MXPA06006990A - Hojas de tisu que contienen polisiloxanos multiples y que tienen regiones de hidrofobicidad variable. - Google Patents

Abstract

Los polisiloxanos hidrofilicos y los polisiloxanos hidrofobicos son usados en combinacion para proporcionar tisues tal como tisues faciales y para cuarto de bano, con una combinacion optima de absorbencia y suavidad. Por lo menos uno de los polisiloxanos hidrofobico e hidrofilico es aplicado a la superficie exterior del producto de tisu en un patron zonificado de manera que la tasa absorbente del tisu varia a traves de la superficie.

Description

HOJAS DE TISÚ QUE CONTIENEN POLISILOXANOS MLTIPLES Y QUE TIENEN REGIONES DE HIDROFOBICIDAD VARIABLE Antecedentes de la Invención En la fabricación de varios productos de tisú, especialmente tisú facial y de baño, es bien conocido el añadir polisiloxanos a la superficie del tisú para mejorar la sensación de la superficie tópica del producto. Dado que los polisiloxanos, y en particular los polidialquil siloxanos, tales como polidimetil siloxano son inherentemente hidrofóbicos, el uso de los polidimetil siloxanos puede impartir hidrofobia a la hoja de tisú. Los polisiloxanos modificados que son hidrofílicos son conocidos en el arte y también han sido aplicados a sustratos de tisú. Es también conocido el controlar las características de humedad de la hoja al mezclar polisiloxanos hidrofílicos e hidrofóbicos. En general, los polisiloxanos hidrofóbicos son más efectivos que los polisiloxanos hidrofílicos en mejorar la suavidad. También, la hidrofobia en un tisú puede ser ventajosa para mejorar las propiedades de barrera al tisú para ayudar a "mantener las manos secas" . Sin embargo, el balancear la necesidad de suavidad y absorbencia con la necesidad por protección de barrera es un reto. Recientes intentos han investigado aplicaciones de colocación en zonas fijadas de polisiloxanos hidrofóbicos. Otras aplicaciones en patrón son descritas en el arte. Sin embargo, tal patrón es hecho a costa de la suavidad como se encuentra que una distribución continua de silicio a través de la superficie generalmente proporciona mejor suavidad en contra de una aplicación discontinua microscópica del silicio.

Por tanto, hay una necesidad por producir productos de tisú que tienen un nivel continuo macroscópico de polisiloxano para suavidad, sin embargo tiene regiones de hidrofobia dentro del tisú como para mantener las características de "mantener las manos secas" . Adicionalmente, es preferible que estos productos de tisú tengan una rápida toma de fluido.

Síntesis de la Invención Ha sido descubierto que un mejorado balance de suavidad y absorbencia para un producto de tisú puede lograrse al incorporar en el producto dos o más polisiloxanos que tienen diferentes características de hidrofilia y de hidrofobia. El resultante producto de tisú exhibe suficiente, pero no uniforme, absorbencia a través de su superficie, sin embargo exhibe un alto grado de suavidad.

Por ende, en un aspecto, la invención reside en un producto de tisú que comprende un polisiloxano hidrofílico y un polisiloxano hidrofóbico, al menos uno de los cuales es colocado dentro del producto en un patrón zonificado de tal forma que la tasa absorbente varía a través de al menos una superficie exterior del producto .

En otro aspecto, la invención reside en un método para hacer un producto de tisú que comprende incorporar en el producto un polisiloxano hidrofílico y un polisiloxano hidrofóbico, tal que el polisiloxano hidrofílico y el polisiloxano hidrofóbico son distribuidos de forma diferente dentro del producto .

Como se usa aquí, el término "patrón zonificado" se refiere a una variación discernible macroscópica en la distribución del polisiloxano dentro de una superficie exterior o estrato del producto de tisú. La variación puede ser regular o irregular y puede ser debido a la colocación o la variable concentración del polisiloxano. Típicos patrones zonificados incluyen múltiples elementos macroscópicos tales como tiras rectas o curvilíneas y/o elementos espaciados aparte completamente distintos tales como puntos, cuadros, hexágonos, u otras formas de un tamaño macroscópico. Como un punto de referencia, el tamaño de tales elementos espaciados distintos es generalmente de alrededor de 1 milímetro cuadrado o mayor, más adecuadamente de alrededor de 2 milímetros cuadrados o mayor, y aún más específicamente de alrededor de 4 milímetros cuadrados o mayor. Por su naturaleza, las áreas de cualesquiera tiras típicamente serán mucho mayores. Ventajosamente, todos estos elementos de patrón zonificado pueden producirse por impresión grabada, donde cada elemento de patrón zonificado es un agregado de muchos pequeños depósitos (microscópicos) conforme son producidos por celdas de impresión grabada, que comúnmente tienen una concentración de cientos de celdas por pulgada cuadrada. En consecuencia, para un producto de tisú de esta invención que tiene polisiloxano "A" y polisiloxano "B" , por ejemplo, un número de diferentes combinaciones son posibles. Por ejemplo, el "A" puede presentarse uniformemente sobre toda la superficie del producto o estrato, mientras que el "B" puede presentarse en forma de un patrón zonificado. Alternativamente, ambos el "A" y el "B" pueden presentarse en un patrón zonificado, que puede ser el mismo o diferente. Si los patrones son los mismos, deben colocarse dentro del tisú de forma diferente tal que completamente no coinciden. A modo de ejemplo, el "A" puede estar presente en forma de tiras, mientras que el "B" puede presentarse en forma de elementos distintos espaciados. Alternativamente, "A" puede presentarse en forma de elementos distintos espaciados, mientras que "B" también puede presentarse en forma de elementos distintos espaciados, pero de un diferente tamaño y/o espaciado. Como será descrito abajo, la presencia o ausencia de un patrón zonificado de conformidad con esta invención puede ser detectada por la Prueba de Diez Caídas de Agua.

La uniformidad de polisiloxano en la dirección x-y de la hoja de tisú y/o del producto de tisú puede determinarse usando técnicas de reflejo Micro-XRF. Otro adecuado instrumento para determinar la distribución de polisiloxano x-y es el sistema Omnicron EDXRF, disponible de ThermoNoran, Inc., localizada en Madison, Wisconsin. Esta técnica permite a toda la superficie de hoja de tisú sea examinada por contenido de polisiloxano.

Los productos de esta invención pueden ser un solo estrato, dos estratos, tres estratos, cuatro estratos, o más. Sin importar el número de estratos, los productos contienen solamente dos superficies exteriores (hacia fuera-de vista durante el uso) . Cada uno de los estratos puede colocarse en capas (dos capas, tres capas, cuatro capas o más) o de forma homogénea. Los polisiloxanos hidrofílicos e hidrofóbicos pueden ser colocados en cualquier combinación o patrón en una o más de las capas o estratos, excepto que no pueden aplicarse solamente como una mezcla simple o solamente en un idéntico patrón de depósito. De otro modo la tasa absorbente no variará a través de cualquiera de las dos superficies exteriores del producto. Debe notarse que la tasa absorbente exhibida por las dos superficies exteriores del producto puede afectarse por la presencia de polisiloxanos en estratos o capas interiores.

Como se usa aquí, un polisiloxano "hidrofóbico" es un polisiloxano que, cuando es tópicamente uniformemente rociado sobre la superficie de una hoja de tisú que tiene un peso base de 20 gramos por metro cuadrado en una cantidad de 0.8 por ciento por peso de sólidos de silicio con base en el peso de fibra seca produce una hoja que tiene un tiempo de humectación de 30 segundos o mayor, como se determina por la Prueba de una sola Gota de Agua (aquí definida después) después de que la hoja resultante ha sido envejecida a 130 grados Fahrenheit por un período de dos semanas .

Como se usa aquí, un polisiloxano "hidrofílico" es un polisiloxano que, cuando es tópicamente uniformemente rociado sobre la superficie de una hoja de tisú que tiene un peso base de 20 gramos por metro cuadrado en una cantidad de 0.8 por ciento por peso de sólidos de silicio con base en el peso de fibras seca, produce una hoja que tiene un tiempo de humectación de 30 segundos o mayor, como se determina por la Prueba de una sola Gota de Agua (aquí definida después) después de que la hoja resultante ha sido envejecida a 130 grados Fahrenheit por un período de dos semanas .

Como se usa aquí, el término "colocado diferentemente" o "distribuido diferentemente" significa que hay una diferencia entre un área de la hoja en comparación a otra área de la hoja con respecto a la presencia y/o concentración de diferentes polisiloxanos. Esta diferencia permite a la superficie de la hoja de tisú de ser sustancialmente cubierta con polisiloxano, sin embargo debido a que existe polisiloxano hidrofílico o es más prevalente en algunas áreas, la absorbencia es mejorada en aquellas áreas comparadas con donde solamente está presente el polisiloxano hidrofóbico. Esta diferencia en la posición puede lograrse de un número de diferentes formas . A modo de ejemplo, sin limitación: (a) el polisiloxano hidrofóbico puede imprimirse o rociarse sobre una o ambas superficies exteriores de la hoja de tisú en un patrón y el polisiloxano hidrofílico puede ser impreso o rociarse sobre una o ambas de las superficies exteriores de la hoja de tisú en un diferente patrón; (b) el polisiloxano hidrofóbico puede aplicarse a las fibras antes de formar la hoja y el polisiloxano hidrofílico puede rociarse o imprimirse sobre una o ambas superficies exteriores de la hoja en un patrón; c) el polisiloxano hidrofílico puede aplicarse a las fibras antes de formar la hoja y el polisiloxano hidrofóbico puede rociarse o imprimirse sobre una o ambas superficies exteriores de la hoja en un patrón; o (d) el polisiloxano hidrofóbico puede aplicarse a un lado de la hoja y el polisiloxano hidrofílico puede aplicarse al lado opuesto de la hoja, donde cualquiera o ambas aplicaciones pueden ser en un patrón o uniformemente total.

En una específica incorporación de la invención, una superficie del tisú es tratada con un polisiloxano hidrofílico, uniformemente o no uniformemente total o en un patrón, seguido por una segunda aplicación de un polisiloxano hidrofóbico en un patrón zonificado en tiras . El resultante producto tiene una cobertura completa macroscópica con un polisiloxano hidrofílico a través de la superficie del tisú, sin embargo tiene regiones de hidrofobia que impiden el flujo de fluidos a través del producto en aquellas regiones, sin embargo el flujo de fluido total en el producto no es significativamente impedido .

En otra incorporación de la invención, las regiones hidrofílicas e hidrofóbicas de la hoja son arregladas en un patrón de tiras deslizadas en donde las regiones hidrofílicas en tiras son directamente opuestas de las regiones hidrofóbicas en tiras del más cercano estrato adyacente. Particularmente para aplicaciones deslizadas donde es deseado un beneficio de prevención tachada, es ventajoso que el porcentaje del área de superficie de hoja ocupada por la región hidrofóbica sea de alrededor de 50 por ciento o mayor, más específicamente de alrededor de 60 por ciento o mayor, aún más específicamente de alrededor de 70 por ciento o mayor, y aún más específicamente desde alrededor de 50 a alrededor de 95 por ciento.

En otra incorporación de la invención, el tisú tratado es envejecido a elevadas temperaturas por un período de tiempo suficiente para aumentar la hidrofobia en áreas tratadas con el polisiloxano hidrofóbico, sin embargo las regiones donde el polisiloxano hidrofílico está presente se afecta poco por el envejecimiento por calor. Los polisiloxanos hidrofóbicos demuestran una sensibilidad a tiempo/temperatura en donde la hidrofobia de la hoja aumenta significativamente con el tiempo y aumento de la temperatura. Por otro lado, los polisiloxanos hidrofílicos, particularmente los polisiloxanos de copoliéter amino funcionales tales como Wetsoft® CTW, son encontrados que no aumentan significativamente en hidrofobia con el aumento de tiempo/temperatura. Muy interesante, cuando el hidrofílico Wetsoft® CTW es aplicado en combinación con un polisiloxano hidrofóbico, el área tratada con el Wetsoft® CTW, adquiere características de hidrofilia del Wetsoft® CTW y no las características de hidrofobia del polisiloxano hidrofóbico.

En otra incorporación específica de la invención, el polisiloxano hidrofóbico es aplicado a las fibras de pulpa en el molido de la pulpa con el polisiloxano hidrofílico siendo aplicado tópicamente a una o ambas de las superficies exteriores del producto de tisú después del proceso para hacer el tisú. En una incorporación alternativa el polisiloxano hidrofílico es aplicado a las fibras de pulpa en el molido de la pulpa y el polisiloxano hidrofóbico es aplicado tópicamente a una o ambas de las superficies exteriores del producto de tisú después del proceso para hacer el tisú. La aplicación de polisiloxanos hidrofóbicos a las fibras de pulpa en el molino de pulpa es descrito en la patente de los Estados Unidos de América número 6,582,560, otorgada el 24 de junio de 2003 a Runge y otros, y la cual es incorporada por referencia en la extensión que no es contradictoria con la presente.

Mientras que no se desea atar a la teoría, los beneficios de suavidad que los polisiloxanos hidrofílicos e hidrofóbicos suministran a las hojas de tisú que contienen fibra de celulosa o productos de tisú se cree son, en parte, relacionados al peso molecular de los polisiloxanos . La viscosidad es con frecuencia usada como una indicación de peso molecular de polisiloxanos dado que el exacto número o pesos moleculares promedio de peso de los polisiloxanos son con frecuencia difíciles de determinar. La viscosidad de ambos los polisiloxanos hidrofóbicos e hidrofílicos útiles en la presente invención puede ser de alrededor de 25 centipoises o mayor, más específicamente de alrededor de 50 centipoises o mayor, y aún más específicamente de alrededor de 100 centipoises o mayor. El término "viscosidad" como se refiere aquí se refiere a la viscosidad de un polisiloxano mismo limpio y no a la viscosidad de una emulsión así suministrada. Los polisiloxanos de la presente invención pueden suministrarse como soluciones que contienen diluyentes. Tales diluyentes pueden disminuir la viscosidad de la solución de polisiloxano por debajo de las limitaciones establecidas arriba, sin embargo, la parte eficaz del polisiloxano debe conformar a los rangos de viscosidad dados arriba. Ejemplos de tales diluyentes incluyen, pero no están limitados a, polisiloxanos oligoméricos y ciclo oligoméricos, tales como octametil ciclotetrasiloxano, octametil trisiloxano, decametil ciclopentasiloxano, decametil tetrasiloxano, y similares, incluyendo mezclas de estos compuestos .

La cantidad de ya sea sólidos de polisiloxano hidrofílico o hidrofóbico en el producto con relación al peso de fibra seca total en el producto puede ser desde alrededor de 0.1 a alrededor de 5 por ciento por peso o mayor, más específicamente desde alrededor de 0.5 a alrededor de 4 por ciento por peso, y aún más específicamente desde alrededor de 0.5 a alrededor de 3 por ciento por peso. Los medios para aplicar los polisiloxanos a la hoja pueden lograrse por cualquier método conocido en el arte para aplicar materiales a una hoja de papel incluyendo, sin limitación, impresión por grabado, recubrimiento por hoja, y rociado.

Los polisiloxanos hidrofílicos útiles para propósitos de esta invención pueden ser cualquier polisiloxano que imparta suficiente hidrofilia a la hoja. Una clase ejemplar de polisiloxanos funcionales son polisiloxanos de poliéter. Tales polisiloxanos son conocidos y son usualmente incorporados completos o en parte con otros polisiloxanos funcionales como medio para mejorar la hidrofilia de la hoja de tisú tratada de silicio o el producto de tisú. Los polisiloxanos hidrofílicos pueden generalmente tener la siguiente estructura: En donde "x" y "y" son enteros > 0 y "y" es un entero =O . La proporción mol de x a (x+y+z) puede ser desde alrededor de 0.001 a alrededor de 0.95. La proporción de y a (x+y+z) puede ser desde 0 a alrededor de 0.25. Las mitades R° -R9 pueden independientemente ser cualquier grupo organofuncional incluyendo Ci ó grupos alquilo más altos, éteres, poliéter, poliésteres, aminas, iminas, amidas, u otros grupos funcionales incluyendo los análogos alquilo y alquenilo de tales grupos. La mitad R10 es una mitad funcional amino que incluye, pero no está limitada a, amina principal, amina secundaria, aminas terciarias, aminas cuaternarias, amidas sin sustituyente y mezclas de las mismas. Una ejemplar mitad R10 contiene un grupo amina por constituyente o dos o más grupos amina por sustituyente, separados por una cadena alquilo lineal o ramificada de Ci ó mayor. El R11 es un grupo funcional de poliéter que tiene la fórmula genérica: -R12- (R13-0) a- (R1-0)b- R'ís en donde R 12 R 13 y R .14 son independientemente grupos alquilo C?_4, lineales o ramificadas; R15 puede ser H ó un grupo alquilo Cx-30 ; y "a" y "b" son enteros desde alrededor de 1 a alrededor de 100, más específicamente^ desde alrededor de 5 a alrededor de 30. Los polisiloxanos hidrofílicos amino- funcionales de ejemplo son la familia Wetsoft® CTW fabricada y vendida por Wac er, Inc. Otros ejemplares polisiloxanos hidrofílicos son descritos en la patente de los Estados Unidos de América número 6,432,270, otorgada el 13 de agosto de 2002 a Liu y otros, aquí incorporada por referencia. Los polisiloxanos hidrofílicos ventajosamente son polisiloxanos de copoliéter, amino-funcionales .

Los polisiloxanos hidrofóbicos útiles para propósitos de esta invención son cualesquiera polisiloxanos hidrofóbicos que suministran las requeridas propiedades de suavidad y de hidrofobia al área de la hoja en la cual son colocados. Una específica clase de adecuados polisiloxanos hidrofóbicos es el llamado polidialquil siloxanos que tiene una fórmula general de : En donde las mitades R1-R8 pueden ser independientemente de cualquier grupo organofuncional hidrofóbico incluyendo grupos alquilo mayores ó Ci, éteres, poliéter, poliésteres, aminas, iminas, amidas, u otros grupos funcionales incluyendo los análogos alquilo y alquenilo de tales grupos y "y" es un entero >1. Específicamente, las mitades R1-R8 son independientemente cualquier Cx, o grupo alquilo mayor incluyendo mezclas de los grupos alquilo. Fluidos ejemplares son las series de fluido DC-200®, y HMW 2200®, fabricados y vendidos por Dow Corning, Inc.

Una particularmente adecuada clase de polisiloxanos hidrofóbicos son los denominados polisiloxanos amino-funcionales que tienen la estructura general: En donde "x" y "y" son enteros >0. La proporción mol de x a (x+y) puede ser desde alrededor de 0.001 a alrededor de 0.25. Las mitades R1-R9 pueden independientemente ser cualquier Ci ó grupos alquilo mayores, grupos alquilo sustituidos y alquenilo análogos de tales grupos. La mitad R10 es una mitad amino-funcional incluyendo, pero no limitada a, amina principal, amina secundaria, aminas terciarias, aminas cuaternarias, amidas sin sustituir, y mezclas de los mismos. Una ejemplar mitad R10 contiene un grupo amina por constituyente o dos o más grupos amina por sustituyente, separados por una cadena alquilo lineal o ramificada de Ci ó mayor. Tales materiales son ampliamente conocidos en el arte y prontamente disponibles comercialmente. Ejemplos de adecuados polisiloxanos hidrofóbicos incluyen a Y-14344, disponible de GE/OSi Silicones, de Waterford, Nueva York, y DC 2-8175, DC 3- 8220, DC-8129, disponibles de Dow Corning, de Midland, Michigan.

Cualquiera de los polisiloxanos puede suministrarse como dispersiones o emulsiones acuosas, incluyendo micro-emulsiones, estabilizadas por adecuados sistemas surfactantes que pueden conferir una carga a los miceles de emulsión. Pueden usarse materiales de polisiloxanos no iónicos, catiónicos, y aniónicos. Los polisiloxanos pueden también suministrarse como fluidos limpios.

Los productos de tisú terminados de la invención pueden contener cualquier número de aditivos conocidos para aquellos con habilidad en el arte. Esta lista puede incluir aditivos de resistencia húmeda y seca, ayudas de retención, desaglutinates, aditivos de bienestar de la piel, tal como extracto de aloe vera, y tocoferoles tales como vitamina E, filtros tales como arcilla caolín, desodorizantes tales como ciclodextrinas, agentes antivirales y antibactericidas, etc. Estos aditivos pueden aplicarse a cualquier punto en el proceso incluyendo simultáneamente con cualquiera de los polisiloxanos.

Los productos de tisú de esta invención pueden además caracterizarse por su tasa absorbente y sus propiedades de golpe como se mide por la Prueba de Absorbencia Gravimétrica Automática (AGAT) (adelante definida) y la Prueba de Tamaño Hércules (HST) (definida adelante), respectivamente. Más particularmente, los productos de tisú de esta invención pueden tener un valor de Prueba de Absorbencia Gravimétrica Automática (AGAT) de alrededor de 0.6 o mayor de g/g/s1/2, más específicamente de alrededor de 0.8, ó mayor de g/g/s1/2, y aún más específicamente de alrededor de 1.0 o mayor de g/g/s1/2. Los productos de tisú de esta invención también pueden tener valores Prueba de Tamaño Hércules (HST) de alrededor de 4 segundos o mayores, más específicamente de alrededor de 6 segundos o mayores, y aún más específicamente de alrededor de 8 segundos o mayores.

La Prueba de Tamaño Hércules (HST) es una prueba que generalmente mide que tanto tiempo tarda un líquido de desplazarse a través del producto de tisú (golpe al través) . La Prueba de Tamaño Hércules (HST) es realizada en general concordancia con el método T 530 PM-89, de la Asociación Técnica de la Industria de la Pulpa y del Papel (TAPPI) , Tamaño de Prueba para Papel con Resistencia de Tinta, usando un probador modelo HST con tejas de calibración blancas y verdes y el disco negro proporcionado por el fabricante. Un tinte Verde N Napthol al 2% diluido con agua destilada a 1% es usado como el tinte. Todos los materiales son disponibles de Hercules, Inc., de Wilmington, Delaware .

Todas las muestras son envejecidas a 130 grados Fahrenheit por dos semanas y acondicionadas por al menos 4 horas a 23+/- 1 grado centígrado y 50 +/- 2% de humedad relativa antes de probarlas. La prueba es sensible a la temperatura de la solución de tinte de tal forma que la solución de tinte también puede equilibrarse a la controlada temperatura de condición por un mínimo de 4 horas antes de la prueba. Seis representativos productos de tisú son seleccionados para probar y apilarse juntos para formar la muestra de prueba . Las muestras son cortadas a una dimensión aproximada de 2.5 X 2.5 pulgadas . El instrumento es estándar con tejas de calibrado blancas y verdes por las direcciones del fabricante . La muestra es colocada en el soporte de muestra con la superficie exterior de los estratos encarando hacia fuera. La muestra es entonces agarrada en el soporte de la muestra. El soporte de muestra es entonces colocado en el anillo de retención sobre la parte superior de la caja óptica. Usando el disco negro el cero del instrumento es calibrado. El disco negro es removido y 10 +/- 0.5 milímetros de la solución de tinte es surtida en el anillo de retención y el tiempo iniciado mientras que se coloca el disco negro de nuevo sobre la muestra. El tiempo de prueba en segundos es el valor de Prueba de Tamaño Hércules (HST) para el producto.

La Prueba de Absorbencia Gravimétrica Automática (AGAT) es una prueba que generalmente mide la absorbencia inicial de una hoja de tisú que ha sido envejecida por dos semanas a 130 grados Fahrenheit. El aparato y la prueba son bien conocidos en el arte y son descritos en la patente de los Estados Unidos de América número 4,357,827 titulada Probador de Absorbencia Gravimétrica y otorgada el 9 de noviembre de 1982 a McConnell, la cual es incorporada aquí por referencia. En general el valor de la Prueba de Absorbencia Gravimétrica Automática (AGAT) es determinada por la prueba de una pila de seis muestras representativas de un producto de tisú. Durante la prueba, la pila de muestra es colocada sobre la celda de prueba que está en comunicación con el vehículo de prueba. La pila de tisúes siendo probada absorbe líquido del vehículo recipiente. La cantidad de líquido tomada por la pila es determinada por un período de tiempo. En particular la máquina de la Prueba de Absorbencia Gravimétrica Automática (AGAT) genera una curva de absorción desde 2.25 segundos a tanto como se desee. El resultado de la Prueba de Absorbencia Gravimétrica Automática (AGAT) es obtenido por la medición de la inclinación promedio desde entre 2.25 y 6.25 segundos. Diez réplicas son realizadas para cada producto y el promedio de las diez réplicas es el valor de la Prueba de Absorbencia Gravimétrica Automática (AGAT) para ese producto.

La "Prueba de una sola Gota de Agua" es usada para determinar si un material es hidrofóbico o hidrofílico.

(Alternativamente, la Prueba de una Sola Gota de Agua puede usarse para medir la hidrofobia o la hidrofilia de un área particular de un producto de tisú cuando las áreas hidrofóbicas e hidrofílicas pueden ser aseguradas por vía de un método visual u otro método) . Para realizar la Prueba de una Sola Gota de Agua para determinar la hidrofobia e hidrofilia de un material, una hoja de prueba envejecida como previamente se describió por el envejecimiento de las muestras a 130 grados Fahrenheit por dos semanas. La hoja de prueba envejecida es entonces acondicionada a 23.0 grados centígrados ± 1.0 grado centígrado, y 50% + 2.0% de humedad relativa por un período de al menos 4 horas inmediatamente antes de la prueba. La muestra de prueba acondicionada es entonces colocada sobre una placa de vidrio seca. Una sola gota (100 microlitros, 0.1 ± 0.01 mililitros) de agua destilada (23.0 grados centígrados + 1.0 grados centígrados) es surtida de una pipeta del estilo de Eppendorf colocada ligeramente arriba de la superficie de la muestra de prueba. La gota debe colocarse cerca del centro de la muestra de prueba. La gota de agua es vista por el ojo humano sobre un plano horizontal a la superficie de la muestra de prueba. Un cronómetro es iniciado inmediatamente después de que la gota de agua es surtida sobre la muestra de prueba. El tiempo transcurrido para que la gota de agua sea completamente absorbida por la muestra, medido en segundos, es el valor de la Prueba de una Sola Gota de Agua (tiempo de mojado) para esa muestra de prueba. La gota de agua es completamente absorbida cuando completamente desaparece, esto es, no hay un visible elemento vertical de la gota de agua que permanezca. Para determinar el valor de la Prueba de una Sola Gota de Agua para un material dado, el procedimiento anterior es realizado sobre tres hojas envejecidas representativas y el valor promedio de las tres pruebas es el valor de la Prueba de una Sola Gota de Agua. Si después de 3 minutos, la gota de agua no es completamente absorbida, la prueba se detiene y el valor de la Prueba de una Sola Gota de Agua es asignado un valor de 180 segundos. Como previamente se señaló, los materiales hidrofóbicos tendrán un valor de la Prueba de una Sola Gota de Agua de 30 segundos o mayor, mientras que los materiales hidrofílicos tendrán un valor de la Prueba de una Sola Gota de Agua de menos de 30 segundos.

La "Prueba de Diez Gotas de Agua" es usada para determinar si la tasa de absorbencia varia a través de una superficie de un producto de tisú. Para realizar la prueba, el producto de prueba es primero envejecido a 130 grados Fahrenheit por un período de dos semanas y entonces acondicionado a 23.0 grados centígrados + 1.0 grados centígrados y a 50.0% + 2.0% de humedad relativa por un período de al menos 4 horas inmediatamente antes de la prueba. La muestra de prueba acondicionada es entonces colocada sobre una placa de vidrio seca. Una sola gota (100 microlitros, 0.1 ± 0.01 mililitros) de agua destilada (23.0 grados centígrados ± 1.0 grados centígrados) es surtida desde una pipeta del estilo Eppendorf colocada ligeramente arriba de la superficie de la muestra de prueba a diez ubicaciones al azar sobre la superficie expuesta del producto. Las diez gotas son observadas y cronometradas como se describió arriba para la Prueba de una Sola Gota de Agua. Si el tiempo tomado por cualquier gota para completamente absorberse difiere por 20 segundos o más del tiempo tomado por cualquier otra gota para completamente absorberse, entonces para los propósitos de la presente hay una variabilidad en la tasa absorbente a través de la superficie del producto siendo probado. Si las gotas distribuidas horizontalmente sobre la hoja en la extensión de que diez gotas no pueden colocarse sin traslapar unas con otras, Adicionales muestras representativas del producto tendrán que probarse de tal forma que el número requerido de un total de diez gotas pueda colocarse y cronometrarse .

Para propósitos de esta invención, cuando se realiza la Prueba de Diez Gotas de Agua, es ventajoso si el valor más bajo de la Prueba de Diez Gotas de Agua es de alrededor de 30 segundos o menos, más específicamente de alrededor de 20 segundos o menos, y aún más específicamente de alrededor de 10 segundos o menos, indicando un alto grado de hidrofilia para esa área del producto. El mismo tiempo, es ventajoso si el más alto valor de la Prueba de Diez Gotas de Agua es de alrededor de 40 segundos o mayor, más específicamente de alrededor de 60 segundos o mayor, y aún más específicamente de alrededor de 90 segundos o mayor, indicando un alto grado de hidrofobia para esa área del producto.

Ejemplos Ejemplo 1 (comparativo) Este ejemplo ilustra la preparación de un producto de tisú que comprende un polisiloxano hidrofóbico aplicado en un patrón zonificado a ambas superficies exteriores del producto. El producto de tisú contiene tres estratos, cada estrato tiene un peso base seco de aproximadamente 13.1 gramos por metro cuadrado. Cada estrato contiene 20 por ciento por peso roto. Cada estrato fue hecho de un suministro de fibra estratificada incluyendo dos capas exteriores y una capa media. La primera capa exterior comprende 40 por ciento por peso del estrato y contiene 100 por ciento de fibras de eucalipto. La capa media comprende 30 por ciento por peso del estrato y contiene una mezcla de fibras de madera suave, fibras de eucalipto, y rotas. La segunda capa exterior también comprende 30 por ciento por peso del estrato y también contiene una mezcla de fibras de madera suave, fibras de eucalipto, y rotas. La proporción total de las fibras de eucalipto a las fibras de madera suave es de 70 a 30.

El producto de tisú de tres estratos fue entonces impreso sobre ambos lados con una emulsión acuosa de polisiloxano hidrofóbico (Y-14,344, fabricado por GE/OSi Silicones, localizada en Waterford, Nueva Cork) en un patrón zonificado por vía de un proceso de impresión de rotograbado simultáneo. Los rodillos de grabado fueron electrónicamente grabados, los rodillos de cobre sobre cromo suministrados por Southern Graphics Systems, localizada en Louisville, Kentucky. Los rodillos tienen una rejilla en línea de 360 celdas por pulgada lineal y un volumen de 1.5 billones de mieras cúbicas (BCM) por pulgada cuadrada de la superficie del rodillo. Típicas dimensiones de celda para este rodillo fueron de 65 mieras de longitud, 110 mieras de ancho, y 13 mieras de profundidad. Los rodillos de aplicación de offset de respaldo de caucho fueron de un poliuretano moldeado de 75 Shore A de durómetro suministrado por American Soller Company, localizada en Union Grove, Wisconsin. El proceso fue fijado a una condición que tiene 0.375 pulgadas de interferencia entre los rodillos de grabado y los rodillos de respaldo de caucho y 0.003 pulgadas de espacio libre entre los rodillos de respaldo de caucho de vista. El impresor de grabado offset/simultáneo offset fue corrido a una velocidad de 2000 pies por minuto. Este proceso produce un nivel añadido de 1.0 por ciento por peso de polisiloxano hidrofóbico total añadido con base en el peso del producto de tisú de tres estratos . El producto resultante tiene un valor de la Prueba de una Sola Gota de Agua, después de envejecido a 130 grados Fahrenheit por dos semanas, de 50 segundos o mayor en todas las ubicaciones sobre la hoja, un valor HST de 88 segundos y un valor AGAT de 0.1 g/g/s1 2.

Ejemplo 2 (Invención) Este ejemplo ilustra un producto de tisú hecho de conformidad con esta invención, en donde un polisiloxano hidrofóbico fue aplicado a ambas superficies exteriores del producto de tisú en un patrón fino zonificado de pequeños puntos. Después, un polisiloxano hidrofílico fue aplicado a ambas superficies exteriores en un patrón en tiras, por ende proporcionando cobertura macroscópica total para propósitos de suavidad de superficie mientras que proporciona variables tasas absorbentes a través de la superficie del producto para aceptable absorbencia.

Específicamente, un tisú facial de tres estratos hidrofóbicos fue hecho como se describe en el ejemplo 1, excepto que el polisiloxano hidrofóbico fue OSi Y-14344 aplicado en un añadido de 1.5 por ciento por peso. Después, 5 gramos de polisiloxano hidrofílico (Wetsoft® CTW fluido (100% activo) disponible de Kelmar Industries, de Duncan, Carolina del Sur, y que tiene una viscosidad de alrededor de 5000 centipoises a 25 grados centígrados) fue mezclado con 100 centímetros cúbicos de agua destilada para formar una dispersión estable del polisiloxano en agua. El Wetsoft® CTW es auto-emulsificable en agua y no contiene añadidos surfactantes. La emulsión de agua/polisiloxano fue entonces aplicada en un patrón en tiras a ambas superficies exteriores del tisú. El polisiloxano hidrofílico fue aplicado a la hoja como un rocío usando una plantilla de tiras colocada a través de la hoja para formar regiones tratadas y sin tratar. Las tiras fueron de 0.25 pulgadas de ancho que corren en la dirección a la máquina de la hoja. La cantidad añadida de los sólidos de polisiloxano hidrofílico fueron de alrededor de 0.19 gramos por metro cuadrado en las regiones tratadas (0.06 gramos por metro cuadrado de la hoja total) . Las regiones tratadas con polisiloxano hidrofílico fueron espaciadas 0.15 pulgadas aparte de borde a borde de tal forma que el producto tiene alternantes regiones en tiras de 0.25 pulgadas de hidrofílico y 0.5 pulgadas de hidrofóbico. El producto de tisú fue entonces colocado en un horno a secar por 2 horas a 85 grados centígrados . El área tratada con el Wetsoft® CTW sobre el tratamiento base total de polisiloxano hidrofóbico fue encontrado tener un valor de Prueba de una Sola Gota de Agua de alrededor de 7 segundos y permite una rápida toma de agua mientras que las regiones en tiras hidrofóbicas tienen un valor de Prueba de una Sola Gota de Agua en exceso de 3 minutos .

Ejemplo 3 (Invención) Este ejemplo demuestra la aplicación del polisiloxano hidrofílico en un patrón zonificado en tiras "offset" . En el patrón zonificado de tiras offset, el centro del patrón hidrofílico sobre un lado de la hoja es localizado al punto central del patrón hidrofóbico directamente opuesto sobre el otro lado de la hoja de tisú, de tal forma que viendo en la dirección Z del producto, una tira hidrofilica sobre una superficie exterior del producto es alineada con una tira hidrofóbica sobre el otro lado del producto. Este arreglo inhibe el "tachado" de líquido de un lado del producto al otro. Como resultado, el producto de tisú de este ejemplo tiene cobertura de superficie macroscópica total de polisiloxano en el plano x-y sobre ambas superficies exteriores del producto de tisú de tres estratos para propósitos de generar una suave sensación. Sin embargo, el producto también tiene regiones hidrofóbicas discontinuas macroscópicas en la dirección transversal de la hoja de tisú.

Más específicamente, el producto de tisú de tres estratos hidrofóbicos del Ejemplo 1 es proporcionado a una segunda estación de impresión. Una emulsión de polisiloxano hidrofílico (Wetsoft 1967E, con base de polisiloxano Wetsoft CTW, disponible de Kelmar Industries, de Duncan, Carolina del Sur) es aplicada al producto de tisú usando un rodillo de impresión por grabado en patrón en un patrón de tira deslizada sobre lados opuestos de la hoja. La cobertura del área de superficie total macroscópica del polisiloxano hidrofílico sobre cada lado de la hoja fue de 10 por ciento. El ancho de las regiones hidrofóbicas discontinuas macroscópicas fue de 2 centímetros. El ancho de las regiones hidrofílicas discontinuas macroscópicas fue de 0.22 centímetros. La cantidad de deslizado fue de 0.89 centímetros (la cantidad de deslizado es la mitad de la diferencia entre el ancho de las columnas hidrofóbicas y el ancho de las columnas hidrofílicas) . La tasa de aplicación del polisiloxano hidrofílico fue de 1.0% por peso de fibras secas en el área de aplicación (0.391 gramos por metro cuadrado) ó de 0.1% por peso de la fibra total en la hoja (0.0391 gramos por metro cuadrado) .

Después de envejecer dos semanas a 130 grados Fahrenheit, el producto de tisú tiene un valor de la Prueba de una Sola Gota de Agua en las regiones hidrofóbicas de 55 segundos y un valor de la Prueba de una Sola Gota de Agua en las regiones hidrofílicas de 6 segundos. La hoja de tisú tiene un valor HST de 8 segundos y un valor AGAT de 0.8 g/g/s1 2. El producto de tisú tiene un contenido total de polisiloxano de 1.1% por peso de fibras totales y un contenido de polidialquil siloxano de 0.9% por peso de fibras secas totales.

Será apreciado que los anteriores ejemplos y la descripción son para propósitos de ilustración y no deben construirse como limitantes al alcance de la invención, la cual es definida por las siguientes reivindicaciones y todas las equivalencias de las mismas .

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. Un producto de tisú que comprende uno o más estratos de fibras para hacer papel de celulosa y que tiene dos superficies exteriores, dicho producto además comprende un polisiloxano hidrofílico y un polisiloxano hidrofóbico, por lo menos uno de los cuales está colocado dentro del producto en un patrón zonificado de manera que la tasa absorbente varia a través de por lo menos una superficie exterior del producto.

2. El producto de tisú tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque el polisiloxano hidrofílico y el polisiloxano hidrofóbico son distribuidos en patrones unificados diferentes sobre por lo menos una superficie exterior del producto.

3. El producto de tisú tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque el polisiloxano hidrofílico es distribuido uniformemente sobre por lo menos una superficie exterior del producto y el polisiloxano hidrofóbico es distribuido en patrón zonificado sobre la misma superficie del producto.

4. El producto de tisú tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque el polisiloxano hidrofóbico es distribuido uniformemente sobre por lo menos una superficie exterior del producto y el polisiloxano hidrofílico es distribuido en un patrón zonificado sobre la misma superficie del producto.

5. El producto de tisú tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque ambos el polisiloxano hidrofóbico y el polisiloxano hidrofílico son colocados sobre uno o ambas de las superficies exteriores en patrones de tiras .

6. El producto de tisú tal y como se reivindica en la cláusula 5 caracterizado porque las tiras de polisiloxano hidrofílico están descentradas de las tiras de polisiloxano hidrofóbico.

7. El producto de tisú tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque el polisiloxano hidrofílico es distribuido en un patrón de puntos y el polisiloxano hidrofílico es distribuido en un patrón de tiras.

8. El producto de tisú tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque el polisiloxano hidrofílico es distribuido en un patrón de tiras y el polisiloxano hidrofóbico es distribuido en un patrón de elementos espaciado-separado distinto.

9. El producto de tisú tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque el polisiloxano hidrofílico y el polisiloxano hidrofóbico son distribuidos en un patrón espaciado-separado distinto.

10. El producto de tisú tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque tiene el más bajo valor de prueba de caída de agua 10 de 30 segundos o menos.

11. El producto de tisú tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque tiene el más bajo valor de prueba de caída de agua 10 de 40 segundos o menos.

12. El producto de tisú tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque tiene un valor de prueba de absorbencia gravimétrica automatizado de alrededor de 0.6 o mayor g/g/s1 2.

13. El producto de tisú tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque tiene un valor de prueba de tamaño Hercules de alrededor de 4 segundos o mayor.

1 . Un método para hacer un producto de tisú que tiene uno o más estratos de fibras para hacer papel de celulosa y que tiene dos superficies exteriores, dicho método comprende incorporar en el producto un polisiloxano hidrofílico y un polisiloxano hidrofóbico, de manera que el polisiloxano hidrofílico y el polisiloxano hidrofóbico son distribuidos diferentemente dentro del producto.

15. El método tal y como se reivindica en la cláusula 14 caracterizado porque el polisiloxano hidrofóbico es impreso o rociado sobre una o ambas de las superficies exteriores del producto en un patrón y el polisiloxano hidrofílico es impreso o rociado sobre una o ambas de las superficies exteriores del producto en un patrón diferente.

16. El método tal y como se reivindica en la cláusula 14 caracterizado porque el polisiloxano hidrofóbico es impreso sobre ambas superficies exteriores del producto en un patrón de puntos y el polisiloxano hidrofílico es impreso sobre ambas superficies exteriores del producto en un patrón de tiras .

17. El método tal y como se reivindica en la cláusula 16 caracterizado porque el patrón de tiras sobre una superficie exterior del producto está descentrado del patrón de tiras sobre la otra superficie exterior del producto.

18. El método tal y como se reivindica en la cláusula 14 caracterizado porque el polisiloxano hidrofóbico es aplicado a las fibras de la superficie exterior del producto antes de formar el estrato en el cual estos residen y el polisiloxano hidrofílico es rociado o impreso sobre una o ambas de las superficies exteriores del producto.

19. El método tal y como se reivindica en la cláusula 14 caracterizado porque el polisiloxano hidrofílico es aplicado a las fibras de la superficie exterior del producto antes de formar el estrato en el cual estás residen y el polisiloxano hidrofóbico es rociado o impreso sobre una ambas de las superficies exteriores del producto.

20. El método tal y como se reivindica en la cláusula 14 caracterizado porque el polisiloxano hidrofóbico es aplicado a una superficie exterior del producto y el polisiloxano hidrofílico es aplicado a la otra superficie exterior del producto.