Toallita de papel de múltiples capas con núcleo absorbente.

Una hoja o lámina absorbente de múltiples capas de fibra celulósica que comprende:

(a) una primera capa exterior (254) de lámina celulósica, que comprende una superficie sustancialmente continua;

(b) una secunda capa exterior (256) de lámina celulósica, que comprende una superficie sustancialmente continua; y

(c) una capa de núcleo absorbente (252), emparedada entre la primera capa exterior (254) y la segunda capa exterior (256), de tal manera que la capa de núcleo absorbente (252) comprende una red de fibra no tejida de fibra celulósica, que comprende: (i) una pluralidad de regiones (2) enriquecidas con fibras encrestadas o rizadas, con un peso de base local relativamente alto, interconectadas o unidas entre sí por medio de (ii)una pluralidad de regiones de unión (3) con un peso de base local inferior, cuya orientación de las fibras está sesgada a lo largo de la dirección que discurre entre las regiones (2) enriquecidas con fibras encrestadas, interconectadas por ellas, y (iii) una pluralidad de células con escasez de fibras, entre las regiones (2) enriquecidas con fibras encrestadas y las regiones de unión (3), de tal manera que las células con escasez de fibras tienen un peso de base local que es inferior al de las regiones (2) enriquecidas con fibras encrestadas, de tal modo que la red de fibra no tejida de la capa de núcleo absorbente (252) es una estructura de malla abierta (1), de tal manera que la pluralidad de células con escasez de fibras tienen regiones (4) desprovistas de fibras.

Toallita de papel de múltiples capas con núcleo absorbente

Campo técnico

La presente invención se refiere generalmente a productos absorbentes hechos de fibra celulósica. Más específicamente, la invención está dirigida a una toallita, tisú y artículos absorbentes similares de múltiples capas, provistos de un núcleo absorbente que tiene variaciones locales en el peso de base que incluyen regiones con escasez de fibras, a las que se hace referencia en esta memoria como células. Los productos de la invención exhiben una respuesta similar a la de una esponja ante el líquido absorbido.

Antecedentes Son bien conocidos los métodos para fabricar tisú, toallitas y artículos similares de papel, que incluyen diversas propiedades o características tales como el secado de Yankee, el secado al través o pasante, el crepado en tela, el crepado en seco, el crepado en mojado y otras similares. Los procedimientos de prensado en mojado convencionales (CWP –“conventional wet pressing”) presentan ciertas ventajas sobre los procedimientos de secado con aire pasante (TAD –“through-air dr y ing”) , las cuales incluyen: (1) menores costes de energía asociados con la eliminación mecánica del agua, en lugar del secado por transpiración con aire caliente; y (2) velocidades más altas de producción que se consiguen más fácilmente con procedimientos que utilizan el prensado en caliente para formar una banda. Por otra parte, los procedimientos de secado por aire pasante se han convertido en el método de preferencia por parte de las nuevas inversiones de capital, en particular para la fabricación de productos de tisú y de toallita de primera calidad, suave y con volumen.

El crepado en tela se ha venido empleando en asociación con procedimientos de fabricación de papel que incluyen la eliminación de agua de forma mecánica o por compactación de la banda de papel como medio para influir en las propiedades del producto. Véanse las Patentes de los EE.UU. Nos. 4.689.119 y 4.551.199, de Weldon; 4.849.054 y 4.834.838, de Klowak; y 6.287.426, de Edwards et al. El funcionamiento de los procedimientos de crepado en tela se ha visto entorpecido por la dificultad de transferir de un modo eficaz una banda de una consistencia alta o intermedia a una secadora. Póngase también atención en la Patente de los EE.UU. Nº 6.350.349, de Hermans et al., la cual divulga la transferencia en mojado de una banda desde una superficie de transferencia rotativa a una tela. Patentes adicionales relativas al crepado en tela con una transferencia con espacio de separación o intersticio fijo, o transferencia rápida o con agolpamiento, como es conocida la operación en la técnica, incluyen las siguientes Patentes de los EE.UU.: 4.834.838, 4.482.429, 4.445.638, así como la 4.440.597, de Wells et al.

La Patente ‘173 preconiza que una transferencia de velocidad diferencial durante un suceso de presión sirve para mejorar el moldeo y la impresión de una banda con un miembro de deflexión o desviación. Se informa de que las bandas de tejido producidas tienen conjuntos particulares de propiedades físicas y geométricas, tales como una red densificada a modo de motivo y un diseño o motivo repetido de salientes que tienen estructuras asimétricas. Con respecto al moldeo en mojado de una banda utilizando telas dotadas de una cierta textura, véanse también las siguientes Patentes de los EE.UU.: 6.017.417 y 5.672.248, ambas de Wendt et al.; 5.508.818 y 5.510.002, de Hermans et al., y 4.637.859, de Trokhan. Por lo que respecta al uso de telas que se emplean para impartir una cierta textura a una lámina u hoja mayormente seca, véase la Patente de los EE.UU. Nº 6.585.855, de Drew et al., así como la Publicación de los EE.UU. Nº US 2003/000664.

Son también conocidas en la técnica de la fabricación de papel estructuras con variaciones locales en el peso de base [peso de un resma con unas dimensiones determinadas]. Se dice de estas estructuras que conservan la fibra y proporcionan áreas de una elevada absorbencia. Se divulga, por ejemplo, en la Patente de los EE.UU. Nº 6.136.146, de Phan et al., titulada “Banda de papel secada por aire no pasante, que tiene diferentes pesos y densidades de base” (“Non-through Air Dried Paper Web Having Different Basis Weights and Densities”) , una banda de papel que incluye al menos dos regiones de diferentes densidades y dos regiones de diferentes pesos de base. La banda de papel incluye una región de red continua con un peso de base relativamente alto, y una pluralidad de regiones discretas con un peso de base relativamente bajo, dispersas a través de las regiones de red continuas con un peso de base relativamente alto, así como una pluralidad de regiones discretas con un peso de base intermedio, circunscritas por las regiones de peso de base relativamente bajo.

La Patente de los EE.UU. Nº 5.503.715, de Trokhan et al., titulada “Método y aparato para fabricar estructuras fibrosas celulósicas mediante drenaje obturado selectivamente, y estructuras fibrosas celulósicas así producidas” (“Method and Apparatus for making Cellulosic Fibrous Structures By Selectively Obturated Drainage and Cellulosic Fibrous Structures Produced Thereby”) , también divulga una banda celulósica que tiene regiones con pesos de base diferentes. Esta estructura es un papel que tiene una red de alto peso de base esencialmente continua, así como regiones discretas de bajo peso de base, formadas utilizando una cinta conformadora que tiene zonas con diferentes resistencias al flujo. El peso de base de una región del papel es, en general, inversamente proporcional a la resistencia al flujo en la zona de la cinta conformadora sobre la que se forma la banda.

La Patente de los EE.UU. Nº 4.942.077, de Wendt et al., titulada “Bandas de tisú que tienen un diseño irregular de áreas densificadas” (“Tissue Webs Having Irregular Pattern of Densified Areas”) , divulga bandas de tisú crepado que tienen al menos un diseño de línea discontinua según la dirección de la máquina, de áreas densificadas individuales que contienen concentraciones de fibra de masa más elevada.

Se describen productos absorbentes de dos y tres capas en los siguientes documentos: la Patente de los EE.UU. Nº 6.746.558, de Hoeft et al., titulada “Producto de papel absorbente de al menos tres capas, y método de fabricación” (“Absorbent Paper Product of at Least Three Plies and Method of Manufacture”) , la Patente de los EE.UU. Nº 5.215.617, de Grupe, titulada “Método para fabricar toallitas en capas” (“Method for Making Plied Towels”) , y la Patente de los EE.UU. Nº 4.803.032, de Shultz, titulada “Método para la estampación por puntos de una lámina fibrosa” (“Method of Spot Embossing a Fibrous Sheet”) .

Es conocido que el procedimiento de estampación / fijación de capas en la producción de toallitas proporciona espacios vacíos o huecos entre las dos capas fijadas, que contienen agua que es absorbida a través de la lámina. Por lo que respecta a las láminas hechas por procedimientos de CWP, estos huecos son producidos al fijar dos láminas que fueron secadas en el estado plano y, a continuación, crepadas en seco. El mojar estos tipos de toallitas hace que se expandan y se aplasten seguidamente hasta retornar a sus estados similares al estado en seco. En consecuencia, se fabrican toallitas con un rendimiento ciertamente elevado utilizando el procedimiento de TAD, en el que la lámina es secada en el estado moldeado o amoldado (en tela) . Cuando se mojan, las toallitas de TAD pueden realmente expandirse, con lo que aumenta su capacidad de retención de agua y la percepción visual de un rendimiento más alto, similar al de una esponja seca.

La técnica anterior relacionada se ha divulgado en los documentos US 5.277.761 A, US 2003/021952 A1, US 2001/008180 A1, US 5.137.600 A, US 2004/226673 A1, WO 2004/033793 A2 y US 2004/250969 A1.

Se proporcionan, de acuerdo con la presente invención, productos absorbentes que presentan una respuesta similar a la de una esponja para el líquido absorbido, sin necesidad de secado pasante.

Sumario de la invención La presente invención hace un uso ventajoso de una banda crepada en tela, de tal manera que la banda puede ser prensada en mojado y, a continuación, la fibra es redistribuida sobre una cinta o tela de crepado de un modo tal, que presenta variaciones locales en el peso de base que persisten cuando la banda se moja. La estructura única o individual se dispone en el interior de un producto de múltiples capas con el fin de dar lugar a una absorbencia de rendimiento ciertamente alto.

De acuerdo con la presente... [Seguir leyendo]

1. Una hoja o lámina absorbente de múltiples capas de fibra celulósica que comprende:

(a) una primera capa exterior (254) de lámina celulósica, que comprende una superficie sustancialmente continua;

(b) una secunda capa exterior (256) de lámina celulósica, que comprende una superficie sustancialmente continua; y

(c) una capa de núcleo absorbente (252) , emparedada entre la primera capa exterior (254) y la segunda capa exterior (256) , de tal manera que la capa de núcleo absorbente (252) comprende una red de fibra no tejida de fibra celulósica, que comprende: (i) una pluralidad de regiones (2) enriquecidas con fibras encrestadas o rizadas, con un peso de base local relativamente alto, interconectadas o unidas entre sí por medio de (ii) una pluralidad de regiones de unión (3) con un peso de base local inferior, cuya orientación de las fibras está sesgada a lo largo de la dirección que discurre entre las regiones (2) enriquecidas con fibras encrestadas, interconectadas por ellas, y (iii) una pluralidad de células con escasez de fibras, entre las regiones (2) enriquecidas con fibras encrestadas y las regiones de unión (3) , de tal manera que las células con escasez de fibras tienen un peso de base local que es inferior al de las regiones (2) enriquecidas con fibras encrestadas, de tal modo que la red de fibra no tejida de la capa de núcleo absorbente (252) es una estructura de malla abierta (1) , de tal manera que la pluralidad de células con escasez de fibras tienen regiones (4) desprovistas de fibras.

2. La lámina absorbente de múltiples capas de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual las regiones (4) desprovistas de fibras tienen una envergadura promedio de entre 10 micras y 2.500 micras.

3. La lámina absorbente de múltiples capas de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual las células con escasez de fibras tienen una envergadura promedio de entre 50 micras y 2.500 micras.

4. La lámina absorbente de múltiples capas de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual las células con escasez de fibras comprenden una pluralidad de regiones de integumento (6) de fibra que conectan o unen (i) regiones (2) enriquecidas con fibras encrestadas con regiones (2) enriquecidas con fibras encrestadas adyacentes, y (ii) regiones de unión (3) con regiones de unión (3) adyacentes.

5. La lámina absorbente de múltiples capas de acuerdo con la reivindicación 1, de tal manera que la lámina tiene un volumen másico de al menos 7, 5 cc/g.

6. La lámina absorbente de múltiples capas de acuerdo con la reivindicación 1, de tal manera que la lámina tiene una absorbencia de al menos 7 g/g.

7. La lámina absorbente de múltiples capas de acuerdo con la reivindicación 1, de tal manera que la lámina tiene una absorbencia de al menos 11 g/g.

8. La lámina absorbente de múltiples capas de acuerdo con la reivindicación 1, de tal manera que la lámina tiene una fracción de volumen vacío de entre 0, 7 y 0, 9.

9. La lámina absorbente de múltiples capas de acuerdo con la reivindicación 1, de tal manera que la lámina tiene una relación de deformación residual en mojado de al menos 0, 6.

10. La lámina absorbente de múltiples capas de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual al menos una de la primera capa exterior (254) y la segunda capa exterior (256) está provista de una composición de cera fundida en contacto íntimo con las fibras de la lámina celulósica, de tal modo que la composición de cera fundida incluye una cera y un agente emulsionante fundidos in situ con la lámina celulósica y que están dispuestos en el seno de la lámina celulósica, de tal manera que se conserva sustancialmente una microestructura intersticial abierta entre las fibras de la lámina celulósica, y la lámina celulósica tiene una superficie exterior lateralmente hidrófoba y que exhibe un retardo de penetración de la humedad de al menos 2 segundos, así como un ángulo de contacto con el agua de al menos 50 grados para un minuto de tiempo de contacto con la superficie.

11. Un método para preparar una hoja o lámina celulósica provista de lados o caras, que comprende:

(a) eliminar el agua de un suministro de material para la fabricación de papel, a fin de formar una banda de partida que tiene una distribución aparentemente aleatoria de fibra de fabricación de papel;

(b) aplicar la banda, de la que se ha eliminado el agua y que tiene la distribución de fibra aparentemente aleatoria, a una superficie de transferencia de un cilindro rotativo calentado que se mueve a una velocidad de superficie de transferencia;

(c) controlar la temperatura del cilindro rotativo calentado con el fin de proporcionar un cierto perfil de humedad

en el seno de la banda de la que se ha eliminado el agua;

(d) crepar en cinta la banda de la que se ha eliminado el agua, procedente de la superficie de transferencia, con una consistencia de entre el 30 y el 60 por ciento, utilizando una cinta de crepado (50, 118) con un cierto motivo o diseño, de tal manera que la etapa de crepado en cinta se produce bajo presión, dentro de un paso de apriete (92; 176) de crepado en cinta definido entre la superficie de transferencia y la cinta de crepado, por el que la cinta se está desplazando a una velocidad de cinta que es más lenta que la velocidad de la superficie de transferencia, y el motivo o diseño de la cinta, los parámetros del paso de apriete, la variación o “delta” de la velocidad entre las superficies del paso de apriete, el perfil de humedad y la consistencia de la banda se seleccionan de manera que la banda de la que se ha eliminado el agua es crepada desde la superficie de transferencia y la fibra situada en posición distal, o más alejada, respecto al cilindro rotativo calentado retiene su distribución de fibra aparentemente aleatoria; y

(e) secar la banda para formar la lámina celulósica, de tal manera que la cara de la lámina celulósica que es distal con respecto al cilindro rotativo calentado y contacta con la cinta de crepado, comprende una estructura de red con una variación del peso de base local, que comprende:

(i) una pluralidad de regiones (2) enriquecidas con fibras encrestas o rizadas, con un peso de base local relativamente alto e interconectadas o unidas entre sí por medio de

(ii) una pluralidad de regiones de unión (3) con un peso de base local inferior, cuya orientación de las fibras está sesgada a lo largo de la dirección que discurre entre las regiones (2) enriquecidas con fibras encrestadas, interconectadas por ellas, y

(iii) una pluralidad de células con escasez de fibras, situadas entre las regiones (2) enriquecidas con fibras y las regiones de unión (3) , de tal manera que las células con escasez de fibras tienen un peso de base local que es inferior al de las regiones (2) enriquecidas con fibras y tienen regiones (4) desprovistas de fibra.

12. El método de acuerdo con la reivindicación 11, en el cual el crepado en cinta de la banda de la que se ha eliminado el agua es un crepado en tela de entre el 10 y el 100 por ciento.

13. El método de acuerdo con la reivindicación 11, en el cual el crepado en cinta de la banda de la que se ha eliminado el agua es un crepado en tela de al menos el 40 por ciento.

14. El método de acuerdo con la reivindicación 11, en el cual la banda de la que se ha eliminado el agua se crepa en cinta con una consistencia de entre el 40 y el 50 por ciento.

15. El método de acuerdo con la reivindicación 11, en el cual la banda crepada es secada adhiriendo la banda a una secadora de Yankee con un adhesivo de crepado que comprende alcohol de polivinilo.

16. Un método para preparar una hoja o lámina absorbente de múltiples capas, que comprende:

(a) preparar una lámina celulósica que tiene una variación local en su peso de base, mediante:

(i) eliminar el agua de un suministro de material para fabricación de papel con el fin de formar una banda de partida que tiene una distribución aparentemente aleatoria de fibra para fabricación de papel;

(ii) aplicar la banda, de la que se ha eliminado el agua, y que tiene la distribución de fibras aparentemente aleatoria, a una superficie de transferencia en traslación que se está desplazando a una velocidad de superficie de transferencia;

(iii) crepar en cinta la banda, de la que se ha eliminado el agua y procedente de la superficie de transferencia, con una consistencia de entre el 30 y el 60 por ciento, utilizando una cinta de crepado (50, 118) con un cierto motivo o diseño, de tal manera que la etapa de crepado en cinta se produce bajo presión, dentro de un paso de apriete (92, 176) de crepado en cinta definido entre la superficie de transferencia y la cinta de crepado, por el que la cinta se está desplazando a una velocidad de cinta que es más lenta que la velocidad de la superficie de transferencia, y el motivo o diseño de la cinta, los parámetros del paso de apriete, la variación o “delta” de la velocidad entre las superficies del paso de apriete, el perfil de humedad y la consistencia de la banda se seleccionan de manera que la banda de la que se ha eliminado el agua es crepada desde la superficie de transferencia para formar una banda crepada; y

(iv) secar la banda crepada sobre un cilindro rotativo calentado para formar la lámina celulósica,

en el cual el lado o cara de la lámina celulósica que es distal, o más alejada, con respecto al cilindro rotativo calentado y contacta con la cinta de crepado comprende una estructura de red con una variación de peso de base local, que comprende: (i) una pluralidad de regiones (2) enriquecidas con fibras encrestadas o rizadas, con un peso de base local relativamente elevado e interconectadas o unidas entre sí por medio de (ii) una pluralidad de regiones de unión (3) con un peso de base local más bajo, cuya orientación de las fibras está sesgada a lo largo de la dirección que discurre entre las regiones (2) enriquecidas con fibras encrestadas, interconectadas por ellas, y (iii) una pluralidad de células con escasez de de fibras, situadas entre las regiones (2) enriquecidas con fibras encrestadas y las regiones de unión (3) , de tal manera que las células con escasez de fibras tienen un peso de base local que es inferior al de las regiones (2) enriquecidas con fibras encrestadas, y tienen regiones (4) desprovistas de fibra; y

(b) estratificar la lámina celulósica que tiene la variación local en su peso de base, con al menos una segunda lámina celulósica, de tal manera que las células con escasez de fibras se proporcionan en un núcleo de la lámina absorbente de múltiples capas, de modo que la segunda lámina celulósica comprende una superficie sustancialmente continua.

17. El método de acuerdo con la reivindicación 16, en el cual las regiones (4) desprovistas de fibra tienen una 15 envergadura promedio de entre 10 micras y 2.500 micras.

18. El método de acuerdo con la reivindicación 16, en el cual la lámina celulósica que tiene la variación local en supeso de base comprende un Índice de Crepado en Tela de entre 0, 5 y 3.

19. El método de acuerdo con la reivindicación 16 en el cual la lámina celulósica que tiene la variación local en su peso de base comprende un Índice de Crepado en Tela de al menos 1.