ESTRUCTURA FIBROSA QUE COMPRENDE FIBRAS CELULÓSICAS Y SINTÉTICAS Y MÉTODO PARA FABRICAR LA MISMA.

Una estructura fibrosa (100) que comprende al menos dos capas,

caracterizada por que al menos una capa (105) incluye una mezcla (104) de fibras (106) celulósicas cortas y fibras sintéticas (101) y una o más capas (106) diferentes incluyen fibras (103) celulósicas largas, en donde la mezcla (106) de fibras (102) celulósicas cortas y fibras sintéticas (101) tiene un factor PTP superior a 0,75, siendo dicho factor PTP la relación del diámetro medio de fibra sintética a la anchura media de fibra celulósica.

CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a estructuras fibrosas y métodos para fabricar estructuras fibrosas que comprenden fibras de celulosa y fibras sintéticas en combinación, y más específicamente, a estructuras fibrosas que tienen al menos una capa que incluye fibras celulósicas cortas mezcladas con fibras sintéticas y al menos una capa que incluye fibras celulósicas largas predominantemente.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las estructuras fibrosas como, por ejemplo, bandas de papel, son bien conocidas en la técnica y son de uso habitual hoy en día para toallitas de papel, papel higiénico, toallitas faciales, servilletas, toallitas húmedas, y similares. El papel tisú comprende predominantemente fibras celulósicas, a menudo derivadas de la madera. A pesar del amplio intervalo de tipos de fibras celulósicas, dichas fibras tienen generalmente un módulo seco elevado y un diámetro relativamente amplio, lo que puede hacer que su rigidez flexural sea superior a la deseada para algunos usos. Además, las fibras celulósicas pueden tener una rigidez relativamente elevada cuando están secas, lo que puede afectar negativamente a la suavidad del producto y pueden tener una rigidez baja cuando están húmedas, lo que puede causar una mala absorbencia del producto resultante.

En US-6.241.850 B1 se describe un tejido blando y un método para fabricarlo. Dicho método incluye la etapa de proporcionar una suspensión acuosa de fibras de fabricación de papel que a continuación se disgrega y se trata mecánicamente. En US-2002/0112830 se describe un proceso para mejorar las propiedades táctiles de una banda base que comprende mezclas de fibras que incluye las etapas de colocar una banda base formada previamente entre un par de transportadores móviles. En US-4.486.268 se describe un método adaptado para producir una banda que puede separarse en capas que comprende diversas combinaciones de fibras celulósicas

o sintéticas y que requiere sustancialmente menos energía para el secado.

Para formar una banda, las fibras en productos de papel desechables típicos se unen entre sí mediante interacción química y, a menudo, el ligado se limita a los puentes de hidrógeno que se dan de forma natural entre grupos hidroxilo en las moléculas de celulosa. Si se desea una mayor resistencia en húmedo temporal o permanente, pueden usarse aditivos de refuerzo. Estos aditivos funcionan típicamente reaccionando covalentemente con la celulosa o bien formando películas moleculares protectoras alrededor de los puentes de hidrógeno existentes. Sin embargo, pueden también producir enlaces relativamente rígidos e inelásticos, lo que puede afectar negativamente a las propiedades de suavidad y absorción de los productos.

El uso de fibras sintéticas junto con fibras de celulosa puede ayudar a superar algunas de las limitaciones previamente mencionadas. Los polímeros sintéticos pueden transformarse en fibras con un intervalo de diámetros, incluidas fibras muy pequeñas. Además, las fibras sintéticas pueden transformarse de modo que tengan un módulo menor que las fibras de celulosa. Por lo tanto, puede fabricarse una fibra sintética con una rigidez flexural muy baja, lo que facilita una buena suavidad del producto. Además, pueden aplicarse métodos de microingeniería a las secciones transversales funcionales de las fibras sintéticas. Las fibras sintéticas pueden también diseñarse para mantener el módulo cuando se humedecen, y por lo tanto las bandas fabricadas con dichas fibras pueden ser resistentes a la descomposición estructural durante los procesos de absorbencia. Además, el uso de fibras sintéticas puede contribuir a la formación de una banda y/o a su uniformidad. Por tanto, el uso de fibras sintéticas térmicamente unidas en productos de papel tisú puede resultar en una estructura enlazada fuerte de fibras muy flexibles (bueno para la suavidad) junto con enlaces de alta capacidad de estiramiento resistentes al agua (bueno para la suavidad y resistencia en húmedo). Sin embargo, las fibras sintéticas pueden ser relativamente caras en comparación con las fibras de celulosa. Por lo tanto, puede desearse incluir solo tantas fibras sintéticas como sea necesario para obtener las ventajas deseadas que proporcionan las fibras. Hemos descubierto que el mezclado de las fibras celulósicas cortas con fibras sintéticas puede ayudar en la dispersión de las fibras sintéticas y por lo tanto puede proporcionar, de forma individual o conjuntamente, muchas de las ventajas de las fibras sintéticas requiriendo al mismo tiempo menos (o menores cantidades de) fibras sintéticas en la banda que si no hubiera fibras celulósicas cortas mezcladas con las mismas.

Por lo tanto, sería ventajoso proporcionar estructuras fibrosas mejoradas incluyendo fibras celulósicas y sintéticas en combinación, y procesos para obtener dichas estructuras fibrosas. Sería también ventajoso proporcionar un producto que tenga fibras sintéticas concentradas en determinadas partes deseadas de la banda resultante y un método para permitir dichas ubicaciones no al azar de dichas fibras. Sería también ventajoso tener un producto y método de fabricación de un producto que incluya fibras celulósicas cortas y fibras sintéticas dispuestas en al menos una capa y fibras más largas dispuestas predominantemente en una o más capas diferentes.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Para abordar los problemas con respecto a la técnica anterior, hemos inventado una estructura fibrosa unitaria que tiene al menos dos capas en donde al menos una de las capas de la estructura incluye fibras celulósicas largas y al menos una de las capas incluye una mezcla de fibras celulósicas cortas y fibras sintéticas, en donde la mezcla de fibras celulósicas cortas y fibras sintéticas tiene un factor PTP superior a 0,75.

Además, hemos inventado un método para fabricar una estructura fibrosa, comprendiendo el método las etapas de: proporcionar una mezcla de fibras sintéticas y fibras celulósicas cortas sobre una membrana en conformación para formar una o más capas que incluyen la mezcla de fibras sintéticas y fibras celulósicas cortas; en donde la mezcla de fibras celulósicas cortas y fibras sintéticas tiene un factor PTP superior a 0,75; proporcionar una pluralidad de fibras celulósicas largas sobre la mezcla de fibras sintéticas y fibras celulósicas cortas para formar una o más capas que incluyen predominantemente fibras celulósicas largas; y conformar una estructura fibrosa unitaria que incluye la única o más capas que incluyen la mezcla de fibras sintéticas y fibras celulósicas cortas y una o más capas que incluyen predominantemente fibras celulósicas largas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Figura 1 es una vista lateral esquemática de una realización del proceso de la presente invención.

Figura 2 es una vista en planta esquemática de una realización de un elemento en conformación que tiene un una estructura prácticamente continua.

Figura 3 es una vista en sección transversal figurativa de un elemento en conformación ilustrativo.

Figura 4 es una vista en planta esquemática de una realización de un elemento en conformación que tiene una estructura prácticamente semicontinua.

Figura 5 es una vista en planta esquemática de una realización de un elemento en conformación que tiene una estructura con diseño discontinuo.

Figura 6 es una vista en sección transversal figurativa de un elemento en conformación ilustrativo.

Figura 7 es una vista en sección transversal esquemática que muestra fibras sintéticas ilustrativas distribuidas en los canales formados en el elemento en conformación.

Figura 8 es una vista en sección transversal que muestra una estructura fibrosa unitaria de la presente invención, en donde las fibras celulósicas están distribuidas al azar en el elemento en conformación que incluye las fibras sintéticas.

Figura 9 es una vista en sección transversal de una estructura fibrosa unitaria de la presente invención, en donde las fibras celulósicas están distribuidas generalmente al azar y las fibras sintéticas están distribuidas generalmente de forma no al azar.

Figura 9A es una vista en sección transversal de una estructura fibrosa unitaria de la presente invención, en donde las fibras sintéticas se distribuyen generalmente al azar y las fibras celulósicas se distribuyen generalmente de forma no al azar.

Figura 10 es una vista en planta esquemática de una realización de la estructura fibrosa unitaria de la presente... [Seguir leyendo]

1. Una estructura fibrosa (100) que comprende al menos dos capas, caracterizada por que al menos una capa (105) incluye una mezcla (104) de fibras (106) celulósicas cortas y fibras sintéticas (101) y una o más capas (106) diferentes incluyen fibras (103) celulósicas largas, en donde la mezcla (106) de fibras (102) celulósicas cortas y fibras sintéticas (101) tiene un factor PTP superior a 0,75, siendo dicho factor PTP la relación del diámetro medio de fibra sintética a la anchura media de fibra celulósica.

2. La estructura fibrosa de la reivindicación 1, en donde la mezcla de fibras celulósicas cortas y fibras sintéticas tiene una relación de longitud de fibra superior a aproximadamente 1, preferiblemente una relación de longitud de fibra entre aproximadamente 1 y aproximadamente 20.

3. La estructura fibrosa de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las fibras celulósicas cortas tienen una longitud de fibra expresada como media ponderada de la longitud inferior a aproximadamente 2 mm, preferiblemente en donde las fibras celulósicas cortas tienen una longitud de fibra expresada como media ponderada de la longitud inferior a aproximadamente 1 mm y una anchura media de fibra celulósica inferior a aproximadamente 18 micrómetros.

4. La estructura fibrosa de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las fibras sintéticas tienen una longitud de fibra expresada como media ponderada de la longitud superior a aproximadamente 2 mm y un diámetro medio de fibra sintética superior a aproximadamente 15 micrómetros.

5. La estructura fibrosa de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las fibras celulósicas largas tienen una longitud de fibra expresada como media ponderada de la longitud superior a aproximadamente 2 mm y una anchura media de fibra celulósica inferior a aproximadamente 50 micrómetros.

6. La estructura fibrosa de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la mezcla de fibras celulósicas cortas y fibras sintéticas tiene un valor de tosquedad inferior a aproximadamente 50 mg/100 m, preferiblemente inferior a aproximadamente 25 mg/100 m.

7. La estructura fibrosa de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la estructura fibrosa unitaria es encrespada, desencrespada o grabada en relieve.

8. La estructura fibrosa de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la estructura fibrosa se combina con una estructura aparte para conformar un artículo multicapa.

9. La estructura fibrosa de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, incluyendo además látex dispuesto sobre al menos una parte de la estructura fibrosa unitaria.

10 Un método de fabricación de una estructura fibrosa, comprendiendo el método las etapas de: proporcionar una mezcla de fibras sintéticas y fibras celulósicas cortas sobre un elemento en conformación para formar una o más capas que incluyen la mezcla de fibras sintéticas y fibras celulósicas cortas; teniendo la mezcla un factor PTP superior a 0,75, siendo dicho factor PTP la relación del diámetro medio de fibra sintética a la anchura media de fibra celulósica; teniendo el elemento en conformación

preferiblemente un diseño de canales y al menos alguna de las fibras sintéticas están dispuestas en los canales; proporcionar una pluralidad de fibras celulósicas largas sobre la mezcla de fibras sintéticas y fibras

celulósicas cortas para formar una o más capas que incluyen predominantemente fibras celulósicas

largas; y conformar una estructura fibrosa unitaria que incluye la una o más capas que incluyen la mezcla de fibras sintéticas y fibras celulósicas cortas y una o más capas que incluyen predominantemente fibras celulósicas largas.

11. El método según la reivindicación 10,

en donde la mezcla (104) de fibras sintéticas (101) y fibras (102) celulósicas cortas se proporciona como una primera suspensión acuosa;

en donde la pluralidad de fibras (103) celulósicas largas se proporciona como una segunda suspensión acuosa;

comprendiendo además dicho método las etapas de: depositar la primera y segunda suspensiones acuosas sobre un elemento (13) en conformación permeable a los fluidos que tiene un diseño de canales (53);

desecar parcialmente la primera y segunda suspensiones acuosas depositadas para conformar una banda fibrosa que comprende la pluralidad de fibras (103) celulósicas largas distribuidas al azar a lo largo de al menos una capa de la banda fibrosa y la mezcla (104) de fibras sintéticas

(101) y fibras (102) celulósicas cortas al menos parcialmente no distribuidas al azar en los canales (53);

transferir la banda fibrosa desde el elemento (13) en conformación a un elemento (50) de moldeo; aplicar un diferencial de presión de fluido a la banda fibrosa depositada sobre el elemento (50) de moldeo, moldeando con ello la banda fibrosa según los diseños de canales, en donde la banda fibrosa dispuesta sobre el elemento (50) de moldeo comprende una primera pluralidad de microrregiones correspondientes a una pluralidad de áreas (154) permeables a los fluidos del elemento de moldeo y una segunda pluralidad de microrregiones correspondientes a una pluralidad de áreas (155) impermeables a los fluidos del elemento de moldeo;

transferir la banda fibrosa desde el elemento (50) de moldeo a una superficie (210) de secado; y conformar la estructura fibrosa unitaria en la que la mezcla (104) de fibras sintéticas (101) y fibras

(102) celulósicas cortas se dispone en un diseño predeterminado y la pluralidad de fibras (103) celulósicas largas permanece generalmente distribuida al azar a lo largo de al menos una capa de la estructura fibrosa.

12. El método de las reivindicaciones 10 u 11, en donde la mezcla de fibras sintéticas y fibras celulósicas cortas tiene una relación de longitud de fibra superior a aproximadamente 1, preferiblemente en donde la mezcla de fibras sintéticas y fibras celulósicas cortas tiene una relación de longitud de fibra de entre aproximadamente 1 y aproximadamente 20.

13. El método de las reivindicaciones 10-12, en donde la mezcla de fibras sintéticas y fibras celulósicas cortas tiene un valor de tosquedad inferior a aproximadamente 50 mg/100 m.

14. El método de las reivindicaciones 10-13, incluyendo además una etapa de redistribución de al menos alguna de las fibras sintéticas, preferiblemente calentando o enfriando al menos una parte de alguna de las fibras sintéticas.

15. El método de las reivindicaciones 10-14, incluyendo además la etapa de estampar la estructura fibrosa entre un elemento de moldeo y una superficie de compresión para compactar partes de la estructura fibrosa.

16. El método de las reivindicaciones 10-15, en donde el elemento en conformación se mueve a una primera

velocidad y el método además incluye las etapas de: proporcionar un segundo elemento a una segunda velocidad que es menor que la primera velocidad; y

transferir la banda embrionaria desde el elemento en conformación al segundo elemento para microcontraer la banda embrionaria.

17. El método de las reivindicaciones 10-16, en donde la estructura fibrosa unitaria se encrespa, desencrespa

o graba en relieve.

18. El método de las reivindicaciones 10-17, incluyendo la etapa adicional de proporcionar látex al menos a una parte de al menos una superficie de la estructura fibrosa unitaria.