ES2984044T3 - Productos de papel tisú de múltiples hojas grabado - Google Patents

Abstract

Se describen productos tisú multicapas gofrados que tienen propiedades físicas preferidas por el consumidor y una apariencia estéticamente agradable. Los productos pueden tener una primera capa de tisú que tiene un patrón topográfico moldeado y un primer patrón gofrado que comprende una pluralidad de elementos gofrados dispuestos sobre la misma, y una segunda capa de tisú que tiene un patrón topográfico moldeado y un segundo patrón gofrado que comprende una pluralidad de elementos gofrados de puntos dispuestos sobre la misma. Los productos tisú multicapas generalmente tienen un volumen de hoja mejorado, tal como un volumen de hoja mayor que aproximadamente 15 centímetros cúbicos por gramo (cc/g), y una suavidad mejorada, tal como un TS7 promedio menor que aproximadamente 12,0 y más preferiblemente menor que aproximadamente 11,0, tal como de aproximadamente 10,0 a aproximadamente 12,0. Los valores TS7 promedio anteriores se pueden obtener con una resistencia a la tracción media geométrica (GMT) del producto de aproximadamente 800 a aproximadamente 1200 g/3". (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Productos de papel tisú de múltiples hojas grabado

Antecedentes de la invención

En la fabricación de productos de papel, particularmente productos de papel tisú, generalmente es conveniente proporcionar un producto final estéticamente agradable con tanto volumen como sea posible sin comprometer otros atributos del producto, que incluyen suavidad, flexibilidad, absorbencia, sensación a mano, y durabilidad. Sin embargo, la mayoría de las máquinas de fabricación de papel que operan hoy en día utilizan un proceso conocido como “prensado en húmedo”. En el “prensado en húmedo” se retira una gran cantidad de agua de la trama de papel recién formada al presionar mecánicamente agua fuera de la trama en una línea de contacto de presión. Una desventaja de la etapa de prensado es que densifica la trama, lo que disminuye de esta manera el volumen y la absorbencia de la lámina. Un problema encontrado en el pasado por el primer prensado de trama en húmedo y/o luego el grabado en seco es la dificultad de obtener una lámina base de papel tisú con buena funcionalidad, tal como la absorbencia y la suavidad, en combinación con una apariencia agradable. Esta etapa de prensado en húmedo, aunque es un medio de deshidratación efectivo, comprime la trama y provoca una marcada reducción en el grosor de la trama, por lo tanto se reduce el volumen. Además, el uso de grabado para aplicar diseños de firma a una trama seca da como resultado generalmente un producto de papel que es arenoso al tacto, más rígido en los bordes del patrón, y con menor absorbencia.

Las alternativas al prensado en húmedo tal como el secado por aire pasante someten generalmente la trama a menos compresión durante la fabricación. Por ejemplo, el secado por aire pasante implica típicamente formar una trama húmeda a partir de una pasta de papel de fabricación de papel sobre un medio de formación, tal como una tela de formación o alambre. Luego, la trama húmeda se transfiere a una tela de secado por aire pasante permeable alrededor de un tambor abierto y se seca de manera no compresiva al pasar aire caliente a través de la trama mientras está en contacto íntimo con la tela. El secado por aire pasante es un método preferido para secar una trama debido a que evita la fuerza de compresión de la etapa de deshidratación usada en el método convencional de prensado en húmedo para fabricar papel tisú. La trama resultante puede transferirse opcionalmente a un secador Yankee para el crepado. Tales procesos se denominan típicamente como secado por aire pasante crepado (CTAD). Debido a que la trama está sustancialmente seca cuando se transfiere al secador Yankee, el proceso no densifica la lámina tanto como el proceso de prensado en húmedo, sin embargo, aún puede ser necesario el grabado para proporcionar un producto de papel tisú que tiene el volumen y los diseños de lámina preferidos por el consumidor. Al igual que con las tramas prensadas en húmedo, el grabado tiene el inconveniente de un producto que es arenoso al tacto, más rígido en los bordes del patrón, y con menor absorbencia.

Una alternativa al CTAD es el proceso de secado por aire pasante sin crepar (UCTAD) descrito en la patente de Estados Unidos Núms. 5,591,309 y 5,593,545. Al eliminar la etapa de crepado la trama resultante tiene un volumen relativamente alto, buena compresibilidad, y alta resiliencia, con los beneficios adjuntos de una mayor absorbencia y una mejor utilización de la fibra. Aunque el volumen y la resiliencia mejorados de la trama pueden ser rasgos convenientes desde una perspectiva del consumidor, hacen que la trama sea difícil de grabar. A menudo los patrones impartidos al grabar una trama de UCTAD son poco definidos y desaparecen con el tiempo a medida que la trama elástica se relaja.

Debido a que es poco adecuado para el grabado, los fabricantes de papel tisú que desean crear tramas de UCTAD con motivos de diseño a menudo han recurrido al uso de telas de secado por aire pasante con patrones. Por ejemplo, la patente de Estados Unidos Núms. 6,749,719 y 7,624,765 describen telas útiles en la formación de tramas de papel tisú que tienen elementos de diseño mediante el uso del proceso de UCTAD. Aunque estas telas pueden proporcionar tramas que tienen elementos de diseño, también imparten a la trama un patrón general de fondo texturizado. Por lo tanto, puede ser difícil discernir los elementos de diseño. Además, la adición de elementos de diseño a las telas de secado por aire pasante reduce su permeabilidad al aire, lo que a su vez reduce la eficiencia de fabricación.

En consecuencia, sigue existiendo una necesidad en la técnica de impartir tramas secadas por aire pasante moldeadas con un diseño de grabado sin afectar negativamente las propiedades físicas de la trama o la eficiencia con la que se fabrican las tramas. También sigue existiendo la necesidad de un método de grabado, particularmente un método para grabar tramas de papel tisú secadas por aire pasante de gran volumen, moldeadas que proporcione tanto un producto de múltiples hojas estéticamente atractivo como un volumen de lámina mejorado.

Resumen

Ahora se ha descubierto que los productos secados por aire pasante de múltiples hojas grabados pueden mejorarse al proporcionar las dos hojas más exteriores con diferentes patrones de grabado, particularmente un primer patrón de grabado que comprende elementos de grabado de línea y un segundo patrón de grabado que comprende elementos de grabado de puntos. Los productos de papel tisú de múltiples hojas resultantes tienen tanto un alto grado de volumen como suavidad y también tienen una estética visualmente atractiva.

En una modalidad, la presente invención proporciona un producto de papel tisú grabado de múltiples hojas que comprende una primera hoja de papel tisú que tiene un patrón topográfico moldeado y un primer patrón de grabado que comprende una pluralidad de elementos de grabado de línea dispuestos en el mismo; una segunda hoja de papel tisú que tiene un patrón topográfico moldeado y un segundo patrón de grabado que comprende una pluralidad de elementos de grabado de puntos dispuestos en el mismo, en donde el segundo patrón de grabado está sustancialmente libre de elementos de grabado de línea y recubre de aproximadamente 5 a aproximadamente 10 por ciento del área superficial de la segunda hoja, en donde el producto de papel tisú de múltiples hojas grabado tiene un peso base de aproximadamente 20 a aproximadamente 60 gramos por metro cuadrado (g/m2) y un volumen mayor que aproximadamente 15 centímetros cúbicos por gramo (cc/g).

El producto de papel tisú de múltiples hojas grabado puede comprender: una primera superficie que tiene un patrón topográfico moldeado que consiste esencialmente en elementos de línea orientados en la MD que se extienden en una primera dirección principal y un primer patrón de grabado que consiste esencialmente en una pluralidad de grabados de elementos de línea continuos, curvilíneos que se extienden en una segunda dirección principal dispuesta en el mismo, en donde de aproximadamente 10 a aproximadamente 30 por ciento de la primera área superficial está ocupada por grabados del elemento de línea; y una segunda superficie que tiene un patrón topográfico moldeado y un segundo patrón de grabado que consiste esencialmente en una pluralidad de elementos de grabado de puntos dispuestos en el mismo en donde de aproximadamente 5 a aproximadamente 10 por ciento de la segunda área superficial está ocupada por grabados del elemento de puntos.

El producto de papel tisú de múltiples hojas grabado puede tener una dirección de la máquina (MD) y una dirección transversal de la máquina (CD), y el producto puede comprender: una primera hoja grabada que tiene un primer patrón de grabado caracterizado por las siguientes características: consiste esencialmente en elementos de línea abiertos, curvilíneos orientados en un ángulo con relación a la MD; es continuo; ocupa de aproximadamente 10 a aproximadamente 30 por ciento del área superficial de la primera hoja; está sustancialmente libre de elementos de grabado de puntos; una segunda hoja grabada que tiene un segundo patrón de grabado que es diferente del primer patrón de grabado y que consiste esencialmente en elementos de grabado de puntos; en donde el primer y segundo patrones de grabado se disponen de manera que cuando la primera y segunda hojas se colocan en una disposición orientada entre sí solo una porción del segundo patrón de grabado se anida dentro del primer patrón de grabado.

Descripción de las figuras

La Figura 1 es una vista en planta superior de un producto de papel tisú moldeado útil en la presente invención;

La Figura 2 es una vista en planta superior de un patrón de grabado útil en la presente invención;

La Figura 3 es una vista en planta superior de un producto de papel tisú de acuerdo con una modalidad de la presente invención;

La Figura 4 es una vista en planta superior de un producto de papel tisú de acuerdo con otra modalidad de la presente invención;

La Figura 5 es una vista en planta superior de un patrón de grabado útil en la presente invención;

La Figura 6 es una vista en planta superior de otro patrón de grabado útil en la presente invención;

La Figura 7 es una vista en planta superior de aún otro patrón de grabado útil en la presente invención;

La Figura 8 es una vista esquemática de un proceso de grabado útil en la preparación de productos de papel tisú de acuerdo con una modalidad de la presente invención;

Las Figuras 9 - 12 son vistas en planta superior de patrones de grabado usados para preparar varias muestras de producto de papel tisú descritos en la presente descripción;

La Figura 13 es un gráfico que compara el volumen de lámina de varios productos de papel tisú inventivos; y

La Figura 14 ilustra la preparación de una muestra para la prueba mediante el uso de un analizador de suavidad de papel tisú como se describió en la sección Métodos de Prueba más abajo.

Definiciones

Como se usa en la presente descripción el término “Lámina base” se refiere a la trama de papel tisú formada por cualquiera de los procesos de fabricación de papel descritos en la presente descripción, pero no se ha sometido a procesamiento adicional para convertir la lámina en un producto terminado, tal como grabado, calandrado, perforación, plegado, doblado, o enrollado en productos enrollados individuales.

Como se usa en la presente descripción, el término “Producto de papel tisú” se refiere a productos fabricados a partir de tramas de papel tisú e incluye, toallitas de baño, toallitas faciales, toallas de papel, paños industriales, paños para servicios alimenticios, servilletas, almohadillas médicas, y otros productos similares. Los productos de papel tisú pueden comprender una, dos, tres o más hojas.

Como se usa en la presente descripción, el término “Hoja” se refiere a una trama de papel tisú discreta usada para formar un producto de papel tisú. Las hojas individuales pueden disponerse en yuxtaposición entre sí.

Como se usa en el mismo, el término “Patrón de fondo” se refiere generalmente a un patrón general predominante dispuesto en una superficie de un producto de papel tisú, tal como un patrón topográfico moldeado o un patrón de grabado.

Como se usa en la presente, el término “Plano superficial” se refiere generalmente al plano formado por los puntos más altos de un objeto, tal como la superficie más superior de un rodillo de grabado estampado, o la superficie más superior de un producto de papel tisú. El plano superficial puede determinarse al obtener imágenes de una sección transversal del objeto, tal como un producto de papel tisú, y al estirar una línea tangente al punto más alto de su superficie superior donde la línea es generalmente paralela al eje x de la superficie del objeto y no interseca ninguna porción del objeto.

Como se usa en la presente el término “Patrón” se refiere generalmente a la disposición de uno o más elementos de diseño. Dentro de un patrón dado los elementos de diseño pueden ser los mismos o pueden ser diferentes, además los elementos de diseño pueden ser del mismo tamaño relativo o pueden ser de diferentes tamaños. Por ejemplo, con referencia a la Figura 3, el producto de papel tisú 150 comprende dos patrones - un patrón topográfico moldeado 155 que comprende una pluralidad de crestas elevadas 151 y valles 153 entre ellos, que forman elementos de onda sinusoidal paralelos, igualmente separados, y un patrón de grabado 160 que comprende una pluralidad de elementos de grabado de línea curvilíneos 162. En ciertas modalidades, un único elemento de diseño puede repetirse en un patrón, pero el tamaño del elemento de diseño puede ser diferente de un elemento de diseño al siguiente dentro del patrón.

Como se usa en la presente el término “Motivo” se refiere generalmente a la recurrencia de uno o más elementos de diseño dentro de un patrón. La recurrencia del elemento de diseño puede no producirse necesariamente dentro de una lámina de producto de papel tisú dada, por ejemplo, en ciertas modalidades el elemento de diseño puede ser un elemento de diseño continuo que se extiende a través de dos láminas adyacentes separadas entre sí por una línea de perforaciones. Los motivos son generalmente unidades repetitivas no aleatorias que forman un patrón.

Como se usa en la presente el término "Elemento lineal" se refiere a un elemento en la forma de una línea, que puede ser continua, discreta, interrumpida, o una línea parcial con respecto a un producto de papel tisú en la que está presente. El elemento lineal puede tener cualquier forma adecuada tal como recto, rizado, curvilíneo, y sus mezclas. En un ejemplo, el elemento lineal puede comprender una pluralidad de elementos discretos, tal como puntos, trazos o líneas rotas por ejemplo, que se disponen entre sí para formar un elemento lineal que tiene una apariencia visual sustancialmente conectada.

Como se usa en la presente el término "Elemento curvilíneo" se refiere a cualquier elemento lineal curvado que tiene al menos un punto de inflexión. Un elemento curvilíneo no necesita ser un elemento de línea, sino que puede comprender puntos discretos, trazos o segmentos de línea que se conectan sustancialmente visualmente. Por ejemplo, con referencia a la Figura 5, el patrón de grabado 140 comprende una pluralidad de elementos curvilíneos 142a, 142b formados a partir de una pluralidad de elementos de grabado de puntos 144a, 144b. A pesar de formarse a partir de elementos de grabado de puntos 144a, 144b, el elemento curvilíneo 142a tiene una apariencia visual sustancialmente conectada.

Los elementos curvilíneos pueden usarse para formar uno o más elementos de diseño de acuerdo con la presente invención. En ciertas modalidades un elemento de diseño puede formarse a partir de un único elemento curvilíneo o mediante una pluralidad de elementos curvilíneos de forma similar y separados.

Como se usa en la presente descripción el término "Continuo" cuando se refiere a un elemento dispuesto en la superficie de un producto de papel tisú, tal como un elemento lineal, un elemento de diseño o un patrón, significa que el elemento se extiende a lo largo de una dimensión de la superficie del producto de papel tisú. Un ejemplo no limitante de un patrón continuo se ilustra en la Figura 1. El patrón 102 de la Figura 1 comprende una pluralidad de elementos de línea en forma de onda sinusoidal moldeados 106a-106c que se extienden desde un primer borde 101 a un segundo borde 103 del producto 100.

Como se usa en la presente descripción el término "Discreto" cuando se refiere a un elemento dispuesto en la superficie de un producto de papel tisú, tal como un elemento de grabado de línea, un elemento de grabado de puntos, un elemento moldeado, o un patrón, significa que el elemento se desconecta visualmente de otros elementos. Por ejemplo, la Figura 1 ilustra tres elementos de línea discretos 106a-106c.

Como se usa en la presente, el término “Patrón de grabado” se refiere generalmente a la disposición de uno o más elementos de diseño en la superficie de un producto de papel tisú, como resultado de que el producto de papel tisú se transporte a través de una línea de contacto que comprende un rodillo de grabado estampado. Los elementos de diseño pueden ser discretos, semicontinuos o continuos y pueden comprender un elemento de grabado de línea, un elemento de grabado de puntos, o sus combinaciones. El patrón de grabado comprende generalmente una porción del producto de papel tisú que se encuentra más abajo del plano superficial más superior del producto de papel tisú.

Como se usa en la presente, el término "Grabado de puntos" se refiere generalmente a un grabado que tiene una relación de la longitud del grabado, medida a lo largo de la dimensión más larga del grabado, con respecto al ancho del grabado, medido a lo largo de la dimensión más corta del grabado, de aproximadamente 1:1. Los ejemplos no limitantes de los grabados de puntos son grabados con forma de círculos, cuadrados, rectángulos o diamantes. Una pluralidad de grabados de puntos separados que están sustancialmente conectados visualmente puede formar un elemento lineal a pesar de que los grabados estén separados entre sí.

Como se usa en la presente el término “Elemento de grabado de línea” se refiere generalmente a un grabado que tiene una relación de la longitud del grabado, medida a lo largo de la dimensión más larga del grabado, con respecto al ancho del grabado, medido a lo largo de la dimensión más corta del grabado, mayor que 1.

Como se usa en la presente, el término “Plano del grabado” se refiere generalmente al plano formado por la superficie superior de la porción deprimida del producto de papel tisú que forma el grabado. Generalmente el plano del elemento de grabado se encuentra más abajo del plano superficial del producto de papel tisú. En ciertas modalidades el producto de papel tisú de la presente invención puede tener un único plano del elemento de grabado, mientras que en otras modalidades la estructura puede tener múltiples planos del elemento de grabado. El plano del elemento de grabado se determina generalmente mediante la obtención de imágenes de una sección transversal del producto de papel tisú y el estiramiento de una línea tangente a la superficie más superior de un grabado donde la línea es generalmente paralela al eje x del producto de papel tisú.

Como se usa en la presente, los términos “Protuberancia” y “Elemento de grabado” se refieren generalmente a cualquier protuberancia, reborde, asa, dedo, cabeza, etapa, superficie, o similares, que tiene una altura direccional z cuando se mide desde el eje del rodillo, o algún otro punto de referencia común. Generalmente la altura se mide a partir de la “superficie base” del rodillo, que se entiende que es la superficie periférica del rodillo que tiene la menor altura radial cuando se mide a partir del eje del rodillo, o algún otro punto de referencia común.

Como se usa en la presente el término “Peso base” (BW) se refiere generalmente al peso en seco total por unidad de área de un papel tisú y se expresa generalmente como gramos por metro cuadrado (g/m2). El peso base se mide mediante el uso del método de prueba TAPPI T-220. Aunque el peso base puede variar, los productos de papel tisú preparados de acuerdo con la presente invención tienen generalmente un peso base mayor que aproximadamente 10 g/m2, tal como de aproximadamente 10 a aproximadamente 80 g/mP y con mayor preferencia de aproximadamente 30 a aproximadamente 60 g/mP.

Como se usa en la presente, el término “Calibre” es el grosor representativo de una única lámina (el calibre de productos de papel tisú que comprende dos o más hojas es el grosor de una única lámina de producto de papel tisú que comprende todas las hojas) medido de acuerdo con el método de prueba TAPPI T402 mediante el uso de un Probador de grosor ProGage 500 (Compañía de instrumentos Thwing-Albert, Berlín Oeste, NJ). El micrómetro tiene un diámetro de yunque de 2,22 pulgadas (56,4 mm) y una presión de yunque de 132 gramos por pulgada cuadrada (por 6,45 centímetros cuadrados) (2,0 kPa). El calibre de un producto de papel tisú puede variar en dependencia de una variedad de procesos de fabricación y el número de hojas en el producto, sin embargo, los productos de papel tisú preparados de acuerdo con la presente invención tienen generalmente un calibre mayor que aproximadamente 600 pm, con mayor preferencia mayor que aproximadamente 700 pm y aún con mayor preferencia mayor que aproximadamente 800 pm, tal como de aproximadamente 600 a aproximadamente 900 pm.

Como se usa en la presente el término “Volumen de lámina” se refiere al cociente del calibre (generalmente que tiene unidades de pm) dividido por el peso base en seco total (generalmente que tiene unidades de g/m2). El volumen de lámina resultante se expresa en centímetros cúbicos por gramo (cc/g). Aunque el volumen de lámina puede variar en dependencia de cualquiera de una serie de factores, los productos de papel tisú preparados de acuerdo con la presente invención pueden tener un volumen de lámina mayor que aproximadamente 15,0 cc/g, tal como de aproximadamente 15,0 a aproximadamente 20,0 cc/g, tal como de aproximadamente 16,0 a aproximadamente 18,0 cc/g.

Como se usa en la presente, el término “Tracción Media Geométrica” (GMT) se refiere a la raíz cuadrada del producto de la resistencia a la tracción en la dirección de la máquina y la resistencia a la tracción en la dirección transversal de la máquina del producto de papel tisú. Aunque la GMT puede variar, los productos de papel tisú preparados de acuerdo con la presente invención pueden tener una GMT mayor que aproximadamente 700 g/3” (g/ 7,62 cm), tal como de aproximadamente 700 a aproximadamente 1400 g/3” (g/ 7,62 cm), tal como de aproximadamente 800 a aproximadamente 1200 g/3” (g/ 7,62 cm).

Como se usa en la presente, el término “Estiramiento” se refiere generalmente a la relación del alargamiento corregido por holgura de un espécimen en el punto en que genera su carga máxima dividida por la longitud del calibre corregido por holgura en cualquier orientación dada. El estiramiento es una salida del MTS TestWorks™ en el curso de determinar la resistencia a la tracción como se describió en la sección Métodos de Prueba en la presente descripción. El estiramiento se informa como un porcentaje y puede informarse para el estiramiento en la dirección de la máquina (MDS), el estiramiento en la dirección transversal de la máquina (CDS) o como el estiramiento medio geométrico (GMS), que es la raíz cuadrada del producto del estiramiento en la dirección de la máquina y el estiramiento en la dirección transversal de la máquina. Aunque el estiramiento de los productos de papel tisú preparados de acuerdo con la presente invención puede variar, en ciertas modalidades los productos de papel tisú preparados como se describe en la presente descripción tienen un GMS mayor que aproximadamente 8 por ciento, con mayor preferencia mayor que aproximadamente 10 por ciento y aún con mayor preferencia mayor que aproximadamente 12 por ciento, tal como de aproximadamente 8 a aproximadamente 14 por ciento, tal como de aproximadamente 10 a aproximadamente 12 por ciento.

Como se usa en la presente, los términos “TS7” y “valor de TS7” se refieren a la salida del Analizador de Suavidad de Papel Tisú EMTEC (comercializado por Emtec Electronic GmbH, Leipzig, Alemania) como se describió en la sección Métodos de Prueba. TS7 tiene unidades de dB V2 rms, sin embargo, TS7 puede denominarse en la presente descripción sin referencia a unidades. El valor de TS7 es el pico de frecuencia que se produce alrededor de 6,5 kHz en la salida del gráfico de espectro de ruido del Analizador de Suavidad de Papel Tisú EMTEC. Este pico representa la suavidad de la muestra. Generalmente, las muestras más blandas producen un pico de TS7 más bajo.

Como se usa en la presente, el término “TS7 promedio” se refiere generalmente al valor de TS7 para un primer y un segundo lado de un producto de papel tisú. En ciertas modalidades la invención proporciona un producto de papel tisú de múltiples hojas grabado, tal como un producto de papel tisú secado por aire pasante, que tiene un TS7 promedio menor que aproximadamente 12,0 y con mayor preferencia menor que aproximadamente 11,0, tal como de aproximadamente 10,0 a aproximadamente 12,0. Los valores de TS7 promedio anteriores pueden obtenerse en un producto de GMT de aproximadamente 800 a aproximadamente 1200 g/3” (g/ 7,62 cm), tal como de aproximadamente 800 a aproximadamente 1000 g/3” (g/ 7,62 cm).

Descripción detallada

Los presentes inventores han descubierto ahora que los productos de papel tisú, particularmente los productos de papel tisú secados por aire pasante de múltiples hojas que tienen una topografía de superficie tridimensional, que tienen una suavidad y el volumen de lámina mejorados pueden producirse al grabar cada una de las hojas. Más particularmente, los inventores han descubierto que puede ser útil proporcionar un producto de papel tisú que tiene una primera hoja de papel tisú que tiene un patrón topográfico moldeado y un primer patrón de grabado que comprende una pluralidad de elementos de grabado dispuestos en el mismo, y una segunda hoja de papel tisú que tiene un patrón topográfico moldeado y un segundo patrón de grabado que comprende una pluralidad de elementos de grabado de puntos dispuestos en el mismo. Los productos de papel tisú de múltiples hojas inventivos tienen generalmente un volumen de lámina mejorado, tal como un volumen de lámina mayor que aproximadamente 15 centímetros cúbicos por gramo (cc/g), y una suavidad mejorada, tal como un TS7 promedio menor que aproximadamente 12,0 y con mayor preferencia menor que aproximadamente 11,0, tal como de aproximadamente 10,0 a aproximadamente 12,0. Los valores de TS7 promedio anteriores pueden obtenerse a una resistencia a la tracción media geométrica (GMT) del producto de aproximadamente 800 a aproximadamente 1200 g/3” (g/ 7,62 cm), tal como de aproximadamente 800 a aproximadamente 1000 g/3” (g/ 7,62 cm).

En ciertas modalidades preferidas las propiedades mejoradas del producto de papel tisú pueden lograrse al grabar la primera y segunda hojas con diferentes patrones de grabado, tal como patrones de grabado que tienen diferentes formas, tamaño, escala o densidad de elementos. El uso de dos patrones de grabado diferentes no solo mejora las propiedades del producto de papel tisú, sino que también puede usarse para impartir al producto dos patrones únicos que proporcionan un aspecto distintivo y es atractivo para los consumidores.

Generalmente el primer y segundo patrones de grabado se combinan con un producto de papel tisú que tiene un patrón moldeado. El patrón moldeado, que puede comprender una pluralidad de elementos lineales paralelos, separados, puede formar un patrón de fondo general sobre el que puede aplicarse el patrón de grabado. Por ejemplo, el producto de papel tisú puede comprender una primera y una segunda hoja, donde cada hoja comprende un patrón de fondo moldeado que consiste esencialmente en una pluralidad de crestas en forma de onda paralelas orientadas sustancialmente en la dirección de la máquina (MD), continuas, separadas entre sí por valles. La primera hoja también puede comprender un primer patrón de grabado que consiste esencialmente en elementos de línea, tal como elementos curvilíneos continuos. La segunda hoja puede comprender un segundo patrón de grabado que consiste esencialmente en una pluralidad de elementos de grabado de puntos, que en ciertos casos puede disponerse para formar un elemento curvilíneo.

Los productos de papel tisú pueden fabricarse mediante el uso de un primer y un segundo rodillo de grabado que tienen un primer y un segundo patrones de grabado que son diferentes. Por ejemplo, el primer patrón de grabado puede comprender elementos lineales, que pueden ser discretos o continuos, y el segundo patrón de grabado puede comprender elementos no lineales. Aunque en ciertos casos el primer y segundo patrones de grabado pueden ser diferentes, pueden relacionarse entre sí. Por ejemplo, los patrones pueden comprender tanto elementos curvilíneos que se relacionan visualmente y proporcionan al producto de papel tisú una estética general que es conveniente para un consumidor.

Además de formar al menos parcialmente el primer y segundo patrones de grabado a partir de elementos curvilíneos, puede ser ventajoso relacionar además los patrones al proporcionar a los elementos una escala similar. Por ejemplo, el primer patrón de grabado puede comprender un elemento de línea curvilíneo que tiene una primera forma, tal como una onda, con dos puntos de inflexión que definen una longitud del segmento de aproximadamente 30 a aproximadamente 60 mm y el segundo patrón de grabado puede comprender una pluralidad de elementos de grabado de puntos dispuestos para formar un elemento curvilíneo que también tiene una forma en forma de onda con dos puntos de inflexión y una longitud del segmento de aproximadamente 30 a aproximadamente 60 mm.

En otros casos más el primer y segundo patrones de grabado pueden relacionarse además con un patrón topográfico moldeado dispuesto en la hoja de papel tisú. Por ejemplo, el patrón topográfico moldeado puede comprender una pluralidad de elementos curvilíneos paralelos, separados, tal como ondas sinusoidales orientadas en la MD, y tanto el primer como el segundo patrones de grabado también pueden comprender elementos curvilíneos, tal como ondas sinusoidales.

Los patrones también pueden relacionarse visualmente entre sí al formar los patrones con elementos curvilíneos que tienen pesos o anchos relacionados. Por ejemplo, donde el patrón topográfico moldeado y los primeros patrones de grabado se forman a partir de elementos curvilíneos que consisten en elementos de línea los patrones pueden relacionarse entre sí mediante el uso de anchos de línea similares para formar los elementos curvilíneos.

Al proporcionar patrones con formas, escalas, y pesos de línea similares los patrones pueden parecer complementarios entre sí y mejorar la estética general del producto de papel tisú, haciéndolos más atractivos visualmente para los consumidores. Además, al relacionar los patrones en términos de forma, escala y peso de línea, se mejoran las connotaciones de diseño generales tal como feminidad, suavidad y limpieza.

Una amplia amplitud de elementos de diseño puede seleccionarse de cuando se desarrollan patrones útiles en la presente invención. Por ejemplo, los patrones pueden consistir esencialmente en elementos curvilíneos. Los patrones pueden comprender una combinación de elementos curvilíneos y rectilíneos o rectos. Los patrones pueden consistir esencialmente en elementos rectilíneos o rectos.

Varios ejemplos no limitantes de elementos curvilíneos se ilustran en las figuras adjuntas. Por ejemplo, con referencia a la Figura 1, el producto de papel tisú 100 que tiene una dirección de la máquina (MD) y una dirección transversal de la máquina (CD) comprende un patrón curvilíneo moldeado 102 dispuesto en su superficie 105. El patrón curvilíneo 102 comprende una pluralidad de elementos de línea continuos, en forma de onda y sustancialmente orientados en la MD 106a-106c. El patrón topográfico en forma de onda cruza repetidamente el eje de la MD 108 para definir un ángulo del elemento(a),que en ciertas modalidades, puede ser de aproximadamente 20 grados o menos, tal como de aproximadamente 1 a aproximadamente 20 grados y con mayor preferencia de aproximadamente 5 a aproximadamente 15 grados y aún con mayor preferencia de aproximadamente 8 a aproximadamente 12 grados.

Con referencia continua a la Figura 1, los elementos de línea 106 se disponen generalmente paralelos entre sí de manera que no se intersecan entre sí dos elementos de línea. De esta manera los elementos de línea son generalmente discretos. Además, cada uno de los elementos de línea 106 tiene un ancho (W), que en una modalidad preferida es sustancialmente constante entre y entre los elementos de línea. Además, cada uno de los elementos de línea 106a-106c se separan entre sí a una distancia (P). Cada elemento de línea 106 puede moldearse de manera que una porción del elemento forma la superficie más superior 105, también denominada en la presente descripción como un pico moldeado 107. Generalmente el pico moldeado 107 se encuentra por encima de la superficie de la hoja 109 entre picos adyacentes. En ciertos casos la superficie entre picos 109 puede denominarse en la presente descripción como un valle moldeado.

Con referencia ahora a la Figura 2, se ilustra otra modalidad de un patrón curvilíneo 130. El patrón 130, que se ilustra como estampado en una superficie 122 del rodillo de grabado 120, comprende una pluralidad de elementos de línea discretos, curvilíneos 132a-132c. Los elementos de línea curvilíneos 132a-132c, que tienen forma de onda, se disponen para conectarse visualmente y formar un patrón continuo 130 que se extiende desde un primer borde 135 a un segundo borde 137 del rodillo de grabado 120.

Dos o más patrones, tal como un patrón moldeado y un patrón de grabado pueden combinarse en un único producto de papel tisú, tal como el producto ilustrado en la Figura 3. El producto de papel tisú 150 ilustrado comprende una hoja de papel tisú 152 que tiene una superficie exterior 154 y dos dimensiones principales—una dirección de la máquina (MD) y una dirección transversal de la máquina (CD). El producto 150 incluye un patrón topográfico moldeado 155 definido por crestas elevadas 151 y valles 153 entre ellos. El producto 150 comprende además un primer patrón de grabado 160 que comprende motivos 164 que tienen elementos de línea curvilíneos 162a, 162b emparejados. Los elementos de línea curvilíneos 162a, 162b forman un motivo 164 que se repite para formar el primer patrón de grabado 160. Los motivos 164 se disponen de manera repetida de manera que el patrón resultante 160 se extiende continuamente a través de la superficie exterior 154 de la primera hoja 152 desde un primer borde del producto 156 a un segundo borde del producto 157. Además, el patrón 160 tiene un eje principal de orientación 167 que se extiende generalmente en la dirección transversal de la máquina y se orienta en un ángulo con relación al eje del patrón moldeado de orientación 169, que puede orientarse a lo largo de la dirección de la máquina.

Los elementos de grabado se forman generalmente al grabar una hoja de papel tisú mediante el uso de un rodillo de grabado que tiene un patrón correspondiente a un primer patrón de grabado estampado en el mismo. Como tal, el elemento de grabado es generalmente una depresión que tiene una superficie inferior que se encuentra más abajo del plano superficial de la hoja. La forma y profundidad del grabado puede controlarse por la forma y altura de las protuberancias en el rodillo de grabado estampado que forma el grabado. Además, de acuerdo con la presente invención los elementos de grabado se superponen generalmente a un patrón de fondo, que se forma preferentemente mediante el moldeo de la hoja antes del secado en el proceso de fabricación de la trama. El patrón topográfico moldeado tiene generalmente una forma tridimensional, tal como un plano superficial más superior y un plano superficial inferior. En ciertos casos el plano superficial más superior puede corresponder a picos moldeados y el plano superficial inferior puede corresponder a valles moldeados.

Con referencia continua a la Figura 3 el producto 150 también comprende un patrón topográfico moldeado 155 definido por crestas elevadas 151 y valles 153 entre ellos. El patrón topográfico moldeado 155 forma generalmente un patrón de fondo general y se superpone por el primer patrón de grabado 160. El patrón topográfico moldeado 155 tiene generalmente la forma de una onda sinusoidal continua que tiene un eje de orientación 169 que se alinea sustancialmente con la dirección de la máquina. Las crestas y valles 151, 153 que forman el patrón moldeado 155 son generalmente paralelos entre sí y se separan uniformemente. Aunque el patrón ilustrado consiste en elementos separados por igual, la invención no es tan limitada. En ciertas modalidades alternativas, la separación puede variar entre elementos de patrón y en ciertos casos la separación entre dos elementos puede variar a medida que el elemento se extiende a lo largo de una dimensión de la superficie del producto.

Con referencia ahora a la Figura 4, el producto 150 comprende una primera hoja exterior 152 que tiene una superficie superior 154. El producto 150 también comprende un patrón topográfico moldeado 155 definido por crestas elevadas 151 y valles 153 entre ellos y un primer patrón de grabado 160. El primer patrón de grabado 160 comprende elementos de grabado de línea curvilíneos discretos 162a-162d que forman un motivo 164 y se repiten para formar un patrón de grabado 160. En la modalidad ilustrada los elementos de línea grabados 162a-162d se dimensionan de manera similar en términos de ancho, longitud y profundidad, sin embargo la invención no es tan limitada. En ciertas modalidades la profundidad del grabado es mayor que aproximadamente 0,5 mm, tal como de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 2,0 mm. La profundidad se mide generalmente como la distancia entre la superficie inferior del grabado y el plano superficial más superior del producto de papel tisú.

Como se ilustra además en la Figura 4 la superficie exterior 152 comprende tanto las áreas grabadas 170 como las no grabadas 172, también denominadas en la presente descripción como áreas terrestres. En la modalidad ilustrada las áreas terrestres 172 están rodeadas por porciones grabadas 170 que comprenden elementos de línea grabados 162. Los elementos de línea grabados 162, que son elementos de línea discretos, tienen la apariencia de ser continuos y juntos forman un patrón de grabado continuo 160 que se extiende desde un primer borde 156 a un segundo borde 157 del producto de papel tisú 150. En ciertas modalidades el área grabada puede ser al menos aproximadamente 5 por ciento, y con mayor preferencia al menos aproximadamente 7,5 por ciento y aún con mayor preferencia al menos aproximadamente 10 por ciento, tal como de aproximadamente 5 a aproximadamente 30 por ciento y con mayor preferencia de aproximadamente 10 a aproximadamente 25 por ciento, de la primera área superficial de la hoja. Además, la profundidad del grabado puede ser al menos aproximadamente 0,5 mm, y con mayor preferencia al menos aproximadamente 0,75 mm, tal como de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 1,5 mm.

Con referencia ahora a la Figura 5, se ilustra una modalidad de un patrón de grabado 140 que puede incorporarse en la segunda hoja de un producto de papel tisú de acuerdo con la presente invención. Como se muestra, el patrón de grabado 140 comprende una pluralidad de elementos de grabado de puntos 144a, 144b que se disponen para formar el patrón 140. En la modalidad ilustrada, los elementos de grabado de puntos 144a, 144b se disponen para formar elementos separados, continuos, curvilíneos 142a, 142b que tienen una forma en forma de onda que se orienta sustancialmente en la dirección de la máquina (MD).

En las modalidades donde uno o más de los patrones consisten en forma en forma de onda, tal como una onda sinusoidal, la amplitud puede variar de aproximadamente 10 a aproximadamente 40 mm y aún con mayor preferencia de aproximadamente 18 a aproximadamente 22 mm, y la longitud de onda puede variar de aproximadamente 50 a aproximadamente 200 mm y aún con mayor preferencia de aproximadamente 80 a aproximadamente 120 mm. Por ejemplo, en una modalidad particular, la segunda hoja puede comprender un patrón de fondo moldeado y un patrón de grabado de puntos donde ambos patrones comprenden una pluralidad de elementos de onda sinusoidal que tienen una amplitud que varía de aproximadamente 10 a aproximadamente 40 mm y una longitud de onda que varía de 80 a aproximadamente 120 mm. La amplitud y la longitud de onda de los patrones pueden ser las mismas para los patrones moldeados y grabados, o pueden ser diferentes. Además, los patrones moldeados y grabados pueden ser continuos o pueden ser discretos.

Otra modalidad de un patrón de grabado de puntos 140 se muestra en la Figura 6. Al igual que el patrón de la Figura 5, el patrón de grabado de puntos de la Figura 6 es en forma de onda y comprende una pluralidad de elementos de grabado de puntos 144a, 144b dispuestos para formar elementos separados, continuos, curvilíneos 142a, 142b. Sin embargo, el patrón en forma de onda 140 de la Figura 6 tiene un período más corto que el patrón en forma de onda de la Figura 10. En consecuencia, en ciertas modalidades, la segunda hoja puede incluir un patrón de grabado de puntos que comprende una pluralidad de elementos curvilíneos en forma de onda que tienen una longitud de onda de aproximadamente 50 a aproximadamente 200 mm, tal como de aproximadamente 80 a aproximadamente 120 mm.

Aún otra modalidad de un patrón de grabado de puntos 140 se muestra en la Figura 7. El patrón 140 comprende una pluralidad de elementos de grabado de puntos 144a, 144b dispuestos para formar elementos curvilíneos separados 142a, 142b. El patrón puede comprender de aproximadamente 10 a aproximadamente 15 elementos de grabado de puntos 144a, 144b por centímetro cuadrado y dar como resultado un producto de papel tisú que tiene elementos de grabado de puntos que recubren de aproximadamente 8 a aproximadamente 12 por ciento del área superficial del producto de papel tisú.

Además de los elementos de diseño curvilíneos, particularmente los elementos en forma de onda tal como ondas sinusoidales, otros patrones de grabado de puntos dispuestos en la segunda hoja pueden incluir otras formas tal como diseños en zigzag o en forma de hélice. En otras modalidades más el patrón de grabado de puntos puede no ser un patrón general dispuesto sustancialmente de manera uniforme a través de la superficie de la segunda hoja de papel tisú. Más bien, el patrón de grabado de puntos puede incluir diseños y patrones adicionales incorporados en el patrón de fondo.

En la modalidad ilustrada en las Figuras 5 - 7, los elementos de grabado de puntos están presentes a una densidad de aproximadamente 10 a aproximadamente 25 grabados por centímetro cuadrado. En otras modalidades la densidad de los elementos de grabado de puntos presentes en la segunda hoja puede variar de aproximadamente 5 a aproximadamente 25 grabados por centímetro cuadrado, tal como de aproximadamente 7,5 a aproximadamente 20, tal como de aproximadamente 10 a aproximadamente 15 grabados por centímetro cuadrado. La separación de los elementos de grabado de puntos dentro de un elemento lineal dado puede variar, así como también la separación de los elementos lineales entre sí, para proporcionar la densidad deseada. Por ejemplo, en las modalidades ilustradas en las Figuras 5 y 6, dentro de cada elemento lineal los elementos de grabado de puntos se separan aproximadamente 0,16 cm desde el centro de un grabado al centro de un grabado adyacente. La distancia entre elementos lineales adyacentes es de aproximadamente 0,24 cm desde el centro de un elemento al centro de un elemento adyacente. En esta modalidad, los propios grabados tienen una dimensión más larga de aproximadamente 0,14 cm.

En ciertas modalidades tanto la separación entre los elementos de grabado de puntos dentro de un elemento lineal dado como los grabados de puntos en elementos adyacentes pueden ser sustancialmente uniformes para un patrón dado. En otras modalidades la separación puede variar entre elementos de grabado de puntos intra-elementos y elementos de grabado de puntos inter-elementos. En consecuencia, en ciertos casos la densidad del elemento de grabado de puntos puede ser sustancialmente uniforme a lo largo de un patrón dado y en otros casos la densidad puede variar dentro de un patrón dado para tener áreas de densidad alta y baja.

Los varios patrones de grabado de puntos ilustrados son simplemente algunos ejemplos de patrones que pueden usarse de acuerdo con la presente invención. En ciertas modalidades, los grabados de puntos se disponen en un patrón de manera que al menos aproximadamente 2 por ciento, y con mayor preferencia al menos aproximadamente 5 por ciento, del área superficial de papel tisú se cubre por grabados de puntos. En otras modalidades el porcentaje del área superficial de papel tisú recubierta por grabados de puntos puede variar de aproximadamente 2 a aproximadamente 15 por ciento, tal como de aproximadamente 5 a aproximadamente 10 por ciento.

En otros casos el tamaño del patrón creado por los grabados de puntos puede aumentarse y disminuirse. Por ejemplo, la densidad de los elementos de grabado de puntos dentro de un patrón puede variar de aproximadamente 7,5 a aproximadamente 20, particularmente de aproximadamente 7,5 a aproximadamente 15 grabados por centímetro cuadrado y aún lograr un producto de papel tisú suave y de alto volumen de acuerdo con la presente invención. Además, los elementos de grabado de puntos en sí pueden tener varias formas tal como, por ejemplo, círculos, óvalos, diamantes, hexágonos, triángulos o cualquier otra formación geométrica adecuada. En modalidades particularmente preferidas los elementos de grabado de puntos son circulares y tienen un diámetro de aproximadamente 0,075 a aproximadamente 0,25 cm.

Los productos de papel tisú de múltiples hojas de la presente invención pueden fabricarse mediante el uso del aparato mostrado en la Figura 8. Para producir una primera hoja grabada, una primera hoja de papel tisú 201, que formará la hoja más superior del producto de papel tisú terminado, se desenrolla desde un primer rodillo madre 202 y se transporta más allá de una serie de rodillos de reposo 220 hacia una primera línea de contacto de grabado 210 ubicada entre un primer rodillo de grabado estampado 212 y un primer rodillo de impresión 211. El rodillo de grabado estampado 212 gira en la dirección en el sentido contrario a las manecillas del reloj mientras que el rodillo de impresión 211 gira en la dirección en el sentido de las manecillas del reloj.

El rodillo de grabado estampado 212 es generalmente un rodillo duro y no deformable, tal como un rodillo de acero, y comprende una pluralidad de protuberancias 216, también denominadas en la presente descripción como elementos de grabado, que se extienden radialmente desde una primera superficie periférica 219. Las protuberancias se disponen para formar al menos un primer patrón de grabado. Un ejemplo de un patrón de grabado formado en la superficie exterior del primer rodillo de grabado estampado se muestra en la Figura 2. Las protuberancias tienen una altura radial generalmente medida desde la primera superficie periférica del rodillo, que se entiende que es la superficie circunferencial del rodillo que tiene la menor altura radial cuando se mide desde el eje del rodillo, o algún otro punto de referencia común. En ciertas modalidades la altura radial de las protuberancias pueden ser de aproximadamente 1,30 mm o más, tal como de aproximadamente 1,30 a aproximadamente 1,50 mm y con mayor preferencia de aproximadamente 1,35 a aproximadamente 1,45 mm.

Las protuberancias del primer rodillo estampado pueden comprender un primer patrón que consiste en elementos lineales, y con mayor preferencia elementos de línea continuos, donde los elementos lineales se separan entre sí para formar áreas terrestres entre ellos. Las áreas terrestres pueden ser continuas o discontinuas dentro de una dimensión dada del rodillo de grabado en dependencia de la disposición de elementos lineales que forman el primer patrón. El patrón puede ser continuo a lo largo de al menos una dimensión del rodillo de grabado y aún con mayor preferencia es un patrón regular, repetitivo dispuesto a través de al menos una dimensión del rodillo de grabado.

La separación y disposición de los elementos que forman el primer patrón puede variar en dependencia de las propiedades y apariencia deseadas del producto de papel tisú. La forma del elemento también puede variar para proporcionar las propiedades y apariencia deseadas del producto de papel tisú. Por ejemplo, en una modalidad, los elementos lineales que forman el primer patrón son curvilíneos y con mayor preferencia sinusoidales y se disponen sustancialmente paralelos entre sí de manera que ninguno de los elementos se interseca entre sí. En otras modalidades los elementos lineales pueden producirse como patrones en forma de onda que se disponen en fase entre sí de manera que la separación entre elementos adyacentes es sustancialmente constante. En otras modalidades los elementos lineales pueden formar un patrón de onda donde los elementos adyacentes se desplazan entre sí.

Independientemente de la forma particular del primer elemento y el motivo y patrón resultantes, o si los elementos adyacentes dentro de un patrón están en o fuera de fase entre sí, se prefiere generalmente que haya alguna porción de la superficie del rodillo a lo largo de la que los elementos adyacentes dentro de un patrón se separan entre sí. De esta manera el rodillo comprende áreas terrestres entre elementos adyacentes. En una modalidad particularmente preferida el primer patrón comprende una pluralidad de elementos lineales separados donde el patrón se dispone continuamente a través tanto de las dimensiones x como y de la superficie del rodillo de grabado y los elementos lineales adyacentes se separan entre sí en la dimensión y al menos aproximadamente 1,0 cm, tal como de aproximadamente 1,0 a aproximadamente 5,0 cm y con mayor preferencia de aproximadamente 2,0 a aproximadamente 4,0 cm.

Con referencia de nuevo a la Figura 8, el primer rodillo de grabado estampado 212 se empuja contra el primer rodillo de impresión 211, que tiene preferentemente una superficie exterior deformable sustancialmente lisa. En ciertos casos el rodillo de impresión puede ser un rodillo con un recubrimiento fabricado de caucho natural o sintético, por ejemplo, polibutadieno o copolímeros de etileno y propileno, o similares. En una modalidad particularmente preferida la superficie exterior del rodillo de impresión tiene una dureza mayor que aproximadamente 40 Shore (A), tal como de aproximadamente 40 a aproximadamente 100 Shore (A) y con mayor preferencia de aproximadamente 40 a aproximadamente 80 Shore (A). Al proporcionar un rodillo de impresión con los niveles de dureza anteriores, los diseños del rodillo de grabado estampado no se presionan en el rodillo de impresión tan profundo como en los aparatos convencionales.

El primer rodillo de impresión 211 y el primer rodillo de grabado estampado 212 se empujan juntos para formar una primera línea de contacto de grabado 210 a través de la que pasa la primera hoja de papel tisú 201 para imponer un primer patrón de grabado en el mismo. Generalmente se aplica una fuerza o presión a uno o ambos de los rodillos de manera que los rodillos se empujan entre sí provocando que el rodillo de impresión se deforme alrededor de las protuberancias de manera que cuando la hoja se presiona alrededor de las protuberancias y sobre las áreas de apoyo (es decir, las áreas superficiales exteriores del rodillo que rodea las protuberancias) da como resultado un grabado. A medida que la primera hoja de papel tisú grabada 205 sale de la primera línea de contacto de grabado 210 comprende una pluralidad de grabados 230 que tienen extremos distales 232.

Para formar un producto de papel tisú de dos hojas, se desenrolla un segundo rodillo madre 202 y la segunda hoja de papel tisú 204 se transporta alrededor de un rodillo de reposo 220 y luego se pasa hacia una segunda línea de contacto de grabado 215 formada entre un segundo rodillo de impresión 217 y un segundo rodillo de grabado estampado 213. El segundo rodillo de impresión tiene generalmente una superficie exterior lisa, que puede ser deformable. En ciertos casos el segundo rodillo de impresión tiene un recubrimiento exterior que comprende un caucho natural o sintético y puede tener una dureza mayor que aproximadamente 40 Shore (A), tal como de aproximadamente 40 a aproximadamente 100 Shore (A). El segundo rodillo de grabado estampado 213 comprende generalmente una pluralidad de protuberancias 222 que se extienden desde su superficie periférica 221. Las protuberancias tienen generalmente forma de elementos de puntos y forman un segundo patrón de grabado. Las protuberancias dispuestas en el segundo rodillo de grabado estampado pueden tener una altura de al menos aproximadamente 0,4 mm, tal como de aproximadamente 0,4 a aproximadamente 2,0 mm.

A medida que la segunda hoja 204 pasa a través de la segunda línea de contacto de grabado 215 se le imparte una pluralidad de elementos de grabado de puntos 231, que pueden disponerse para formar un patrón. La segunda hoja grabada 224 luego se transporta y se coloca en una relación orientada con la primera hoja grabada 205 mediante el uso de un rodillo de unión 240, como se describirá en más detalle más abajo. Aunque en ciertos casos el segundo rodillo de grabado estampado 213 y el rodillo de impresión 217 pueden disponerse relativamente cerca del primer par de rodillos 211,212 y el rodillo de unión 240, esto no es necesario ya que el presente método no depende del registro del primer y segundo patrones de grabados entre sí. De esta manera, el presente método difiere del llamado grabado por método de anidado, tal como el descrito en la publicación de Estados Unidos Núm. 20120156447, donde los elementos de grabado del primer rodillo de grabado y los elementos de grabado del segundo rodillo de grabado se disponen de manera que los elementos de grabado de la primera hoja grabada y los elementos de grabado de la segunda hoja grabada se ajustan entre sí de manera similar a un sistema de engranaje.

Después de que la segunda hoja grabada 224 deja la segunda línea de contacto de grabado 215 se coloca en una relación orientada con la primera hoja grabada 205. Las dos hojas grabadas 205, 224 se transportan a través de una tercera línea de contacto 242 formada entre el primer rodillo de grabado estampado 212 y un rodillo de unión 240, que puede ser un rodillo de acero que tiene una superficie exterior sustancialmente lisa. La primera y segunda hojas grabadas 205, 224 se unen a medida que pasan a través de la tercera línea de contacto 242 para formar un producto de papel tisú de múltiples hojas 280.

Con referencia continua a la Figura 8, después de salir de la primera línea de contacto de grabado 210, la primera hoja grabada 205 puede encontrar una unidad de pegado 250, que comprende un adhesivo 251 dispuesto en un depósito y un rodillo aplicador 252. El adhesivo 251 se transfiere al rodillo aplicador 252 y se aplica a los extremos distales 232 de los grabados 230 que se forman en la superficie exterior de la primera hoja de papel tisú grabada 205 en virtud del contacto con las primeras protuberancias 216. La primera hoja de papel tisú grabada 205 con el adhesivo 251 aplicado luego avanza más a la tercera línea de contacto 242 entre el primer rodillo de grabado estampado 212 y el rodillo de unión 240. En este punto, la segunda hoja grabada 224 se une a la primera hoja grabada 205 y luego se transportan a través de la tercera línea de contacto 242 para formar un producto de papel tisú de dos hojas laminado adhesivamente 280 que se enrolla subsecuentemente en un rodillo (no mostrado).

El producto de papel tisú de dos hojas 280 resultante comprende la primera y segunda hojas grabadas 205, 224 con la primera hoja grabada 205 que forma la superficie más superior del producto de papel tisú 280 y la segunda hoja 224 que forma la superficie más inferior. En ciertas modalidades la primera hoja grabada puede comprender un primer patrón de grabado que consiste esencialmente en una pluralidad de grabados de elementos de línea continuos, curvilíneos y la segunda hoja puede comprender una pluralidad de elementos de grabado de puntos dispuestos en el mismo en un patrón que consiste esencialmente en elementos curvilíneos. Además, aunque no se ilustra en la Figura 8, cada una de la primera y segunda hojas de papel tisú comprende un patrón topográfico moldeado, que se imparte generalmente a las hojas antes del grabado.

Para mejorar la procesabilidad y una o más propiedades físicas, una o más de las hojas fibrosas pueden someterse al preacondicionado para impartir humedad y/o calor a las hojas de papel tisú antes de entrar en una línea de contacto de grabado. Por ejemplo, los mecanismos de preacondicionado pueden colocarse aguas arriba de la línea de contacto ubicada entre el rodillo de grabado y el papel de impresión para introducir humedad y/o calor en la primera hoja de papel tisú antes del grabado. Los métodos y disposiciones para aplicar humedad y calor (por ejemplo, vapor) a las tramas de papel tisú son conocidos por los expertos en la técnica, y pueden emplearse y caer dentro del alcance de la presente invención. A manera de ejemplo, puede aplicarse vapor a uno o ambos lados de una trama antes del grabado.

Las tramas de papel tisú útiles para formar los productos de papel tisú de múltiples hojas de la presente invención pueden formarse mediante el uso de cualquiera de varios procesos de fabricación bien conocidos. Por ejemplo, los productos de papel tisú pueden producirse mediante un proceso de fabricación de secado por aire pasante (TAD), un proceso de fabricación de un sistema de moldeo de papel tisú avanzado (ATMOS), un proceso de fabricación de tecnología de papel tisú estructurada (STT), o crepado por cinta. En modalidades particularmente preferidas el producto de papel tisú se fabrica mediante un proceso de secado por aire pasante crepado (CTAD) o un proceso de secado por aire pasante sin crepar (UCTAD).

Las tramas de papel tisú producidas por los procesos anteriores pueden impartirse con un primer patrón mediante moldeo en húmedo. Por ejemplo, uno o más elementos de diseño pueden formarse al moldear en húmedo la trama durante la fabricación mediante el uso de una tela de fabricación de papel con patrón, tal como una tela de secado por aire pasante con patrón que imparte el patrón en la trama de papel tisú a medida que se seca. La trama seca, que retiene el patrón moldeado, puede luego someterse a conversión, tal como grabado, para impartir un segundo patrón en la trama.

Las tramas de papel tisú útiles en la presente invención pueden formarse mediante el proceso de UCTAD de: (a) depositar una suspensión acuosa de fibras de fabricación de papel (pasta de papel) sobre una tela de formación sin fin para formar una trama húmeda; (b) deshidratar al menos parcialmente la trama húmeda; (c) transferir la trama parcialmente deshidratada a una tela de secado por aire pasante que tiene un patrón en la misma; (d) moldear la trama a la tela de secado por aire pasante con patrón para impartir un primer patrón en la trama; (e) secar por aire pasante la trama; y (f) grabar la trama para impartir un segundo patrón en la trama.

Los productos de papel tisú de múltiples hojas como se describió en la presente descripción no solo tienen un primer y segundo patrones que pueden ser estéticamente agradables para un consumidor, sino que también pueden tener propiedades físicas favorables, tal como suficiente resistencia para soportar el uso mientras que también son blandos y tienen buena sensación a mano. En consecuencia, en una modalidad la presente invención proporciona un producto de papel tisú de múltiples hojas grabado que comprende: una primera hoja de papel tisú que tiene un primer lado y un segundo lado opuesto, el primer lado que tiene un patrón topográfico moldeado y un primer patrón de grabado que comprende una pluralidad de elementos de grabado dispuestos en el mismo; una segunda hoja de papel tisú que tiene un primer lado y un segundo lado opuesto, el primer lado que tiene un patrón topográfico moldeado y un segundo patrón de grabado que comprende una pluralidad de elementos de grabado de puntos dispuestos en el mismo, en donde el producto de papel tisú tiene un peso base de 20 a aproximadamente 60 g/m2 y un volumen de lámina mayor que aproximadamente 15,0 cc/g y con mayor preferencia mayor que aproximadamente 16,0 cc/g, y aún con mayor preferencia mayor que aproximadamente 17,0 cc/g, tal como de aproximadamente 15,0 a aproximadamente 20,0 cc/g.

Además de tener los pesos base y volúmenes de láminas anteriores, los productos de papel tisú de múltiples hojas preparados de acuerdo con la presente invención pueden tener una tracción media geométrica (GMT) mayor que aproximadamente 700 g/3” (g/ 7,62 cm), tal como de aproximadamente 700 a aproximadamente 1400 g/3” (g/ 7,62 cm), y con mayor preferencia de aproximadamente 800 a aproximadamente 1200 g/3” (g/ 7,62 cm) y aún con mayor preferencia de aproximadamente 800 a aproximadamente 1000 g/3” (g/ 7,62 cm). A estas resistencias a la tracción las tramas de papel tisú y los productos tienen valores de TS7 promedio relativamente bajos, tal como menor que aproximadamente 12,0 y con mayor preferencia menor que aproximadamente 11,0, tal como de aproximadamente 10,0 a aproximadamente 12,0.

Métodos de prueba

Volumen de lámina

El volumen de lámina se calcula como el cociente del calibre de la lámina seca (pm) dividido por el peso base en seco total (g/m2). El calibre de la lámina seca es la medición del grosor de una única lámina de producto de papel tisú (que comprende todas las hojas) medida de acuerdo con el método de prueba TAPPI T402 mediante el uso de un Probador de grosor ProGage 500 (Compañía de instrumentos Thwing-Albert, Berlín Oeste, NJ). El micrómetro tiene un diámetro de yunque de 2,22 pulgadas (56,4 mm) y una presión de yunque de 132 gramos por pulgada cuadrada (por 6,45 centímetros cuadrados) (2,0 kPa).

Tracción

La prueba de tracción se realizó de acuerdo con el método de ensayo TAPPI T-576 “Propiedades de tracción de toallas y productos de papel tisú (mediante el uso de una velocidad constante de alargamiento)”, en donde la muestra se conduce en una máquina de pruebas de tracción que mantiene una velocidad constante de alargamiento y el ancho de cada espécimen probado es de 3 pulgadas (76,2 mm). Más específicamente, las muestras para las pruebas de resistencia a la tracción en seco se prepararon al cortar una tira de 3 ± 0,05 pulgadas (76,2 mm ± 1,3 mm) de ancho en la orientación de la dirección de la máquina (MD) o de la dirección transversal de la máquina (CD) mediante el uso de un Cortador de muestras de precisión JDC (Compañía de Instrumentos Thwing-Albert, Filadelfia, PA, modelo Núm. JDC 3-10, Núm. de serie 37333) o equivalente. El instrumento usado para medir las resistencias a la tracción fue un Sistemas Sintech MTS 11S, Núm. de serie 6233. El software de adquisición de datos fue un MTS TestWorks® para Windows versión 3.10 (MTS Systems Corp., Research Triangle Park, NC). La célula de carga se seleccionó a partir de un máximo de 50 Newton o 100 Newton, en dependencia de la resistencia de la muestra sometida a ensayo, de manera que la mayoría de los valores de carga máxima caen entre el 10 y el 90 por ciento del valor máximo de la escala de la célula de carga. La longitud de referencia entre las abrazaderas fue de 4 ± 0,04 pulgadas (101,6 ± 1 mm) para el toallitas faciales y las toallas y de 2 ± 0,02 pulgadas (50,8 ± 0,5 mm) para el toallitas de baño. La velocidad de la cruceta fue de 10 ± 0,4 pulgadas/min (254 ± 1 mm/min), y la sensibilidad a la rotura se estableció en el 65 por ciento. La muestra se colocó en las abrazaderas del instrumento, centrada tanto vertical como horizontalmente. La prueba se inició y finalizó cuando se rompió el espécimen. La carga máxima se registró como la “resistencia a la tracción en la MD” o la “resistencia a la tracción en la CD” del espécimen en dependencia de la dirección de la muestra que se está probando. Se calculó la resistencia de la tracción media geométrica (GMT) y se expresó como gramos-fuerza por cada 3 pulgadas de ancho de muestra. La energía de tracción absorbida (TEA) y la pendiente también se calculan mediante el probador de tracción. La TEA se informa en unidades de gm^cm/cm2. La pendiente se registra en unidades de kg. Tanto la TEA como la Pendiente dependen de la dirección y por lo tanto las direcciones de la MD y CD se miden independientemente. La TEA media geométrica y la pendiente media geométrica se definen como la raíz cuadrada del producto de los valores representativos de la MD y CD para la propiedad dada.

La resistencia a la tracción del producto, y las propiedades de tracción relacionadas, se probaron como productos de múltiples hojas y los resultados representan la resistencia a la tracción del producto total. Por ejemplo, un producto de dos hojas se probó como producto de dos hojas y se registró como tal. Se probaron diez especímenes representativos para cada producto de múltiples hojas y se registró el promedio aritmético de todas las pruebas de especímenes individuales como la propiedad de tracción adecuada de la muestra.

La resistencia a la tracción, y las propiedades de tracción relacionadas, de las hojas individuales de un producto de múltiples hojas se probaron como únicas hojas individuales. Antes de probar cada hoja individual, se tuvo cuidado de separar cada hoja de un producto de múltiples hojas para garantizar que la hoja no estuviera dañada. Se desecharon las hojas que tenían cualquier desgarro o defectos. Se probaron cinco muestras representativas para cada producto de múltiples hojas, con cada hoja que se probó individualmente, y el promedio aritmético de todas las pruebas de especímenes individuales se registró como la propiedad de tracción adecuada de la hoja dada.

Suavidad del papel tisú

La suavidad del papel tisú se midió mediante el uso de un Analizador de Suavidad del Papel Tisú EMTEC (“TSA”) (Emtec Electronic GmbH, Leipzig, Alemania). La TSA comprende un rotor con cuchillas verticales que giran sobre la pieza de prueba aplicando una presión de contacto definida. El contacto entre las cuchillas verticales y la pieza de prueba crea vibraciones, que se detectan mediante un sensor de vibración. El sensor luego transmite una señal a una PC para su procesamiento y visualización. La señal se muestra como un espectro de frecuencias. Para medir los valores de TS7 las cuchillas se presionan contra la muestra con una carga de 100 mN y la velocidad de rotación de las cuchillas es de dos revoluciones por segundo.

El análisis de frecuencia en el intervalo de aproximadamente 200 a 1000 Hz representa la suavidad o textura de la superficie de la pieza de prueba. El pico en el intervalo de frecuencia entre 200 a 1000 Hz se denomina en la presente descripción como el valor de TS750 y se expresa como dB V2 rms. Un pico de gran amplitud se correlaciona con una superficie más rugosa.

Un pico adicional en el intervalo de frecuencia entre 6 y 7 kHz representa la suavidad de la pieza de prueba. El pico en el intervalo de frecuencia entre 6 y 7 kHz se denomina en la presente descripción como el valor de TS7 y se expresa como dB V2 rms. Cuanto menor sea la amplitud del pico que se produce entre 6 y 7 kHz, más blanda será la pieza de prueba.

Además de TS750 y TS7, el analizador informa de un parámetro de rigidez (D) que tiene unidades de mm/N. El parámetro de rigidez (D) es la deformación de la muestra bajo una carga definida.

Las muestras de prueba se prepararon cortando una muestra circular que tiene un diámetro de 112,8 mm. Se permitió que todas las muestras se equilibraran en condiciones de temperatura y humedad estándar TAPPI durante al menos 24 horas antes de completar la prueba TSA. La suavidad de la superficie más exterior de cada hoja se prueba por separado. Como se ilustra en la Figura 14, un producto de múltiples hojas 300 que tiene una primera y segunda superficies exteriores 301, 303 se separa en hojas individuales 302, 304, con cuidado de no dañar las hojas individuales. Cada hoja 302, 304 se prueba por separado al colocar una hoja individual 302 o 304 en la TSA. La superficie exterior 301 o 303 de la hoja 302 o 304 se orienta hacia arriba en la TSA y es la superficie en contacto mediante el aparato de prueba 310 durante el análisis.

La muestra se asegura y las mediciones se inician a través de la PC. La PC registra, procesa y almacena todos los datos de acuerdo con el protocolo estándar de la TSA. Los valores informados son el promedio de cinco réplicas, cada una con una nueva muestra.

Ejemplos

Las láminas base se fabricaron mediante el uso de un proceso de fabricación de papel secado por aire pasante denominado comúnmente como “secado por aire pasante no crepado” (“UCTAD”) y descrito generalmente en la patente de Estados Unidos Núm. 5,607,551. Se produjeron láminas base con un peso base en seco total objetivo de aproximadamente 26 gramos por metro cuadrado (g/m2). Las láminas base se convirtieron luego mediante calandrado, grabado, plegado y embobinado para producir productos de papel tisú de dos hojas grabados.

En todos los casos las láminas base se produjeron a partir de una pasta de papel que comprende kraft de madera suave del norte y kraft de eucalipto mediante el uso de una caja de entrada estratificada alimentada por tres depósitos de pasta de manera que se formaron las tramas que tienen tres capas (dos capas exteriores y una capa intermedia). Las dos capas exteriores comprendieron pulpa kraft de eucalipto (cada capa que comprende 30 por ciento en peso por peso total de la trama) y la capa intermedia comprendió pulpa kraft de madera blanda del norte (que comprende 30 por ciento en peso por peso total de la trama). La capa central contenía una resistencia en húmedo temporal, Fennobond 3000 (comercializado por Kemira, Atlanta, GA), que se añadió a 2 kg por tonelada métrica de pasta de papel. En ciertos casos la pasta de papel de madera blanda se refinó para controlar la resistencia.

La trama de papel tisú se formó sobre una tela de formación Voith Fabrics TissueForm V, se deshidrató al vacío a aproximadamente un 25 por ciento de consistencia y luego se sometió a una transferencia rápida cuando se transfirió a la tela de transferencia. La tela de transferencia fue la tela descrita como “Fred” en la patente de Estados Unidos Núm. 7,611,607 (comercializado por Voith Fabrics, Appleton, WI). La trama se transfirió luego a una tela de secado por aire pasante que comprende un patrón de silicona impreso dispuesto en el lado de contacto de la lámina. La silicona formó un patrón en forma de onda en el lado de contacto de la lámina de la tela. El patrón tenía una altura de aproximadamente 0,6 mm, una longitud de onda de aproximadamente 100 mm y una amplitud de aproximadamente 10 mm. Los elementos dentro del patrón se separaron entre sí aproximadamente 3,08 mm (separación de centro a centro). La transferencia a la tela de secado por aire pasante se realizó mediante el uso de niveles de vacío de más de 10 pulgadas (254 mm) de mercurio en la transferencia. La trama se secó luego a aproximadamente 98 por ciento de sólidos antes del embobinado.

La lámina base se calandró mediante el uso de dos calandrados convencionales de poliuretano/acero. El primer calandrado comprendió un rodillo de poliuretano de 40 P&J en el lado de aire de la lámina y un rodillo de acero estándar en el lado de la tela a una carga de 75 pli (13,1 N/m). El segundo calandrado comprendió un rodillo de poliuretano de 15 P&J en el lado de aire de la lámina y un rodillo de acero estándar en el lado de la tela a una carga de 50 pli (8,8 N/m).

La lámina base calandrada se convirtió luego en productos de papel tisú enrollados de dos hojas, sustancialmente como se ilustra en la Figura 1, al grabar la primera y segunda hojas por separado y laminar las hojas grabadas para formar un producto de papel tisú de dos hojas. La primera hoja se grabó mediante el uso de un rodillo de grabado estampado con un patrón sustancialmente similar al ilustrado en la Figura 2. La segunda hoja se grabó mediante el uso de varios rodillos estampados diferentes para evaluar su efecto sobre las propiedades resultantes del producto de papel tisú. Las propiedades de los rodillos estampados usados para grabar la segunda hoja se resumen en la Tabla 1, más abajo.

Tabla 1

El producto de papel tisú de dos hojas se sometió a pruebas físicas, cuyos resultados se muestran en la Tablas 2, más abajo.

Tabla 2

El grabado de la segunda hoja aumentó la degradación por tracción, particularmente cuando la segunda hoja se grabó con un patrón en la forma de una onda sinusoidal. El grabado de la segunda hoja con un grabado por patrón, particularmente un patrón de grabado en forma de onda, también fue particularmente efectivo para aumentar el volumen de lámina del producto terminado. Generalmente, proporcionar la segunda hoja con un patrón de grabado en forma de onda aumentó el volumen de lámina de aproximadamente 8 a aproximadamente 11 por ciento en comparación con un producto similar que comprende una segunda hoja no grabada, como se muestra en la Tabla 3, más abajo. El aumento en el volumen también se observó en comparación con el grabado de la segunda hoja con un patrón de fondo general. El aumento en el volumen se ilustra además en la Figura 13.

Tabla 3

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Un producto de papel tisú de múltiples hojas grabado que comprende:

una primera hoja de papel tisú que tiene un patrón topográfico moldeado y un primer patrón de grabado que comprende una pluralidad de elementos de grabado de línea dispuestos en el mismo;

una segunda hoja de papel tisú que tiene un patrón topográfico moldeado y un segundo patrón de grabado que comprende una pluralidad de elementos de grabado de puntos dispuestos en el mismo,

en donde el segundo patrón de grabado está sustancialmente libre de elementos de grabado de línea y recubre de aproximadamente 5 a aproximadamente 10 por ciento del área superficial de la segunda hoja, en donde el producto de papel tisú de múltiples hojas grabado, tiene un peso base de aproximadamente 20 a aproximadamente 60 gramos por metro cuadrado (g/m2) y un volumen mayor que aproximadamente 15 centímetros cúbicos por gramo (cc/g).

2. El producto de papel tisú de múltiples hojas grabado de acuerdo con la reivindicación 1 en donde tanto el patrón topográfico moldeado como el primer patrón de grabado comprenden una pluralidad de elementos de línea.

3. El producto de papel tisú de múltiples hojas grabado de acuerdo con la reivindicación 1 en donde tanto el primer como el segundo patrón de grabado comprenden una pluralidad de elementos lineales en forma de onda.

4. El producto de papel tisú de múltiples hojas grabado de acuerdo con la reivindicación 1 en donde el patrón topográfico moldeado, el primer patrón de grabado y el segundo patrón de grabado son diferentes.

5. El producto de papel tisú de múltiples hojas grabado de acuerdo con la reivindicación 1 en donde los elementos de grabado de puntos tienen una forma seleccionada del grupo que consiste en círculos, cuadrados, rectángulos, diamantes, y sus combinaciones, y los elementos de grabado de puntos se disponen para formar elementos lineales en forma de onda.

6. El producto de papel tisú de múltiples hojas grabado de acuerdo con la reivindicación 1 en donde el patrón topográfico moldeado comprende una pluralidad de elementos lineales paralelos, orientados sustancialmente en la dirección de la máquina (MD) que tienen un ángulo del elemento de aproximadamente 1 a aproximadamente 20 grados.

7. El producto de papel tisú de múltiples hojas grabado de acuerdo con la reivindicación 1 en donde el patrón topográfico moldeado comprende una pluralidad de ondas sinusoidales paralelas y orientadas sustancialmente en la MD.

8. El producto de papel tisú de múltiples hojas grabado de acuerdo con la reivindicación 1 en donde el patrón topográfico moldeado comprende una pluralidad de crestas en forma de onda paralelas orientadas sustancialmente en la MD, continuas, separadas entre sí por valles;

9. El producto de papel tisú de múltiples hojas grabado de acuerdo con la reivindicación 8 en donde al menos una primera porción de los elementos de grabado de puntos cubre al menos una porción de las crestas en forma de onda y al menos una segunda porción de los elementos de grabado de puntos cubre al menos una porción de los valles en forma de onda.

10. El producto de papel tisú de múltiples hojas grabado de acuerdo con la reivindicación 1 en donde el primer patrón de grabado es continuo y la pluralidad de elementos de grabado de línea son curvilíneos y están abiertos o cerrados.

11. El producto de papel tisú de múltiples hojas grabado de acuerdo con la reivindicación 1 en donde el primer patrón de grabado está sustancialmente libre de elementos de grabado de puntos y recubre de aproximadamente 10 a aproximadamente 30 por ciento del área superficial de la primera hoja.

12. El producto de papel tisú de múltiples hojas grabado de acuerdo con la reivindicación 1 en donde la primera y la segunda hojas de papel tisú son tramas de papel tisú secadas por aire pasante y el patrón topográfico moldeado se imparte mediante el moldeo de la trama a una tela de secado por aire pasante.

13. El producto de papel tisú de múltiples hojas grabado de acuerdo con la reivindicación 1 en donde la primera y segunda hojas de papel tisú se unen adhesivamente entre sí en una pluralidad de regiones unidas.

14. El producto de papel tisú de múltiples hojas grabado de acuerdo con la reivindicación 13 en donde al menos una porción de las regiones unidas se forman entre los elementos de grabado de línea de la primera hoja y los elementos de grabado de puntos de la segunda hoja.