MX2014009018A

MX2014009018A - Estructuras fibrosas y metodos para fabricarlas.

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Publication number: MX2014009018A
Application number: MX2014009018A
Authority: MX
Inventors: David William Cabell; John Gerhard Michael; Hassan Eroglu
Original assignee: Procter & Gamble
Priority date: 2012-02-22
Filing date: 2013-02-21
Publication date: 2014-08-29
Also published as: JP2015511278A; CN104254647A; WO2013126492A8; EP2817454A1; WO2013126492A1; BR112014020483A2; US20130216809A1; CA2865269A1; AU2013222507A1; EP2817454B1; CA2865269C; RU2014128490A

Abstract

Se proporcionan estructuras fibrosas que contienen una pluralidad de aditivos sólidos y una pluralidad de filamentos.

Description

ESTRUCTURAS FIBROSAS Y MÉTODOS PARA FABRICARLAS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a estructuras fibrosas, más particularmente, a estructuras fibrosas que comprenden una pluralidad de aditivos sólidos y una pluralidad de filamentos, y, aun más particularmente, a estructuras fibrosas que comprenden una pluralidad de aditivos sólidos y una pluralidad de filamentos de almidón, así como métodos para fabricar esas estructuras fibrosas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las estructuras fibrosas que comprenden aditivos sólidos, tales como fibras de pulpa, y filamentos, tales como filamentos de almidón, son conocidas en la materia. Esas estructuras fibrosas se han fabricado por medio del uso de fuentes de filamentos, tales como matrices de fusión por soplado. Convencionalmente, las matrices de fusión por soplado han estado orientadas de la misma manera entre sí con respecto a la dirección de máquina de la estructura fibrosa que se fabrica con los filamentos proporcionados por esas matrices de fusión por soplado. Por ejemplo, las matrices de fusión por soplado se han orientado en ángulo de 90° con respecto a la dirección de máquina. El problema de fabricar estructuras fibrosas con fuentes de filamentos, como matrices de fusión por soplado, con una orientación, p. ej., de ángulo de 90° con respecto a la dirección de máquina, es que cada capa de filamentos dentro de la estructura fibrosa proporcionada por cada fuente de filamentos presenta la misma orientación entre capas de filamentos y fuentes de filamentos, como se ilustra en la Figura 1. La Figura 1 muestra una estructura fibrosa 10 que comprende tres capas 12 de filamentos 14, en donde cada capa 12 es producida por una fuente de filamentos orientada en un ángulo de 90° con respecto a la dirección de máquina, lo que da como resultado que cada capa 12 de filamentos 14 presente una orientación en dirección de máquina. Como resultado de lo anterior, la estructura fibrosa 10, que contiene aditivos sólidos 16 (p. ej., fibras de pulpa) y tres capas 12 de filamentos 14 que presentan la misma orientación, tiene una relación de tracción mayor que 2, medida de acuerdo con el método de resistencia a la tracción en seco descrito en la presente invención. El impacto de estas capas de filamentos que tienen la misma orientación puede acentuarse porque la estructura fibrosa se fabrica a velocidades mayores que 1.01 m/s (200 pies/min) y/o porque la estructura fibrosa tiene un ancho mayor que 50.8 cm (20 pulg).

Adicionalmente de lo anterior, ya es conocida en la materia la fabricación de estructuras fibrosas, sin aditivos sólidos, p. ej., sin fibras de pulpa, a partir de filamentos de polímero termoplástico proporcionados por matrices de unión por hilado y/o matrices de fusión por soplado orientadas en ángulos diferentes con respecto a la dirección de máquina de la estructura fibrosa.

En consecuencia, existe la necesidad de obtener una estructura fibrosa que comprenda una pluralidad de aditivos sólidos, p. ej., fibras de pulpa, y una pluralidad de filamentos, p. ej., filamentos de almidón, en donde los filamentos estén presentes en la estructura fibrosa en dos o más capas diferentes sobre la base de su orientación en cada capa, así como métodos para fabricar esas estructuras fibrosas.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN La presente invención satisface la necesidad descrita anteriormente al proporcionar estructuras fibrosas novedosas que comprenden una pluralidad de aditivos sólidos, p. ej., fibras de pulpa, y una pluralidad de filamentos, p. ej., filamentos de almidón.

En un ejemplo de la presente invención, se proporciona una estructura fibrosa que comprende una pluralidad de aditivos sólidos y una pluralidad de filamentos, en donde los filamentos estén presentes en la estructura fibrosa en dos o más capas diferentes de filamentos sobre la base de su orientación en cada capa.

En otro ejemplo de la presente invención, se proporciona una estructura fibrosa que comprende una pluralidad de filamentos que comprende uno o más polisacáridos, en donde la estructura fibrosa tiene una relación de tracción de 2 o menos, medida de acuerdo con el método de resistencia a la tracción en seco descrito en la presente descripción.

En otro ejemplo de la presente invención, se provee un producto sanitario de papel de una o múltiples hojas que comprende una estructura fibrosa de conformidad con la presente invención.

En aún otro ejemplo de la presente invención, se provee un método para fabricar una estructura fibrosa; el método comprende las etapas de: a. proporcionar una pluralidad de filamentos a partir de una fuente de filamentos; y b. recolectar los filamentos en un dispositivo de recolección para formar una estructura fibrosa, de tal manera que la estructura fibrosa tiene una relación de tracción de 2 o menos, medida de acuerdo con el Método de Prueba de Relación de Tracción descrito en la presente invención.

En aun otro ejemplo de la presente invención se provee un método para fabricar una estructura fibrosa; el método comprende las etapas de: a. proporcionar primeros filamentos a partir de una primera fuente de filamentos; b. proporcionar segundos filamentos a partir de una segunda fuente de filamentos; c. opcionalmente, proporcionar filamentos adicionales a partir de fuentes de filamentos adicionales; d. proporcionar aditivos sólidos a partir de una fuente de aditivos sólidos; y e. recolectar los primeros y segundos filamentos (y cualquier otro filamento adicional) y los aditivos sólidos para formar una estructura fibrosa, en donde la primera fuente de filamentos está orientada en un primer ángulo con respecto a la dirección de máquina de la estructura fibrosa, y la segunda fuente de filamentos está orientada en un segundo ángulo con respecto a la dirección de máquina, distinto del primer ángulo.

En consecuencia, la presente invención proporciona estructuras fibrosas y métodos para fabricar las estructuras fibrosas que satisfacen las necesidades anteriormente descritas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 es una representación esquemática de una estructura fibrosa de la materia anterior; La Figura 2 es una representación esquemática de un ejemplo de una estructura fibrosa de conformidad con la presente invención; La Figura 3 es una fotografía de una capa de filamentos de una estructura fibrosa producida con una fuente de filamentos orientada en un ángulo de 90° con respecto a la dirección de máquina de la estructura fibrosa; La Figura 4 es una fotografía de una capa de filamentos de una estructura fibrosa producida con una fuente de filamentos orientada en un ángulo de aproximadamente 40° con respecto a la dirección de máquina de la estructura fibrosa; La Figura 5 es una representación esquemática de un ejemplo de estructura fibrosa de acuerdo con la presente invención; La Figura 6 es una vista en corte transversal de la estructura fibrosa de la Figura 5 tomada a lo largo de la línea 6-6; La Figura 7 es una representación esquemática de un ejemplo de un método para elaborar una estructura fibrosa de conformidad con la presente invención; La Figura 8 es una representación esquemática de un ejemplo de una porción de proceso para fabricar una estructura fibrosa de conformidad con la presente invención; La Figura 9 es una representación esquemática de un ejemplo de matriz de fusión por soplado de acuerdo con la presente invención.

La Figura 10A es una representación esquemática de un ejemplo de barril de un extrusor de doble tornillo de acuerdo con la presente invención; y La Figura 10B es una representación esquemática de una configuración de tornillo y elemento de mezclado para el extrusor de doble tornillo de la Figura 10A.

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

Los ejemplos no limitantes de procesos para fabricar estructuras fibrosas de acuerdo con la presente invención incluyen los procesos conocidos de hilado de filamentos en húmedo, en solución y en seco denominados, típicamente, procesos de telas no tejidas. En un ejemplo, el proceso de hilado de filamentos es un proceso de fusión por soplado, en donde los filamentos se proporcionan a partir de una matriz de fusión por soplado (una fuente de filamentos). Se puede realizar otro procesamiento de la estructura fibrosa de tal manera que se forme una estructura fibrosa. Por ejemplo, la estructura fibrosa terminada es una estructura fibrosa que se enrolla en una bobina al final de un proceso de fabricación de estructura fibrosa. La estructura fibrosa terminada puede convertirse posteriormente en un producto terminado, por ejemplo, un producto sanitario de papel de trama.

Como se usa en la presente invención, "filamento" significa una partícula alargada que tiene una longitud que excede ampliamente su diámetro promedio, es decir, una relación de longitud a diámetro promedio de al menos aproximadamente 10. En un ejemplo, el filamento en un filamento único para que un hilo, que es una hebra de filamentos trenzados entre sí por su longitud. En un ejemplo, un filamento exhibe una longitud igual o mayor que 5.08 cm y/o igual o mayor que 7.62 cm y/o igual o mayor que 10.16 cm y/o igual o mayor que 15.24 cm.

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

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

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

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

Típicamente, las fibras se consideran discontinuas, especialmente, con respecto a la estructura fibrosa en la que están presentes. Los ejemplos no limitantes de fibras incluyen fibras de pulpa tales como fibras de pulpa de madera y fibras acortadas sintéticas tales como polipropileno, polietileno, poliéster, copolímeros de estos, rayón, fibras de vidrio y fibras de alcohol polivinílico.

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

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

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

En otro ejemplo, la estructura fibrosa puede comprender aditivos sólidos que comprenden tricomas y/o vello de las semillas.

Como se usa en la presente descripción, "capa de filamentos" significa una pluralidad de filamentos que forman al menos parte de una estructura fibrosa, en donde los filamentos de la capa se extienden a lo largo de una dirección primaria común. En otras palabras, los filamentos de la capa tienen la orientación en la dirección primaria común. Por ejemplo, los filamentos de una capa pueden tener una orientación en dirección de máquina. En otro ejemplo, los filamentos de una capa pueden presentar una orientación diferente de la dirección de máquina, p. ej., una orientación a lo largo de un ángulo entre la dirección de máquina y la dirección transversal a la máquina. En un ejemplo, una o más capas de filamentos pueden combinarse, tal como depositarse una sobre otra, para formar una estructura fibrosa de acuerdo con la presente invención. Adicionalmente, la estructura fibrosa puede comprender dos o más capas de filamentos diferentes. Por ejemplo, como se ilustra en la Figura 2, una estructura fibrosa 10 puede comprender una primera capa 18 de filamentos 14 que presenta una orientación en dirección de máquina y una segunda capa 20 de filamentos 14 que presenta una orientación diferente de la orientación en dirección de máquina presentada por la primera capa 18.

Como se usa en la presente descripción, "orientación" con respecto a la orientación de los filamentos dentro de una capa de filamentos significa que los filamentos dentro de una capa se extienden a lo largo de una dirección primaria común. Obviamente, hay algunos filamentos que se extienden en una dirección secundaria dentro de una capa, pero la amplia mayoría de los filamentos en una capa se extienden en una dirección primaria común, y esa dirección primaria común establece la orientación de los filamentos dentro de una capa. Como se ilustra en la Figura 3, una capa de filamentos presenta una orientación en dirección de máquina. En la Figura 4, una capa de filamentos presenta una orientación en ángulo con respecto a la dirección de máquina de la capa. En otro ejemplo, el ángulo de una fuente de filamentos (con respecto a la dirección de máquina de una estructura fibrosa que se fabrica), tal como una matriz de fusión por soplado, proporciona los filamentos de la capa de filamentos producidos a partir de la fuente de filamentos con una orientación definida. Por lo tanto, si se producen dos o más capas de filamentos a partir de dos o más fuentes de filamentos (p. ej., matrices de fusión por soplado) orientadas en ángulos diferentes (p. ej., dentro del intervalo de 0o a 90° positivos o negativos desde la MD) con respecto a la dirección de máquina, los filamentos dentro de las dos o más capas presentarán diferentes orientaciones predeterminadas.

A los fines de medir el ángulo de orientación de una fuente de filamentos, tal como una matriz de fusión por soplado, se mide el ángulo más pequeño con respecto a la dirección de máquina y se considera como el ángulo de orientación de la fuente de filamentos. Si los ángulos de orientación de una fuente de filamentos son iguales con respecto a la dirección de máquina, el ángulo de orientación es 90°.

Como se usa en la presente descripción, "sustrato de tela no tejida" significa una trama que comprende una o más capas de filamentos de la presente invención.

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

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

Los productos de papel sanitario de la presente invención pueden presentar un peso base de entre aproximadamente 10 g/m2 a aproximadamente 120 g/m2 y/o de aproximadamente 15 g/m2 a aproximadamente 1 10 g/m2 y/o de aproximadamente 20 g/m2 a aproximadamente 100 g/m2 y/o de aproximadamente 30 a 90 g/m2. Adicionalmente, el producto sanitario de papel de la presente invención puede presentar un peso base de entre aproximadamente 40 g/m2 a aproximadamente 120 g/m2 y/o de aproximadamente 50 g/m2 a aproximadamente 1 10 g/m2 y/o de aproximadamente 55 g/m2 a aproximadamente 105 g/m2 y/o de aproximadamente 60 a 100 g/m2.

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

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

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

Como se usa en la presente descripción, 'lejido ligero" significa un material de trama, tal como una trama que comprende filamentos, que se usa para superponer aditivos sólidos dentro de las estructuras fibrosas de la presente invención, de tal manera que los aditivos sólidos están ubicados entre el material de trama y otra capa de filamentos dentro de la estructuras fibrosas. En un ejemplo, el tejido ligero comprende un material de trama que tiene un peso base menor que 10 g/m2 y/o menor que 7 g/m2 y/o menor que 5 g/m2 y/o menor que 3 g/m2, y la(s) restante(s) capa(s) de filamentos de la estructura fibrosa de la presente invención tiene(n) un peso base más de 10 g/m2 y/o mayor que 15 g/m2 y/o mayor que 20 g/m2 y/o a aproximadamente 120 g/m2.

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

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

Como se usa en la presente descripción, 'lermoplástico" significa, con respecto a un filamento como una totalidad y/o un polímero dentro de un filamento, que el filamento y/o polímero exhibe un punto de fusión y/o punto de ablandamiento a determinada temperatura que le permite fluir bajo presión.

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

Como se usa en la presente descripción con respecto a filamentos, "asociado", "asociación" y/o "asociar" significa combinar filamentos, en contacto directo o en contacto indirecto, de manera que se forme una estructura fibrosa. En un ejemplo, los filamentos asociados podrían unirse, por ejemplo, mediante adhesivos y/o enlaces térmicos. En otro ejemplo, los filamentos podrían asociarse entre sí al depositarse en la misma banda de fabricación de la estructura fibrosa.

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

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

Como se usa en la presente descripción, "dirección de máquina" o "MD" (por sus siglas en inglés) se refiere a la dirección paralela al flujo de la estructura fibrosa a través de una máquina para fabricar estructuras fibrosas, tal como una máquina papelera y/o equipo de fabricación de productos de estructura fibrosa.

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

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

Como se usa en la presente descripción, "cabezal de toberas" significa una placa que comprende una o más toberas formadoras de filamentos desde las que pueden fluir filamentos de una composición fundida. En un ejemplo, el cabezal de toberas comprende una pluralidad de toberas formadoras de filamentos dispuestas en una o más filas y/o columnas. Este cabezal de toberas se conoce como cabezal de toberas de múltiples filas.

Como se usa en la presente descripción, "colindantes entre sí", en relación con dos o más cabezales de toberas colindantes, significa que una superficie de un cabezal de toberas está en contacto con una superficie de otro cabezal de toberas.

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

Como se usa en la presente descripción, "abertura de la costura de la tobera formadora de filamentos" significa una o más aberturas de toberas formadoras de filamentos más cercanas a la costura formada por dos cabezales de toberas colindantes.

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

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

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

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

Los filamentos de la presente invención pueden producirse de una composición de fusión polimérica que comprende un polímero de hidroxilo, tal como un almidón sin reticular, un sistema de reticulación que comprende un agente de reticulación, tal como un imidazolidinona, y agua. La composición de fusión polimérica puede comprender, además, un surfactante, tal como un surfactante de sulfosuccinato. Un ejemplo no limitante de un surfactante de sulfosuccinato adecuado incluye Aerosol® AOT (un dioctilsufosuccinato sódico) y/o Aerosol® MA-80 (un dihexilsulfosuccinato sódico), que se encuentra disponible comercialmente en Cytec Industries, Woodland Park, NJ.

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

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

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

Los filamentos pueden comprender, además, un polímero seleccionado del grupo que consiste en: poliacrilamina y sus derivados; ácido poliacrilico, ácido polimetacrílico y sus esteres; polietilenimina; copolímeros hechos d© mezclas de monómeros de los polímeros antes mencionados; y mezclas de estos en un nivel de 0 % y/o de aproximadamente 0.01 % y/o de aproximadamente 0.05 % y/o a aproximadamente 0.5 % y/o a aproximadamente 0.3 % y/o a aproximadamente 0.2 % en peso del filamento.

Estos polímeros pueden tener un peso molecular promedio mayor que 500,000 g/mol. En un ejemplo, el filamento comprende poliacrilamina.

Los filamentos pueden comprender, además, un agente de reticulación, tal como una imidazolidinona, que puede estar reticulada (reticulación del polímero de hidroxilo presente en los filamentos) en un nivel de aproximadamente 0.5 % y/o de aproximadamente 1 % y/o de aproximadamente 2 % y/o de aproximadamente 3 % y/o a aproximadamente 10 % y/o a aproximadamente 7 % y/o a aproximadamente 5.5 % y/o a aproximadamente 4.5 % en peso del filamento. Adicionalmente del agente de reticulación, el filamento puede comprender un facilitador de la reticulación como auxiliar del agente de reticulación en un nivel de 0 % y/o de aproximadamente 0.3 % y/o de aproximadamente 0.5 % y/o a aproximadamente 2 % y/o a aproximadamente 1.7 % y/o a aproximadamente 1.5 % en peso del filamento.

El filamento pueden comprender, además, varios ingredientes adicionales, tales como propilenglicol, sorbitol, glicerina y mezclas de estos.

Polímeros Los filamentos de la presente invención que se asocian para formar las estructuras fibrosas de la presente invención podrían contener distintos tipos de polímeros, tales como polímeros de hidroxilo, polímeros no termoplásticos, polímeros termoplástlcos y mezclas de estos.

Los ejemplos no limitantes de polímeros de hidroxilo de conformidad con la presente invención incluyen polioles, tales como el alcohol polivinílico, derivados de alcohol polivinílico, copolímeros de alcohol polivinílico, almidón, derivados de almidón, copolímeros de almidón, quitosana, derivados de quitosana, copolímeros de quitosana, celulosa, derivados de celulosa, tales como éster de celulosa y derivados de éster, copolímeros de celulosa, hemicelulosa, derivados de hemicelulosa, copolímeros de hemicelulosa, gomas, arabinans, galactanas, proteínas y otros polisacáridos, y mezclas de estos.

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

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

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

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

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

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

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

En un ejemplo, los filamentos de la presente invención no tienen polímeros termoplásticos insolubles en agua.

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

En un ejemplo, uno o más aditivos sólidos pueden estar presentes en la superficie de una estructura fibrosa de la presente invención.

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

En un ejemplo, el aditivo sólido puede mostrar un tamaño de partícula menor a 6 mm o menor a 5.5 mm o menor a 5 mm o menor a 4.5 mm o menor a 4 mm o menor a 2 mm en su máxima dimensión.

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

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

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

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

Los aditivos sólidos pueden estar tratados químicamente, p. ej., fibra de pulpa tratada químicamente. En un ejemplo, los aditivos sólidos comprenden agentes suavizantes y/o tienen las superficies tratadas con agentes suavizantes. Los ejemplos no limitantes de agentes suavizantes adecuados incluyen siliconas y/o compuestos de amonio cuaternario, tales como PROSOFT® disponible de Hercules Incorporated. En un ejemplo, los aditivos sólidos comprenden pulpa de madera tratada con un agente suavizante de compuesto de amonio cuaternario, por ejemplo, el disponible en Georgia-Pacific Corporation. Una ventaja de aplicar un agente suavizante solamente a los aditivos sólidos frente a aplicarlo a la totalidad de la estructura fibrosa y/o el sustrato no tejido y/o el material de unión, asegura que el agente suavizante suavice aquellos componentes de la totalidad de la estructura fibrosa que necesitan suavizarse en comparación con los demás componentes de la totalidad de la estructura fibrosa.

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

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

Estructuras fibrosas Como se ilustra en las Figuras 5 y 6, en un ejemplo, la estructura fibrosa 10 de la presente invención comprende un sustrato de tela no tejida 26 que comprende una o más capas de filamentos, una pluralidad de aditivos sólidos 16, tales como fibras de pulpa, que están ubicados entre el sustrato de tela no tejida 26 y un tejido ligero 28, que está unido al sustrato de tela no tejida 26 en uno o más lugares de unión 30. El sitio de unión 30 es donde al menos una porción del tejido ligero 28 y una porción del sustrato de tela no tejida 26 se conectan entre sí, tal como a través de una unión térmica o una unión creada al aplicar a alta presión al tejido ligero 28 y al sustrato de tela no tejida 26, de manera que se produzca un efecto vidriado ("unión a presión").

En un ejemplo, los aditivos sólidos 16 podrían distribuirse uniformemente en una superficie 32 del sustrato no tejido 26.

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

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

Como se muestra en las Figuras 5 y 6, los sitios de unión 30 podrían comprender una pluralidad de sitios de unión distintos. Los sitios de unión distintos pueden estar presentes en la forma de un patrón repetido, no aleatorio. Uno o más sitios de unión 30 podrían comprender una unión térmica y/o una unión a presión.

En un ejemplo, la estructura fibrosa de la presente invención comprende una pluralidad de filamentos, tales como filamentos que contienen polímero de hidroxilo, en donde los filamentos están presentes en la estructura fibrosa en dos o más capas diferentes de filamentos sobre la base de su orientación en cada capa.

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

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

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

La estructura fibrosa de la presente invención puede comprender grabados, de tal manera que la estructura fibrosa esté grabada.

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

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

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

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

La primera, segunda y tercera capa 40, 46, 52 de filamentos se recolectan en un dispositivo de recolección 62, que puede ser una banda o tela. El dispositivo de recolección 62 puede ser una banda con patrón que imparte un patrón, tal como un patrón repetido, no aleatorio a la estructura fibrosa 10 durante el proceso de fabricación de la estructura fibrosa. La primera, segunda y tercera capa 40, 46, 52 de filamentos se recolectan (p. ej., una sobre otra) en el dispositivo de recolección 62 para formar un sustrato de tela no tejida de múltiples capa 26 sobre el que se depositan los aditivos sólidos 16. La cuarta capa 60 de filamentos puede depositar luego sobre los aditivos sólidos 16 para forma un tejido ligero 28.

El primer ángulo a y el cuarto ángulo e pueden tener el mismo ángulo, p. ej., 90° con respecto a la dirección de máquina.

El segundo ángulo ß y el tercer ángulo d pueden ser el mismo ángulo, positivo o negativo uno con respecto del otro. Por ejemplo, el segundo ángulo ß puede ser de -40° con respecto a la dirección de máquina, y el tercer ángulo d puede ser de +40° con respecto a la dirección de máquina.

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

En un ejemplo, la primera, segunda y tercera capa 40, 46, 52 de filamentos puede formarse en un sustrato de tela no tejida 28 antes de usarse en el proceso para fabricar una estructura fibrosa descrita anteriormente. En este caso, el sustrato de tela no tejida 28 probablemente esté en un rollo matriz que puede desenrollarse en el proceso de fabricación de la estructura fibrosa, y el aditivos sólidos 16 podría depositarse directamente sobre una superficie 32 del sustrato de tela no tejida 28.

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

En un ejemplo, la etapa de proporcionar cuartos filamentos 56, de manera que los filamentos entren en contacto con los aditivos sólidos 16, comprende la etapa de depositar cuartos filamentos 56 para que al menos una porción (en un ejemplo, la totalidad o prácticamente la totalidad) de los aditivos sólidos 16 entre en contacto con los cuartos filamentos 56, y así los aditivos sólidos se ubiquen 16 entre la cuarta capa 60 de filamentos y el sustrato de tela no tejida 26. Una vez que la cuarta capa 60 de filamentos está en su lugar, la estructura fibrosa 10 puede someterse a una etapa de unión que una la cuarta capa 60 de filamentos (en este caso, el gasa 28) al sustrato de tela no tejida 26. Esta etapa de unión puede comprender una operación de unión térmica. La operación de unión térmica puede comprender pasar la estructura fibrosa 10 a través de un punto de agarre formado por los rodillo de unión térmica 64, 66. Al menos uno de los rodillos de unión térmica 64, 66 puede comprender un patrón que se traduce en sitios de unión 30 formados en la estructura fibrosa 10.

Adicionalmente de una operación de unión, la estructura fibrosa puede someterse a otras operaciones posteriores al procesamiento, tales como grabado, formación de penachos, pasar por rodillos de engranaje, que incluye pasar la estructura fibrosa a través de un punto de agarre formado entre dos rodillos de engranaje acoplados, operaciones para impartir humedad, generación de extremos con fibras libres y tratamiento de superficie para formar una estructura fibrosa terminada. En un ejemplo, se pasa la estructura fibrosa por rodillos de engranaje, que consiste en pasar la estructura fibrosa a través de un punto de agarre formado por al menos un par de rodillos de engranaje. En un ejemplo, se pasa la estructura fibrosa por rodillos de engranaje, de manera tal de crear extremos con fibras libres en la estructura fibrosa. Los rodillos de engranaje pueden pasarse antes o después de que se combinen dos o más estructuras fibrosas para formar un producto de papel sanitario de múltiples hojas. Si se pasan después, el producto de papel sanitario de múltiples hojas se pasa a través de punto de agarre formado por al menos un par de rodillos de engranaje.

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

En un ejemplo, una o más hojas de la estructura fibrosa de acuerdo con la presente invención puede combinarse con otra hoja de la estructura fibrosa, que, además, puede ser una estructura fibrosa de acuerdo con la presente invención, para formar un producto de papel sanitario de múltiples hojas que tenga una relación de tracción de 2 o menos y/o menor que 1.7 y/o menor que 1.5 y/o menor que 1.3 y/o menor que 1.1 y/o mayor que 0.7 y/o mayor que 0.9, medida según método de resistencia a la tracción en seco descrito en la presente descripción. En un ejemplo, el producto de papel sanitario de múltiples hojas puede formarse combinando dos o más hojas de la estructura fibrosa de conformidad con la presente invención. En otro ejemplo, dos o más hojas de la estructura fibrosa de acuerdo con la presente invención pueden combinarse para formar un producto de papel sanitario de múltiples hojas, de tal manera que los aditivos sólidos presentes en las hojas de estructura fibrosa son adyacentes a las superficies exteriores del producto de papel sanitario de múltiples hojas.

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

En un ejemplo, las fuentes de filamentos comprenden matrices de fusión por soplado que producen filamentos a partir de una composición de fusión polimérica de acuerdo con la presente invención. En un ejemplo, como se ilustra en la Figura 9, la matriz de fusión por soplado 68 puede comprender al menos un orificio formador de filamentos 70, y/o 2 o más y/o 3 o más filas de orificios formadores de filamentos 70 a partir de los que se hilan los filamentos. Al menos una fila de los orificios formadores de filamentos 70 contiene 2 o más y/o 3 o más y/o 10 o más orificios formadores de filamentos 70. Adicionalmente de los orificios formadores de filamentos 70, la matriz de fusión por soplado 68 comprende orificios liberadores de fluidos 72, tales como orificios liberadores de gas, en un ejemplo, orificios liberadores de aire, que atenúan los filamentos que se forman a partir de los orificios formadores de filamentos 70. Se pueden asociar uno o más orificios liberadores de fluidos 72 con un orificio formador de filamentos 70, de manera que el fluido que sale del orificio liberador de fluido 72 es paralelo o sustancialmente paralelo (en lugar de anguloso como en una matriz de borde filoso) a una superficie exterior de un filamento que sale del orificio formador de filamentos 70. En un ejemplo, el fluido que sale de orificio liberador de fluido 72 se pone en contacto con la superficie exterior de un filamento formado a partir de un orificio formador de filamentos 70 en un ángulo menor que 30° y/o menor que 20° y/o menor que 10° y/o menor que 5o y/o aproximadamente 0o. Pueden disponerse uno o más orificios liberadores de fluido 72 alrededor de un orificio formador de filamentos 70. En un ejemplo, uno o más orificios liberadores de fluidos 72 están asociados con un solo orificio formador de filamentos 70, de tal manera que el fluido que sale de esos uno o más orificios liberadores de fluidos 72 se pone en contacto con la superficie exterior de un filamento único que se forma a partir del orificio formador de filamentos único 70. En un ejemplo, el orificio liberador de fluido 72 permite que un fluido, tal como un gas, por ejemplo, aire, entre en contacto con la superficie exterior de un filamento formado a partir de un orificio formador de filamentos 70, en lugar de entrar en contacto con una superficie interior de un filamento, como lo que sucede cuando se forma un filamento hueco.

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

En la Figura 10A se ilustra esquemáticamente un barril 74 de un extrusor de doble tornillo APV Baker (Peterborough, Inglaterra) de 40:1 , 48 mm. El barril 74 está separado en ocho zonas identificadas como zonas 1-8. El barril 74 contiene el tornillo de extrusión y los elementos de mezclado ilustrados esquemáticamente en la Figura 10B, y actúa como un recipiente de contención durante el proceso de extrusión. En la zona 1 hay un puerto de alimentación de sólidos 76 y también un puerto de alimentación de líquidos 78.

En la zona 7 se incluye un conducto de ventilación 80 para enfriar y reducir el contenido de líquido, tal como agua, de la mezcla antes de salir del extrusor. Puede usarse una embutidora de ventilación opcional, distribuida en el mercado por APV Baker, para evitar que la composición de fusión polimérica salga a través de la ventilación 80. El flujo de la composición de fusión polimérica a través del barril 74 es desde la zona 1 que sale del barril 74 en la zona 8.

En la Figura 10B se ilustra esquemáticamente una configuración de tornillo y elemento de mezclado para el extrusor de doble tornillo. El extrusor de doble tornillo comprende una pluralidad de tornillos dobles (TLS) (designados A y B), paletas (designadas C) y tornillos dobles de rosca invertida (RTLS) (designados D) instalados en serie, como se ilustra en la Tabla 2 más abajo.

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

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

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

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

Las paletas de orejeta doble C, que sirven como elementos de mezclado se incluyen, además, en serie con los elementos de tornillo TLS y RTLS para mejorar el mezclado. La paleta C tiene una relación de longitud de 1/4. Para controlar el flujo y el tiempo correspondiente de mezclado, se usan diversas configuraciones de paletas de orejeta doble y elementos de rosca invertida D, así como tornillos simples y dobles roscados en la dirección opuesta. El tornillo D es un RTLS con un paso de 0.5 y una relación de longitud de 0.5.

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

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

Síntesis de filamentos Un ejemplo no limitante de un proceso para producir filamentos consiste en procesar con polímeros una composición de fusión polimérica de la presente invención.

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

A continuación, sigue un ejemplo de un proceso para producir un filamento de la presente invención a partir de una composición de fusión polimérica de la presente invención.

Una composición de fusión polimérica se prepara de conformidad con la síntesis de una composición de fusión polimérica descrita con anterioridad. La composición de fusión polimérica presente en el extrusor de doble tomillo se bombea a una matriz de fusión por soplado por medio de una bomba adecuada, p.ej., Zenith, ©tipo PEP II, con una capacidad de 10 centímetros cúbicos por revolución (cc/rev), fabricada por Parker Hannifin Corporation, división Zenith Pumps, de Sanford, NC, EE. UU. El polímero de hidroxilo, tal como almidón, que fluye a la matriz de fusión por soplado se controla ajustando la cantidad de revoluciones por minuto (rpm) de la bomba. Los tubos que conectan el extrusor, la bomba, la matriz de fusión por soplado y, opcionalmente, un mezclador se calientan con electricidad y se controlan con un termostato a 65 °C.

La matriz de fusión por soplado tiene varias filas de toberas de extrusión circulares espaciadas entre sí a un paso P de aproximadamente 2.489 mm. Las toberas están dispuestas en una cuadrícula escalonada que tiene un espaciado de aproximadamente 2.489 mm dentro de las filas y un espaciado de 2.159 mm entre las filas. Las toberas 200 tienen un diámetro interior de aproximadamente 0.254 mm y un diámetro exterior individual de aproximadamente 0.813 mm. Cada tobera individual está rodeada por un orificio anular formado en una placa de orificios que tiene un grosor de aproximadamente 1.9 mm. Una configuración de una pluralidad de orificios en la placa de orificios se corresponde con un patrón de toberas de extrusión en la matriz de fusión por soplado. Una vez que la placa de orificios se combina con las matrices de fusión por soplado, el área resultante para el flujo de aire es de aproximadamente 36 por ciento. La placa está fijada de manera que los filamentos que se extruden a través de las toberas de extrusión están rodeados y atenuados por corrientes de aire humidificado, generalmente cilindricas, suministradas a través de los orificios de la placa de orificios. Las toberas de extrusión pueden extenderse a una distancia de aproximadamente 1.5 mm a aproximadamente 4 mm y, más específicamente, de aproximadamente 2 mm a aproximadamente 3 mm, más allá de la superficie exterior de la placa de orificios. Se forma una pluralidad de orificios de aire de capa periférica al conectar las toberas de extrusión dos filas exteriores a cada lado de la pluralidad de toberas de extrusión, vistas en plano, de modo que cada orificio de aire de la capa periférica comprende un orificio anular descrito anteriormente. Adicionalmente, cada una de las otras filas y columnas de las restantes toberas de extrusión están bloqueadas, lo que aumenta el espaciado entre las toberas de extrusión activas.

El aire de atenuación para atenuar los filamentos que se producen a través de las toberas de extrusión puede proporcionarse al calentar aire comprimido con un calentador con resistencia eléctrica, p. ej., un calentador fabricado por Chromalox, División of Emerson Electric, de Pittsburgh, PA, EE. UU. Se agrega una cantidad adecuada de vapor a una presión absoluta de aproximadamente 240 a aproximadamente 420 kilopascales (kPa) controlada por una válvula de globo para saturar o prácticamente saturar el aire caliente a las condiciones del tubo de suministro calentado eléctricamente y controlado de manera termostática. El condensado se elimina en un separador calentado eléctricamente y controlado con termostato. La presión absoluta del aire de atenuación es de aproximadamente 130 kPa a aproximadamente 310 kPa medida en el tubo de suministro controlado. Los filamentos que se extruden desde las toberas de extrusión tienen un contenido de humedad de aproximadamente 20 % y/o de aproximadamente 25 % a aproximadamente 50 % y/o a aproximadamente 55 % en peso. Los filamentos se secan mediante una corriente de aire secado con una temperatura de aproximadamente 149 °C a aproximadamente 315 °C que proviene de un calentador de resistencia eléctrica, se suministra a través de toberas de secado y se descarga en un ángulo, generalmente, perpendicular a la orientación general de los filamentos que se están extrudendo. El contenido de humedad de los filamentos se reduce de aproximadamente 45 % a aproximadamente 15 % (es decir, de una consistencia de aproximadamente 55 % a aproximadamente 85 %), y las fibras se recolectan en un dispositivo de recolección, p. ej., un como una banda porosa móvil.

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

Muestra Unidades: Valor Régimen de flujo del aire de atenuación g/min 9000 Temperatura del aire de atenuación °C 65 Régimen de flujo de la corriente de atenuación g/min 1800 Presión manométrica de atenuación kPa 213 Presión manométrica de atenuación en el tubo de suministro kPa 14 Temperatura de salida de la atenuación °C 65 Velocidad de la bomba de la solución revs/min 12 Flujo de la solución g/min/orificio 0.18 Régimen de flujo del aire de secado g/min 17000 Tipo de conducto de aire Ranuras Dimensión del conducto de aire MM 356 x 127 Velocidad a través del tubo estático Pitot m/s 65 Temperatura del aire de secado en el calentador °C 260 Posición del conducto seco desde el tubo MM 80 Ángulo del conducto de secado relativo a las fibras grados 0 Espaciado entre el conductos de secado MM 205 Distancia entre la matriz y la caja formadora MM 610 Longitud de la caja formadora en dirección de máquina MM 635 Ancho de la caja formadora en dirección transversal MM 380 Régimen de flujo de la caja formadora g/min 41000 Tabla 4 Un sistema de reticulación mediante un agente de reticulación, tal como una imidazolidinona, puede reticular los polímeros de hidroxilo juntos para proporcionar el filamento con resistencia en húmedo, con o sin someterlo a una etapa de curado. La reticulación se produce de manera que la composición de fusión polimérica pueda suministrase a través de las toberas de extrusión y producir filamentos. En otras palabras, el sistema de reticulación no retícula prematuramente los polímeros de hidroxilo en la composición de fusión polimérica, lo que obstruiría las toberas de extrusión, y no se podrían producir los filamentos.

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

En un ejemplo, los filamentos producidos mediante una operación de procesamiento de polímeros pueden curarse a una temperatura de curado de aproximadamente 110 °C a aproximadamente 215 °C y/o de aproximadamente 110 °C a aproximadamente 200 °C y/o de aproximadamente 120 °C a aproximadamente 195 °C y/o de aproximadamente 130 °C a aproximadamente 185 °C durante un período de aproximadamente 0.01 y/o 1 y/o 5 y/o 15 segundos a aproximadamente 60 minutos y/o de aproximadamente 20 segundos a aproximadamente 45 minutos y/o de aproximadamente 30 segundos a aproximadamente 30 minutos. Los métodos alternativos de curado pueden incluir métodos de radiación, tal como UV (ultravioleta), haz electrónico, IR (infrarrojo) y otros métodos de elevación de temperatura.

Adicionalmente, los filamentos pueden curarse, además, a temperatura ambiente durante días, ya sea después de curarlos a una temperatura superior a la temperatura ambiente o en lugar de curarlos a una temperatura superior a la temperatura ambiente.

Los filamentos de la presente invención pueden incluir filamentos hilados por fusión y/o unidos por hilado, filamentos huecos, filamentos con forma, tales como filamentos de múltiples lóbulos y filamentos multicomponentes, especialmente bicomponentes. La configuración de los filamentos multicomponentes, en especial los bicomponentes, puede ser paralela, vaina-núcleo, sectores segmentados, cordón o islotes o cualquier combinación de estas. La vaina puede ser discontinua o continua alrededor del núcleo. La relación del peso de la funda al núcleo puede ser de aproximadamente 5:95 a aproximadamente 95:5. Los filamentos de la presente invención pueden tener diferentes geometrías que incluyen redonda, elíptica, perfilada, rectangular y otras formas raras.

Ejemplo no limitante de una estructura fibrosa Ejemplo 1 - Estructura fibrosa que comprende filamentos de almidón/fibras de pulpa de madera Se prepara una composición de fusión polimérica que comprende 7.5 % de Mowiol 10-98 disponible comercialmente en Kuraray Co. (alcohol polivinílico), 19 % de Ethylex 2035 disponible comercialmente en Tate & Lyle (almidón etoxilado), 19 % de CPI 050820-156 disponible comercialmente en Com Products International (almidón diluido con ácido), 0.5 % de surfactante de sulfosuccinato, tal como Aerosol AOT, disponible comercialmente en Cytec Industries, 0.25 % de Hyperfloc NF221 disponible comercialmente en Hychem, Inc. (poliacrilamina), 3.25 % de agente de reticulación de imidazolidinona (DHEU), y 0.5 % de cloruro amónico disponible en Aldrich (facilitador de reticulación). La composición fundida se cocina y se extrude desde un extrusor de doble tornillo corrotativo a aproximadamente 50 % de sólidos (50 % de H20), como se describió anteriormente.

La composición de fusión polimérica luego se bombea a una serie de cabezales de toberas de fusión por soplado a diferentes ángulos con respecto a la dirección de máquina para proporcionar una pluralidad de filamentos a partir de cada tobera de hilatura. Los filamentos de cada cabezal de toberas se atenúan con una corriente de aire saturado para formar una capa de filamentos que se recolectan uno sobre otro para formar un sustrato de tela no tejida. Los filamentos de dos o más de las capas de filamentos tienen diferentes orientaciones con respecto a la dirección de máquina. El sustrato de tela no tejida formado tiene un peso base de aproximadamente 10 g/m2 a aproximadamente 120 g/m2, como se describió anteriormente. Los filamentos se secan mediante secado por convección antes de depositarlos sobre una banda para formar el sustrato de tela no tejida. Estos filamentos formados por fundido y extrusión son prácticamente filamentos continuos.

Si se usan dos o más cabezales de toberas para formar una fuente de filamentos, tal como dos o más cabezales de toberas colindantes juntos, el conjunto de cabezales de toberas puede formarse haciendo colindar un primer cabezal de toberas con un segundo cabezal de toberas, de manera que la distancia máxima entre la abertura de la costura de la tobera formadora de filamentos en el primer cabezal de toberas y la abertura de costura de la tobera formadora de filamentos en el segundo cabezal de toberas sea menor que 9 mm y/o menor que 7 mm y/o menor que 5 mm. Adicionalmente de los cabezales de toberas colindantes, se usa una placa de aire en el conjunto de estos cabezales de toberas para cubrir la costura formada por los cabezales de toberas colindantes. El propósito de las placas de aire es el de producir un flujo de aire que impida a los filamentos producidos por las unidades de hilera colisionar con los filamentos lindantes, lo que podría hacer que los filamentos y/o cabezales de las unidades de hilera se enlacen.

Las fibras de pulpa de madera, madera blanda Southern Kraft (SSK) disponible comercialmente en Georgia Pacific como pulpa triturada en rollo, se desintegran con una trituradora y trasladan con un soplador a un formador de tendido al aire disponible comercialmente en Dan-Web. Las fibras de pulpa de madera se depositan en una superficie de un sustrato de tela no tejida con aditivos sólidos.

La composición de fusión polimérica adicional se bombea a un cabezal de toberas adicional de fusión por soplado que está orientado en un ángulo de aproximadamente 90° con respecto a la dirección de máquina para producir una capa de filamentos adicional (que es un tejido ligero), el que se deposita sobre las fibras de pulpa de madera para ubicar estas fibras de pulpa de madera entre el sustrato de tela no tejida y el tejido ligero para formar una estructura fibrosa. El tejido ligero tiene, típicamente, un peso base de aproximadamente 0.1 g/m2 a aproximadamente 10 g/m2.

La estructura fibrosa se somete después a un proceso de unión, en donde los sitios de unión se forman entre el sustrato no tejido y el tejido ligero, de manera que las fibras de pulpa de madera se ubican entre el sustrato no tejido y el tejido ligero para formar una estructura fibrosa terminada. El proceso de unión puede usarse para impartir un patrón a la estructura fibrosa terminada, y/o la estructura fibrosa terminada puede estar grabada. La estructura fibrosa puede someterse a humidificación durante el proceso de fabricación de la estructura fibrosa, p. ej., antes de la unión y/o el grabado.

La estructura fibrosa terminada posteriormente se enrolla en forma retorcida alrededor de un núcleo para producir un producto de papel sanitario.

La estructura fibrosa, la estructura fibrosa terminada y/o el producto de papel sanitario que incorpora la estructura fibrosa terminada tiene una relación de tracción de 2 o menos.

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

Método de prueba del peso base El peso base de una estructura fibrosa se mide en pilas de doce unidades usables con el uso de una balanza analítica de carga superior con una resolución de ± 0.001 g. La balanza está protegida de corrientes de aire y otras perturbaciones con el uso de un protector contra corrientes. Se usa una matriz de corte de precisión que mide 8.9 cm ± 0.0089 cm por 8.9 cm ± 0.0089 cm (3.500 pulg + 0.0035 pulg por 3.500 pulg ± 0.0035 pulg) para preparar todas las muestras.

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

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

Método de prueba de la resistencia a la tracción en seco La resistencia a la tracción se determina a una velocidad constante de extensión del aparato para ensayos de tracción con una interfaz de computadora (un instrumento adecuado es el EJA Vantage de Thwing-Albert Instrument Co. Wet Berlín, NJ) con una celda de carga para la cual las fuerzas medidas están dentro de 10 % a 90 % del límite de la celda. Las abrazaderas neumáticas móviles (superiores) y las fijas (inferiores) se ajustan con sujetadores de cara lisa, de acero inoxidable, con un diseño adecuado para probar material en lámina de 2.54 cm (1 pulg) de ancho (Thwing-Albert ítem #733GC). Se suministra una presión de aire de aproximadamente 60 psi a las mordazas.

Se dividen ocho unidades usables de estructuras fibrosas en dos pilas de cuatro unidades usables cada una. Las unidades usables en cada pila se orientan consistentemente con respecto a la dirección de máquina (MD) y la dirección transversal (CD). Una de las pilas se asigna para pruebas en la MD y la otra para pruebas en la CD. Con un cortador de precisión de 2.54 cm (una pulgada) (Thwing-Albert JDC-1 -10 o similar), se toma un pila en CD y se corta una pila de tiras de 2.54 cm ± 0.025 cm (1.00 pulgadas ± 0.01 pulgadas) de ancho por 3 - 4 pulgadas de largo (dimensión longitudinal en CD). De la misma manera se corta la pila restante en MD (la dimensión longitudinal de la tira en MD) para lograr un total de 8 muestras, cuatro tiras en CD y cuatro tiras en MD. Cada tira para someter a prueba tiene el grosor de una unidad usable, y se tratará como una unidad de muestra para la prueba.

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

Se fija la longitud de referencia en 2.54 cm ( .00 pulgada). La cruceta y la celda de carga se ponen en cero. Se inserta la muestra en los sujetadores superior e inferior abiertos, de manera que al menos 1.3 cm (0.5 pulgadas) de la longitud de la muestra esté contenida en cada sujetador. Se alinea la muestra verticalmente dentro de las abrazaderas superior e inferior y luego se cierra el sujetador superior. Se comprueba que la muestra esté alineada, y se cierra el sujetador inferior. La muestra debe estar bastante derecha entre los sujetadores con una fuerza no mayor de 5.0 g en la celda de carga. Se inicia el medidor de tracción y la recolección de información. Se repiten las pruebas de manera similar para las cuatro muestras en CD y cuatro en MD.

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

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

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

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

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una estructura fibrosa que comprende una pluralidad de filamentos que comprende uno o más polisacáridos, caracterizada además porque la estructura fibrosa tiene una relación de tracción de 2 o menos, medida de acuerdo con el método de resistencia a la tracción en seco descrito en la presente invención.

2. La estructura fibrosa de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizada además porque al menos uno de uno o más polisacáridos se selecciona del grupo que consiste en: almidón, derivados de almidón, copolímeros de almidón, quitosana, derivados de quitosana, copolímeros de quitosana, celulosa, derivados de celulosa, copolímeros de celulosa, hemicelulosa, derivados de hemicelulosa, copolímeros de hemicelulosa y mezclas de estos, preferentemente, en donde al menos uno o más polisacáridos se selecciona del grupo que consiste en: almidón, derivados de almidón, copolímeros de almidón y mezclas de estos, con mayor preferencia, en donde al menos un polisacárido comprende almidón etoxilado o almidón diluido con ácido.

3. La estructura fibrosa de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizada además porque al menos uno de los filamentos comprende un polímero de hidroxilo seleccionado del grupo que consiste en: alcohol polivinílico, derivados de alcohol polivinílico, copolímeros de alcohol polivinílico, gomas, arabinans, galactanas, proteínas y mezclas de estos.

4. La estructura fibrosa de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada además porque al menos uno de los filamentos comprende un polímero seleccionado del grupo que consiste en: poliacrilamina y sus derivados; ácido poliacrilico, ácido polimetacrílico, y sus ésteres; polietilenimina; copolímeros hechos a partir de mezclas de monómeros de los polímeros antes mencionados; y mezclas de estos, preferentemente, en donde el polímero tiene un peso molecular promedio mayor que 500,000 g/mol, con mayor preferencia, en donde el polímero comprende poliacrilamina.

5. La estructura fibrosa de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada además porque al menos uno de los filamentos comprende un surfactante, preferentemente, en donde el surfactante comprende un surfactante de sulfosuccinato.

6. La estructura fibrosa de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada además porque la estructura fibrosa exhibe un peso base de 10 g/m2 a 120 g/m2.

7. La estructura fibrosa de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada además porque la estructura fibrosa comprende, además, uno o más aditivos sólidos.

8. La estructura fibrosa de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada además porque al menos uno de los uno o más aditivos sólidos comprende una fibra, preferentemente, en donde la fibra comprende una fibra de pulpa, con mayor preferencia, en donde la fibra de pulpa se selecciona del grupo que consiste en fibras de pulpa de madera dura, fibras de pulpa de madera blanda y mezclas de estas, aún con mayor preferencia, en donde la fibra de pulpa comprende una fibra de pulpa de eucalipto o una fibra de pulpa tratada químicamente.

9. La estructura fibrosa de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada además porque uno o más de los aditivos sólidos están presentes en una superficie de la estructura fibrosa.

10. La estructura fibrosa de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizada además porque la estructura fibrosa comprende, además, un tejido ligero conectado a la superficie de la estructura fibrosa, de tal manera que los aditivos sólidos están ubicados entre el tejido ligero y la superficie de la estructura fibrosa, con mayor preferencia, en donde el material de tejido ligero está unido a la superficie de la estructura fibrosa en uno o más sitios de unión, aún con mayor preferencia, en donde uno o más sitios de unión comprende una unión térmica o una unión a presión.

11. La estructura fibrosa de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizada además porque el material de tejido ligero se encuentra unido a la superficie de la estructura fibrosa mediante una pluralidad de sitios de unión distintos.

12. La estructura fibrosa de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada además porque la estructura fibrosa está grabada.

13. La estructura fibrosa de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada además porque la estructura fibrosa tiene una densidad menor que 0.60 g/cm3.

14. Un producto de papel sanitario de una o de múltiples hojas que comprende una estructura fibrosa de conformidad con las reivindicaciones precedentes.

15. Un método para fabricar una estructura fibrosa de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes; el método comprende las etapas de: a. proporcionar una pluralidad de filamentos a partir de una fuente de filamentos; y b. recolectar los filamentos en un dispositivo de recolección para formar una estructura fibrosa, de tal manera que la estructura fibrosa tiene una relación de tracción de 2 o menos, medida de acuerdo con el método de prueba de relación de tracción descrito en la presente descripción, preferentemente, caracterizado además porque el método comprende las etapas de: c. proporcionar una pluralidad de aditivos sólidos a partir de una fuente aditivo sólido, de tal manera que los aditivos sólidos se recolecten sobre una superficie de la estructura fibrosa, con mayor preferencia, caracterizado además porque el método comprende, ademas, las etapas de: d. proporcionar un tejido ligero de material; y e. unir el tejido ligero de material a la superficie de la estructura fibrosa, de tal manera que los aditivos sólidos están ubicados entre el material de tejido ligero y la superficie de la estructura fibrosa.