MXPA98002948A - Produccion de productos de papel suave de fibras de aspereza alta y baja - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a la forma de hacer productos de papel tal como tisúpara cuarto de baño, tisúfacial, toallas y servilletas de papel de fibras de aspereza alta tal como fibras de papel periódico recicladas, CTMP, TMP y de madera molida. Estos productos exhiben calidades de nivel premio en términos de suavidad, volumen y flexibilidad. El proceso novedoso trata selectivamente esta fibras de aspereza alta en una manera que hace a las fibras sentirse más suaves y mejora la operación de la máquina de papel con este tipo de suministro, permitiendo por tanto niveles de calidad de productos superiores a las previamente posibles con fibras de aspereza alta.

Description

PRODUCCIÓN DE PRODUCTOS DE PAPEL SUAVE DE FIBRAS DE ASPEREZA ALTA Y BAJA REFERENCIA CRUZADA A LA SOLICITUD RELACIONADA: Esta es una continuación en parte de la solicitud de patente de los Estados Unidos de Norteamérica serie número 08/268,232, presentada el 29 de Junio de 1994.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Para cada proceso de fabricación de papel existe una correlación entre la aspereza de la fibra y la calidad del producto en términos de suavidad del producto o tacto. Las fibras de calidad superior costosas tal como las fibras de madera suave kraft del norte blanqueadas son flexibles, finas y producen productos de tisú de alta calidad. En contraste, la reducción a pulpa mecánica de las maderas suaves produce fibras ásperas y rígidas típicamente usadas en la fabricación de papel periódico. El papel periódico contiene una preponderancia de fibras de alto rendimiento ásperas, típicamente fibras de madera molida con piedra (SGW) , de pulpa termomecánica (TMP) , y/o de pulpa quimotermomecánica (CTMP) . Tales fibras de papel periódico ásperas son usualmente altamente refinadas para provocar fracturas y fibrilaciones las cuales ayudan a impartir resistencia al periódico resultante. Tal refinamiento cambia la "libertad" de las fibras ásperas de fibras de libertad "superior" a fibras de libertad "inferior". Si tales fibras mecánicas ásperas refinadas son usadas en el proceso de fabricación de tisú la hoja resultante no es suave, y por tanto tiene propiedades de tisú bajas. Una discusión reciente cabal de las relaciones entre la suavidad del tisú y la aspereza de la fibra está contenida en la patente Canadiense número 2,076,615.

Los intentos para producir productos de papel sanitario de tipo de toalla o tisú suave de una mayoría de fibras de alto rendimiento tal como CTMP, TMP o de pulpa SGW no han tenido excito. De forma similar, la producción de productos de toalla y de tisú suaves mediante reciclar papel periódicos viejos no ha sido muy exitosa parcialmente debido a la fibra predominante en el papel periódico o en los papeles viejos que son de fibras de libertad baja, ásperas y de alto rendimiento.

Otros factores complicantes en la producción de productos de tisú y de toalla suaves mediante el reciclar papeles periódicos viejos son las dificultades con la operación de la máquina de papel causados por un pobre drenaje asociado con las fibras de libertad baja, y los problemas causados por las cantidades superiores de finos y otras substancias, los cuales se separan de las fibras y se acumulan en el sistema de agua de máquina para papel (agua blanca) . Estos materiales hacen difícil el crepar la hoja de tisú del cilindro de secado yanqui, y por tanto necesitan operar la máquina de papel a condiciones las cuales no promuevan la suavidad máxima.

La presente invención resuelve estas dificultades mediante el modificar enzimáticamente las fibras y mediante el agregar aceites del tipo usado en la tinta de papel periódico a las fibras de aspereza superior, suavizando por tanto las fibras y dándoles las propiedades de liberación que ayudan en el paso de crepado de la máquina de papel. Para el periódico reciclado, las fibras son modificadas enzimáticamente, y se agregan aceites de los tipos usados en la tinta de papel periódico, y una parte de los aceites de impresión en las fibras son retenidos, suavizando por tanto las fibras, y haciendo a dichas fibras más flexibles lo cual ayuda en el paso de crepado en la máquina de papel . Consecuentemente, los niveles previamente no logrables de suavidad de tisú y de toalla son posibles con la presente invención usando fibras de aspereza superior o fibras de papel periódico recicladas.

Se han desarrollado métodos para mejorar la suavidad de los productos de tisú usando fibras de aspereza baja mediante el lavar la superficie del producto de tisú. Estos métodos sin embargo, son aplicados al producto de tisú antes de que se convierta en el producto final. Sería deseable el proporcionar un método para lograr estas ganancias de suavidad sin el costo ni la complejidad de los métodos actuales.

El reciclado convencional de papel periódico viejo para obtener fibras comparables al tipo de fibras usadas para hacer originalmente el periódico se conocen en el arte como "destintado" e involucra típicamente la reducción a pulpa, el lavado (usualmente con surfactante) , cribado, limpieza centrifugada, solubilización de contaminantes insolubles (usualmente mediante tratamientos cáusticos fuertes) , el lavado y blanqueado de las fibras para contra atacar los efectos amarinantes de los tratamientos cáusticos.

El primer paso en el reciclado convencional del papel periódico viejo es el de separar papel en fibras individuales en agua para formar una solución de pulpa. Los surfactantes y cáusticos son agregados para facilitar la solubilización y la separación de los contaminantes de las fibras. Esto es seguido por la remoción de las tintas y contaminantes de las fibras mediante una combinación de varios pasos de proceso tal como cribado, limpieza centrífuga, lavado, flotación y similares. Los pasos de cribado y limpieza centrífuga remueven grandes contaminantes tales como broches de papel, grapas, plásticos, etc. El propósito primario de los pasos de lavado y flotación es el de suspender los contaminantes en el agua y el de remover los contaminantes de las fibras. Cuando se usa cáustico para facilitar la remoción del contaminante, ocurre desafortunadamente algún amarillamiento de las fibras debido al tratamiento cáustico. Después o durante el tratamiento cáustico y el lavado, las fibras son usualmente blanqueadas (por ejemplo con peróxido de hidrógeno) para contra atacar el efecto amarinante del cáustico o para producir mejores fibras teniendo una brillantez superior a la de las fibras en el papel de desecho original. Las fibras limpiadas, descontaminadas y blanqueadas son usualmente mezcladas con fibras vírgenes y entonces se usan en el proceso para hacer papel para el cual las propiedades de fibra son adecuadas. Debido a que las fibras de inicio son fibras de tipo de papel periódico, por ejemplo, las fibras ásperas, de baja libertad y de baja brillantez, tal como las fibras recicladas son más frecuentemente usadas para hacer papel periódico en blanco. Estas son generalmente no adecuadas debido a su aspereza alta y a su baja libertad para hacer productos de tisú suave a menos que se mezclen con una mayoría de fibras de calidad superior tal como la pulpa kraft de madera suave del norte blanqueada.

La reducción a pulpa convencional del papel periódico usado para obtener la fibra de periódico reciclada es usualmente hecha en un reductor a pulpa de roce alto a una consistencia de 4-8 por ciento, y a 90 grados F - 160 grados F por 20 minutos a 60 minutos, dependiendo del tipo exacto de papel de desecho que está siendo procesado. La sosa cáustica u otras substancias alcalinas tal como el silicato de sodio son comúnmente usadas para subir el pH de la solución de pulpa a un pH de 9-10 para ayudar a separar las fibras (desfibrar) y también para soltar las tintas y separar la suciedad de las fibras. A un pH alcalino los aceites vegetales en las tintas son saponificados mientras que los aceites minerales son emulsificados por la combinación de pH alcalino, jabones, y surfactantes, todos los cuales mejoran la remoción de los aceites durante el lavado. Un auxiliar de destintado surfactante (para rangos de pH superiores) es agregado usualmente para ayudar a separar adicionalmente las tintas de la fibra.

El paso cáustico en el proceso de reciclado de papel periódico viejo para obtener fibras de calidad muy limpia provoca el hinchamiento de las fibras, y usualmente solubiliza muchos componentes. Además de saponificar los aceites de impresión de base vegetal, el cáustico también saponifica los ácidos orgánicos naturales típicamente presentes en el papel periódico viejo para producir los jabones correspondientes de materiales saponificables . Los aceites vegetales saponificados y los ácidos orgánicos así formados ayudan en la remoción de otros contaminantes de las fibras, tal como los aceites de impresión no saponificables (aceite mineral) . Estas substancias son subsecuentemente removidas de las fibras mediante el lavado y/o flotación después del tratamiento cáustico.

Un reciclador principal de papel periódico viejo, Garden State Paper, en artículos periodísticos recientes, uno intitulado "The Big "D" : Deshaciéndose de la tinta en las fibras recicladas apareció en el diario Época de Papel, 1991 reciclado anual, páginas 23 y 50 y el otro artículo intitulado "Reciclado desde la perspectiva del periódico" páginas 9, 12 y 13 del mismo anuario de reciclado 1991, (Edad del papel, 1991 Reciclado Anual) describe sus procesos de reciclado y destintado de periódico como limpieza y cribado seguido por una serie de tres lavados facilitados por la adición de químicos para emulsificar los aceites y resinas de impresión. De nuevo el objetivo de este proceso es el de remover los constituyentes de la tinta de impresión incluyendo aceites tan completamente como sea posible. Esto es especialmente importante debido a que la fibra de papel periódico reciclado se hace en un papel periódico blanco el cual no tiene una brillantez o resistencia adecuada sin la remoción de los constituyentes de tinta.

Un componente común de los sistemas de destintado para el desecho de periódico involucra el separar la tinta de las fibras y remover la tinta típicamente a través de los pasos de lavado y flotación. Aún cuando los químicos de destintado alcalinos convencionales son muy efectivos en tal destintado, esto se conoce porque tiene la desventaja de bajar la brillantez. La investigación reciente se ha dirigido a evitar a los químicos destintadores alcalinos en los sistemas de destintado.

Los desarrollos recientes en el destintado de papel periódico (Reino Unido solicitud de patente 2,231,595 publicada el 21 de Noviembre de 1990 e intitulada "Destintando Papel Impreso Usando Enzimas" y una publicación de la Universidad del Estado de Carolina del Norte e intitulada "Destintado Enzimático de Periódico Impreso Flexográfico: Tintas Negra y Coloreada" lidian con el uso de enzimas para ayudar en el desprendimiento y remoción de las tintas de las fibras. Estos procesos describen el uso de enzimas tal como células, pectinasa, xilanasa, y hemicelulasas para facilitar la remoción de tinta sin los efectos negativos del tratamiento cáustico sobre la brillantez junto con el uso de flotación para remover las partículas de tinta aglomeradas. Dado que los aceites de impresión son más ligeros que el agua, estos son fácilmente removidos mediante el tratamiento por flotación particularmente con vista a los químicos agregados para ayudar en la separación. Cuando son usadas las enzimas, esta remoción completa de los componentes de tinta es contrario al objetivo de la presente invención el cual retiene a los aceites para suavidad del tisú. Un documento presentado en la Quinta Conferencia Internacional de Biotecnología del 27 de Mayo al 30 de Mayo de 1992, en Kyoto Japón intitulada "Destintado de Enzimas de Desecho de Periódico" de John A. Heitmann, Thomas W. Joyce y D.Y. Prasad describieron la investigación que esta ocurriendo en el departamento de Ciencia de la Madera y el Papel de la Universidad del Estado de Carolina del Norte, Raleigh, Carolina del Norte. Este artículo describió el uso de sistemas de destintado de flotación acídica en los cuales los únicos químicos usados fueron las enzimas, el cloruro de calcio y un surfactante. Las enzimas fueron una preparación conteniendo ambas celulasa y hemicelulosa. Los aumentos en libertad y brillantez fueron notados. Sin embargo, la distinción importante es la de que el sistema de destintado de flotación acídica descrito remueve la tinta junto con sus aceites asociados lo cual es contrario a la presente invención.

Más recientemente, se ha utilizado la reducción a pulpa de alta consistencia (13-18%) para reciclar papel periódico viejo. Este tipo de tecnología de reducción a pulpa utiliza el efecto adicional de frotar/amasar entre las fibras/papeles a una consistencia superior para desfibrar y ayudar a separar las tintas de las fibras. Generalmente la temperatura de reducción a pulpa, el tiempo, y las adiciones químicas son las mismas que la reducción a pulpa de consistencia más baja descrita arriba.

Un aspecto de la presente invención evita el destintado convencional pero en vez de esto retiene un componente significante de la tinta, por ejemplo, los aceites de tinta de impresión. La presente invención está basada sobre el descubrimiento de que si sólo el componente de tinta aceitosa no es removido de las fibras ásperas en el papel periódico viejo, pueden producirse productos de tisú suaves de una calidad sorprendentemente alta. Para lograr esta tarea, se utiliza una formulación de enzimas para liberar una cantidad limitada de los constituyentes de tinta para la remoción y/o redistribución sobre las fibras. Además, mediante el evitar las condiciones de saponificación, por ejemplo, la saponificación alcalina de los aceites de ácido graso tal como los aceites vegetales, no se deja que los componentes de fibra tal como la hemicelulosa se escurran hacia afuera de las fibras adentro del sistema de agua de la máquina de papel y causen dificultades en la operación de crepado.

SÍNTESIS DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un método para producir productos de tisú suave mediante el tratar la fibra antes de la formación de hoja. Se ha conocido que la aspereza de la fibra es un factor contribuyente a la producción de productos de tisú suave. La presente invención proporciona un método para modificar las fibras de aspereza alta y de aspereza baja para mejorar el potencial de suavidad de las fibras.

El potencial de suavidad de las fibras químicas vírgenes y de las fibras recicladas puede aumentarse mediante la adición de aceites vegetales, tal como de soya, aceite de linasa, aceite de risino, flor de azafrán, aceituna, cacahuate o sus derivados de ester ácido graso; aceites minerales o aceites de lanolina y sus derivados etoxilatados, acetilatados o ester. Las fibras tratadas son entonces sometidas a un tratamiento de enzima y dispersador apropiado.

Las fibras de alto rendimiento, ásperas y vírgenes (por ejemplo las pulpas de madera molida con piedra, termomecánica y quimotermomecánica) pueden ser adecuadas para producir productos de tipo de tisú suave mediante la adición de los aceites típicamente encontrados en las tintas de papel periódico y someter las fibras vírgenes tratadas con aceite intencionalmente a un tratamiento con enzima apropiado. Las fibras novedosas y los productos de papel sanitario conteniendo una mayoría de fibras de tipo de alto rendimiento, ásperas tratadas con enzima teniendo materiales aceitosos son producidos de acuerdo a la presente invención. El tratamiento con enzima utiliza una o más enzimas seleccionadas del grupo que consiste de celulasa, hemicelulosa, tal como xilanasa, y lipasa.

El método para hacer productos de papel sanitario de fibras celulósicas recicladas o vírgenes descrito aquí comprende : (a) reducir a pulpa las fibras celulósicas en agua con agitación para producir una solución de pulpa a una consistencia de alrededor de 3 por ciento a alrededor de 18 por ciento y un pH abajo de 8.0; (b) agregar a la solución una enzima seleccionada del grupo que consiste de celulasa, hemicelulosa y lipasa y mantener la solución de pulpa a una temperatura arriba de alrededor de 100 grados F por lo menos por 15 minutos; (c) desaguar la solución de pulpa a una consistencia de desde alrededor de 25 por ciento a alrededor de 35 por ciento; (d) desmigajar la pulpa desaguada, produciendo por tanto las fibras desmigajadas; (e) pasar las fibras desmigajadas a través de una distribuidor de fibras mientras que se mantienen dichas fibras a una temperatura de alrededor de 180 grados F y mezclar ya sea un aceite vegetal, mineral o de lanolina o sus derivados con las fibras; y (f) usar las fibras tratadas con enzima como una fuente de fibras en un proceso para hacer papel para producir productos de papel sanitario.

El producto de papel sanitario novedoso se hace de fibras celulósicas y tiene un peso base de entre 7 libras por resma y 40 libras por resma, una resistencia a la tensión normalizada (métrica) de entre 5.0 y 20.0, conteniendo de desde alrededor de 0.2 a 5.0 por ciento de un aceite seleccionado del grupo que consiste de aceites vegetales, minerales o de lanolina o sus derivados respectivos.

El método novedoso de modificar las fibras celulósicas comprende el modificar la fibra celulósica para mejorar sus propiedades para hacer tisúes y toallas que comprende : (a) agregar alrededor de 0.2 por ciento a alrededor de 5.0 por ciento de un aceite vegetal, mineral o lanolina o sus derivados respectivos a las fibras celulósicas a una consistencia de alrededor de 25 por ciento o mayor, desmigajar las fibras, y pasar las fibras desmigajadas a través de un distribuidor de fibra mientras que se mantienen las fibras a una temperatura de alrededor de 180 grados F; (b) agregar al suministro a una temperatura abajo de 140 grados F, una enzima seleccionada del grupo que consiste de celulasa, hemicelulosa y lipasa y mantener la pulpa en contacto con la enzima y el surfactante a una consistencia de entre alrededor de 3 por ciento a alrededor de 18 por ciento y a una temperatura de alrededor de 100 grados F y alrededor de 140 grados F por aproximadamente 15 minutos.

La fibra celulósica mejorada para hacer los productos de papel sanitario descritos aquí comprende una fibra celulósica modificada con enzima conteniendo entre alrededor de 0.2 por ciento y alrededor de 5.0 por ciento de un aceite seleccionado del grupo que consiste de uno vegetal, mineral o lanolina o sus derivados respectivos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 gráficamente muestra la relación entre la aspereza de la fibra y la suavidad del tisú convencionalmente obtenido mediante procesos para fabricar tisú crepado seco de peso ligero y los resultados superiores obtenidos por la presente invención.

La Figura 2 es una presentación tabular de los resultados experimentales de los Ejemplos 1 y 2. Además, la Figura 2 incorpora los resultados experimentales de la solicitud de patente de los Estados Unidos de Norteamérica serie número 08/268,232, presentada el 29 de Junio de 1994.

La Figura 3 es una presentación tabular de la diferencia en la respuesta entre el uso de un aceite de risino y un aceite mineral.

La Figura 4 es una presentación tabular de una muestra de control y sin tratamiento.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Y DE LA INCORPORACIÓN PREFERIDA La presente invención está basada sobre el descubrimiento de que las fibras celulósicas de tipo de rendimiento alto (por ejemplo las fibras producidas mediante la separación predominantemente mecánica de las fibras de madera y típicamente conteniendo por lo menos 80 por ciento por peso del material fuente) puede producir productos de tipo de tisú muy suaves teniendo calidades de producto comparables a los productos de tisú hechos de las fibras kraft de madera suave del norte blanqueadas costosas. Estas fibras celulósicas incluyen fibras de aspereza alta teniendo una aspereza de más de 17 mg/100 metros, y fibras de aspereza baja teniendo una aspereza de menos de 18 mg/100 metros. Particularmente, los productos de tipo de tisú suave pueden producirse para estos tipos de fibras celulósicas mediante el agregar un aceite seleccionado de un grupo que consiste de aceites minerales, aceites vegetales, aceites de lanolina y aceites de tipo cosmético.

Antes de agregar estos aceites las fibras celulósicas son sometidas a un tratamiento de enzima. Los productos de papel suave son entonces hechos con las fibras modificadas con enzima y tratados con aceite. Es crítico en la práctica de la presente invención el que una cantidad suficiente de los aceites este sobre o en las fibras antes de hacer los tisúes u otros tipos de productos de papel sanitario (por ejemplo toallas, servilletas y tisúes faciales) de tales fibras.

Los productos de tipo de tisú suave también pueden producirse de papel periódico viejo (ONP) mediante el retener ciertos materiales de aceite típicamente encontrados en el papel periódico usado, someter las fibras de papel periódico usadas conteniendo tales aceites a un tratamiento de enzima y hacer papel con tales fibras modificadas con enzima y aceite. Es crítico en la práctica de la presente invención el que una cantidad suficiente de los aceites típicamente encontrados en el papel periódico usado esté en o sobre las fibras antes de hacer el tisú u otros tipos de productos de papel sanitario (por ejemplo toallas, servilletas y tisúes faciales) de tales fibras. Además, si el aceite es removido durante el destintado o no está presente como con las fibras vírgenes, el aceite puede ser agregado a las fibras y las fibras conteniendo tales aceites pueden entonces someterse a un tratamiento de enzima antes de fabricar los productos de papel sanitario de las fibras modificadas con enzima y aceitadas para obtener los beneficios de la presente invención.

Los aceites vegetales y los aceites minerales son típicamente usados en las tintas de impresión de papel periódico y se encuentran en los periódicos usados, generalmente como componentes de las tintas de impresión. A fin de retener los componentes de aceite del papel periódico usado, deben modificarse los procesos de destintado y de reducción a pulpa convencionales. La modificación preferida del destintado convencional es la de eliminar las condiciones de saponificación en las cuales los aceites de tipo vegetal (o cualesquier aceite conteniendo un grupo ester) se convierten en jabones. Sin embargo, si los aceites son removidos durante el destintado, estos pueden ser reemplazados con un aceite seleccionado del grupo que consiste de aceites vegetal, mineral o de lanolina o sus derivados antes del tratamiento con enzimas.

En una modalidad, el método de la presente invención emplea fibras de celulósicas vírgenes como un material de inicio. Las fibras celulósicas vírgenes son reducidas a pulpa para producir una solución teniendo una consistencia de entre alrededor de 3 por ciento a alrededor de 18 por ciento y un pH abajo de 8. La solución es entonces tratada con un surfactante y una enzima tal como una celulasa, xilanasa o lipasa o una combinación de tales enzimas a una temperatura arriba de alrededor de 100 grados F por lo menos 15 minutos. Después de que la enzima es agregada, la solución se desagua a una consistencia de desde alrededor de 25 por ciento a alrededor de 35 por ciento. La solución desaguada es entonces desmigajada, produciendo por tanto una fibra desmigajada. La fibra desmigajada es entonces pasada a través del distribuidor de fibra y se mezcla con un aceite seleccionado del grupo que consiste de aceites vegetal, mineral o lanolina o sus derivados hasta el punto en donde el producto de papel final aún será absorbente y estéticamente atractivo. Preferiblemente, alrededor de 0.2 por ciento a alrededor de 5.0 por ciento del aceite seleccionado es mezclado mientras que se mantienen las fibras a una temperatura de alrededor de 180 grados F. La pulpa tratada con enzima en solución es entonces usada como una fuente en un proceso de fabricación de papel sanitario convencional, preferiblemente un proceso para hacer papel de tisú. Es necesario el llevar a cabo un cribado, limpieza, flotación y/o algún lavado de la solución de pulpa antes de usarla como un suministro para hacer productos de papel sanitario (por ejemplo tisú, toalla, tisúes faciales o servilletas) . Es importante el que una cantidad substancial de los contaminantes aceitosos se retengan sobre la pulpa después de tal cribado, limpieza, flotación y/o paso de lavado, o de otra manera se reemplacen antes del tratamiento con enzimas y de fabricación de papel para lograr los niveles de suavidad y estéticos deseados.

El proceso de reducción a pulpa de la presente invención cuando se usan ya sea fibras de alta aspereza o de baja aspereza vírgenes preferiblemente involucran la reducción a pulpa de las fibras a una consistencia de 6-9 por ciento y a una temperatura elevada, preferiblemente de alrededor de 120 grados F - 180 grados F. Las fibras son reducidas a pulpa continuamente por un tiempo suficiente para desfibrar la pulpa y prepararla para la reacción con la mezcla de enzima y/o surfactante. Preferiblemente la fibra es reducida a pulpa por alrededor de 15 a 60 minutos. La solución es entonces transferida a un cofre/mezcla retenedora en donde el pH es ajustado a una temperatura y el nivel de pH es suficiente para la reacción con la mezcla de enzima y/o surfactante. Las condiciones de temperatura preferidas son de alrededor de 120 grados F - 140 grados F con un pH de entre 4 y 7. El surfactante y las enzimas son entonces agregadas a la solución de pulpa y se dejan reaccionar con las fibras por un período de reacción de alrededor de 15 minutos a alrededor de 30 minutos para completar el tratamiento. El pH es entonces ajustado a alrededor de 7, y la pulpa es desaguada a través de una prensa, tal como una prensa Andritz, comercialmente disponible, a una consistencia de alrededor de entre 25 por ciento a alrededor de 35 por ciento. La pulpa desaguada es entonces desmigajada usando un aparato desmigajador convencionalmente disponible tal como aquel de Scott Equipment Company de Nueva Praga, MN, para producir una fibra desmigajada. La fibra desmigajada es entonces pasada a través de un dispersador de fibra tal como un Micar comercialmente disponible, fabricado por The Black Clawson Company, de Middleto n, Ohio, y se mezcla con un aceite seleccionado del grupo que consiste de aceites vegetal, mineral o lanolina o sus derivados mientras que se mantienen las fibras a una temperatura de alrededor de 180 grados F.

El Micar esta situado de manera que este sea capaz de (1) inyectar vapor de manera que la fibra mantenga una temperatura de alrededor de 180 grados F, (2) y de manera que el aceite seleccionado pueda mezclarse con las fibras desmigajadas. La cantidad de aceite agregada y mezclada variará de desde alrededor de 0.2 por ciento a alrededor de 5.0 por ciento dependiendo del peso de la fibra seca. Las fibras son entonces mantenidas a una temperatura suficiente para permitir que los aceites sean retenidos en o sobre las fibras. La temperatura de fibra es preferiblemente mantenida a alrededor de 180 grados F mediante el inyectar vapor cuando el aceite es mezclado con las fibras.

Un cribado adicional es innecesario con las fibras vírgenes, aún cuando el cribado y/o la limpieza centrifugal pueden practicarse para remover cualesquier contaminantes grandes para proteger la máquina de papel. Opcionalmente, pueden llevarse a cabo el lavado limitado de la pulpa que contiene aceite y tratada con enzima sobre la máquina de hacer papel mediante el usar la pulpa no lavada en un suministro para hacer papel sobre una máquina de papel .

Preferiblemente los pasos de tratamiento de solución y enzima son los mismos cuando se usan fibras celulósicas vírgenes o papel periódico viejo. Este tratamiento es conducido en varias fases comenzando con la formación de solución de fibras celulósicas o de papel periódico a una consistencia de entre alrededor de 3 por ciento y 18 por ciento con o sin el surfactante, y preferiblemente a una temperatura de la solución de pulpa de entre alrededor de 100 grados F y 180 grados F y manteniendo la temperatura elevada por lo menos por alrededor de 15 minutos. Esto se sigue mediante el ajuste del pH y reducir la temperatura de la solución de pulpa a una temperatura y a un pH adecuado para mantener las condiciones de enzima activa. Las condiciones de tratamiento de enzima preferidas son un pH de 4 a 7 y una temperatura abajo de alrededor de 140 grados F y preferiblemente de arriba de 100 grados F. Si la reducción a pulpa de las fibras ásperas vírgenes o de papel periódico se lleva a cabo bajo condiciones también adecuadas para el tratamiento de enzima, pueden combinarse entonces los pasos de tratamiento de enzima y reducción a pulpa.

Cuando la reducción a pulpa y el tratamiento de enzima son combinados en un paso único, la enzima con o sin adición de un surfactante, puede agregarse al agua ya sea antes o después de la adición de las fibras vírgenes o del papel periódico para la reducción a pulpa. Opcionalmente, se agrega un surfactante del tipo típicamente usado en la remoción de contaminantes en procesos de reciclado de papel periódico a la solución de pulpa. Pueden usarse una o más enzimas. Las enzimas son seleccionadas preferiblemente del grupo que consiste de celulasa, xilanasa y lipasa. La pulpa se mantiene en contacto con la enzima por lo menos por alrededor de 15 minutos y preferiblemente por alrededor de 30 minutos.

Cuando se usan fibras de alta aspereza o de baja aspereza, el papel periódico, o el papel periódico viejo, un componente crítico en la secuencia del proceso arriba mencionado es el de tener el aceite seleccionado del grupo que consiste de aceites vegetales, minerales o lanolina o de sus derivados en contacto con las fibras tratadas con enzima y retenido (sobre o dentro) de las fibras durante el proceso de fabricación de papel. Sin querer estar unido por una teoría, nuestra teoría por la cual las fibras de alta aspereza y de baja aspereza vírgenes se hacen muy adecuadas para hacer productos de papel sanitario de tipo tisú suaves es la de que ocurre alguna interacción entre las fibras, los aceites y las enzimas que se mejora por la presencia de un surfactante. Esta interacción mejora sinergísticamente las propiedades para hacer tisú de las fibras ásperas.

Otros aceites que pueden ser empleados de acuerdo con la presente invención incluyen los aceites vegetales, tal como de soya, de linasa, de risino, de flor de azafrán, de oliva, de cacahuate o sus derivados ester de ácido graso; los aceites minerales o los aceites de lanolina y sus derivados etoxilatados, acetilatados o ester.

T I NT E S Las fibras .de papel periódico reciclado de la presente invención retienen los contaminantes de tinta y son por tanto de un color gris claro. Los productos de tisú hechos con una mayoría de tales fibras son preferiblemente teñidos a un color más placentero. Los tintes útiles en esta invención deben ser solubles en agua y debido a la dificultad de teñir uniformemente las fibras contaminadas con aceite, los tintes deben ser sustantivos a las fibras celulósicas. Estos también deben ser catiónicos, por ejemplo estos formarán cationes coloreados positivamente-cargados cuando se desasocian en agua. Estos tintes están particularmente bien adecuados para teñir pulpas químicas no blanqueadas y mecánicas. Tales fibras de pulpa contienen un número significativo de grupos ácido, con los cuales pueden reaccionar los cationes cargados positivamente mediante formación de sal. Estos tintes pueden ser seleccionados de entre los tintes básicos, un grupo muy conocido del arte previo, en los cuales el grupo básico es una parte integral del cromoforo, o de la clase más nueva de tintes directos catiónicos, en los cuales el grupo básico yace afuera del sistema de resonancia de moléculas. El tinte es agregado preferiblemente en cantidades variando de desde 0.01 por ciento a 3 por ciento, más útilmente, a 0.05 a 0.5 por ciento del peso de la fibra secada por aire.

Estos tintes pueden ser aplicados a un pH de fabricación de papel normal cualesquiera, ya sea acídico o neutral. Su excelente afinidad respecto de las fibras no blanqueadas les permite agregarse al sistema de fabricación de papel tan tarde como en la entrada de la bomba de ventilador, pero puede preferirse un tiempo de permanencia más prolongado, por ejemplo, la introducción en el lado de succión de la bomba de transferencia de cofre de máquina. En cualesquier caso es deseable una ubicación de suministro espeso con buen mezclado.

E N Z I MA S Las enzimas adecuadas para usarse en la presente invención deben ser seleccionadas del grupo que consiste de enzimas de celulasa, hemicelulosa (por ejemplo xilanasa) , o lipasa, y preferiblemente uno de cada tipo se usa en combinación. Cada tipo de enzima funcionalmente se perfila hacia diferentes componentes de las fibras de papel periódico usado y/o contaminantes usualmente asociados con tales fibras. Las enzimas celulasa contribuyen a la remoción de tinta mediante el atacar el componente de celulosa de las fibras en la cercanía de la tinta. La xilanasa y otras hemicelulasas atacan los componentes de hemicelulosa de las fibras para un mejoramiento de la brillantez mientras que la lipasa ataca las resinas en las fibras y en las formulas de tinta. Cuando los tres tipos de enzima son usados juntos resulta un sinergismo, que logra una mejor remoción de tinta así como la eliminación de los llamados "pegajosos". Los pegajosos son un contaminante muy conocido en el papel usado que resulta de adhesivos, etiquetas sensibles a la presión etc. y que se conoce que provocan problemas del corrido de la máquina para hacer papel. Una mezcla es preferiblemente seleccionada de enzimas que atacarán al papel de desperdicio impreso en una manera que mejorará la suavidad del tisú y modificará los contaminantes de manera que estos no perjudiquen la operación de la máquina para hacer papel. También, la pulpa tratada con enzima de acuerdo con la presente invención mejorará la habilidad para correr de la máquina de papel y producirá un producto superior a costos más bajos.

La hemicelulosa es un término general que describe varios tipos de enzimas cada uno degradando tipo específicos de compuestos comúnmente conocidos como hemicelulosa y encontrados en la madera y otros materiales de plantas. La xilanasa es la enzima de hemicelulosa preferida debido a que esta es activa hacia el xilan, un tipo común de hemicelulosa. Los constituyentes de hemicelulosa difieren de planta a planta. Los más abundantes de las hemicelulosas de madera son los xilans los cuales son polímeros de 1,4-enlazado ß-D-unidades de xilopiranosa algunas de las cuales llevan cadenas laterales cortas tal como unidades 1, 3-enlazadas a?-1-arabinofuranosa o unidades 1,2-enlazadas a-d-ácido glucurónico esterificadas . También son particularmente importantes en las maderas suaves las 1.4-6-D-glucomanans con unidades de glucosa y mañosa distribuidas al azar, llevando cadenas laterales tal como unidades 1, 6-enlazadas a-D-galactopiranosa. La hemicelulosa difiere de la celulosa en tres aspectos importantes. En primer lugar estas contienen varias unidades diferentes de azúcar mientras que la celulosa contiene sólo unidades 1, 4-6-D-glucopiranosa. En segundo lugar estas exhiben un grado considerable de ramificación de cadena, mientras que la celulosa es un polímero estrictamente lineal. En tercer lugar, el grado de polimerización de la celulosa nativa es de diez a cien veces mayor que aquel de la mayoría de las hemicelulosas. El término "hemicelulosa" se refiere a cualesquier clase de enzima específica que reacciona con una hemicelulosa específica y como tal, la hemicelulosa no es una clase de enzima específica sino un término genérico del arte para un grupo de clases de enzima. La xilanasa es una clase de enzima específica que ataca el xilan y por tanto la xilanasa cae dentro del término de "hemicelulosa".

Muchos tipos de enzimas pueden ser usados dentro de clases de enzimas conocidas como celulasa, xilanasa (u otra hemicelulosa) y lipasa. La celulasa tiene la mayoría de las selecciones comerciales disponibles debido a que esta viene de muchas fuentes diferentes tal como de Aspergillis niger, Trichoder a reesei, T. viride, T. koningi, F. solani, Penicillium pinophilum, P. funiculosum. Se prefiere el usar una celulosa que posea funcionalidad endo-exo glucanasa para atacar ambas regiones amorfa y cristalina de la celulosa de manera que la enzima puede atacar cualesquier lugar sobre la superficie celulósica en donde la tinta está unida.

La celulasa preferida es un producto vendido bajo la marca "Celluclast®" 1.5 L, de Enzyme Process División, Bioindustrial Group, Novo Nordisk A/S, Novo Alié, 2880 Bagsvaerd, Dinamarca. El Celluclast 1.5 L es una preparación de celulasa líquida hecha mediante fermentación sumergida de una cadena seleccionada de hongos "Trichoderma reesei" . La enzima cataliza el rompimiento de las celulosa en glucosa, celobiosa y polímeros de glucosa superiores. Las cantidades relativas de los productos de reacción formados dependen de las condiciones de reacción. El Celluclast 1.5 L tiene una actividad de enzima de 1,500 NCU/g y es un líquido café con una densidad de aproximadamente 1.2 g/ml . La actividad es determinada sobre la base de Unidades Novo Celulasa (NCU) . Una NCU es la cantidad de enzima la cual, bajo condiciones estándar, degrada la carboximetilcelulosa para reducir los carbohidratos para fuerza de reducción que corresponde a un micromol (umol) de glucosa por minuto. Las condiciones estándar son: Substrato carboximetil-celulosa (CMC Hercules-7LFD) ; Temperatura - 40 grados centígrados; pH - 4.8; Tiempo de Reacción - 20 minutos.

La Xilanasa puede obtenerse de una fuente tal como A. pullulans, o Streptomyces lividans, o Streptomyces roseiscleroticus. Su propósito es el de atacar la parte de xilan de la fibra de lignocelulosa la cual se considera que enlaza la celulosa coloreada con lignina de color café. Por tanto, el ataque sobre la xilan hemicelulosa mejora la remoción de la lignina, haciendo por tanto a la fibra más brillante. No es necesario que la xilanasa esté libre de celulasa o de cualesquier vía o fuente particular. En este aspecto, la enzima de hongo (las enzimas múltiples encontradas después del crecimiento del hongo) pueden usarse sin purificación.

Una enzima xilanasa preferida es Pulpzyme® HA la cual es una preparación de xilanasa derivada de una sepa seleccionada de Trichoderma reesei disponible de Enzyme Process División, Bioindustrial Group, Novo Nordisk A/S, Novo Alié, 2880 Bagsvaerd, Dinamarca. La Pulpzyme® HA contiene endo-1 , 4-beta-D-xilanasa (EC 3.2.1.8) así como actividades exo-1, 4-beta-D-xilanasa (EC 3.2.1.37). El Pulpzyme® HA tiene una cierta cantidad de actividad celulasa en adición a su actividad xilanasa.

El Pulpzyme® HA es una preparación líquida café de una xilanasa teniendo una actividad de 500 XYU/g y conteniendo aproximadamente 300 unidades de actividad endo-glucanasa (EGU/g) . Una unidad de actividad xilanasa (XYU) se define como la cantidad de enzima bajo condiciones estándar (pH 3.8, 30 grados centígrados, 20 minutos de encubación) degrada el xilan de madera de alerce para reducir los carbohidratos con una fuerza de reducción que corresponde a uno umol de xilosa. Una unidad endo-glucanasa (EGU) se define como la cantidad de enzima la cual bajo condiciones estándar (pH 6.0, 40 grados centígrados, 30 minutos de encubación) baja la viscosidad de una solución de carboximetil celulosa a la misma extensión que una enzima estándar definiendo 1 EGU. El Pulpzyme® HA tiene una actividad muy baja hacia la celulosa cristalina. Otra xilanasa preferida es Pulpzyme® HB la cual es una preparación de xilanasa derivada de una sepa seleccionada de origen bacterial. Está disponible de Enzyme Process División, Bioindustrial Group, Novo Nordisk A/S, Novo Alié, 2880 Bagsvaerd, Dinamarca. Esta contiene actividad en endo-1, 4-beta-D-xilanasa (EC 3.2.1.8), y está virtualmente libre de actividad celulasa. El Pulpzyme® HB está comercialmente disponible como una preparación líquida café teniendo una actividad endo-xilanasa de 600 EXU/g en la cual una unidad de actividad endo-xilanasa (EXU) se define como la cantidad de enzima la cual, bajo condiciones estándar (pH 9.0, 50 grados centígrados, 30 minutos de encubación) degrada el xilan RBB.

La lipasa puede venir de Pseudomonas fragi, Candida cylindricea, Mucor javanicus, Pseudomonas fluorescens, Rhizopus javanicus, Rhizopus delemar, Rhizopus niveus, y varias especies de Miehei, Myriococuum, Humicola, Aspergillus, Hyphozyma, y Bacillus. Estas tienen ambas actividades lipasa y esterasa, y se conocen porque degradan el triglicerido en la resina de madera en glicerol y ácidos grasos. Como tales las enzimas lipasa pueden atacar el componente de aceite vegetal de la tinta directamente. El su producto de actividad lipasa puede ayudar a hacer a la celulosa más suave.

La enzima lipasa preferida es Resinase® A 2X, la cual es una preparación de lipasa líquida para la hidrólisis de constituyentes ester de resina de madera. La Resinase® A 2X está comercialmente disponible de Enzyme Process División, Bioindustrial Group, Novo Nordisk A/S, Novo Alié, 2880 Bagsvaerd, Dinamarca como una preparación líquida café con una actividad de 100 KLU/g. La actividad lipasa es medida en unidades kilolipasa (KLU) . Una KLU es la cantidad de la actividad de enzima la cual libera un milimol de ácido butírico por minuto de una emulsión de tributirin a una temperatura de 30 grados centígrados y a un pH de 7.0. El análisis se hace en el sistema de pH-stat en el cual el ácido liberado es titulado continuamente mediante la adición de hidróxido de sodio. La enzima no está limitada a substrato durante el análisis.

Otras enzimas las cuales pueden ser usadas en combinación con estos tres tipos de enzimas preferidos. Estos son ligninasa, lacasa, pectinasa, proteasa y mananasa. También las enzimas pueden ser obtenidas de DNA alterado y microorganismos diseñados los cuales expresan más de la enzimas específicas o más volúmenes para obtener mejor economía.

La cantidad preferida y la combinación de enzimas es de 1.33 kilogramos . celulasa/tonelada (2,000 libras) de pulpa para celulasa, 0.33 kilogramos xilanasa/tonelada y 0.33 kilogramos lipasa/tonelada. Tan bajo como 0.25 kilogramos de enzimas por tonelada de pulpa (kilogramo/tonelada) a tan alto como 25 kilogramos/tonelada de pulpa pueden usarse como la cantidad total de todas las enzimas. Sin embargo, 1 a 3 kilogramos/tonelada total de todas las enzimas es una tasa de uso particularmente preferida. El rango preferido para cada enzima es : celulasa, 0.25 a 10, kilogramos/tonelada; xilanasa, 0.05 a 2.5 kilogramos/tonelada; y lipasa, 0.05 a 2.5 kilogramos/tonelada .

El hinchamiento de la estructura de fibra mejora la acción de enzima mediante el ayudar la penetración de las moléculas de enzima grandes adentro de la fibra. La temperatura elevada (por ejemplo arriba de la ambiental y abajo de 140 grados F) , el uso de surfactante, y químicos alcalinos suaves o ácidos pueden usarse en la reducción a pulpa del papel periódico para abrir físicamente las estructuras de fibra lignocelulósicas de manera que las enzimas puedan penetrar mejor en la estructura y llevar a cabo sus funciones respectivas. Si las temperaturas de reducción a pulpa altas son usadas por ejemplo arriba de alrededor de 140 grados F, la temperatura debe bajarse a una temperatura adecuada para el tratamiento de enzima antes de que las enzimas usadas sean agregadas. Para la mayoría de las enzimas la temperatura adecuada es de menos de alrededor de 140 grados F.

USO DE SURFACTANTE CON TRATAMIENTO DE ENZIMA Se obtiene un resultado sinergístico con la combinación de un surfactante y una enzima. La cantidad efectiva mínima de surfactante para obtener sinergia es la cantidad necesaria para abrir la fibra más bien que los niveles superiores usados para solubilizar aceites mediante emulsificar los contaminantes aceitosos. La cantidad preferida de surfactante es de desde alrededor de 0.25 por ciento a alrededor de 0.1 por ciento basado sobre el peso de las fibras. Los surfactantes no iónicos son preferidos para la adición al paso de tratamiento de enzima para mejorar la acción enzimática para una mejora de la sensación de tacto. Un surfactante no iónico preferido está comercialmente disponible como D1600® de High Point Chemical Corporation. D16000 es un ácido graso alcoxilatado, surfactante no iónico específicamente desarrollado para el destintado de papel periódico de tipo flotación. Otros surfactantes no iónicos muy conocidos en el arte del destintado pueden usarse tal como: Alquil fenil éter de polietilen glicol, por ejemplo las series de surfactantes Tergitol® de Union Carbide; los productos de condensación de óxido alquilfenoletileno, por ejemplo las series de surfactantes Igepal® de Rhone Poulenc, Inc.; el alcohol aril alquil polieter, por ejemplo las series de surfactantes Tritón® X 400 de Rohm and Hass tal como Tritón X-100. En algunos casos un surfactante aniónico puede ser usado dependiendo de los contaminantes presentes en el desecho de papel. Los ejemplos de los surfactantes aniónicos son sales de amonio o de sodio de un etoxilato sulfatado derivado de un alcohol primario lineal de 12 a 14 tal como Alfonic® 1412A ó 1412S, de Vista; y los condensados de formaldehido de naftaleno sulfonatados, por ejemplo Tamol® SN de Rohm and Hass. En algunos casos, un surfactante catiónico puede ser usado, especialmente cuando se desea el desunir. Los surfactantes catiónicos adecuados incluyen los compuestos imidazol, por ejemplo, los compuestos de amonio cuaternario Amasoft® 16-7 y Sepamine® P de CIBA-GEIGY; el Quaker® 2001 de Quaker Chemical; y el Cyanatex® de American Cyanamid.

Tipos de Aceite Los aceites del tipo típicamente usado en la impresión, particularmente la impresión de papel periódico y en la formulación de tinta para tal impresión, son adecuados para la práctica en la presente invención. Los aceites minerales y los aceites vegetales son los tipos más comunes de aceites usados en la formulación de tintas de impresión para papel periódico. El aceite mineral, también conocido como aceite mineral blanco, alboline, parafina, Nujol, Saxol, y aceite de lignita, se clasifica generalmente como CAS # 64742-46-7. Aún cuando históricamente tales aceites pueden haberse derivado de varias fuentes, comercialmente estos son típicamente una fracción destilada de petróleo con una cadena de carbón promediando de desde alrededor de 10 a alrededor de 14 átomos de carbono y usualmente una mezcla de hidrocarburos parafínicos, hidrocarburos nafténicos y de hidrocarburos aromáticos alquilatados . Tales aceites tienen una gravedad específica de alrededor de 0.8 a alrededor de 0.85, una viscosidad a 100 grados F de 38-41 SSU (Unidades Saybolt Univerfsal) y un punto de ebullición inicial de alrededor de 500 grados F (260 grados centígrados) . Los aceites vegetales del tipo típicamente usados en la formulación de tintas de impresión pueden derivarse de varias fuentes. Es típico un aceite derivado de frijoles de soya conocido como aceite de soya, aceite de frijol chino, aceite de frijol de soya o sólo aceite de soya con una designación de servicio de estracto químico CAS # 8001-22-7. Tales aceites son saponificables con un valor de saponificación de alrededor de 185 a 195, un punto de solidificación de alrededor de 5 grados F a alrededor de 18 grados F, un punto de derretido de alrededor de 70 a alrededor de 90 grados F y un valor de Iodo de alrededor de 135 a 145. Otras fuentes vegetales de aceite y otros tipos de aceite adecuados para usarse en las tintas de impresión también pueden usarse en la práctica de la presente invención.

Contenido de Aceite La cantidad de aceite que debe estar sobre las fibras (ya sea sobre la superficie o dentro de la estructura de las fibras celulósicas) debe ser de desde alrededor de 0.2 por ciento a alrededor de 2 por ciento. Cuando el papel periódico está siendo usado, entonces preferiblemente este contenido de aceite es obtenido mediante el no saponificar o solubilizar los aceites sobre los periódicos usados durante la reducción a pulpa y el tratamiento del papel periódico usado y el prepararlos para usarse en un suministro para hacer papel. También se prefiere el que un surfactante, si se usa, sea usado en moderación como para no deslavar los aceites mientras que se prepara el papel periódico para usarse en un suministro para hacer papel para productos de papel sanitario. Cuando la fibra virgen está siendo usada el aceite puede ser agregado a las fibras vírgenes mediante el ya sea agregar aceite sobre la pulpa antes de la solución, mediante el agregar el aceite en la solución de agua de las fibras de manera que el aceite se pone en contacto con las fibras antes de someter las fibras al tratamiento de enzima de acuerdo con la descripción dada aquí, o preferiblemente mediante el inyectar o mezclar el aceite con las fibras en el distribuidor de fibra. En su concepto más amplio, la invención requiere la presencia de aceites sobre o en las fibras de desde alrededor de 0.2 por ciento a alrededor de 5.0 por ciento.

Aún cuando el efecto sinergístico es obtenido con aceites y tratamiento de enzima de fibras celulósicas, es más benéfico para las fibras de alto rendimiento, otras fibras celulósicas tendrán sus cualidades sanitarias mejoradas por el proceso de la presente invención de manera que pueden hacerse productos de papel sanitario más flexibles y más suaves de tales fibras. Tales fibras incluyen ambas la madera suave del norte y del sur y kraft de madera dura, ambas blanqueada y no blanqueada, las fibras de sulfito blanqueadas y no blanqueadas en adición a las fibras de alto rendimiento blanqueadas y no blanqueadas tal como las fibras de madera molida con piedra, las fibras termomecánicas y las fibras de pulpa quimotermomecánica. Los ejemplos específicos de tales fibras son la pulpa quimotermomecánica de madera suave blanqueada (SWCTMP) ; el kraft de madera suave del norte blanqueada (NSWK) ; la fibra reciclada blanqueada (RF) ; la pulpa kraft de eucalipto blanqueada (BEK) ; el kraft de madera suave del sur blanqueada (SSWK) ; y la pulpa quimotermomecánica de madera dura blanqueada (HWCTMP) .

Las fibras tratadas con enzima y conteniendo aceite de la presente invención pueden usarse en procesos para hacer papel convencionales para la producción de productos de papel, sanitario incluyendo papel de clase de tisú para el excusado, papel de clase de tisú facial, toallas de papel y servilletas de papel de acuerdo con cualesquier proceso convencional para la producción de tales productos. La suavidad y volumen de tales productos puede mejorarse mediante el uso de fibras tratadas con enzima y conteniendo aceite de la presente invención. Debido a las mejoras de volumen, las toallas de papel producidas con las fibras de la presente invención se mejorarán.

De acuerdo con la presente invención se ha descubierto el que el destintado convencional es contra productivo para hacer productos de tisú suaves de papel periódico usado debido a que se remueve el aceite que puede ser benéfico para la suavidad de los productos de tisú y de toalla. La presente invención también se basa sobre el descubrimiento de que el aceite de este tipo usado en el papel periódico es benéfico para la suavidad de los productos de tisú y de toalla. La suavidad es difícil de medir o cuantificar para los productos de tisú debido a que su suavidad es percibida por el usuario por el tacto lo cual es influenciado por la suavidad y otras características de superficie en adición a la hinchazón de hoja. Las pruebas de tacto se han desarrollado y los datos de tacto reportados aquí se han obtenido usando la siguiente prueba: PRUEBA DE TACTO ALCANCE Varios tisúes de crepé seco de peso ligero diferentes para usarse como estándar se produjeron de pulpa comercialmente disponible de diferentes calidades para impartir suavidad a los productos de tisú y se usaron para definir una escala de suavidad numérica. Un valor numérico se asignó a la suavidad de cada tisú estándar. Al producto más suave se le asignó un valor de tacto de 86, y fue un tisú de crepé seco de peso ligero producido con 50 por ciento de fibras kraft de madera suave del norte Irving y 50 por ciento de pulpa kraft de eucalipto Santa Fe. El producto más áspero para usarse como un estándar fue producido con 100 por ciento de pulpa quimotermomecánica de madera suave blanqueada, (SWCTMP) y se le asignó un valor de tacto de 20 sobre la escala. Otras muestras de tisú de crepé seco de peso ligero para usarse como estándares para definir la escala de "suavidad de tacto" y teniendo calidades de suavidad de entre los estándares de tisú más suave y más duro se asignaron de diferentes pulpas o mezclas de pulpa y se les asignó valores de suavidad de tacto de entre 20 y 86. Las pulpas usadas están además descritas en los siguientes párrafos. Las mezclas de pulpa y aspereza de fibra de las mezclas de pulpa usadas para producir están las de tis es adicionales se dan en la Tabla III junto con la resistencia a la tensión de cada estándar de tisú. Los procesos de fabricación de tisú distintos al proceso de crepé seco de peso ligero y de otras fibras de pulpa que aquellas usadas para producir los estándares son capaces de producir productos de tisú afuera de la escala de suavidad de tacto de 20 a 86 definida por los estándares de tisú descritos aquí. Sin embargo, para el propósito de establecer la mejora en la suavidad lograble con la presente invención, el rango de suavidad de tacto definido arriba de 20 a 86 para los productos de crepé secos de peso ligero es exacto y suficiente para propósitos comparativos. Las fibras de papel periódico reciclado de la presente invención pueden producir productos de tisú teniendo valores de suavidad superiores a 86 cuando se usan en otros procesos de fabricación de tisú tal como el proceso de secado continuo o cuando se mezcla con otras fibras.

PULPAS USADAS PARA PRODUCIR ESTÁNDARES DE TACTO (a) La pulpa quimotermomecánica de madera suave blanqueada (SWCTMP) (Clase Temcell 500/80) teniendo una libertad estándar Canadiense (CSF) de 500 y una brillantez ISO de 80 se hizo de picea negro y abeto bálsamo. La reducción a pulpa se hizo con pretratamiento de sulfito de sodio y refinamiento presurizado seguido por el blanqueamiento de peróxido alcalino a una brillantez ISO 80 grados. La aspereza Kajaani de las fibras igualó 27.8 mg/100 metros y la longitud de fibra promedio de peso Kajaani fue de 1.7 mm. (b) El kraft de madera suave del Norte blanqueado (NSWK) (clase Pictou 100/0 - 100 por ciento de madera suave) se hizo de picea negro y abeto bálsamo. La reducción a pulpa se hizo mediante el proceso kraft a Kappa# = 28 seguido por el blanqueado CE0DED a una brillantez ISO 88 grados. La aspereza Kajaani igualó 14.3 mg/100 metros y la longitud de fibra promedio de peso Kajaani fue de 2.2 mm. (c) La fibra reciclada blanqueada (RF) se hizo de desperdicio de oficina mezclado que se redujo a pulpa, se cribó, se limpió, y se lavó a 550 grados CSF seguido por el blanqueado con hipoclorita de sodio a una brillantez ISO de 80 grados. La aspereza Kajaani igualó 12.2 mg/100 metros y la longitud de fibra promedio de peso Kajanni fue de 1.2 mm. (d) La pulpa kraft de eucalipto blanqueada (BEK) (clase libre de cloro elemental Santa Fe) se hizo de glóbulos de eucalipto reducido a pulpa a Kappa # 12 mediante el proceso kraft seguido por el blanqueado ODE0D a 89 grados brillantez ISO. La aspereza Kajaani igualó 6.8 mg/100 metros y la longitud de fibra promedio de peso Kajaani fue de 0.85 mm. (e) El kraft de madera suave del sur blanqueado (SSWK) (pino móvil Scott) se hizo de pino Lobloly y Slash y se redujo a pulpa a Kappa # = 26 seguido por blanqueado CEHED a 86 grados brillantez ISO. La aspereza Kajaani igualó 27.8 mg/100 metros y la longitud de fibra promedio de peso Kajaani fue de 2.6 mm. (f) La pulpa quimotermecánica de madera dura blanqueada (HWCTMP) (clase Western Millar 450/83/100) teniendo una libertad estándar Canadiense (CSF) de 450 y una brillantez ISO de 83 se hizo de álamo temblón. La reducción a pulpa se hizo con pretratamiento de peróxido alcalino y refinamiento presurizado seguido por el blanqueamiento de peróxido alcalino. La aspereza Kajaani de las fibras fue igual a 13.8 mg/100 metros y la longitud de fibra promedio de peso Kajaani fue de 0.85 mm.

APARATO El método de prueba no requiere aparato. El método de prueba usó los procedimientos y materiales descritos abajo para evaluar las muestras de tisú usando un panel de diez o más gentes y suavidad de rango de las muestras sobre la escala de suavidad usando los estándares de producto de valores de escala de suavidad conocidos.

PREPARACIÓN DE MUESTRA 1. Cinco muestras que se van a probar por el panel de evaluadores (jueces) deben seleccionarse. 2. Calcular el número de almohadillas de muestra y almohadillas de muestras estándar necesarias para que se evalúen por el panel de prueba de jueces para cada producto usando la siguiente ecuación: Almohadillas necesarias (cada producto) = (x-1) x (y) x = número de productos que se van a probar y = número de personas sobre el panel de prueba 3. Seleccionar al azar un rollo de tisú de muestra para cada producto que está siendo evaluado y descartar las primeras pocas hojas (para deshacerse de la goma de atado de la cola) . 4. Preparar las almohadillas de muestra de cada rollo de producto que está siendo probado. Cada almohadilla debe ser de 4 hojas de grueso y hacerse de una muestra de tisú continua que es de 4 hojas de largo. Cada almohadilla se hace como sigue: la muestra de cuatro hojas de largo se dobla primero a la mitad. Esto resulta en una muestra de espesor doble que es de dos hojas de largo. La muestra de espesor doble es entonces doblada de nuevo a la mitad para producir una almohadilla de muestra de largo de hoja único de espesor de 4 hojas. El doblado debe hacerse de manera que la superficie exterior de las hojas cuando ésta estaba sobre el rollo de tisú se convierten a superficies exteriores de la almohadilla. Si un producto que está siendo probado es de "dos lados", esto es que tiene diferentes características de superficie sobre la superficie exterior de la hoja en contra de la superficie de cara al interior del rollo entonces el producto debe probarse dos veces, una con la superficie de cara al exterior del rollo como la superficie exterior de la almohadilla de muestra y también probarse con una almohadilla de muestra separada que se prepara en la cual el doblado resulta en la superficie de la hoja de cara al interior del rollo convirtiéndose en la superficie exterior de la almohadilla de muestra.

. Hacer el número requerido de almohadillas de cada producto usando la formula del párrafo 2 dado arriba. Si más de un rollo de producto se requiere para preparar el número requerido de almohadillas, entonces es importante el que las pilas de almohadillas se pongan al azar con producto de cada uno de los rollos. Codificar cada almohadilla con el código de carga en la esquina del lado izquierdo superior (sobre el doblez) . 6. Seleccionar tres estándares que se van a usar como referencias con el panel de entre los tisúes estándar como sigue: • Seleccionar la muestra más áspera que está siendo evaluada y comprarla a unas almohadillas de muestra de tisú estándar y seleccionar un estándar más bajo que es ligeramente más áspero que la muestra más áspera.

• Seleccionar la muestra más suave de producto que esta siendo evaluada y seleccionar una almohadilla de tisú estándar que es ligeramente superior (más suave) que la muestra más suave que está siendo evaluada.

• Seleccionar un tercer estándar que cae aproximadamente a la mitad de los estándares inferior y superior seleccionados.

Las tres almohadillas de tisú estándar seleccionadas se convierten en las referencias de tacto para el panel y definen el más suave, el más áspero y el rango medio. 7. Las referencias de tacto precisan el rango de suavidad de los productos que están siendo evaluados por el panel. Para mayor exactitud, las referencias más alta y más baja seleccionadas deben estar aproximadamente a 30 puntos de separación sobre la escala de suavidad de tacto. La referencia media debe ser de ocho o más puntos separadas de las referencias superior e inferior.

LA SELECCIÓN E INSTRUCCIÓN DE MIEMBRO DE PANEL 1. Seleccionar un panel de alrededor de 10 personas teniendo alrededor del mismo número de hombres y mujeres y con variaciones de edad. 2. Asegurarse de que los miembros de panel entiendan las instrucciones y si es necesario dar una "corrida de ensayo" 3. Los paneles deben de conducirse en un lugar callado .

Procedimientos de Prueba 1. Comenzar la prueba de suavidad mediante leer las siguientes instrucciones estándar.

INSTRUCCIONES ESTÁNDAR Estas instrucciones son para leerse a cada participante de panel antes de comenzar el procedimiento de prueba de panel de suavidad. a. PROPÓSITO "El propósito de este procedimiento es el de comparar la suavidad de las muestras de tisú para excusado" b. MÉTODO "A usted se le darán dos almohadillas de muestra de tisú para excusado cada vez. Comparar las dos una a otra usando su mano dominante y hacer la comparación mediante el percibir cada muestra con su mano dominante. Usted puede golpear, doblar o aplastar las muestras como lo considere adecuado para hacer su juicio". c. PRIMERA DECISIÓN "Después de sentir cada una de las dos almohadillas de muestras, a usted se le preguntará que decida cual muestra es la más suave". d. SEGUNDA DECISIÓN "Calificar el grado de diferencia en suavidad entre las dos almohadillas usando la siguiente calificación: La escala usa números disparejos 1, 3, 5, 7, 9. Usted puede usar números parejos si usted siente que los números listados no representan completamente la diferencia entre los dos productos" .

ESCALA DE CALIFICACIÓN DE PANEL 9 . i I Los números sobre la escala de calificación se definen como: 1. Sin diferencia. 3. Muy poca diferencia, no confiable, alguien puede no percibirla.

. Poca diferencia, confiado acerca del juicio. 7. Diferencia moderada, fácil de detectar, confiado. 9. Una diferencia muy grande, muy fácil de detectar, memorable. e. CALIBRACIÓN "Antes de empezar yo le daré un ejemplo del estándar más suave que se va a usar para comparación y una almohadilla de muestra de los productos menos suaves (estándar más ásperos) . Por favor toque ambos. La diferencia en suavidad que usted siente entre las dos referencias estándar usted la calificará sobre la escala de definición como 9". (El 9 sobre la escala de calificación es el equivalente al número de puntos de sensación sobre la escala de suavidad entre las referencias superior e inferior seleccionadas para el panel en el paso 6) . f . REACCIÓN DEL PARTICIPANTE "¿Tiene usted algunas preguntas acerca del procedimiento de prueba?" g. PROMESA TRANQUILIZADORA "Finalmente, no agonice demasiado sobre cada decisión. Su opinión es tan buena como la de cualquier otro. No hay respuestas correctas e incorrectas!". 2. Presentar cada combinación de almohadillas de muestra y de almohadillas de referencia a cada miembro de panel y pedirles que seleccionen la muestra preferida y entonces califiquen la diferencia usando la escala de calificación de 1 a 9 de suavidad. Cada miembro de panel debe de recibir los pares en orden al azar para evitar errores de secuencia. 3. Registrar los resultados de cada par como XYn. En donde X es el código de muestra preferido, Y es el código de muestra no preferido y n es el valor de escala (1 a 9) .

Análisis de Datos Los resultados de comparación en pares son tratados como si estos pertenecieran a una escala de calificación. La definición de una escala de calificación es dada como sigue: Una escala es una escala de calificación si esta es invariable bajo transformaciones lineales positivas de la forma y = ax, a > 0.

Los pares de datos y los pesos de proporción para el número "n" de las almohadillas se cargan en una matriz A cuadrada de la siguiente formula: 0 0,? O 0,2 'n i w i 'l t w wn W2 w 2 o2 i w wn w„ w w„ 0n w, w w„ En donde 0¡ son las muestras individuales y W¡ son los valores de escala (pesos de proporción) para cada par.

Para las matrices cuadradas de este tipo existe la siguiente propiedad: AW -= MW En donde W = (W,, W2, ... Wn) . El vector de peso W es el vector eigne de la matriz A correspondiendo a su valor eigne n. Saaty ha mostrado (Véase Saaty, T. L. "Un Método de Calificación para Propiedades en Estructuras Jerárgicas", Diario de Psicología Matemática, 15, 234-281 (1977) y Saaty T . L . , "Medición de Deshilachado de Juegos", Diario de Sibernéticas, 4 (4) , 53-61 (1974) que para extraer el vector W eigne de los pesos estimados se requiere encontrar el valor eigne más grande de A (? max) . Un programa de computadora para resolver por ? max y W se proporciona en McConnell, Wes, "Desarrollo de Producto Usando Juegos Deshilacliados" , INDA Simposio técnico, página 55-72, 17-19 de Noviembre de 1982. El vector W eigne resultante es la escala de calificación estimada mejor de las entradas en pares. Tomando el libro de cada elemento en este vector se crea la escala de intervalo igual más familiar en la cual las distancias entre los objetos son lineales. Los valores de suavidad estándar son dibujados en contra de los valores de escala de intervalo igual estimados y las muestras desconocidas son asignadas valores numéricos mediante interpolación.

La desviación principal y estándar de los valores de suavidad estándar de cada muestra desconocida se calcularon de los valores de suavidad estándar calculados para todos los miembros de panel . Si cualesquier miembro de panel individual cae afuera de dos desviaciones estándar de la principal, ese valor es descartado y la división estándar y principal se recalculan. El principal de los valores de suavidad estándar sin valores afuera de dos desviaciones estándar de la principal es el valor de suavidad de tacto estándar para esa muestra desconocida.

ESCALA DE SUAVIDAD DE TACTO 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ._ I _. i _ I I 20 86 (3j) (3b) Resistencia a la Tensión Los valores de resistencia a la tensión dados aquí para los productos de papel de tipo tisú se miden mediante la prueba de longitud de rompimiento (método de prueba TAPPI No. T494om-88) usando una extensión de muestra de 5.08 centímetros y una velocidad de cabeza cruzada de 5.08 cm/minuto. Típicamente, las resistencias de tisú son diferentes en la dirección de la máquina en contra de la dirección transversal a la máquina de la hoja. También, el peso base de las muestras de tisú varía lo cual afecta la resistencia a la tensión. A fin de comparar mejor las resistencias a la tensión de varias muestras de tisú es importante el compensar por las diferencias en peso base de las muestras y por las diferencias en la dirección de la máquina en la resistencia a la tensión. Esta compensación se logra mediante el calcular un "Un Peso Base y una Resistencia a la Tensión Direccionalmente Normalizada" (de aquí en adelante "Resistencia a la Tensión Normalizada" o "NTS") . La resistencia a la tensión normalizada se calcula como el cociente obtenido mediante el dividir el peso base en la raíz cuadrada del producto de las resistencias a la tensión en la dirección de la máquina y en la dirección transversal a la máquina. Los cálculos de resistencia a la tensión normalizados para diferencias en peso base en la dirección de la máquina se han diseñado para mejores comparaciones de las muestras de tisú. Las resistencias a la tensión se miden en ambas la dirección de la máquina y en la dirección transversal a la máquina y el peso base para la muestra de tisú se mide de acuerdo con el método de prueba TAPPI No. T410om-88. Cuando se usan unidades inglesas de medición, la resistencia a la tensión se mide en onzas por pulgada y el peso base en libras por resma (2880 pies cuadrados) . Cuando se calcula en unidades métricas la resistencia a la tensión se mide en gramos por 2.54 centímetros y el peso base se mide en gramos por metro cuadrado. Deberá notarse que las unidades métricas no son unidades métricas puras debido a que el aparato de prueba usado para probar la tensión se pone para cortar una muestra en pulgadas y por tanto las unidades métricas vienen a estar en gramos por 2.54 centímetros. Usando las abreviaciones MDT para tensión en la dirección de la máquina, CDT para tensión en la dirección transversal a la máquina y BW para peso base, el cálculo matemático del peso base y de la resistencia a la tensión direccionalmente normalizada (NTS) es: NTS = (MDT X CDT)12/BW NTS en unidades Inglesas es = 0.060 x el NTS en las unidades métricas definidas arriba.

PROCESO PARA FABRICAR EL TISÚ Las fibras modificadas con enzima conteniendo aceite de la presente invención pueden usarse en cualesquier proceso para hacer papel comúnmente conocido para producir telas de papel sanitario, voluminosas suaves tal como tisú, toallas, servilletas y tisú facial. Muchos procesos para hacer papel diferentes incluyendo aquellos procesos en donde la tela es secada a través de secado de bote, secado continuo, secado térmico y combinaciones de los mismos son adecuados. Los ejemplos de los tipos de los procesos para hacer papel que pueden usarse en conjunción con la presente invención son aquellos procesos enseñados en la patente de los Estados Unidos de Norteamérica número 3,301,746 otorgada a Sanford y otros, 3,821,068 otorgada a Shaw, 3,812,000 otorgada a Salvucci y otros, 3,994,771 otorgada a Morgan, Jr. y otros, 4,102,737 otorgada a Morton, 4,158,594 otorgada a Becker y otros, 4,440,597 otorgada a Wells y otros, y 5,048,589 otorgada a Cook y otros.

El proceso para hacer papel preferido es comúnmente conocido como el proceso de crepé seco. Generalmente este involucra el usar el suministro de papel de la presente invención el cual los químicos de resistencia en seco son agregados preferiblemente para generar la resistencia a la tensión y otros químicos para hacer papel pueden ser agregados. El suministro de papel es entonces bombeado desde un cofre de máquina y fluye hasta una caja de cabeza y a través de una rebanada a una consistencia de 0.1 a 0.4 por ciento sobre una superficie horizontal de un alambre Fourdrinier a través del cual el agua es retirada y tiene lugar la formación de tela. La malla de alambre es sostenida alrededor de un rodillo de pecho y varios rodillos de mesa, después a un rodillo de volteo de alambre desde el cual este se alimenta alrededor de un rodillo de lecho y varios rodillos de guía de regreso hasta el rodillo de pecho. Uno de los rodillos es impulsado para impulsar el alambre Fourdrinier. Una o más cajas de vacío, deflectores o hidrohojas pueden usarse entre los rodillos de mesa para mejorar la remoción de agua.

La tela húmeda es formada sobre la superficie superior del Fourdrinier y transfiere a un fieltro mediante el presionar la tela sobre el fieltro por medio de un rodillo de lecho o transferir la hoja al fieltro por medio de una zapata de recolección. El fieltro transporta a la tela a un conjunto de prensa. El fieltro entonces se mueve alrededor de uno o dos rodillos de prensa, uno de los cuales puede ser un rodillo de succión y entonces se lleva alrededor de los rodillos de guía y gira de regreso al rodillo de lecho. Duchas y tableros de protección pueden usarse en varias posiciones sobre la superficie de fieltro para ayudar en la limpieza de recolección y acondicionamiento de la superficie de fieltro. El conjunto de prensa comprende ya sea un rodillo de prensa único o un rodillo de prensa superior e inferior. La humedad es removida en el punto de presión del conjunto de prensa y se transfiere hasta el fieltro.

La tela formada y comprimida es transferida a la superficie de un cilindro secador giratorio, mencionado como un secador yanqui. El conjunto de secado también puede incluir una cubierta de aire caliente rodeando la parte superior del cilindro yanqui. La cubierta tiene boquillas para aire caliente el cual pega sobre la tela y ayuda a la remoción de la humedad. La cubierta incluye un escape para remover el aire de la cámara de cubierta para controlar la temperatura. La tela es removida de la superficie de secado usando una cuchilla de doctor para impartir el crepé a la tela. Para ayudar a remover la tela de la superficie secadora en un estado informe, controlado, se aplica un adhesivo de crepado a la superficie del yanqui usando un sistema de rociado. El sistema de rociado es una serie de boquillas de rociado unidas a una tubería de cabecero extendiéndose a través del ancho de la superficie de la secadora. El adhesivo de crepado puede ser cualesquiera de los tipos comúnmente usados en la tecnología para fabricar tisú.

La tela de papel crepada del cilindro de crepado se pasa a través de un punto de presión formado mediante un par de rodillos y se enrolla en un rollo grande mencionado como el rollo padre.

El proceso para hacer tisú usado en los ejemplos puede caracterizarse generalmente como un proceso de crepado en seco de peso ligero. Una máquina de escala de planta piloto de 14 pulgadas de ancho se operó como sigue: antes de la formación de la tela el suministro de papel está contenido en un cofre de máquina en donde son incorporados los aditivos de resistencia en seco, los tintes u otros aditivos químicos. El suministro de papel es entregado a través de una bomba de ventilador el cual fluye desde la caja de cabeza a través de una ranura a una consistencia de 0.1 por ciento a 0.4 por ciento sobre la superficie horizontal de un alambre Fourdrinier a través del cual se retira el agua y tiene lugar la formación de la tela. El alambre es llevado alrededor de un rodillo de pecho de succión el cual ayuda en la remoción del agua y en la formación del tejido. El alambre es llevado alrededor de varios rodillos de guía y un rodillo de golpe o de alambre y se alimenta al rodillo de pecho. Uno de estos rodillos es impulsado para impulsar el alambre Fourdrinier.

La tela húmeda está formada sobre la superficie superior del Fourdrinier y se transfiere a un fieltro por medio de una recolección con vacío. El fieltro transporta la hoja a un conjunto de rodillo de presión. El fieltro se mueve alrededor de un rodillo de presión, un rodillo de hule sólido, y se lleva alrededor de los rodillos de guía y gira de regreso hasta la recolección con vacío. La humedad es removida en el punto de presión del rodillo de presión y se transfiere al fieltro.

La tela formada es comprimida y transferida a la superficie de un cilindro secador giratorio, comúnmente mencionado como un secador yanqui. La tela es removida de la superficie del yanqui a un secado de tela de entre 95 por ciento y 96 por ciento usando una cuchilla de doctor. Para ayudar a remover la tela de la superficie secadora en un estado uniforme controlado, se aplica un adhesivo de crepado a la superficie del yanqui usando una boquilla de rociado. La mezcla adhesiva usada en estos ejemplos fue una mezcla de 70/30 de 70 por ciento de alcohol polivinílico y 30 por ciento de látex a base de almidón (látex de almidón nacional 4441) .

La tela de papel crepada del cilindro secador se pasó a través de un punto de presión formado por un par de rodillos y se enrolló en un rollo padre de un tamaño deseado para la prueba. La máquina de papel formó una tela de 14 pulgadas de ancho y corrió a una velocidad de carrete de 40 a 50 pies/minuto.

Todas las muestras de tisú crepadas secas en los ejemplos se produjeron a un peso base de 10 libras/resma y 18-20 por ciento de crepé. Las muestras se convirtieron en un tisú de dos estratos (20 libras/resma) para toda la prueba.

El resultado sinergístico de la combinación de aceites, fibras ásperas y surfactantes se demostró en los siguientes ejemplos. Todas las proporciones usadas aquí son por peso a menos que se especifique de otra manera y el peso de la fibra está basado sobre el peso secado al aire de la fibra a menos que se indique de otra manera.

E J E M P L O 1 Antes de que se describa los resultados y las pruebas de muestra puede ser útil el entender los datos de la Tabla 1. La primera columna intitulada "MUESTRA/NÚMERO", lista las muestras la a lo. Deberá notarse que las muestras la a lk son las muestras 3a a 3k, las cuales vienen de la Tabla III que se probaron en la solicitud de patente de los Estados Unidos de Norteamérica serie número 08/268,232 presentada el 29 de Junio de 1994. Las muestras la a lk están incorporadas dentro de la Tabla I para propósitos de comparación. t i Una mezcla de fibra fue preparada teniendo 100 por ciento de fibras virgen del mismo tipo usado para hacer papel periódico en los Estados Unidos de Norteamérica. La muestra de pulpa contuvo 60 por ciento de pulpa quimo-termomecánica de madera suave de libertad baja (alrededor de 250 grados CSF) (SWCTMP) , 30 por ciento de pulpa de madera suave molida con piedra y 10 por ciento de pulpa kraft de madera suave del norte. Esta mezcla de 60/30/10 de fibras virgen se seleccionó para simular las mezclas encontradas en el papel periódico. Las fibras virgen fueron empleadas debido a que estas no contienen ningunos contaminantes introducidos en la fabricación de papel periódico. La pulpa se formó en una hoja de papel plana y se secó sin ningunas adiciones químicas. El papel plano fue dividido en muestras representativas y los suministros de fabricación de papel separados se prepararon de cada muestra de papel plano y el producto de tisú crepado en seco se produjo de cada muestra de suministro de papel plano sobre una máquina de tisú de crepado seco de 14 pulgadas de ancho como se describió arriba.

Las muestras de papel plano se designaron como muestras ÍN y 10. Aún cuando la muestra ÍN se dejó sin contaminar, la muestra 10 fue contaminada con surfactante y con enzimas, se desaguó a una consistencia de alrededor de 25-35 por ciento; se desmigajó para producir fibra desmigajada y se pasó a través de un dispersor de fibra y se mezcló con 0.50-2 por ciento de aceite de frijol de soya mientras que la temperatura de fibra se mantuvo a alrededor de 180 grados F mediante vapor inyectado, antes de volverse otra vez a hacer pulpa y hacerse en un tisú de crepé seco de peso ligero. Los productos de tisú de crepé seco de peso ligero se hicieron de cada una de las muestras ÍN y 10: Una solución de pulpa separada se preparó con cada muestra de tisú. Se agregó una resina de resistencia en seco de almidón catiónica Solvitsse® - N (disponible de Nalco Chemical Company) a una tasa de 1 por ciento del peso de fibra. La solución de pulpa a alrededor de una consistencia de 6 por ciento se elevó a una temperatura de 180 grados F por 15 minutos. Después de haberse reducido a pulpa y mantenerse a una temperatura elevada por 15 minutos, la solución de pulpa hecha de la muestra (aceite de frijol de soya contaminado) se enfrió a alrededor de 140 grados F, y se diluyó a una consistencia de 5 por ciento, y el pH se redujo del pH ambiente obtenido con sólo pulpa y agua de la llave a un pH de 5 mediante la adición ligera de ácido sulfúrico. El surfactante y una mezcla de enzima de enzima celulasa (Celluclast 1.5L, Novo Nordisk Bioindustrials, Inc.), xilanasa (Pulpzyme HA, Novo Nordisk Bioindustrials, Inc.) y resinase (Resinase A 2X, Novo Nordisk Bioindustrials, Inc.) se agregaron a los suministros de 5 por ciento de consistencia de la muestra 10. La adición de enzimas usó 66.5 mililitros de celulasa a 16.5 mililitros de xilanasa y 16.5 mililitros de resinasa por 100 libras de pulpa secada al aire. Después de la adición de las enzimas, la solución de la pulpa de la muestra 10 se mantuvo alrededor de 140 grados F por 30 minutos con una agitación suave y entonces se enfrió y se ajustó a un pH de 7 con el hidróxido de sodio elevado.

La pulpa fue desaguada a una consistencia de 25-35 por ciento. Las fibras desaguadas fueron entonces desmigajadas y se pasaron a través de un dispersador de fibra y se mezclaron con el aceite de frijol de soya, mientras que la temperatura de la fibra se mantuvo a alrededor de 180 grados F mediante vapor inyectado.

La solución de pulpa fue entonces usada para hacer tisú de crepé seco de peso ligero como se describió arriba. Se observó la suavidad significante en términos de tacto para esta muestra. Una mejora sinergística substancial en suavidad se obtuvo mediante la combinación del aceite de contaminación de las fibras y el tratamiento con las enzimas. La Tabla I da los resultados de la resistencia a la tensión normalizada (peso base y direccionalmente normalizado) y el tacto para las muestras de tisú ÍN y 10. Puede verse de la Tabla que se logró una mejora dramática en el tacto (suavidad percibida) por la combinación del tratamiento de la enzima y la contaminación de aceite a través del tratamiento dispersante con vapor sobre el producto de tisú.

E J E M P L O 2 Tres suministros de pulpa hechos de diferentes fuentes de fibras de aspereza alta se trataron y se hicieron en > un producto de tisú de crepado seco de peso ligero usando los mismos procedimientos para fabricación de papel del Ejemplo 1. Dos muestras de tisú designadas ÍK y 1L fueron hechas de una pulpa obtenida del volver a reducir a pulpa el papel periódico viejo (ONP) . la otra muestra de tisú, designada 1M se hizo de 70 por ciento de ONP y 30 por ciento de papel periódico flexo. Todas las muestras de tisú fueron hechas primero mediante el poner en solución la pulpa con agua a una consistencia de 6 por ciento. La solución se elevó a una temperatura de 180 grados F se mantuvo a la temperatura elevada por 30 minutos.

Cada una de las soluciones de pulpa de las muestras ÍK, 1L y 1M se sometieron a un tratamiento adicional antes de ser usadas en el proceso de fabricación de papel. Este tratamiento adicional estuvo compuesto de reducir la temperatura de la solución de pulpa de 180 grados F a 140 grados F, ajustar el pH con ácido sulfúrico a 5.0 y ajustar la consistencia a 5 por ciento agregando la mezcla de surfactante y enzima. La adición de enzima fue a una tasa de 66.5 ml para la celulasa, de 16.5 ml de xilanasa y de 16.5 ml para la lipasa por 100 libras de pulpa, y las enzimas se agregaron a 140 grados F, soluciones de 5 por ciento de consistencia que se van a usar para fabricar estas muestras tisú. Después del tratamiento con enzima, la solución fue desaguada a una consistencia de entre alrededor de 25-35 por ciento. La fibra de pulpa desaguada fue entonces desmigajada para producir fibras desmigajadas. Las fibras desmigajadas de las muestras 1L y 1M se pasaron entonces a través de un micar.

La muestra 1L fue mezclada con 1 por ciento de aceite mineral mientras que la fibra se mantuvo a una temperatura de alrededor de 180 grados F mediante vapor inyectado.

La muestra IM, hecha de 70 por ciento de aceite/30 por ciento de papel periódico flexo fue mezclada con 1.0 por ciento de aceite mineral mientras que las fibras se mantuvieron a una temperatura de alrededor de 180 grados F mediante vapor inyectado.

Las soluciones de 5 por ciento de consistencia para todas las muestras fueron entonces mantenidas a 140 grados F por 30 minutos, se enfriaron, se ajustaron a un pH de 7 con hidróxido de sodio y se usaron como suministro para hacer tisú de crepé seco con el equipo de fabricación de papel y el proceso descrito en el Ejemplo 1. La resina de resistencia en seco catiónica Solvitoise® N se agregó al suministro a una tasa de 1 por ciento basada sobre el peso de las fibras. Las muestras de tisú ÍK, 1L y 1M fueron entonces probadas respecto del tacto, la tensión en ambas la dirección de la máquina y transversal a la máquina y respecto del peso base. Los resultados se muestran en la Tabla I. La tensión y los datos de peso base se usaron en los cálculos matemáticos de la resistencia a la tensión direccionalmente normalizada (NTS) . Los resultados establecieron los beneficios de la adición de aceites y de vapor a las fibras de aspereza de 17 mg/100 metros y un tratamiento de enzima posterior superior.

E J E MP L O 3 Se prepararon dos muestras de tisú designadas A y B de una pulpa obtenida mediante el volver a reducir a pulpa papel periódico viejo. Ambas muestras de tisú fueron hechas primero mediante el poner en solución la pulpa con agua a una consistencia de 6 por ciento. La solución fue elevada a una temperatura de alrededor de 180 grados F y se mantuvo a la temperatura elevada por alrededor de 30 minutos.

Cada una de las soluciones de pulpa se sometió aun tratamiento adicional antes de usarse en el proceso de fabricación de papel. Este tratamiento adicional estuvo compuesto de reducir la temperatura de la solución de pulpa de 180 grados F a 140 grados F, ajustando el pH con ácido sulfúrico a 5.0 y ajustando la consistencia alrededor de 5.0 por ciento. Un surfactante y una mezcla de enzima consistiendo de 66.5 ml de celulasa, 16.5 ml de xilanasa y 16.5 ml de lipasa se agregaron por 100 libras de pulpa a 140 grados F. Después del tratamiento con enzima, la solución se desaguó a una consistencia de entre alrededor de 25 por ciento a 35 por ciento. La fibra reducida a pulpa desaguada fue entonces desmigajada para producir fibras desmigajadas. Las muestras desmigajadas fueron entonces pasadas a través de un dispersor.

La muestra A fue mezclada con 1 por ciento de aceite mineral mientras que la fibra se mantuvo a una temperatura de alrededor de 180 grados F mediante vapor inyectado, mientras que la muestra B se mezclo con el aceite de risino mientras que la fibra se mantuvo a 180 grados mediante vapor inyectado.

Las muestras desaguadas fueron entonces ajustadas a una consistencia de 5 por ciento y se usaron como suministro para hacer tisú crepado seco con el equipo de fabricación de papel y el proceso descrito en el Ejemplo 1. Las muestras de tisú A y B fueron entonces probadas respecto de tacto, tensión, ambas en la dirección de la máquina y transversal y peso base. Los datos de tensión y de peso base fueron usados en el cálculo matemático de la resistencia a la tensión direccionalmente normalizada. Estos resultados están listados en la Tabla II. Los resultados muestran que el tipo de aceite vegetal usado en el dispersor tuvo un efecto significante sobre la suavidad. El aceite de risino es preferido al aceite mineral.

E J E M P L O 4 Una mezcla de fibra se separó usando fibras 100 por ciento virgen del tipo usado para hacer papel periódico en los Estados Unidos de Norteamérica. La mezcla de pulpa contuvo 60 por ciento de pulpa quimo-termomecánica de madera suave de libertad baja (alrededor de 250 CSF) (SWCTMP) , 30 por ciento de pulpa de madera molida con piedra de madera suave y 10 por ciento de kraft de madera suave del norte. Esta mezcla de 60/30/10 de fibras virgen fue seleccionada para simular las mezclas encontradas en el periódico. Las fibras virgen fueron empleadas debido a que estas no contienen ninguno de los contaminantes introducidos en la fabricación e impresión de papel periódico. Las muestras de tisú crepadas en seco se prepararon a dos niveles de tensión diferentes sobre una máquina de tisú de crepé seco de 14 pulgadas de ancho como se describió arriba. Estas muestras están designadas como Al a A4 en la Tabla III.

Se prepararon cuatro suministros de pulpa, las muestras B, C, D y E de papel periódico viejo a una consistencia de 5 por ciento, se deaguaron a una consistencia de 25 a 25 por ciento y entonces se desmigajaron. La muestra B se pasó a través de un dispersor de fibra y se mezcló con aceite mineral pero no se sometió al tratamiento con vapor. La muestra C se paso a través de un dispersor y se sometió a un tratamiento de vapor a 180 grados F pero no se mezcló con aceite. Las muestras D y E se pasaron a través de un dispersor y se mezclaron con 0.5 a 2.0 por ciento de aceite mineral mientras que el tratamiento de fibra se mantuvo a 180 grados F con vapor.

Cuatro suministros tratados fueron separadamente puestos en solución a una consistencia de 5 por ciento y se sometieron al tratamiento de enzima tal y como se describe en el Ejemplo I.

Las muestras tratadas con enzima fueron entonces usadas como suministro para hacer tisú de crepé seco y el equipo de fabricación de papel descrito en el Ejemplo 1.

Las muestras D y E se pasaron a través del dispersor y se mezclaron con aceite y se sometieron al tratamiento de vapor y se prepararon a dos niveles de tensión diferentes.

Las muestras de tisú A a E fueron probadas respecto del tacto, la tensión, ambas en la dirección de la máquina y transversal y del peso base. Los datos de tensión y de peso base fueron usados en el cálculo matemático de la resistencia a la tensión direccionalmente normalizada.

Los resultados de la Tabla III muestran que las muestras B a D tienen mejores niveles de suavidad que los controles a un NTS equivalente .

Claims (38)

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

1. Un método para fabricar productos de papel sanitario de fibras celulósicas, que comprende: (a) reducir a pulpa dichas fibras celulósicas en agua con agitación para producir una solución de pulpa, dicha solución teniendo una consistencia de entre alrededor de 3 por ciento a alrededor de 18 por ciento y un pH abajo de alrededor de 8.0; (b) agregar a la solución un surfactante y por lo menos una enzima seleccionada del grupo que consiste de celulasa, hemicelulosa y lipasa y mantener dicha solución de pulpa a una temperatura arriba de alrededor de 100 grados F por lo menos por 15 minutos; (c) desaguar la solución a una consistencia de desde alrededor de 25 por ciento a alrededor de 35 por ciento; (d) desmigajar la solución desaguada, produciendo por tanto la fibra desmigajada; (e) pasar la fibra desmigajada a través de un dispersor de fibra y mezclar el aceite seleccionado del grupo que consiste de aceites vegetal, mineral o de lanolina o sus derivados con dicha fibra para producir la pulpa tratada conteniendo productos aceitosos; y (f) usar dicha pulpa tratada como una fuente de fibras en un proceso para fabricación de papel para producir los productos de papel sanitario.

2. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque dicha fibra celulósica es una fibra áspera superior.

3. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque dicha fibra celulósica es una fibra áspera baja.

4. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque dicha hemicelulosa es xilanasa.

5. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque dicho producto de papel sanitario es un papel de tisú hecho a un peso base de entre 7 y 35 libras por resma.

6. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque el producto de papel sanitario es una toalla de papel hecha a un peso base de entre 20 y 40 libras por resma.

7. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque dicho pH de dicha solución de pulpa es mantenido entre alrededor de 4 y 7.

8. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque dicho pH y las adiciones químicas a la solución de pulpa son insuficientes para saponificar dichos componentes aceitosos.

9. Un método para hacer productos de papel sanitario de fibras celulósicas, que comprende: (a) reducir a pulpa dichas fibras en agua con agitación para producir una solución de pulpa, dicha solución teniendo una consistencia de entre alrededor de 3 por ciento y 18 por ciento y un pH abajo de alrededor de 8.0; (b) mantener dicha solución de pulpa a una temperatura arriba de alrededor de 100 grados F por lo menos por 15 minutos; (c) agregar a la solución a una temperatura abajo de 140 grados F un surfactante y por lo menos una enzima seleccionada del grupo que consiste de celulasa, hemicelulosa y lipasa; (d) mantener dicha pulpa en contacto con dicha enzima por lo menos por alrededor de 30 minutos; (e) desaguar la solución a una consistencia de desde alrededor de 25 por ciento a alrededor de 35 por ciento; (f) desmigajar la solución desaguada, produciendo por tanto fibras desmigajadas; (g) pasar las fibras desmigajadas a través de un dispersor de fibra, y mezclar el aceite seleccionado del grupo que consiste de aceites vegetal, mineral o lanolina o sus derivados con dicha fibra para producir pulpa tratada conteniendo un producto aceitoso, y mantener dichas fibras a una temperatura de alrededor de 180 grados F; y (h) usar dicha solución de pulpa tratada como una fuente de fibras en un proceso de fabricación de papel para producir productos de papel sanitario.

10. El método tal y como se reivindica en la cláusula 9 caracterizado porque dicha fibra celulósica es una fibra áspera alta.

11. El método tal y como se reivindica en la cláusula 9 caracterizado porque dicha fibra celulósica es una fibra áspera baja.

12. El método tal y como se reivindica en la cláusula 9 caracterizado porque dicha temperatura de dichas fibras dispersadas en el paso (g) se mantiene mediante vapor inyectado.

13. El método tal y como se reivindica en la cláusula 9 caracterizado porque dicha hemicelulosa es xilanasa.

14. El método tal y como se reivindica en la cláusula 9 caracterizado porque dicho producto de papel sanitario es un papel de tisú hecho a un peso base de entre 7 y 35 libras por resma .

15. El método tal y como se reivindica en la cláusula 9 caracterizado porque el producto de papel sanitario es una toalla de papel hecha a un peso base de entre 20 y 40 libras por resma y es una toalla de papel.

16. El método tal y como se reivindica en la cláusula 9 caracterizado porque dicho pH de dicha solución se mantiene entre alrededor de 4 y 7.

17. Un método para hacer papel sanitario de fibras celulósicas de aspereza y comprendiendo: (a) poner en solución dichas fibras celulósicas con agua a una consistencia de entre alrededor de 3 por ciento a alrededor de 18 por ciento; (b) agregar surfactante y por lo menos una enzima, a dicha solución, dicha enzima es seleccionada de un grupo que consiste de celulasa, hemicelulosa y lipasa, y mantener dicha pulpa en contacto con dicha enzima por lo menos por alrededor de 15 minutos; (c) desaguar la solución a una consistencia de desde alrededor de 25 por ciento a alrededor de 35 por ciento; (d) desmigajar la fibra desaguada, produciendo por tanto fibras desmigajadas; (e) pasar las fibras desmigajadas a través de un dispersor de fibra, y mezclar el aceite seleccionado del grupo que consiste de aceites vegetal, mineral o lanolina o sus derivados con dicha fibra, y mantener dichas fibras a una temperatura de alrededor de 180 grados F; (f) usar dicha solución de pulpa tratada con enzima y surfactante como una fuente de fibras en un proceso para hacer papel para producir productos de papel sanitario; y (g) en donde dicha pulpa es mantenida abajo de alrededor de un pH de 8 a través de dicho método.

18. El método tal y como se reivindica en la cláusula 17 caracterizado porque dicha fibra celulósica es una fibra de aspereza alta.

19. El método tal y como se reivindica en la cláusula 17 caracterizado porque dicha fibra celulósica es una fibra de aspereza baja.

20. El método tal y como se reivindica en la cláusula 17 caracterizado porque dicha temperatura de dichas fibras dispersadas en el paso (e) se mantiene mediante vapor inyectado.

21. El método tal y como se reivindica en la cláusula 17 caracterizado porque dicha hemicelulosa es xilanasa.

22. El método tal y como se reivindica en la cláusula 17 caracterizado porque el producto de papel sanitario es un papel de tisú hecho a un peso base de entre 7 y 35 libras por resma .

23. El método tal y como se reivindica en la cláusula 17 caracterizado porque el producto de papel sanitario es una toalla de papel hecha a un peso base de entre 20 y 40 libras por resma.

24. El método tal y como se reivindica en la cláusula 17 caracterizado porque dicho pH de dicha solución de pulpa se mantiene entre alrededor de 4 y 7.

25. El método tal y como se reivindica en la cláusula 17 caracterizado además porque comprende agregar tinte catiónico a dicha pulpa tratada con enzima.

26. Un método para hacer productos de papel sanitario de fibras celulósicas, que comprende: (a) reducir a pulpa dichas fibras celulósicas con agua con agitación para producir una solución de pulpa, dicha solución teniendo una consistencia de entre alrededor de 3 por ciento y 18 por ciento y un pH abajo de alrededor de 8.0; (b) agregar a la solución un surfactante y por lo menos una enzima seleccionada del grupo que consiste de celulasa, hemicelulosa y lipasa, y mantener dicha solución de pulpa a una temperatura arriba de alrededor de 100 grados F por lo menos por 15 minutos; (c) desaguar la solución a una consistencia de desde alrededor de 25 por ciento a alrededor de 35 por ciento; (d) desmigajar la solución desaguada, produciendo por tanto fibra desmigajada; (e) pasar la fibra desmigajada a través de un dispersor de fibra, y mezclar el aceite seleccionado del grupo que consiste de aceites vegetal, mineral o de lanolina, o sus derivados con dicha fibra para producir pulpa tratada conteniendo productos aceitosos y mantener dichas fibras a una temperatura de alrededor de 180 grados F; (f) usar dicha pulpa tratada como una fuente de fibras en un proceso para hacer papel para producir productos de papel sanitario.

27. El método tal y como se reivindica en la cláusula 26 caracterizado porque dicha fibra celulósica es una fibra de aspereza alta.

28. El método tal y como se reivindica en la cláusula 26 caracterizado porque dicha fibra celulósica es una fibra de aspereza baja.

29. El método tal y como se reivindica en la cláusula 26 caracterizado porque dicha temperatura de dichas fibras dispersadas en el paso (e) se mantiene mediante vapor inyectado.

30. El método tal y como se reivindica en la cláusula 26 caracterizado porque dicha hemicelulosa es xilanasa.

31. El método tal y como se reivindica en la cláusula 26 caracterizado porque el producto de papel sanitario es un papel de tisú hecho a un peso base de entre 7 y 35 libras por resma .

32. El método tal y como se reivindica en la cláusula 26 caracterizado porque el producto de papel sanitario es una toalla de papel hecha a un peso base de entre 20 y 40 libras por resma.

33. El método tal y como se reivindica en la cláusula 26 caracterizado porque dicho pH de dicha solución de pulpa se mantiene entre alrededor de 4 y 7.

34. El método tal y como se reivindica en la cláusula 26 caracterizado porque dicho pH y las adiciones químicas la solución de pulpa son insuficientes para saponificar dichos componentes aceitosos.

35. El papel producido por el método tal y como se reivindica en la cláusula 1.

36. El papel producido por el método tal y como se reivindica en la cláusula 7.

37. El papel producido por el método tal y como se reivindica en la cláusula 13.

38. El papel producido por el método tal y como se reivindica en la cláusula 20. R E S U M E N Se hacen productos de papel tal como tisú para cuarto de baño, tisú facial, toallas y servilletas de papel de fibras de aspereza alta tal como fibras de papel periódico recicladas, CTMP, TMP y de madera molida. Estos productos exhiben calidades de nivel premio en términos de suavidad, volumen y flexibilidad. El proceso novedoso trata selectivamente estas fibras de aspereza alta en una manera que hace a las fibras sentirse más suaves y mejora la operación de la máquina de papel con este tipo de suministro, permitiendo por tanto niveles de calidad de productos superiores a las previamente posibles con fibras de aspereza alta.