ES2291009T3 - Bandas continuas de tres capas enredadas con agua y productos hechos de ellas. - Google Patents
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Abstract
Se da a conocer un entramado realizado hidráulicamente estructurado en tres capas. Las capas superior e inferior de este entramado comprenden fibras sintéticas largas con una longitud de alrededor de 30 a 100 mm y la capa intermedia comprende fibras de celulosa con una longitud de alrededor de 1 a 8 mm. Las fibras de celulosa de la capa intermedia se pueden sustituir óptimamente parcial o totalmente con fibras cortas sintéticas u otras fibras naturales que tengan una longitud de alrededor de 1 a 27 mm. Estos entramados realizados hidráulicamente son útiles en la fabricación de toallas, paños húmedos, paños industriales y batas sanitarias.
Description
Bandas continuas de tres capas enredadas con
agua y productos hechos de ellas.
Esta invención se refiere a bandas continuas
novedosas enredadas con agua estructuradas en un emparedado de tres
capas que tienen fibras sintéticas largas en la capa superior e
inferior y pasta de madera cortas (fibra celulósica), otra fibra
natural corta, fibra sintética corta o mezclas de fibras celulósicas
cortas, otra fibra natural corta y fibra sintética corta en la capa
intermedia. Las bandas continuas de la invención tienen sensación
táctil y propiedades de productos de 100% fibra sintética mucho más
costosos mientas que comprenden un porcentaje en peso de pasta de
madera o fibra celulósica referida de entre 40 y 90.
La técnica anterior no ha utilizado un banda
continua estructurada en tres capas que tenga dos capas exteriores
que comprendan fibras sintéticas largas mientras que la capa interna
comprenda fibras celulósicas cortas. El porcentaje en peso de la
fibra celulósica es de hasta 90 por ciento en peso y de este modo
utilizando la invención se obtienen bandas continuas de tres capas
que tienen la sensación táctil de las bandas continuas de fibra
sintética caras a la vez que se tienen una estructura de coste que
se aproxima a las bandas continuas celulósicos de fibra corta
regulares.
La invención satisface una necesidad urgente de
un producto de bajo coste que tenga una buena sensación táctil. La
técnica anterior representativa incluye las siguientes Patentes de
Estados Unidos: Hagy y otros 4.775.579; Suskind y otros 4.808.467;
Israel y otros 4.902.564; Austin y otros 5.026.587, Homonoff y otros
5.151.320; Manning 5.246.772; Quantrille y otros 5.393.599; Austin
y otros 5.413.849; y Griesbach y otros 5.587.225.
El documento
EP-A-0963745 que representa la
técnica anterior de acuerdo con el Artículo 54 (3)/(4) EPC expone
una estructura de emparedado de tres capas enredadas con agua en la
cual las capas exteriores comprenden bandas continuas formadas de
fibras termoplásticas >60 mm. La capa de núcleo comprende fibras
hidrofílicas, particularmente fibras celulósicas que tienen una
longitud típica de 38 mm o menor.
Ninguna de las referencias de la técnica
anterior citadas anteriormente sugieren o exponen la banda continua
novedosa enredada con agua estructurada en un emparedado de tres
capas que tiene fibras sintéticas largas en la parte superior e
inferior y fibras celulósicas cortas o fibras sintéticas
opcionalmente cortas en la capa intermedia. Ninguna de las
referencias sugiere el presente producto que tiene la sensación
táctil excelente de las fibras sintéticas caras a la vez que
mantiene la estructura de bajo coste similar a los productos de
pasta de madera.
La presente invención es un producto laminar que
tiene un rendimiento y sensación táctil superiores y el coste se
atribuye a los productos expuestos en la técnica anterior.
El enredamiento con agua es bien conocido en la
industria como una forma de unión de las fibras juntas sin
aglomerante. Funciona a través de un proceso que enreda las fibras
individuales dentro de la banda continua mediante el uso de chorros
de agua de alta energía. Las bandas continuas fibrosas pasan debajo
de cabezas distribuidoras especialmente diseñadas con orificios
separados de forma próxima que dirigen chorros de agua a presión de
hasta 150 MPa (150 bar) y mayores. La energía transmitida por estos
chorros de agua mueve y recoloca las fibras en la banda continua en
una multitud de direcciones. Al escapar las fibras de la presión de
los chorros de agua, se mueven en cualquier dirección de forma
libre. En el proceso de movimiento, se enredan unas con otras
proporcionando resistencia de unión significativa a las bandas
continuas fibrosas, sin utilizar agentes de unión químicos.
La técnica anterior en enredamiento con agua ha
sido enfocada principalmente a substratos fibrosos preparados o
bien con procesos de tendido en húmedo, o bien mediante procesos de
tendido en seco. En procesos de tendido en húmedo (mostrados en la
Figura 1), las materias primas utilizadas son típicamente pasta
celulósica o de madera, mezclada con algunas otras fibras naturales
o sintéticas. La longitud típica de las fibras de pasta de madera
celulósicas es de 1-3 mm. Aunque las fibras de pasta
de madera celulósicas representan una materia, prima de bajo coste,
la longitud de la fibra es demasiado corta para adquirir mucha
ventaja del enredo con agua. Las longitudes de fibra natural o
sintética están todavía limitadas por la capacidad de las máquinas
de papel de tendido en húmedo para manipular y conformarlas en una
banda continua. Una máquina de tendido en húmedo típica puede
utilizar longitudes de fibra natural o sintética comprendidas entre
1 y 12 mm. Máquinas especialmente diseñadas y que utilizan aditivos
selectivos pueden ser capaces de procesar fibras sintéticas que
tengan una longitud de hasta 27 mm. Aunque las bandas continuas
fibrosas formadas a partir de longitudes de fibra de
6-12 mm presentan una ventaja significativa sobre
las fibras de pasta de madera cortas cuando llega el enredo,
todavía no alcanzan las ventajas de las bandas continuas formadas
por los procesos de tendido en seco, tales como el cardado que
utilizan fibras de 35 a 45 mm y más largas. Aunque los expertos en
la técnica han argumentado que son los extremos de las fibras los
que se enredan, y por tanto se podría pensar que las fibras más
cortas trabajarían mejor que las fibras más cortas, también se ha
mostrado fácilmente que se prefiere aproximadamente
35-45 mm de longitud de fibra para la máxima
adquisición de resistencia por enredamiento.
En el caso de productos no tejidos de tendido en
húmedo, que constan de fibras de pasta de madera celulósicas y
fibras sintéticas, los beneficios para los procesos son
principalmente las ventajas en el coste de fibras de pasta de
madera de bajo coste empleadas. Pero la principal desventaja es el
hecho de que las fibras cortas necesariamente utilizadas reducen
la resistencia final total del producto enredado con agua. En el
caso de bandas continuas cardadas enredadas con agua, las fibras
sintéticas largas producen resistencia y sensación táctil
superiores en los productos finales, pero el coste de una materia
prima de fibra totalmente sintética es a menudo prohibitivo.
Con el fin de reducir el coste de los productos
cardados o tendidos en seco enredados con agua, la técnica anterior
ha recurrido a añadir una hoja de papel a una banda continua
cardada, y enredar con agua los dos juntos. Este proceso reduce el
coste de materiales total del producto final, y produce un producto
que es más fuerte que el producto enredado con agua tendido en
húmedo, y es más débil que el producto cardado terminado de fibra
larga totalmente sintética.
Sin embargo, existen todavía algunos
distanciamientos significativos en la realización y/o coste de estos
productos. Se ha mostrado que cuando el papel es tendido en la
parte superior de una banda continua no tejida y sometida a enredo
con agua, hay una pérdida significativa de fibra de pasta de madera
debido a la salpicadura causada por el impacto directo de los
chorros de agua. Además de ha mostrado que cuando se utiliza el
papel como la capa inferior del producto laminar, las fibras de
pasta de madera son impulsadas dentro del soporte o cable
portador, lo cual causa no sólo la pérdida de fibra del producto,
sino que también obstruye el cable, haciendo el sistema inoperable.
También se ha encontrado además que las bandas continuas producidas
a partir de una estructura de tres capas de esta clase de términos
con sensación táctil por dos lados. Hablando en términos generales,
los productos no tejidos enredados con agua son utilizados para
remplazar productos de ropa tejidos o bandas continuas, y una
sensación táctil por dos lados se percibe como un producto de
calidad menor, limitando por tanto las ventas o materias primas de
tales productos.
En la presente invención, se ha tenido que
resolver la pérdida de fibras de pasta celulósicas, evitando la
obstrucción del cable portador, y proporcionando un producto final
que es ventajoso en coste y no tiene diferencia de sensación táctil
lado con lado. En la presente invención, se añade las fibras de
pasta de madera cortas como una hoja de papel o una banda continua
formada tendida al aire en el medio de la estructura de tres capas.
Utilizando materiales sintéticos de fibra larga (40mm o más), como
dos capas exteriores, se ha podido maximizar la sensación táctil
deseable asociada con los productos sintéticos comparada con la
pasta de madera. Mediante el emparedado de la pasta de madera entre
las dos capas sintéticas, se ha podido reducir al mínimo la pérdida
de fibras de pasta de madera en el proceso de enredamiento con agua.
Y emparedando las fibras de pasta de madera en el medio de la hoja,
se ha podido utilizar una variedad más amplia de pasta de madera de
bajo coste, tal como fibras recicladas, debido a que la falta de
estética visual de la pasta de madera queda enmascarada. Y
utilizando materiales sintéticos de fibra larga se ha podido
conseguir propiedades de resistencia superiores cuando se compara
con los productos fabricados a partir del proceso de tendido en
húmedo.
La invención se refiere a bandas continuas
enredadas con agua, en una estructura de emparedado de tres capas
de buena sensación táctil, bajo coste y baja diferenciación de
caras.
En particular, la presente invención se refiere
a una banda continua enredada con agua en una estructura de tres
capas que presenta baja diferenciación de caras y buena sensación
táctil que tiene (1) fibras sintéticas largas en la capa inferior
(2) fibras seleccionadas a partir de (a) fibras celulósicas cortas,
(b) una mezcla de celulósicas cortas y opcionalmente (b1)
sintéticas cortas o (b2) otras fibras naturales en la capa
intermedia en la que las fibras sintéticas en las capas exteriores
tienen una longitud comprendida entre 40 y 100 mm y la fibras
celulósicas de la capa intermedia tienen una longitud de 1 a 8 mm y
las sintéticas cortas opcionales o otras fibras naturales tienen
una longitud de 1 a 27 mm y las fibras celulósicas están
seleccionadas a partir de pasta de madera o algodón.
Además, la presente invención se refiere a un
proceso para la fabricación de la banda continua enredada con agua
de tres capas de la presente invención.
Las realizaciones preferidas son evidentes de
las reivindicaciones dependientes.
La gran ventaja de la presente banda continua de
tres capas es que comprende entre un 40 y 90 por ciento en peso de
fibra celulósica y sólo entre 10 y 60 por ciento en peso de fibras
sintéticas a la vez que tiene una sensación táctil y otras
propiedades óptimas de una banda continua totalmente sintética. La
presente invención ha respondido una larga necesidad sentida en la
técnica de un producto que tenga las propiedades de las fibras
sintéticas a la vez que tenga las ventajas de estructura de coste de
los productos derivados de la pasta de madera o fibra
celulósica.
La Figura 1 ilustra un proceso de fabricación de
banda continua enredada con agua tendido en húmedo de la técnica
anterior.
La Figura 2 ilustra un proceso de fabricación de
banda continua de tendido en húmedo sin enredamiento.
La Figura 3 ilustra un proceso de tendido en
seco, tal como una línea de cardado.
\newpage
La Figura 4 representa un proceso de línea de
fuera de línea adecuado para producir una banda continua de dos
capas de la técnica anterior mediante la combinación y el
enredamiento con agua de las bandas continuas formadas de acuerdo
con los procesos descritos en las Figuras 2 y 3.
La Figura 5 ilustra un proceso de fuera de línea
utilizado en la producción de la banda continua de tres capas de la
invención.
La Figura 6 ilustra un proceso en línea para
producir la banda continua de tres capas de la invención.
La Figura 7 ilustra un proceso en línea para la
fabricación de la banda continua enredada con agua de tres capas de
esta invención.
La Figura 8 ilustra un proceso para producir la
banda continua enredada con agua de tres capas de esta
invención.
La Fig. 9 ilustra la construcción de la banda
continua enredada con agua de tres capas de esta invención.
Se ha inventado una banda continua enredada con
agua estructurado en un emparedado de tres capas que presenta baja
diferenciación de caras y buena sensación táctil. La banda continua
tiene fibras sintéticas largas en las capas superior e inferior, y
la capa intermedia está ocupada por fibras celulósicas cortas o una
mezcla de fibras celulósicas cortas y opcionalmente fibras
sintéticas cortas u otras fibras naturales, en el que las fibras
sintéticas de las capas exteriores tienen una longitud comprendida
entre 40 y 100 mm y la fibra celulósica del medio tiene una
longitud comprendida entre 1,9 y 8,0 mm y las fibras sintéticas
cortas opcionalmente añadidas u otras fibras naturales tienen una
longitud de 1 a 27 mm, preferiblemente 6 a 27 mm. Las fibras
habituales tienen una longitud comprendida entre 1 y 3 mm. La gran
ventaja de la presente banda continua de tres capas sobre los
productos de la técnica anterior es que se puede obtener la calidad
de las fibras sintéticas a la vez que se tiene una banda continua
compuesta por un 40 a 90 por ciento en peso de fibras celulósicas
baratas tales como pasta de madera o fibra reciclada.
Preferiblemente la banda continua comprende entre un 60 y un 80 por
ciento en peso de fibras celulósicas. En una realización
alternativa, la banda continua enredada con agua de tres capas de
esta invención tiene como capa intermedia fibras sintéticas cortas
que comprenden entre el 20 y el 100 en peso, preferiblemente entre
el 20 y el 80 por ciento en peso de la capa intermedia de la capa
intermedia. De manera ventajosa, la banda continua enredada con agua
de tres capas de esta invención es convertida en una toalla, paños
húmedos, paños industriales y trajes médicos. Las fibras sintéticas
adecuadas incluyen poliolefinas, celulosa regenerada, polietilenos,
polipropilenos, poliésteres, polimidas poliamidas, polímeros
inorgánicos, polímeros de sílice, fibras de carbón o mezclas de
éstas. Las fibras celulósicas incluyen pasta de madera y cartón.
Una fibra natural adecuada es la lana.
La Tabla 1 ilustra los beneficios de resistencia
de los productos enredados con agua que utilizan fibras sintéticas
largas. Las muestras 2, 4, 6 y 25 son productos competitivos
encontrados en el mercado. La muestra 2 tiene las fibras sintéticas
más largas encontradas en el muestreo, y tiene una materia prima de
100% fibra sintética. Comparados con las muestras de la invención
(H x 4A, H x 5 y H x 10), los valores de tensión MD más bajos y de
resistencia de estallido en húmedo de la muestra 2 son debidos a la
longitud de la fibra sintética más corta. La muestra 4 tiene
incluso longitudes de fibra sintética más cortas, similares a las
normalmente asociadas con el proceso de tendido en húmedo, y en esa
muestra se ha utilizado un 5% de una fibra bicomponente para
intentar conseguir resistencia adicional. La muestra 4 ilustra el
resultado de deterioro del efecto de resistencia del producto
enredado con agua ejercido por la pasta de madera de fibra corta. La
muestra 4 que contiene un 5% de bico de resistencia adicional, y
que contiene también un 44% de pasta de madera, consiguió
resistencias comprables a la muestra 2, pero sólo en un incremento
de peso básico de más de 87%. Esto confirma claramente confirma el
efecto negativo en la resistencia de la banda continua causado por
la pasta de madera de fibra corta. La muestra nº 6, que contiene un
73% de pasta de madera, tiene un peso básico mucho más elevado para
superar el efecto perjudicial de las propiedades de resistencia
ejercidas por la fibra celulósica de longitud corta tal como pasta
de madera. La muestra nº 25 con un 70% de pasta de madera, pero un
peso básico significativamente inferior, muestra una pérdida de
resistencia muy grande.
Las muestras H x 4A, H x 5 y H x 10, de las
cuales todas representan la estructura de tres capas de la invención
muestran claramente que las fibras sintéticas largas, cuando se
utilizaron con contenidos de pasta de madera de
60-70%, todavía presentaban resistencias superiores.
Y además el ensayo de panel entre propiedades de dos y tres capas
de materia prima comparable y resistencia confirma que los
consumidores siempre prefirieron la estructura de tres capas de la
invención por su sensación táctil.
Las fibras celulósicas utilizadas para formar la
banda continua de la presente invención incluyen fibras recicladas
y/o fibras celulósicas comúnmente referidas como fibras de pasta de
madera liberadas en el proceso de formación de pasta a partir de
madera blanda (arboles gimnospermos o coníferas) y maderas duras
(árboles angiospermos y de hoja caduca). Las fibras celulósicas
procedentes de diversos orígenes se pueden utilizar para formar la
banda continua de la presente invención incluyendo fibras no de
madera liberadas de la caña de azúcar, bagazo, hierba de sabai,
caña de arroz, hojas de plátano, mora de papel (por ejemplo fibra
blanda) hojas de abaca, hojas de piña, hojas de hierba de esparto y
fibras procedentes de género Hesperaloe de la familia de la
Agavaceae. También se pueden utilizar en la presente invención
fibras que contengan cualquiera de las fuentes de fibra anteriores
en diferentes porcentajes. Fibras adecuadas se exponen en las
Patentes de Estados Unidos Nº 5.320.710 y 3.620.911.
Las fibras celulósicas se pueden liberar a
partir de sus materiales de fuente mediante uno cualquiera de los
numerosos procesos de generación de pasta químicos con los que un
experto en la técnica está familiarizado incluyendo generación de
pasta por sulfato, sulfito, pilisulfito o sosa, etc. La pasta se
puede blanquear si se desea mediante medios químicos que incluyen
el uso de cloro, dióxido de cloro, oxígeno, etc. Además, las fibras
de fabricación de papel se pueden liberar de su material fuente
mediante uno cualquiera de los numerosos procesos de generación de
pasta mecánicos/químicos con los que esté familiarizado un experto
en la técnica incluyendo generación de pasta mecánica, generación
de pasta termomecánica, y generación de pasta
quimicotermomecánica.
Estas pastas mecánicas se pueden blanquear, si
se desea, mediante un cierto número de esquemas de blanqueo
familiares que incluyen blanqueo con peróxido alcalino y ozono. El
tipo de material prima es menos crítico que en el caso de los
productos de la técnica anterior. En nuestro proceso las maderas
duras gruesas y las maderas blandas y cantidades significativas de
fibras recicladas se pueden utilizar para cera los productos
útiles.
La Figura 1 ilustra un diseño representativo de
una banda continua fibrosa de tendido en húmedo con enredamiento
con agua en línea. Las fibras son abiertas, tratadas, mezcladas,
diluidas y refinadas como sea necesario en el proceso identificado
con (50). Desde este sistema terminan en la caja de cabeza (51) la
cual deposita las fibras en una mesa de conformación y un cable de
conformación (52). La mesa de conformación y el cable de
conformación (52) pueden ser de un cierto número de diseños
variados. Después de la conformación, la banda continua es entonces
sometida a los chorros de agua de enredamiento con agua en (53). El
enredamiento con agua no se hace necesariamente sobre el cable de
conformación, sino que se requiere un cable portador de algún tipo.
Dependiendo de las propiedades de la banda continua final deseadas
puede ser necesario pasar la banda continua bajo múltiples cabezas
de enredamiento con agua, y/o puede ser deseable girar la banda
continua y volver a enredar desde el lado de fuera. Después del
enredamiento final, la banda continua es secada (54) en cualquier
número de oportunidades de secado convencional, tales como secadores
de lata que pueden ser calentados con vapor, TAD (a través de
secado de aire), Calor Radiante (tal como Infrarrojo) y similares. Y
finalmente, la banda continua es tejida hasta formar un rollo
padre (55) para el almacenamiento o posterior procesamiento, corte,
etc. El proceso mostrado en al Figura 1 utiliza la combinación en
línea de pasta de madera u otras fibras naturales, y sintéticas
cortas (6-27 mm) u otras fibras naturales mezcladas
juntas antes de que la banda continua sea formada.
La Figura 2 ilustra un diseño representativo de
una operación de fabricación de papel de tendido en húmedo sin
enredamiento con agua. Las fibras de pasta de madera son separadas,
tratadas, mezcladas, diluidas y refinadas como sea necesario en el
proceso identificado como (60). Desde allí sin transportadas a la
cabeza de conformación (61) en donde son depositadas sobre el cable
de conformación (62). De nuevo, el diseño de la cabeza de
conformación y el diseño de la mesa de conformación pueden ser de
cualesquiera tecnologías convencionales. La banda continua es
después secada en algún tipo de secadora convencional (63) y tejido
hasta formar un rollo padre (64). En la Figura 2, este rollo de
papel es después transportado a una instalación, en la que es unido
con una banda continua no tejida tendida en seco, tal como una
banda continua portadora, a través de un proceso de enredamiento con
agua.
La Figura 3 ilustra una vista representativa de
una operación de tendido en seco típica tal como una línea de
cardado. La banda continua formada en este tipo de proceso utiliza
las fibras sintéticas más largas (40 a 100 mm, o más largas tal
como 54 a 100 mm), y es esta banda continua la que formaría las dos
capas exteriores de la invención. En la Figura 3, el flujo del
proceso es tal que esta banda continua es enredada previamente
antes de su inclusión dentro de la estructura final de tres capas y
después procesada con el enredamiento con agua de
off-línea. Si un enredamiento con agua final de
fuera de línea se utiliza y las bandas continuas sintéticas no son
enredadas previamente, su resistencia integral debe ser al menos
parcialmente desarrollada de alguna otra manera se facilite que la
banda continua sea tejida dentro del proceso de su fabricación
inicial, y después desenrollado en un tiempo posterior en el
proceso de unión de las banda continuas de tres capas juntas y
hacer el enredamiento con agua final. Si enredamiento con agua no se
utiliza, algunas alternativas aceptables de desarrollo de
resistencia son un unión con resina ligera (típicamente látex) un
tipo menos severo de enredamiento con agua conocido en la industria
como apertura, o una intercalación de la banda continua floja no
unido con una hoja de papel portador. En la Figura 3, las fibras
sintéticas son previamente abiertas en el abridor de bala (70).
Después son transportadas al abridor fino (71). Aquí el proceso de
abertura se continua más hasta que las fibras están separadas y
desagrupadas suficientemente para el procesado y conformación
finales. Las fibras son después transportadas al suministro por
conducto de bajada (72) que las introduce a una velocidad y volumen
uniformes en el rodillo de suministro (72) y después el rodillo
tomador (74) para transferir las fibras de una manera separada,
uniforme y controlada al cilindro principal (75). Aquí son peinadas
y desprendidas del rodillo principal (75) por el trabajador y los
rodillos desprendedores (76). La banda continua es después
transferida al rodillo descargador (77). Desde el rodillo
descargador (77) la banda continua es pelada por el rodillo
pelador (78). En la Figura 3 la etapa de procesamiento siguiente
mostrada es el enredamiento con agua (79). Después del enredamiento
con agua previo (79) la banda continua es secada (80) y tejido para
formar un rollo padre (81). Si, como se ha establecido
anteriormente, la banda continua no tejida no es enredada
previamente y el proceso de enredamiento con agua final es fuera de
línea desde la línea de conformación de banda continua no tejida,
la etapa de enredamiento con calentamiento previo (79) sería
remplazada por algún otro tipo de unión, tal como unión con resina
o apertura. En ambos casos, la posición de proceso relativa de la
otra unión sería la misma en la que seguiría la conformación de
banda continua y estaría seguida por el secado (80). Una excepción
a esto sería si la banda continua fuera pinchada con aguja para
añadir resistencia. El punzonamiento de aguja es un proceso
totalmente en seco, y no sería necesario secado después.
Otros procesos, tales como hilatura en fusión,
unión hilada y conformación conjunta también podrían proporcionar
una banda continua de base de fibra larga para utilizar en
enredamiento con agua, pero el proceso más común es el cardado,
como se muestra en la Figura 3.
La Figura 4 ilustra un proceso de fuera de línea
para la unión y enredamiento con agua de las bandas continuas
formadas mediante los procesos mostrados en las Figuras 2 y 3. Este
proceso produce una banda continua de alta diferenciación de caras
de dos capas de la técnica anterior. En este proceso, el rollo del
producto no tejido (81) tendido en seco de fibra larga como se ha
descrito en la Figura 3 es desenrollado sobre un cable portador o
respaldo de apoyo. Un rodillo de papel (64), como se ha descrito en
la Figura 2 es desenrollado sobre la parte superior del producto no
tejido sobre una mesa de soporte o de alguna manera similar (Figura
4, 91), Las dos bandas continuas juntas son entonces pasadas por
debajo de una cabeza o cabezas de enredamiento con agua (90) a
través de un sistema secador (92) y finalmente enrollados en un
rollo padre (92).
El producto no tejido de fibra larga (81) de la
Figura 1 puede ser enredado previamente, como se mostraría en la
Figura 3, o puede ser ligeramente unido mediante unión o apertura
con resina o puede ser intercalado con un papel portador con el fin
de dar suficiente resistencia e integridad para el proceso de
desenrollado y transferencia.
El flujo de proceso de la Figura 3 podría
también servir para ilustrar una forma en línea parcial de fabricar
un producto de dos lados de la técnica anterior. El papel (Figura 2,
64) se podría añadir después del rodillo pelador (78) y antes del
enredamiento con agua (79).En este caso, el enredamiento con agua
(79) llegaría a ser el enredamiento primario en lugar de un
enredamiento previo. O, si se desea enredamiento previo, entonces
el papel podría ser añadido después del enredamiento previo (79)
pero antes del enredamiento y el subsiguiente secado (80).
El enredamiento adicional o enredamiento desde
el otro lado de la banda continua también se podría utilizar, pero
el enredamiento desde el otro lado de la banda continua incrementa
el potencial para la pérdida de fibras y la obstrucción del cable
portador.
Las bandas continuas de enredamiento con agua
fabricadas mediante estos procesos representan básicamente el
estado de la técnica en la cual se hace un producto de dos capas,
pero que tiene una sensación de dos lados y que contribuye a una
pérdida de fibra de papel significativa cuando se pone en práctica
el proceso.
La Figura 5 ilustra un proceso de fuera de línea
utilizado en la fabricación de la invención. En este caso, el
rodillo de productos no tejidos de fibra larga (81) es desenrollado
sobre un cable portador (91). Un rollo de papel (69) es después
desenrollado sobre la parte superior (81), y después un segundo
rollo de producto no tejido (81) es desenrollado sobre la parte
superior del papel (69), emparedando de manera efectiva el papel
entre las dos capas de producto no tejido. Esta estructura de tres
capas es después sometida a un enredamiento con agua (90) con una o
múltiples cabezas y desde uno o ambos lados. Y el producto de
enredamiento con agua es después secado (92) y enrollado en un
rollo padre final (104). Este producto de la presente invención es
superior porque tiene sensación táctil uniforme mejorada en los dos
lados y tiene la reducción de coste relacionada con el uso de pasta
de madera en la capa intermedia, a la vez que también conserva
muchas de las fibras de pasta de madera en la capa interior mientas
que pasa por el estado de enredamiento con agua.
La Figura 6 muestra la presente invención como
un proceso en línea mediante el cual son fabricadas las bandas
continuas cardadas tendidas en seco y la banda continua de papel es
añadida directamente en línea dentro del flujo del proceso. En este
caso, las bandas continuas no tejidas y la banda continua que forma
el equipamiento se hacen de la misma manera que en la Figura 3.
Después de la retirada de las bandas continuas no tejidas del
rodillo pelador NW1 (78), el rollo de papel (69) es desenrollado
sobre la parte superior de la banda continua tejida.
Inmediatamente después de esta etapa, la segunda banda continua no
tejida se toma del rodillo pelador NW2 (78), formada y es tendida
sobre la banda continua de papel, y el compuesto de 3 capas es
enredado con agua (79) y secado (80) y enrollado en un rollo padre
(104). Las configuraciones de proceso alternativo incluyen enredar
previamente la banda continua NW 1 y/o NW2 después de sus rodillos
peladores (78) pero antes de la adición del papel (69) con el fin
de desarrollar una resistencia superior con mínimos requisitos de
energía para las capas de fibra sintéticas largas.
La Figura 7 ilustra un proceso en línea mediante
el cual las bandas continuas cardadas tendidas en seco son
fabricadas y por el cual las fibras de pasta de madera son añadidas
a través de un proceso de productos no tejidos de tendido en aire.
La banda continua sintética de fibra larga es primero formada de
manera convencional a través de un proceso NW1 como se mostró
anteriormente y se realizó en el cable de conformación (125). La
pasta de madera (120) es suministrada en el moledor de martillo
(121) en el cual las fibras son separadas individualmente y
enviadas a través de un ventilador de transporte (122) a las cabezas
de conformación (123). Las fibras son sopladas a través de las
cabezas de conformación (123) sobre la banda continua no tejida
desde NW1 ya sobre el cable de conformación (125), y la formación
es asistida por una succión de vacío (124) debajo del cable de
conformación (125). Los segundos productos no tejidos de fibra larga
procedentes de NW2 son tendidos debajo sobre la parte superior de
la banda continua de compuesto no tejido de fibra larga/pasta de
madera, y la estructura de tres capas es hecha pasar a través de la
estación de enredamiento con agua (79), secado (80), enrollado en
un rollo padre (105). Se muestran múltiples cabezas de conformación
(123) y vacíos (124) pero también es aceptable una única cabeza y
vacío, dependiendo de las velocidades de línea del proceso, pesos
básicos requeridos, y capacidades de conformación del sistema. Las
bandas continuas no tejidas en NW1 y/o NW2 también pueden estar
sometidos a enredamiento previo siguiente a la retirada de sus
rodillos peladores (NW78) y antes de la adiciona de fibras de pasta
de madera sobre el cable de conformación (125).
La Figura 8 ilustra un proceso en el cual las
banda continuas no tejidas son primero formadas fuera de línea (con
enredamiento previo o algún otro tipo de unión) y después
desenrolladas dentro del proceso para formar las capas superior e
inferior en la estructura de tres capas. Aquí, la banda continua no
tejida (81) es desenrollada sobre el cable de conformación de
tendido al aire (125) en el que las fibras de pasta de madera (120)
que han sido molidas con martillo (121) y alimentadas con
ventilador (122) a las cabezas de conformación (123) son
depositadas en la parte superior de la banda continua no tejida con
la ayuda del asistente de vacío (124). Después de esto, una segunda
banda continua no tejida (81) es tendida sobre la parte superior de
las fibras de pasta de madera, y el compuesto es entonces enredado
con agua (79) y enrollado en un rollo padre (105). Como antes,
cualquier número de variaciones de proceso pueden ser fácilmente
utilizados por los expertos en la técnica, pero el concepto de
estructura de tres capas con sensación táctil mejorada y coste bajo
que tiene fibras sintéticas sobre las capas superior e inferior y
pasta de madera o fibra reciclada en la capa intermedia en la que
la fibra celulósica comprende aproximadamente entre el 60 y el 90
por ciento en peso de la estructura de tres capas es la realización
preferida de la presente invención.
La Figura 9 muestra una vista lateral de la
construcción de la invención. La capa superior está hecha a partir
de fibras sintéticas largas tendidas en seco. Los intervalos de
longitud de fibra sintética típicos están comprendidos entre 40 mm
y 80 mm, preferiblemente entre 45 mm y 80 mm.
La capa intermedia está hecha a partir de pasta
de madera de fibra corta. Las longitudes de fibra típicas están
comprendidas entre 1 y 3 mm. Para necesidades de productos
específicas, puede ser ventajoso incorporar algunas fibras
sintéticas cortas cortadas y/o otras fibras naturales en esta capa
también, pero si se añade dentro del sistema de productos no
tejidos tendidos al aire de la conformación de bandas continuas, las
longitudes de fibra máxima de estas sintéticas cortas estarían
entre 6 y 8 mm. Si la capa intermedia de la estructura está formada
off-línea, opcionalmente la capa intermedia puede
ser producida a partir del sistema de productos no tejidos de
tendido en aire como se ha descrito en la Figura 1. De esta manera,
es posible introducir algunas fibras sintéticas largas
(6-27 mm) en la capa intermedia, mientras se
mantiene la pasta de madera en esta capa. La adición de fibras
sintéticas reduce la eficacia del coste, pero podría añadir mejoras
de propiedades requeridas para algunas aplicaciones especiales. La
capa inferior comprendería sintéticos de fibra larga (40 a 45 y
hasta 80 mm). El compuesto de tres capas es después enredado con
agua conjuntamente lo que impulsa las fibras más largas desde la
parte superior e inferior dentro de la parte intermedia de la banda
continua y también las reorienta para afectar a la relación de
resistencia total MD/CD. En este proceso de enredamiento con agua,
las fibras de pasta de madera son también recolocadas, pero
contribuirían poco a la resistencia total, ya que son demasiado
cortas para añadir resistencia significativa. Además, la capa
inferior de las fibras sintéticas actúan como un tipo de fibra para
evitar que la pasta de madera sea impulsada a través de la hoja y
dentro del chorro de desecho. La capa superior de fibras sintéticas
actúa como un filtro y un amortiguador para evitar que la pasta de
madera sea salpicada fuera de la banda continua cuando los chorros
de agua inciden sobre ella. El efecto neto es que una estructura de
tres capas está hecha con los beneficios de la pasta de madera en
cuanto al coste; con los máximos beneficios de la retención de pasta
de madera en el proceso de enredamiento con agua con respecto al
coste; y con los máximos beneficios de sensación táctil y baja
diferenciación de caras y resistencia a partir de las fibras
sintéticas en el exterior de la banda continua.
La expresión "baja diferenciación" como se
ha utilizado aquí se entiende por los expertos en la técnica que
significa que no existe diferencia sustancial entre las texturas de
los lados opuestos de una estructura de bandas continuas. En este
sentido, "baja diferenciación de caras" se expone en nuestro
documento EP-A-067 5225.
Claims (17)
1. Una banda continua enredada con agua
estructurada en emparedado de tres capas que presenta baja
diferenciación de caras y buena sensación táctil que tiene (1)
fibras sintéticas largas en las capas superior e inferior y (2)
fibras seleccionadas a partir de (a) fibras celulósicas, (b) una
mezcla de celulósicas cortas y opcionalmente, (b1) sintéticas
cortas o (b2) otras fibras naturales en la capa intermedia en el que
las fibras sintéticas en las capas exteriores tienen una longitud
comprendida entre 40 y 100 mm y la fibra celulósica de la capa
intermedia tiene una longitud de 1 a 8 mm y las sintéticas cortas u
otras fibras naturales tienen una longitud de 1 a 27 mm y las
fibras celulósicas son seleccionadas a partir de pasta de madera y
algodón.
2. La banda continua enredada con agua de tres
capas de la reivindicación 1 en la que las sintéticas cortas
opcionales u otras fibras naturales tienen una longitud de 6 a 27
mm.
3. La banda continua enredada con agua de tres
capas de la reivindicación 1 en la que entre en 40 y el 90 por
ciento en peso de la banda continua comprende las fibras
celulósicas.
4. La banda continua de la reivindicación 2 en
la que entre el 60 y el 80 por ciento en peso de la banda continua
comprende fibras celulósicas.
5. La banda continua enredada con agua de la
reivindicación 1 en la que la capa intermedia comprende entre un 20
y 100 por ciento en peso de sintéticas cortas u otras fibras
naturales.
6. La banda continua enredada con agua de la
reivindicación 5 en la que la capa intermedia comprende entre el 20
y el 80 por ciento en peso de sintéticas cortas y otras fibras
naturales.
7. La banda continua enredada con agua de la
reivindicación 3 en la que las fibras celulósicas cortas tienen una
longitud de 1 a 3 mm.
8. La banda continua enredada con agua de la
reivindicación 1 con forma de toalla, de paños, paños industriales o
trajes médicos.
9. La banda continua de la reivindicación 1, en
la que la fibra sintética es seleccionada a partir de un grupo que
consta de poliolefinas, polietilenos, polipropilenos, poliésteres,
celulosa regenerada, poliamidas, polimidas, polímeros inorgánicos,
polímeros de sílice, fibras de carbono y mezclas de éstas.
10. La banda continua enredada con agua de la
reivindicación 1, en la que la capa intermedia es una banda
continua no tejida tendida al aire, una banda continua de papel
convencional tendida al aire, o una banda continua no tejida
tendida en húmedo.
11. La banda continua enredada con agua de la
reivindicación 1, en la que las capas exteriores son producidas por
un proceso de cardado, de soplado en fusión, de unión hilada o de
conformación.
12. La banda continua de la reivindicación 1, en
la que las capas comprenden 0-80% de pasta de
madera, y 20-100% de fibras sintéticas cortas.
13. La banda continua de la reivindicación 1, en
la que las fibras de celulosa son seleccionadas a partir de pasta
de madera o algodón y mezclas de éstas.
14. La banda continua de la reivindicación 1, en
la que las otras fibras naturales son madera.
15. La banda continua enredada con agua de la
reivindicación 3, en la que las fibras naturales cortas tienen una
longitud de 1-27 mm.
16. Un proceso para la fabricación de una banda
continua enredada con agua de tres capas de acuerdo con las
reivindicaciones 1 a 15, en el que las capas externas están
fabricadas mediante procesos de cardado, de soplado en fusión, de
unión hilada o de formación conjunta.
17. El proceso de acuerdo con la reivindicación
16, en el que la capa interior está fabricada mediante un proceso
de fabricación de papel de tendido en húmedo, un proceso de
productos no tejido de tendido en húmedo, o un proceso de tendido
al aire.
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