ES2305368T3 - Tisu estampado en relieve que tiene fibras superficiales sueltas y metodo para su produccion. - Google Patents

Tisu estampado en relieve que tiene fibras superficiales sueltas y metodo para su produccion. Download PDF

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Klaus Hilbig
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Abstract

Un papel tisú (13) que comprende fibras de celulosa teniendo dicho tisú una primera y una segunda superficies, teniendo dicho tisú un diseño estampado en relieve, teniendo dicho diseño estampado en relieve regiones elevadas (6) rodeadas de regiones hundidas (5) sobre dicha primera superficie en donde estas regiones coinciden con las respectivas regiones opuestas sobre la segunda superficie de dicho tisú, teniendo dichas primera y segunda superficies fibras extendidas (7) de celulosa teniendo dichas fibras extendidas (7) de celulosa un primer y un segundo extremos, estando dicho primer extremo no unido a dicho tisú y dicho segundo extremo unido a dicho tisú, pudiendo obtenerse dichos extremos no unidos de dichas fibras extendidas mediante cepillado de dicha primera superficie, que se caracteriza porque existen más de dichas fibras extendidas (7) de celulosa en dichas regiones elevadas (6) que en dichas regiones hundidas (5), y en que dicha primera superficie presenta al menos 25% más de dichas fibras extendidas (7) de celulosa en dichas regiones elevadas (6) que en dichas regiones hundidas (5).

Description

Tisú estampado en relieve que tiene fibras superficiales sueltas y método para su producción.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a papeles tisú y a productos de papel tisú, y en particular a pañuelos desechables, toallitas de papel de cocina, papel higiénico y papel tisú facial.
Más especialmente, la invención se refiere a productos de papel tisú que presentan una superficie suave y lisa y un elevado volumen específico junto con una elevada resistencia para proporcionar al usuario una mejor funcionalidad y un elevado grado de confort durante el uso.
La presente invención también se refiere al proceso de preparación de papel tisú y productos de papel tisú, y en particular a pañuelos desechables, toallitas de papel de cocina, papel higiénico y papel tisú facial que presentan las características anteriormente mencionadas y que incluye las etapas de proceso de estampado en relieve y cepillado de la superficie del tisú.
Antecedentes de la invención
El papel tisú, a veces mencionado como bandas u hojas de papel, tisú, capas de papel tisú, hojas de papel o bandas de papel tisú, y los productos realizados con el mismo, tales como pañuelos de papel, papel de cocina o papel higiénico, son de amplio uso en la sociedad moderna y bien conocidos en la técnica.
El papel tisú generalmente se fabrica colocando capas de fibras de celulosa, en forma mojada, sobre un tamiz añadiendo diferentes aditivos u otros ingredientes y realizando a continuación una etapa de secado. Otras etapas de proceso, antes, durante o después de las etapas de elaboración de papel antes mencionadas están dirigidas a proporcionar las propiedades deseadas al tisú. Las etapas de transformación están dirigidas a crear un producto acabado a partir del(de los) papel(es) tisú.
Los productos realizados a partir del papel tisú pueden ser fabricados asociando múltiples capas de tisú, también denominadas hojas, o estos pueden comprender una única capa de tisú (producto monocapa). Estas hojas pueden ser combinadas y mantenidas juntas de múltiples formas para formar el producto acabado, por ejemplo mediante estampado en relieve de la estructura multicapa o/y mediante encolado. Los productos acabados en la presente memoria se mencionan como productos de papel tisú.
Hace tiempo que se reconoce que unos atributos físicos importantes de estos papeles tisú son su resistencia y su espesor/volumen específico, su blandura y suavidad y su absorbencia. Los esfuerzos de investigación y desarrollo han estado dirigidos a mejorar cada uno de estos atributos sin por ello afectar significativamente a los demás así como a mejorar dos o tres atributos simultáneamente.
La blandura y suavidad están relacionadas con la sensación táctil perceptible por el consumidor cuando este coge un determinado producto, lo frota contra la piel o lo arruga entre sus manos. La sensación táctil es una combinación de varias propiedades físicas. La sensación táctil puede ser bien reflejada por el parámetro objetivo de la suavidad fisiológica de la superficie (PSS) como se describe, p. ej., en US-5.855.738. Igual de importante para la sensación táctil del consumidor es el espesor/grosor de un producto de tisú, que también recibe el nombre de volumen específico.
La resistencia es la capacidad del producto de mantener su integridad física y resistir desgarros, reventamientos y troceado en las condiciones de uso convencionales.
La absorbencia es la medida de la capacidad de un tisú o producto para absorber cantidades de líquido, especialmente soluciones acuosas o dispersiones. La absorbencia general tal y como es percibida por el consumidor es generalmente considerada como una combinación de la cantidad total de líquido que absorberá una determinada masa de papel tisú o producto cuando alcanza la saturación así como la velocidad a la que la masa absorbe el líquido.
Los productos de papel desechable relativamente gruesos y sin embargo suaves, especialmente en forma de pañuelos de papel, son conocidos. Por ejemplo, Tempo^{TM}, comercializado por The Procter & Gamble Company, es un producto de papel multicapa que se percibe como espeso y suave y que tiene un espesor de aproximadamente 0,3 mm. Un espesor elevado da la sensación al consumidor de un producto con una elevada resistencia en estado seco y en estado húmedo. Una elevada resistencia en estado húmedo, también mencionada como resistencia al reventamiento en estado húmedo, en particular impide los desgarros o reventamientos que, en el caso de un pañuelo de papel, contamina la mano del usuario con moco u otros fluidos corporales.
Una manera común de mejorar la suavidad de la superficie del tisú es calandrar el material. Por ejemplo, en US-5.855.738, concedida a Weisman y col., se describe una etapa de calandrado que facilita la fabricación de un tisú suave de alta densidad. Esta etapa de fabricación alisa la superficie del tisú, reorientando y reuniendo las fibras de papel en la superficie de la banda de papel. Sin embargo, el calandrado reduce considerablemente el espesor de la banda de papel, afectando al volumen específico del producto final deseado.
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Métodos para crear tisús con un elevado volumen específico se encuentran descritos en: por ejemplo US-5.702.571 y EP-0 696 334 B1, ambas concedidas a Kamps y col. En estas patentes, el volumen específico del tisú se mejora estampando en relieve el tisú entre una zona de agarre formada por un rodillo grabado macho y un rodillo grabado hembra. Otro ejemplo se proporciona en la solicitud de patente EP01103798.3, concedida a K. Hilbig, M. Liplijn y H. Reinheimer, presentada el 16 de febrero de 2001, que consiste en crear una estructura tri-dimensional en la superficie del papel (mediante micro-estampado en relieve o también denominado deformación por estiramiento antes de una etapa de calandrado). Esta es una forma de crear un producto final relativamente suave y de alto volumen específico. Sin embargo el papel tisú antes mencionados es sometido después a una etapa de calandrado y presenta un espesor notablemente reducido con respecto al papel tisú micro-estampado.
Otra manera, conocida en la técnica, para obtener una superficie del papel tisú suave es someter a este a una etapa de cepillado. El cepillado del tisú es conocido en la técnica y ha sido en particular descrito en US-3.592.732, concedida a Wand y col., en donde el tisú es cepillado con un cepillo rotatorio utilizando un rodillo grabado o dentado como contra-superficie. En US-5.180.471, concedida a Sauer y col., se describe un tisú multicapa (y un método relacionado) en el que la(s) superficie(s) interior(es) ha(n) sido cepillada(s). Se cree que el cepillado de la superficie del papel actúa sobre las fibras del papel (fibras de celulosa) desligando un extremo de las fibras del papel cerca de la superficie del tisú, mencionadas en la presente memoria como fibras extendidas, permitiendo así que las fibras extendidas sobresalgan de la superficie de la banda de papel para crear una superficie suave al tacto. Como inconveniente, sin embargo, ocurre que el cepillado podría dañar la resistencia de la banda de papel ya que modifica la estructura de la red de fibras que conforma la banda de papel (como se menciona en la anterior referencia US-3.592.732) y reduce el ligado entre las fibras que forman la superficie del tisú.
En US-5990377 se describe un papel tisú según el preámbulo de la presente reivindicación 1. Las regiones elevadas del tisú estampado pueden ser cepilladas y cubiertas con material hidrófobo.
El estado de la técnica describe que cada uno de los métodos anteriores presenta inconvenientes que afectan a una o más de las características clave del papel tisú cuando se intenta mejorar una u otra.
A la vista del estado de la técnica y la consideración anterior, sigue existiendo la necesidad de un papel tisú que combine características aparentemente incompatibles:
\bullet
una elevada suavidad superficial,
\bullet
una elevada resistencia y
\bullet
un elevado espesor/volumen específico.
Los mismos requisitos son válidos para los productos acabados, que habitualmente, aunque no siempre, se fabrican con una combinación de múltiples hojas de papel tisú.
La presente invención responde a esta necesidad.
Sumario de la invención
La presente invención se refiere a papeles tisú que comprenden fibras de celulosa. Los papeles tisú tienen una primera y una segunda superficies y un diseño estampado en relieve que forma regiones elevadas rodeadas de regiones hundidas sobre la primera superficie. Las regiones coinciden con sus correspondientes regiones opuestas sobre la segunda superficie del tisú. La primera superficie tiene fibras de celulosa extendidas que tienen un primer y un segundo extremos, estando el primer extremo no unido al tisú y estando el segundo extremo unido al tisú. Los extremos no unidos de las fibras de celulosa extendidas pueden obtenerse mediante cepillado de la primera superficie, de manera que existen más fibras de celulosa extendidas en las regiones elevadas que en las regiones hundidas.
La presente invención también se refiere a productos de papel tales como pañuelos, toallitas de papel, toallitas faciales y papel higiénico fabricados con uno o más de los papeles tisú anteriores.
La presente invención también se refiere al proceso para fabricar un papel tisú según lo anterior. El proceso comprende las etapas de:
-
estampar en relieve el tisú pasándolo entre dos rodillos que forman una zona de agarre de estampado en relieve,
-
cepillar al menos una de las superficies del tisú.
Preferiblemente el proceso se caracteriza porque la etapa de cepillado del proceso se realiza después de la etapa de estampado en relieve.
Todos los documentos citados en la presente memoria son, en su parte relevante, incorporados en la presente memoria como referencia y la mención de cualquier documento no debe ser considerada como una admisión de la exclusión de patentabilidad de la presente invención.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 representa un pañuelo de papel compuesto de 3 papeles tisú (también denominadas hojas o capas) y presenta una superficie prácticamente no plana/no uniforme.
La Figura 2 es una parte ampliada de la Figura 1 donde se observan 3 papeles tisú.
La Figura 3 muestra el proceso para fabricar un tisú como se muestra en la Fig. 1.
La Figura 4 muestra una parte aumentada del papel tisú en la ubicación I de la Fig. 3.
La Figura 5 muestra una parte aumentada del papel tisú en la ubicación II de la Fig. 3.
Descripción detallada de la invención
La presente invención proporciona un papel tisú que presenta un elevado nivel de suavidad superficial y blandura, una elevada resistencia y un elevado volumen específico. Estas características aparentemente competitivas han sido combinadas de acuerdo con el concepto de la presente invención.
Sin pretender imponer ninguna teoría, el concepto de la presente invención puede en particular ser descrito como orientado a crear una superficie de papel tisú que no sea uniforme y presente las características deseadas en regiones separadas:
\bullet
Suavidad/blandura en las regiones más prominentes (regiones elevadas) debido a la presencia de extremos de fibras del papel sueltas que favorecen las ventajas táctiles del tisú,
\bullet
Resistencia en las regiones interiores (regiones hundidas) proporcionando una red de fibras prácticamente no modificada.
\bullet
El volumen específico se crea por la presencia de regiones elevadas y hundidas y se conserva durante el proceso posterior de transformación del papel tisú gracias a la naturaleza de estas etapas de proceso y preferiblemente a su secuencia.
Esto puede conseguirse aplicando etapas seleccionadas del proceso al papel tisú. Estas etapas de proceso son optimizadas para proporcionar el resultado final deseado así como un efecto sinérgico. Estas son preferiblemente aplicadas en un orden determinado.
La presente invención se refiere en particular a las etapas conocidas en la técnica como "etapas de transformación" en las que se proporciona un papel tisú fabricado por cualquier "proceso de fabricación de papel" adecuado.
La presente invención puede ser realizada mediante las siguientes etapas de proceso:
-
Se proporciona un papel tisú.
-
El tisú es enviado a proceso(s) previsto(s) preferiblemente para modificar la(s) superficie(s) y/o la estructura interna del papel tisú y para proporcionar las características deseadas al tisú, y/o
-
Se combina con uno o más papeles tisú para formar un producto o una entidad transformable en un producto y/o
-
La entidad o el producto es sometido a otro(s) proceso(s) previsto(s) para modificar la superficie y/o la estructura interna del producto o de dicha entidad.
A continuación el papel tisú según la presente invención será explicado haciendo referencia al dibujo y a las etapas para preparar este tisú.
Estampado en relieve (estampado en relieve con estiramiento o micro-estampado en relieve o deformación por estiramiento)
Aunque en la presente invención puede utilizarse cualquier tipo de estampado en relieve conocido en la técnica, una etapa de estampado en relieve preferida es una etapa denominada de micro-estampado en relieve o de estiramiento, también denominada deformación por estiramiento, como se describe en la solicitud de patente europea EP01103798.3, presentada por K. Hilbig, M. Liplijn y H. Reinheimer el 16 de febrero de 2001, en donde se estampa un diseño muy fino a baja presión.
El estampado en relieve puede ser realizado en un tisú tal como el número de referencia (13) de las Figuras 3, 4 ó 5 o los números de referencia (2), (3) y (4) de las Figuras 1 y 2. De forma alternativa el estampado en relieve puede ser realizado en una entidad multicapa como el número de referencia (1) de la Figura 1. Para simplificar, aunque el número de referencia (13) de la Figura 3 se describe más adelante como un tisú (es decir una entidad monocapa), el experto en la técnica comprenderá que este puede ser sustituido por una entidad multicapa tal como el número de referencia (1) de la Figura 1 sin por ello desviarse de la presente invención.
Como se muestra en la Figura 3, el estampado en relieve de un papel tisú, tal como los de las Figuras 1 y 2 con los números de referencia (2) (3), (4), o el estampado en relieve de una entidad multicapa, tal como el de la Figura 1 con el número de referencia (1), generalmente se consigue pasando el tisú o la entidad multicapa (número de referencia (13) de la Figura 3) a través de la línea (8) de contacto formada entre dos rodillos (9) (10) de estampado en relieve, al menos un rodillo (9) de estampado en relieve que comprende elementos (12) de estampado en relieve.
Un rodillo de estampado en relieve de forma típica comprende una superficie suave. Los elementos (12) de estampado en relieve son salientes que sobresalen de esta superficie y que tienen una cierta altura medida en una dirección radial del eje del rodillo de estampado en relieve por encima de la superficie suave del rodillo hasta el punto más elevado del saliente.
Los elementos de estampado en relieve también tienen una anchura en una dirección paralela al eje del rodillo y una longitud en una dirección radial. El término anchura y longitud en la presente memoria puede ser el diámetro de un elemento de estampado en relieve redondo. Este diámetro no necesita ser constante desde el fondo del elemento de estampado en relieve hasta su parte superior. Preferiblemente, la máxima anchura de un elemento de estampado en relieve está sobre dicha superficie suave.
Los elementos (12) de estampado en relieve pueden tener cualquier forma, tal como piramidal o semiesférica, y la sección transversal de los elementos de estampado en relieve puede ser circular, ovalada o cuadrada. Los elementos de estampado en relieve pueden formar un diseño continuo pero preferiblemente son diferentes entre sí, tal como la superficie suave del rodillo forma un plano continuo.
En una realización de la presente invención, los elementos (12) de estampado en relieve están dispuestos sobre al menos un rodillo de estampado en relieve en un diseño muy fino, que comprende al menos 30 elementos de estampado en relieve, preferiblemente al menos 50, más preferiblemente al menos 60, aún más preferiblemente al menos 70 y con máxima preferencia al menos 80, elementos de estampado en relieve por centímetro cuadrado de superficie específica del rodillo de estampado en relieve.
Los elementos de estampado en relieve no son altos, preferiblemente tienen una altura de menos de 1 mm, más preferiblemente de menos de 0,8 mm, aún más preferiblemente de menos de 0,6 mm, aún más preferiblemente de menos de 0,5 mm o de menos de 0,4 mm, y con máxima preferencia de menos de 0,3 mm.
Preferiblemente el estampado en relieve con estiramiento tiene una relación entre zonas estampadas y zonas no estampadas de 5% - 95%, más preferiblemente de 20% a 80% y con máxima preferencia de 40% - 60%, es decir en el caso más preferido se estampa de 40% - 60% de la superficie específica total del papel tisú.
Cualquier tipo de rodillo de estampado en relieve y cualquier modo de operación de este rodillo conocidos están dentro del ámbito de la presente invención. En particular, pueden utilizarse dos rodillos de estampado en relieve de metal duro, p. ej. acero, en donde un primer rodillo comprende elementos de estampado en relieve salientes, mencionados como el rodillo macho, y un segundo rodillo comprende cavidades de acoplamiento, mencionado como el rodillo hembra. Las cavidades pueden ser una imagen especular de los elementos de estampado en relieve salientes o pueden estar adaptadas para ser ligeramente menores que la imagen especular exacta, por ejemplo, presentando una ligera diferencia de tamaño o forma (por ejemplo, en pendiente) de las cavidades del rodillo hembra. También se puede utilizar el denominado estampado en relieve punta/punta donde dos rodillos se utilizan con salientes de acoplamiento.
De forma alternativa puede utilizarse un primer rodillo de estampado en relieve que comprende una superficie en contacto con la banda fabricada en metal duro que comprende elementos de estampado en relieve salientes y un segundo rodillo que comprende una superficie en contacto con la banda que comprende un material más suave, por ejemplo, caucho, preferiblemente un material de 40-70, en donde se forman cavidades cuando se produce un contacto suficientemente estrecho con los elementos de estampado en relieve salientes. El proporcionar una zona de agarre de estampado en relieve formada por un rodillo de metal duro junto y un rodillo de caucho tiene numerosas ventajas tales como una producción y una operación más económicas y más sencillas dado que el ajuste de los rodillos es mucho menos crítico que en el caso de un rodillo macho y un rodillo hembra ambos de metal duro.
El tamaño de la zona de agarre de estampado en relieve formada entre los dos rodillos de estampado en relieve debe ser adaptado en función, por ejemplo, del papel tisú que debe ser procesado y del diseño de estampado en relieve utilizado. También dependiendo de estas consideraciones puede ejercerse una presión ligera o nula para obligar a unirse al primer rodillo de estampado en relieve con el segundo rodillo de estampado en relieve.
Cuando se utilizan dos rodillos de metal duro en el proceso, uno macho y otro hembra, los rodillos deberían ser operados de forma que se deje un espacio correspondiente al 60% - 140%, preferiblemente al 80% - 120%, del espesor del papel tisú no estampado en relieve entre los elementos de estampado en relieve salientes del rodillo macho y el fondo de las cavidades del rollo hembra.
Cuando se utiliza un rodillo de metal duro junto con un rodillo de caucho, los rodillos deberían ser comprimidos entre sí con una presión de 10 N/cm^{2} a 1000 N/cm^{2}, preferiblemente de 20 N/cm^{2} a 200 N/cm^{2} y con máxima preferencia de 50 N/cm^{2} a 100 N/cm^{2}.
Los modos de operación conocidos son adecuados para la presente invención, preferiblemente los rodillos de estampado en relieve no son calentados y se mueven a la misma velocidad, pero en modos de operación alternativos al menos un rodillo puede ser calentado y los rodillos pueden girar a velocidades diferentes.
El estampado en relieve con el diseño fino anteriormente descrito, en un importante aspecto sirve para aumentar el espesor o, en otras palabras, el volumen específico del papel tisú. Por tanto, en un modo preferido de la presente invención, un único tisú se pasa a través de la zona de agarre de estampado en relieve (Figura 3, (8)). En modos alternativos de operación, múltiples hojas de papel tisú pueden ser pasadas simultáneamente a través de la zona de agarre (Figura 3, (8)). Esto producirá estampados en relieve que inicialmente coinciden o se alojan entre los tisús.
Etapa de cepillado
Según un aspecto de la presente invención, el cepillado de los papeles tisú (Figura 3, referencia (13)) se realiza después de la etapa de estampado en relieve.
El término cepillo y cepillado se utilizan en el presente documento a título ilustrativo pero sin limitar el ámbito de esta invención. Están de acuerdo con la presente invención cualquier herramienta, equipo o medio capaz de proporcionar la modificación deseada en la superficie y estructura del papel tisú (es decir levantamiento de los extremos de las fibras sin producir su desprendimiento total). De forma convencional estos medios incluyen cualquier tipo de superficie abrasiva como la proporcionada por las cerdas de un cepillo o papel de lija. Pueden realizarse estructuras útiles con funcionalidad abrasiva a partir de materiales naturales o artificiales tales como espuma, metal o polímeros. Para crear la abrasión deseada preferiblemente se requiere un movimiento relativo entre la superficie del papel tisú y el medio de abrasión. Como alternativas en la presente invención se consideran opcionalmente procesos químicos, ópticos o físicos que producen la modificación descrita en la superficie y/o estructura del tisú.
La modificación en la superficie y la estructura del papel tisú se consigue con una herramienta rotatoria que está en contacto abrasivo sobre la superficie del (de los) papel(es) tisú, con máxima preferencia se utiliza un cilindro de cepillado que comprende cerdas dispuestas a lo largo de toda su circunferencia. Las cerdas pueden ser poliméricas pero preferiblemente son de origen natural, tal como pelo o piel de animal, para mejorar la acción electrostática.
La etapa de cepillado puede ser realizada en una o en ambas caras del papel tisú, dependiendo de las ventajas previstas deseadas, combinando uno, dos o más cepillos. Uno o varios cepillos (o cilindros de cepillado) pueden ser aplicados a cada cara de tisú. Para simplificar a continuación se describe la realización de la invención con un cilindro de cepillado (identificado en la Figura 3 con el número de referencia 11) que actúa sobre una cara del tisú. También pueden utilizarse otros dispositivos. Por ejemplo, se contempla el uso de 2 o más cepillos que actúan sobre la misma cara del tisú cepillando las primera y segunda superficies de forma simultánea o consecutiva. En una realización preferida de la presente invención, se utilizan 5 pares de cepillos que proporcionan 5 operaciones de cepillado en cada cara de la banda de tisú.
Se obtienen resultados clave en la etapa de cepillado modificando las fibras más exteriores en la superficie del tisú. Las fibras del tisú son generalmente unidas entre sí mediante puentes de hidrógeno durante la preparación, el secado o posterior calandrado del tisú en múltiples puntos de intersección de las fibras. El inventor cree que, durante la etapa de cepillado, las fibras del papel están provistas de suficiente energía como para romper algunos de los enlaces de hidrógeno que unen las fibras y garantizar la cohesión de la estructura del papel. Esta energía es proporcionada por la fuerza de desgarro o la fuerza de cizalla de cada cerda cuando roza con las fibras. Sin pretender imponer ninguna teoría, los inventores creen que la energía debe ser suficientemente alta como para romper algunos de los enlaces entre las fibras pero suficientemente baja como para no romper todos los enlaces, lo que provocaría una dislocación completa de las fibras en la superficie del tisú (también conocida como deshilachado) y no romper la propia estructura de las fibras.
En la etapa de cepillado de la presente invención se crean fibras extendidas (7) de celulosa, como se muestra en las Figuras 2 y 5, es decir fibras que tienen un extremo de la fibra aún unido a otras fibras mientras que el otro extremo de la fibra está libre y es capaz de elevarse por encima de la superficie del tisú. Estas fibras extendidas (7) de celulosa son clave para proporcionar suavidad y blandura táctiles al tisú.
El proceso según la presente invención está dirigido preferiblemente a desprender o liberar sólo un extremo de las fibras y romper sus enlaces con las demás fibras en el otro extremo. Sin embargo, se ha observado que la etapa de cepillado también provoca inevitablemente una liberación completa de algunas fibras enteras o una fractura de fibras. Estas fibras o piezas de fibra deberían ser retiradas del tisú para ayudar a reducir el deshilachado. Posteriormente pueden ser recicladas. De forma esquemática el proceso según la presente invención se presenta en la Figura 3: primero se proporciona una banda de tisú (13), habitualmente desenrollada de un rodillo de banda de tisú. La banda de tisú (13) es guiada hasta una estación de estampado en relieve donde la banda de tisú es guiada a través de una línea (8) de contacto entre dos rodillos (9), (10) de estampado en relieve. Después del estampado en relieve, el tisú (13) es guiado hacia una estación de cepillado donde al menos una cara es expuesta a un cilindro de cepillado (11). El cilindro de cepillado gira de manera que su superficie se mueve a favor o en contra del movimiento del tisú. Los valores de ajuste del equipo, especialmente del cilindro de cepillado, como, por ejemplo, velocidad de giro, distancia del cepillo a la banda de tisú, extensión de la envoltura de la banda de tisú alrededor del cepillo y diseño del cepillo, tal como el tipo de cerda, su longitud, el momento de flexión de la cerda, la densidad y el diámetro de la cerda y el tratamiento o recubrimiento de la cerda, son optimizados para suministrar los mejores resultados en cuanto a calidad del papel tisú después del cepillado (analizado de acuerdo con la resistencia, suavidad, blandura y volumen específico del tisú), la estabilidad del proceso y la vida útil del equipo.
La etapa de cepillado puede ser realizada únicamente con la fuerza inherente de la banda de papel tisú en movimiento que actúa sobre el cepillo, es decir, sin utilizar un contra-rodillo o una contra-superficie para aplicar presión y/o guiar el papel tisú sobre el cepillo. Sólo la tensión de la banda de papel tisú y en una medida mucho menor el propio peso del papel tisú ejercen una presión sobre el cepillo rotatorio (11), como se muestra en la Figura 3.
De forma alternativa se utiliza una contra-superficie (más preferiblemente en forma de un contra-rodillo que gira a una velocidad superficial próxima a la velocidad superficial de la banda). La contra-superficie se coloca como parte de la banda de forma que está simultáneamente en contacto con el cepillo y con la contra-superficie. Aún más preferiblemente, la posición del contra-rodillo y la trayectoria de la banda son de forma que una superficie de la banda convexa está expuesta a la acción del cepillo. Sin pretender imponer ninguna teoría, se cree que esta configuración "abre" la micro-estructura de la banda y, por consiguiente, mejora la acción del cepillo sobre las fibras de la banda de tisú. Esta configuración se consigue teniendo, por ejemplo, envolviendo parcialmente la banda alrededor del contra-rodillo (la superficie de la banda que no está en contacto con el contra-rodillo tiene, por tanto, una superficie convexa en contacto con el cepillo).
Cuando en el proceso se utiliza más de un cilindro de cepillado, algunos de los cepillos pueden ser colocados de forma que cepillen las 2 caras de la banda de papel de forma simultánea o consecutiva.
En una manera preferida de realizar la invención, el cepillo gira en la dirección del movimiento de la banda en la línea de transformación. Pero también se contempla la dirección opuesta.
Junto con el diseño del cepillo, su velocidad de rotación es un parámetro crucial para la eficacia de la etapa de cepillado ya que afecta al desgaste del equipo y al resultado final de la etapa de proceso. Preferiblemente, la velocidad del cilindro de cepillado con respecto a la superficie de la banda de tisú es superior a 1.000 m/min (velocidad lineal del punto de contacto con la banda de papel), más preferiblemente superior a 1.500 m/min, con máxima preferencia superior a 2.000 m/min y aún con máxima preferencia superior a 3.000 m/min.
La velocidad superficial relativa del cepillo también puede ser calculada con respecto a la velocidad superficial de la banda. Se ha observado que la presente invención obtiene mejores resultados cuando la velocidad superficial del cepillo es de entre 1,5 y 20 veces más rápida que la velocidad superficial de la banda (más preferiblemente de entre 2 y 15 veces y con máxima preferencia de entre 5 y 10 veces).
El cepillo (Figura 3, referencia (11)) utilizado en la presente invención puede ser de muy diversa naturaleza y diseño, incluyendo cabello sintético, metálico o natural, en un amplio intervalo de tamaños y densidades. En una manera preferida de realizar la invención se han utilizado cepillos fabricados con pelo de caballo comercializados por Mink GmbH (Goeppingen, Alemania) con la referencia ZZB12528-K2509. Estos cepillos se utilizan de forma convencional para el tratamiento de textiles. Preferiblemente, el cepillo es prácticamente circular y funciona girando alrededor de un eje. Los inventores, sin embargo, contemplan como parte de la presente invención el uso de otros tipos de cepillos (por ejemplo, cepillos fijos o cepillos que funcionan mediante traslación de la superficie del cepillo o la superficie abrasiva sobre la superficie del papel tisú) siempre que la acción del cepillo induzca la modificación descrita sobre la superficie y la estructura del papel tisú.
En una manera preferida de realizar la invención, la banda de papel tisú estampada está envuelta alrededor de dos rodillos de cepillado sin estar fijada a un rodillo de guía. Cada rodillo de cepillado cepilla una superficie del tisú. La distancia de desplazamiento del papel tisú sobre la superficie del cepillo (es decir, la envoltura del papel tisú alrededor del cepillo o, en otras palabras, la longitud de contacto entre el cepillo y el papel tisú) puede variar en un amplio intervalo. Se ha descubierto que es útil fijar esta longitud a menos de 20 cm, preferiblemente a menos de 5 cm, con máxima preferencia a menos de 1 cm, aunque se contempla un intervalo de longitudes más amplio.
Para el papel tisú que ha sido realizado en la operación de fabricación de papel como una mezcla no homogénea de fibras largas y cortas, en donde una cara del tisú presenta fibras más cortas que la otra cara, la presente invención contempla una orientación preferida de la banda de papel sobre el cepillo. Preferiblemente el papel tisú o el cepillo están orientados de forma que las fibras cortas del papel tisú entran en contacto con el cepillo. Sin pretender imponer ninguna teoría, es fácilmente concebible que las fibras cortas presenten menos unión entre sí. Resulta, por tanto, más fácil desprender más extremos de fibras en la cara de las fibras cortas que en la cara de las fibras largas de un tisú.
Se ha observado que la etapa de cepillado de un papel tisú tiende a aumentar su espesor y se han medido aumentos en el intervalo de 1% a 25%, con una media de aproximadamente 5%. Cabe destacar que este aumento del espesor que produce un elevado volumen específico se añade al aumento de espesor creado en la etapa de estampado en relieve, preferiblemente la etapa de proceso de deformación por estiramiento. La propia deformación por estiramiento generalmente añade aproximadamente de 50% a 200% de espesor al papel tisú, según la solicitud de patente EP01103798.3 anteriormente mencionada.
Una ventaja de la presente invención con respecto al proceso descrito en la solicitud de patente europea
EP01103798.3 anterior es la posibilidad de eliminar la etapa de calandrado convencional tras la etapa de deformación por estiramiento. Este calandrado convencional generalmente produce una reducción del espesor del papel tisú deformado por estiramiento que conlleva un aumento del espesor total (después de ambas etapas: deformación por estiramiento y calandrado suave) de 10% a 100%. La eliminación del calandrado después del estampado en relieve y el uso del cepillado permite conseguir un espesor excepcionalmente optimizado de la banda de tisú tratada en el intervalo de 51% a 225% en los ejemplos anteriores.
En una manera preferida de realizar la invención, mostrada en la Figura 3, el tisú (13) de las Figuras 3, 4, 5 ha sido previamente enviado a una etapa de estampado en relieve, con máxima preferencia de micro-estampado en relieve (o etapa de estampado en relieve con estiramiento o deformación por estiramiento) descrito en la sección "Estampado en relieve" de este documento. En este caso, el papel tisú (13) entra en la etapa de cepillado como una superficie que prácticamente no es plana, es decir, que presenta regiones elevadas (6) y regiones hundidas (5), entre sí, creadas en la etapa de estampado en relieve.
El efecto del cepillado sobre este papel tisú pre-deformado ha sido inesperado y constituye uno de los hallazgos clave de la presente invención: Se ha observado que la etapa de cepillado actúa preferentemente sobre las regiones elevadas (6), dejando las regiones hundidas (5) prácticamente inalteradas. Por tanto, se crean más fibras extendidas (7) sobre las regiones elevadas (6) que en las regiones hundidas (5). De esta forma se crea una red de regiones prácticamente inalteradas. Esta red conserva prácticamente las características de resistencia y tracción del tisú no tratado.
Esto proporciona los resultados previstos de crear un papel tisú con un elevado grado de blandura y suavidad (proporcionado en particular por las fibras extendidas de las regiones elevadas), una elevada resistencia (proporcionada en particular por la red de regiones hundidas inalteradas) y un volumen específico (proporcionado por la presencia de regiones elevadas y hundidas).
Otras etapas de proceso
El método para fabricar un producto de papel según la presente invención puede comprender una serie de otras etapas opcionales. Algunos ejemplos, no limitativos en su ámbito, funciones o tipos se presentan a continuación:
Una loción puede ser aplicada al tisú mediante cualquier medio adecuado, tal como, aunque no de forma limitativa, impresión o pulverización sobre una o más superficies del papel tisú o productos de papel o sobre una parte de estas superficies.
Hojas yuxtapuestas de papel tisú pueden ser unidas para proporcionar un producto de papel multicapa, preferiblemente mediante estampado en relieve con unión. La expresión "estampado en relieve con unión", en la presente memoria se refiere a un estampado en relieve en el que todas las hojas de un producto multicapa según la presente invención son estampadas en una etapa de proceso. La expresión "estampado en relieve con unión" ha sido descrita por H. Reinheimer, K. Hilbig y W. Schmitt en WO-95/27429. Preferiblemente el estampado en relieve con unión no afecta, o al menos no afecta en gran medida, a la suavidad de cualquier tisú calandrado. Por tanto, preferiblemente el producto de papel tiene una superficie no estampada en relieve en la mayor parte del área superficial del tisú, preferiblemente en la primera y la segunda superficies. En la presente memoria esto significa que el papel tisú tiene una o más regiones que no comprenden un estampado en relieve con unión y, opcionalmente, una o más regiones que comprenden un estampado en relieve con unión, y que la región que no comprende un estampado en relieve con unión es de al menos 50%, preferiblemente de al menos 80% y en algunas realizaciones preferidas del 99%, de la superficie específica del papel tisú. En la mayoría de los casos las regiones que comprenden un estampado en relieve con unión se encuentran cerca del borde del tisú (por ejemplo a lo largo de dos o cuatro bordes). El estampado en relieve con unión también se puede utilizar para fines decorativos (por ejemplo para crear un diseño o para destacar un logo o un nombre comercial). El estampado en relieve con unión es preferiblemente realizado mediante estampado en relieve de punta/punta y acero/acero y con de 10 a 40 elementos de estampado en relieve por centímetro cuadrado que tienen una altura de 0,01 mm a 1 mm, preferiblemente de 0,05 mm a 0,2 mm. El porcentaje de unión entre zonas estampadas y zonas estampadas finas o no estampadas de la superficie específica total de un producto de papel tisú es preferiblemente de 0,01% a 5%. El estampado en relieve con unión implica una densificación persistente de los productos de papel tisú para conseguir la unión. Por tanto, la zona de agarre o espacio entre un elemento de estampado en relieve y su contraparte, por ejemplo, dos puntas cuando se utiliza estampado en relieve punta/punta, es menor que el espesor del papel tisú que debe ser estampado, de forma típica de 5% a 50%, preferiblemente de 10% a 20%, del espesor del papel tisú que debe ser estampado, lo que produce presiones de estampado en relieve de 10.000 a 50.000 N/cm^{2}.
El método de la presente invención puede también comprender una etapa de ajuste de la banda de papel tisú o del producto de papel a las dimensiones deseadas.
Si se desea, los productos de papel según la presente invención pueden estar provistos de marcas funcionales o estéticas. Las marcas pueden ser aplicadas a una o a ambas superficies de los productos de papel. Las marcas pueden cubrir la totalidad o solo parte de los productos de papel y ser aplicadas con un diseño continuo o discontinuo.
Las marcas pueden ser aplicadas a los productos de papel tisú mediante cualquier medio bien conocido en la técnica, tal como pulverización, extrusión y preferiblemente impresión.
Ejemplos Papel tisú
Una pieza de papel tisú según la presente invención se corta de una banda de papel tisú y presenta una superficie no uniforme que puede obtenerse, por ejemplo, mediante una etapa de proceso de micro-estampado en relieve. Tiene de forma típica de 30 a 100 regiones hundidas por cm^{2} y las regiones hundidas tienen de forma típica una profundidad de menos de 260 \mu y de forma típica un diámetro de más de 20 \mu.
El espesor del tisú depende en gran medida del proceso de fabricación y es de forma típica de 100 \mu por capa de papel tisú natural y de 150 \mu a 200 \mu cuando está estampado o deformado por estiramiento. Esto es de aproximadamente 400 \mu a 500 \mu cuando se combinan 3 hojas (después del estampado en relieve) para formar un producto acabado.
Las dimensiones del papel tisú no son relevantes ya que dependen casi exclusivamente de los valores del equipo de corte de una máquina de fabricación.
Como puede observarse en la Figura 5, las regiones elevadas (6) del papel tisú (13) muestran fibras extendidas (7) de celulosa que son visibles con un microscopio o una lente de aumento. Los extremos de las fibras no están unidos a las demás fibras y, por tanto, pueden sobresalir de la superficie del papel tisú.
Estas fibras de celulosa extendidas se cree que proporcionan unas características particulares, según la presente invención, que son responsables de las ventajas anteriormente descritas, en particular blandura, suavidad y volumen específico de un tisú. Por otro lado la resistencia características del tisú no resulta prácticamente modificada porque el número de fibras extendidas en las regiones hundidas es menor que en las regiones elevadas.
La presente invención en general abarca cualquier tisú (13) que tenga regiones elevadas (6) y regiones hundidas (5) y que presente generalmente más fibras extendidas (7) de celulosa en las regiones elevadas (6) que en las regiones hundidas (5). Sin embargo la invención es preferiblemente realizada con al menos un 20%, más preferiblemente con al menos un 50% y con máxima preferencia con al menos un 80%, más de fibras de celulosa extendidas en las regiones elevadas que en las regiones hundidas.
El recuento de las fibras de celulosa extendidas puede realizarse mediante aumento luminoso (por ejemplo con una lente de aumento 10 X) estimando la densidad o el número de fibras de celulosa extendidas o mediante recuento numérico de las fibras tanto en las regiones elevadas como en las regiones hundidas.
Pañuelos de papel
En el ejemplo particular de los pañuelos de papel Tempo^{TM}, los pañuelos están constituidos de forma típica por de 3 a 4 hojas de papel tisú. El pañuelo tiene un peso base de aproximadamente 50 a 80 g/m^{2} (es decir de aproximadamente 18 g/m^{2} por capa) y un espesor de 400 \mu a 600 \mu (aproximadamente de 140 \mu por capa). Las hojas están unidas entre sí por un estampado en relieve particular, según WO95/27429, y posiblemente mediante encolado, lo que mantiene a las hojas juntas y permite el diseño de un patrón particular en la superficie del pañuelo de papel. En un ejemplo particular, sólo las 2 superficies exteriores de los pañuelos (después de combinar las hojas) tienen extremos de fibra no unidos en las regiones elevadas del tisú de acuerdo con la presente invención. Las demás superficies del tisú (superficies orientadas hacia dentro del tisú exterior y las superficies internas del tisú) presentan regiones elevadas y regiones hundidas proporcionando un volumen y un espesor, pero una cantidad aproximadamente igual de fibras no unidas en las regiones elevadas que en las regiones hundidas.
Aunque se han ilustrado y descrito realizaciones particulares de la presente invención, resultará evidente para el experto en la técnica que es posible realizar otros cambios y modificaciones sin por ello abandonar el ámbito de la invención. Por consiguiente, en las reivindicaciones siguientes se han pretendido cubrir todos esos cambios y modificaciones contemplados dentro del ámbito de la presente invención.
Artículo absorbente
En otro ejemplo el papel tisú según la presente invención se utiliza para un artículo absorbente.
El término "artículo absorbente" se refiere a dispositivos que absorben y contienen líquido y, de forma más específica, se refiere a dispositivos que se colocan contra el cuerpo del portador o cerca del mismo para absorber y contener los diversos exudados descargados por el cuerpo. Los artículos absorbentes incluyen, aunque no de forma limitativa, pañales, bragas para adultos incontinentes, bragas pañal, sujetapañales y apósitos para pañales, compresas higiénicas y similares.
Los artículos absorbentes de forma típica comprenden un núcleo absorbente, una lámina superior y una lámina de respaldo. El núcleo absorbente generalmente está dispuesto entre la lámina superior y la lámina de respaldo. El núcleo absorbente puede comprender cualquier material absorbente que sea generalmente compresible, adaptable, no irritante para la piel del portador y capaz de absorber y mantener líquidos tales como orina y otros exudados corporales. El núcleo absorbente puede comprender una amplia variedad de materiales absorbentes de líquidos habitualmente utilizados en pañales desechables y otros artículos absorbentes tales como la pasta de madera triturada, generalmente mencionada como "fieltro de aire". Ejemplos de otros materiales absorbentes adecuados incluyen guata de celulosa plisada; polímeros fundidos por soplado, incluidos los co-formados; fibras celulósicas químicamente rigidizadas, modificadas o reticuladas; tisús, incluyendo envolturas de tisú y laminados de tisú; espumas absorbentes; esponjas absorbentes; polímeros superabsorbentes; materiales gelificantes absorbentes; o cualquier otro material absorbente o combinaciones de materiales conocidos. El núcleo absorbente 28 puede también comprender pequeñas cantidades (de forma típica menos de 10%) de materiales absorbentes no líquidos tales como adhesivos, ceras, aceites y similares.
El núcleo absorbente preferiblemente comprende un sistema de captación que comprende una capa de captación superior orientada hacia la piel del portador y una capa de captación inferior orientada hacia la prenda de vestir del portador. En una realización preferida la capa de captación superior comprende un material no tejido mientras que la capa de captación inferior preferiblemente comprende una mezcla de fibras químicamente rigidizadas, retorcidas y onduladas, fibras de elevada superficie específica y fibras de unión termoplástica. En otra realización preferida ambas capas de captación se proporcionan de un material no tejido que es preferiblemente hidrófilo. De forma alternativa una o todas las capas del sistema de captación pueden ser proporcionadas de un papel tisú de acuerdo con la presente invención. La capa de captación preferiblemente está en contacto directo con una capa de almacenamiento, comprendida también por el núcleo absorbente.
La capa de almacenamiento puede estar envuelta por un material de envoltura del núcleo. En una realización preferida el material de envoltura del núcleo comprende una capa superior y una capa inferior. El material de envoltura del núcleo, la capa superior o la capa inferior pueden estar hechos de un material no tejido. Se prefieren los materiales no tejidos permanentemente hidrófilos y en particular los materiales no tejidos con recubrimientos hidrófilos duraderos. Según la presente invención un material alternativo muy preferido para proporcionar la capa superior o la capa inferior o ambas es un papel tisú según la presente invención.
La capa superior y la capa inferior pueden ser proporcionadas de dos o más hojas separadas de materiales o pueden ser de forma alternativa proporcionadas de una hoja unitaria de material. Esta hoja unitaria de material puede ser envuelta alrededor de la capa de almacenamiento, p. ej., en un pliegue en C.
El uso de papel tisú según la presente invención se ha descubierto que mejora la sequedad del artículo absorbente en la cara orientada al portador. Sin pretender imponer ninguna teoría, se cree que este efecto es debido a una mejor desecación del sistema de captación por parte de un núcleo que comprende el papel tisú según la presente invención como material de envoltura del núcleo.

Claims (13)

1. Un papel tisú (13) que comprende fibras de celulosa
teniendo dicho tisú una primera y una segunda superficies,
teniendo dicho tisú un diseño estampado en relieve,
teniendo dicho diseño estampado en relieve regiones elevadas (6) rodeadas de regiones hundidas (5) sobre dicha primera superficie en donde estas regiones coinciden con las respectivas regiones opuestas sobre la segunda superficie de dicho tisú,
teniendo dichas primera y segunda superficies fibras extendidas (7) de celulosa
teniendo dichas fibras extendidas (7) de celulosa un primer y un segundo extremos,
estando dicho primer extremo no unido a dicho tisú y dicho segundo extremo unido a dicho tisú, pudiendo obtenerse dichos extremos no unidos de dichas fibras extendidas mediante cepillado de dicha primera superficie,
que se caracteriza porque
existen más de dichas fibras extendidas (7) de celulosa en dichas regiones elevadas (6) que en dichas regiones hundidas (5), y en que
dicha primera superficie presenta al menos 25% más de dichas fibras extendidas (7) de celulosa en dichas regiones elevadas (6) que en dichas regiones hundidas (5).
2. Un tisú de la reivindicación 1, caracterizado porque dicha primera superficie presenta al menos 50% más de dichas fibras extendidas (7) de celulosa en dichas regiones elevadas (6) que en dichas regiones hundidas (5).
3. Un tisú de la reivindicación 2, caracterizado porque dicha primera superficie presenta al menos 80% más de dichas fibras extendidas (7) de celulosa en dichas regiones elevadas (6) que en dichas regiones hundidas (5).
4. Un tisú de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho diseño estampado en relieve es un diseño micro-estampado en relieve que puede obtenerse mediante deformación por estiramiento de dicho tisú.
5. Un tisú de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
dichas regiones hundidas (5) forman una red interconectada.
6. Un producto de papel tal como un pañuelo, un papel de cocina o un papel higiénico, caracterizado porque
dicho producto comprende al menos uno de los papeles tisú (13) de las reivindicaciones 1-5 y dicha primera superficie de al menos uno de dichos papeles tisú forma una superficie exterior de dicho producto de papel.
7. Un artículo absorbente que comprende una lámina superior, una lámina de respaldo, un núcleo absorbente y un material que envuelve el núcleo absorbente, comprendiendo el artículo absorbente además un papel tisú (13) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, estando el papel tisú preferiblemente comprendido por el material que envuelve el núcleo absorbente.
8. Un proceso para fabricar un papel tisú (13) según la reivindicación 1,
comprendiendo dicho tisú fibras de celulosa,
teniendo dicho tisú una primera y una segunda superficies,
comprendiendo dicho proceso las etapas de:
-
estampar en relieve dicho tisú pasando dicho tisú entre dos rodillos (9, 10) que forman una zona de agarre (8) de estampado en relieve,
-
cepillar al menos una de dichas superficies de dicho tisú con una herramienta rotatoria
que se caracteriza porque
dicha etapa de cepillado del proceso se aplica después de dicha etapa de estampado en relieve.
9. El proceso de la reivindicación 8, caracterizado porque
dicha etapa de estampado en relieve es una etapa de micro-estampado en relieve creado mediante deformación por estiramiento de dicho tisú sin provocar una fractura local del tisú.
10. El proceso de la reivindicación 8, caracterizado porque
dicha etapa de cepillado del proceso utiliza una herramienta de cepillado sobre dicha primera superficie sin aplicar una contra-superficie a dicha segunda superficie de dicho tisú.
11. El proceso de la reivindicación 8, caracterizado porque
dicha etapa de cepillado del proceso utiliza una herramienta de cepillado sobre dicha primera superficie aplicando una contra-superficie a dicha segunda superficie de dicho tisú.
12. El proceso de la reivindicación 11, caracterizado porque la contra-superficie es un contra-rodillo, preferiblemente rotatorio, y dicha primera superficie de dicho tisú está en contacto con dicho contra-rodillo mientras dicha segunda superficie de dicho tisú está en contacto con dicha herramienta de cepillado, y en donde dicha segunda superficie de dicho tisú en contacto con dicha herramienta de cepillado es convexa.
13. El proceso de las reivindicaciones 8, 11 ó 12, caracterizado porque dicho tisú está en movimiento y la velocidad superficial de dicha herramienta de cepillado es entre 1,5 y 20 veces más rápida que la velocidad superficial de dicho tisú.
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