MX2014009019A

MX2014009019A - Estructuras fibrosas grabadas y metodos para fabricarlas.

Info

Publication number: MX2014009019A
Application number: MX2014009019A
Authority: MX
Inventors: David William Cabell; Christopher Scott Kraus
Original assignee: Procter & Gamble
Priority date: 2012-02-22
Filing date: 2013-02-21
Publication date: 2014-08-29
Also published as: BR112014019969A2; US20230256707A1; US11090900B2; RU2014128491A; WO2013126531A1; EP2817452A1; US20210379863A1; US11673367B2; CA2865305A1; CA2865305C; CN104136683A; US20130216789A1; AU2013222453A1; JP2015508131A

Abstract

Se proporcionaen estructuras fibrosas grabadas que contienen una pluralidad de filamentos, y métodos para fabricarlas.

Description

ESTRUCTURAS FIBROSAS GRABADAS Y MÉTODOS PARA FABRICARLAS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a estructuras fibrosas, más particularmente, a estructuras fibrosas grabadas que comprenden una pluralidad de filamentos y, aun más particularmente, a productos grabados de papel sanitario de hojas múltiples que comprenden hojas de estructura fibrosa, las cuales comprenden una pluralidad de filamentos y uno o más grabados, y métodos para fabricar esas estructuras fibrosas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las estructuras fibrosas grabadas que comprenden filamentos, tales como filamentos de alcohol polivinílico o filamentos de almidón, son conocidas en la materia. Sin embargo, la aceptación de esas estructuras fibrosas grabadas por parte del consumidor se ha visto obstaculizada por el hecho de que los grabados se relajan y quedan menos visibles para los consumidores. Por consiguiente, existe una necesidad de crear grabados en estructuras fibrosas que comprendan una pluralidad de filamentos, especialmente, donde los grabados comprendan uno o más filamentos que sean más visibles para los consumidores.

Como se muestra en la Figura 1, en la materia se conoce el grabado de una hoja sencilla de estructura fibrosa, por ejemplo, que comprende filamentos de almidón, mediante la aplicación de humedad a la estructura fibrosa y, después, se hace pasar la estructura fibrosa a través de una línea de agarre de grabado formada por un rodillo de grabado no calentado y un rodillo de hule. Posteriormente, la estructura fibrosa grabada puede pasar a través de una línea de agarre formada por el rodillo de grabado no calentado y un rodillo de yunque calentado. En la materia no se conoce el pasar una estructura fibrosa que comprende filamentos, tales como filamentos de polisacárido, por ejemplo, filamentos de almidón, a través de una línea de agarre de grabado formada por un rodillo de grabado calentado.

En la materia de estructuras fibrosas sin filamentos, por ejemplo, en la materia de estructuras fibrosas de fibra de pulpa celulósica, se conoce la aplicación de vapor a estructuras fibrosas de fibra de pulpa celulósica, de manera que el módulo de las propias estructuras fibrosas se reduce inmediatamente antes de grabarse. Esta disminución del módulo origina una disminución de la tracción y está asociada con la ruptura de enlaces de hidrógeno, que son los enlaces que proporcionan integridad y resistencia a las estructuras fibrosas de fibra de pulpa celulósica. Esas estructuras fibrosas de fibra de pulpa celulósica no incluyen filamentos que se extienden por los grabados. A diferencia de las estructuras fibrosas de fibra de pulpa celulósica, las estructuras fibrosas a base de filamento comprenden filamentos que, frecuentemente, usan entrelazamientos entre sí y/o uniones térmicas para proporcionar la resistencia e integridad de las estructuras fibrosas. Típicamente, las estructuras fibrosas de fibra de pulpa celulósica dependen de enlaces de hidrógeno y/o agentes de reticulación externos de resistencia en húmedo temporal o permanente para proporcionar la resistencia e integridad.

Además, en la Industria se conoce el impartir uniones térmicas a estructuras fibrosas que comprenden filamentos. Las uniones térmicas provocan la fusión y/o el reblandecimiento de los polímeros de los filamentos, los cuales fluyen para fusionar dos o más de los filamentos entre sí. Las uniones térmicas, especialmente para filamentos de almidón, se imparten, típicamente, a la estructura fibrosa que comprende los filamentos de almidón antes de reticular los filamentos de almidón. A los fines de la presente invención, las uniones térmicas no están dentro del alcance de los grabados. Aunque una unión térmica puede formar parte de un grabado, simplemente por el hecho de que un grabado puede ser mayor que una unión térmica y, por lo tanto, abarcar una unión térmica o parte de ella cuando se imparte un grabado a la estructura fibrosa.

Por consiguiente, existe una necesidad de una estructura fibrosa grabada, por ejemplo, una estructura fibrosa grabada de hojas múltiples y/o un producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples que comprenda dos o más hojas de estructura fibrosa, las cuales comprendan una pluralidad de filamentos, por ejemplo, filamentos de almidón, y métodos para fabricar esas estructuras fibrosas.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN La presente invención satisface las necesidades descritas anteriormente al proporcionar una estructura fibrosa grabada novedosa, por ejemplo, una estructura fibrosa grabada de hojas múltiples y/o un producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples que comprende dos o más hojas de estructura fibrosa, las cuales comprenden una pluralidad de filamentos, por ejemplo, filamentos de almidón, y métodos para fabricar esas estructuras fibrosas.

En un ejemplo de la presente invención, se proporciona un producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples formado por medio de grabar una estructura fibrosa de hojas múltiples, que comprende una primera hoja de estructura fibrosa, la cual comprende una pluralidad de filamentos, y una segunda hoja de estructura fibrosa.

En otro ejemplo de la presente invención, se proporcionae un método para fabricar un producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples; el método comprende las etapas de: a. proporcionar un producto de papel sanitario de hojas múltiples que comprende una primera hoja de estructura fibrosa, la cual comprende una pluralidad de filamentos, y una segunda hoja de estructura fibrosa; y b. grabar el producto de papel sanitario de hojas múltiples con un rodillo de grabado calentado para formar el producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples.

En aún otro ejemplo de la presente invención, se proporcionae un producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples fabricado de conformidad con un método de la presente invención.

En todavía otro ejemplo de la presente invención, se proporcionae un método para fabricar una estructura fibrosa grabada; el método comprende las etapas de: a. proporcionar una estructura fibrosa que comprende una pluralidad de filamentos de polisacárido; y b. grabar la estructura fibrosa con un rodillo de grabado calentado para formar la estructura fibrosa grabada.

En todavía otro ejemplo de la presente invención, se proporcionae una estructura fibrosa grabada fabricada de conformidad con un método de la presente invención.

En incluso otro ejemplo de la presente invención, se proporcionae un método para fabricar un producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples; el método comprende las etapas de: a. pasar un producto de papel sanitario de hojas múltiples que comprende una primera hoja de estructura fibrosa, la cual comprende una pluralidad de filamentos, y una segunda hoja de estructura fibrosa a través de una línea de agarre formada por un rodillo de yunque calentado y un rodillo de grabado no calentado; y b. grabar el producto de papel sanitario de hojas múltiples con el rodillo de grabado no calentado para formar el producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples.

En todavía otro ejemplo de la presente invención, se proporcionae un método para fabricar una estructura fibrosa grabada; el método comprende las etapas de: a. pasar una estructura fibrosa que comprende una pluralidad de filamentos de polisacárido a través de una línea de agarre formada por un rodillo de yunque calentado y un rodillo de grabado no calentado; y b. grabar la estructura fibrosa con un rodillo de grabado no calentado para formar la estructura fibrosa grabada.

En todavía otro ejemplo de la presente invención, se proporcionae una estructura fibrosa grabada fabricada de conformidad con un método de con la presente invención.

Por consiguiente, la presente invención proporcionae estructuras fibrosas grabadas novedosas, por ejemplo, estructuras fibrosas grabadas de hojas múltiples y/o un producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples que comprende dos o más hojas de estructura fibrosa, las cuales comprenden una pluralidad de filamentos, por ejemplo, filamentos de almidón, y métodos para fabricar esas estructuras fibrosas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 es un diagrama de flujo esquemático de un proceso de grabado de la industria anterior; la Figura 2 es una representación esquemática de un ejemplo de una estructura fibrosa de conformidad con la presente invención; la Figura 3 es una vista en corte transversal de la estructura fibrosa de la Figura 2 tomada a lo largo de la línea 3-3; la Figura 4 es una representación esquemática de un ejemplo de un método para fabricar una estructura fibrosa de conformidad con la presente invención; la Figura 5 es una representación esquemática de un ejemplo de un proceso de fabricación de una porción de estructura fibrosa de conformidad con la presente invención; la Figura 6 es una representación esquemática de un ejemplo de un troquel de fusión por soplado de conformidad con la presente invención. la Figura 7A es una representación esquemática de un ejemplo de un barril de un extrusor de doble tornillo de conformidad con la presente invención; y la Figura 7B es una representación esquemática de una configuración de tornillo y elemento de mezclado del extrusor de doble tornillo de la Figura 7A.

La Figura 8 es un diagrama de flujo esquemático de un ejemplo de un proceso de grabado de conformidad con la presente invención; la Figura 9 es una representación esquemática del proceso de grabado de conformidad con la Figura 8; la Figura 10 es un diagrama de flujo esquemático de otro ejemplo de un proceso de grabado de conformidad con la presente invención; la Figura 11 es una representación esquemática del proceso de grabado de conformidad con la Figura 10; la Figura 12 es un diagrama de flujo esquemático de un ejemplo de un proceso de grabado de conformidad con la presente invención; la Figura 13 es una representación esquemática del proceso de grabado de conformidad con la Figura 12; la Figura 14 es un diagrama de flujo esquemático de otro ejemplo de un proceso de grabado de conformidad con la presente invención; y la Figura 15 es una representación esquemática del proceso de grabado de conformidad con la Figura 14.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Definiciones Como se usa en la presente descripción, "estructura fibrosa" significa una estructura que comprende uno o más filamentos, por ejemplo, una pluralidad de filamentos y, opcionalmente, uno o más aditivos sólidos, tales como una pluralidad de fibras de pulpa. En un ejemplo, una estructura fibrosa de conformidad con la presente invención es una asociación de filamentos y, opcionalmente, aditivos sólidos que juntos forman una estructura tal como una estructura capaz de desempeñar una función.

Los ejemplos no limitantes de procesos para fabricar estructuras fibrosas de conformidad con la presente invención incluyen los procesos conocidos de hilatura de filamentos en húmedo, en solución y en seco que se denominan, típicamente, procesos de tela no tejida. En un ejemplo, el proceso de hilatura de filamentos es un proceso de fusión por soplado donde los filamentos se suministran desde un troquel de fusión por soplado (una fuente de filamentos). Se puede realizar otro procesamiento de la estructura fibrosa de tal manera que se forme una estructura fibrosa. Por ejemplo, la estructura fibrosa terminada es una estructura fibrosa que, al término de un proceso de fabricación de estructuras fibrosas, se enrolla en una bobina. La estructura fibrosa terminada puede convertirse posteriormente en un producto terminado, por ejemplo, un producto sanitario de papel de trama.

Como se usa en la presente descripción, "filamento" significa un particulado alargado con una longitud que excede ampliamente su diámetro promedio, es decir, tiene una relación de longitud a diámetro promedio de al menos aproximadamente 10. En un ejemplo, el filamento es un filamento sencillo en lugar de un hilo, que es una hebra de filamentos trenzados entre sí a lo largo de sus longitudes. En un ejemplo, un filamento presenta una longitud mayor que o igual a 5.08 cm y/o mayor que o igual a 7.62 cm y/o mayor que o igual a 10.16 cm y/o mayor que o igual a 15.24 cm.

Típicamente, los filamentos se consideran de naturaleza continua o sustancialmente continua, especialmente, con respecto a la estructura fibrosa en la que están presentes. Los filamentos son relativamente más largos que las fibras. Los ejemplos no limitantes de filamentos incluyen filamentos fusionados por soplado y/o de unión por hilado. Los ejemplos no limitantes de polímeros que pueden hilarse en filamentos incluyen polímeros naturales tales como almidón, derivados de almidón, celulosa tales como rayón y/o liocel; y derivados de celulosa, hemicelulosa, derivados de hemicelulosa y polímeros sintéticos que incluyen, pero no se limitan a, filamentos de polímero termoplástico tales como poliésteres, nailons, poliolefinas tales como filamentos de polipropileno, filamentos de polietileno y fibras termoplásticas biodegradables tales como filamentos de ácido poliláctico, filamentos de polihidroxialcanoato, filamentos de poliesteramida y filamentos de policaprolactona.

Los filamentos de la presente invención pueden ser de un solo componente y/o de múltiples componentes. Por ejemplo, los filamentos pueden comprender filamentos bicomponentes. Los filamentos bicomponentes pueden tener cualquier configuración, tales como lado a lado, vaina y núcleo, islotes y lo similar.

Como se usa en la presente descripción, "aditivo sólido" significa un sólido particulado, tal como un polvo, gránulo y/o fibra.

Como se usa en la presente descripción, "fibra" se refiere a un particulado alargado, tal como se describió anteriormente, que presenta una longitud menor que 5.08 cm y/o menor que 3.81 cm y/o menor que 2.54 cm.

Las fibras se consideran, típicamente, de naturaleza discontinua, especialmente, con respecto a la estructura fibrosa. Los ejemplos no limitantes de fibras incluyen fibras de pulpa tales como fibras de pulpa de madera y fibras acortadas sintéticas tales como polipropileno, polietileno, poliéster, copolímeros de estos, rayón, fibras de vidrio y fibras de alcohol polivinílico.

Las fibras cortadas pueden producirse al hilar estopas de filamentos para después cortar la estopa en segmentos menores que 5.08 cm y producir, por lo tanto, fibras cortadas.

En un ejemplo de la presente invención, una fibra puede ser una fibra de origen natural, lo que significa que se obtiene a partir de una fuente de origen natural, tal como una fuente vegetal, por ejemplo, un árbol y/o una planta. Dichas fibras se usan, típicamente, en la fabricación de papel y muchas veces se mencionan como fibras papeleras. Las fibras papeleras útiles en la presente invención incluyen fibras celulósicas, conocidas como fibras de pulpa de madera. Algunas pulpas de madera útiles en la presente invención son las pulpas químicas, por ejemplo, las pulpas Kraft, de sulfito y de sulfato, así como las pulpas mecánicas que incluyen, por ejemplo, madera triturada, pulpas termomecánicas y pulpas termomecánicas químicamente modificadas. Sin embargo, se pueden preferir las pulpas químicas ya que imparten una sensación táctil superior de suavidad a las hojas de tejido fabricadas de ahí. Se pueden usar pulpas derivadas de árboles caducifolios (de aquí en adelante citadas como "madera dura") y de coniferas (de aquí en adelante citadas como "madera blanda"). Las fibras de maderas duras y de maderas blandas pueden mezclarse o, alternativamente, depositarse en capas para proporcionar una trama estratificada. Además, son aplicables en la presente invención, las fibras derivadas de papel reciclado, que pueden contener cualquiera o todas las categorías de fibras mencionadas anteriormente, así como también otros polímeros no fibrosos, tales como cargas, agentes suavizantes, agentes de resistencia en húmedo y en seco, y adhesivos usados para facilitar la elaboración de papel original.

Además, de la diversas fibras de pulpa de madera, otras fibras celulósicas tales como linteres de algodón, rayón, liocel y fibras de bagazo pueden ser usadas en las estructuras fibrosas de la presente invención.

En otro ejemplo, la estructura fibrosa puede comprender aditivos sólidos que comprenden tricomas y/o pelos de semilla.

Como se usa en la presente descripción, "producto de papel sanitario" significa una estructura fibrosa útil como utensilio para el aseo después de la micción y defecación (papel higiénico), para descargas otorrinolaringológicas (pañuelos desechables) y usos multifuncionales para la absorción y el aseo (toallas absorbentes). El producto de papel sanitario puede estar enrollado varias veces sobre sí mismo, alrededor de un núcleo o sin un núcleo, para formar un rollo de producto de papel higiénico.

En un ejemplo, el producto de papel sanitario de la presente invención comprende una o más estructuras fibrosas de acuerdo con la presente invención.

Los productos de papel sanitario de la presente invención pueden presentar un peso base de entre aproximadamente 10 g/m2 a aproximadamente 120 g/m2 y/o de aproximadamente 15 g/m2 a aproximadamente 110 g/m2 y/o de aproximadamente 20 g/m2 a aproximadamente 100 g/m2 y/o de aproximadamente 30 a 90 g/m2. Además, el producto sanitario de papel de la presente invención puede presentar un peso base de entre aproximadamente 40 g/m2 a aproximadamente 120 g/m2 y/o de aproximadamente 50 g/m2 a aproximadamente 110 g/m2 y/o de aproximadamente 55 g/m2 a aproximadamente 105 g/m2 y/o de aproximadamente 60 a 100 g/m2.

Los productos sanitarios de papel tisú de la presente invención pueden presentar una densidad menor que aproximadamente 0.60 g/cm3 y/o menor que aproximadamente 0.30 g/cm3 y/o menor que aproximadamente 0.20 g/cm3 y/o menor que aproximadamente 0.10 g/cm3 y/o menor que aproximadamente 0.07 g/cm3 y/o menor que aproximadamente 0.05 g/cm3 y/o de aproximadamente 0.01 g/cm3 a aproximadamente 0.20 g/cm3 y/o de aproximadamente 0.02 g/cm3 a aproximadamente 0.10 g/cm3.

Los productos de papel sanitario de la presente invención pueden presentarse en forma de rollos de producto de papel sanitario. Los rollos de producto de papel sanitario pueden comprender una pluralidad de hojas conectadas, pero perforadas, de estructura fibrosa, que se pueden dispensar en forma separada de las hojas adyacentes.

Los productos de papel sanitario de la presente invención pueden comprender aditivos tales como agentes suavizantes, agentes de resistencia en húmedo temporales, agentes de resistencia en húmedo permanentes, agentes suavizantes a granel, lociones, siliconas, agentes humectantes, látex, látex con patrón y otros tipos de aditivos adecuados para ser incluidos en y/o sobre productos de papel sanitario.

"Grabado", como se usa en la presente descripción con respecto a una estructura fibrosa significa una estructura fibrosa que ha sido sometida a un proceso que convierte una estructura fibrosa de superficie suave a una superficie decorada al duplicar un diseño en uno o más rollos de grabado, que forman una línea de agarre a través de la cual la estructura fibrosa pasa. Grabado no incluye crepado, microcrepado, impresión u otros procesos que pueden impartir una textura y/o un patrón decorativo a una estructura fibrosa.

Como se usa en la presente descripción, "grabado" significa una deformación de la estructura fibrosa o porción de la estructura fibrosa en el plano Z, de modo que la superficie de la estructura fibrosa incluya una proyección o una depresión. El grabado puede realizarse mediante procedimientos convencionales de grabado conocidos en la materia, o puede realizarse mediante la transformación de la estructura fibrosa en un miembro de deflexión, tal como se describe en la patente de los EE. UU. núm. 4,637,859 y/o en una tela portadora de troquelado, tal como se describe en las patentes de los EE. UU. núms. 3,301 ,746, 3,821 ,068, 3,974,025, 3,573,164, 3,473,576, 4,239,065 y 4,528,239. Los grabados de conformidad con la presente invención pueden presentar una altura estructural en seco de al menos aproximadamente 10 pm y/o al menos aproximadamente 25 pm y/o al menos aproximadamente 50 pm y/o al menos aproximadamente 100 pm y/o al menos aproximadamente 150 m y/o al menos aproximadamente 200 µ?? y/o al menos aproximadamente 250 m y/o al menos aproximadamente 300 µ?? y/o al menos aproximadamente 400 pm y/o al menos aproximadamente 500 pm y/o al menos aproximadamente 600 µ??, medida por el Método de prueba de altura del grabado descrito en la presente descripción.

En un ejemplo, los grabados pueden ser grabados de elementos lineales o grabados de puntos.

Los grabados de conformidad con la presente invención pueden mostrar una relación de dimensión geométrica mayor a dimensión geométrica menor (a menudo referida como una relación de aspecto) de menos de aproximadamente 50:1 y/o menos de aproximadamente 30:1 y/o menos de aproximadamente 15:1 y/o menos de aproximadamente 10:1 y/o menos de aproximadamente 5:1 y/o menos de aproximadamente 2:1 y/o aproximadamente 1 :1. Los grabados pueden ser puntos y/o líneas. Puede combinarse una pluralidad de grabados para formar un "macro" patrón sobre la superficie de la estructura fibrosa que abarca o cubre parcialmente una superficie de la estructura fibrosa. Además de los grabados, puede haber otras deformaciones (proyecciones o depresiones) menos visibles que abarcan o cubren casi toda la superficie de la estructura fibrosa. Estas deformaciones forman un "micro" patrón sobre la superficie de la estructura fibrosa.

Como se usa en la presente descripción, "tejido ligero" o "material de tejido ligero" significa un material de trama, tal como una trama que comprende filamentos, la cual se usa para cubrir aditivos sólidos dentro de las estructuras fibrosas de la presente invención, de manera que los aditivos sólidos queden colocados entre el material de trama y otra capa de filamentos dentro de las estructuras fibrosas. En un ejemplo, el tejido ligero comprende un material de trama que presenta un peso base menor que 10 g/m2 y/o menor que 7 g/m2 y/o menor que 5 g/m2 y/o menor que 3 g/m2 y la capa o capas restantes de filamentos de la estructura fibrosa de la presente invención presentan un peso base mayor que 10 g/m2 y/o mayor que 15 g/m2 y/o mayor que 20 g/m2 y/o a aproximadamente 120 g/m2.

Como se usa en la presente descripción, "polímero hidroxilado" incluye cualquier polímero que contiene hidroxilo a partir del cual se pueden fabricar los filamentos de la presente invención. En un ejemplo, el polímero de hidroxilo de la presente invención incluye más de 10 %, y/o más de 20 %, y/o más de 25 % de entidades de hidroxilo en peso. En otro ejemplo, el hidroxilo que está dentro del polímero que contiene hidroxilo no forma parte de un grupo funcional más grande tal como un grupo ácido carboxílico.

Como se usa en la presente descripción, "no termoplástico" significa, con respecto a un filamento en su conjunto y/o un polímero dentro de un filamento, que el filamento y/o el polímero no presentan un punto de fusión y/o punto de reblandecimiento, lo que les permite fluir bajo presión en ausencia de un plastificante, tal como agua, glicerina, sorbitol, urea y lo similar.

Como se usa en la presente descripción, "termoplástico" significa, con respecto a un filamento en su conjunto y/o un polímero dentro de un filamento, que el filamento y/o polímero presentan un punto de fusión y/o punto de reblandecimiento a una temperatura determinada, lo que les permite fluir bajo presión.

"Que no contiene celulosa", como se usa en la presente descripción, significa que se encuentra presente una cantidad menor que 5 % y/o menor que 3 % y/o menor que 1 % y/o menor que 0.1 % y/o 0 % en peso de polímero celulósico, polímero derivado de celulosa y/o copolímero celulósico en el elemento fibroso. En un ejemplo, "que no contiene celulosa" significa que se encuentra presente una cantidad menor que 5 % y/o menor que 3 % y/o menor que 1 % y/o menor que 0.1 % y/o 0 %, en peso, de polímero celulósico en el elemento fibroso.

Como se usa en la presente descripción, "asociado", "asociación" y/o "asociar", con respecto a filamentos, significa combinar filamentos, ya sea en contacto directo o en contacto indirecto, de manera de formar una estructura fibrosa. En un ejemplo, los filamentos asociados pueden unirse entre sí, por ejemplo, por medio de adhesivos y/o uniones térmicas. En otro ejemplo, los filamentos pueden asociarse entre sí al depositarlos sobre la misma banda de fabricación de la estructura fibrosa.

"Peso molecular promedio ponderado", como se usa en la presente descripción, significa el peso molecular promedio ponderado como se determina por medio de cromatografía de permeación en gel de acuerdo con el protocolo encontrado en la publicación Colloids and Surfaces A. Physico Chemical & Engineering Aspects, Vol. 162, 2000, págs. 107-121.

Como se usa en la presente descripción, "peso base" es el peso por unidad de área de una muestra informado en g/m2.

Como se usa en la presente descripción, "dirección de máquina" o "MD" significa la dirección paralela al flujo de la estructura fibrosa a través de una máquina para fabricar estructuras fibrosas, tal como una máquina papelera y/o un equipo de fabricación de productos.

Como se usa en la presente descripción, "dirección transversal a la máquina" o "CD", se refiere a la dirección perpendicular a la dirección de máquina en el mismo plano de la estructura fibrosa o producto higiénico de papel tisú que comprende la estructura fibrosa.

"Hoja" u "hojas", como se usa en la presente descripción, significa una estructura fibrosa individual opcionalmente para ser colocada en una relación cara a cara prácticamente contigua con otras hojas, formando una estructura fibrosa de hojas múltiples. Además, se contempla que una sola estructura fibrosa pueda formar de manera efectiva dos "hojas" o múltiples "hojas", por ejemplo, al ser plegada sobre sí misma.

Como se usa en la presente descripción, 'lobera de hilatura" significa una placa que comprende una o más toberas formadoras de filamento, de la cual pueden fluir los filamentos de una composición de masa fundida. En un ejemplo, la tobera de hilatura comprende una pluralidad de toberas formadoras de filamento dispuestas en una o más filas y/o columnas. Esa tobera de hilatura se denomina tobera de hilatura de filas múltiples.

Como se usa en la presente descripción, "colindar entre sí", con referencia a dos o más toberas de hilatura que colindan entre sí significa que una superficie de una tobera de hilatura está en contacto con una superficie de otra tobera de hilatura.

Como se usa en la presente descripción "costura" significa la línea de contacto entre dos toberas de hilatura colindantes.

Como se usa en la presente descripción, "abertura de tobera formadora de filamento de costura" significa una o más aberturas en la tobera formadora de filamento cuya distancia es la más cercana a la costura formada por dos toberas de hilatura colindantes.

Como se usa en la presente descripción, los artículos "un" y "unos" cuando se usan en la presente descripción, por ejemplo "un surfactante aniónico" o "una fibra" se comprende que significan uno o más del material que se reivindica o describe.

Todos los porcentajes y proporciones están calculados en peso, a menos que se indique de cualquier otra forma. Todos los porcentajes y proporciones se calculan con base en la composición total a menos que se indique lo contrario.

A menos que se especifique de otro modo, todos los niveles del componente o la composición se expresan en referencia al nivel de activo de ese componente o composición, y son exclusivos de impurezas, por ejemplo, solventes residuales o subproductos, los cuales pueden estar presentes en las fuentes comercialmente disponibles.

Filamentos En un ejemplo, la estructura fibrosa de la presente invención comprende filamentos que comprenden un polímero hidroxilado. En otro ejemplo, la estructura fibrosa podría comprender almidón y/o filamentos derivados de almidón. Los filamentos de almidón pueden comprender, además, polímeros de alcohol polivinílico y/u otros polímeros.

Los filamentos de la presente invención pueden producirse a partir de una composición de masa fundida de polímero que comprende un polímero hidroxilado, tal como un almidón no reticulado, un sistema de reticulación que comprende un agente de reticulación, tal como una imidazolidinona, y agua. La composición de masa fundida de polímero puede comprender, además, un surfactante, tal como un surfactante sulfosuccinato. Un ejemplo no limitante de un surfactante sulfosuccinato adecuado comprende Aerosol® AOT (un dioctil sulfosuccinato sódico) y/o Aerosol® MA-80 (un dihexil sulfosuccinato sódico), disponibles comercialmente de Cytec Industries, Woodland Park, NJ.

En un ejemplo, los filamentos de la presente invención comprenden más que 25 % y/o más que 40 % y/o más que 50 % y/o más que 60 % y/o más que 70 % a aproximadamente 95 % y/o a aproximadamente 90 % y/o a aproximadamente 80 % en peso del filamento de un polímero hidroxilado, tal como almidón, que puede estar en estado reticulado. En un ejemplo, el filamento comprende un almidón etoxilado y un almidón diluido con ácido, que pueden estar en sus estados reticulados.

Además del polímero hidroxilado, el filamento puede comprender alcohol polivinílico a un nivel de 0 % y/o de 0.5 % y/o de 1 % y/o de 3 % a aproximadamente 15 % y/o a aproximadamente 12 % y/o a aproximadamente 10 % y/o a aproximadamente 7 % en peso del filamento.

Los filamentos pueden comprender un surfactante, tal como un surfactante sulfosuccinato, a un nivel de 0 % y/o de aproximadamente 0.1 % y/o de aproximadamente 0.3 % a aproximadamente 2 % y/o a aproximadamente 1.5 % y/o a aproximadamente 1.1 % y/o a aproximadamente 0.7 % en peso del filamento.

Los filamentos pueden comprender, además, un polímero seleccionado del grupo que consiste en: poliacrilamida y sus derivados; ácido poliacrílico, ácido polimetacrílico y sus ásteres; polietilenimina; copolímeros fabricados a partir de mezclas de monómeros de los polímeros mencionados anteriormente; y mezclas de estos a un nivel de 0 % y/o de aproximadamente 0.01 % y/o de aproximadamente 0.05 % y/o a aproximadamente 0.5 % y/o a aproximadamente 0.3 % y/o a aproximadamente 0.2 % en peso del filamento. Esos polímeros pueden presentar un peso molecular promedio ponderado mayor que 500,000 g/mol. En un ejemplo, el filamento comprende poliacrilamida.

Los filamentos pueden comprender, además, un agente de reticulación, tal como una imidazolidinona, que puede estar en su estado reticulado (al reticular los polímeros hidroxilados presentes en los filamentos) en un nivel de aproximadamente 0.5 % y/o de aproximadamente 1 % y/o de aproximadamente 2 % y/o de aproximadamente 3 % y/o a aproximadamente 10 % y/o a aproximadamente 7 % y/o a aproximadamente 5.5 % y/o a aproximadamente 4.5 % en peso del filamento. Además del agente de reticulación, el filamento puede comprender un facilitador de reticulación, que ayuda al agente de reticulación, a un nivel de 0 % y/o de aproximadamente 0.3 % y/o de aproximadamente 0.5 % y/o a aproximadamente el 2 % y/o a aproximadamente 1.7 % y/o a aproximadamente 1.5 % en peso del filamento.

El filamento puede comprender, además, otros ingredientes diversos, tales como propilenglicol, sorbitol, glicerina y mezclas de estos.

Polímeros Los filamentos de la presente invención que se asocian para formar las estructuras fibrosas de la presente invención pueden contener diversos tipos de polímeros, tales como polímeros hidroxilados, polímeros no termoplásticos, polímeros termoplásticos y mezclas de estos.

Los ejemplos no limitantes de polímeros hidroxilados de conformidad con la presente invención incluyen polioles, tales como alcohol polivinílico, derivados de alcohol polivinílico, copolímeros de alcohol polivinílico, almidón, derivados de almidón, copolímeros de almidón, quitosana, derivados de quitosana, copolímeros de quitosana, celulosa, derivados de celulosa tales como derivados éter y éster de celulosa, copolímeros de celulosa, hemicelulosa, derivados de hemicelulosa, copolímeros de hemicelulosa, gomas, arabinanos, galactanos, proteínas y diversos otros polisacáridos, y mezclas de estos.

En un ejemplo, un polímero de hidroxilo de la presente invención es un polisacárido.

En otro ejemplo, un polímero de hidroxilo de la presente invención es un polímero no termoplástico.

El polímero de hidroxilo podría tener un peso molecular promedio ponderado de aproximadamente 10,000 g/mol a aproximadamente 40,000,000 g/mol y/o mayor que aproximadamente 100,000 g/mol y/o mayor que aproximadamente 1 ,000,000 g/mol y/o mayor que aproximadamente 3,000,000 g/mol y/o mayor que aproximadamente 3,000,000 g/mol a aproximadamente 40,000,000 g/mol. Los polímeros de hidroxilo con peso molecular superior e inferior podrían usarse en combinación con polímeros de hidroxilo que tengan un cierto peso molecular promedio ponderado deseado.

Algunas modificaciones bien conocidas de polímeros de hidroxilo, por ejemplo, almidones naturales, incluyen las modificaciones químicas o las modificaciones enzimáticas. Por ejemplo, el almidón natural puede ser diluido con ácido, hidroxietilado, hidroxipropilado u oxidado. Adicionalmente, el polímero hidroxilo puede comprender un polímero hidroxilo de almidón de maíz.

Los alcoholes polivinílicos de la presente invención pueden ser injertados con otros monómeros para modificar sus propiedades. Una amplia variedad de monómeros ha sido injertada exitosamente en alcoholes polivinílicos. Los ejemplos no limitantes de esos monómeros incluyen acetato de vinilo, estireno, acrilamida, ácido acrílico, 2-hidroxietilmetacrilato, acrilonitrilo, 1 ,3-butadieno, metilmetacrilato, ácido metacrílico, cloruro de vinilideno, cloruro de vinilo, vinilamina y diversos ésteres de acrilato. Los alcoholes polivinílicos comprenden los distintos productos de la hidrólisis formados a partir de acetato de polivinilo. En un ejemplo, el nivel de hidrólisis de los alcoholes polivinílicos es mayor que 70 % y/o mayor que 88 % y/o mayor que 95 % y/o aproximadamente 99 %.

Como se usa en la presente descripción, "polisacáridos" se refiere a los polisacáridos naturales y derivados de polisacáridos y/o polisacáridos modificados. Algunos ejemplos adecuados de polisacáridos incluyen, pero no se limitan a, almidones, derivados de almidón, quitosana, derivados de quitosana, celulosa, derivados de celulosa, hemicelulosa, derivados de hemicelulosa, gomas, arabinanos, galactanas y mezclas de estos. Los polisacáridos podrían presentar un peso molecular promedio ponderado de aproximadamente 10.000 a aproximadamente 40.000.000 g/mol y/o mayor que aproximadamente 100.000 y/o mayor que aproximadamente 1 ,000,000 y/o mayor que aproximadamente 3,000,000 y/o mayor que aproximadamente 3,000,000 a aproximadamente 40,000,000.

Los polímeros hidroxilados no celulósicos, y/o derivados no celulósicos y/o copolímeros no celulósicos, tales como polisacáridos no celulósicos pueden seleccionarse del grupo que consiste en: almidones, derivados de almidón, quitosana, derivados de quitosana, hemicelulosa, derivados de hemicelulosa, gomas, arabinas, galactanas y mezclas de estos.

En un ejemplo, los filamentos de la presente invención carecen de polímeros termoplásticos e insolubles en agua.

Aditivos sólidos Los aditivos sólidos de la presente invención se pueden aplicar a una superficie de una capa de filamentos en forma sólida. En otras palabras, los aditivos sólidos de la presente invención se pueden distribuir directamente en una superficie de una capa de filamentos sin la presencia de una fase líquida, es decir, sin fundir el aditivo sólido y sin suspender el aditivo sólido en un vehículo líquido o portador. De esa manera, el aditivo sólido de la presente invención no requiere un estado líquido o un vehículo líquido o portador para distribuirse en una superficie de una capa de filamentos. El aditivo sólido de la presente invención se puede distribuir mediante un gas o combinaciones de gases. En un ejemplo, en términos simples, un aditivo sólido es un aditivo que no toma la forma del recipiente cuando se lo coloca dentro de éste.

Los aditivos sólidos de la presente invención pueden tener geometrías diferentes o áreas en corte transversal que incluyen excentricidades redondas, elípticas, con forma de estrellas, rectangulares, con tres lóbulos y otras excentricidades.

En un ejemplo, el aditivo sólido puede mostrar un tamaño de partícula menor a 6 mm o menor a 5,5 mm o menor a 5 mm o menor a 4,5 mm o menor a 4 mm o menor a 2 mm en su máxima dimensión.

El aditivo sólido de la presente invención puede presentar una relación de aspecto menor que aproximadamente 25/1 y/o menor que aproximadamente 15/1 y/o menor que aproximadamente 10/1 y/o menor que 5/1 a aproximadamente 1/1. Una partícula no es una fibra como se define en la presente invención.

Los aditivos sólidos podrían estar presentes en las estructuras fibrosas de la presente invención a un nivel mayor que aproximadamente 1 y/o mayor que aproximadamente 2 y/o mayor que aproximadamente 4 y/o a aproximadamente 20 y/o a aproximadamente 15 y/o a aproximadamente 10 g/m2. En un ejemplo, una estructura fibrosa de la presente invención comprende de aproximadamente 2 a aproximadamente 10 y/o de aproximadamente 5 a aproximadamente 10 g/m2 de aditivos sólidos.

En un ejemplo, los aditivos sólidos se encuentran presentes en las estructuras fibrosas de la presente invención a un nivel mayor que 5 % y/o mayor que 10 % y/o mayor que 20 % a aproximadamente 50 % y/o a aproximadamente 40 % y/o a aproximadamente 30 % en peso.

En un ejemplo, los aditivos sólidos 14 comprenden fibras, por ejemplo, fibras de pulpa de madera. Las fibras de pulpa de madera podrían ser fibras de pulpa de madera blanda y/o fibras de pulpa de madera dura. En un ejemplo, las fibras de pulpa de madera comprenden fibras de pulpa de eucalipto. En otro ejemplo, las fibras de pulpa de madera comprenden fibras de pulpa kraft de madera de coniferas del sur (SSK, por sus siglas en inglés).

Los aditivos sólidos pueden estar tratados químicamente, por ejemplo, fibras de pulpa tratadas químicamente. En un ejemplo, los aditivos sólidos comprenden agentes suavizantes y/o presentan la superficie tratada con agentes suavizantes. Los ejemplos no limitantes de agentes suavizantes adecuados incluyen siliconas y/o compuestos de amonio cuaternario, tales como PROSOFT® disponible de Hercules Incorporated. En un ejemplo, los aditivos sólidos comprenden una pulpa de madera tratada con un agente suavizante de compuesto de amonio cuaternario, por ejemplo, el disponible de Georgia-Pacific Corporation. Una ventaja de aplicar un agente suavizante solamente a los aditivos sólidos contra aplicarlo a la totalidad de la estructura fibrosa y/o el sustrato de tela no tejida y/o el material de unión garantiza que el agente suavizante suavice los componentes de la totalidad de la estructura fibrosa que necesitan suavizarse, en comparación con los demás componentes de la totalidad de la estructura fibrosa.

Sustrato de tela no tejida El sustrato de tela no tejida de la presente invención comprende una o más capas de filamentos. Dos o más capas de filamentos que componen el sustrato de tela no tejida pueden tener orientaciones iguales o diferentes. En un ejemplo, el sustrato de tela no tejida comprende dos o más capas de filamentos que presentan orientaciones diferentes.

En un ejemplo, el sustrato de tela no tejida comprende una pluralidad de filamentos que comprenden un polímero hidroxilado. El polímero de hidroxilo podría seleccionarse del grupo que consiste en polisacáridos, derivados de estos, alcohol polivinílico, derivados de este, y mezclas de estos. En un ejemplo, el polímero de hidroxilo comprende un almidón y/o un derivado de almidón. El sustrato no tejido 12 podría presentar un peso base mayor que aproximadamente 10 g/m2 y/o mayor que aproximadamente 14 g/m2 y/o mayor que aproximadamente 20 g/m2 y/o mayor que aproximadamente 25 g/m2 y/o mayor que aproximadamente 30 g/m2 y/o mayor que aproximadamente 35 g/m2 y/o mayor que aproximadamente 40 g/m2 y/o menor que aproximadamente 100 g/m2 y/o menor que aproximadamente 90 g/m2 y/o menor que aproximadamente 80 g/m2.

Estructuras fibrosas En un ejemplo, como se muestra en las Figuras 2 y 3, la estructura fibrosa 10 de la presente invención comprende un sustrato de tela no tejida 26; este comprende una o más capas de filamentos, una pluralidad de aditivos sólidos 16, tales como fibras de pulpa colocadas entre el sustrato de tela no tejida 26 y un tejido ligero 28 que está unido al sustrato de tela no tejida 26 en uno o más sitios de unión 30. El sitio de unión 30 es donde al menos una porción del tejido ligero 28 y una porción del sustrato de tela no tejida 26 están conectados entre sí, por ejemplo, mediante una unión térmica, o una unión creada al aplicar alta presión al tejido ligero 28 y el sustrato de tela no tejida 26, de manera de producir un efecto vidriado.

En un ejemplo, los aditivos sólidos 16 pueden distribuirse uniformemente en una superficie 32 del sustrato de tela no tejida 26.

En un ejemplo, el tejido ligero 28 comprende una o más capas de filamentos de la presente invención. En un ejemplo, el tejido ligero 28 consiste en una capa sencilla de filamentos de la presente invención. El tejido ligero 28 y el sustrato de tela no tejida 26 pueden comprender filamentos que tienen la misma composición, por ejemplo, filamentos que contienen polímeros hidroxilados, tales como filamentos de almidón. El tejido ligero 28 puede estar presente en la estructura fibrosa de la presente invención con un peso base mayor que 0.1 y/o mayor que 0.3 y/o mayor que 0.5 y/o mayor que 1 y/o mayor que 2 g/m2 y/o menor que 10 y/o menor que 7 y/o menor que 5 y/o menor que 4 g/m2. En un ejemplo, el tejido ligero 28 puede estar presente en la estructura fibrosa de la presente invención con un peso base de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 4 g/m2.

Un objetivo del tejido ligero 28 es reducir la pelusa producida por la estructura fibrosa 10 al evitar que los aditivos sólidos 16 se desasocien de la estructura fibrosa 10. El tejido ligero 28 puede proporcionar, además, propiedades de resistencia adicional a la estructura fibrosa 10.

Como se muestra en las Figuras 2 y 3, los sitios de unión 30 pueden comprender una pluralidad de sitios de unión distintos. Los sitios de unión distintos pueden estar presentes en la forma de un patrón de repetición no aleatorio. Uno o más sitios de unión 30 pueden comprender una unión térmica y/o una unión a presión.

En un ejemplo, las estructuras fibrosas de la presente invención comprenden una pluralidad de filamentos, tales como filamentos que contienen polímeros hidroxilados, en donde los filamentos están presentes en la estructura fibrosa en dos o más capas diferentes de filamentos en base a su orientación en cada capa.

Las estructuras fibrosas de la presente invención pueden presentar una relación de tracción promedio (tracción MD/tracción CD) de 2 o menor y/o menor que 1.7 y/o menor que 1.5 y/o menor que 1.3 y/o menor que 1.1 y/o mayor que 0.7 y/o mayor que 0.9, medida de conformidad con el Método de prueba de resistencia a la tracción en seco descrito en la presente descripción. En un ejemplo, las estructuras fibrosas de la presente invención presentan una relación de tracción promedio de aproximadamente 0.9 a aproximadamente 1.1 , medida de conformidad con el Método de prueba de resistencia a la tracción en seco descrito en la presente descripción.

La Tabla 1 muestra ejemplos de relaciones de tracción de las estructuras fibrosas de la presente invención y estructuras fibrosas comparativas.

Tabla 1 La estructura fibrosa de la presente invención podría comprender un agente suavizante de superficie. El agente suavizante de superficie podría aplicarse a una superficie de la estructura fibrosa. El agente suavizante podría comprender una silicona y/o un compuesto de amonio cuaternario.

La estructura fibrosa de la presente invención puede comprender grabados, de modo que la estructura fibrosa es grabada.

En un ejemplo, la estructura fibrosa comprende un sustrato de tela no tejida que tiene una pluralidad de aditivos sólidos presentes en las dos superficies opuestas del sustrato de tela no tejida colocados entre las superficies del sustrato de tela no tejida y uno o más tejidos ligeros unidos a cada una de las superficies del sustrato de tela no tejida. Los aditivos sólidos pueden ser diferentes o iguales, pueden estar presentes en niveles diferentes o al mismo nivel y pueden estar distribuidos uniformemente en las superficies opuestas del sustrato de tela no tejida. El tejido ligero puede ser diferente o igual, puede estar presente en niveles diferentes o al mismo nivel y puede estar unido a superficies opuestas del sustrato de tela no tejida en uno o más sitios de unión.

En otro ejemplo, la estructura fibrosa de la presente invención puede comprender una hoja dentro de un producto de papel sanitario de hojas múltiples.

En otro ejemplo, se proporciona un producto de papel sanitario de hojas múltiples que comprende dos o más hojas de la estructura fibrosa de conformidad con la presente invención. En un ejemplo, se combinan dos o más hojas de la estructura fibrosa de conformidad con la presente invención para formar un producto de papel sanitario de hojas múltiples. Las dos o más hojas se pueden combinar de manera que los aditivos sólidos queden adyacentes a al menos una superficie externa y/o cada una de las superficies externas del producto de papel sanitario de hojas múltiples.

Métodos para fabricar estructuras fibrosas Las Figuras 4 y 5 ilustran un ejemplo de un método para fabricar una estructura fibrosa de la presente invención. Como se muestra en las Figuras 7 y 8, el método 34 comprende las etapas de: a. proporcionar los primeros filamentos 36 a partir de una primera fuente 38 de filamentos, que forman una primera capa 40 de filamentos; b. proporcionar los segundos filamentos 42 a partir de una segunda fuente 44 de filamentos, que forman una segunda capa 46 de filamentos; c. proporcionar los terceros filamentos 48 a partir de una tercera fuente 50 de filamentos, que forman una tercera capa 52 de filamentos; d. proporcionar aditivos sólidos 16 a partir de una fuente 54 de aditivos sólidos; e. proporcionar los cuartos filamentos 56 a partir de una cuarta fuente 58 de filamentos, que forman una cuarta capa 60 de filamentos; y d. recolectar los primeros, segundos, terceros y cuartos filamentos 36, 42, 48, 56 y los aditivos sólidos 16 para formar una estructura fibrosa 10, en donde la primera fuente 38 de filamentos está orientada en un primer ángulo a respecto de la dirección de máquina de la estructura fibrosa 10, la segunda fuente 44 de filamentos está orientada en un segundo ángulo ß respecto de la dirección de máquina diferente del primer ángulo a, la tercera fuente 50 está orientada en un tercer ángulo d respecto de la dirección de máquina, diferente del primer ángulo a y el segundo ángulo ß, y en donde la cuarta fuente 58 está orientada en un cuarto ángulo e respecto de la dirección de máquina, diferente del segundo ángulo ß y el tercer ángulo d.

Las primera, segunda y tercera capas 40, 46, 52 de filamentos se recolectan en un dispositivo de recolección 62, que puede ser una banda o tela. El dispositivo de recolección 62 puede ser una banda con patrón que imparte un patrón, tal como un patrón de repetición no aleatorio, a la estructura fibrosa 10 durante el proceso de fabricación de la estructura fibrosa. Las primera, segunda y tercera capas 40, 46, 52 de filamentos se recolectan (por ejemplo, una encima de la otra) en el dispositivo de recolección 62 para formar un sustrato de tela no tejida de capas múltiples 26 sobre el cual se depositan los aditivos sólidos 16. Después, la cuarta capa 60 de filamentos puede depositarse sobre los aditivos sólidos 16 para formar un tejido ligero 28.

El primer ángulo a y el cuarto ángulo e pueden ser el mismo ángulo, por ejemplo, 90° con respecto a la dirección de máquina.

El segundo ángulo ß y el tercer ángulo d pueden ser el mismo ángulo, simplemente positivo y negativo entre sí. Por ejemplo, el segundo ángulo ß puede ser de -40° respecto de la dirección de máquina y el tercer ángulo d puede ser de 40° respecto de la dirección de máquina.

En un ejemplo, al menos uno del primero, segundo y tercer ángulos a, ß, d es menor que 90° con respecto a la dirección de máquina. En otro ejemplo, el primer ángulo a y/o el cuarto ángulo e es de aproximadamente 90° respecto de la dirección de máquina. En todavía otro ejemplo, el segundo ángulo ß y/o el tercer ángulo d es de aproximadamente ±10° a aproximadamente ±80° y/o de aproximadamente ±30° a aproximadamente ±60° respecto de la dirección de máquina y/o aproximadamente ±40° respecto de la dirección de máquina.

En un ejemplo, las primera, segunda y tercera capas 40, 46, 52 de filamentos se pueden formar en un sustrato de tela no tejida 28 antes de usarse en el proceso para fabricar una estructura fibrosa descrita anteriormente. En este caso, el sustrato de tela no tejida 28 estaría, probablemente, en un rodillo matriz que podría desenrollarse en el proceso de fabricación de estructuras fibrosas y los aditivos sólidos 16 podrían depositarse directamente en una superficie 32 del sustrato de tela no tejida 28.

En un ejemplo, la etapa de proporcionar una pluralidad de aditivos sólidos 16 en el sustrato de tela no tejida 26 puede comprender el tendido al aire los aditivos sólidos 16 mediante el uso de un formador de tendido al aire. Un ejemplo no limitante de un formador de tendido al aire adecuado está disponible de Dan-Web de Aarhus, Dinamarca.

En un ejemplo, la etapa de proporcionar el cuarto filamento 56 de manera que los filamentos hagan contacto con los aditivos sólidos 16 comprende la etapa de depositar el cuarto filamento 56 de manera que al menos una porción (en un ejemplo, todos o sustancialmente todos) de los aditivos sólidos 16 sean contactados por el cuarto filamento 56, al colocar, por lo tanto, los aditivos sólidos 16 entre la cuarta capa 60 de filamentos y el sustrato de tela no tejida 26. Una vez que la cuarta capa 60 de filamentos está colocada, la estructura fibrosa 10 puede someterse a una etapa de unión que une la cuarta capa 60 de filamentos (en este caso, el tejido ligero 28) al sustrato de tela no tejida 26. Esta etapa de unión puede comprender una operación de unión térmica. La operación de unión térmica puede comprender pasar la estructura fibrosa 10 a través de una línea de agarre formada por los rodillos de unión térmica 64, 66. Al menos uno de los rodillos de unión térmica 64, 66 puede comprender un patrón que se traslada hacia los sitios de unión 30 formados en la estructura fibrosa 10.

Además de someterse a una operación de unión, la estructura fibrosa puede someterse, además, a otras operaciones de post-procesamiento, tales como grabado, generación de mechón, laminado de engranes, que incluye pasar la estructura fibrosa a través de una línea de agarre formada entre dos rodillos engranados, operaciones para impartir humedad, generación de extremos sin fibra y tratamiento de superficies para formar una estructura fibrosa terminada. En un ejemplo, la estructura fibrosa se somete a un laminado de engranes por medio de pasar la estructura fibrosa a través de una línea de agarre formada por al menos un par de rodillos engranados. En un ejemplo, la estructura fibrosa se somete a laminado de engranes para crear extremos sin fibra en la estructura fibrosa. El laminado de engranes puede producirse antes o después de combinar dos o más estructuras fibrosas para formar un producto de papel sanitario de hojas múltiples. Si se produce después, entonces el producto de papel sanitario de hojas múltiples se pasa a través de la línea de agarre formada por al menos un par de rodillos engranados.

El método para fabricar una estructura fibrosa de la presente invención puede ser de acoplamiento cerrado (en donde la estructura fibrosa se enrolla de forma retorcida en un rodillo antes de proceder a una operación de conversión) o de acoplamiento directo (en donde la estructura fibrosa no se enrolla de forma retorcida en un rodillo antes de proceder a una operación de conversión) con una operación de conversión para grabar, imprimir, deformar, hacer un tratamiento de superficie u otra operación posterior a la formación conocida por aquellos con experiencia en la materia. Para los propósitos de la presente invención, el acoplamiento directo significa que la estructura fibrosa puede proceder directamente a una operación de conversión en lugar de, por ejemplo, enroscarse intrincadamente en un rollo y luego desenroscarse para proceder a una operación de conversión.

En un ejemplo, se puede combinar una o más hojas de la estructura fibrosa de conformidad con la presente invención con otra hoja de estructura fibrosa, que puede ser, además, una estructura fibrosa de conformidad con la presente invención, para formar un producto de papel sanitario de hojas múltiples que presente una relación de tracción de 2 o menor y/o menor que 1.7 y/o menor que 1.5 y/o menor que 1.3 y/o menor que 1.1 y/o mayor que 0.7 y/o mayor que 0.9, medida de conformidad con el Método de prueba de resistencia a la tracción en seco descrito en la presente descripción. En un ejemplo, el producto de papel sanitario de hojas múltiples puede formarse al combinar dos o más hojas de estructura fibrosa de conformidad con la presente invención. En otro ejemplo, se puede combinar dos o más hojas de estructura fibrosa de conformidad con la presente invención para formar un producto de papel sanitario de hojas múltiples de manera que los aditivos sólidos presentes en las hojas de la estructura fibrosa sean adyacentes a cada una de las superficies externas del producto de papel sanitario de hojas múltiples.

El proceso de la presente invención puede incluir la preparación de rollos individuales de estructura fibrosa y/o productos sanitarios de papel que comprenden estructuras fibrosas que son adecuadas para el uso de los consumidores.

En un ejemplo, las fuentes de filamentos comprenden dados de fusión por soplado que producen filamentos a partir de una composición de masa fundida de polímero de conformidad con la presente invención. En un ejemplo, como se muestra en la Figura 6, el troquelde fusión por soplado 68 puede comprender al menos un orificio formador de filamento 70 y/o 2 o más y/o 3 o más filas de orificios formadores de filamento 70 desde los cuales se hilan los filamentos. Al menos una fila de los orificios formadores de filamento 70 contiene 2 o más y/o 3 o más y/o 10 o más orificios formadores de filamento 70. Además de los orificios formadores de filamento 70, el troquel de fusión por soplado 68 comprende orificios liberadores de fluido 72, tales como orificios liberadores de gas, en un ejemplo, orificios liberadores de aire, que atenúan los filamentos que se forman a partir de los orificios formadores de filamento 70. Se puede asociar a uno o más orificios liberadores de fluido 72 con un orificio formador de filamento 70, de manera que el fluido que sale del orificio liberador de fluido 72 sea paralelo o sustancialmente paralelo (en lugar de tener un ángulo como un troquelde borde afilado) a una superficie externa de un filamento que sale del orificio formador de filamento 70. En un ejemplo, el fluido que sale del orificio liberador de fluido 72 hace contacto con la superficie externa de un filamento formado en un orificio formador de filamento 70 en un ángulo menor que 30° y/o menor que 20° y/o menor que 10° y/o menor que 5o y/o aproximadamente 0o. Alrededor de un orificio formador de filamento 70 pueden estar dispuestos uno o más orificios liberadores de fluido 72. En un ejemplo, uno o más orificios liberadores de fluido 72 están asociados con un único orificio formador de filamento 70, de manera que el fluido que sale del uno o más orificios liberadores de fluido 72 hace contacto con la superficie externa de un solo filamento formado en el único orificio formador de filamento 70. En un ejemplo, el orificio liberador de fluido 72 permite que un fluido, tal como un gas, por ejemplo aire, haga contacto con la superficie externa de un filamento formado en un orificio formardor de filamento 70, en lugar de hacer contacto con una superficie interna de un filamento, tal como lo que sucede cuando se forma un filamento hueco.

Síntesis de la composición de fusión polimérica La composición de fusión polimérica de la presente invención se puede preparar por medio del uso de un extrusor de tornillo tal como un extrusor de doble tornillo con cilindro ranurado.

En la Figura 7A se ilustra esquemáticamente un barril 74 40:1 , 48 mm de un extrusor de doble tornillo de APV Baker (Peterborough, Inglaterra). El barril 74 está separado en ocho zonas identificadas como zonas 1 -8. El barril 74 contiene los elementos tornillo de extrusión y de mezclado ilustrados esquemáticamente en la Figura 7B, y durante el proceso de extrusión actúa como un recipiente de contención. En la zona 1 hay un puerto de alimentación de sólidos 76 y también un puerto de alimentación de líquidos 78. En la zona 7 se incluye un conducto de ventilación 80 para enfriar y reducir el contenido de líquido, tal como agua, de la mezcla antes de salir del extrusor. Puede usarse una embutidora de ventilación opcional, distribuida en el mercado por APV Baker, para evitar que la composición de fusión polimérica salga a través de la ventilación 80. El flujo de la composición de fusión polimérica a través del barril 74 es desde la zona 1 que sale del barril 74 en la zona 8.

En la Figura 7B se ilustra esquemáticamente una configuración de tornillo y elemento de mezclado para el extrusor de doble tornillo. El extrusor de doble tornillo comprende una pluralidad de husillos dobles (TLS) (designados como A y B) y paletas (designadas como C) y husillos dobles de retroceso (RTLS) (designados como D) instalados en serie, como se ilustra en la Tabla 2.

Tabla 2 Los elementos de tornillo (A - B) se caracterizan por la cantidad de husillos continuos y el desplazamiento de estos. Un husillo es un aspa (a un ángulo de hélice determinado) que envuelve el núcleo del tornillo. La cantidad de husillos indica la cantidad de aspas que envuelven el núcleo en un punto determinado de la longitud del tornillo. Al aumentar la cantidad de husillos se reduce la capacidad volumétrica del tornillo y se incrementa la capacidad de generación de presión del tornillo.

El desplazamiento del tornillo es la distancia necesaria para que un aspa complete una revolución del núcleo. Se expresa como la cantidad de diámetros de un tornillo por una revolución completa de un aspa. Al disminuir el desplazamiento del tornillo se incrementa la presión generada por éste y se reduce su capacidad volumétrica.

La longitud de un tornillo se informa como la relación de longitud del elemento dividido entre el diámetro del mismo.

En este ejemplo se usan TLS y RTLS. El elemento de tornillo tipo A es un TLS con un desplazamiento de 1.0 y relaciones de longitud variables. El elemento de tornillo tipo B es un TLS con un desplazamiento de 0.5 y relaciones de longitud variables.

Las paletas bilobulares, C, que sirven como elementos de mezclado, también se incluyen en serie con los elementos de tornillo TLS y RTLS para mejorar el mezclado. La paleta C tiene una relación de longitud de 1/4. Para controlar el flujo y el tiempo correspondiente de mezclado se usan diversas configuraciones de paletas bilobulares y elementos de inversión D, husillos simples y dobles roscados en direcciones opuestas. El elemento de tornillo D es un RTLS con un desplazamiento de 0.5 y una relación de longitud de 0.5.

En la zona 1 , el polímero de hidroxilo se alimenta en el puerto de alimentación de sólidos a una velocidad de 230 gramos/minuto por medio del uso de un alimentador dosificador por pérdida de peso K-Tron (Pitman, NJ). Este polímero de hidroxilo se combina dentro del extrusor (zona 1) con agua, un plastificante externo, agregado en el líquido alimentado a una velocidad de 146 gramos/minuto por medio del uso de una bomba de diafragma Milton Roy (Ivyland, PA) [cabezal de bomba de 7.2 l/h (1.9 galones por hora)] para formar una lechada de polímero de hidroxilo/agua. Esta lechada luego desciende por el barril del extrusor y se cuece. La Tabla 3 describe la temperatura, presión y función correspondiente de cada zona de la extrusora.

Tabla 3 Después de que la lechada haya salido del extrusor, parte del polímero de hidroxilo procesado por fusión se descarga y otra parte (100 g) se alimenta a un equipo Zenith®, tipo PEP II (Sanford NC) y se bombea hacia un mezclador estático estilo SMX (Koch-Glitsch, Woodridge, Illinois). El mezclador estático se usa para combinar aditivos, como es el caso de un agente de reticulación, un facilitador de reticulación, un plastificante externo tal como agua, con el polímero de hidroxilo procesado por fusión. Los aditivos se bombean al mezclador estático por medio de bombas PREP 100 HPLC (Chrom Tech, Apple Valley MN). Estas bombas proporcionan una capacidad de adición de bajo volumen y alta presión. La composición de fusión polimérica de la presente invención está lista para procesarse mediante una operación de procesamiento de polímeros.

Síntesis de filamentos Un ejemplo no limitante de un proceso para producir filamentos de polímero por procesamiento de polímeros de una composición de masa fundida de polímero de la presente invención. Como se usa en la presente descripción, "procesamiento de polímeros" significa cualquier operación y/o proceso mediante el cual se forma un filamento que comprende un polímero hidroxilado procesado a partir de una composición de masa fundida de polímero. Los ejemplos no limitantes de las operaciones de procesamiento de polímeros incluyen extrusión, moldeo y/o hilado de fibra. La extrusión y el moldeo (por colado o soplado) producen, típicamente, películas, lienzos y extrusiones de diversos perfiles. El moldeo puede incluir moldeo por inyección, por soplado y por compresión. El hilado de fibra puede incluir unión por hilado, fusión por soplo, hilado giratorio, formación de filamento continuo y/o formación de fibra de estopa. Como se usa en la presente descripción, el término "polímeros de hidroxilo procesados" se refiere a cualquier polímero de hidroxilo que ha sido expuesto a una operación de procesamiento por fusión y a una operación de procesamiento de polímeros posterior a ésta.

Más abajo se describe un ejemplo de un proceso para fabricar un filamento de la presente invención a partir de una composición de masa fundida de polímero de la presente invención.

Una composición de fusión polimérica se prepara de conformidad con la síntesis de una composición de fusión polimérica descrita con anterioridad. La composición de masa fundida de polímero presente en el extrusor de doble tornillo se bombea a un troquelde fusión por soplado mediante el uso de una bomba adecuada, tal como una Zenith®, tipo PEP II, que tiene una capacidad de 10 centímetros cúbicos por revolución (cc/rev), fabricada por Parker Hannifin Corporation, división Zenith Pumps, de Sanford, NC, EE. UU. El flujo de polímero hidroxilado, tal como almidón, al troquelde fusión por soplado se controla mediante el ajuste de la cantidad de revoluciones por minuto (rpm) de la bomba. La tubería que conecta el extrusor, la bomba, el troquelde fusión por soplado y, opcionalmente, un mezclador se calienta eléctricamente y se controlada termostáticamente a 65 °C.

El troquel de fusión por soplado tiene varias filas de toberas de extrusión circulares separadas entre sí por un desplazamiento P de aproximadamente 2.489 mm. Las toberas están dispuestas en una rejilla escalonada con una separación de aproximadamente 2.489 mm dentro de las filas y una separación de 2.159 mm entre las filas. Las toberas 200 tienen diámetros internos individuales de aproximadamente 0.254 mm y diámetros externos individuales de aproximadamente 0.813 mm. Cada tobera individual está rodeada por un orificio anular formado en una placa de orificios que tiene un grosor de aproximadamente 1.9 mm. Un patrón de una pluralidad de los orificios de la placa de orificios se corresponde con un patrón de toberas de extrusión en el troquelde fusión por soplado. Una vez que la placa de orificios se combina con los dados de fusión por soplado, el área obtenida para el flujo de aire es de aproximadamente 36 por ciento. La placa se fija de manera que los filamentos que se extruden a través de las toberas de extrusión estén rodeados y atenuados por corrientes de aire generalmente cilindricas y humidificadas, suministradas a través de los orificios de la placa de orificios. Las toberas de extrusión pueden extenderse a una distancia de aproximadamente 1.5 mm a aproximadamente 4 mm y, más específicamente, de aproximadamente 2 mm a aproximadamente 3 mm, más allá de la superficie externa de la placa de orificios. La formación de una pluralidad de orificios de aire en la capa límite se logra al conectar toberas de extrusión de dos filas externas a cada lado de la pluralidad de toberas de extrusión, tal como se ve en el plano, de manera que cada uno de los orificios de aire de la capa límite comprendan un orificio anular descrito anteriormente en la presente descripción. Además, cada fila de por medio y cada columna de por medio de las toberas de extrusión restantes están bloqueadas, lo que incrementa la separación entre las toberas de extrusión activas.

El aire de atenuación para atenuar los filamentos que se producen a través de las toberas de extrusión puede proporcionarse por calentamiento de aire comprimido mediante un calentador de resistencia eléctrica, por ejemplo, un calentador fabricado por Chromalox, División de Emerson Electric, de Pittsburgh, PA, EE. UU. Para saturar o casi saturar el aire calentado a las condiciones de la tubería de suministro calentada eléctricamente y controlada termostáticamente se añade una cantidad apropiada de vapor a una presión absoluta de aproximadamente 240 a aproximadamente 420 kilopascales (kPa), controlada por una válvula esférica. El condensado se elimina en un separador calentado eléctricamente y controlado con termostato. El aire de atenuación tiene una presión absoluta de aproximadamente 130 kPa a aproximadamente 310 kPa, medida en la tubería de suministro controlada. Los filamentos que se extruden de las toberas de extrusión tienen un contenido de humedad de aproximadamente 20 % y/o de aproximadamente 25 % a aproximadamente 50 % y/o a aproximadamente 55 % en peso. Los filamentos se secan mediante una corriente de aire de secado que tiene una temperatura de aproximadamente 149 °C a aproximadamente 315 °C, proporcionalmente, de un calentador de resistencia eléctrica, que se suministra a través de toberas de secado y se descarga en un ángulo generalmente perpendicular en relación con la orientación general de los filamentos que se extruden. Los filamentos se secan desde un contenido de humedad de aproximadamente 45 % hasta un contenido de humedad de aproximadamente 15 % (es decir, desde una consistencia de aproximadamente 55 % hasta una consistencia de aproximadamente 85 %) y se recolectan en un dispositivo de recolección, por ejemplo, una banda porosa en movimiento.

Los parámetros del proceso para fabricar los filamentos de la presente invención se describen en la Tabla 4.

Tabla 4 Un sistema de reticulación mediante un agente de reticulación, tal como un imidazolidinona, puede reticular los polímeros hidroxilados para proporcionar resistencia en húmedo al filamento, con o sin necesidad de someterse a una etapa de curado. La reticulación se produce para que la composición de masa fundida de polímero sea capaz de suministrarse a través de las toberas de extrusión y producir los filamentos. En otras palabras, el sistema de reticulación no retícula prematuramente los polímeros hidroxilados en la composición de masa fundida de polímero como para que las toberas de extrusión se obstruyan y, por lo tanto, no se puedan producir los filamentos.

Los filamentos de la presente invención no incluyen recubrimientos y/u otros tratamientos de superficie que se aplican a una forma preexistente, tal como un recubrimiento sobre una fibra, película o espuma. Sin embargo, en una modalidad de la presente invención, la superficie de un filamento de conformidad con la presente invención puede recubrirse y/o tratarse con el sistema de reticulación de la presente invención.

En un ejemplo, los filamentos producidos mediante una operación de procesamiento de polímeros se pueden curar a una temperatura de curado de aproximadamente 1 10 °C a aproximadamente 215 °C y/o de aproximadamente 1 10 °C a aproximadamente 200 °C y/o de aproximadamente 120 °C a aproximadamente 195 °C y/o de aproximadamente 130 °C a aproximadamente 185 °C por un período de tiempo de aproximadamente 0.01 y/o 1 y/o 5 y/o 15 segundos a aproximadamente 60 minutos y/o de aproximadamente 20 segundos a aproximadamente 45 minutos y/o de aproximadamente 30 segundos a aproximadamente 30 minutos. Los métodos alternativos de curado pueden incluir métodos de radiación, tal como UV (ultravioleta), haz electrónico, IR (infrarrojo) y otros métodos de elevación de temperatura.

Adicionalmente, los filamentos se pueden curar, además, a temperatura ambiente durante días, ya sea después del curado, a una temperatura mayor que la temperatura ambiente, o en lugar del curado, a una temperatura mayor que la temperatura ambiente.

Los filamentos de la presente invención pueden incluir filamentos hilados por fusión y/o filamentos de unión por hilado, filamentos huecos, filamentos con forma, tales como filamentos multilobulares y filamentos multicomponente, especialmente, filamentos bicomponente. La configuración de los filamentos multicomponente, especialmente, los filamentos bicomponente, puede ser paralela, envoltura-núcleo, sectores segmentados, cordón, islotes o cualquier combinación de estos. La vaina puede ser discontinua o continua alrededor del núcleo. La relación del peso de la funda al núcleo puede ser de aproximadamente 5:95 a aproximadamente 95:5. Los filamentos de la presente invención pueden tener geometrías diferentes que incluyen redonda, elíptica, en forma de estrella, rectangular y otras excentricidades diversas.

Proceso para grabar una estructura fibrosa Las estructuras fibrosas de la presente invención pueden grabarse mediante el uso de modificaciones a procesos de grabado conocidos, tales como operaciones de grabado de hule a acero, que usan un rodillo de grabado de acero y un rodillo de hule y operaciones de grabado de tolerancia estrecha (baja presión, típicamente, menor que 14 N/mm (80 pli)), que usan rodillos de grabado de unión completa (por ejemplo, macho y hembra). Las estructuras fibrosas de la presente invención pueden grabarse a cualquier velocidad. En un ejemplo, las estructuras fibrosas se graban a una velocidad mayor que 1.27 m/s (250 pies por minuto (fpm)) y/o mayor que 2.54 m/s (500 fpm) y/o mayor que 5.08 m/s (1000 fpm) y/o mayor que 7.62 m/s (1500 fpm) y/o mayor que 0.1 m/s (2000 fpm) y/o mayor que 12.7 m/s (2500 fpm) y/o mayor que 15.2 m/s (3000 fpm).

En un ejemplo, como se muestra en las Figuras 8 y 9, dos o más hojas de estructura fibrosa 82 y 84 están unidas (combinadas), con o sin pegamento para unir hojas, tal como un pegamento adhesivo termofusible, depositado, por ejemplo, como un añadido a aproximadamente 0.2 g/m2, entre dos o más de las hojas 82, 84, para formar una estructura fibrosa de hojas múltiples 86. Un ejemplo no limitante de un pegamento adecuado de adhesivo termofusible está disponible comercialmente bajo el nombre comercial Cycloflex 34-1 18B de Henkel. Después, puede aplicarse humedad (agua y/o vapor) 88 a la estructura fibrosa de hojas múltiples 86 mediante una operación de humectación 90. Además, la estructura fibrosa de hojas múltiples 86 puede someterse a una operación de reblandecimiento mecánico 92, por ejemplo, pasarse a través de una línea de agarre formada por los rodillos engranados 94. Después, la estructura fibrosa de hojas múltiples 86 se puede someter al calor (por ejemplo de aproximadamente 37.8 °C a aproximadamente 121 °C (100 °F a aproximadamente 250 °F)) en una operación de calentamiento 96. Sin limitaciones teóricas de ninguna especie, se cree que la humedad añadida a la estructura fibrosa de hojas múltiples 86 antes del grabado provoca una disminución del módulo de la estructura fibrosa de hojas múltiples 86 y/o de los filamentos de la estructura fibrosa de hojas múltiples 86. La disminución del módulo de la estructura fibrosa de hojas múltiples 86, y/o los filamentos de ella, aumenta la flexibilidad de la estructura fibrosa de hojas múltiples 86, y/o los filamentos de ella, por lo que la estructura fibrosa de hojas múltiples 86 y/o los filamentos de ella se deforman con mayor facilidad durante la operación de grabado. En un ejemplo, el nivel de humedad de la estructura fibrosa de hojas múltiples 86 al entrar en la operación de grabado puede ser mayor que 8 % y/o mayor que 10 % y/o mayor que 11 % y/o de aproximadamente 8 % a aproximadamente 25 % y/o de aproximadamente 10 % a aproximadamente 20 % y/o de aproximadamente 11 % a aproximadamente 15 % en peso de la estructura fibrosa de hojas múltiples 86. El módulo de la estructura fibrosa de hojas múltiples 86 al entrar en la operación de grabado puede ser menor que 1000 MPa y/o menor que 800 MPa y/o menor que 700 MPa y/o menor que 600 MPa y/o a aproximadamente 50 MPa y/o a aproximadamente 100 MPa.

Después, la estructura fibrosa de hojas múltiples 86 puede pasarse a través de un línea de agarre de grabado formada por un rodillo de grabado, tal como un rodillo de grabado de acero con patrón 98 que tiene una temperatura de superficie de aproximadamente 79.4 °C (175 °F) a aproximadamente 176.7 °C (350 °F) y/o de aproximadamente 93.3 °C (200 °F) a aproximadamente 162.8 °C (325 °F) y/o de aproximadamente 107.2 °C (225 °F) a aproximadamente 148.9 °C (300 °F) y un rodillo de hule 100, que puede tener cualquier dureza adecuada, por ejemplo, de aproximadamente 50 en durómetro Shore A y cualquier grosor de hule adecuado, por ejemplo, un grosor de hule de aproximadamente 1.90 cm (0.75 pulgadas). La presión de la línea de agarre del rodillo de grabado 98 y el rodillo de hule 100 puede ser cualquier presión adecuada, por ejemplo, de aproximadamente 8.75 N/mm (50 pli) a aproximadamente 35.02 N/mm (200 pli) y/o de aproximadamente 10.5 N/mm (60 pli) a aproximadamente 26.3 N/mm (150 pli) y/o de 12.2 N/mm (70 pli) a aproximadamente 17.5 N/mm (100 pli). Después, la estructura fibrosa grabada de hojas múltiples 102 se envuelve alrededor del rodillo de grabado 98 y pasa a través de una línea de agarre formada por el rodillo de grabado 98 y un rodillo de yunque 104, por ejemplo, un rodillo de yunque con superficie lisa y plana. La superficie del rodillo de yunque 104 puede tener una temperatura de aproximadamente 79.4 °C (175 °F) a aproximadamente 204.4 °C (400 °F) y/o de aproximadamente 79.4 °C (175 °F) a aproximadamente 176.7 °C (350 °F) y/o de aproximadamente 93.3 °C (200 °F) a aproximadamente 162.8 °C (325 °F) y/o de aproximadamente 107.2 °C (225 °F) a aproximadamente 148.9 °C (300 °F). La presión de la línea de agarre del rodillo de grabado 98 y el rodillo de yunque 104 puede ser cualquier presión adecuada, por ejemplo, de aproximadamente 8.75 N/mm (50 pli) a aproximadamente 35.02 N/mm (200 pli) y/o de aproximadamente 13.13 N/mm (75 pli) a aproximadamente 26.3 N/mm (150 pli).

El rodillo de grabado calentado 98 puede funcionar para eliminar la humedad presente en la estructura fibrosa de hojas múltiples 86 cuando entra en la línea de agarre de grabado, lo que incrementa el módulo de la estructura fibrosa de hojas múltiples 86 y/o los filamentos de ella. Esta acción hace que los grabados sean más permanentes y menos propensos a relajarse, a diferencia de lo que ocurriría si no se redujera el módulo de la estructura fibrosa de hojas múltiples 86 antes de entrar en la línea de agarre de grabado y después se incrementara durante y/o después del grabado.

En un ejemplo, el rodillo de hule 100 puede reemplazarse con un rodillo de grabado de unión completa hembra o macho en conjunto con el rodillo de grabado 98, donde el otro rodillo de grabado hembra o macho está en la línea de agarre de grabado de unión completa.

La estructura fibrosa grabada de hojas múltiples 102, que puede ser un producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples, puede procesarse adicionalmente en rollos de consumo usables mediante procesos conocidos.

En otro ejemplo, como se muestra en las Figuras 10 y 11, una estructura fibrosa de hoja sencilla 82, que puede comprender filamentos de polisacárido, puede grabarse de la manera siguiente. Después, puede aplicarse humedad (agua y/o vapor) 88 a la hoja de estructura fibrosa 82 mediante una operación de humectación 90. Además, la hoja de estructura fibrosa 82 puede someterse a una operación de reblandecimiento mecánico 92, por ejemplo, pasarse a través de una línea de agarre formada por los rodillos engranados 94. Después, la hoja de estructura fibrosa 82 puede someterse al calor (por ejemplo, de aproximadamente 100 °F a aproximadamente 250 °F) en una operación de calentamiento 96. Sin limitaciones teóricas de ninguna especie, se cree que la humedad añadida a la hoja de estructura fibrosa 82 antes del grabado provoca una disminución del módulo de la hoja de estructura fibrosa 82 y/o de los filamentos de la hoja de estructura fibrosa 82. La disminución del módulo de la hoja de estructura fibrosa 82, y/o los filamentos de ella, aumenta la flexibilidad de la hoja de estructura fibrosa 82, y/o los filamentos de ella, por lo que la hoja de estructura fibrosa 82 y/o los filamentos de ella se deforman con mayor facilidad durante la operación de grabado. En un ejemplo, el nivel de humedad de la hoja de estructura fibrosa 82 al entrar en la operación de grabado puede ser mayor que 8 % y/o mayor que 10 % y/o mayor que 11 % y/o de aproximadamente 8 % a aproximadamente 25 % y/o de aproximadamente 10 % a aproximadamente 20 % y/o de aproximadamente 11 % a aproximadamente 15 % en peso de la hoja de estructura fibrosa 82. El módulo de la hoja de estructura fibrosa 82 al entrar en la operación de grabado puede ser menor que 1000 MPa y/o menor que 800 MPa y/o menor que 700 MPa y/o menor que 600 MPa y/o a aproximadamente 50 MPa y/o a aproximadamente 100 MPa.

Después, la hoja de estructura fibrosa 82 puede pasar a través de un línea de agarre de grabado formada por un rodillo de grabado, tal como un rodillo de grabado de acero con patrón 98 que tiene una temperatura de superficie de aproximadamente 79.4 °C (175 °F) a aproximadamente 176.7 °C (350 °F) y/o de aproximadamente 93.3 °C (200 °F) a aproximadamente 162.8 °C (325 °F) y/o de aproximadamente 107.2 °C (225 °F) a aproximadamente 148.9 °C (300 °F) y un rodillo de hule 100, que puede tener cualquier dureza adecuada, por ejemplo, de aproximadamente 50 en durómetro Shore A y cualquier grosor de hule adecuado, por ejemplo, un grosor de hule de aproximadamente 1.90 cm (0.75 pulgadas). La presión de la línea de agarre del rodillo de grabado 98 y el rodillo de hule 100 puede ser cualquier presión adecuada, por ejemplo, de aproximadamente 8.75 N/mm (50 pli) a aproximadamente 35.02 N/mm (200 pli) y/o de aproximadamente 10.5 N/mm (60 pli) a aproximadamente 26.3 N/mm (150 pli) y/o de 12.2 N/mm (70 pli) a aproximadamente 17.5 N/mm (100 pli). Después, la hoja de estructura fibrosa grabada 106 se envuelve alrededor del rodillo de grabado 98 y pasa a través de una línea de agarre formada por el rodillo de grabado 98 y un rodillo de yunque 104, por ejemplo, un rodillo de yunque con superficie lisa y plana. La superficie del rodillo de yunque 104 puede tener una temperatura de aproximadamente 79.4 °C (175 °F) a aproximadamente 204.4 °C (400 °F) y/o de aproximadamente 79.4 °C (175 °F) a aproximadamente 176.7 °C (350 °F) y/o de aproximadamente 93.3 °C (200 °F) a aproximadamente 162.8 °C (325 °F) y/o de aproximadamente 107.2 °C (225 °F) a aproximadamente 148.9 °C (300 °F). La presión de la línea de agarre del rodillo de grabado 98 y el rodillo de yunque 104 puede ser cualquier presión adecuada, por ejemplo, de aproximadamente 8.75 N/mm (50 pli) a aproximadamente 35.02 N/mm (200 pli) y/o de aproximadamente 13.13 N/mm (75 pli) a aproximadamente 26.3 N/mm (150 pli).

El rodillo de grabado calentado 98 puede funcionar para eliminar la humedad presente en la hoja de estructura fibrosa 82 cuando entra en el punto de agarre de grabado, lo que incrementa el módulo de la hoja de estructura fibrosa 82 y/o los filamentos de ella. Esta acción hace que los grabados sean más permanentes y menos propensos a relajarse, a diferencia de lo que ocurriría si no se redujera el módulo de la hoja de estructura fibrosa 82 antes de entrar en la línea de agarre de grabado y después se incrementara durante y/o después del grabado.

La hoja de estructura fibrosa grabada 106, que puede ser un producto grabado de papel sanitario o una hoja de él, puede procesarse adicionalmente en rollos de consumo usables mediante procesos conocidos.

En otro ejemplo, como se muestra en las Figuras 12 y 13, dos o más hojas de estructura fibrosa 82 y 84 están unidas (combinadas), con o sin pegamento para unir hojas, tal como un pegamento adhesivo termofusible, depositado, por ejemplo, como un añadido a aproximadamente 0.2 g/m2, entre dos o más de las hojas 82, 84, para formar una estructura fibrosa de hojas múltiples 86. Un ejemplo no limitante de un pegamento adecuado de adhesivo termofusible está disponible comercialmente bajo el nombre comercial Cycloflex 34-1 18B de Henkel. Después, puede aplicarse humedad (agua y/o vapor) 88 a la estructura fibrosa de hojas múltiples 86 mediante una operación de humectación 90. Además, la estructura fibrosa de hojas múltiples 86 puede someterse a una operación de reblandecimiento mecánico 92, por ejemplo, pasarse a través de una línea de agarre formada por los rodillos engranados 94. Después, la estructura fibrosa de hojas múltiples 86 se puede someter al calor (por ejemplo de aproximadamente 37.8 °C a aproximadamente 121 °C (100 °F a aproximadamente 250 °F)) en una operación de calentamiento 96. Sin limitaciones teóricas de ninguna especie, se cree que la humedad añadida a la estructura fibrosa de hojas múltiples 86 antes del grabado provoca una disminución del módulo de la estructura fibrosa de hojas múltiples 86 y/o de los filamentos de la estructura fibrosa de hojas múltiples 86. La disminución del módulo de la estructura fibrosa de hojas múltiples 86 y/o los filamentos de ella aumenta la flexibilidad de la estructura fibrosa de hojas múltiples 86 y/o los filamentos de ella, por lo que la estructura fibrosa de hojas múltiples 86 y/o los filamentos de ella se deforman con mayor facilidad durante la operación de grabado. En un ejemplo, el nivel de humedad de la estructura fibrosa de hojas múltiples 86 al entrar en la operación de grabado puede ser mayor que 8 % y/o mayor que 10 % y/o mayor que 11 % y/o de aproximadamente 8 % a aproximadamente 25 % y/o de aproximadamente 10 % a aproximadamente 20 % y/o de aproximadamente 1 1 % a aproximadamente 15 % en peso de la estructura fibrosa de hojas múltiples 86. El módulo de la estructura fibrosa de hojas múltiples 86 al entrar en la operación de grabado puede ser menor que 1000 MPa y/o menor que 800 MPa y/o menor que 700 MPa y/o menor que 600 MPa y/o a aproximadamente 50 MPa y/o a aproximadamente 100 MPa.

Después, la estructura fibrosa de hojas múltiples 86 puede pasar a través de un línea de agarre de grabado formada por un rodillo de grabado, tal como un rodillo de grabado de acero con patrón 98 que tiene una temperatura de superficie de aproximadamente 79.4 °C (175 °F) a aproximadamente 176.7 °C (350 °F) y/o de aproximadamente 93.3 °C (200 °F) a aproximadamente 162.8 °C (325 °F) y/o de aproximadamente 107.2 °C (225 °F) a aproximadamente 148.9 °C (300 °F) y un rodillo de yunque 104, por ejemplo, un rodillo de yunque de superficie lisa y plana. La superficie del rodillo de yunque 104 puede tener una temperatura de aproximadamente 79.4 °C (175 °F) a aproximadamente 204.4 °C (400 °F) y/o de aproximadamente 79.44 °C (175 °F) a aproximadamente 176.7 °C (350 °F) y/o de aproximadamente 93.3 °C (200 °F) a aproximadamente 162.8 °C (325 °F) y/o de aproximadamente 107.2 °C (225 °F) a aproximadamente 148.9 °C (300 °F). La presión de la línea de agarre del rodillo de grabado 98 y el rodillo de yunque 104 puede ser cualquier presión adecuada, por ejemplo, de aproximadamente 8.75 N/mm (50 pli) a aproximadamente 35.02 N/mm (200 pli) y/o de aproximadamente 13.13 N/mm (75 pli) a aproximadamente 26.3 N/mm (150 pli).

Después, la estructura fibrosa de hojas múltiples 86 puede envolverse alrededor del rodillo de grabado 98 y pasar a través de un línea de agarre de grabado formada por el rodillo de grabado 98 y un rodillo de hule 100, que puede tener cualquier dureza adecuada, por ejemplo, aproximadamente 50 en durómetro Shore A y cualquier grosor del hule adecuado, por ejemplo, un grosor de hule de aproximadamente 1.90 cm (0.75 pulgadas). La presión de la línea de agarre del rodillo de grabado 98 y el rodillo de hule 100 puede ser cualquier presión adecuada, por ejemplo, de aproximadamente 8.75 N/mm (50 pli) a aproximadamente 35.02 N/mm (200 pli) y/o de aproximadamente 10.5 N/mm (60 pli) a aproximadamente 26.3 N/mm (150 pli) y/o de 12.2 N/mm (70 pli) a aproximadamente 17.5 N/mm (100 pli).

Cuando se calienta, el rodillo de grabado 98 puede funcionar para eliminar la humedad presente en la estructura fibrosa de hojas múltiples 86 cuando entra en la línea de agarre de grabado, lo que incrementa el módulo de la estructura fibrosa de hojas múltiples 86 y/o los filamentos de ella. Esta acción hace que los grabados sean más permanentes y menos propensos a relajarse, a diferencia de lo que ocurriría si no se redujera el módulo de la estructura fibrosa de hojas múltiples 86 antes de entrar en la línea de agarre de grabado y después se incrementara durante y/o después del grabado.

En otro ejemplo, como se muestra en las Figuras 14 y 15, una hoja sencilla de estructura fibrosa 82, que puede comprender filamentos de polisacárido, puede grabarse de la manera siguiente. Después, puede aplicarse humedad (agua y/o vapor) 88 a la hoja de estructura fibrosa 82 mediante una operación de humectación 90. Además, la hoja de estructura fibrosa 82 puede someterse a una operación de reblandecimiento mecánico 92, por ejemplo, pasarse a través de una línea de agarre formada por los rodillos engranados 94. Después, la hoja de estructura fibrosa 82 se puede someter al calor (por ejemplo, de aproximadamente 37.8 °C a aproximadamente 121 °C (100 °F a aproximadamente 250 °F)) en una operación de calentamiento 96. Sin limitaciones teóricas de ninguna especie, se cree que la humedad añadida a la hoja de estructura fibrosa 82 antes del grabado provoca una disminución del módulo de la hoja de estructura fibrosa 82 y/o de los filamentos de la hoja de estructura fibrosa 82. La disminución del módulo de la hoja de estructura fibrosa 82, y/o los filamentos de ella, aumenta la flexibilidad de la hoja de estructura fibrosa 82, y/o los filamentos de ella, por lo que la hoja de estructura fibrosa 82 y/o los filamentos de ella se deforman con mayor facilidad durante la operación de grabado. En un ejemplo, el nivel de humedad de la hoja de estructura fibrosa 82 al entrar en la operación de grabado puede ser mayor que 8 % y/o mayor que 10 % y/o mayor que 11 % y/o de aproximadamente 8 % a aproximadamente 25 % y/o de aproximadamente 10 % a aproximadamente 20 % y/o de aproximadamente 11 % a aproximadamente 15 % en peso de la hoja de estructura fibrosa 82. El módulo de la hoja de estructura fibrosa 82 al entrar en la operación de grabado puede ser menor que 1000 MPa y/o menor que 800 MPa y/o menor que 700 MPa y/o menor que 600 MPa y/o a aproximadamente 50 MPa y/o a aproximadamente 100 MPa.

Después, la hoja de estructura fibrosa 82 puede pasar a través de un línea de agarre de grabado formada por un rodillo de grabado, tal como un rodillo de grabado de acero con patrón 98 que tiene una temperatura superficial de aproximadamente 79.4 °C (175 °F) a aproximadamente 176.7 °C (350 °F) y/o de aproximadamente 93.3 °C (200 °F) a aproximadamente 162.8 °C (325 °F) y/o de aproximadamente 107.2 °C (225 °F) a aproximadamente 148.9 °C (300 °F) y un rodillo de yunque 104, por ejemplo, un rodillo de yunque de superficie lisa y plana. La superficie del rodillo de yunque 104 puede tener una temperatura de aproximadamente 79.4 °C (175 °F) a aproximadamente 204.4 °C (400 °F) y/o de aproximadamente 79.4 °C (175 °F) a aproximadamente 176.7 °C (350 °F) y/o de aproximadamente 93.3 °C (200 °F) a aproximadamente 162.8 °C (325 °F) y/o de aproximadamente 107.2 °C (225 °F) a aproximadamente 148.9 °C (300 °F). La presión de la línea de agarre del rodillo de grabado 98 y el rodillo de yunque 104 puede ser cualquier presión adecuada, por ejemplo, de aproximadamente 8.75 N/mm (50 pli) a aproximadamente 35.02 N/mm (200 pli) y/o de aproximadamente 13.13 N/mm (75 pli) a aproximadamente 26.3 N/mm (150 pli).

Cuando se calienta, el rodillo de grabado 98 puede funcionar para eliminar la humedad presente en la hoja de estructura fibrosa 82 cuando entra en la línea de agarre de grabado, lo que incrementa el módulo de la hoja de estructura fibrosa 82 y/o los filamentos de ella. Esta acción hace que los grabados sean más permanentes y menos propensos a relajarse, a diferencia de lo que ocurriría si no se redujera el módulo de la hoja de estructura fibrosa 82 antes de entrar en la línea de agarre de grabado y después se incrementara durante y/o después del grabado.

En un ejemplo, el rodillo de hule 100 puede reemplazarse con un rodillo de grabado de unión completa hembra o macho en conjunto con el rodillo de grabado 98, donde el otro rodillo de grabado hembra o macho está en la línea de agarre de grabado de unión completa La hoja de estructura fibrosa grabada 106, que puede ser un producto grabado de papel sanitario o una hoja de él, puede procesarse adicionalmente en rollos de consumo usables mediante procesos conocidos.

En un ejemplo, el rodillo de grabado 98 (y/o los rodillos de grabado, si existen rodillos de grabado de unión completa) puede calentarse (presentar una temperatura de superficie como se describió anteriormente) y/o puede no calentarse (presentar una temperatura de superficie menor que la temperatura de superficie más baja descrita anteriormente).

Las líneas de agarre entre los rodillos de la operación de grabado pueden variar de aproximadamente 0 cm (0 pulgadas) a aproximadamente 5 cm (2 pulgadas) y/o de aproximadamente 0.063 cm (0.025 pulgadas) a aproximadamente 4.5 cm (1.8 pulgadas) y/o de aproximadamente 0.76 cm (0.3 pulgadas) a aproximadamente 3.8 cm (1.5 pulgadas).

Ejemplo no limitante de una estructura fibrosa Ejemplo - Estructura fibrosa que comprende filamentos de almidón/fibras de pulpa de madera Se prepara una composición de masa fundida de polímero que comprende 7.5 % de Mowiol 10-98 disponible comercialmente de Kuraray Co. (alcohol polivinílico), 19 % de Ethylex 2035 disponible comercialmente de Tate & Lyle (almidón etoxilado), 19 % de IPC 050820-156 disponible comercialmente de Corn Products International (almidón diluido con ácido), 0.5 % de surfactante sulfosuccinato, tal como Aerosol AOT, disponible comercialmente de Cytec Industries, 0.25 % de Hyperfloc NF221 disponible comercialmente de Hychem, Inc. (poliacrilamida), 3.25 % de agente de reticulación imidazolidinona (DHEU) y cloruro de amonio al 0.5 % disponible de Aldrich (facilitador de reticulación). La composición de masa fundida se cocina y se extruye de un extrusor de doble tornillo corrotatorio a aproximadamente 50 % de sólidos (50 % de H20) como se describió anteriormente.

Después, la composición de masa fundida de polímero se bombea a una serie de toberas de hilatura de fusión por soplado que están orientadas en ángulos diferentes con respecto a la dirección de máquina para proporcionar una pluralidad de filamentos de cada tobera de hilatura. Los filamentos de cada tobera de hilatura se atenúan con corriente de aire saturado para formar una capa de filamentos que se recolectan uno encima del otro para formar un sustrato de tela no tejida. Los filamentos de dos o más de las capas de filamentos presentan orientaciones diferentes con respecto a la dirección de máquina. El sustrato de tela no tejida formado presenta un peso base de aproximadamente 10 g/m2 a aproximadamente 120 g/m2 como se describió anteriormente. Los filamentos se secan mediante secado por convección antes de depositarse sobre una banda para formar el sustrato de tela no tejida. Estos filamentos formados por fundido y extrusión son prácticamente filamentos continuos.

Si se usan dos o más toberas de hilatura para hacer una fuente de filamentos, por ejemplo, al hacer colindar dos o más toberas de hilatura, entonces el ensamble de toberas de hilatura se puede realizar al colindar una primera tobera de hilatura con una segunda tobera de hilatura, de manera que la distancia máxima entre una abertura de tobera formadora de filamento de costura en la primera tobera de hilatura y una abertura de tobera formadora de filamento de costura en la segunda tobera de hilatura es menor que 9 mm y/o menor que 7 mm y/o menor que 5 mm. Además de las toberas de hilatura colindantes, en el ensamble de toberas de hilatura se usa una placa de aire para cubrir la costura formada por las toberas de hilatura colindantes. El propósito de las placas de aire es generar un flujo de aire que evite que los filamentos producidos por los ensambles de toberas de hilatura colisionen con filamentos vecinos, lo que puede dar lugar a que los filamentos se amarren entre sí y/o se proyecten desde los ensambles de toberas de hilatura.

Las fibras de pulpa de madera, fibras de pulpa kraft de madera de coniferas del sur (SSK) disponibles comercialmente de Georgia Pacific y disponibles como pulpa para trituración en rodillo, se desintegran mediante un molino de martillo y se transportan mediante un soplador a un formador de tendido al aire disponible comercialmente de Dan-Web. Las fibras de pulpa de madera se depositan en una superficie del sustrato de tela no tejida como aditivos sólidos.

Se bombea composición adicional de masa fundida de polímero a una tobera de hilatura adicional de fusión por soplado que está orientada en un ángulo con respecto a la dirección de máquina de aproximadamente 90° para producir una capa adicional de filamentos (que es un tejido ligero), que se deposita en la parte superior de las fibras de pulpa de madera para colocar las fibras de pulpa de madera entre el sustrato de tela no tejida y el tejido ligero a fin de formar una estructura fibrosa. El tejido ligero presenta, típicamente, un peso base de aproximadamente 0.1 g/m2 a aproximadamente 10 g/m2.

Después, la segunda estructura fibrosa se somete a un proceso de unión, en donde se forman sitios de unión entre el sustrato no tejido y el tejido ligero, de manera que las fibras de pulpa de madera se colocan entre el sustrato de tela no tejida y el tejido ligero para formar una estructura fibrosa terminada. El proceso de unión se puede usar para impartir un patrón a la estructura fibrosa terminada. La estructura fibrosa puede someterse a humidificación durante el proceso de fabricación de la estructura fibrosa, por ejemplo, antes de unirse y/o grabarse y/o calentarse durante la operación de grabado.

Después, se unen (combinan) dos o más hojas de la estructura fibrosa con un pegamento para unir hojas (por ejemplo, un adhesivo termofusible) y, posteriormente, la estructura fibrosa de capas múltiples se somete a humidificación, laminado de engranes y luego se graba con un rodillo de grabado calentado de conformidad con la presente invención. Después, la estructura fibrosa grabada de hojas múltiples terminada se enrolla de forma retorcida alrededor de un núcleo para producir un producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples.

El producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples presenta una relación de tracción de 2 o menor.

Métodos de prueba A menos que se especifique de cualquier otra forma, todas las pruebas descritas en la presente descripción, que incluyen las que se describen en la sección Definiciones y los métodos de prueba siguientes se llevan a cabo con muestras que se acondicionaron en un recinto acondicionado a una temperatura de 23 °C ± 1.0 °C y una humedad relativa del 50 % ± 2 % durante un mínimo de 2 horas antes de la prueba. Las muestras probadas son "unidades usables". "Unidades usables", como se usa en la presente descripción, significa hojas, superficies planas del rollo de materia prima, superficies planas preconvertidas y/o productos de una sola hoja o de múltiples hojas. Todas las pruebas se realizaron en las mismas condiciones ambientales y en dicho recinto acondicionado. No se prueban muestras que tengan defectos tales como arrugas, rasgaduras, orificios y lo similar.

Las muestras acondicionadas tal como se describe en la presente descripción se consideran muestras secas (tal como "filamentos secos") para propósitos de prueba. Todos los instrumentos se calibran de acuerdo con las especificaciones del fabricante.

Método de prueba del peso base El peso base de una estructura fibrosa se mide en pilas de doce unidades usables con el uso de una balanza analítica de carga superior con una resolución de ± 0.001 g. La balanza está protegida de corrientes de aire y otras perturbaciones con el uso de un protector contra corrientes. Para preparar todas las muestras se usa un troquelde corte de precisión que mide 3.500 pulgadas ± 0.0035 pulgadas por 3.500 pulgadas ± 0.0035 pulgadas.

Con una matriz de corte de precisión se corta las muestras en cuadrados. Los cuadrados cortados se combinan para formar una pila con un grosor de doce muestras. Se mide la masa de la pila de muestras y se registra el resultado hasta el 0.001 g más cercano.

El peso base se calcula en libras/3000 pies2 o g/m2 de la siguiente manera: Peso base = (masa de la pila) / [(área de 1 cuadrado en la pila) x (cant. de cuadrados en la pila)] Por ejemplo Peso base (libras/3000 pies2) = [[masa de la pila (g) / 453.6 (g/libras)] / [12.25 (pulgadas2) / 144 (pulgadas2/pies2) x 12]] x 3000 o Peso base (g/m2) = masa de la pila (g) / [79.032 (cm2) / 10,000 (cm2/m2) x 12] Se reporta el resultado hasta el 0.1 libras/3000 pies2 o 0.1 g/m2 más cercano. Las dimensiones de las muestras se pueden modificar o variar con el uso de un cortador de precisión similar al mencionado anteriormente, de manera que en la pila queden al menos 645.16 centímetros cuadrados (100 pulgadas cuadradas) de área de muestra.

Método de prueba de resistencia a la tracción en seco La resistencia a la tracción se mide en un dispositivo de extensión constante para ensayos de tracción con una interfaz de computadora (un instrumento adecuado es el EJA Vantage de Thwing-Albert Instrument Co. Wet Berlín, NJ) con una célula de carga para la cual las fuerzas medidas están dentro de 10 % a 90 % del límite de la célula de carga. Las mordazas neumáticas móvil (superior) y estacionaria (inferior) están equipadas con empuñaduras enfrentadas lisas de acero inoxidable, con un diseño adecuado para ensayar 2.54 cm (1 pulgada) de material de hoja ancha (Thwing-Albert artículo núm. 733GC). Se suministra una presión de aire de aproximadamente 0.41 MPa (60 psi) a las mordazas.

Ocho unidades usables de estructuras fibrosas se dividen en dos pilas de cuatro unidades usables cada una. Las unidades usables de cada pila se orientan consistentemente con respecto a la dirección de máquina (MD) y la dirección transversal (CD). Una de las pilas se asigna para pruebas en la MD y la otra para pruebas en la CD.

Mediante un cortador de precisión de 2.54 cm (una pulgada) (Thwing-Albert JDC-1-10 o similar) se toma una pila en CD y se corta una pila de tiras de 2.54 cm ± 0.0254 cm (1.00 in ± 0.01 in) de ancho por 3 - 4 pulgadas de largo (dimensión larga en CD). De manera similar, se corta la pila restante en la MD (dimensión larga de la tira en la MD), para obtener un total de 8 muestras, cuatro tiras en CD y cuatro en MD. Cada tira a ensayar tiene el grosor de una unidad usable y se considera como una muestra unitaria para la prueba.

Se programa el medidor de tracción para realizar una prueba de extensión, se recolecta los datos de fuerza y extensión a una velocidad de captación de 20 Hz a medida que la cruceta se eleva a una velocidad de 5.08 cm/min (2.00 pulgadas/min) hasta que la muestra se rompe. La sensibilidad a la rotura se configura a 80 %, es decir, la prueba culmina cuando la fuerza medida cae a 20 % de la fuerza pico máxima, después de lo cual la cruceta se regresa a su posición original.

La longitud de referencia se fija en 2.54 cm (1.00 pulgada). La cruceta y la celda de carga se ponen en cero. Se inserta la muestra en las empuñaduras superior e inferior abiertas, de modo que al menos 1.27 cm (0.5 pulgadas) de longitud de la muestra queden contenidos en cada empuñadura. La muestra se alinea verticalmente dentro de las mordazas superior e inferior, y después se cierra la empuñadura superior. Se verifica que la muestra esté alineada y después se cierra la empuñadura inferior. La muestra debe quedar bastante derecha entre las empuñaduras, con no más de 5.0 g de fuerza en la celda de carga. Se inicia el medidor de tracción y la recolección de información. Se repite las pruebas de manera similar para las cuatro muestras en CD y cuatro en MD.

Se programa el software para calcular los siguientes datos a partir de las curvas de fuerza (g) en función de la extensión (pulgada) preparadas: La resistencia a la tracción es la fuerza pico máxima (g) dividida por el ancho de la muestra 2.54 cm (1 pulgada) y se informa como g/pulgada con una precisión de 0.0038 N/cm (1 g/pulgada).

Se calcula la resistencia a la tracción (g/pulgada) para las cuatro muestras unitarias en CD y las cuatro muestras unitarias en MD. Se calcula un promedio para cada parámetro en forma separada para las muestras en CD y MD.

Cálculos: Relación de tracción = resistencia a la tracción en MD (g/pulgada) / resistencia a la tracción en CD (g/pulgada) Método de prueba de altura de grabado La altura del grabado se mide por medio del uso de un perfilador óptico GFM Primos comercialmente disponible en GFMesstechnik GmbH, Warthestrape 21 , D14513 Teltow/Berlín, Alemania. El perfilador óptico GFM Primos incluye un sensor compacto de medición óptica basado en la proyección digital de microespejos, que consiste de los siguientes componentes principales: a) un proyector DMD con micro espejos de 1024 X 768 de control digital directo, b) una cámara CCD de alta resolución (1300 X 1000 pixeles), c) ópticos de proyección adaptados a un área de medición de por lo menos 27 X 22 mm, y d) ópticos de registro adaptados para un área de medición de por lo menos 27 X 22 mm; un trípode de mesa basado en una placa de piedra dura pequeña; una fuente de luz fría; una computadora de medición, control y evaluación; aplicación informática de medición, control y evaluación ODSCAD 4.0, versión en inglés; y sondas de ajuste para calibración lateral (x-y) y vertical (z).

El perfilador óptico GFM Primos mide la altura superficial de una muestra por medio del uso de la técnica de proyección de patrón de espejo digital. El resultado del análisis es un mapa de altura de superficie (z) en función del desplazamiento xy. El sistema tiene un campo visual de 27 X 22 mm con una resolución de 21 mieras. La resolución de la altura debería determinarse en 0.10 a 1.00 micrón. El intervalo de altura es 64,000 veces la resolución.

Para medir la muestra de la estructura fibrosa se deberá hacer lo siguiente: 1. Se enciende la fuente de luz fría. Los parámetros en la fuente de luz fría deberían ser 4 y C, lo que debería dar una lectura de 3000K en el visor; 2. Se enciende la computadora, el monitor y la impresora y se abre el software ODSCAD 4.0 de Primos.

Se selecciona el icono para iniciar la medición ("Start easurement") de la barra de tareas de Primos y, después, se hace clic en el botón de imágenes en vivo ("Live Pie").

Se coloca una muestra de un producto de estructura fibrosa de 30 mm x 30 mm acondicionada a una temperatura de 23 °C ± 1 °C (73 °F ± 2 °F) y una humedad relativa de 50 % ± 2 % bajo el cabezal de proyección y se ajusta la distancia para lograr una mejor definición de imagen.

Se hace clic repetidamente en el botón Patrón ("Pattern") a fin de proyectar uno de los diferentes patrones de enfoque para lograr el mejor foco (la retícula del software se deberá alinear con la retícula proyectada al alcanzar el foco óptimo). Se coloca el cabezal de proyección en una posición perpendicular con respecto a la superficie de la muestra.

Se ajusta el brillo de la imagen al cambiar la apertura de la lente a través de un orificio al lado del cabezal del proyector y/o al modificar el parámetro de "ganancia" de la cámara en la pantalla. No se deberá reconfigurar la ganancia en más de 7" para controlar la cantidad de ruido electrónico. Cuando la iluminación es óptima, el círculo rojo de la parte inferior de la pantalla con la indicación "LO." se volverá verde. Se selecciona "Technical Surface/Rough measurement type".

Se hace clic en el botón para mediciones ("Measure"). Esto congelará la imagen en vivo de la pantalla y, al mismo tiempo, la imagen será capturada y digitalizada. Es importante no mover la muestra durante este tiempo para evitar que la imagen capturada pierda definición. La imagen será capturada en aproximadamente 20 segundos.

Si la imagen es satisfactoria, se guarda en un archivo de la computadora de extensión ".orne". Esto guardará, además, el archivo de imagen de la cámara con la extensión ".kam".

Para transferir los datos a la porción de análisis del software, se hace clic en el icono "clipboard/man".

Se hace clic sobre el icono "Draw Cutting Lines" (Mostrar diagrama de líneas de corte). Asegurarse de que la línea activa esté ajustada en la línea 1. Se mueve las retículas hasta el punto más bajo en el lado izquierdo de la imagen en la pantalla de la computadora y se hace clic con el mouse. Después, se deben mover las retículas al punto más bajo sobre el costado derecho de la imagen de la pantalla de la computadora sobre la línea actual y se hace clic con el mouse. Seguidamente, se hace clic en alinear ("Align") cerca del icono de puntos marcados. Se hace clic con el mouse sobre el punto más bajo de esta línea y, después, se hace clic sobre el punto más alto de ella. Se hace clic en el icono de distancia "vertical". Se registra la medición de la distancia. Después, se incrementa la línea activa a la próxima línea, y se repiten las etapas anteriores hasta que se hayan medido todas las líneas (seis (6) líneas en total). Tomar el promedio de todas las cifras registradas y si la unidad no está en mieras, convertirla a mieras (µ??). Esta cifra representa la altura del grabado. Se repite este procedimiento para otra imagen en la muestra del producto de estructura fibrosa y se toma el promedio de las alturas del grabado.

Las dimensiones y los valores descritos en la presente descripción no deben entenderse como estrictamente limitados a los valores numéricos exactos mencionados. En lugar de ello, a menos que se especifique de cualquier otra manera, cada una de esas dimensiones se referirá tanto al valor mencionado como a un intervalo funcionalmente equivalente que comprende ese valor. Por ejemplo, una dimensión descrita como "40 mm" se refiere a "aproximadamente 40 mm." Todos los documentos mencionados en la presente descripción, incluida cualquier referencia cruzada o patente o solicitud relacionada, se incorporan en la presente descripción en su totalidad como referencia, a menos que se excluya expresamente o limite de cualquier otra forma. La mención de cualquier documento no es una admisión de que constituye una materia anterior respecto a cualquier invención descrita o reivindicada en la presente o que por sí sola, o en cualquier combinación con alguna otra referencia o referencias, enseña, sugiere o describe dicha invención. Además, en el grado en que cualquier significado o definición de un término en este documento contradiga cualquier significado o definición del mismo término en un documento incorporado como referencia, el significado o definición asignado a ese término en este documento deberá regir.

Aunque modalidades particulares de la presente invención han sido ilustradas y descritas, será evidente para los experimentados en la materia que se pueden hacer diversos cambios y modificaciones sin alejarse del espíritu y alcance de la invención. Por lo tanto, en las reivindicaciones anexas se pretende cubrir todas aquellas modificaciones y cambios que queden dentro del alcance de esta invención.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples formado por medio de grabar una estructura fibrosa de hojas múltiples que comprende una primera hoja de estructura fibrosa caracterizada porque comprende una pluralidad de filamentos, y una segunda hoja de estructura fibrosa.

2. El producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples comprende uno o más grabados de elementos lineales.

3. El producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples de conformidad con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado además porque el producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples comprende uno o más grabados de puntos.

4. El producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque uno o más de los filamentos comprenden un filamento de polisacárido, preferentemente, en donde el filamento de polisacárido comprende un polisacárido seleccionado del grupo que consiste en: almidón, derivados de almidón, copolímeros de almidón, y mezclas de estos.

5. El producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el polisacárido comprende almidón, derivados de almidón, copolímeros de almidón y mezclas de estos, preferentemente, en donde el almidón comprende almidón etoxilado o almidón diluido con ácido.

6. El producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque uno o más de los filamentos de polisacárido comprende un polímero seleccionado del grupo que consiste en: alcohol polivinílico, derivados de alcohol polivinílico, copolímeros de alcohol polivinílico, quitosana, derivados de quitosana, copolímeros de quitosana, celulosa, derivados de celulosa, copolímeros de celulosa, hemicelulosa, derivados de hemicelulosa, copolímeros de hemicelulosa, gomas, arabinanos, galactanos, proteínas, y mezclas de estos.

7. El producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque uno o más de los filamentos de polisacárido comprende un polímero seleccionado del grupo que consiste en: poliacrilamida y sus derivados; ácido poliacrílico, ácido polimetacrílico y sus ásteres; polietilenimina; copolímeros fabricados a partir de mezclas de monómeros de los polímeros mencionados anteriormente; y mezclas de estos, preferentemente, en donde el polímero presenta un peso molecular promedio ponderado mayor que 500,000 g/mol, con mayor preferencia, en donde el polímero comprende poliacrilamida.

8. El producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque uno o más de los filamentos comprende un surfactante, preferentemente, en donde el surfactante comprende un surfactante sulfosuccinato.

9. El producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples presenta un peso base de 10 g/m2 a 120 g/m2.

10. El producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples comprende, además, uno o más aditivos sólidos, preferentemente, en donde al menos uno de los uno o más aditivos sólidos comprende una fibra, con mayor preferencia, en donde la fibra comprende una fibra de pasta, aún con mayor preferencia, en donde la fibra de pulpa se selecciona del grupo que consiste en fibras de pulpa de madera, fibras de pulpa de madera blanda y mezclas de estos, con la máxima preferencia, en donde la fibra de la pasta comprende una fibra de pulpa kraft de madera de coniferas del sur o una fibra de pulpa tratada químicamente.

11. El producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque en una superficie de la primera hoja de la estructura fibrosa está presente una pluralidad de los aditivos sólidos.

12. El producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque la primera hoja de la estructura fibrosa comprende, además, un material de tejido ligero conectado a la superficie de la primera hoja de la estructura fibrosa, de manera que los aditivos sólidos quedan ubicados entre el material de tejido ligero y la superficie de la primera hoja de la estructura fibrosa, preferentemente, en donde el material de tejido ligero está unido a la superficie de la primera hoja de la estructura fibrosa en uno o más sitios de unión, con mayor preferencia, en donde el uno o más sitios de unión comprende una unión térmica o una unión a presión.

13. El producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque el material de tejido ligero está unido a la superficie de la primera hoja de la estructura fibrosa por una pluralidad de sitios de unión distintos.

14. El producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples presenta una densidad menor que 0.60 g/cm3.

15. Un método para fabricar un producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes; el método comprende las etapas de: a. proporcionar un producto de papel sanitario de hojas múltiples que comprende una primera hoja de estructura fibrosa, la cual comprende una pluralidad de filamentos, y una segunda hoja de estructura fibrosa; y b. grabar el producto de papel sanitario de hojas múltiples con un rodillo de grabado calentado para formar el producto grabado de papel sanitario de hojas múltiples.