Hoja de tejido absorbente crespado con gramaje local variable.

Una hoja celulósica absorbente que tiene un gramaje local variable que comprende un retículo de fibra para la fabricación de papel provisto de:

(a) una pluralidad de regiones densificadas ampliadas (14) de fibras comprimidas para la fabricación de papel, estando las regiones densificadas ampliadas (14) orientadas generalmente a lo largo de la dirección de la máquina (MD) de la hoja y teniendo un peso base local relativamente bajo así como bordes de ataque y de fuga (380, 382) en sus extremidades longitudinales; y

(b) una pluralidad de regiones crestadas enriquecidas en fibra (12) conectadas con la pluralidad de regiones densificadas ampliadas (14), teniendo las regiones crestadas enriquecidas en fibra (12) (i) un peso base local relativamente alto y (ii) una pluralidad de crestas que se extienden en dirección perpendicular a la máquina (CD) que tienen perfiles CD divididos en cámaras con respecto a los bordes de ataque y de fuga (380, 382) de la pluralidad de regiones densificadas ampliadas (14).

Hoja de tejido absorbente crespado con gramaje local variable Campo técnico

La presente solicitud se refiere en general a hoja absorbente para toalla de papel y papel tisú. Los productos típicos tienen gramaje local variable con (i) regiones densificadas ampliadas orientadas a lo largo de la dirección de la máquina del producto que tiene peso base relativamente bajo y (ii) regiones enriquecidas en fibra de peso base relativamente alto entre regiones densificadas.

Arte anterior

Los procedimientos de fabricación de papel, papel tisú, toalla, y similares son bien conocidos, incluyendo varias características tal como secado Yankee, secado, crepeado en tela, crepeado en proceso seco, crepeado en proceso húmedo y así sucesivamente. Los procesos convencionales de prensado en proceso húmedo (CWP) tienen ciertas ventajas sobre los procesos convencionales de secado por aire pasante (TAD) que incluyen: (1) menores costes de energía asociados con la eliminación mecánica de agua en lugar del secado por transpiración con aire caliente; y (2) mayores velocidades de producción que se logran más fácilmente con los procesos que utilizan prensado en húmedo para formar un papel continuo. Por otro lado, los procesos de secado por aire pasante se han convertido en el procedimiento de elección para nuevas inversiones de capital, en particular para la producción de productos de toalla, de primera calidad, voluminosos, blandos.

El crepeado en tela se ha empleado en conexión con los procesos de fabricación de papel que incluyen el escurrimiento mecánico o de compactación del papel continuo de papel como medio de influir en las propiedades del producto. Véase la Patente Estadounidense No. 4.689.119 y 4.551.199 de Weldon; 4.849.54 de Klowak, y 6.287.426 de Edwards et al. El funcionamiento de los procesos de crepeado en tela se ha visto obstaculizado por la dificultad de transferir efectivamente un papel continuo de consistencia alta o intermedia a un secador. Otras patentes relacionadas con crepeado en tela incluyen los siguientes: 4.834.838; 4.482.429 y 4.445.638. Obsérvese también que, la Patente Estadounidense No. 6.35.349 de Hermans et al. que da a conocer la transferencia en húmedo de un papel continuo desde una superficie de transferencia giratoria a una tela.

En relación con los procesos de fabricación de papel, el moldeo por tela también se ha empleado como un medio para proporcionar textura y volumen. A este respecto, se observa en la Patente Estadounidense No. 6.61.173 para Lindsey et al. un procedimiento para la impresión de una papel continuo de papel durante un evento de prensado en húmedo que resulta en protuberancias asimétricas correspondientes a los conductos de desviación de un miembro de desviación. La patente `173 informa que una transferencia de velocidad diferencial durante un evento de prensado sirve para mejorar el moldeo y la impresión de un papel continuo con un miembro de deflexión. Se informa que los papeles continuos de papel tisú producidos tienen conjuntos particulares de propiedades físicas y geométricas, tal como una red densificada estampada y un estampado repetitivo de protuberancias con estructuras asimétricas. Con respecto al moldeo en húmedo de un papel continuo utilizando telas texturadas, véanse también, las siguientes patentes de Estados Unidos: 6.17.417 y 5.672.248 ambas para Wendt et al; 5.55.818 para Hermans et al. y 4.637.859 para Trokhan. Con respecto a la utilización de telas utilizadas para impartir textura a una hoja mayormente seca, véase la Patente Estadounidense No. 6.585.855 para Drew et al., así como la publicación de Estados Unidos No. 23/664

La Patente Estadounidense No. 5.53.715 para Trokhan et al. da a conocer una estructura fibrosa celulósica que tiene múltiples regiones que se distinguen entre sí por el peso base. Se informa que la estructura tiene una red de peso base alto esencialmente continua, y regiones discretas de bajo peso base que circunscriben las regiones discretas de peso base intermedio. Las fibras celulósicas que forman las regiones de peso base bajo pueden estar radialmente orientadas con respecto a los centros de las regiones. El papel se puede formar mediante el uso de una cinta de formación que tiene zonas con diferentes resistencias al flujo. El peso base de una región del papel es en general inversamente proporcional a la resistencia al flujo de la zona de la cinta de formación, sobre la que se ha formado tal región. Las zonas de diferentes resistencias al flujo proporcionan el drenaje selectivo de un vehículo líquido que tiene fibras celulósicas suspendidas a través de las diferentes zonas de la cinta de formación. Una estructura similar se informa en la Patente estadounidense No. 5.935.381 también para Trokhan et al. donde las características se consiguen mediante el uso de diferentes tipos de fibras.

El secado por aire pasante (TAD), productos crepeados se describen en las siguientes patentes: Patente Estadounidense No. 3.994.771 para Morgan, Jr. et al.; Patente Estadounidense No. 4.12.737 para Morton; y Patente Estadounidense No. 4.529.48 para Trokhan. Los procesos descritos en estas patentes comprenden, muy en general, la formación de un papel continuo sobre un soporte perforado, el presecado térmico del papel continuo, aplicar el papel continuo a una secadora Yankee con una ranura definida, en parte, por una tela de impresión, y el crepado del producto de la secadora Yankee. Un papel continuo relativamente permeable de manera uniforme es típicamente requerido, por lo que es difícil emplear material reciclado en los niveles que se pueden desear. El traslado a la secadora Yankee típicamente se lleva a cabo en consistencias de papel continuo de aproximadamente 6% a aproximadamente 7%.

Como se ha indicado en lo anterior, los productos secados con aire tienden a exhibir una mejora en la masa y suavidad; sin embargo, la deshidratación térmica con aire caliente tiende a ser intensiva en energía y requiere un sustrato relativamente permeable de manera uniforme. De ese modo, desde un punto de vista energético son preferibles las operaciones de prensa en proceso en húmedo en la que los papeles continuos se deshidratan mecánicamente y se aplican más fácilmente a materiales que contienen fibra reciclada que tiende a formar papeles continuos con permeabilidad menos uniforme que la fibra virgen. Una secadora Yankee se puede emplear con más eficacia porque un papel continuo se transfiere a la misma en consistencias de 3% o algo así, lo que permite que el papel continuo se adhiera firmemente para el secado.

A pesar de los muchos avances en la técnica, las mejoras en las calidades absorbentes de la hoja tal como masa, suavidad y resistencia a la tensión en general implican comprometer una propiedad con el fin de obtener una ventaja en otra. Por otra parte, los productos de primera calidad existentes en general utilizan cantidades limitadas de fibra reciclada o ninguna en absoluto, a pesar del hecho de que el uso de fibra reciclada es beneficioso para el medio ambiente y es mucho menos costoso en comparación con la fibra virgen Kraft.

Compendio de la invención

La presente Invención se refiere a una hoja celulósica absorbente que tiene las características de la reivindicación 1 y un procedimiento para fabricar una hoja celulósica absorbente crepeada por cinta de acuerdo a la reivindicación 12. Las reivindicaciones dependientes se refieren a características ventajosas y realizaciones de la invención.

La presente Invención proporciona productos de hoja de papel absorbente de gramaje local variable que puede fabricarse deshidratando en forma compacta un material y crepando en proceso húmedo el papel continuo resultante generando una tela elegida de tal manera que la hoja absorbente esté provista de una pluralidad de regiones densificadas orientadas en la dirección de la máquina, ampliadas de peso base relativamente bajo y una pluralidad de reglones enriquecidas en fibra de peso base local relativamente alto que ocupen la mayor parte del área de la hoja.

Los productos son papeles continuos en una variedad de formas adecuadas para el papel tisú o toalla de papel y tienen notable capacidad de absorción respecto de un amplio rango de pesos base que exhiben, por ejemplo, Porofil ® volúmenes vacíos de más de 7 g/g, incluso en altos pesos bases. Con respecto a los productos de papel tisú, la hoja de la Invención tiene sorprendente suavidad en alta tensión, ofreciendo una combinación de propiedades particularmente buscadas en la industria. Con respecto a los productos de toalla, la hoja absorbente de la invención hace posible el empleo de grandes cantidades de fibra de reciclado sin abandonar requisitos de suavidad o absorción; de nuevo, un avance significativo sobre la técnica existente.

1. Una hoja celulósica absorbente que tiene un gramaje local variable que comprende un retículo de fibra para la fabricación de papel provisto de:

(a) una pluralidad de regiones densificadas ampliadas (14) de fibras comprimidas para la fabricación de papel, estando las regiones densificadas ampliadas (14) orientadas generalmente a lo largo de la dirección de la máquina (MD) de la hoja y teniendo un peso base local relativamente bajo así como bordes de ataque y de fuga (38, 382) en sus extremidades longitudinales; y

(b) una pluralidad de regiones crestadas enriquecidas en fibra (12) conectadas con la pluralidad de regiones densificadas ampliadas (14), teniendo las regiones crestadas enriquecidas en fibra (12) (i) un peso base local relativamente alto y (ii) una pluralidad de crestas que se extienden en dirección perpendicular a la máquina (CD) que tienen perfiles CD divididos en cámaras con respecto a los bordes de ataque y de fuga (38, 382) de la pluralidad de regiones densificadas ampliadas (14).

2. La hoja celulósica absorbente de acuerdo a la reivindicación 1, en la que las regiones densificadas ampliadas (14) además se caracterizan por una relación de aspecto MD/CD de entre aproximadamente 6 y 1.

3. La hoja celulósica absorbente de acuerdo a una de las reivindicaciones precedentes, en la que las regiones crestadas enriquecidas en fibra (12) tienen una desviación de orientación de fibra a lo largo de la CD de la hoja.

4. La hoja celulósica absorbente de acuerdo a una de las reivindicaciones precedentes, en la que las regiones densificadas ampliadas (14) que tienen un peso base relativamente bajo que se extiende en la dirección de la máquina tienen una desviación de orientación de fibra a lo largo de la CD de la hoja.

5. La hoja celulósica absorbente de acuerdo a una de las reivindicaciones precedentes, en la que la hoja tiene un volumen vacío igual a o mayor que 9 gramos/gramo y hasta 12 gramos/gramo.

6. La hoja celulósica absorbente de acuerdo a la reivindicación 1, que tiene un estiramiento CD mayor que

6%.

7. La hoja celulósica absorbente de acuerdo a la reivindicación 1, en la que las regiones densificadas ampliadas (14) están dispuestas en un estampado de repetición de una pluralidad de arreglos lineales generalmente paralelos que están longitudinalmente alternados uno con respecto al otro de tal manera que una pluralidad de arreglos lineales intermedios están dispuestos entre un par de regiones densificadas ampliadas alineadas en CD (14), estando las regiones densificadas ampliadas (14) posicionadas y configuradas de tal manera que una región crestada enriquecida con fibra (12) entre un par de regiones densificadas ampliadas alineadas en CD (14) se extiende en CD sin obstrucciones por los bordes de ataque y de fuga (38, 382) de las regiones densificadas ampliadas (14) de al menos un arreglo lineal intermedio de las mismas.

8. La hoja celulósica absorbente de acuerdo a la reivindicación 7, en la que los bordes MD de ataque y de fuga (392, 394) de las regiones crestadas enriquecidas en fibra (12) son generalmente cóncavos hacia adentro de tal manera que un espacio MD central (396) de las regiones crestadas enriquecidas en fibra (12) es menor que un espacio MD (398) en las extremidades laterales de las regiones crestadas enriquecidas en fibra (12).

9. La hoja celulósica absorbente de acuerdo a la reivindicación 8, en la que las regiones crestadas enriquecidas en fibra (12) ocupan de aproximadamente 5% a aproximadamente 95% del área de la hoja.

1. La hoja celulósica absorbente de acuerdo a la reivindicación 9, en la que las áreas representativas dentro de las regiones de peso base relativamente alto exhiben un peso base local característico al menos 25% mayor que un peso base local característico de las áreas representativas dentro de las regiones de peso base local bajo.

11. La hoja celulósica absorbente de acuerdo una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 1, en la que la hoja tiene un volumen específico mayor que 5,5 ((mllipulgadas/8 capas)/(l¡bras/resma)) (mayor que ,85 (mm/8 capas/gramos por metro cuadrado)) y (I) tiene un volumen vacío de 9 gramos/gramo o mayor cuando tiene un peso base de 23 llbras/resma (37,5 gramos por metro cuadrado) o menor y (¡i) tiene un volumen vacío de 7 gramos/gramo o mayor cuando tiene un peso base mayor que 23 llbras/resma (37,5 gramos por metro cuadrado).

12. Un procedimiento para fabricar una hoja celulósica absorbente crepeado por cinta, comprendiendo el procedimiento:

(a) deshidratando en forma compacta un material para la fabricación de papel para formar un papel continuo naciente que tiene una distribución de orientación de fibra para la fabricación de papel aparentemente aleatoria;

(b) aplicar el papel continuo deshidratado que tiene la distribución aparentemente aleatoria de la orientación de fibra a una superficie de transferencia de translación (284) que se está moviendo a una velocidad de superficie de transferencia;

(c) crepar por cinta el papel continuo de la superficie de transferencia (284) en una consistencia de aproximadamente 3% a aproximadamente 6% utilizando una cinta de crepeado estampada (6), produciéndose la etapa de crepeado por cinta bajo presión en una ranura de crepeado por cinta definida entre la superficie de transferencia (284) y la cinta de crepeado (6) la cinta se mueve a una velocidad de cinta que es menor que la velocidad de la superficie de transferencia, en la que el estampado de cinta, parámetros de ranura, velocidad delta y consistencia de papel continuo se seleccionan de tal manera que el papel continuo es crepeado desde la superficie de transferencia (284) y redistribuida en la cinta de crepeado (6) para formar un papel continuo con un retículo que tiene una pluralidad de regiones interconectadas de diferentes pesos base locales incluyendo al menos (i) una pluralidad de regiones crestadas enriquecidas en fibra (12) de un peso base local alto, interconectadas a modo de (ii) una pluralidad de regiones densificadas ampliadas (14) de fibras comprimidas para la fabricación de papel, teniendo las regiones densificadas ampliadas un peso base local relativamente bajo y estando generalmente orientadas a lo largo de la dirección de la máquina (MD) de la hoja, estando además las regiones densificadas ampliadas caracterizadas por una relación de aspecto MD/CD de al menos 1,5; y

(d) secar la red.

13. El procedimiento de acuerdo a la reivindicación 12, en el que las regiones crestadas enriquecidas en fibra (12) incluyen macroplieges estirables.

14. El procedimiento de acuerdo a la reivindicación 13, que además incluye una etapa de estirar los macropliegues estirando el papel continuo a lo largo de MD de la hoja.

15. El procedimiento de acuerdo una cualquiera de las reivindicaciones 12 - 14, que además comprende la etapas de:

aplicar el papel continuo a una secadora Yankee (12); crepar el papel continuo de la secadora Yankee (12); y

bobinar el papel continuo en una bobina (276) que se opera en una Relación de crepé de tela/crepé de bobina de aproximadamente 1 a aproximadamente 2.

16. El procedimiento de acuerdo a la reivindicación 15, en el que el procedimiento exhibe una relación de ganancia de calibre/% crepé de bobina ratio de aproximadamente 1,5 a aproximadamente 5.

17. El procedimiento de acuerdo una cualquiera de las reivindicaciones 13 - 16, en la que la hoja tiene un volumen específico mayor que 5,5 ((milipulgadas/8 capas)/(libras/resma)) (mayor que ,85 (mm/8 capas/gramos por metro cuadrado)) y (i) tiene un volumen vacío de 9 gramos/gramo o mayor cuando tiene un peso base de 23 libras/resma (37,5 gramos por metro cuadrado) o menor y (ii) tiene un volumen vacío de 7 gramos/gramo o mayor cuando tiene un peso base mayor que 23 libras/resma (37,5 gramos por metro cuadrado).

18. La hoja celulósica absorbente de acuerdo una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 11, en la que las regiones densificadas ampliadas (14) además se caracterizan por una relación de aspecto MD/CD de al menos 1,5.