BR112017021342B1

BR112017021342B1 - Produtos de papel tissue com excipientes com alto teor de carboidratos

Info

Publication number: BR112017021342B1
Application number: BR112017021342-7A
Authority: BR
Inventors: Thomas Gerard Shannon; Bo Shi
Original assignee: Kimberly-Clark Worldwide, Inc
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2022-01-11
Also published as: US20170101739A1; MX369687B; US9890502B2; WO2016175819A1; MX2017012900A; CA2982552A1; BR112017021342A2

Abstract

produtos de papel tissue com excipientes com alto teor de carboidratos. a presente invenção refere-se geralmente a mantas e produtos de tecido, que geralmente têm uma gramatura inferior a cerca de 80 gramas por metro quadrado (g/m2) e um volume de folha maior que cerca de 5 centímetros cúbicos por grama (cc/g) compreendendo uma mistura de fibras de fabricação de papel convencionais e excipientes com alto teor de carboidratos. surpreendentemente, os excipientes podem deslocar uma quantidade relativamente grande de fibras convencionais para fabricação de papel, como polpa kraft de árvores decíduas, sem afetar negativamente propriedades importantes do papel tissue, tais como calibre, massa, nó, capacidade absorvente e suavidade. na verdade, em certos casos o uso de excipientes de fato melhora as propriedades do papel tissue.

Description

FUNDAMENTOS DA DIVULGAÇÃO

[1] Na fabricação de produtos de papel, excipientes e pigmentos inorgânicos têm sido amplamente utilizados para aplicações de enchimento e revestimento. Esses excipientes fornecem muitos benefícios ao produto de papel acabado, como brilho, opacidade, capacidade de impressão e estabilidade dimensional, ao mesmo tempo em que reduzem os custos de fabricação, o consumo de energia e o aumento das velocidades de fabricação. Apesar destes benefícios, o uso de excipientes inorgânicos em papel tissue, que geralmente é substancialmente menor em peso básico e maior em massa em comparação com papel convencional, tem sido limitado.

[2] Uma limitação é a retenção de excipientes durante o processo de fabricação de papéis tissue, que geralmente envolve velocidades de máquina que ultrapassam em muito as velocidades das máquinas de papel convencionais e envolvem graus de cisalhamento extremamente altos. A retenção de excipientes em produtos de papel tissue é ainda desafiada pela baixa gramatura da manta de papel tissue. Para agravar as dificuldades de retenção causadas pela baixa gramatura, as mantas de papel tissue geralmente são de baixa densidade. Aqueles versados na técnica reconhecerão que tais estruturas de peso leve e baixa densidade não proporcionam qualquer oportunidade significativa para filtrar e reter os enchimentos na manta embrionária. Como resultado, as partículas de enchimento passam facilmente através da manta e são expulsas da rede embrionária à medida que são desidratadas.

[3] Uma segunda limitação é a falha geral de enchimentos em partículas de se unir naturalmente a fibras de fabricação de papel, na medida em que as fibras de fabricação de papel tendem a se unir entre si à medida que a manta formada é seca. Isso reduz a força do produto. A inclusão do excipiente causa uma redução na força, que, se não corrigida, limita severamente os produtos que já são bastante fracos.

[4] Finalmente, uma terceira limitação é que os produtos de papel tissue que contêm excipiente são propensos a fiapos ou poeira. Isto não é apenas porque os próprios excipientes podem estar mal presos na manta, mas também porque têm o efeito inibidor de ligação acima mencionado, que provoca um enfraquecimento localizado da fixação de fibras na estrutura. Essa tendência pode causar dificuldades operacionais nos processos de fabricação de papel crepado e em operações de conversão subsequentes, devido ao excesso de pó criado quando o papel é manuseado. Outra consideração é que os usuários dos produtos de papel tissue exigem que eles estejam relativamente livres de fiapos e poeira.

[5] Consequentemente, continua a existir uma necessidade na técnica de excipientes para utilização em mantas de papel tissue e produtos que superam as limitações de enchimentos inorgânicos comumente utilizados na fabricação de produtos de papel convencionais.

SUMÁRIO DA DIVULGAÇÃO

[6] A presente invenção supera as limitações de excipientes inorgânicos, empregando excipientes orgânicos e mais especificamente excipientes com alto carboidrato no fabrico de produtos de papel tissue. Como tal, a presente invenção refere-se geralmente a mantas e produtos de papel tissue, que geralmente têm uma gramatura inferior a cerca de 80 gramas por metro quadrado (g/m2) e uma camada de folha maior que cerca de 5 centímetros cúbicos por grama (cc/g) compreendendo uma mistura de fibras de fabricação de papel convencionais e excipientes com alto carboidrato. Surpreendentemente, os excipientes podem deslocar uma quantidade relativamente grande de fibras convencionais para fabricação de papel, como polpa kraft de árvores decíduas, sem afetar negativamente propriedades importantes do papel tissue, tais como calibre, massa, nó, capacidade absorvente e suavidade. Na verdade, em certos casos o uso de excipientes de fato melhora as propriedades do papel tissue. Também é surpreendente que os excipientes com alto carboidrato possam ser retidos na manta de papel tissue a taxas relativamente elevadas, tais como superiores a cerca de 5 por cento e mais preferencialmente superiores a cerca de 10 por cento, apesar de o excipiente ter geralmente um tamanho de partícula médio inferior a cerca de 250 μm, tal como de cerca de 25 a cerca de 250 μm e mais preferencialmente de cerca de 50 a cerca de 200 μm e a manta de papel tissue sendo fabricada a altas velocidades de velocidade e submetida a altos graus de cisalhamento. A retenção de excipientes com alto carboidrato é geralmente facilitada pela utilização de um auxílio de retenção iônica, de preferência um auxílio de retenção catiônica. Adicionalmente, a utilização de um agente floculantes pode aglomerar os excipientes com alto teor de carboidratos e tornar mais fácil a retenção de excipientes com alto carboidrato dentro da folha de papel tissue.

[7] Consequentemente, num aspecto a presente invenção proporciona um produto de papel tissue que compreende pelo menos uma manta fibrosa que compreende fibras de fabrico de papel convencionais e pelo menos cerca de 1 por cento, em peso da manta, excipiente com elevado teor de carboidratos, o produto de papel tissue com um GMT maior do que cerca de 600 g/3", uma gramatura de cerca de 10 a cerca de 80 g/m2 e um volume de folhas maior do que cerca de 5 cc/g.

[8] Noutro aspecto, a invenção proporciona um produto de papel tissue compreendendo pelo menos uma manta fibrosa compreendendo fibras de fabricação de papel convencionais e pelo menos cerca de 5 por cento, em peso da manta, excipiente com alto teor de carboidratos com um tamanho de partícula médio de cerca de 50 a cerca de 250 μm e derivado a partir de Avena sativa, Hordeum vulgare, Triticum aestivum ou sementes de Secale cereal, o produto de papel tissue tendo um GMT maior do que cerca de 600 g/3", uma gramatura de cerca de 10 a cerca de 80 g/m2 e um volume de folhas maior do que cerca de 5 cc/g.

[9] Ainda noutro aspecto, a invenção proporciona um produto de papel tissue que compreende pelo menos uma manta fibrosa constituída essencialmente por fibras de fabricação de papel convencionais, pelo menos cerca de 5 por cento, em peso da manta, excipiente de alto teor de carboidratos com um tamanho médio de partícula de cerca de 50 a cerca de 250 μm e derivado de Avena sativa, Hordeum vulgare, Triticum aestivum ou sementes de Secale cereal e um auxílio de retenção catiônico, o produto de papel tissue com um GMT maior do que cerca de 600 g/3", uma gramatura de cerca de 10 a cerca de 80 g/m2 e um volume de folha maior do que cerca de 5 cc/g.

[10] Ainda noutro aspecto, a invenção proporciona um produto de papel tissue durável e de volume que compreende fibras de fabricação de papel convencionais e pelo menos cerca de 1 por cento, em peso da manta, excipiente de alto teor de carboidrato, o produto de papel tissue com um GMT maior que cerca de 600 g/3", uma gramatura de cerca de 10 a cerca de 80 g/m2, um volume de folha que é pelo menos cerca de 5 por cento maior do que um produto de papel tissue comparável substancialmente livre de excipiente com alto teor de carboidratos e um Índice de Durabilidade que é pelo menos cerca de 5 por cento maior que um produto de papel tissue comparável substancialmente livre de excipiente de alto carboidrato.

[11] Noutro aspecto, a invenção proporciona uma manta de papel tissue fibroso compreendendo uma mistura de fibras de fabricação de papel convencionais e de cerca de 1 a cerca de 20 por cento, em peso da manta, excipiente com alto teor de carboidratos; um auxílio de retenção catiônico selecionado a partir de cloretos de polidildimetilamônio e poliacrilamidas ramificadas, a manta tendo uma gramatura inferior a cerca de 60 g/m2 e um volume maior que cerca de 10 cc/g.

[12] Ainda noutros aspectos, a invenção proporciona um método para produzir uma folha de base de papel tissue em um sistema de reserva de extremidade úmida incluindo um baú e uma caixa de entrada compreendendo dispersar um excipiente de alto teor de carboidrato e fibras de fabricação de papel convencionais em água para formar uma pasta fibrosa; adicionar um auxílio de retenção catiônico à pasta de fibras entre o baú e a caixa de entrada; depositar a pasta fibrosa da caixa de entrada para formar uma manta de papel tissue úmido; e secar a manta de papel tissue úmido, em que a manta de papel tissue seco tem uma gramatura inferior a cerca de 60 g/m2 e um volume maior que cerca de 10 cc/g.DEFINIÇÕES

[13] Tal como aqui utilizado, "tamanho médio de partícula" refere-se geralmente ao diâmetro médio de partícula (d50) determinado por meio de analisador de tamanho de partícula de dispersão de luz laser, tal como um analisador de tamanho de partícula Microtrac S3500.

[14] Tal como aqui utilizado, "excipiente com alto carboidrato" (ocasionalmente abreviado aqui como HCF) refere-se a uma partícula com um tamanho médio de partícula de cerca de 25 a cerca de 250 μm e compreendendo pelo menos cerca de 60 por cento de carboidratos e mais preferencialmente pelo menos cerca de 65 por cento de carboidratos, tal como a partir de cerca de 60 a cerca de 80 por cento de carboidratos. O teor total de carboidratos é calculado por subtração da soma da proteína bruta, gordura total, umidade e cinzas do peso total do alimento. Este método de cálculo é descrito em Merrill, A.L. e Watt, B.K. 1973. Energy Value of Foods...Basis and Derivation. Agriculture Handbook No. 74. U.S. Government Printing Office. Washington, DC. 105p.

[15] Conforme usado aqui, o termo "gramatura" geralmente se refere ao peso absolutamente seco por área de unidade de uma manta de papel tissue ou produto e geralmente é expressa em gramas por metro quadrado (g/m2). A gramatura é medida utilizando o método de teste TAPPI T-220.

[16] Como usado aqui, o termo do “Índice de Ruptura” se refere àcarga de pico de ruptura seca (tendo unidades em gramas) em uma resistência a tração média geométrica relativa de resistência a tração (tendounidades de g/3”) como definido pela equação:Carga máxima de ruptura seca (g)

[17] Embora o Índice de Ruptura possa variar, os produtos de papeltissue preparados de acordo com a presente divulgação têm geralmente um Índice de Ruptura maior que cerca de 7,5, mais preferivelmente maior que cerca de 8,0 e ainda mais preferivelmente mais que cerca de 8,5, bem comode cerca de 7,5 a cerca de 10,0.

[18] Conforme aqui usado, o termo "calibre" é a espessura representativa de uma única folha (o calibre de produtos de papel tissue compreendendo duas ou mais camadas é a espessura de uma única folha de produto de papel tissue compreendendo todas as camadas), medida de acordo com o método de teste TAPPI T402 usando um micrômetro automatizado Microgage EMVECO 200-A (EMVECO, Inc., Newberg, OR). O micrômetro tem um diâmetro de bigorna de 2,22 polegadas (56,4 milímetros) e uma pressão de bigorna de 132 gramas polegada quadrada [por 6,45 centímetros quadrados (2,0 kPa)].

[19] Tal como aqui utilizado, o termo "nó", também referido aqui como "pilling" e "Scott pilling", refere-se ao desprendimento indesejável de pedaços da manta de papel tissue quando esfregada e geralmente é medido como descrito na seção Métodos de Teste abaixo. O Nó geralmente é relatado em termos de massa, como miligramas. Embora o Nó possa variar, produtos de papel tissue preparados de acordo com a presente divulgação têm geralmente um Nó menor do que cerca de 10,0, mais preferivelmente menor do que cerca de 8,0 e ainda mais preferivelmente menor do que cercade 6,0.

[20] Como usado aqui, o termo “Índice TEA” se refere à absorção de energia na tração geométrica (tendo unidades de g^cm/cm2) em uma resistência a tração média geométrica relativa (tendo unidades de g/3”) comodefinido pela equação:^MD TEA (g • cm/cm2) x CD TEA (g • cm/cm2)GMT (g/3'")

[21] Embora o Índice TEA possa variar, os produtos de papel tissue preparados de acordo com a presente divulgação têm geralmente um ÍndiceTEA maior do que cerca de 10,0, mais preferivelmente maior do que cercade 10,5 e ainda mais preferivelmente maior do que cerca de 11,0, como decerca de 10,0 a cerca de 12,0.

[22] Como usado aqui, o termo "Índice de Durabilidade" se refere àsoma do Índice de Rasgamento, do Índice de Ruptura, e do Índice TEA e éuma indicação da durabilidade do produto em uma determinada resistência à tração. Índice de Durabilidade é definido pela equação:Durability Index = Tear Index + Burst Index + TEA Index

[23] Embora o Índice de Durabilidade possa variar, produtos de papel tissue preparados de acordo com a presente divulgação têm geralmente um valor de Índice de Durabilidade de cerca de 30 ou maior, mais preferivelmente de cerca de 32 ou maior e ainda mais preferivelmente de cerca de 34 ou maior, como de cerca de 30 a cerca de 36.

[24] Conforme usado aqui, os termos “média geométrica de resistência à tração” e "GMT" se referem à raiz quadrada do produto da resistência à tração na direção de máquina e a resistência à tração na direção transversal de máquina do produto de papel tissue. Embora o GMT possa variar, produtos de papel tissue preparados de acordo com a presente divulgação têm geralmente um GMT maior do que cerca de 600 g/3”, mais preferivelmente maior do que cerca de 650 g/3” e ainda mais preferivelmente maior do que cerca de 700 g/3”, como de cerca de 600 a cerca de 1.200 g/3”.

[25] Aqui, o termo "camada" se refere a uma pluralidade de estratos de fibras, tratamentos químicos ou similares dentro de uma dobra.

[26] Como usados aqui, os termos "manta de papel tissue em camadas", "manta de papel tissue multicamadas", "manta multicamadas" e "folha de papel multicamadas" geralmente se referem a folhas de papel preparadas a partir de duas ou mais camadas de suprimento aquoso para fabricação de papel que preferivelmente são compostas de tipos diferentes de fibra. As camadas são preferencialmente formadas a partir da deposição de fluxos separados de suspensões de fibras diluídas, mediante uma ou mais telas perfuradas sem fim. Se as camadas individuais são formadas inicialmente em telas perfuradas separadas, posteriormente são combinadas (enquanto úmidas) para formar uma manta composta de camadas.

[27] O termo "dobra" refere-se a um elemento discreto do produto. Dobras individuais podem ser dispostas pela justaposição entre si. O termo pode se referir a uma pluralidade de componentes similares às mantas como, por exemplo, um papel tissue facial, papel higiênico, toalha de papel, lenço de limpeza ou guardanapo de múltiplas camadas.

[28] Aqui, o termo "inclinação" refere-se à inclinação da linha resultante da plotagem da resistência versus estiramento e é um resultado do MTS TestWorks™ no curso para determinar a resistência à tração conforme descrito na seção de Métodos de Teste mencionado aqui. A inclinação é informada em gramas (g) por unidade de largura da amostra (polegadas) e é medida como o gradiente da linha dos mínimos quadrados ajustado nos pontos de tensão de carga corrigida entre uma força gerada pelo espécime de 70 g a 157 gramas (0,687 N a 1,540 N) dividida pela largura do espécime. As inclinações são relatadas aqui, geralmente, como tendo unidades de gramas (g).

[29] Como usado aqui, o termo "inclinação média geométrica" (GM de Inclinação) geralmente se refere à raiz quadrada do produto da inclinação no sentido da máquina e a inclinação no sentido transversal da máquina. A inclinação GM é geralmente expressa em unidades de quilogramas (kg).

[30] Como usado aqui, o termo “Índice de Rigidez” se refere à inclinação GM (tipicamente tendo unidades de kg), dividida pelo GMT(tipicamente tendo unidades de g/3”).^Inclinação de tração MD (kg)x Inclinação de tração CD (kg)GMT (g/3")

[31] Embora o Índice de Rigidez possa variar, os produtos de papeltissue preparados de acordo com a presente divulgação têm geralmente um Índice de Rigidez menor do que cerca de 8,0, mais preferivelmente menor doque cerca de 7,5 e ainda mais preferivelmente menor do que cerca de 7,0,como de cerca de 5,0 a cerca de 8,0.

[32] Como usado aqui, o termo “Índice de Rasgamento” se refere à resistência a tração média geométrica (em unidades de gramas) em uma resistência a tração média geométrica relativa (tendo unidades de g/3”) comodefinido pela equação:^Rasgamento MD (g)x CD Tear (g) GMT(g/3'")

[33] Embora o Índice de Rasgamento CD possa variar, os produtosde papel tissue preparados de acordo com a presente divulgação têm geralmente um Índice de Rasgamento CD maior do que cerca de 14,0, mais preferivelmente maior do que cerca de 14,5 e ainda mais preferivelmente maior do que cerca de 15,0, como de cerca de 14,0 a cerca de 16.0.

[34] Conforme usado aqui, o termo “volume de folha” se refere ao quociente da espessura (geralmente com unidades de μm) dividido pela gramatura totalmente seca (geralmente com unidades de g/m2). O volume de folha resultante é expresso em centímetros cúbicos por grama (cm3/g). Os produtos de papel tissue preparados de acordo com a presente invenção têm geralmente um volume de folha maior do que cerca de 5 cm3/g, mais preferivelmente maior do que cerca de 7 cm3/g e ainda mais preferivelmente maior do que cerca de 8 cm3/g, como de cerca de 8 a cerca de 20 cm3/g.

[35] Como usado aqui, o termo "produto de papel tissue" geralmente se refere a vários produtos de papel, tais como lenços para o rosto, papel higiênico, toalhas de papel, guardanapos e similares. Normalmente, a gramatura de um produto de papel tissue da presente invenção é menor do que cerca de 80 gramas por metro quadrado (g/m2), em algumas modalidades, menor do que cerca de 60 g/m2 e, em algumas modalidades, dentre cerca de 10 a cerca de 60 g/m2 e, mais preferencialmente, dentre cerca de 20 a cerca de 50 g/m2.DESCRIÇÃO DETALHADA DA DIVULGAÇÃO

[36] Geralmente, são divulgadas aqui mantas e produtos de papel tissue que compreendem uma mistura de fibras de fabricação de papel convencionais e materiais de excipientes com alto teor de carboidrato. A presente invenção supera vários desafios muitas vezes colocados pela incorporação de excipientes e particularmente excipientes com alto carboidrato, em produtos de papel tissue, tais como a retenção de excipientes a altas velocidades de máquina associadas à fabricação de papéis tissue, controlando o desenvolvimento de resistência a tração e mantendo propriedades táteis de produto adequadas, como suavidade de superfície e suavidade.

[37] A capacidade de substituir uma quantidade significativa de fibra de fabricação de papel convencional e, em certas modalidades, as fibras de fabricação de papel convencionais com comprimentos médios de fibras mais baixas, como as fibras de polpa kraft de madeira de árvores decíduas de eucalipto (EHWK), com excipientes com alto carboidrato e manter ou melhorar as propriedades dos produtos de papel tissue é surpreendente, dado que os excipientes com alto teor de carboidratos tradicionalmente não são adequados para serem usados na fabricação de produtos de papel tissue premium, por causa de sua fraca retenção, tendência a desenvolver resistência e sensação grosseira. No entanto, descobriu-se agora que excipientes com alto carboidrato podem ser usados no fabrico de produtos de papel tissue macios e fortes através da utilização de auxílios de retenção iônicos e mais preferencialmente auxílios de retenção catiônicos e incorporando seletivamente os excipientes com alto teor de carboidratos na manta em quantidades modestas, como menos de cerca de 20%.

[38] Embora os excipientes com elevado teor de carboidratos possam ser facialmente inferiores às fibras convencionais de fabricação de papel, os presentes inventores demonstraram que podem ser adicionados a níveis até cerca de 20 por cento, em peso do produto de papel tissue, sem prejudicar propriedades físicas importantes, como durabilidade, resistência e suavidade. Ainda mais surpreendentemente, em certas modalidades, a substituição de uma porção da fração de baixo teor da fibra, tal como fibras de EHWK, com excipientes com alto teor de carboidratos (HCF) pode realmente diminuir a rigidez (medida como Índice de Rigidez), melhorando a durabilidade (medida como Índice de Durabilidade). As propriedades melhoradas dos produtos de papel tissue da invenção são ainda ilustradas na Tabela 1, que compara um produto de papel tissue compreendendo 10 por cento, em peso, cascos de aveia de 200 μm e produtos de papel tissue comparáveis consistindo inteiramente de fibras de fabricação de papel convencionais. Surpreendentemente, a substituição de uma porção de EHWK com um excipiente rico em carboidratos (HCF) melhora a durabilidade, enquanto reduz a rigidez.TABELA 1

[39] Os excipientes com alto teor de carboidratos desejáveis têm um tamanho de partícula médio superior a cerca de 50 μm, tal como de cerca de 50 a cerca de 250 μm e, mais preferencialmente, de cerca de 50 a cerca de 200 μm, e um carboidrato superior a cerca de 90 por cento, tal como a partir de cerca de 90 a cerca de 98 por cento e, ainda mais preferencialmente, de cerca de 92 a cerca de 98 por cento.

[40] Numa modalidade, os excipientes com alto teor de carboidratos compreendem de cerca de 90 a cerca de 98 por cento de carboidrato e de cerca de 70 a cerca de 95 por cento de celulose e têm um tamanho de partícula médio de cerca de 50 a cerca de 200 μm. De preferência, os excipientes com elevado teor de carboidratos não foram submetidos a modificações químicas, tais como a reação com um agente de cationização. Numa modalidade particularmente preferida, os excipientes com carboidratos elevados ocorrem naturalmente, tais como material de planta que foi brocado até um tamanho de partícula médio adequado.

[41] Uma das fontes de excipiente natural, não modificado, com alto teor de carboidratos são sementes de plantas. Por exemplo, numa modalidade, os excipientes com alto teor de carboidratos para utilização nos métodos e o produto de papel tissue aqui descrito podem ser derivados de sementes endospermáticas e mais preferencialmente sementes da família Poaceae. Excipientes de carboidratos elevados particularmente preferidos derivam de sementes de cereais, tais como aveia (Avena sativa), cevada (Hordeum vulgare), trigo (Triticum aestivum) e centeio (Secale cereale). Em certas modalidades, o excipiente com alto teor de carboidratos pode ser derivado principalmente da porção do casco da semente. Por exemplo, numa modalidade, o excipiente com alto teor de carboidratos compreende cascos de aveia moídos com um tamanho médio de partícula de cerca de 50 a cerca de 200 μm e um teor de carboidratos de cerca de 90 a cerca de 98 por cento. Os métodos de separação de cascos de semente e moagem para um tamanho de partícula médio apropriado são bem conhecidos na técnica e não serão descritos mais aqui.

[42] De acordo com uma modalidade particularmente preferida, o excipiente com elevado teor de carboidratos compreende de mais de cerca de 60 por cento e, mais preferencialmente, mais de cerca de 70 por cento e ainda mais preferencialmente mais de cerca de 75 fibras insolúveis, tais como celulose, hemi-celulose e lignina. A fracção de fibra insolúvel pode ser medida de acordo com métodos bem conhecidos na técnica, por exemplo AOAC Método 991.43. Por exemplo, o excipiente com elevado teor de carboidrato pode ser derivado de um casco de cereal com um teor de fibra insolúvel de cerca de 60 a cerca de 95 por cento.

[43] Além dos excipientes com alto teor de carboidratos, as mantas de papel tissue e os produtos da presente invenção também compreendem fibras de fabricação de papel convencionais, tais como fibras de madeira e mais preferencialmente fibras de pasta de celulose. As fibras de celulose podem ser formadas através de uma variedade de processos de produção de polpa, como polpa Kraft, polpa de sulfito, polpa termomecânica e similares. Além disso, as fibras de celulose podem ser de qualquer polpa de celulose de alto comprimento médio de fibra, polpa de celulose de baixo comprimento médio de fibra, ou misturas destas. Um exemplo de fibras de polpa de madeira com comprimento médio-alto inclui fibras de conífera como por exemplo, mas não se limitando a, fibras de conífera do norte, fibras conífera do sul, sequoia canadense, cedro vermelho, cicuta, pinheiro (por exemplo, pinheiro do sul), abeto (por exemplo, abeto negro), combinações destas, e similares. Um exemplo de fibras de celulose adequadas de baixo comprimento médio de fibras inclui fibras curtas (coníferas), tais como, mas não limitadas a: eucalipto, bordo, bétula, álamo e similares. Em certos casos, fibras de eucalipto podem ser particularmente desejadas para aumentar a maciez da manta. Além disso, se desejado, as fibras secundárias obtidas a partir de materiais reciclados podem ser usadas, tais como, polpa de fibra de fontes como papel de jornal, papelão recuperado e resíduos de escritório.

[44] A quantidade de excipientes de carboidrato elevado presentes no produto de papel tissue pode variar de cerca de 1 a cerca de 20 por cento, em peso do produto de papel tissue, tal como de cerca de 5 a cerca de 20 por cento e ainda mais preferencialmente de cerca de 5 a cerca de 10 por cento. O excipiente com alto teor de carboidrato pode ser misturado com fibras de fabricação de papel convencionais, ou mais, pode ser disposto seletivamente em uma ou mais camadas de uma manta de tecido em camadas. Nessas modalidades em que o excipiente com alto teor de carboidratos é incorporado seletivamente numa ou mais camadas de uma manta de tecido em camadas, o excipiente com alto teor de carboidrato pode compreender de cerca de 1 a cerca de 40 por cento, em peso da camada, e mais preferencialmente de cerca de 5 a cerca de 20 por cento, em peso da camada.

[45] Em uma modalidade particularmente preferida, os excipientes com alto teor de carboidrato são utilizados na manta de papel tissue como um substituto para as fibras de madeira com comprimento abaixo da média, tais como fibras de árvores decíduas e, mais especificamente, EHWK. Numa modalidade particular, os excipientes com alto teor de carboidratos são substituídos por EHWK, de tal modo que a quantidade total de EHWK, em peso do produto de papel tissue, é inferior a cerca de 75 por cento e mais preferencialmente inferior a cerca de 60 por cento e a quantidade de excipientes com alto teor de carboidratos varia de cerca de 5 a cerca de 20 por cento.

[46] Noutras modalidades, os excipientes com alto teor de carboidratos podem ser incorporados seletivamente numa manta de tecido de várias camadas e deslocam fibras de fabrico de papel convencionais dentro de uma dada camada. Por exemplo, os excipientes com alto teor de carboidratos podem ser incorporados de forma seletiva numa manta de tecido de três camadas que compreende duas camadas exteriores e uma camada central, em que as duas camadas exteriores compreendem excipientes com alto teor de carboidratos e fibras Kraft de madeira de árvores decíduas, tais como EHWK, e a camada central compreende fibras de comprimento médio longo, como o kraft de conífera do Norte (NSWK).

[47] As mantas de papel tissue úteis na formação de produtos de papel tissue da presente invenção podem ser formadas geralmente por qualquer um de uma variedade de processos de fabricação de papel conhecidos na técnica. Por exemplo, um processo de fabricação de papel da presente divulgação pode utilizar a crepagem adesiva, crepagem úmida, crepagem dupla, estampagem em relevo, prensagem úmida, prensagem a ar, secagem através de ar, crepado através de secagem com ar, não crepado através de secagem com ar, bem como outras etapas na formação da manta de papel. Exemplos dos processos e técnicas de fabricação de papel úteis para formar as mantas de papel tissue de acordo com a presente invenção incluem, por exemplo, aqueles divulgados na patente dos EUA N°. 5.048.589, 5.399.412, 5.129.988 e 5.494.554, que são incorporados aqui em uma maneira consistente com a presente divulgação. Em uma modalidade, a manta de papel tissue é formada por secagem através de ar e pode ser crepada ou não crepada. Na formação de produtos de papel tissue com dobras múltiplas, as dobras separadas podem ser produzidas a partir do mesmo processo, ou de diferentes processos, conforme desejado.

[48] O processo da presente divulgação é bastante adequado à formação de produtos de papel tissue de camadas múltiplas. Os produtos de papel tissue de múltiplas camadas podem conter duas camadas, três camadas ou um número maior de camadas. Em uma modalidade particular, um produto de papel tissue enrolado de duas camadas é formado de acordo coma presente divulgação, em que ambas as camadas são fabricadas usando o mesmo processo de fabricação de papel, tal como, por exemplo, secas a ar não crepadas. No entanto, em demais modalidades, as camadas podem ser formadas por dois processos diferentes. Geralmente, antes de ser envolta em um rolo, a primeira camada e a segunda camada são fixadas entre si. Pode-se utilizar qualquer maneira adequada de laminar conjuntamente as mantas. Por exemplo, o processo incluir um dispositivo de frisagem que faz com que as camadas se fixem entre si mecanicamente através de enrolamento de fibras. Em uma modalidade alternativa, no entanto, um adesivo pode ser utilizado de modo a fixar as camadas entre si.

[49] Adicionalmente, mantas preparadas de acordo com a presente divulgação podem ser submetidas a qualquer pós-processamento adequado, incluindo, mas não se limitando a, impressão, gravação em relevo, calandragem, corte, dobradura, combinando com outras estruturas fibrosas e similares.

[50] Ao fabricar mantas de papel tissue de acordo com os métodos anteriores, é benéfico usar um auxílio de retenção para garantir que uma porção substancial do excipiente com alto teor de carboidrato seja retida na manta durante o fabrico. Vários auxílios de retenção catiônicos são conhecidos na técnica. Geralmente, os auxílios de retenção catiônicos mais comuns são poliacrilamidas carregadas. Estes agentes de retenção aglomeraram suspensões de excipientes com alto teor de carboidrato através do uso de um mecanismo de ponte. Existe uma grande variedade de pesos moleculares e densidades de carga disponíveis. Em geral, os materiais de alto peso molecular com uma densidade de carga média são preferidos para flocular os excipientes com alto teor de carboidrato. Os flocos de auxílio de retenção são facilmente quebrados por forças de cisalhamento e, portanto, geralmente são adicionados após a bomba ventilador que fornece a suspensão de polpa diluída na caixa de entrada da máquina de tecido.

[51] Em certas modalidades, o auxílio de retenção catiônico pode ser selecionado a partir de poliacrilamida, polietileno imina, poliaminas, polímeros de policiandiamida e formaldeído, polímeros anfotéricos, polímeros de cloreto de dialil dimetil amônio, polímeros de (met)acrilato de dialilaminoalquil e polímeros de (met)acrilamida de dialquilaminoalquil, um copolímero de acrilamida e cloreto de dialil dimetil amônio, um copolímero de acrilamida e (met)acrilatos de dialquilaminoalquil, um copolímero de acrilamida e dialquilaminoalquil (met)acrilamidas, um polímero de dimetilamina e epicloridrina e polímeros naturais e semissintéticos, incluindo amido catiônico.

[52] Ainda noutras modalidades, o auxílio de retenção catiônico pode ser selecionado a partir de copolímeros solúveis em água de acrilamida ou metacrilamida que carregam ou são capazes de carregar uma carga catiônica quando dissolvidos em água. Os copolímeros catiônicos incluem os seguintes exemplos: copolímeros de (met)acrilamida com metacrilato de dimetilaminoetil (DMAEM), acrilato de dimetilaminoetil (DMAEA), acrilato de dietilaminoetil (DEAEA), metacrilato de dietilaminoetil (DEAEM) ou suas formas de amônio quaternário feitas com sulfato de dimetil ou cloreto de metil, poliacrilamidas modificadas por reação de Mannich, cloridrato de dialilciclohexilamina (DACHA HCl), cloreto de dialildimetilamônio (DADMAC), cloreto de metacrilamidopropiltrimetilamônio (MAPTAC) e alil amina (ALA).

[53] Ainda noutras modalidades, podem ser utilizados copolímeros de (met)acrilatos de dialquil aminoalquil (na forma catiônica) e (met)crilamida como o polímero catiônico da presente invenção. Tais copolímeros podem compreender até cerca de 5 por cento em mol de unidades aniônicas, daí o termo "catiônico", tal como aqui utilizado, incluir polímeros contendo uma pequena quantidade de unidades aniônicas, embora, evidentemente, a natureza primária do polímero permaneça catiônica.

[54] Em modalidades particularmente preferidas, um sistema de ajuda de retenção de componente único é usado para fabricar os produtos de papel tissue instantâneos. Nessas modalidades, geralmente não é necessário adicionar primeiro um agente floculantes, tal como um amido ou um amido modificado, antes da adição do auxiliar de retenção catiônico. A capacidade de reter uma porcentagem suficientemente alta de excipiente com alto teor de carboidrato usando um sistema de retenção de componente único não é apenas mais simples e mais econômica, garantindo também que o produto de papel tissue resultante não tenha uma resistência à tração extremamente alta. Ao fabricar produtos de papel tissue, é importante moderar a quantidade de resistência à tração, de modo a não enrijecer demais o produto e degradar a suavidade. Usar um único suporte de retenção de componentes, sem recorrer a agente floculante de amido, permite um melhor controle do desenvolvimento da resistência à tração. Sem ser vinculado por qualquer teoria particular, também acredita-se que a omissão de agente floculante garante que os excipientes com alto teor de carboidrato mantenham uma carga negativa líquida, o que facilita ainda mais a retenção usando um auxiliar de retenção catiônico.

[55] Assim, em certas modalidades, a presente invenção proporciona um método de fabricação de uma manta de papel tissue e produtos de papel tissue preparados utilizando assim uma composição de fabricação de papel compreendendo um auxiliar de retenção catiônico, fibras de fabricação de papel convencionais e um excipiente com alto teor de carboidrato. Numa aplicação preferida, a quantidade do auxiliar de retenção catiônico é de 0,5 kg/tonelada a 10 kg/tonelada com base no peso de fibras secas e excipiente e mais preferencialmente de cerca de 2 a cerca de 8 kg/tonelada e ainda mais preferencialmente de cerca de 3 a cerca de 6 kg/tonelada.

[56] Em outras modalidades, o excipiente com alto teor de carboidrato pode ser pré-tratado com o auxiliar de retenção catiônico antes de ser adicionado ao reserva. Este pré-tratamento é uma abordagem de pré- floculação e seus resultados, em certas instâncias, podem ser melhor dispersão do excipiente em todo o reserva e melhor retenção do excipiente. Para aumentar ainda mais a retenção, o excipiente pré-tratado é doseado no reserva após o último ponto de cisalhamento.

[57] Ao fabricar mantas e produtos de papel tissue de acordo com os métodos anteriores, a divulgação proporciona mantas e produtos de papel tissue com características surpreendentes. Por exemplo, produtos de papel tissue que compreendem excipientes com alto carboidrato podem ter uma capacidade absorvente específica superior a cerca de 10 g/g e mais preferencialmente superior a cerca de 12 g/g, tal como de cerca de 10 a cerca de 14 g/g.

[58] Em outras modalidades, os produtos de papel tissue instantâneos têm um volume de folha comparável ou superior a produtos que consistem essencialmente em fibras de fabricação de papel de convenção, tais como um volume de papel maior que cerca de 8 cc/g, tal como de cerca de 8 a cerca de 15 cc/g. Em certas modalidades, os produtos de papel tissue que compreendem excipientes com alto teor de carboidrato podem ter aumento do volume de folha em relação a produtos de papel tissue comparáveis substancialmente livres de excipientes com alto teor de carboidrato, tais como pelo menos cerca de 5 por cento mais de volume de folha e mais preferencialmente pelo menos cerca de 10 por cento mais de volume de folha.

[59] Em outras modalidades, produtos de papel tissue que compreendem excipientes com alto teor de carboidrato melhoraram o volume e a absorção, sem perda de durabilidade ou suavidade. Consequentemente, numa modalidade, a presente invenção proporciona um produto de papel tissue que compreende pelo menos cerca de 5 por cento, em peso, de excipientes com alto teor de carboidrato, tendo o produto uma capacidade absorvente específica cerca de 10 por cento maior do que um tecido comparável substancialmente isento de excipientes com alto teor de carboidrato, tal como uma capacidade absorvente específica superior a cerca de 12 g/g e um Índice de Rigidez inferior a cerca de 10 e mais preferencialmente inferior a cerca de 8, tal como de cerca de 5 a cerca de 8 e um volume de folha de cerca de 8 a cerca de 15 cc/g.

[60] Ainda noutras modalidades, os produtos de papel tissue da presente invenção podem ter durabilidade e resistência melhoradas, apesar de conter excipientes com alto teor de carboidrato. Por exemplo, os produtos de tecido podem ter um GMT maior do que cerca de 600 g/3 ", tal como de cerca de 600 a cerca de 1.200 g/3" e um Índice de Ruptura superior a cerca de 8,0 e mais preferencialmente superior a cerca de 8,5. Nas tensões de tração e ruptura anteriores, os produtos de papel tissue podem ter um Índice de Durabilidade maior do que cerca de 34,0 e mais preferencialmente superior a cerca de 35,0. Geralmente, os produtos de papel tissue que compreendem pelo menos cerca de 5 por cento de excipientes com alto teor de carboidrato têm um Índice de Durabilidade de pelo menos cerca de 5 por cento e, mais preferencialmente, pelo menos cerca de 10 por cento maior do que um produto de papel tissue comparável substancialmente livre de excipientes com alto teor de carboidrato.

[61] A gramatura da folha de base utilizada para as camadas individuais compreendendo o produto de papel tissue pode variar de acordo com o produto final. Por exemplo, o processo pode ser utilizado para produzir lenços faciais, papel higiênico, toalhas de papel, panos para limpeza industrial e semelhantes. Em geral, a gramatura da folha de base ou camada individual dos produtos de papel tissue pode variar de cerca de 5 a cerca de 80 g/m2, tal como de cerca de 10 a cerca de 60 g/m2. Para os produtos de lenços para banho e lenços faciais, por exemplo, o peso base do produto pode variar de cerca de 10 g/m2 a cerca de 60 g/m2. Para papel toalha, por outro lado, a gramatura pode variar de cerca de 20 a cerca de 80 g/m2.

[62] Em produtos de várias camadas, a gramatura de cada manta de papel tissue presente no produto também pode variar. Em geral, a gramatura total de um produto de camadas múltiplas será geralmente o mesmo indicado acima, multiplicado pelo número de camadas. Em particular, os produtos de múltiplas camadas da presente invenção podem ter gramaturas tais como de cerca de 20 a cerca de 80 g/m2.MÉTODOS DE TESTETeor Total de Carboidratos

[63] O teor total de carboidratos é calculado por subtração da soma da proteína bruta, gordura total, umidade e cinzas do peso total do alimento. Este método de cálculo é descrito em Merrill, A.L. e Watt, B.K. 1973. Energy Value of Foods...Basis and Derivation. Agriculture Handbook No. 74. U.S. Government Printing Office. Washington, DC. 105p.Nó

[64] A fim de determinar a resistência à abrasão ou a tendência das fibras a serem esfregadas a partir da manta quando manipuladas, cada amostra foi medida por abrasão dos espécimes de papel tissue através do método como é descrito adicionalmente na Patente dos EUA 6.861.380, cujos conteúdos são incorporados aqui de uma maneira consistente com a presente divulgação. Este teste mede a resistência de um material de papel tissue a uma ação abrasiva quando o material é submetido a um abrasivo de superfície horizontal alternada. As amostras de papel tissue são condicionadas a 23 ± 0,1°C e a uma umidade relativa percentual de 50 ± 0,2 por, no mínimo, 4 horas. Os valores do Nó são relatados em unidades de miligramas (mg).Volume de Folha

[65] O volume de folha é calculado como o quociente do calibre da folha seca (μm) dividido pela gramatura (g/m2). O calibre da folha seca é a medida da espessura de uma única folha de papel tissue medida de acordo com os métodos T402 e T411 om-89 do teste TAPPI. O micrômetro usado para a execução da T411 om-89 é um medidor de espessura de papel Emveco 200-A (Emveco, Inc., Newberg, OR). O micrômetro possui uma carga de 2 quilo Pascais, uma área de pressão de 2500 milímetros quadrados, um diâmetro de pressão de 56,42 milímetros, um tempo de permanência de 3 segundos e uma taxa de redução de 0,8 milímetros por segundo.Rasgamento

[66] Testes de rasgamento foram realizados de acordo com o método TAPPI de teste T-414 "Resistência ao Rasgamento Interno de Papel (método do tipo Elmendorf)" usando um instrumento de pêndulo de queda como Lorentzen & Wettre modelo SE 009. A resistência ao rasgamento é direcional e o rasgamento MD e CD são medidos independentemente.

[67] Mais particularmente, um espécime de teste retangular da amostra a ser testada é cortado do produto de papel tissue ou de uma folha de base de papel tissue de tal modo que o espécimen mede 63 mm ± 0,15 mm (2,5 polegadas ± 0,006 polegada) na direção a ser testada (como na direção MD ou CD) e entre 73 e 114 milímetros (2,9 e 4,6 polegadas) na outra direção. As bordas do espécime devem ser cortadas em paralelo e perpendicular à direção de teste (sem desnível). Qualquer dispositivo de corte adequado, capaz da precisão e exatidão prescritas, pode ser usado. O espécime de teste deve ser retirado de áreas da amostra que são isentas de dobras, vincos, frisos, furos ou qualquer outra distorção que faça com que o espécime de teste seja anormal do restante do material.

[68] O número de camadas ou folhas para testar é determinado com base no número de dobras ou folhas necessárias para os resultados do teste se encontrarem entre 20 a 80 por cento na escala de faixa linear do testador de rasgamento e, mais preferivelmente, entre 20 até 60 por cento da escala da faixa linear do testador de rasgamento. A amostra deve preferivelmente ser cortada não mais próximo que 6 mm (0,25 polegadas) da borda do material do qual os corpos de prova serão cortados. Quando os testes requerem mais de uma folha ou camadas, folhas são colocadas voltadas na mesma direção.

[69] O espécime de teste é então colocado entre as garras do aparelho de pêndulo de queda com a borda do espécime alinhada com a borda frontal da garra. Os grampos são fechados e uma tira de 20 milímetros é cortada na borda principal do espécime normalmente por uma faca de corte presa ao instrumento. Por exemplo, no aparelho Lorentzen & Wettre modelo SE 009 a tira é produzida ao empurrar para baixo a alavanca de faca de corte até que ela atinja o seu batente. A tira deve estar limpa, com nenhum rasgamento ou entalhes como este entalhe servirá para iniciar o rasgamento durante o teste subsequente.

[70] O pêndulo é liberado e o valor de rasgamento, que é a força necessária para rasgar completamente o espécime de teste, é registrado. O teste é repetido num total de dez vezes para cada amostra e a média das dez leituras relatada como a resistência ao rasgamento. Resistência ao rasgamento é relatada em unidades de gramas de força (gf). O valor médio de rasgamento é a resistência ao rasgamento na direção (MD ou CD) testada. A "média geométrica da resistência ao rasgamento" é a raiz quadrada do produto da resistência média ao rasgamento MD e a resistência média ao rasgamento CD. O Lorentzen & Wettre modelo SE 009 tem uma configuração para o número de camadas testadas. Alguns testadores podem precisar ter a resistência ao rasgamento relatada multiplicada por um fator para gerar uma resistência ao rasgamento por camada. Para folhas de base que se destinam a ser produtos multicamadas, os resultados de rasgamento são relatados como o rasgamento do produto de camada múltiplas e não a folha de base de camada simples. Isto é feito multiplicando o valor de rasgamento de folha de base de camada simples pelo número de camadas no produto acabado. De modo similar, dados de rasgamento para produtos acabado multicamadas são apresentados como a resistência ao rasgamento para a folha de produto acabado e não as camadas individuais. Uma variedade de meios pode ser usada para calcular, mas em geral o cálculo é feito inserindo o número de folhas a serem testadas ao invés do número de camadas a serem testadas no dispositivo de medição. Por exemplo, duas folhas se tornam duas folhas de 1 camada para produto de 1 camada e duas folhas de 2 camadas (4-camadas) para produtos de 2 camadas.Tração

[71] Testes de tração foram realizados de acordo com o método TAPPI de teste T-576 "Propriedades de tração de produtos de papel tissue e papel toalha (com uma taxa constante de alongamento)" onde o teste é realizado em uma máquina de teste de tração mantendo uma taxa constante de alongamento e a largura de cada espécime testado é de 3 polegadas. Mais especificamente, as amostras para testes de resistência à tração seca são preparadas cortando-se uma linha com comprimento de 3 ± 0,05 polegadas (76,2 ± 1,3 mm) na direção da máquina (MD) ou na direção transversal de máquina (CD), usando um Cortador de Amostra de Precisão JDC (Thwing-Albert Instrument Company, Filadélfia, PA, modelo N° JDC 310, Ser. N° 37333) ou equivalente. O instrumento utilizado para medir a resistência à tração foi um Sintech 11S, N.° de Série 6233 da MTS Systems. O software de aquisição de dados foi um MTS TestWorks ®, versão para Windows. 3,10 (MTS Systems Corp., Research Triangle Park, NC). A célula de carga selecionada foi de 50 ou máximo de 100 Newtons, dependendo da resistência da amostra sendo testada, de tal modo que a maioria dos valores de carga de pico se situa entre 10 a 90% do valor de escala completa da célula de carga. O comprimento de calibre entre as garras foi 4 ± 0,04 polegada (101,6 ± 1 mm) para lenço facial e toalhas de papel e 2 ± 0,02 polegada (50,8 ± 0,5 mm) para papel higiênico. A velocidade de tração foi de 10 ± 0,4 polegada/min. (254 ± 1 mm/min.) e a sensibilidade de ruptura foi configurada em 65 por cento. A amostra foi colocada nas garras do instrumento, centradas tanto vertical quanto horizontalmente. O teste foi então iniciado e finalizado quando o espécime sofreu o rompimento. O pico de carga foi registrado como a "resistência à tração MD" ou a "resistência à tração CD" do espécime dependendo da direção da amostra sendo testada. Dez corpos de prova representativos foram testados para cada produto ou folha e a média aritmética de todos os testes de corpos de prova individuais foi registrada como a resistência à tração MD ou CD adequada do produto ou folha em unidades de gramas de força por 3 polegadas de amostra. A média geométrica de resistência à tração (GMT) foi calculada e é expressa em gramas-força por 3 polegadas de largura de amostra. A energia absorvida na tração (TEA) e a inclinação são também calculadas pelo testador de tração. A TEA é relatada em unidades de g^cm/cm2. A inclinação é registrada em unidades de kg. Tanto a TEA quanto a inclinação são dependentes da direção e, portanto, as direções MD e CD são medidas independentemente. A média geométrica TEA e a média geométrica de inclinação são definidas como a raiz quadrada do produto dos valores MD e CD representativos para uma dada propriedade.

[72] Os produtos com camadas múltiplas foram testados como produtos de camadas múltiplas e os resultados representam a resistência à tração do produto total. Por exemplo, um produto com camada dupla foi testado como um produto com camada dupla e registrado desta forma. Uma folha de base pretendida para ser usada para um produto com camada dupla foi testada como camada dupla e a resistência a tração foi registrada desta forma. Alternativamente, uma camada única pode ser testada e o resultado ser multiplicado pelo número de camadas no produto final para obter a resistência à tração.Resistência à Ruptura

[73] A resistência à ruptura aqui é uma medida da capacidade de uma estrutura fibrosa em absorver energia quando submetida à deformação normal do plano da estrutura fibrosa. A resistência à ruptura pode ser medida em conformidade geral com a norma ASTM D-6548, com exceção de que o teste é feito num testador de tração de taxa constante de extensão (MTS Systems Corporation, Eden Prairie, MN) com aquisição de dados baseada em computador e sistema de controle de quadro, onde a célula de carga é posicionada acima do fixador do espécime de tal modo que o membro de penetração é abaixado para o espécime de teste, causando sua ruptura. A disposição da célula de carga e do espécime é oposta à ilustrada na FIG. 1 de ASTM D-6548. O conjunto de penetração consiste de um membro de penetração em alumínio anodizado semiesférico com um diâmetro de 1,588 ± 0,005 cm, fixado a uma haste ajustável com um soquete com extremidade de esfera. O espécime de teste é preso ao fixador de espécime que consiste de anéis concêntricos superiores e inferiores de alumínio entre os quais a amostra é mantida firmemente por fixação mecânica durante o teste. Os anéis de fixação do espécime têm um diâmetro interno de 8,89 ± 0,03 cm.

[74] O testador de tração é configurado de modo que a velocidade de tração é 15,2 cm/min, a separação de sonda é de 104 mm, a sensibilidade à ruptura é de 60% e a compensação de folga é 10 gf e o instrumento é calibrado de acordo com as instruções do fabricante.

[75] As amostras são condicionadas sob condições TAPPI e cortadas em quadrados de 127 x 127 mm ± 5 mm. Para cada teste um total de 3 folhas do produto são combinadas. As folhas são empilhadas umas sobre as outras de uma maneira tal que a direção da máquina das folhas é alinhada. Onde as amostras compreendem múltiplas camadas, as camadas não são separadas para o teste. Em cada caso, a amostra de teste compreende 3 folhas de produto. Por exemplo, se o produto é um produto com 2 camadas, 3 folhas de produto, totalizando 6 camadas, são testadas. Se o produto é um produto de papel tissue de camada simples, então, 3 folhas de produto totalizando 3 camadas são testadas.

[76] Antes do teste, a altura da sonda é ajustada conforme necessário pela inserção do aparelho de ruptura na parte inferior do testador de tração e ao abaixar a sonda até que ela seja posicionada aproximadamente 12,7 mm acima da placa de alinhamento. O comprimento da sonda é então ajustado até repousar na área rebaixada da placa de alinhamento quando abaixada.

[77] É recomendável usar uma célula de carga em que a maioria dos resultados de carga de pico se situe entre 10 e 90% da capacidade da célula de carga. Para determinar a célula de carga mais adequada para o teste, amostras são inicialmente testadas a fim de determinar a carga de pico. Se a carga de pico é < 450 gf, uma célula de carga de 10 Newtons é usada; se a carga de pico é > 450 gf, uma célula de carga de 50 Newtons é usada.

[78] Uma vez que o aparelho é configurado e uma célula de carga selecionada, as amostras são testadas pela inserção da amostra no fixador do espécime e apertando a amostra de teste no lugar. A sequência de teste é, então, ativada, levando o conjunto de penetração a ser abaixado na velocidade e distância especificadas acima. Após a ruptura do espécime de teste pelo conjunto de penetração, a resistência à força penetração medida é exibida e registrada. A fixador do espécime é então liberado para remover a amostra e prepara o aparelho para o próximo teste.

[79] A carga de pico (gf) e energia de pico (g-cm) são registradas e o processo é repetido para todos os corpos de prova restantes. Um mínimo de cinco corpos de prova é testado por amostra e a média de carga de pico de cinco testes é relatada como a Resistência à Ruptura a Seco.Capacidade de Absorção

[80] Um espécime de 4 x 4 polegadas é pesado inicialmente. O espécime pesado é então embebido em um recipiente de fluido de teste (por exemplo, óleo de parafina ou água) por três minutos. O fluido de teste deve ter pelo menos 2 polegadas (5,08 cm) de profundidade no recipiente. A amostra é removida do fluido de teste e deixada a drenar, pendurada em uma posição em forma de "diamante" (ou seja, com uma das pontas no ponto mais baixo). A amostra é deixada a drenar por três minutos em água e cinco minutos em óleo. Depois do tempo de drenagem atribuído, o espécime é colocado em um prato de pesagem e depois pesado. A absorção de ácidos ou bases, com uma viscosidade mais semelhante à água, é testada de acordo com o procedimento para testar a capacidade de absorção de água. Capacidade Absorvente (g) = peso úmido (g) - peso seco (g); e Capacidade Absorvente Específica (g/g) = Capacidade Absorvente (g) / peso seco (g).EXEMPLOS

[81] Mantas de papel tissue de camada simples, não crepada, secas através de ar (UCTAD) foram feitas geralmente de acordo com a patente dos EUA N° 5.607.551. As mantas de papel tissue e os produtos de papel tissue resultantes foram formadas a partir de vários materiais de fibra, incluindo kraft de madeira de árvores decíduas de eucalipto (EHWK), kraft de madeira conífera do Norte (NSWK) e um excipiente com alto teor de carboidrato (HCF) derivado da semente de Avena sativa tendo um tamanho médio de partícula de cerca de 200 μm. As mantas fibrosas compreendendo três camadas foram formadas usando uma caixa de entrada em camadas alimentada por três baús de reserva, de modo que as mantas com três camadas (duas camadas externas e uma camada intermediária) foram formadas. A composição de cada camada foi variada como descrito na Tabela 2 abaixo.

[82] Antes da formação, cada reserva foi diluída até aproximadamente 0,1 por cento de consistência. Uma solução de um auxiliar de retenção catiônico, Nalco Core Shell 71303 (comercialmente disponível por Nalco Company, Naperville, IL) foi diluída com água até uma concentração de 0,5 por cento. O auxiliar de retenção catiônico diluído foi adicionado em linha no lado de saída da bomba ventilador de cada corrente de EHWK ou EHWK/HCF à medida que a suspensão de pasta diluída viajava para a caixa de entrada a uma taxa suficiente para fornecer cerca de 6 libras de auxiliar de retenção catiônico por tonelada de EHWK ou EHWK/HCF.

[83] A manta de papel tissue foi formada em um tecido de formação "Voith Fabrics TissueForm V", desidratado a vácuo até cerca de 25 por cento de consistência e então submetida à transferência rápida quando transferida para o tecido de transferência. O tecido de transferência foi o tecido "Fred" (comercialmente disponível por Voith Fabrics, Appleton, WI) anteriormente descrito na Patente dos EUA 7.611.607, cujos conteúdos são aqui incorporados de maneira consistente com a presente divulgação. A manta foi então transferida para um tecido de secagem por ar, designado como "t- 1205-2" (comercialmente, Voith Fabrics, Appleton, WI) e descrito anteriormente na Patente dos EUA N° 8.500.955, cujos conteúdos são aqui incorporados em um maneira consistente com a presente divulgação. A transferência para a tela de secagem por fluxo de ar foi feita usando níveis de vácuo maiores do que 10 polegadas de mercúrio na transferência. A manta foi, então seca até cerca de 98% de sólidos antes do bobinamento.

[84] As mantas de papel tissue fibroso foram convertidas em vários rolos de papel higiênico. Especificamente, a folha base foi calandrada usando uma ou duas calandras de poliuretano/aço convencionais compreendendo um rolo de poliuretano de dureza 40 P&J no lado do ar da folha e um rolo de aço padrão no lado do papel tissue. Todos os produtos em rolo compreendiam uma folha base com camada simples. O efeito de HCF em várias propriedades de resistência e durabilidade do papel tissue é resumido nas tabelas 3 e 4 abaixo.

[85] Embora as mantas de papel tissue e produtos de papel tissue compreendendo a mesma tenham sido descritas em detalhes em relação às suas modalidades específicas, será contemplado que os versados na técnica, após obter uma compreensão do exposto anteriormente, poderão facilmente conceber alterações, variações e equivalentes dessas modalidades. Nesse sentido, o escopo da presente invenção deve ser avaliado como aquele das reivindicações anexas e quaisquer equivalentes destas e as modalidades acima expostas.

[86] Numa primeira modalidade, a presente invenção proporciona um produto de papel tissue compreendendo pelo menos uma manta fibrosa incluindo fibras de fabricação de papel convencionais e pelo menos cerca de 1 por cento, em peso da manta, de excipientes com alto teor de carboidrato, o produto de papel tissue tendo um GMT maior do que cerca de 600 g/3", uma gramatura de cerca de 10 a cerca de 80 g/m2 e um volume de folha maior que cerca de 5 cc/g.

[87] Em uma segunda modalidade, a presente invenção fornece o produto de papel tissue da primeira modalidade com um Índice de Ruptura maior do que cerca de 8,0.

[88] Em uma terceira modalidade, a presente invenção fornece o produto de papel tissue da primeira ou da segunda modalidade com um Índice TEA maior do que cerca de 10,0.

[89] Em uma quarta modalidade, a presente invenção fornece o produto de papel tissue de qualquer uma dentre a primeira e a terceira modalidades que têm um Índice de Durabilidade maior do que cerca de 34.

[90] Em uma quinta modalidade, a presente invenção fornece oproduto de papel tissue de qualquer uma dentre a primeira e a quartamodalidades que têm um Índice de Rigidez maior do que cerca de 8,0.

[91] Em uma sexta modalidade, a presente invenção fornece oproduto de papel tissue de qualquer uma dentre a primeira e a quintamodalidades com um GMT de cerca de 600 a cerca de 1200 g/3" e uma Inclinação GM de cerca de 5 a cerca de 8.

[92] Em uma sétima modalidade, a presente invenção fornece o produto de papel tissue de qualquer uma dentre a primeira e a sexta modalidades compreendendo pelo menos cerca de 5 por cento, em peso do produto de papel tissue, de excipientes com elevado teor de carboidratos derivados de Avena sativa, Hordeum vulgare, Triticum aestivum ou sementes de Secale cereal e tendo um tamanho médio de partícula de cerca de 50 a cerca de 250 μm.

[93] Em uma oitava modalidade, a presente invenção fornece o produto de papel tissue de qualquer uma dentre a primeira e a sétima modalidades compreendendo ainda um auxiliar de retenção catiônico selecionado a partir de cloretos de polidildimetilamônio e poliacrilamidas ramificadas.

[94] Em uma nona modalidade, a presente invenção fornece o produto de papel tissue de qualquer uma dentre a primeira e a oitava modalidades em que o produto de papel tissue tem um Nó de menos que cerca de 10 mg.

[95] Em uma décima modalidade, a presente invenção fornece o produto de papel tissue de qualquer uma dentre a primeira e a nona modalidades em que o produto de papel tissue está substancialmente livre de um agente de flucolação.

[96] Em uma décima modalidade, a presente invenção fornece um produto de papel tissue compreendendo pelo menos uma manta de papel tissue de várias camadas seco através de ar compreendendo uma primeira e uma segunda camadas, a segunda camada compreendendo pelo menos cerca de 1 por cento, em peso da camada, de excipientes com alto teor de carboidrato derivados de Avena sativa, Hordeum vulgare, Triticum aestivum ou sementes de Secale cereal e tendo um tamanho médio de partícula de cerca de 50 a cerca de 250 μm, o produto de papel tissue tendo uma gramatura de cerca de 10 a cerca de 80 g/m2, um volume de folha maior que cerca de 5 cc/g e um Índice de Durabilidade superior a cerca de 30.

[97] Em uma décima primeira modalidade, a presente divulgação fornece um método para produzir uma folha de base de papel tissue em um sistema de reserva de extremidade úmida incluindo um baú e uma caixa de entrada compreendendo dispersar um excipiente de alto teor de carboidrato e fibras de fabricação de papel convencionais em água para formar uma pasta fibrosa; adicionar um auxiliar de retenção catiônico à pasta de fibras entre o baú e a caixa de entrada; depositar a pasta fibrosa da caixa de entrada para formar uma manta de papel tissue úmido; e secar a manta de papel tissue úmido, em que a manta de papel tissue seco tem uma gramatura inferior a cerca de 60 g/m2 e um volume maior que cerca de 5 cc/g.

[98] Em uma décima segunda modalidade, a presente divulgação fornece o método da décima primeira modalidade em que os excipiente com alto teor de hidratos de carboidrato são derivados de Avena sativa, Hordeum vulgare, Triticum aestivum ou sementes de Secale cereal e tendo um tamanho de partícula médio de cerca de 50 a cerca de 250 μm de auxílio de retenção catiônico selecionado a partir de cloretos de polidiildimetilamônio e poliacrilamidas ramificadas.

Claims

1. Produto de papel tissue, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma manta fibrosa compreendendo fibras de fabricação de papel convencionais e pelo menos 5 por cento, em peso da manta, de excipiente com alto teor de carboidrato derivado de Avena sativa, Hordeum vulgare, Triticum aestivum ou sementes de Secale cereal, o produto de papel tissue tendo um GMT maior do que 600 g/3", uma gramatura de 10 a 80 g/m2 e um volume de folha que é pelo menos 5 por cento maior do que um produto de papel tissue comparável substancialmente livre de excipientes de alto carboidrato, e um Índice de Durabilidade que é pelo menos 5 por cento maior que um produto de papel tissue comparável substancialmente livre de excipiente de alto carboidrato.

2. Produto de papel tissue, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a manta compreende ainda um auxiliar de retenção catiônico.

3. Produto de papel tissue, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que tem um Índice de Durabilidade maior que 30 e Nó menor que 10 mg.

4. Produto de papel tissue, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que possui um GMT de 600 a 1200 g/3", Índice de Rigidez de 5 a 8, um Índice de Durabilidade superior a 30 e um volume de folha maior que 8 cc/g.

5. Produto de papel tissue, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o excipiente de alto teor de carboidrato tem um tamanho de partícula médio de 50 a 250 μm.

6. Produto de papel tissue, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o excipiente de alto teor de carboidrato tem um teor de carboidrato de 90 a 98 por cento.

7. Produto de papel tissue, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a manta compreende de 5 a 20 por cento, em peso da manta, de excipiente com alto teor de carboidrato.

8. Produto de papel tissue, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a manta é substancialmente livre de um agente de floculação.

9. Produto de papel tissue, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a manta compreende uma primeira e uma segunda camada e o excipiente de alto teor de carboidrato é incorporado de forma seletiva na primeira camada e compreende de 5 a 20 por cento, em peso da manta.

10. Produto de papel tissue, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que tem um Índice de Durabilidade maior que 30 e Nó menor que 10 mg.

11. Produto de papel tissue, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que possui um GMT de 600 a 1.200 g/3", Índice de Rigidez de 5 a 8, um Índice de Durabilidade superior a 30 e um volume de folha maior que 8 cc/g, e em que a manta compreende de 5 a 20 por cento, em peso da manta, de excipiente com alto teor de carboidrato.