productos de tisú superiores a aquellas para otros productos de tisú que no incluyen fibras celulósicas carboxiladas. El producto de tisú de la invención puede ser un tisú facial, un tisú para baño, un pañuelo desechable, una servilleta, pañuelos, o toallas de papel. El producto de tisú de la invención incluye dos o más capas, y puede incluir uno o más pliegues. Las capas pueden elaborarse en una máquina de tisú. Una capa puede incluir uno o más tipos de fibras. Por ejemplo, un tisú representativo de la invención es una hoja de toalla de papel de tres capas con dos tipos de fibra en cada capa. Un tisú para baño representativo puede tener tres capas la capa media teniendo un diferente tipo de fibra en comparación con las capas externas. Pliegues se refiere a combinar dos o más tisús (hojas) durante el procedimiento convertidor. Una toalla de papel de producto acabado, un tisú para baño, un tisú facial, o una servilleta puede incluir uno o más pliegues. El producto de tisú de la invención incluye por lo menos dos capas, al menos una capa incluyendo fibras celulósicas carboxiladas.

En una modalidad, el producto de tisú incluye una capa que incluye fibras celulósicas carboxiladas, otras fibras celulósicas, aditivos catiónicos, tales como agentes de resistencia en húmedo, y, opcionalmente, otros aditivos de resistencia. El producto de tisú de la invención se caracteriza por tener resistencia en húmedo comparable o mejorada, interacción del aditivo catiónico, valor de retención de agua, volumen, resistencia en seco, absorbencia, requerimiento de energía de refinado de fibra, y deshidratación en máquina en comparación con productos de tisú que no incluyen fibras celulósicas carboxiladas. El producto de tisú incluye por lo menos una capa que incluye fibras celulósicas carboxiladas. Las fibras carboxiladas pueden prepararse a partir de una variedad de procedimientos. Las fibras carboxiladas adecuadas tienen un contenido de carboxilo de alrededor de 5 a aproximadamente 60 meq/100 g de celulosa y un grado de polimerización de al menos de alrededor de 600. Las fibras carboxiladas adecuadas pueden prepararse mediante procedimientos de carboxilación descritos en WO 01/29309 y patente de E.U.A. No. 6,349,494 titulada Method of Making Carboxylated Cellulose Fibers in Products of the Method, cada una incorporada en la presente por referencia en su totalidad. En estos procedimientos, la fibra carboxilada se produce mediante un procedimiento de dos etapas: (1 ) oxidación catalítica de celulosa (por ejemplo, oxidador catalítico y un oxidador secundario, tal como dióxido de cloro) y (2) estabilización de celulosa oxidada (por ejemplo, reducción u oxidación). El procedimiento puede integrarse en una planta de blanqueo de molino de pulpa para proveer la pulpa de fibra carboxilada. En una modalidad, las fibras carboxiladas adecuadas se preparan mediante oxidación de dióxido de cloro utilizando catalizador cetal etilenglicol triacetona amina seguido por estabilización oxidativa con clorito de sodio y peróxido de hidrógeno. Las fibras carboxiladas adecuadas pueden elaborarse a partir de pulpas químicas de madera blanda y madera dura. Las fibras carboxiladas adecuadas tienen un contenido de carboxilo total mayor a alrededor de 6 meq/100 g de celulosa y menor a alrededor de 60 mq/100 g de celulosa. En una modalidad, el contenido carboxilo C6 es mayor a alrededor de 2 meq/100 g de celulosa. El contenido de carboxilo C6 se refiere al grado de carboxilación en C6 de la unidad anhidroglucosa de celulosa para proveer un derivado de ácido glucurónico. Las fibras carboxiladas adecuadas tienen bajo contenido de aldehido, menor a alrededor de 1 meq/100 g de celulosa. Las fibras carboxiladas adecuadas tienen un grado de polimerización mayor a 700 en una forma pre-ácida y mayor a 850 en una forma de sal de sodio. En una modalidad, la fibra carboxilada tiene un brillo ISO en la escala de alrededor de 75 a aproximadamente 95 por ciento. En una modalidad, la viscosidad de la fibra carboxilada de madera blanda es mayor a alrededor de 18 mPa. La fibra carboxilada puede proveerse a la máquina de tisú en forma seca o que nunca se seca. La fibra carboxilada puede refinarse para drenaje y objetivos de resistencia en una suspensión acuosa diluida utilizando refinadores de pulpa comercialmente disponibles.

Además de las fibras carboxiladas, la capa que contiene la fibra carboxilada del producto de tisú de la invención puede incluir una o más fibras de pulpa. Las fibras de pulpa adecuadas diferentes incluyen, por ejemplo, fibras recicladas, fibras de madera dura kraft blanqueadas, fibras de madera blanda kraft blanqueada (por ejemplo, pulpa kraft de madera blanda blanqueada northern, NBSK), fibras de sulfito blanqueadas, y pulpa quimio-termomecánica blanqueada (BCTMP). En una modalidad, el producto de tisú útil como una toalla de papel incluye una capa que incluye una combinación de fibras celulósicas carboxiladas y fibras BCTM. Las fibras de pulpa sin blanquear y fibras sin pulpa también pueden ser utilizadas. El criterio de selección de otras fibras para inclusión además de la fibra carboxilada dependerá del producto de uso final a producir, y es bien conocido por los expertos en la técnica. El contenido de fibra carboxilada de un producto de tisú particular variará de conformidad con el uso final del producto. Por ejemplo, una toalla de papel puede incluir una capa que puede contener de alrededor de 0.5 a aproximadamente 100 por ciento en peso de fibra carboxilada con base en el peso total de la fibra, y un tisú facial o para baño puede incluir una capa que puede contener de alrededor de 10 a aproximadamente 100 por ciento de fibra carboxilada con base en el peso total de la fibra. En una modalidad, la capa que contiene la fibra carboxilada del producto de tisú de la invención incluye un agente de resistencia en húmedo. Los agentes de resistencia en húmedo adecuados son aditivos catiónicos tales como, por ejemplo, almidón catiónico, resinas de urea-formaldehído, resinas de melamina-formaldehído, resinas de polietilenimina, resinas de poliacrilamida, y resinas de poliacrilamida-epiclorohidrina. En una modalidad, el agente de resistencia en húmedo es una resina de poliacrilamida-epiclorohidrina comercialmente disponible bajo la designación KYMENE de Hercules Inc., Wilmington DE. El agente de resistencia en húmedo puede estar presente en un producto de tisú en una cantidad de alrededor de 2.2 a aproximadamente 22 kg/tonelada. En una modalidad, el agente de resistencia en húmedo está presente en alrededor de 4.4 kg/tonelada de fibra; en otra modalidad, alrededor de 1 1 kg/tonelada de fibra; y en otra modalidad, alrededor de 17.6 kg/tonelada de fibra. Para productos de toalla de papel, el agente de resistencia en húmedo es un agente de resistencia en húmedo permanente, tal como una resina de poliacrilamida-epiclorohidrina. Para productos de tisú para baño y facial, el agente de resistencia en húmedo es un agente de resistencia en húmedo temporal, tal como almidón catiónico. La capa que contiene la fibra carboxllada del producto de tisú también puede incluir otros aditivos de resistencia. Otros aditivos de resistencia adecuados incluyen, por ejemplo, carboximetilcelulosa (CMC). La capa que contiene la fibra carboxilada puede incluir hasta alrededor de 4.4 kg/tonelada de CMC, con base en el peso total de las fibras. En una modalidad, la capa que contiene la fibra carboxilada incluye alrededor de 1.76 kg/tonelada de CMC, y en otra modalidad, la capa que contiene la fibra carboxilada incluye alrededor de 3.5 kg/tonelada de CMC. Otros químicos útiles para elaborar los productos de tisú pueden utilizarse opcionalmente durante el procedimiento de elaboración de tisú. Otros químicos útiles incluyen auxiliares de retención, suavizantes, agentes tensioactivos, revestimiento Yankee, y aspersión por liberación de secadora a través de aire. Como se notó anteriormente, el producto de tisú de la invención se caracteriza por tener una resistencia al rompimiento y tensión en húmedo superior al tisú elaborado de pulpas comerciales (por ejemplo, pulpas kraft de madera blanda northern blanqueadas); mayor relación de resistencia en húmedo/resistencia en seco (relación rompimiento en húmedo/tensión en seco, WB/DT, o relación de tensión en húmedo/tensión en seco, WT/DT) que los tisús elaborados con pulpas comerciales; la resistencia a la tensión en seco que es igual o mayor a la de los productos de tisú elaborados de pulpas comerciales; y un índice de absorción de energía de tensión superior (TEA) que los productos de tisú elaborados con pulpas comerciales. En una modalidad, el producto de tisú de la invención que incluye las fibras carboxiladas tiene una relación de rompimiento en húmedo/tensión en seco de alrededor de 0.20 a 0.40. Las otras capas del producto de tisú de la invención pueden incluir uno o más de los materiales descritos anteriormente incluyendo, por ejemplo, fibras celulósicas carboxiladas.

En otro aspecto de la invención, se provee un método para elaborar un producto de tisú que incluye fibras celulósicas carboxiladas. En una modalidad, el producto de tisú se elabora en una máquina de tisú. En el método, la fibra carboxilada, que puede ser refinada, se combina con una o más pulpas diferentes, y aditivos de resistencia, según se desee, y se alimentan en la caja de cabeza de la máquina para tisú. La fibra carboxilada puede ser una pasta de papel separada o una de varias pulpas mezclas juntas para crear una capa en la hoja de tisú de capas múltiples. Las fibras carboxiladas pueden conformar de alrededor de 0.5 por ciento a 100 por ciento de la pasta de papel de tisú. La fibra carboxilada puede estar presente en una o más capas de la hoja de tisú de capas múltiples. La trama de humedad u hoja producida al depositar los contenidos de la caja de cabeza en un soporte foraminoso se procesa a través de varias operaciones unitarias de la máquina de tisú para producir un rollo de papel de diámetro mayor de 300 milímetros de tisú seco. El rollo de papel de diámetro mayor de 300 milímetros de tisú puede además procesarse a través de varios equipos de conversión en el producto para el consumidor acabado, por ejemplo, un tisú para baño, tisú facial, toalla de papel. El producto de tisú de la invención puede producir en una variedad de máquinas de tisú incluyendo, por ejemplo, máquinas convencionales, máquinas secadas a través de aire plisadas, o máquinas secadas a través de aire plisadas. Una ilustración esquemática de una máquina de tisú secado a través de aire útil para elaborar el producto de tisú representativo de la invención (es decir, un producto de tres capas) se muestra en la figura 1. Con relación a la figura 1 , la máquina de tisú 100 incluye una caja de cabeza estratificada 10 que tiene una cámara superior 12, una cámara central 16 y una cámara inferior 14, un alambre Fourdrinier 20 enrollado sobre y alrededor del cilindro anterior 101 , cajas de succión al vacío 30, y un cilindro embutido 102. En una operación representativa para elaborar un producto de tisú de tres capas, una primera pasta de papel para elaborar papel se bombea a través de la cámara superior 12, una segunda pasta de papel para elaborar papel se bombea a través de una cámara central 16, y una tercera pasta de papel se bombea a través de la cámara inferior 14 en el cable 20 para formar la trama embriónica 40 que tiene capas 40a, 40b, y 40c. La deshidratacion ocurre a través del alambre 20 y cajas al vacío 30. A medida que el alambre hace su regreso en la dirección que se muestra por la flecha, los chorros 50 limpian el alambre antes de comenzar el otro paso sobre el cilindro anterior 101 . En la zona de transferencia de trama 60, la trama embriónica 40 se transfiere a la tela portadora foraminosa 62 mediante la acción de la caja de transferencia al vacío 64. La tela portadora 62 porta la trama desde la zona de transferencia 60 más allá de la caja deshidratacion al vacío 66 a través de secadores previos o secadores a través de aire 68 después de lo cual la trama se transfiere a un secador Yankee 70 mediante la acción del rollo de presión 103. La tela portadora 62 entonces se limpia y se deshidrata a medida que completa su vuelta al pasar los chorros 52 y caja de deshidratacion al vacío 54. La trama de papel secada previamente se asegura de manera adhesiva a la superficie cilindrica del secador Yankee 70 mediante adhesivo suministrado por un aplicador de aspersión 80. El secado se completa en un secador Yankee calentado con vapor 70 y mediante aire calentado y hecho circular a través de la campana de secado 90. La trama entonces se seca plisada a partir del secador Yankee 70 mediante una hoja raspadora 82 después de la cual la hoja 42 que incluye una capa lateral Yankee 42a, una capa central 42b, y una capa fuera del lado Yankee 42c. La hoja 42 entonces pasa entre los cilindros anteriores 104 y 105 y se bobinan en un núcleo 106 colocado en el eje 107 para proveer un rollo 44. En el método descrito anteriormente, una fabricación de un producto de tisú de tres capas se describe. Se apreciará que los productos de tisú de dos capas y productos de tisú que tiene más de tres capas puedan prepararse mediante el método y se encuentren dentro del alcance de la invención. Con respecto al método descrito, la capa que contiene la fibra carboxilada puede ser cualquiera o más de las capas. Por ejemplo, la capa que contiene la fibra carboxilada del producto de tisú puede ser la capa del producto del tisú o una o ambas de las capas externas del producto de tisú. En un ensayo representativo, la velocidad de inclusión de NBSK (fibra carboxilada o control) fue de 75 por ciento; la división de peso base entre las capas (aire/núcleo/Yankee) fue del 33 por ciento/34 por ciento/33 por ciento; el peso base del carrete fue 20.5 gramos; la velocidad Yankee fue 1 100 mpm; y la relación de la velocidad del alambre secador a través del aire/formador del cable de dos conductores fue de 1.15 que creó un plisado de tela de 15 por ciento. La máquina se operó para controlar varías variables de la máquina: (1 ) entrada de energía de refinado para lograr la libertad NBSK objetivo o entrada de energía de refinado NBSK; y (2) la entrada de energía del secador a través del aire se ajustó para mantener los sólidos de la hoja que salían a través del secador a través de aire mayor a 85 por ciento. Este ensayo se realizó en una máquina de papel secada a través de aire piloto Metso Paper Karlstad AB's que se ubica en Karlstad Suecia. Los productos de tisú representativos en forma de rollo se prepararon en la máquina de tisú como se describió anteriormente. El producto de tisú producido mediante la máquina de papel fue típico de una toalla de papel para el consumidor perfeccionada. El producto de tisú incluía pulpa comercial (NBSK) o fibras de pulpa NBSK carboxiladas, pulpa quimio-termomecánica blanqueada (BCTMP), un agente de resistencia en húmedo, y, opcionalmente, carboximetilcelulosa. Variables experimentales incluyeron NBSK o entrada de energía de refinamiento de fibra carboxilada y velocidades de adición del agente de resistencia. Las condiciones del ensayo se calcularon en el cuadro 1. El cuadro 1 resume la composición y condiciones de refinado de la pulpa de madera blanda de los productos de tisú representativos de la invención (hojas) en comparación con las hojas de control. En el cuadro, el control PA se refiere a una pulpa kraft de madera blanda blanqueada northern (Prince Albert, Saskatchewan); TR962 se refiere a fibras de pulpa carboxilada; TR963 se refiere a una pulpa kraft de madera blanda blanqueada Prince Albert northern, totalmente blanqueada de la misma manera como TR962; la velocidad de inclusión se refiere al porcentaje del control PA o pulpa TR962 o TR963 incluida en la hoja, el resto de la pulpa incluida en la hoja fue una pulpa quimio-termomecánica blanqueada (BCTMP) que tiene un brillo de 80 y una Libertad Estándar Canadiense (CSF) de 525, comercialmente disponible de Sódra Cell AB; el agente de resistencia en húmedo fue una resina de poliamida-epiclorohidrina, KYMENE SLX de Hercules; y el aditivo de resistencia fue carboximetilcelulosa, CMC7-MT de Metsa Chemical.

CUADRO 1 Número de NBSK Velocidad de Energía de Adición de Adición de CMC muestra inclusión, % refinado real Kymene kg/ton kg/ton kWh/mt 199:100 PA Control 75% 40 1 1 1.76 199:101 PA Control 75% 53 1 1 1.76 199:102 PA Control 75% 27 11 1 .76 199:105 PA Control 75% 27 17.6 0 199:1 15 PA Control 75% 27 4.4 3.5 199:120 PA Control 75% 53 17.6 1.76 199:125 PA Control 75% 27 4.4 0 199:130 PA Control 78% 108* 17.6 0 199:131 PA Control 78% 108 4.4 0 199:135 PA Control 66% 108 17.6 3.5 199:140 PA Control 66% 108 1 1 1.76 199:145 PA Control 75% 53 11 0 199:150 PA Control 75% 53 4.4 1.76 199:155 PA Control 75% 53 1 1 1.76 199:160 T 962 75% 53 1 1 1.76 199:165 TR 962 75% 53 11 0 199:170 TR 963 75% 53 1 1 1.76 Los productos de tisú y sus características se resumen en los cuadros 2-4. El cuadro 2 es un cuadro que compara las propiedades de las hojas preparadas a partir de pulpas de control. El cuadro 3 es un cuadro que resume las propiedades de las hojas preparadas a partir de una pulpa de fibra carboxilada y un control en 460-480 CSF, un agente de resistencia en húmedo de 1100 kg/tonelada y una carboximetilcelulosa de 1.76 kg/tonelada. El cuadro 4 es una cuadro que ilustra el efecto de la carboximetilcelulosa en las propiedades de las hojas preparadas a partir de la pulpa de fibra carboxilada y una pulpa de control en 53 kWh/mt y un agente de resistencia en húmedo de 1 kg/tonelada.

CUADRO 2 CUADRO 3 Número de muestra 199:135 199:160 Pulpa Prince Albert TR962 Velocidad de inclusión de NBSK, % 66 75 Entrada de energía de refinado, kWh/mt 108 53 CSF, mi 480 460 PFR calculado, seg2 14.7 15.5 Peso base, g/m2 21.4 22.6 Volumen, rrr/1000 kg 17.9 16.1 Indice de tensión en seco de la dirección de la máquina (MD), Nm/g 12.77 12.21 Indice de tensión en seco de la dirección transversal de la máquina (CD), Nm/g 1 1 .67 1 1.5 Raíz cuadrada del índice de tensión de MD*CD, Nm/g 12.21 14.61 Tensión en seco de MD, N/m 273 276 Tensión en seco de CD, N/m 250 260 Tensión en seco total, N/m 523 536 Relación de la resistencia a la tensión de MC/CD 1.09 10.6 Estiramiento de MD, % 18.0 19.2 Indice de TEA de MD, J/kg 1243 1163 Indice de tensión en húmedo de CD, Nm/g 3.67 3.31 Tensión en húmedo de CD, N/m 78 75 Tensión en húmedo de CD/Tensión en seco de CD, % 31.2 28.8 Resistencia al rompimiento en húmedo, g 272.4 263.4 Resistencia al rompimiento en húmedo/raíz cuadrada de la tensión de MD*CD, cm 1.01 0.81 Absorbencia de agua, g de agua/g de hoja 7.5 7.2 CUADRO 4 Número de muestra 199.101 199.155 199.145 199.160 199.165 Pulpa Prince Albert Prince Albert Prince Albert TR962 TR962 Velocidad de adición de CMC, kg/ton 1.76 1.76 0 1.76 0 CSF, mi 550 550 550 460 520 PFR calculada, seg¿ 12.1 12.1 12.1 15.5 13.1 Peso base, glm¿ 22.0 21.3 20.7 21.8 22.6 Volumen, m 71000 kg 16.0 17.0 16.6 17.3 16.1 Indice de tensión en seco de la dirección de la máquina (MD), Nm/g 13.03 11.78 9.71 15.09 12.21 Indice de tensión en seco de la dirección transversal de la máquina (CD), Nm/g 10.48 9.89 8.25 14.15 11.5 Raíz cuadrada del índice de tensión de MD*CD, Nm/g 11.69 10.79 8.95 14.61 11.85 Tensión en seco de MD, N/m 287 251 201 329 276 Tensión en seco de CD, N/m 231 211 171 308 260 Tensión en seco de total, N/m 518 462 372 637 536 Relación de la resistencia a la tensión de MD/CD 1.24 1.19 1.18 1.07 1.06 Estiramiento de MD. % 17.8 18.04 19.4 19.4 19.2 Indice de MD TEA, J/kg 1189 1117 934 1422 1163 Indice de tensión en húmedo de CD, Nm/g 3.05 2.90 2.06 3.72 3.31 Tensión en húmedo de CD, N/m 67 62 43 103 75 Tensión en húmedo de CD/tensión en séco de CD, % 29.0 29.4 25.1 33.4 28.8 Resistencia al rompimiento en húmedo, g 211.0 205.4 139.3 263.4 206.3 Resistencia al rompimiento en húmedo/ralz cuadrada de la tensión de MD*CD, 0.81 0.86 0.73 0.81 0.76 cm Absorbencia de agua, g de agua/g de hoja 7.4 7.4 7.6 7.6 7.2 Los datos muestran que el producto de tisú que incluye las fibras celulósicas carboxiladas tienen propiedades de hojas mejoradas en una velocidad de inclusión igual, una entrada de energía de refinado de NBSK igual, una velocidad de adición del agente de resistencia en húmedo igual, y una velocidad de adición de CMC igual en comparación con el producto de tisú elaborado de pulpas comerciales. Las mejoras se observaron en la tensión en seco, tensión en húmedo y resistencia al rompimiento en húmedo. Los datos de la máquina de tisú muestran que el secador a través de aire requiere energía de secado a través de aire total comparable para secar los tisús que contienen las fibras celulósicas carboxiladas en comparación con tisús elaborados de pulpas comerciales a velocidades de inclusión iguales, entrada de energía de refinado de NBSK igual, velocidad de adición del agente de resistencia en húmedo igual y velocidad de adición de carboximetilcelulosa igual. Los datos también muestran que la pulpa de fibra celulósica carboxilada tiene una libertad no refinada inferior en comparación con la pulpa de control y se refina a una libertad inferior en comparación con la pulpa de control en una entrada de energía de refinado equivalente o se refina a una libertad igual con energía de refinado inferior. Las fibras carboxiladas se utilizaron como una sola pasta de papel de fibra para producir hojas de prueba de tisú. En una serie de experimentos, las hojas de prueba de tisú se prepararon a partir de fibras celulósicas carboxiladas preparadas a partir de una pulpa kraft de madera blanda blanqueada northern en tres niveles carboxilo (3, 7 y 12 meq/100 g de celulosa). Estas pulpas se refinaron en tres niveles diferentes de refinado según se midió mediante la resistencia de filtración de pulpa (PFR), 7, 10 y 13 seg2. La resistencia de filtración de pulpa (PFR), como libertad estándar canadiense (CSF), es una medida de drenaje de agua desde la pulpa. En estas hojas de prueba, el agente de resistencia en húmedo (KY ENE) se agregó en tres niveles diferentes (8.8, 15.4 y 22 kg/tonelada de fibra). Los productos de tisú también incluyeron carboximetilcelulosa (CMC) como un aditivo de resistencia en tres niveles diferentes, 0 kg, 0.88 y 1.76 kg/tonelada de fibra. Los resultados se muestran en el cuadro 5. El cuadro 5 es un cuadro que resume la composición y propiedades de los productos de tisú representativos de la invención (hoja de prueba) preparados de pulpas que tienen tres contenidos de carboxilo diferentes (4, 10 y 16 meq/100 g), tres diferentes condiciones de refinado (7, 10 y 13 seg2 de PFR), tres diferentes velocidades de adición del agente de resistencia en húmedo (8.8, 15.4 y 22 kg/ton), y tres velocidades diferentes de adición de carboximetilcelulosa (0 kg, 0.88 y 1.76 kg/tonelada).

CUADRO 5 DISEÑO BOX-BEHNKEN DATOS Orden Orden de Bloque Nivel de PFR Kymene CMC Tipo de punto Carboxilo real Tensión en Rompimiento Rompimiento en Volum PFR real WRV estándar Corrida carboxilo refinada kg/t kg/t meq/100 g seco g/cm. en húmedo g húmedo/ en seg2 9/9 meg/100 q seg2 tensión en seco cc/g 1 22 Bloque 1 4 7 15.4 0.88 Centro de borde 3 1879.5 1268 0.2656 3.87 7.7 1.99 2 2 Bloque 1 16 7 15.4 0.88 Centro de borde 12 1937.7 1456 0.2958 3.90 7.0 1.77 3 26 Bloque 1 4 13 15.4 0.88 Centro de borde 3 2551.9 1989 0 3068 3.12 18.1 2.27 4 8 Bloque 1 16 13 15.4 0.88 Centro de borde 12 2372.8 1902 03156 3.18 11.6 2.15 5 20 Bloque 1 10 10 8.8 0 Centro de borde 7 2257.4 1600 0.2790 3.39 10.6 2.08 6 7 Bloque 1 10 10 22 0 Centro de borde 7 1994.8 1680 0.3316 3.60 10.0 2.19 7 18 Bloque 1 10 10 8.8 1.7 Centro de borde 7 2328.7 1798 0.3040 3.36 8.6 2.14 8 5 Bloque 1 10 10 22 1.7 Centro de borde 7 2280.3 1856 0.3204 3.46 10,8 2.06 9 3 Bloque 1 4 10 15.4 0 Centro de borde 3 2190.1 1563 0.2810 3.47 12.8 2.16 10 28 Bloque 1 16 10 15.4 0 Centro de borde 12 2548.0 1929 0.2981 3.09 14.4 2.17 11 11 Bloque 1 4 10 15.4 1.7 Centra de borde 3 2267 7 1791 0.3109 3.33 12 3 2.07 12 4 Bloque 1 16 10 15.4 1.7 Centra de borde 12 2308.2 1880 0.3207 3.45 8.7 1.99 13 25 Bloque 1 10 7 8.8 0.88 Centro de borde 7 1653.9 1179 0.2806 4.14 6.0 1.79 14 13 Bloque 1 10 13 8.8 0.88 Centro de borde 7 2253.1 1795 0.3136 3.23 11.3 2.13 15 16 Bloque 1 10 7 22 0.88 Centro de borde 7 1820.8 1358 0.2936 4.04 6.8 1.95 16 17 Bloque 1 10 13 22 0.88 Centro de borde 7 2475.9 2216 0.3524 3.18 14.8 2.21 O) 17 14 Bloque 1 4 10 8.8 0.88 Centra de borde 3 2277.9 1642 0.2838 3.54 10.8 2.08 18 12 Bloque 1 16 10 8.8 0 88 Centro de borde 12 2211.4 1593 0.2836 3.48 8.4 2.03 19 10 Bloque 1 4 10 22 088 Centro de borde 3 2143.3 1600 0.2939 3.45 12.7 2.17 20 9 Bloque 1 16 10 15.4 088 Centro de borde 12 2375.5 1923 0.3187 3.32 11.0 2.05 21 24 Bloque 1 10 7 15.4 0 Centro de borde 7 1771.6 1261 0.2802 4.01 7.0 1.90 22 21 Bloque 1 10 13 15.4 0 Centro de borde 7 2401.9 2032 0.3331 3.19 14.0 2.19 23 23 Bloque 1 10 7 15.4 1.7 Centro de borde 7 2017.7 1630 0.3180 3.85 6.6 1.84 24 15 Bloque 1 10 13 15.4 1.7 Centro de borde 7 2445.6 2019 0.3250 3.35 11.5 2.13 25 6 Bloque 1 10 10 15.4 0.88 Centro 7 2251.1 1812 0.3169 3.45 10.5 2.01 26 19 Bloque 1 10 10 15.4 0.88 Centro 7 2460.6 1970 0.3152 3.31 10.7 2.15 27 27 Bloque 1 10 10 15.4 0.88 Centro 7 2318.8 1853 0.3146 3.37 10.5 2.09 28 1 Bloque 1 10 10 15.4 0.88 Centro 7 2329.1 1765 0.2983 3.53 10 6 1.96 extra 29 7 15.4 0 3 1998.4 1127 0.2220 3.74 8.3 1.91 extra 30 7 15.4 0 12 1999.4 1 53 0.2865 3.80 7.2 1.80 Los resultados muestran mejoras en las propiedades de hojas de prueba de tisú de hojas de prueba que incluyen fibras carboxiladas en comparación con pulpa de NBSK comercial. Las pulpas de NBSK típicas comercialmente disponibles tienen un nivel de carboxilo de aproximadamente 3 a aproximadamente 4 meq/100 g de celulosa. Los datos muestran que las hojas de prueba que incluyen las pulpas carboxiladas tienen una resistencia al rompimiento en húmedo y una relación de resistencia al rompimiento en húmedo/resistencia a la tensión en seco mayor que las hojas de prueba hechas a partir de pulpas comerciales. También se elaboraron hojas de prueba que incluyen fibras de pulpa carboxilada y se compararon con hojas de prueba elaboradas utilizando un control de pulpa kraft de madera blanda blanqueada northern (Prince Albert NBSK). Se determinó el efecto de refinado, así como las cantidades de agentes de resistencia. Las hojas de prueba que incluyen las pulpas carboxiladas tienen una resistencia al rompimiento en húmedo y una relación de resistencia al rompimiento en húmedo/resistencia a la tensión en seco mayor en comparación con las hojas de prueba de control elaboradas a partir de pulpas comerciales. Las hojas de prueba que incluyen fibras carboxiladas tuvieron una resistencia a la tensión en seco que fue ligeramente superior al control a un refinado menor, y ligeramente inferior que el control en un refinado mayor. Los resultados se muestran en las figuras 2-5. La figura 2 es una gráfica que ilustra la resistencia de filtración de pulpa (PFR) contra revoluciones de molino de PFI de pulpa (revs. de PFI) para dos fibras carboxiladas representativas comparadas con control. La resistencia de filtración de pulpa incrementa con revoluciones del instrumento de filtración de pulpa para todas las hojas de prueba. La figura 3 es una gráfica que ilustra el rompimiento en húmedo contra resistencia de filtración de pulpa para tisú (hojas de prueba) representativas comparadas con control con una velocidad de adición de agente de resistencia en húmedo para todas las muestras. La resistencia de rompimiento en húmedo se midió en un Medidor de Rompimiento en Húmedo Thwing Albert Modelo 1300-177 fabricado por Thwing Albert Instrument Co., Filadelfia, Pennsylvania. El rompimiento en húmedo incrementa con una creciente resistencia de filtración de pulpa. Las hojas de prueba que incluyen fibras carboxiladas mostraron rompimiento en húmedo significativamente superior como una función de la resistencia de filtración de pulpa en comparación con la hoja de prueba de control. La figura 4 es una gráfica que ilustra la resistencia a la tensión en seco contra resistencia de filtración de pulpa para productos de tisú representativos de la invención (hojas de prueba) en comparación con control. La tensión en seco incrementa con una creciente resistencia de filtración de pulpa para todas las hojas de prueba. El mayor aumento en tensión en seco se ve de 5 a aproximadamente 10 seg2. La figura 5 es una gráfica que compara la relación de resistencia a la tensión en seco/rompimiento en húmedo contra velocidad de filtración de pulpa para productos de tisú representativos de la invención (hojas de prueba) en comparación con el control con una velocidad de adición de agente de resistencia en húmedo igual para todas las muestras. La relación de rompimiento en húmedo/tensión en seco incrementó ligeramente con una creciente resistencia de filtración de pulpa. La relación de rompimiento en húmedo/tensión en seco para las hojas de prueba que contienen fibras carboxiladas fue significativamente mayor que para la hoja de prueba de control. La composición y propiedades de productos de tisú representativos de la invención (hojas de prueba) y hojas de prueba elaboradas a partir de pulpas comerciales (controles) en tres diferentes condiciones de refinado (375, 475, y 575 CSF), tres diferentes velocidades de adición de resistencia en húmedo (0, 1.78 y 3.56 kg/ton), y tres diferentes velocidades de adición de carboximetilcelulosa (0, 1.78 y 3.56 kg/ton) se resumen en los cuadros 6A y 6B. En el cuadro, seco por PA-Piloto se refiere a una pulpa kraft de madera blanda blanqueada northern, totalmente blanqueada, que nunca seca que fue secada en el Paper and Pulp Research Institute of Canadá (Point-Claire, Quebec); Prince Albert se refiere a una pulpa de madera blanda blanqueada northern comercialmente producida en Weyerhaeuser's Prince Albert, molino de pulpa de Saskatchewan; carboxilada se refiere a una pulpa de fibra celulósica carboxilada secada en el Paper and Pulp Research Institute of Canadá (Point-Claire, Quebec); CSF se refiere a Libertad Estándar Canadiense (una medida alternativa de drenaje para PFR); BSWT se refiere a peso base (gsm); WB/DT se refiere a la relación de rompimiento en húmedo/tensión en seco; y WRV se refiere al valor de retención de agua.

CUADRO 6A CUADRO 6B Las hojas de prueba de control incluyeron ya sea una pulpa de control de NBSK (Prince Albert) o una segunda pulpa de control de NBSK (seco por PA-piloto) que se secó de la misma manera que la fibra carboxilada utilizada en las hojas de prueba de la invención. Para estas hojas de prueba, CSF fue ya sea de 375, 475, ó 575 mi, se incluyó KYMENE ya sea a 4.464, 1 1.16, ó 17.856 kg/ton, se incluyó CMC ya sea a 0, 1.78 ó 3.57 kg/ton. Las hojas de prueba que incluyen las fibras carboxiladas tuvieron una resistencia al rompimiento en húmedo, resistencia a la tensión, y relación de rompimiento en húmedo/tensión en seco mejoradas en comparación con aquellas hojas de prueba elaboradas a partir de cualquier pulpa de NBSK comercial a cualquier drenaje determinado (CSF). También se prepararon hojas de prueba de tisú de baja densidad, de bajo peso base a partir de estas pulpas refinadas utilizando un refinador Esher-Wyss y que incluyen cantidades variables de agente de resistencia en húmedo (KYMENE) y carboximetilcelulosa (CMC). Las figuras 6A-8B comparan el rendimiento real y pronosticado de estas hojas de prueba con base en análisis de regresión de los datos de hojas de prueba, y comparan la resistencia al rompimiento en húmedo, resistencia a la tensión en seco, y rompimiento en húmedo/resistencia a la tensión en seco contra una cantidad de agente de resistencia en húmedo a diversas libertades. Los productos de la invención utilizan de manera más efectiva los agentes de resistencia en húmedo (por ejemplo, KYMENE) para crear mayor resistencia en húmedo en tisús. Las figuras 6A y 6B son gráficas que comparan la resistencia al rompimiento en húmedo real y pronosticada de hojas de prueba elaboradas con fibras carboxiladas con aquella de hojas de prueba elaboradas con una pulpa de control a diversas velocidades de adición de KYMENE. El refinado de NBSK varía para cada gráfica, y la velocidad de adición de CMC es de 0 kg/ton en ambos ejemplos. La resistencia al rompimiento en húmedo de las hojas de prueba que contienen fibras carboxiladas es mayor a la del control a todas las velocidades de adición de KYMENE. La figura 6A ¡lustra rompimiento en húmedo contra adición de agente de resistencia en húmedo para pulpa refinada para CSF=475, y la figura 6B ilustra rompimiento en húmedo contra adición de agente de resistencia en húmedo para pulpa refinada para CSF=375. La curva punteada es la curva pronosticada para tisús que contienen pulpa carboxilada, los puntos (+) son puntos reales para tisús que contienen pulpa de fibra carboxilada, la curva continua es la curva pronosticada para tisús de control que incluyen pulpa de fibra no carboxilada, y los puntos (?) son puntos reales para tisús de control que contienen fibras no carboxiladas. Las hojas de prueba preparadas a partir de la pulpa de fibra carboxilada tienen mayor resistencia al rompimiento en húmedo que la pulpa de control en las escalas de adición de resistencia en húmedo comercialmente útiles. Un objetivo preferido de esta invención sería producir tisús con mayor resistencia en húmedo sin incrementar la resistencia en seco de los tisús. Las figuras 7A y 7B son gráficas que comparan la resistencia a la tensión en seco real y pronosticada de hojas de prueba elaboradas con fibras carboxiladas con aquellas de hojas de prueba elaboradas con pulpa de control a diversas velocidades de adición de KYMENE. El refinado de NBSK varía para cada gráfica, y la velocidad de adición de CMC es de 0 kg/ton en ambos ejemplos. La resistencia a la tensión en seco de las dos hojas de prueba son comparables hasta aproximadamente 11.16 kg. de KYMENE/ton. Por lo tanto, un experto en la técnica reconocerá que la resistencia en seco de las dos hojas de prueba es comparable en la escala normal y comercialmente viable para inclusión de KYMENE. La figura 7 A ilustra tensión en seco contra adición de agente de resistencia en húmedo para pulpa refinada para CSF=475, y la figura 7B ilustra tensión en seco contra adición de agente de resistencia en húmedo para pulpa refinada para CSF=375. La curva punteada es la curva pronosticada para tisús que contienen pulpa carboxilada, los puntos (+) son puntos reales para tisús que contienen pulpa de fibra carboxilada, la curva continua es la curva pronosticada para tisús de control que incluyen pulpa de fibra no carboxilada, y los puntos (? ) son puntos reales para tisús de control que contienen fibras no carboxiladas. Las hojas de prueba preparadas a partir de la pulpa de fibra carboxilada tienen resistencia a la tensión en seco comparable con la pulpa de control en las escalas de adición de resistencia en húmedo comercialmente útiles. Las figuras 8A y 8B son gráficas que comparan la relación de rompimiento en húmedo/resistencia a la tensión en seco real y pronosticada de hojas de prueba elaboradas con fibras carboxiladas con aquellas de hojas de prueba elaboradas con pulpa de control contra velocidad de adición de KYMENE. El refinado de NBSK varía para cada gráfica, y la velocidad de adición de CMC es de 0 kg/ton en ambos ejemplos. Esta relación de resistencia al rompimiento en húmedo/resistencia a la tensión en seco combina los datos de las figuras 6A - 7B. Los productos de la invención muestran una mejora sustancial en esta relación en todas las velocidades de adición de KYMENE. La figura 8A ¡lustra rompimiento en húmedo/tensión en seco contra adición de agente de resistencia en húmedo para pulpa refinada para CSF=475, y la figura 8B ¡lustra rompimiento en húmedo/tensión en seco contra adición de agente de resistencia en húmedo para pulpa refinada para CSF=375. La curva punteada es la curva pronosticada para tisús que contienen pulpa carboxilada, los puntos (+) son puntos reales para tisús que contienen pulpa de fibra carboxilada, la curva continua es la curva pronosticada para tisús de control que incluyen pulpa de fibra no carboxilada, y los puntos (? ) son puntos reales para tisús de control que contienen fibras no carboxiladas. Las hojas de prueba preparadas a partir de la pulpa de fibra carboxilada tienen una relación de rompimiento en húmedo/tensión en seco mayor que la pulpa de control en las escalas de adición de resistencia en húmedo comercialmente útiles. Los productos de tisú representativos de la invención se ilustran en las figuras 9A y 9B. La figura 9A ilustra un producto de tisú de dos capas representativo (200) que tiene una primera capa 202 y segunda capa 204. La figura 9B ilustra un producto de tisú de tres capas representativo (210) que tiene una primera capa 2 2, segunda capa 214, y tercera capa 216.

Los métodos utilizados para determinar los parámetros aquí mencionados se describen a continuación.

Método de determinación de peso base El área de varias hojas de papel se determina a partir de mediciones lineales y la masa se determina por peso. La relación de la masa al área es el peso base (es decir, g/m2). Los valores de muchas propiedades físicas de papel tales como rompimiento, desgarramiento, tensión, volumen, y calibre son interpretados y especificados con respecto al peso base particular implicado. Diez hojas de papel de muestra se seleccionan y se cortan para obtener un área objetivo de muestra total de 5,000 cm2. De cada muestra, se seleccionan aleatoriamente dos hojas. Se mide cada lado de la hoja seleccionada. Si las longitudes de cualquiera de los dos bordes opuestos difieren en más de 1 mm, la muestra debe ser recortada, ya que los lados no son lo suficientemente paralelos. Se promedian las mediciones de los lados opuestos y se registran a los 0.25 mm más cercanos. Se pesa cada modelo en la balanza y se registra el peso. El peso base (o gramaje), g/m2, para cada modelo se calcula de la siguiente manera: BW(g/m2)=106X M/(L X W) en donde M = masa del modelo (g); L = longitud promedio de los modelos de muestra (mm); y W = ancho promedio de los modelos de muestra (mm).

Los métodos relacionados para determinar el peso base incluyen ISO 536: 1995 (E), Papel y Cartón, Determinación de Gramaje; y TAPPI T 410 om-98, Gramaje de Papel y Cartón (peso por unidad de área).

Método de determinación de resistencia a la tensión Este método se utiliza para determinar tres propiedades de ruptura del papel: la fuerza requerida para causar falla de tensión en un modelo de ancho especificado (carga de ruptura o resistencia a la tensión); el alargamiento del modelo en falla (la diferencia entre la longitud deformada y la longitud original expresada como una relación); y la energía absorbida por unidad de área por el modelo para falla (absorción de energía de tensión o TEA). Las pruebas se realizan en un sistema de prueba universal Instron 4422. La cruceta se mueve a un índice de velocidad predeterminado uniforme. El modelo de elasticidad (módulo de Young) también se puede determinar con este método. Para medir el índice de tensión y/o longitud de ruptura, se requiere el peso base de la muestra. Las propiedades de tensión de papel en productos de papel generalmente indican resistencia a la ruptura potencial durante impresión y otras operaciones de conversión en donde una variedad de tensiones en plano actúan sobre la hoja. El alargamiento indica la capacidad del papel para apegarse a un perfil deseado, y esto ocurre repetidamente en prensas de impresión y otros procedimientos. La absorción de energía de tensión (TEA) es un indicador de qué tanto soportará el papel las tensiones repetitivas, y, por lo tanto, es una medida de durabilidad. Las propiedades de tensión dependen de las características de la pulpa original (especie de madera, tipo y condiciones de formación de pulpa, grado de blanqueo) y tratamiento posterior durante elaboración de papel (grado de refinado, tipo y cantidad de aditivos, cantidad de material reciclado). La resistencia a la tensión es importante en la fabricación de pulpa debido a que sus propiedades de resistencia influyen en aquéllas del papel a partir del cual está hecha. Todas las muestras deben ser acondicionadas y probadas en 23+/- 1 °C y 50+/- 2% de humedad relativa. Se cortan modelos de 25 mm (aproximadamente 2.54 centímetros) de ancho y aproximadamente 250 mm de longitud, con la dirección de prueba (dirección de máquina o dirección transversal de la máquina) paralela con la dimensión larga. Los modelos de hojas de prueba se deben cortar de 15 mm de ancho por 125 - 145 mm de longitud. La longitud del modelo debe ser suficiente para las regiones de prueba de intervalo más sujeción de aproximadamente 25 mm para cada abrazadera. Se selecciona la celda de carga adecuada para los materiales que son probados. Para la mayoría de las pruebas, se utiliza una celda de carga de tipo de 50 kg que tenga una escala de prueba de 1 - 50 kg. Para probar grados muy fuertes (cartón para revestidos y cartón para contenedores), se utiliza una celda de carga tipo "CT" que tenga la capacidad para probar de 2.26 - 1 13.37 kg. (100 kg). Para hojas de prueba, es conveniente una celda de carga de 25 kg que tenga una escala de prueba de 0.5 - 25 kg. Se prepara el instrumento Instron al identificar el método de prueba necesario, el cual es específico del marco del instrumento y específico de la celda de carga. Alternativamente, el método se puede crear o modificar utilizando la guia del técnico y manuales de Instron. Se ajusta el intervalo de sujeción a 180 mm con la inflexión remota y una regla de acero en la abrazadera inferior. Se vuelve a poner a cero el intervalo al activar el reestablecimiento de GL en el panel de control. Se etiqueta el modelo y se prueba en la dirección (es decir, MD o CD). Para determinación del módulo de la elasticidad, se mide cada tira de prueba para espesor en tres posiciones a lo largo de la longitud de la tira. Se registra el espesor de tira promedio en milímetros. Para calibración, se conecta la celda de carga adecuada y su cable conector con el marco de Instron correcto. El método de calibración electrónica calibra entonces el dispositivo de Instron. Para obtener mediciones de muestra, se selecciona el método de prueba adecuado y se siguen los mensajes del programa para instrucciones y entradas específicas. La velocidad estándar utilizada es de 25.4 mm por minuto y la presión de sujeción debe permanecer constante a 4.56 kg/cm2. Se insertan los modelos, hasta 10 a la vez para papeles delgados, en la mordaza superior para asegurar la alineación vertical con la mordaza inferior cuando se sujetan ambas mordazas. Las mordazas deben ser perpendiculares a la longitud del modelo (y a la dirección de arrastre) para una prueba precisa. Una vez que el modelo se sujeta en la mordaza inferior, se siguen los mensajes del método y se deja que la computadora inicie la prueba. Para verificar los cálculos de software, se imprime el archivo REP y una gráfica de la primera muestra. Se utilizan los valores de carga de alargamiento y máximos a partir de la gráfica para calcular la tensión, alargamiento, y longitud de ruptura. El módulo de elasticidad se puede calcular al trazar una línea tangente a la región elástica de la curva y calcular la inclinación. Se prueban 10 modelos por muestra. Para calcular la carga de ruptura (B) en unidades de kN/m, se utiliza la siguiente fórmula: B(kN/m) = 9.80665f/w en donde f = carga en falla (kg) y w = ancho de modelo (mm). Para calcular el índice de tensión (T) en unidades de Nm/g, se utiliza la siguiente fórmula: T (Nm/g) = 981 Of/wg en donde g = condición para peso base (g/m2). Para calcular la longitud de ruptura (L) en unidades de km, se utiliza la siguiente fórmula : L = 1000f/wg. Para calcular el alargamiento (e) en unidades de %, se utiliza la siguiente fórmula: e (%) = 100(sf-s)/s en donde s= intervalo inicial (no deformado) (mm); y sf= intervalo en falla (mm).

La absorción de energía de tensión (TEA), J/m2, es el trabajo realizado para tensar el modelo a falla y es medido por la integral del esfuerzo de tracción sobre la escala de la resistencia a la tensión, de cero a tensión máxima. La TEA es expresada como energía por unidad de área (ancho X de intervalo de prueba) del modelo de prueba. El cálculo de TEA se realiza mediante software de adquisición. El índice de TEA, J/g, se obtiene al dividir la TEA entre el peso base de modelo (g/m2). El módulo de elasticidad (E), GPa, se calcula a partir de la pendiente de la región elástica de la curva de la tensión/deformación utilizando la siguiente fórmula: E(Gpa) = 0.00981 [(L2-L1(s)]/(w)(t)(E2-E1 )] En donde L1= la más baja de dos cargas localizadas en la región elástica de la curva (kg); L2= la más alta de las dos cargas (kg); E1= el alargamiento de modelo a L1 (mm); E2= el alargamiento de modelo a L2 (mm); y T= espesor de modelo promedio (mm). Los métodos relacionados para determinar propiedades de tensión incluyen ISO 1924-2: 1994-(E) Papel y Cartón, Determinación de Propiedades de Tensión, Parte 2: Velocidad Constante de Método de Alargamiento; y TAPPI T 494 om-96, Propiedades de Ruptura de Tensión de Papel y Carbón (utilizando velocidad constante del aparato de alargamiento).

Método de determinación de espesor Este método se utiliza para determinar el espesor de hoja sencilla de papel y cartón mediante el uso de un micrometro accionado con motor que utiliza una carga especificada aplicada para un tiempo especificado. El método es adecuado para usar la técnica de platina suave IPC para medir espesor aparente. Esta técnica emplea un micrómetro con caras de presión cubiertas con hule de neopreno suave. Esto tiene el efecto de reducir las lecturas de espesor debido a la capacidad del látex para ajustarse a irregularidades de superficie. Esto es útil cuando se miden materiales con superficies ásperas o irregulares, tales como cartón de revestidos y medio corrugado. El espesor es una propiedad importante para el papel ya que influye en las propiedades tales como estructura (volumen), rigidez, opacidad, y doblez. Las variaciones en espesor también son muy útiles con el fin de monitorear variables de máquina importantes. Las muestras son acondicionadas y probadas a 23 +/- 1 °C y a 50+/-2% de humedad relativa. Las muestras deben ser suficientes para obtener un mínimo de 20 y hasta 50 lecturas. Se limpian las superficies de las platinas con papel sin borra y se ajusta la lectura del micrómetro a cero. Se inserta un solo modelo en la abertura del calibre, dejando que las caras de presión se cierren y se estabilice la lectura. Se realizan 50 pruebas por muestra (por ejemplo, 5 lecturas por hoja en cada una de 10 hojas). Después de cada muestra, se verifica que la puesta a cero del instrumento no sea haya desviado. Si se ha desviado, se limpian las platinas y se reajusta según sea necesario.

El espesor de hoja sencilla se reporta en mm (al 0.001 mm más cercano) o en milésimas de centímetro. Para calcular el volumen seco en aire (cm3/g), se utiliza la siguiente fórmula: volumen (m3/g)=1000 A/B en donde A= espesor (mm), y B= peso base seco en aire (g/m2). Para calcular densidad seca en aire ("aparente") (kg/m3), se utiliza la siguiente fórmula: Densidad (kg/m3)=B/A en donde A= espesor (mm), y B= peso base seco en aire (g/m2). Los métodos relacionados para determinar espesor incluyen TAPPI T 41 1 om-97, Espesor (Calibre) de Papel, Cartón, y Cartón Combinado; TAPPI T 551 pm-92, Espesor de Papel y Cartón (método de platina suave); e ISO 534: 1988(E) Papel y Cartón, Determinación de Espesor y Densidad Volumétrica Aparente o Densidad de Hoja Aparente.

Método de determinación de Libertad Estándar Canadiense El método de prueba de Libertad Estándar Canadiense (CSF) se utiliza para evaluar los cambios en las características de drenaje de la pulpa durante refinado. Además, el método se utiliza para monitorear la pasta papelera de cajas de cabeza como un precursor de cómo se comportará la suspensión de pulpa diluida en el extremo húmedo de la máquina de papel en la liberación de agua. La libertad depende en gran media del grado de refinado y por lo tanto, es un buen indicador del volumen de pulpa y propiedades de resistencia. El método es adecuado para cualquier tipo de pulpa que se puede utilizar por sí misma o con relación a otros métodos de prueba (refinado de laboratorio utilizando el PFI, Escher-Wyss, Valley Beater). El método está basado en una modificación de ISO 5267-2. En el método, se captura y se mide el volumen de agua drenada a partir de 3 g secados en horno (OD) de pulpa a 0.3% de consistencia en un medidor estándar. La cantidad drenada depende principalmente de la cantidad de desechos (es decir, partículas finas) presentes y en un menor alcance, en el grado de fibrilación, flexibilidad, y compresibilidad de las fibras. Las pulpas con un contenido de materia seca igual o mayor a 20% se sumergen en agua desíonizada durante al menos 4 horas y durante no más de 48 horas. La pulpa luego es desintegrada según lo descrito en el método de Desintegración de Pulpa WM I-5263. Para pulpas que no están siendo refinadas, se desintegra el equivalente de 24-30 OD g en 2450 - 2900 mi de agua desionizada durante 5 minutos (15,000 revoluciones) en el desintegrador estándar. Todas las muestras son probadas inmediatamente después de preparación (por ejemplo, desintegración, refinado). La CSF de pulpas refinadas puede cambiar con el tiempo. La consistencia seca en horno de la muestra que es probada debe ser de 0.3% +/- 0.02%. Utilizando el dispositivo de prueba, el cual incluye una cámara y un embudo que tiene un orificio inferior tradicional y un segundo orificio lateral, se coloca un cilindro graduado debajo del orificio lateral del embudo para recolectar la descarga.

Se coloca un vaso de precipitado de 1000 mi debajo del orifico inferior para recolectar toda la descarga. Se mezcla completamente la muestra diluida y se retira el equivalente de 3.00 OD g en un cilindro graduado de 1000 mi. Esta cantidad es calculada a partir de una medición de consistencia de la muestra: Cantidad de muestra retirada (g) = 3.00 g (100)/% de consistencia. Se ajusta la muestra a 0.30% de consistencia al diluir el contenido del cilindro graduado hasta la marca de 1000 mi. Se vierte el contenido en la cámara superior del medidor de libertad. Se cierra y sujeta la tapa superior de la cámara y se cierra la llave de aire sobre la tapa superior de la cámara. Se abre la tapa inferior y se abre la llave de aire en la parte superior. Cuando la descarga se ha detenido completamente del orificio lateral, se recolecta el volumen en un cilindro graduado adecuado. Se lee el volumen de esta descarga al 1 mi más cercano para valores inferiores a 100 mi, a los 2 mi más cercanos para valores entre 100 mi y 250 mi, y a los 500 mi más cercanos para valores que exceden 250 mi. La libertad (CSF) se reporta para el siguiente mi completo. Los métodos relacionados para determinar la libertad de pulpa se describen en TAPPI T 227 om-94, Libertad de Pulpa; e ISO 5267-2: 1980 Pulpas, Determinación de Drenabilidad, Parte 2: Método de Liberta "Estándar Canadiense.

Método de determinación de valor de retención de agua El valor de retención de agua (WRV) puede ser una herramienta útil para evaluar el rendimiento de pulpas con relación al comportamiento de deshidratación en la máquina de papel. La utilidad del método en una aplicación particular puede variar dependiendo del tipo de pasta papelera, aditivos, configuración de la máquina, y otros factores. El método provee valores estándares de fuerza centrífuga, tiempo de centrifugación y preparación simple de modo que los resultados se puedan comparar con valores estándares. WRV, tal como se mide a través de este método, es la cantidad de agua retenida por una muestra de pulpa después de ser sometida a una fuerza centrífuga igual a 900 veces la fuerza de gravedad durante 30 minutos (2 minutos para alcanzar la velocidad máxima). El peso base de la pulpa es de 1400 g/m2 (OD). El método es una modificación de TAPPI UM-256. Para realizar las pruebas, se requiere una centrífuga de laboratorio con cabeza de libre oscilación (IEC modelo HN-SII o equivalente) con medidor digital de rpm. La consistencia de la pulpa, si está en forma diluida, debe ser conocida de manera precisa al 0.1 % más cercano. Las pulpas secas deben ser sumergidas. Se pesa el equivalente de 0.709 OD g de pulpa, si está seco, se sumerge en un pequeño contenedor con agua desionizada durante un mínimo de 4 horas. Se desgarra la pulpa sumergida en piezas de tamaño de "chícharo" (3-7 mm), si se secaron previamente y se colocan en un contenedor y se llena con agua desionizada. Se combina la mezcla de pulpa y agua durante aproximadamente 30 segundos, se vierte cuidadosamente la suspensión en un tubo de centrífuga asegurándose que se forme una almohadilla uniforme y se remueva el agua sobrenadante. Se centrifuga a 2600 +/- 20 rpm durante 30 minutos. Después de centrifugado, se remueven las almohadillas de los tubos y se pesan las almohadillas al 0.001 g más cercano. Se secan las almohadillas al colocarlas en un horno y secar a 105 +/-3°C durante al menos 12 horas, pero no más de 72 horas. Se pesan las almohadillas secas al 0.001 g más cercano. El valor de retención de agua (WRV), en unidades de gramos de agua/gramos de fibra, se calcula utilizando la siguiente fórmula: WRV (g/g) = (W - D)/D en donde W = masa de almohadilla después de centrifugado (g), y D = masa seca de almohadilla (g).

Método de determinación de resistencia de filtración de pulpa La resistencia de filtración de pulpa (PRF) es una medida de la resistencia de una pulpa al drenaje. PRF es una herramienta importante para juzgar la capacidad de una pulpa a deshidratarse en diversos niveles de refinado. Esto tiene un impacto directo en las temperaturas de la presecadora de la máquina de papel y velocidad de la máquina. La prueba consiste en tres filtraciones temporizadas de 100 mi de la suspensión a través de un tamiz en la boquilla de PFR. Este tamiz está hecho del mismo material de un solo filamento utilizado como alambres para la hoja de prueba. El método para llevar a cabo la medición de PFR se describe en la patente de E.U.A. No. 5,228,954. La PFR es, como la Libertad Estándar Canadiense (CSF), un método para medir la velocidad de drenaje de suspensiones de pulpa. Se cree que la PFR es un método superior para distinguir fibras con respecto a sus características de drenaje. Para propósitos de estimación, la CSF puede estar relacionada con PFR a través de la siguiente fórmula: PFR =1 1270/CSF-10.77, en donde la PFR está en unidades de segundos y la CSF está en unidades de mililitros. Debido a que esta relación está sujeta a error, debe ser utilizada para propósitos de estimación solamente. Un método más preciso de medición de la PFR es el siguiente. La PFR se mide al descargar tres alícuotas sucesivas de una suspensión con 0.1 % de consistencia a partir de un dosificador y filtrar a través de un tamiz conectado a la descarga del dosificador. Se registra el tiempo requerido para recolectar cada alícuota y el tamiz no es removido o limpiado entre filtraciones. El dosificador (obtenido de Special Machinery Corporation, 546 Este Avenue, Cincinnati, OH 45232, Dibujo #C-PP-318) está equipado con un accesorio de PFR (también obtenido de Special Machinery Corporation, Dibujo #4A-PP-103, parte #8). El accesorio de PFR es cargado con un tamiz limpio (se utiliza un círculo cortado a troquel de 2.54-0.31 cm. del mismo tipo de tamiz utilizado para formación de hojas de prueba, Appleton Wire 84 x 76M, y se carga con el lado de la hoja hacia "arriba" en el medidor). Se prepara una suspensión de 0.10% de consistencia de pulpa desintegrada en el dosificador a un volumen de 19 litros, con el accesorio de PFR en posición. Se coloca un matraz volumétrico de 100 mi debajo de la salida del accesorio de PFR. La válvula de salida del dosificador se abre y se inicia un temporizador, la válvula se cierra y el temporizador se detiene en el momento en que se recolectan 100 mi en el matraz volumétrico (probablemente se drenará líquido adicional en el matraz después de que se cierra la válvula). El tiempo es registrado a los 0.10 segundos más cercanos, marcados como "A". El filtrado es descartado, el matraz se vuelve a colocar, y recolectan otros 100 mi de alícuota a través del mismo procedimiento sin remover o limpiar el tamiz entre filtraciones. Este intervalo de tiempo es registrado como "B". Nuevamente, el filtrado es descartado, el matraz se vuelve a colocar, y se recolectan otros 100 mi de alícuota a través del mismo procedimiento sin remover o limpiar el tamiz entre filtraciones. Este intervalo de tiempo es registrado como "C". Luego se calcula PFR utilizando la siguiente ecuación: en donde A, B y C son los intervalos registrados, y E es una función de temperatura utilizada para corregir la PFR al valor que se observaría a 24°C: E=1 +(0.013 x (T-24)), en donde T es la temperatura de suspensión medida al °C más cercano en el dosificador después de tomar la última alícuota.

Preparación de hoja de prueba y método de prueba de rompimiento en húmedo Preparación de hoja de prueba Se refinaron aproximadamente 30-31 g de pulpa en un refinador de PFI a 570±5 mi de Libertad Estándar Canadiense. Se colocaron diecinueve gramos (base seca) de la pulpa refinada en un total de 2000 mi de agua en un desintegrador British, se agregaron 2.28 g de solución KY ENE 557H al 12.5%, y la suspensión se desintegró durante 10 minutos. La suspensión de pulpa desintegrada resultante se diluyó hasta 19 L para formar una suspensión de 0.1 % de consistencia. La velocidad de drenaje de esta suspensión se midió a través de la cantidad de tiempo tomado para pasar 300 mi de agua de filtrado, utilizando una altura de cabeza de suspensión líquida de 91.44 centímetros, a través de un alambre de formación de hoja de prueba circular con un diámetro de 2.54 cm que contiene 84x76 alambres por centímetro. El alambre de formación se obtuvo de Albany International, 435 Sixth St., Menasha, Wis., 54952.

Método de prueba de rompimiento en húmedo. Se utilizó una caja de marco de molde de 30.48 centímetros x 30.48 centímetros para formar hojas de prueba de aproximadamente 26 g/m2 de peso base y aproximadamente de 240 kg/r3 de densidad en el alambre de formación antes descrito. Se formaron cinco hojas para cada pulpa. Las hojas no se prensaron en húmedo. La deshidratación de la hojas de prueba se realizó al pasar las hojas inmóviles en el alambre de formación sobre una hendidura al vacío. Las hojas se secaron en una secadora de tambor calentada con vapor y se curaron en un horno durante una hora a 105°C. La resistencia al rompimiento en húmedo de las hojas se midió en un medidor de rompimiento en húmedo Thwing Albert Modelo 1300-177 fabricado por Thwing Albert Instrument Co., Filadelfia, PA. 19154. Se realizaron ocho mediciones para cada pulpa y se calculó y tomó el promedio como la resistencia al rompimiento en húmedo. Aunque la modalidad preferida de la invención ha sido ilustrada y descrita, se apreciará que se pueden hacer diversos cambios en la misma sin apartarse del espíritu y alcance de la invención.

PFR, SEG2 FIG. 3

Claims (10)

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1.- Un método para elaborar un producto de tisú, que comprende: (a) depositar una primera pasta de papel fibrosa en un alambre de formación para proveer una primera pasta de papel depositada; (b) depositar una segunda pasta de papel fibrosa en la primera pasta de papel depositada para proveer una trama húmeda, en donde al menos una de la primera pastas de papel fibrosa o la segunda pasta de papel fibrosa comprende fibras celulósicas carboxiladas; (c) retirar agua de la trama húmeda para proveer una hoja; y (d) secar la hoja para proveer el producto de tisú que tiene por lo menos dos capas, caracterizado porque por lo menos una capa comprende fibras celulósicas carboxiladas.

2.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque las fibras celulósicas carboxiladas tienen un contenido de carboxilo de alrededor de 6 a aproximadamente 60 meq/100 g de celulosa.

3.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque las fibras celulósicas carboxiladas tienen un contenido de aldehido de menos de alrededor de 1 meq/100 g de celulosa.

4. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la primera pasta de papel fibrosa o la segunda pasta de papel fibrosa comprende fibras no carboxiladas.

5. - El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque las fibras no carboxiladas son de por lo menos una fibra reciclada, fibras de pulpa de madera dura kraft blanqueada, fibras de pulpa de madera blanda kraft blanqueada, fibra de pulpa de sulfito blanqueadas, o fibras de pulpa quimio-termomecánicas blanqueadas.

6. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la primera pasta de papel o la segunda pasta de papel comprende un agente de resistencia en húmedo.

7. - El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque el agente de resistencia en húmedo comprende una resina de poliachlamida-epiclorohidrina.

8.- El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque el agente de resistencia comprende un almidón catión ico.

9. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la primera pasta de papel fibrosa o la segunda pasta de papel fibrosa comprende carboximetilcelulosa.

10. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende depositar una tercera pasta de papel fibrosa en la segunda pasta de papel fibrosa depositada, caracterizado porque al menos una de la primera pasta de papel fibrosa, la segunda pasta de papel fibrosa, o la tercera pasta de papel fibrosa comprende fibras celulósicas carboxiladas, para proveer el producto de tisú con por lo menos tres capas, en donde por lo menos una capa comprende fibras celulósicas carboxiladas.