MXPA04011569A

MXPA04011569A - Metodo de conversion para hojas secadas en forma continua no crepadas y productos resultantes.

Info

Publication number: MXPA04011569A
Application number: MXPA04011569A
Authority: MX
Inventors: Catherine Paschke Anne
Original assignee: Kimberly Clark Co
Priority date: 2002-06-07
Filing date: 2003-05-06
Publication date: 2005-03-07
Also published as: US6802937B2; WO2003104552A2; AU2003232087A8; WO2003104552A3; AU2003232087A1; US20030228444A1

Abstract

Las hojas de tisu secadas en forma continua no crepadas son mecanicamente tratadas mediante el calandrar y grabar para proporcionar una combinacion unica de propiedades deseadas a la hoja resultante, la cual exhibe mas uniformidad de superficie, una suavidad mejorada, un alto volumen y absorbencia.

Description

METODO DE CONVERSIÓN PARA HOJAS SECADAS EN FORMA CONTINUA NO CREPAPAS Y PRODUCTOS RESULTANTES Antecedentes de la Invención En la fabricación de los productos de tisú, tales como tisú de baño, los productos secados en forma continua no crepados son ahora muy conocidos en el arte y son comercialmente populares. Una ventaja significativa del proceso de secado en forma continua no crepado es la capacidad de hacer hojas de tisú que tienen más alto volumen y suavidad. El volumen de estas hojas se debe grandemente a la topografía de tres dimensiones de las telas secadas en forma continua usadas para producirlos. Esta topografía de tres dimensiones es moldeada en la hoja de tisú durante el secado en forma continua y es tenazmente flexible, aún bajo altas cargas, debido a la unión de hidrógeno creada durante el secado. Mientras que esta propiedad es muy deseable en muchos aspectos, hace muy difícil la subsiguiente modificación de la hoja durante la etapa de conversión. Se entiende que la etapa de conversión generalmente significa esa parte del proceso total de fabricación que ocurre después de que la hoja de tisú es formada y primero enrollada en un rollo madre. Durante la conversión, la hoja puede calandrarse y/o grabarse, cortarse, reenrollarse en rollos más pequeños y empacarse para la venta como tisú de baño, toallas de papel y similares. La dificultad en modificar la hoja durante la conversión surge particularmente con respecto al grabado, que típicamente no proporciona prontamente permanentes cambios a la hoja secada en forma continua no crepada debido a su memoria.

Sin embargo, debido a diferentes demandas del consumidor en varios segmentos del mercado, es deseable ser capaz de alterar las propiedades de la hoja durante la etapa de conversión del proceso de fabricación. Por tanto hay una necesidad por un método de conversión que deseablemente altera las propiedades de la hoja de tisú secada en forma continua no crepada para producir productos de tisú únicos.

Síntesis de la Invención Se ha descubierto ahora que pueden hacerse deseables y permanentes cambios a la hoja base de tisú secada en forma continua no crepada usando un único proceso de grabado precedido por el calandrado apropiado, la combinación de los cuales esencialmente aumentan la homogeneidad visual y estructural de la hoja base. El producto resultante posee una única estructura y combinación de propiedades. El proceso de grabado incluye relaciones de geometría y especiales de elemento de grabado que han sido descubiertas para ser efectivas en modificar la topografía de la hoja secada en forma continua no crepada .

Por ende en un aspecto, la invención reside en un método de manipular mecánicamente una hoja de tisú secada en forma continua no crepada que tiene ondas voluminosas orientadas en la dirección a la máquina de la hoja, digamos el método comprende : a) calandrar la hoja de tisú secada en forma continua no crepada entre un rodillo de acero y un rodillo de respaldo flexible; y b) grabar la hoja calandrada entre los rodillos de grabar de acero grabado, cada uno de los rodillos de grabar contienen una pluralidad de elementos machos de grabar que tienen una base y un pico que están conectados por paredes laterales inclinadas, en donde el área proyectada de la base del elemento es desde alrededor de 0.03 a 0.5 milímetros cuadrados, el área de superficie del elemento pico es desde alrededor de 0.02 a alrededor de 0.3 milímetros cuadrados, la altura del elemento es desde alrededor de 0.5 a alrededor de 3 milímetros, el mínimo espaciado de elemento a elemento es desde alrededor de 0.3 a alrededor de 3 milímetros, el elemento de la densidad del patrón es desde alrededor de 15 a alrededor de 70 elementos por centímetro cuadrado de la superficie del rodillo de grabar, en donde durante la operación los rodillos de grabar son colocados con relación a cada uno de tal forma que las bases del elemento de un rodillo parcialmente traslapa las bases del elemento del otro rodillo y engancha uno al otro a un nivel desde alrededor de 25 a alrededor de 60 por ciento de enganche, por lo que la hoja de tisú es agarrada entre partes de los elementos de enganche de tal forma que es tensada en ambas la dirección a la máquina y en la dirección transversal a la máquina de la hoja.

En otro aspecto, la invención reside en un hoja de tisú secada en forma continua no crepada que tiene una estructura base caracterizada al menos en parte por un parámetro de perfilometria de contacto de estilete "St" (después definido) de alrededor de 1,100 mieras o menos, más específicamente de alrededor de 1,000 mieras o menos, aún más específicamente de alrededor de 900 mieras o menos, aún más específicamente desde alrededor de 700 a alrededor de 1,100 mieras, y aún más específicamente desde alrededor de 700 a alrededor de 900 mieras, y/o un parámetro de perfilometria de contacto de estilete "St" (después definido) de alrededor de 0.300 o mayor, más específicamente desde alrededor de 0.300 a alrededor de 0.700, aún más específicamente desde alrededor de 0.300 a alrededor de 0.600, y aún más específicamente desde alrededor de 0.300 a alrededor de 0.500.

El impacto del método de esta invención en el parámetro " St" de una hoja, que es una medida en la dirección z, dependerá con el peso base, el grosor y la topografía del material de inicio. Para las toallas de papel, que tienden a ser más pesadas y gruesas que el tisú de baño, por ejemplo, el parámetro "St" probablemente disminuirá como resultado del método de esta invención. Por otro lado, para los tisúes de baño, que tienen un material de inicio más ligero y más delgado, el parámetro " St" probablemente aumentará. Sin embargo, para cualquier material de inicio, el parámetro "St" que es una medida de la homogeneidad visual de la superficie de la hoja, siempre aumentará como resultado del método de esta invención. Estos cambios estructurales de la topografía de la hoja también resultan en una única combinación de otras propiedades.

Por ende, en otro aspecto, la invención reside en un rollo de una hoja de tisú, en donde la hoja de tisú es una hoja secada en forma continua no crepada que tiene un parámetro "St" de perfilometria de contacto de estilete desde alrededor de 0.300 o mayor, un parámetro "St" de perfilometria de contacto de estilete desde alrededor de 100 mieras o menos, un Volumen Vacío de alrededor de 8 o más gramos por gramo, y un Volumen de Hoja de alrededor de 12 centímetros cúbicos o mayor por gramo, el rollo tiene un Volumen de Rollo de alrededor de 13 centímetros cúbicos o mayor por gramo.

En otro aspecto, la invención reside en una pila de hojas de tisú, en donde las hojas incluyen hojas secadas en forma continua no crepada que tiene un parámetro "St" de perfilometria de contacto de estilete desde alrededor de 0.300 o mayor, un parámetro "St" de perfilometria de contacto de estilete desde alrededor de 1,100 mieras o menos, un Volumen Vacio de alrededor de 8 o más gramos por gramo, y un Volumen de Hoja de alrededor de 12 centímetros cúbicos o mayor por gramo, la pila de hojas tiene un Volumen de Pila de alrededor de 0.25 centímetros cúbicos o mayor por gramo.

Estos y otros aspectos de la invención serán descritos en mayor detalle abajo.

Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1A es una ilustración esquemática de un proceso secado en forma continua no crepado adecuado para hacer hojas base para los propósitos de esta invención.

La Figura IB es una ilustración esquemática del tratamiento de conversión de la hoja base de conformidad con esta invención.

La Figura 2 es una vista de plano de elementos para grabar de grabado macho adecuados para los propósitos de esta invención, ilustrando un ejemplo de la forma y espaciado de los elementos.

La Figura 3 es una vista esquemática de la sección de los elementos de enganchar para grabar de conformidad con esta invención, además ilustrando un ejemplo de la forma de los elementos y del concepto de enganchar.

Las Figuras 4A y 4B son vistas esquemáticas de plano del posicionamiento diagonal de los elementos traslapados, enganchados de conformidad con esta invención (4A) y la posición en la dirección a la máquina (4B) ilustrando el área en la cual la hoja es agarrada para proporcionar un patrón permanente de grabado .

Las Figuras 5A y 5B son fotografías de la vista de plano de una hoja base de tisú secada en forma continua no crepada (5A) y una hoja de tisú de conformidad con esta invención (5B) .

La Figura 6 es un mapa topográfico en tres dimensiones de una toalla de papel secada en forma continua no crepada (control) la cual no ha sido grabada de conformidad con esta invención.

La Figura 7 es un mapa topográfico de tres dimensiones de una toalla de papel secada en forma continua no crepada que ha sido grabada de conformidad con esta invención.

La Figura 8 es un mapa topográfico de tres dimensiones de otra toalla de papel secada en forma continua no crepada que ha sido grabada de conformidad con esta invención.

Descripción de los Métodos de Prueba Como se usa aquí, el "Volumen Vacío" es una medida de la apertura estructural de la hoja de tisú y es determinada al saturar una hoja con un líquido no polar y medir el volumen del líquido absorbido. El procedimiento específico es descrito en la patente de los Estados Unidos de América número 5,494,554 otorgada el 27 de febrero de 1996, a Edwards y otros, la cual es aquí incorporada por referencia. Las hojas de esta invención pueden tener un Volumen Vacío de alrededor de 8 gramos por gramo o mayor, más específicamente desde alrededor de 8 a alrededor de 15 gramos por gramo, y aún más específicamente desde alrededor de 10 a alrededor de 12 gramos por gramo.

Como se usa aquí, el "Volumen en Rollo" es determinado por la medición del volumen del producto en rollo (excluyendo el volumen del núcleo) y dividiendo el volumen del producto neto por su peso (excluyendo el peso del núcleo y el peso de cualquier tratamiento añadido tópico químico) . Este procedimiento es más específicamente descrito en la patente de los Estados Unidos de América número 6,077,590 otorgada el 20 de junio de 2000 a Archer y otros, la cual es aquí incorporada por referencia. Los rollos de hojas de esta invención pueden tener un volumen en rollo de alrededor de 10 centímetros cúbicos o mayor por gramo, más específicamente de alrededor de 12 centímetros cúbicos o mayor por gramo, y aún más específicamente desde alrededor de 12 a alrededor de 15 centímetros cúbicos por gramo .

Como se usa aquí, el "Volumen en Pila" es determinado al medir el volumen de una pila de hojas sin compresión externa. La pila de hojas puede o no haber sido previamente comprimida, tal como una pila de hojas de tisú facial dentro de una caja de surtido. En todos los casos, la medición del Volumen de Pila es tomada sin la compresión. Más específicamente, veinte hojas desdobladas son colocadas una sobre lá otra para formar una pila de hojas. El volumen de la pila, medido en centímetros cúbicos, es calculado al multiplicar la longitud de la pila veces el ancho de la pila veces la altura de la pila. El volumen de la pila es dividido por el peso de la pila (excluyendo el peso de cualquier tratamiento añadido tópico químico) , medido en gramos, para producir el volumen en Pila, expresado como centímetros cúbicos por gramo (cc/g) . Para los propósitos de esta invención, el Volumen de Pila puede ser de alrededor de 0.25 centímetros cúbicos por gramo o mayor, más específicamente desde alrededor de 0.25 a alrededor de 0.45 centímetros cúbicos por gramo, aún más específicamente desde alrededor de 0.25 a alrededor de 0.40 centímetros cúbicos por gramo, y aún más específicamente desde alrededor de 0.30 a alrededor de 0.40 centímetros cúbicos por gramo.

Como se usa aquí, el "Volumen en Hoja" es determinado al dividir el "calibre" de una sola hoja (medida en centímetros) por su peso base (medido en gramos por centímetro cuadrado) . El calibre es medido de conformidad con métodos de prueba de la Asociación Técnica de la Industria de la Pulpa y del Papel (TAPPI) T402, "Acondicionado Estándar y Atmósfera de Prueba para el Papel, Cartón, Hojas de Mano de Pulpa y Productos Relacionados" y la T411 om-89, "Calibre del Grosor del Papel de Papel, Cartoncillo, y Cartón Combinado". El micrómetro puede ser un Emvico Modelo 200-A o equivalente, el micrómetro Emvico Modelo 200-A que tiene 56.42 milímetros de diámetro de presión por pie, un área 2500 milímetros de área por pie de presión, una carga de 2.00 kPa, un tiempo de permanencia de 3 segundos y una tasa de rebaje de 0.8 milímetros por segundo. Para los propósitos de esta invención, el Volumen de Hoja puede ser de alrededor de 12 centímetros cúbicos por gramo o mayor, más específicamente desde alrededor de 12 a alrededor de 30 centímetros cúbicos por gramo, y aún más específicamente desde alrededor de 15 a alrededor de 25 centímetros cúbicos por gramo.

Los parámetros de textura de superficie " St" (cubierta en el rango Z) y la proporción del aspecto de la textura de superficie ("Str") son usados para cuantificar características topográficas clave de la estructura de tisú grabado. La textura de superficie "St" es la distancia lineal medida desde el más bajo valle al más alto pico contenidos en el mapa de la superficie topográfica, expresada en micrómetros. La proporción del aspecto de la textura de superficie "Str" es medida desde la función de auto-correlación de dos dimensiones (conocida como una función real de auto-correlación, AACF) derivada de la topografía de superficie y es la proporción del mínimo al máximo radio del pico central en la función real de auto-correlación (AACF) . La auto-correlación es la operación matemática especificando el grado de similitud en una superficie o imagen entre una posición y alguna otra. Se calcula al tomar un mapa topográfico y traslapando un duplicado exacto trasladado por algún desplazamiento en la dirección horizontal y/o vertical. En el caso de un mapa topográfico, los puntos de datos XYZ que comprenden el mapa duplicado son desplazados en todas las posibles direcciones desde los puntos de datos en el mapa original. La correlación entre los mapas original y desplazado es calculada y tramado en contra del desplazamiento x,y. El mapa resultante de las correlaciones produce la función de auto-correlación real comúnmente conocida como el AACF. El pico central en la función real de auto-correlación (AACF) tiene una intensidad máxima conforme representa la correlación máxima (100% de traslapado) entre los mapas topográficos original y duplicado. El análisis del pico central en la función real de auto-correlación (AACF) produce información alrededor de la isotropía de la topografía de superficie e identifica cualquier orientación estructural preferible tal como los picos o valles paralelos. Por convención, antes del análisis la función real de auto-correlación (AACF) está en el umbral en la dirección z al nivel donde la magnitud de la función de auto-correlación cae a 20%. Para propósitos de análisis, los radios mínimo y máximo del pico central en este nivel de umbral son calculados y la proporción del radio mínimo al radio máximo es definido como la proporción de la textura de superficie, Str. Si la estructura topográfica de la superficie es idéntica sin importar la dirección de la medición ( isotrópica ) , la forma del pico central será circular dado que los dos radios serán equivalentes y el valor de Str será el máximo valor posible, 1. Si la superficie contiene alguna estructura que tiene una preferible orientación tal como filas paralelas de picos o valles, la forma del pico central desviará desde la circular y tenderá a alargarse paralela a aquella de la preferible orientación de estructura. En ese caso, el valor calculado de Str también será disminuido dado que la proporción entre los mínimos y máximos radios del pico central son disminuidos a algún valor menor de 1 pero mayor de cero. Por lo tanto, entre más uniforme o isotrópica la superficie topográfica se vuelve, el Str se acercará a un valor de 1. Contrariamente, conforme la topografía de superficie tiene una estructura más altamente orientada, el Str se acercará a un valor de 0.

Es descrito el análisis de la textura de superficie usando la auto-correlación y la medición de la Proporción de la Textura de Superficie, por ejemplo, en el texto El Manual de Procesamiento de Imagen, Tercera Edición, J.C. Russ, ISBN 0-8493-2532-3, páginas 727-735, y el Desarrollo de los Métodos para la Caracterización de la Aspereza en Tres Dimensiones, de K.J. Stout, ed., ISBN 1 8571 8023 2, páginas 180-185, 224-225, que son incorporadas aqui por referencia.

De los originales mapas topográficos, la imagen de auto-correlación y el cálculo del Str son logrados usando los operadores de auto-correlación incluidos en el software analítico, especialmente Form Talysurf Ultra, serie 2 (número de parte K150-1036-02 , Taylor Hobson Ltd., 2 New Star Road, de Leicester, Inglaterra LE4 9JQ) .

El parámetro St es medido del mapa topográfico de la superficie de tisú y es la distancia lineal en la dirección vertical (z) entre el punto más bajo en el mapa al punto más alto en el mapa, expresada en micrómetros . Por lo tanto comprende todos los puntos de los datos xyz contenidos dentro del mapa. Es el análogo del parámetro St para un perfil de una sola línea de dos dimensiones, pero se extiende a la superficie de tres dimensiones que comprende de una serie de tales perfiles. Se obtiene como un parámetro de medición estándar disponible por ejemplo, en el software Form Talysurf Ultra, Serie 2.

Las mediciones para los parámetros Str y St pueden obtenerse usando el software Form Talysurf Láser Interferométrico Stylus Profilometro (de Taylor Hobson Ltd., de 2 New Star Road, de Leicester, Inglaterra LE4 9JQ) . El estilete usado es el número de parte 112/1836, de punta de diamante del radio nominal de 2 micrómetros. La punta del estilete es sacada a través de la superficie de la muestra a una velocidad de 0.5 milímetros por segundo. El rango vertical (Z) es de 6 milímetros, con la resolución vertical de 10.0 nanómetros sobre este rango. Antes de la recolección de datos, el estilete es calibrado en contra de una bola de acero de tungsteno carburo altamente pulida estándar a conocido radio (22.0008 milímetros) y terminado (número de parte 112/1844 (de Taylor Hobson, Ltd.). Durante la medición, la posición vertical de la punta es detectada por un interferómetro láser de helio y neón, número de parte 112/2033. Los datos son recolectados y procesados usando el software Form Talysurf Ultra, Serie 2, que corre en una computadora compatible IBM PC.

Para medir los parámetros de textura de superficie " St" y la proporción del aspecto de la textura de superficie ("Str") para una particular muestra de tisú, una parte del tisú es removida con una navaja de un solo borde o tijeras (para evitar el estiramiento del tisú) de una parte cerca del centro de la hoja (para evitar el rizado del borde u otro daño) . El tisú es acoplado a la superficie de un portaobjetos de vidrio de 2 pulgadas por 3 pulgadas usando la cinta de doble lado y ligeramente presionando en uniforme contacto con la cinta usando otro portaobjetos. El portaobjetos es colocado en la etapa del eje Y, capaz de programarse, eléctricamente operado del Perfilómetro . Para propósitos de medir la superficie, el Perfilómetro es programado para recolectar un mapa topográfico de tres dimensiones, producido por el apuntado de datos automático de 256 trazos del perfil secuencial en la dirección transversal del estilete (eje X) , cada 15 milímetros de longitud. La etapa del eje Y es programada para mover en incrementos de 58.6 micrómetros después de cada travesía es completada y antes de que ocurra la siguiente travesía, proporcionando una total dimensión de la medición del eje Y de 15 milímetros y un área total de mapeo que mide 15 por 15 milímetros. Con este arreglo, los puntos de datos cada uno espaciado 58.6 micrómetros aparte en ambos ejes son recolectados, dando los máximos totales de puntos de datos de 65,536 por mapa disponible con este sistema. El resultante mapa topológico de tres dimensiones, siendo configurado como un archivo de cómputo ".SUR" consiste de datos espaciales del eje X-, Y-, y de Z- (mapa de elevación), entonces es reconstruido para análisis como se describió usando el software Talymap 3D, versión 2.02, número de parte B112/2910 (de Taylor Hobson, Ltd.) que corre en una computadora compatible IBM PC.

Como se usa aquí, el término "no crepado" se refiere a una hoja de papel que no ha sido crepada (violentamente dislocada de un cilindro de secado por un alto ángulo (mayor de 45 grados) de impacto directo con una superficie de la cuchilla de crepar que resulta en pandeado y la desunión de la hoja) pero incluye hojas que han sido de forma mínima interrumpidas estructuralmente durante la remoción de una superficie de secado, tal como por desprendimiento o adulterado.

Descripción Detallada de los Dibujos Con referencia a las Figuras, la invención será descrita en mayor detalle.

La Figura 1A es una ilustración esquemática de un proceso para hacer un tisú secado en forma continua no crepado adecuado para los propósitos de hacer hojas base para ser además mecánicamente tratadas de conformidad con esta invención. En particular, se muestra un proceso para hacer tisú secado a través de aire no crepado en el cual una caja principal de múltiples capas 5 deposita una suspensión acuosa de fibras para la formación de papel entre los alambres de formación 6 y 7. El tejido recién formado es transferido a una tela de transferencia de más lento movimiento con la ayuda de una caja de vacío 9. El tejido es entonces transferido a una tela de secado en forma continua 15 y pasado sobre secadores continuos 16 y 17 para secar el tejido. Después de secar, el tejido es transferido de la tela de secado continuo a la tela 20 y después de ello brevemente intercalado entre las telas 20 y 21. El tejido secado permanece con la tela 21 hasta que es enrollado en un rollo madre 25.

La Figura IB es una ilustración esquemática del tratamiento de conversión de la hoja base de conformidad con esta invención. Es mostrada la hoja base secada en forma continua no crepada siendo desenrollada del rollo madre 25 y siendo guiada por el rodillo 31 al punto de presión entre el rodillo de caucho de calandrar 32 y el rodillo de calandrar de acero 33. La dureza del rodillo de caucho de calandrar puede ser desde alrededor de 4 a alrededor de 60 dureza P&J o mayor. Relativamente duras superficies son ventajosas. Una particularmente adecuada dureza es de alrededor de 4 P&J. La presión del punto de presión puede ser desde alrededor de 250 N por centímetro cuadrado a alrededor de 500 N por centímetro cuadrado (50-200 libras de fuerza por pulgada lineal). La resultante hoja calandrada es entonces grabada entre rodillos de acero de calandrar 35 y 36 de una manera más completamente descrita abajo. La resultante hoja grabada 37 es entonces además convertida en forma del producto final, tal como tisú de baño, tisú facial y toallas de papel, de una manera convencional.

La Figura 2 es una vista del plano de un patrón del elemento de grabar adecuado para los propósitos de esta invención. En este particular patrón, cada uno de los elementos es un hexágono alargado arreglado en filas alternantes escalonadas. Cada elemento de todas las filas está centrado en el espacio entre los más cercanos elementos en las dos filas adyacentes. Cada elemento tiene una base, la cual es definida por la linea más externa del elemento. Cada elemento también tiene un pico, el cual está definido por el área sombrada. El área blanca entre la linea más exterior del elemento y el pico representa la pared lateral inclinada que conecta la base con el pico .

La densidad del patrón del elemento en la superficie de cada rollo grabado puede ser desde alrededor de 15 a alrededor de 70 elementos por pulgada cuadrada, más específicamente, desde alrededor de 20 a alrededor de 55 elementos por pulgada cuadrada, y más específicamente desde alrededor de 20 a alrededor de 40 elementos por pulgada cuadrada .

El tamaño general de cada elemento, que está representado por el área proyectada de la base del elemento puede ser desde alrededor de 0.03 a alrededor de 0.5 milímetros cuadrados, más específicamente desde alrededor de 0.04 a alrededor de 0.4 milímetros cuadrados, y aún más específicamente desde alrededor de 0.06 a alrededor de 0.25 milímetros cuadrados .

El área de superficie del pico, como se representa por el área sombreada, puede ser desde alrededor de 0.02 a alrededor de 0.3 milímetros cuadrados, más específicamente desde alrededor de 0.025 a alrededor de 0.25 milímetros cuadrados, y aún más específicamente desde alrededor de 0.04 a alrededor de 0.15 milímetros cuadrados.

La longitud de cada elemento, como se mide en la dirección a la máquina y designada por la dimensión "A" en la Figura 2, puede ser desde alrededor de 0.3 a alrededor de 8 milímetros, más específicamente desde alrededor de 1 a alrededor de 6 milímetros, y aún más específicamente desde alrededor de 2 a alrededor de 3 milímetros.

El ancho de cada elemento, como se mide en la dirección transversal a la máquina y designada por la dimensión "B" en la Figura 2, puede ser desde alrededor de 0.3 a alrededor de 8 milímetros, más específicamente desde alrededor de 1 a alrededor de 6 milímetros, y aún más específicamente desde alrededor de 2 a alrededor de 3 milímetros.

El espaciado en la dirección a la máquina entre cada elemento en su fila, designada como la dimensión "C" en la Figura 2, puede ser desde alrededor de 0.5 a alrededor de 12 milímetros, más específicamente desde alrededor de 1 a alrededor de 10 milímetros, y aún más específicamente desde alrededor de 1 a alrededor de 5 milímetros.

El espaciado en la dirección transversal a la máquina entre cada elemento en sus filas adyacentes, designado como la dimensión "D" en la Figura 2, puede ser desde alrededor de 0.3 a alrededor de 3 milímetros, más específicamente desde alrededor de 0.4 a alrededor de 2.5 milímetros, y aún más específicamente desde alrededor de 0.5 a alrededor de 2 milímetros .

El espaciado centro a centro en la dirección transversal a la máquina entre cada elemento en sus filas adyacentes, designado como la dimensión "E" en la Figura 2, puede ser desde alrededor de 0.5 a alrededor de 6 milímetros, más específicamente desde alrededor de 0.8 a alrededor de 5 milímetros, y aún más específicamente desde alrededor de 1.0 a alrededor de 4 milímetros.

Específicas dimensiones para los elementos ilustrados en la Figura 2 y que han sido encontradas por ser adecuadas para los propósitos de realizar la invención son como sigue: la longitud de cada elemento (en la dirección a la máquina) es de 2.54 milímetros, el ancho de cada elemento es de 1.27 milímetros; el espaciado en la dirección a la máquina de cada elemento en sus filas es de 1.0 milímetros; el espaciado en la dirección transversal a la máquina entre las filas es de 0.51 milímetros; y el espaciado centro a centro en la dirección transversal a la máquina entre filas es de 2.0 milímetros.

Mientras que hexagonales elementos son específicamente ilustrados, otras formas de elementos pueden también usarse. Sin embargo, el tamaño y el espaciado de los elementos debe ser tal que los elementos de cada rodillo de grabar pueden enganchar unos con otros, al menos parcialmente, al penetrar el espacio entre los elementos de cada rodillo de grabar para crear un área de agarre entre las paredes laterales inclinadas de los elementos de enganche. Esto será más claramente ilustrado en la Figura 4, descrita abajo.

La Figura 3 esquemáticamente ilustra el concepto del elemento de enganche. Se muestra un elemento en el primer rodillo de grabar penetrando el espacio entre dos elementos en el otro rodillo de grabar emparejado. La altura de cada elemento, algunas veces referido como la profundidad, es representada por la dimensión "D". La dimensión "D" representa la distancia a la que dos elementos están enganchados. Esta es la distancia por la cual el pico de un elemento pasa al pico del otro. Expresado como porcentaje de la altura "D", este es el porcentaje de enganche. También mostrada es la pared lateral inclinada que conecta la base y el pico del elemento. El ángulo "T" es el ángulo de inclinación de la pared lateral.

Para propósitos de esta invención, la altura del elemento puede ser desde alrededor de 0.5 a alrededor de 3 milímetros, más específicamente desde alrededor de 1.0 a alrededor de 2.5 milímetros, y aún más específicamente desde alrededor de 1.2 a alrededor de 2.0 milímetros. Una especialmente adecuada altura del elemento es de alrededor de 1.6 milímetros.

El ángulo de inclinación de la pared lateral puede ser desde alrededor de 10 a alrededor de 30 grados, más específicamente desde alrededor de 10 a alrededor de 25 grados, y aún más específicamente desde alrededor de 10 a alrededor de 20 grados. Un particularmente adecuado ángulo de inclinación es de alrededor de 20 grados.

El porcentaje de enganche puede ser desde alrededor de 25 a alrededor de 60 por ciento, aún más específicamente desde alrededor de 30 a alrededor de 55 por ciento, y aún más específicamente desde alrededor de 40 a alrededor de 50 por ciento. Un particularmente adecuado porcentaje de enganche es de alrededor de 50 por ciento.

Las Figuras 4A y 4B esquemáticamente muestran la posición sobre colocada de dos elementos de enganche, un elemento del cada uno de los dos rodillos de grabar. La configuración de la Figura 4A es referida como alineación "diagonal" debido a que los dos elementos de enganche crean un área de agarre que es diagonal a la dirección a la máquina. La configuración de la Figura 4B es referida como alineación en la "dirección a la máquina" debido a que el área de agarre alinea en las direcciones a la máquina. Para propósitos de ilustración, el elemento 41 es el elemento superior y el elemento 42 es el elemento de fondo. El área transversal rayada representa el área de agarre entre los dos elementos. La distancia entre los elementos en el área de agarre es de alrededor de 10 por ciento o menos del grosor de la hoja de tisú siendo grabada. Como se usa en este sentido, el "grosor" de la hoja es la distancia pico a pico no comprimida desde un lado de la hoja al otro. Como tal, el grosor toma en consideración las ondulaciones de la hoja.

La Figura 5A es una fotografía de la vista de plano con un campo de vista de 10 x 15 milímetros, mostrando una hoja base secada en forma continua no crepada antes del tratamiento mecánico de esta invención. Claramente mostradas están las ondas voluminosas que corren en la dirección a la máquina de la hoja.

La Figura 5B es la misma hoja tratada de conformidad con esta invención. Las lomas voluminosas son efectivamente enmascaradas, aún cuando la hoja resultante tiene significativo volumen.

La Figura 6 es un mapa topográfico de 3 dimensiones de una toalla de papel secada en forma continua no crepada (control) que no ha sido mecánicamente tratada de conformidad con esta invención. Se muestran tres de las características ondas en la dirección a la máquina de la hoja base .

La Figura 7 es un mapa topográfico de 3 dimensiones de una toalla de papel secada en forma continua no crepada que ha sido mecánicamente tratada de conformidad con esta invención. Como se muestra, las ondas en la dirección a la máquina efectivamente han sido eliminadas o modificadas de tal forma que no son prontamente aparentes.

La Figura 8 es un mapa topográfico de tres dimensiones de otra toalla de papel secada en forma continua no crepada que ha sido mecánicamente tratada de conformidad con esta invención, pero que el efecto del tratamiento es menor que el ilustrado en la Figura 7.

Ejemplos Ejemplo 1.

Un tisú de tres estratos de conformidad con esta invención fue hecho como se describió en la Figura 1. El suministro de las dos capas consistió de 75% de fibras de eucalipto, y 25% de rotas que han sido tratadas previamente con un agente suavizante. En particular, las fibras de eucalipto y rotas fueron dispersas en una máquina de hacer pulpa con agua y, después de hacer la pulpa, la lechada suministrada fue transferida a un cajón de abasto y tratada con un agente suavizante immidazolina, ProSoft TQ 1003, de Hercules, Inc., añadido en una dosis de 4.0 kilogramos por tonelada de químico activo por tonelada métrica de fibra bajo buenas condiciones de mezclado. Después de 20 minutos de tiempo de mezclado, la lechada fue desaguada usando una prensa de banda a aproximadamente 32% de consistencia. Debido a que este particular método químico de adición remueve la mayoría del agente suavizante no retenido de la fase de agua antes de la formación del tisú, el producto resultante puede producirse con excepcionalmente buena resistencia. El abasto engrosado fue colocado en una caja de abasto de alta densidad hasta que se necesite durante la fabricación del tisú.

Para formar el tisú, una caja principal colocada en tres estratos fue empleada, a través de la cual las dos capas exteriores contienen las mismas fibras tratadas de eucalipto y rotas descritas antes y la capa central contiene 100% de fibras de madera suave refinadas. La madera suave fue refinada a 4.0 caballos de fuerza por día por tonelada métrica para obtener una hoja base promedio de medio de tracción de 1685 gramos por 3 pulgadas. Un agente aglutinante, Parez 631-NC que es comercialmente disponible de Cytec Industries, Inc., fue empleado a una tasa de 3.0 kilogramos por tonelada (con base en el peso completamente seco de la capa central) . La resultante estructura de la hoja de tres estratos fue formada sobre un rodillo de formación de succión de doble alambre. La velocidad de la tela de formación fue de 2048 pies por minuto. El tejido recién formado fue entonces desaguado a una consistencia de alrededor de 20-27% usando succión al vacio de debajo de la tela de formación antes de ser transferido a la tela de transferencia, que se desplaza a 1600 pies por minuto (28% de transferencia apurada) . El zapato al vacio que jala alrededor de 9-10 pulgadas de vacio de mercurio fue usado para transferir el tejido a la tela de transferencia. Un segundo zapato al vacio que jala alrededor de 5-6 pulgadas de mercurio al vacio fue usado para transferir el tejido a una tela secada en forma continua tl203-l, fabricada por Voith Fabrics, Inc. El tejido fue llevado sobre un par de secadoras Honeycomb, que operan a temperaturas de alrededor de 375 grados Fahrenheit y secadas a una sequedad final de alrededor de 97-99% de consistencia. El tejido de celulosa secado fue enrollado en un núcleo para formar un rollo madre de tisú.

El rollo madre de tisú fue entonces convertido en rollos voluminosos, suaves de tisú de baño por los medios de esta invención que incluyen el paso del tisú a través de un calandrado de punto de presión suave que consiste de un rollo de caucho de dureza 4 P&J emparejado en contra de un rollo suave de acero cargado a 150 libras por pulgada lineal de presión del punto de presión sostenible. El tejido de tisú calandrado fue entonces enviado a través de en grabador de acero emparejado donde un patrón grabado de pequeñas pirámides hexagonales con elementos del borde de radios que tienen una densidad de patrón de 7 elementos por pulgada lineal, una profundidad de elemento de 0.0634 pulgadas, y un ángulo de la pared lateral de 10 grados con adecuado espacio entre los elementos para emparejar con el complementario rollo grabado, enganchado a 50% de la profundidad del patrón total o que tiene un elemento traslapado de 0.032 pulgadas entre los elementos en los rodillos superior e inferior. Los rollos de tisú de baño terminados fueron enrollados para tener 300 hojas por rollo.

Ejemplo 2. (Control) La hoja base fue hecha de una manera similar como el Ejemplo 1 excepto que la madera suave fue refinada a 0.9 HPD por tonelada y el Parez 631-NC fue añadido a una tasa de 3.0 kilogramos por tonelada (con base en el peso secado completamente de la capa central) . Esto resultó en una hoja base de más baja resistencia que aquella en el Ejemplo 1 (la resistencia de tracción de medio geométrico objetivo (GMT) para la hoja base en el Ejemplo 1 = 1700 gramos, Ejemplo 2 = 900 gramos) .

La hoja base hecha de conformidad al ejemplo fue convertida en rollos de producto de baño terminados al pasar el tejido a través de 4 P&J en contra de un punto de presión de calandrar del rollo de acero cargado a 70 libras por pulgada lineal de presión sostenible. Después de calandrar, el tejido fue enrollado en rollos del producto terminado de un conteo de 400 hojas. Este producto no grabado puede usarse como un control cuando se compara al producto grabado descrito en el Ejemplo 1, ambos productos terminados tienen una resistencia a la tracción del medio geométrico de alrededor de 700 gramos.

Ejemplo 3.

Un tisú fue hecho como se describió en el ejemplo 1, excepto que el tejido fue pasado a través de un calandrado de punto de presión suave de 4 P&J de dureza emparejado en contra de un rodillo de acero suave cargado a 90 libras por pulgada lineal de presión de punto de presión sostenible. La hoja fue entonces pasada a través del grabador de acero emparejado con dimensiones como se describen en el Ejemplo 1 pero enganchada a 42% de la profundidad del patrón total o tiene un elemento traslapado de 0.027 pulgadas entre elementos sobre los rollos superior e inferior.

Una síntesis de los rollos de producto de tisú de baño resultantes de los ejemplos 1-3, hechos a 300 pies por minuto, tienen las propiedades mostradas en la Tabla 1, abajo.

Tabla ? Ejemplo 4.

La hoja base fue hecha de una manera similar como el Ejemplo 1 excepto que la madera suave fue refinada a 3.8 HPD por tonelada y el Parez 631-NC fue añadido a una tasa de 2.0 kilogramos por tonelada (con base en el peso secado completamente de la capa central) .

La hoja base fue convertida de dos diferentes formas a fin de comparar el producto grabado de esta invención a un producto de control no grabado hecho de la misma hoja base. El producto de esta invención fue convertido con el mismo método como se describió en el ejemplo 1. El producto de control fue convertido con el mismo método como se describió en el Ejemplo 3. La naturaleza del método de esta invención resulta en una degradación de más alta hoja que el control, por tanto la resistencia de tracción del medio geométrico para el producto de esta invención es más baja cuando se usa la misma hoja base como se describe en este ejemplo.

La Tabla 2 muestra algunos datos de la propiedad física clave para ambas las muestras de control y de la invención para este ejemplo.

Tabla 2 Será apreciado de los anteriores ejemplos, dados para propósitos de ilustración, que no son construidos como limitación al alcance de esta invención, que está definida por las siguientes reivindicaciones y todas las equivalencias de las mismas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para manipular mecánicamente una hoja de base secada en forma continua no crepada que tiene ondulaciones voluminosas orientadas en la dirección de la máquina de la hoja, dicho método comprende: (a) calandrar la hoja de base secada en forma continúa y crepada entre un rodillo de acero y un rodillo de respaldo flexible; y (b) grabar la hoja calandrada entre los rodillos de grabado de acero grabados, cada uno de dichos rodillos de grabado contienen una pluralidad de elementos de grabado machos que tienen una base y un pico los cuales están conectados por paredes laterales inclinadas, en donde el área proyectada del elemento de base es de desde alrededor de 0.03 a alrededor de 0.5 milímetros cuadrados, el área de superficie del elemento pico es de desde alrededor de 0.02 a alrededor de 0.3 milímetros cuadrados, la altura del elemento es de desde alrededor de 0.5 a alrededor dé 3 milímetros, el espaciamiento mínimo de elemento a elemento es de desde alrededor 0.3 a alrededor de 3 milímetros, y la densidad de patrón de elemento es de desde alrededor de 15 a alrededor de 70 elementos por centímetro cuadrado de la superficie de rodillo de grabado, en donde durante la operación ' los rodillos de grabado son colocados uno respecto de otro de manera que las bases de elemento de un rodillo parcialmente traslapan las bases de elemento del otro rodillo y enganchan uno con otro a un nivel de desde alrededor de 25 a alrededor de 60 porciento de enganche, por lo que la hoja calandrada es pellizcada en un área entre partes de los elementos de enganche de manera que ésta es tensionada en ambas la dirección de la máquina y la dirección transversal a la máquina de la hoja.

2. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque, el paso de calandrado es llevado a cabo con una presión de punto de sujeción de desde alrededor de 250 N/centimetro cuadrado a alrededor de 500 N/centimetro cuadrado.

3. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque, el rodillo de respaldo elástico tiene una dureza de desde alrededor de 4 a alrededor de 60 P&J de dureza.

4. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque, el nivel de enganche es de desde alrededor de 30 a alrededor de 55 porciento.

5. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque, el nivel de enganche es de desde alrededor de 40 a alrededor de 50 porciento.

6. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque, la distancia entre las partes de los elementos de enganche en el área en donde la hoja es pellizcada es de alrededor de 10 porciento o menos del grosor no comprimido de la hoja.

7. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque, la forma de los elementos de grabado es hexagonal.

8. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque, el parámetro Str de la hoja de base es aumentado.

9. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque, el parámetro St de la hoja de base es incrementado.

10. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 porque, el parámetro St de la hoja de base es disminuido.

11. Una hoja de tisú secada en forma continúa no crepada y grabada que tiene un contacto Str de profilometria de contacto de estilete de alrededor de 0.3 o mayor.

12. La hoja de tisú tal y como se reivindica en la cláusula 11 caracterizada porque, el parámetro Str es de desde alrededor de 0.3 a alrededor de 0.7.

13. La hoja de tisú tal y como se reivindica en la cláusula 11 caracterizada porque, el parámetro Str es de desde alrededor de 0.300 a alrededor de 0.600.

14. La hoja de tisú tal y como se reivindica en la cláusula 11 caracterizada porque, el parámetro Str es de desde alrededor de 0.300 a alrededor de 0.500.

15. La hoja de tisú tal y como se reivindica en la cláusula 11 caracterizada además porque, tiene un parámetro St de profilometria de contacto de estilete de alrededor de 1,100 mieras o menos.

16. La hoja de tisú tal y como se reivindica en la cláusula 11 caracterizada además porque, tiene un parámetro St de profilometria de contacto de estilete de alrededor de 1,000 mieras o menos.

17. La hoja de tisú tal y como se reivindica en la cláusula 11 caracterizada además porque, tiene un parámetro St de profilometria de contacto de estilete de alrededor de 900 mieras o menos.

18. La hoja de tisú tal y como se reivindica en la cláusula 11 caracterizada además porque, tiene un parámetro St de profilometria de contacto de estilete de desde alrededor de 700 a alrededor de 1,100 mieras.

19. La hoja de tisú tal y como se reivindica en la cláusula 11 caracterizada además porque, tiene un parámetro St de profilometria de contacto de estilete de desde alrededor de 700 a alrededor de 900 mieras.

20. La hoja de tisú tal y como se reivindica en la cláusula 11 caracterizada porque, tiene un volumen de hoja de alrededor de 12 centímetros cúbicos o mayor por gramo.

21. La hoja de tisú tal y como se reivindica en la cláusula 11 caracterizada porque, tiene un volumen de hoja de desde alrededor de 12 a alrededor de 30 centímetros cúbicos por gramo .

22. La hoja de tisú tal y como se reivindica en la cláusula 11 caracterizada porque, tiene un volumen de hoja de desde alrededor de 15 a alrededor de 25 centímetros cúbicos por gramo .

23. La hoja de tisú tal y como se reivindica en la cláusula 11 caracterizada porque, tiene un volumen hueco de alrededor de 8 o más gramos por gramo.

24. La hoja de tisú tal y como se reivindica en la cláusula 11 caracterizada porque, tiene un volumen hueco de desde alrededor de 8 a alrededor de 15 gramos por gramo.

25. Una hoja de tisú no crepada que tiene un parámetro Str de profilometria de contacto de estilete de desde alrededor de 0.300 a alrededor de 0.700, un parámetro St de profilometria de contacto de estilete de desde alrededor de 700 a alrededor de 1,100 mieras, un volumen hueco de alrededor de 8 o más gramos por gramo y un volumen de hoja de alrededor de 12 centímetros cúbicos o mayor por gramo.

26. La hoja de tisú tal y como se reivindica en la cláusula 25 caracterizado porque, tiene un volumen hueco de desde alrededor de 8 a alrededor de 15 gramos por gramo y un volumen de hoja de desde alrededor de 15 a alrededor de 25 centímetros cúbicos por gramo.

27. Un rollo de una hoja de tisú, en donde dicha hoja de tisú es una hoja secada en forma continúa no crepada que tiene un parámetro Str de profilometría de contacto de estilete de desde alrededor de 0.300 o mayor, un parámetro Str de profilometría de contacto de estilete de desde alrededor de 1,100 mieras o menos, un volumen hueco de alrededor de 8 o más gramos por gramo y un volumen de hoja de alrededor de 12 centímetros cúbicos o mayor por gramo, dicho rollo tiene un volumen de rollo de alrededor de 13 centímetros cúbicos o mayor por gramo.

28. El rollo tal y como se reivindica en la cláusula 27 caracterizado porque, tiene un volumen de rollo de alrededor de 12 centímetros cúbicos aún mayor por gramo.

29. El rollo tal y como se reivindica en la cláusula 27 caracterizado porque, tiene un volumen de rollo de desde alrededor de 12 a alrededor de 15 centímetros cúbicos por gramo .

30. Una pila de hojas de tisú, en donde dichas hojas incluyen hojas secadas en forma continúa no crepadas que tienen un parámetro Str de profilometría de contacto de estilete de desde alrededor de 0.300 o mayor, un parámetro St de profilometría de contacto de estilete de desde alrededor de 1,100 mieras o menos, un volumen hueco de alrededor de 8 o más gramos por gramo y un volumen de hoja de alrededor de 12 centímetros cúbicos o mayor por gramo, dicha pila de hojas tiene un volumen de hoja de pila de alrededor de 0.25 centímetros cúbicos o mayor por gramo.

31. La pila de hojas de tisú tal y como se reivindica en la cláusula 30 caracterizada porque, el volumen de pila es de desde alrededor de 0.25 a alrededor de 0.45 centímetros cúbicos por gramo.

32. La pila de hojas de tisú tal y como se reivindica en la cláusula 30 caracterizada porque, el volumen de pila es de desde alrededor de 0.25 a alrededor de 0.40 centímetros cúbicos por gramo.

33. La pila de hojas de tisú tal y como se reivindican en la cláusula 30 caracterizada porque, el volumen de pila es de desde alrededor de 0.30 a alrededor de 0.40 centímetros cúbicos por gramo. RE SUME Las hojas de tisú secadas en forma continúa no crepadas son mecánicamente tratadas mediante el calandrar y grabar para proporcionar una combinación única de propiedades deseadas a la hoja resultante, la cual exhibe más uniformidad de superficie, una suavidad mejorada, un alto volumen y absorbencia .