BR112019010678B1

BR112019010678B1 - Processo para produzir um produto de papel tissue

Info

Publication number: BR112019010678B1
Application number: BR112019010678-2A
Authority: BR
Inventors: Marvin E. Swails; Joseph K. Baker; Mary F. Mallory; Cleary E. Mahaffey
Original assignee: Kimberly-Clark Worldwide, Inc
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2023-01-17
Also published as: KR102107102B1; GB2572895A; GB2572895B; AU2017382784A1; MX2019006196A; WO2018118683A1; AU2017382784B2; US20190161915A1; US10519606B2; US20200123710A1; WO2018118683A8; KR20190077593A; GB201909783D0; CN110023563A; US11091879B2; BR112019010678A2; DE112017005698T5; AU2023200279A1; CN110023563B

Abstract

Um processo para tecido de formação de espuma ou mantas de papel tissue ou papel é divulgado. Uma suspensão de espuma de fibras é depositada sobre um tecido de formação e contatada com um fluxo de gás antes da secagem da manta. Por exemplo, a manta pode contatar o fluxo de gás antes da desidratação da manta. O fluxo de gás pode ter uma taxa de fluxo volumétrica e/ou uma velocidade suficiente para reorganizar as fibras dentro da manta. Em uma modalidade, por exemplo, o fluxo de gás pode aumentar o calibre da manta, as propriedades de alongamento da manta e/ou as características de absorção da manta. Em uma modalidade, o fluxo de gás pode ser pulsado para produzir uma manta com um padrão distinto.

Description

PEDIDOS DE PATENTE RELACIONADOS

[001] O presente pedido reivindica prioridade sobre o Pedido de Patente Provisório dos EUA n° 62/437.974, depositado em 22 de dezembro de 2016, que é aqui incorporado por referência em sua totalidade.

FUNDAMENTOS

[002] Muitos produtos de papel tissue, tais como lenço facial, lenço umedecido, papel toalha, limpadores industriais e semelhantes, são produzidos de acordo com um processo de deposição úmida. Mantas depositadas a úmido são feitas depositando-se uma suspensão aquosa de fibras celulósicas sobre um tecido formador e depois removendo-se a água da manta recém-formada. A água é tipicamente removida da manta pressionando mecanicamente a água para fora da manta, a qual é referida como "prensagem a úmido". Embora a prensagem a úmido seja um processo eficaz de desidratação, durante o processo a manta de tecido é comprimida causando uma redução acentuada no calibre da manta e no volume da manta.

[003] Para a maioria das aplicações, no entanto, é desejável fornecer o produto final com o maior volume possível sem comprometer outros atributos do produto. Assim, aqueles versados na técnica conceberam vários processos e técnicas para aumentar o volume de mantas depositadas a úmido. Por exemplo, a crepagem é frequentemente usada para interromper as ligações de papel e aumentar o volume das mantas de papel tissue. Durante um processo de crepagem, uma manta de papel tissue é aderida a um cilindro aquecido e depois encrespada a partir do cilindro usando uma lâmina de encrespamento.

[004] Outro processo usado para aumentar o volume da manta é conhecido como "transferência rápida". Durante um processo de transferência rápida, uma manta é transferida de um primeiro tecido móvel para um segundo tecido móvel, em que o segundo tecido está se movendo a uma velocidade mais lenta do que o primeiro tecido. Os processos de transferência de pressão aumentam o volume, o calibre e a maciez da manta de papel tissue.

[005] Como uma alternativa aos processos de prensagem por via úmida, processos de secagem foram desenvolvidos, nos quais a compressão da manta é evitada tanto quanto possível, a fim de preservar e melhorar o volume da manta. Estes processos proporcionam o suporte da manta num tecido de malha grosseira enquanto o ar aquecido é passado através da manta para remover a umidade e secar a manta.

[006] Melhorias adicionais na técnica, no entanto, ainda são necessárias. Em particular, existe atualmente a necessidade de um processo melhorado que reoriente as fibras numa manta de papel tissue para aumentar o volume e a maciez da manta sem ter de sujeitar a manta a um processo de transferência rápida ou a um processo de crepagem.

SUMÁRIO

[007] Em geral, a presente divulgação é direcionada a melhorias adicionais na técnica de fabricação de papel e papel tissue. Através dos processos e métodos da presente divulgação, as propriedades de uma manta de papel tissue, tais como volume, estiramento, espessura e/ou absorção podem ser melhoradas. Em particular, a presente divulgação é direcionada a um processo para formar uma manta não tecida, particularmente uma manta de papel tissue contendo fibras de polpa, num processo de formação de espuma. Por exemplo, uma suspensão espumosa de fibras pode ser formada e espalhada sobre um transportador poroso móvel para produzir uma manta embrionária. De acordo com a presente descrição, a manta recém-formada é submetida a um ou mais fluxos de gás para reorientar as fibras contidas na manta. O fluxo de gás, por exemplo, pode compreender uma corrente de ar, um fluxo de vapor ou uma combinação destes.

[008] Numa modalidade, por exemplo, a presente divulgação é direcionada a um processo para produzir um produto de papel tissue no qual uma suspensão espumosa de fibras é depositada num tecido de formação em movimento para formar uma manta úmida com um calibre. De acordo com a presente divulgação, a manta úmida é contatada com um fluxo de gás suficiente para reorganizar as fibras na manta úmida enquanto a manta está em movimento. Por exemplo, a manta úmida pode ser contatada com o fluxo de gás antes de desidratar a manta. Após a manta úmida ser contatada com o fluxo de gás e desidratada, a manta pode então ser seca e recolhida para formar vários produtos diferentes. Por exemplo, a manta pode ser utilizada para produzir lenços umedecidos, papel toalha, outros lenços, tais como panos de limpeza industriais, ou qualquer outro produto de papel tissue adequado.

[009] De modo a formar a suspensão espumosa de fibras, uma espuma pode inicialmente ser formada pela combinação de um surfactante com água. Qualquer surfactante espumante adequado pode ser usado, tal como o lauril sulfato de sódio. As fibras são então adicionadas à espuma para formar a suspensão. A espuma, por exemplo, pode ter uma densidade de espuma de cerca de 200 g/L a cerca de 600 g/L, tal como de cerca de 250 g/L a cerca de 400 g/L. As fibras combinadas com a espuma, numa modalidade, podem compreender pelo menos cerca de 50% em peso de fibras de polpa, tal como pelo menos cerca de 60% em peso de fibras de polpa, tal como pelo menos cerca de 70% em peso de fibras de polpa, menos cerca de 80% em peso de fibras de polpa.

[0010] Em uma modalidade, o fluxo de gás que entra em contato com a manta úmida é configurado para aumentar o calibre e/ou a gramatura da manta em um tipo de processo de escorço. Por exemplo, o fluxo de gás pode ser configurado para aumentar o calibre da manta em pelo menos cerca de 5%, tal como pelo menos cerca de 10%, como pelo menos cerca de 15% em comparação com uma manta formada exatamente no mesmo processo, sem o uso do fluxo de ar. Similarmente, a gramatura da manta pode aumentar em mais de cerca de 5%, tal como mais que cerca de 10%, tal como mais que cerca de 15%.

[0011] O fluxo de gás pode ser gerado por um único bocal que se estende sobre a largura da manta úmida, ou pode ser gerado por uma pluralidade de bocais. A pluralidade de bocais, por exemplo, pode formar uma matriz que se estende ao longo da largura da manta. Durante o contato com o fluxo de gás, a manta está se movendo em uma primeira direção enquanto o fluxo de gás está sendo projetado em uma segunda direção. Em uma modalidade, a direção do fluxo de gás está a um ângulo de 90° em relação à direção da manta em movimento. Nesta modalidade, por exemplo, um ou mais bocais de gás estão posicionados diretamente sobre a manta em movimento. Em outras modalidades, no entanto, o ângulo entre a direção do fluxo de gás e a direção da manta móvel pode ser de cerca de 90° a cerca de 180°, tal como de cerca de 90° a cerca de 150°. Em uma modalidade, o ângulo é de cerca de 90° a cerca de 100°. Em outra modalidade, entretanto, o ângulo pode ser de cerca de 120° a cerca de 150°.

[0012] Em uma modalidade, o fluxo de gás entra em contato com a manta em movimento em pulsos. Desta maneira, as fibras dentro da manta são rearranjadas ou reorientadas em locais espaçados. Desta maneira, um padrão pode ser formado na manta enquanto ela se move.

[0013] Depois que a manta entra em contato com o fluxo de gás, a manta pode ser desidratada e, opcionalmente, sujeita a um processo de transferência rápida. A manta é então seca utilizando qualquer técnica ou dispositivo de secagem adequado. Em uma modalidade, por exemplo, a manta é seca ao ar.

[0014] Em geral, as mantas de papel tissue produzidas de acordo com a presente divulgação têm um volume superior a cerca de 3 cm3/g, tal como superior a cerca de 5 cm3/g, tal como superior a cerca de 7 cm3/g, tal como superior a cerca de 9 cm3/g, tal como maior que cerca de 11 cm3/g. A gramatura da manta, por outro lado, pode ser de cerca de 6 g/m2 a cerca de 120 g/m2, tal como de cerca de 10 g/m2 a cerca de 110 g/m2, tal como entre cerca de 10 g/m2 a cerca de 90 g/m2, tal como entre cerca de 10 g/m2 a cerca de 40 g/m2.

[0015] Outras características e aspectos da presente divulgação são discutidos com mais detalhes adiante.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0016] Uma divulgação completa e informativa da presente divulgação é estabelecida, mais particularmente, no restante do relatório descritivo, incluindo referência às figuras anexadas, nas quais: A Figura 1 é um diagrama esquemático de uma modalidade de um processo de acordo com a presente divulgação para formar mantas de tecido secas não crepadas; e A Figura 2 é um diagrama esquemático de uma modalidade de uma caixa de entrada e tecido de formação para formar mantas úmidas de acordo com a presente divulgação.

[0017] O uso repetido de caracteres de referência no presente relatório descritivo e nos desenhos tem como objetivo representar recursos ou elementos iguais, ou análogos, da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0018] Deve ser entendido por aquele versado na técnica que a presente discussão é apenas uma descrição de modalidades exemplares, e não pretende limitar os aspectos mais amplos da presente divulgação.

[0019] Em geral, a presente divulgação é direcionada à formação de mantas de papel tissue ou papel tendo boas propriedades de volume e maciez. Através do processo da presente divulgação, as mantas de papel tissue podem ser formadas, por exemplo, tendo melhores propriedades de estiramento, características de absorção melhoradas, calibre aumentado e/ou maior gramatura. Em uma modalidade, mantas padronizadas também podem ser formadas. Em uma modalidade, por exemplo, é feita uma manta de papel tissue de acordo com a presente divulgação a partir de uma suspensão espumosa de fibras. Depois da manta ser formada, mas antes de secar a manta, a manta é então submetida a um fluxo de gás ou corrente de gás que reorienta as fibras dentro da manta, de modo a melhorar pelo menos uma propriedade da manta e/ou produzir uma manta com uma aparência desejada.

[0020] Existem muitas vantagens e benefícios para um processo de formação de espuma como descrito acima. Durante um processo de formação de espuma, a água é substituída por espuma como o transportador para as fibras que formam a manta. A espuma, que representa uma grande quantidade de ar, é misturada com fibras de fabricação de papel. Como menos água é usada para formar a manta, menos energia é necessária para secar a manta. Por exemplo, a secagem da manta num processo de formação de espuma pode reduzir os requisitos de energia em mais de 10%, tal como superior a cerca de 20% em relação aos processos convencionais de prensagem a úmido.

[0021] De acordo com a presente divulgação, o processo de formação de espuma é combinado com um processo único de reorientação de fibra para produzir mantas com um desejado equilíbrio de propriedades. Por exemplo, numa modalidade, é produzida uma parede de gás que entra em contato com a manta em movimento após a formação que diminui a velocidade da camada superior de espuma e reorienta a fibra. Em uma modalidade, por exemplo, o estiramento é criado na manta recém-formada sem ter que encrespar a manta. Além de melhorar as características de estiramento da manta, o processo da presente divulgação também pode ser usado para aumentar a capacidade do calibre de folha e/ou da água. Em uma modalidade, a parede de gás pode ser pulsada de modo a criar topografia de folha para fins estéticos ou de função da folha.

[0022] Na formação de mantas de papel tissue ou papel de acordo com a presente divulgação, numa modalidade, forma-se primeiro uma espuma combinando água com um agente formador de espuma. O agente espumante, por exemplo, pode compreender qualquer surfactante adequado. Em uma modalidade, por exemplo, o agente espumante pode compreender lauril sulfato de sódio, que também é conhecido como sulfato de laureto de sódio ou sulfato de éter laurílico de sódio. Outros agentes espumantes incluem o dodecil sulfato de sódio ou o lauril sulfato de amônio. Em outras modalidades, o agente espumante pode compreender qualquer surfactante catiônico e/ou anfotérico adequado. Por exemplo, outros agentes espumantes incluem aminas de ácidos graxos, amidas, óxidos de amina, compostos quaternários de ácidos graxos e semelhantes.

[0023] O agente espumante é combinado com água geralmente numa quantidade superior a cerca de 2% em peso, tal como numa quantidade superior a cerca de 5% em peso, tal como numa quantidade superior a cerca de 10% em peso, tal como numa quantidade superior a cerca de 15% em peso. Um ou mais agentes espumantes estão geralmente presentes numa quantidade inferior a cerca de 50% em peso, tal como numa quantidade inferior a cerca de 40% em peso, tal como numa quantidade inferior a cerca de 30% em peso, tal como numa quantidade inferior a cerca de 20% em peso.

[0024] Uma vez combinados o agente espumante e a água, a mistura é combinada ou de outro modo sujeita a forças capazes de formar uma espuma. Uma espuma refere-se geralmente a uma matriz porosa, que é um agregado de células ocas ou bolhas que podem estar interligadas para formar canais ou capilares.

[0025] A densidade da espuma pode variar dependendo da aplicação particular e de vários fatores, incluindo a fibra utilizada. Em uma modalidade, por exemplo, a densidade de espuma da espuma pode ser superior a cerca de 200 g/L, tal como superior a cerca de 250 g/L, tal como superior a cerca de 300 g/L. A densidade da espuma é geralmente inferior a cerca de 600 g/L, tal como inferior a cerca de 500 g/L, tal como inferior a cerca de 400 g/L, tal como inferior a cerca de 350 g/L. Em uma modalidade, por exemplo, é utilizada uma espuma de densidade mais baixa tendo uma densidade de espuma geralmente inferior a cerca de 350 g/L, tal como inferior a cerca de 340 g/L, tal como inferior a cerca de 330 g/L. A espuma terá geralmente um teor de ar superior a cerca de 40%, tal como superior a cerca de 50%, tal como superior a cerca de 60%. O teor de ar é geralmente inferior a cerca de 75% em volume, tal como inferior a cerca de 70% em volume, tal como inferior a cerca de 65% em volume.

[0026] Uma vez que a espuma é formada, a espuma é combinada com uma matéria-prima fibrosa. Em geral, podem ser utilizadas quaisquer fibras capazes de fazer uma manta de papel tissue ou papel, ou outro tipo semelhante de não tecido de acordo com a presente divulgação.

[0027] Fibras adequadas para fabricar mantas de papel tissue compreendem quaisquer fibras celulósicas naturais ou sintéticas, incluindo, mas não limitadas a, fibras não lenhosas, tais como algodão, abaca, kenaf, erva sabai, linho, capim esparto, palha, cânhamo de juta, bagaço, fibras de fio dental de asclépia e fibras de folhas de abacaxi; e fibras lenhosas ou de celulose, tais como as obtidas de árvores decíduas e coníferas, incluindo fibras de madeira macia, tais como fibras kraft de madeira macia do norte e do sul; fibras de madeira dura, como eucalipto, bordo, vidoeiro e álamo. As fibras de polpa de celulose podem ser preparadas em formas de alto rendimento ou de baixo rendimento e podem ser reduzidas a polpa, utilizando-se qualquer método conhecido, incluindo kraft, sulfito, métodos de polpação de alto rendimento e outros métodos conhecidos de polpação. Fibras preparadas a partir de métodos de polpação organosolv também podem ser usadas.

[0028] Uma parte das fibras, tal como até 50% ou menos em peso seco, ou de cerca de 5% a cerca de 30% em peso seco, pode ser fibras sintéticas tais como rayon, fibras de poliolefina, fibras de poliéster, fibras bainha-núcleo bicomponentes, fibras aglutinantes multi-componentes e semelhantes. Uma fibra de polietileno exemplar é Fybrel®, comercializada pela Minifibers, Inc. (Jackson City, Tenn.). Pode ser utilizado qualquer método conhecido de branqueamento. Os tipos de fibras de celulose sintéticas incluem rayon em todas as suas variedades e outras fibras derivadas da viscose ou celulose quimicamente modificada. Fibras celulósicas naturais quimicamente tratadas também podem ser utilizadas como polpas mercerizadas, fibras quimicamente endurecidas ou cruzadas ou fibras sulfonadas. Para obter boas propriedades mecânicas das fibras para a fabricação de papel, é desejável que as fibras estejam relativamente não danificadas, em grande parte não refinadas ou apenas levemente refinadas. Embora possam ser usadas fibras recicladas, as fibras virgens geralmente são úteis por suas propriedades mecânicas ideais e ausência de contaminantes. Fibras mercerizadas, fibras de celulose regeneradas, celulose produzida por micróbios, rayon e outros materiais celulósicos ou derivados de celulose podem ser usados. As fibras para fabricação de papel apropriado também podem incluir fibras recicladas, fibras virgens ou suas misturas. Em algumas formas de realização capazes de propriedades de alta densidade e boa compressão, as fibras podem ter um Padrão Canadense de Secagem de pelo menos 200, mais especificamente pelo menos 300, ainda mais especificamente pelo menos 400 e mais especificamente pelo menos 500.

[0029] Outras fibras para fabricação de papel que podem ser usadas na presente publicação incluem aparas fabris oriundas de fábricas de papel, fibras recicladas e fibras de alto rendimento. As fibras de celulose de alto rendimento são as fibras de fabricação de papel, produzidas por processos de polpação, que fornecer um rendimento de cerca de 65% ou maior, mais especificamente cerca de 75% ou maior e ainda mais especificamente cerca de 75% até cerca de 95%. O termo "rendimento" é o montante resultante das fibras processadas expressas em percentagem da massa inicial de madeira. Tais processos de polpação incluem celulose termo-quimio-mecânica branqueada (BCTMP), celulose termo-quimio-mecânica (CTMP), celulose termomecânica de pressão/pressão (PTMP), celulose termomecânica (TMP), celulose química termomecânica (TMCP), celuloses sulfite de alto rendimento e polpas Kraft de alto rendimento, que deixam as fibras resultantes com altos níveis de lignina. Fibras de alto rendimento são bem conhecidas por sua rigidez nos estados secos e úmidos em relação às fibras típicas quimicamente reduzidas a polpa.

[0030] A manta de papel tissue também pode ser formada sem uma quantidade substancial de força de ligação interna entre fibras. A este respeito, o sortido de fibras usado para formar a trama base pode ser tratado com um agente de descolagem. O agente de descolagem pode ser adicionado à suspensão de fibra espumosa durante o processo de produção de polpa ou pode ser adicionado diretamente à caixa de entrada. Agentes de descolagem adequados que podem ser usados na presente publicação incluem agentes de descolagem catiônicos tais como sais de dialquilaminas quaternárias graxos, sais de aminas terciárias alquilo monograxo, sais de aminas primárias, sais quaternários de imidazolina, silicone, sal quaternário alquilo e sais de alquilamina graxos insaturados. Outros agentes de agente de descolagem adequados são divulgados nas Patente N.° 5.529.665 para Kaun, aqui incorporada para referência. Em particular, Kaun divulga o uso de várias composições de silicone catiônico como agentes de descolagem.

[0031] Em uma modalidade, o agente de descolagem utilizado no processo da presente divulgação é um cloreto de amônio quaternário orgânico e, em particular, um sal de amina à base de silicone de um cloreto de amônio quaternário. Por exemplo, o agente de descolagem pode ser PROSOFT.RTM. TQ1003, comercializado pela Hercules Corporation. O agente de descolagem pode ser adicionado à pasta de fibra numa quantidade de cerca de 1 kg por tonelada métrica a cerca de 10 kg por tonelada métrica de fibras presentes na pasta.

[0032] Em uma modalidade alternativa, o agente de descolagem pode ser um agente baseado em imidazolina. O agente de descolagem à base de imidazolina podem ser obtidos, por exemplo, junto à Witco Corporation. O agente de descolagem à base de imidazolina podem ser adicionado numa quantidade entre 2,0 a cerca de 15 kg por tonelada métrica.

[0033] Outros aditivos químicos opcionais podem também ser adicionados à matéria-prima aquosa de fabricação de papel ou à manta embrionária formada para transmitir benefícios adicionais ao produto e processo. Os materiais seguintes estão incluídos como exemplos de produtos químicos adicionais que podem ser aplicados à manta. Os produtos químicos estão inclusos como exemplos e não destinam-se a limitar o escopo da invenção. Tais produtos químicos podem ser adicionados em qualquer ponto do processo de fabricação de papel.

[0034] Outros tipos de produtos químicos que podem ser adicionados à teia de papel incluem, mas não se limitam a auxiliares de absorção geralmente na forma de surfactantes catiônicos, aniônicos ou não iônicos, umectantes e agentes plastificantes, tais como polietileno glicóis de baixo peso molecular e compostos de poli-hidróxi tais como glicerina e propileno glicol. Materiais que proporcionam benefícios para a saúde da pele, tais como óleo mineral, extrato de aloe, vitamina E, silicone, loções em geral e similares também podem ser incorporados aos produtos acabados.

[0035] Em geral, os produtos da presente invenção podem ser utilizados em conjunto com quaisquer materiais conhecidos e produtos químicos que não sejam antagonistas ao seu uso pretendido. Exemplos de tais materiais incluem, mas não estão limitados a agentes de controle de odor, tais como absorventes de odor, fibras e partículas de carvão ativado, talco, bicarbonato de sódio, agentes quelantes, zeólitos, perfumes ou outros agentes de mascaramento de odores, compostos de ciclodextrina, oxidantes e semelhantes. Partículas superabsorventes também podem ser empregadas. Opções adicionais incluem corantes catiônicos, branqueadores ópticos, umectantes, emolientes, e semelhantes.

[0036] De modo a formar a manta de papel tissue, a espuma é combinada com uma matéria-prima de fibra selecionada em conjunção com quaisquer agentes auxiliares. A suspensão espumosa de fibras é então bombeada para um tanque e do tanque é alimentada para uma caixa de entrada. As FIGS. 1 e 2, por exemplo, mostram uma modalidade de um processo de acordo com a presente divulgação para formar uma manta de papel tissue. Como mostrado particularmente na FIG. 2, a suspensão de fibra de espuma pode ser alimentada a um tanque 12 e depois alimentada à caixa de entrada 10. Da caixa de entrada 10, a suspensão de fibra de espuma é emitida a partir da caixa de entrada para um tecido de formação de deslocamento sem fim 26 suportado e acionado pelos rolos 28 de modo a formar uma manta embriônica úmida 12. A manta de papel tissue 12 pode compreender uma única camada homogênea de fibras ou pode incluir uma construção estratificada ou em camadas. Como mostrado na FIG. 2, uma placa de formação 14 pode ser posicionada abaixo da manta 12 adjacente à caixa de entrada 10.

[0037] Uma vez que a manta úmida é formada no tecido de formação 26, a manta é transportada a jusante e desidratada. Por exemplo, o processo pode incluir uma pluralidade de dispositivos de vácuo 16, tais como caixas de vácuo e rolos de vácuo. As caixas de vácuo auxiliam na remoção de umidade da manta recém-formada 12.

[0038] Como mostrado na FIG. 2, o tecido de formação 26 também pode ser colocado em comunicação com uma caixa de vapor 18 posicionada acima de um par de rolos de vácuo 20. A caixa de vapor 18, por exemplo, pode aumentar significativamente a secura e reduzir a variação de umidade multidirecional. O vapor aplicado a partir da caixa de vapor 18 aquece a umidade na manta úmida 12, fazendo com que a água na manta seja drenada mais rapidamente, especialmente em conjunto com os rolos de vácuo 20. Do tecido de formação 26, a manta recém-formada 12, na modalidade mostrada na FIG. 1, é transportada a jusante e seca num secador de ar.

[0039] De acordo com a presente divulgação, o tecido de formação 26, como mostrado na FIG. 2 também é colocado em associação com um dispositivo de transporte de gás 30. De acordo com a presente divulgação, o dispositivo de transporte de gás 30 ou bocal emite um fluxo de gás que entra em contato com a manta úmida 12 e reorienta as fibras. Na modalidade ilustrada na FIG. 2, a manta 12 é colocada em contato com o fluxo de gás antes de ser desidratada pelas caixas de vácuo 16. Embora o dispositivo de transporte de gás 30 possa ser posicionado em qualquer localização adequada ao longo do tecido de formação 26, a colocação do dispositivo de transporte de gás 30 antes das caixas de vácuo 16 maximiza a quantidade de reorientação ou rearranjo de fibra que pode ocorrer.

[0040] Em uma modalidade, o fluxo de gás entra em contato com a manta úmida 12 enquanto a manta úmida 12 tem uma consistência inferior a cerca de 70%, tal como inferior a cerca de 60%, tal como inferior a cerca de 50%, tal como inferior a cerca de 45%, tal como menos de cerca de 40%, tal como menos de cerca de 35%, tal como menos de cerca de 30%, tal como menos de cerca de 25%, tal como menos de cerca de 20%. A consistência é geralmente superior a cerca de 10%, tal como superior a cerca de 20%, tal como superior a cerca de 30%.

[0041] O dispositivo de transporte de gás 30 emite um fluxo de gás que entra em contato com a manta úmida 12. O gás pode compreender qualquer gás adequado a qualquer temperatura adequada. Por exemplo, o gás pode compreender ar, vapor ou suas misturas. O fluxo de gás entra em contato com a manta úmida 12 de acordo com a presente divulgação e a camada de gás cria uma represa, empurrando espuma e fibras na direção oposta ao deslocamento da folha, reorientando as fibras. Em uma modalidade, por exemplo, o fluxo de gás pode fazer com que a camada superior de espuma se mova mais lentamente do que a camada inferior de espuma, fazendo com que o calibre da manta aumente. Além de aumentar o calibre da manta, o fluxo de gás que entra em contato com a manta pode aumentar as propriedades de alongamento da manta. Além disso, as características de absorção da manta também podem aumentar.

[0042] Na modalidade ilustrada na FIG. 2, o dispositivo de transporte de gás 30 emite uma corrente de gás diretamente acima da manta móvel 12. Consequentemente, o fluxo de gás entra em contato com a manta em um ângulo de 90°. Deve ser entendido, no entanto, que a direção do fluxo de gás pode ser controlada e alterada dependendo da aplicação particular. Por exemplo, em outras modalidades, o fluxo de gás pode estar em um ângulo com a manta móvel em uma direção oposta à direção na qual a manta está viajando. Em várias modalidades, por exemplo, o fluxo de gás pode estar num ângulo com a manta móvel de cerca de 90°, como mostrado na FIG. 2, a 180°, onde o fluxo de ar é diretamente oposto à direção de deslocamento da manta. Em outras modalidades, o ângulo entre o fluxo de gás e a manta móvel pode ser de cerca de 90° a cerca de 110°, tal como de cerca de 90° a cerca de 100°, de tal modo que o fluxo de gás entra em conto principalmente com o topo da manta móvel. Em outras modalidades, no entanto, o ângulo relativo pode ser de cerca de 120° a cerca de 180°, tal como de cerca de 120° a cerca de 150°. Nesta modalidade, o fluxo de gás move-se principalmente numa direção oposta à direção de deslocamento da manta.

[0043] Como explicado acima, o gás que é utilizado para contatar a manta úmida móvel 12 pode variar dependendo da aplicação particular. Em uma modalidade, por exemplo, o gás é ar. Em uma modalidade alternativa, contudo, o gás pode compreender um gás, tal como vapor. Em certas modalidades, o vapor pode fornecer mais controle e evitar qualquer respingo excessivo de espuma. Ainda noutra modalidade, pode ser utilizada uma mistura de ar e vapor.

[0044] De acordo com a presente divulgação, o sistema pode incluir um único dispositivo de transporte de gás 30. Por exemplo, o dispositivo de transporte de gás 30 pode compreender um bocal que se estende sobre uma porção substancial da largura da manta. Por exemplo, numa modalidade, é utilizado um boal único que se prolonga sobre pelo menos 80% da largura da manta, tal como pelo menos 90% da largura da manta, tal como até maior do que 100% da largura da manta. Alternativamente, o sistema pode incluir uma pluralidade de dispositivos de transporte de gás 30 ou bocais posicionados num arranjo através da largura da manta. Cada bocal pode emitir um fluxo de gás. Os bocais podem ser controlados individualmente para aumentar ou diminuir o fluxo de gás em determinados locais. Por exemplo, numa modalidade, um conjunto de bocais pode ser utilizado de tal modo que a taxa de fluxo de gás seja mais alto no meio do que nas bordas da manta.

[0045] A taxa de fluxo de gás em contato com a manta úmida do dispositivo de transporte de gás 30 pode variar dependendo de vários fatores diferentes e do resultado desejado. Em uma modalidade, por exemplo, o gás pode ter uma taxa de fluxo volumétrica maior do que cerca de 0,5 pé3/min por polegada de largura de folha, tal como superior a cerca de 0,8 pé3/min por polegada de largura de folha, tal como superior a cerca de 1 pé3/min por polegada de largura de folha, tal como superior a cerca de 1,2 pé3/min por polegada de largura de folha, tal como superior a cerca de 1,4 pé3/min por polegada de largura de folha, tal como superior a cerca de 1,6 pé3/min por polegada de largura de folha, tal como superior a cerca de 1,8 pé3/min por polegada de largura de folha. O fluxo de gás é geralmente menor que cerca de 4 pés3/ min por polegada de largura da folha, como menor que cerca de 3 pés3/ min por polegada de largura de folha, como menor que cerca de 2,5 pés3/ min por polegada de largura de folha. Em uma modalidade, o dispositivo de transporte de gás pode compreender uma faca de ar operando a uma pressão de cerca de 20 psi a cerca de 60 psi.

[0046] O fluxo de gás emitido a partir do dispositivo de transporte de gás 30 pode ser contínuo ou intermitente. Por exemplo, numa modalidade, o dispositivo de transporte de gás 30 pode emitir um gás em impulsos. Um gás pulsado pode ser usado, por exemplo, para criar uma topografia desejada na superfície da manta. Por exemplo, um fluxo de gás pulsado pode criar um padrão semelhante a uma onda na superfície da manta. Alternativamente, um conjunto de bocais pode ser usado para que cada um emita um gás de maneira pulsada. Nesta modalidade, depressões localizadas podem ser formadas na manta que formam um padrão global. Por exemplo, numa modalidade, a manta pode incluir um padrão global de crateras ou depressões sobre a superfície da manta.

[0047] Em uma modalidade, a taxa de fluxo de gás sendo emitido pelo dispositivo de transporte de gás 30 pode ser controlada de modo a alcançar um resultado desejado. Por exemplo, numa modalidade, a taxa de fluxo de gás e a velocidade do gás podem ser ajustados de modo a aumentar o calibre da manta úmida. Por exemplo, numa modalidade, o fluxo de gás pode entrar em contato com a manta úmida e aumentar o calibre em mais de cerca de 5%, tal como mais de cerca de 10%, tal como mais de cerca de 15%, tal como mais de cerca de 20% tal como mais de cerca de 25%, tal como mais de cerca de 30%, tal como mais de cerca de 35%, tal como mais de cerca de 40%, tal como mais de cerca de 45%, tal como mais de cerca de 50%, tal como mais de cerca de 60%, tal como mais de cerca de 70%, tal como mais de cerca de 80%, tal como mais de cerca de 90%, tal como mais de cerca de 100%. Em geral, o calibre pode ser aumentado numa quantidade inferior a cerca de 300%, tal como numa quantidade inferior a cerca de 200%, tal como numa quantidade inferior a cerca de 100%, tal como numa quantidade inferior a cerca de 50%. A diferença no calibre pode ser medida medindo a manta seca feita de acordo com a presente divulgação em comparação com uma manta feita de acordo com o mesmo processo sem ser contatada pelo gás que é emitido pelo dispositivo de transporte de gás 30.

[0048] Da mesma forma, a taxa de fluxo de gás e/ou velocidade também pode ser controlada para ajustar a gramatura. Por exemplo, a gramatura da manta de papel tissue sendo formada pode ser aumentada em mais de cerca de 5%, tal como mais de cerca de 10%, tal como mais de cerca de 15%, tal como mais de cerca de 20%, tal como mais de cerca de 30%, tal como mais de cerca de 40%, tal como mais de cerca de 50%. O aumento na gramatura é geralmente inferior a cerca de 300%, tal como inferior a cerca de 100%, tal como inferior a cerca de 50%.

[0049] Uma vez que a suspensão aquosa de fibras é formada numa manta de papel tissue, a manta de papel tissue pode ser processada utilizando várias técnicas e métodos. Por exemplo, referindo-se à FIG. 1, é mostrado um método para fazer folhas de papel tissue secas. (Para simplificar, os vários rolos de tensionamento usados esquematicamente para definir as várias tramas de tecido são mostrados, mas não numerados. Será apreciado que variações do aparelho e método ilustrados na Figura 1 podem ser feitas sem se afastar do processo geral).

[0050] A manta úmida é transferida do tecido de formação 26 para um tecido de transferência 40. Em uma modalidade, o tecido de transferência pode estar se deslocando a uma velocidade mais lenta do que o tecido de formação, de modo a conferir um estiramento aumentado na manta. Isso normalmente é chamado de transferência "rápida”. O tecido de transferência pode ter um volume vazio que seja igual ou menor que o tecido de formação. A diferença de velocidade relativa entre os dois tecidos pode ser de 0 a 60 por cento, mais especificamente de cerca de 15 a 45 por cento. A transferência pode ser realizada com a ajuda de uma sapata de vácuo 42, de tal modo que o tecido de formação e o tecido de transferência convergem e divergem simultaneamente na borda da ranhura de vácuo.

[0051] A manta é então transferida do tecido de transferência para o tecido de secagem 44 com a ajuda de um rolo de transferência a vácuo 46 ou de uma sapata de transferência a vácuo. O tecido de secagem completa pode ser direcionado mais ou menos na mesma velocidade ou em uma velocidade relativa diferente para o tecido de transferência. Se desejável, o tecido de secagem por completo pode ser circulado em uma velocidade menor para posterior melhora na elasticidade. A transferência pode ser realizada com ajuda de vácuo para garantir a deformação da camada para se adequar ao tecido de secagem por completo, assim, gerando o volume esperado e aparência se desejável. Tecidos de secagem apropriados são descritos na Pat. dos EUA n° 5.429.686, emitida para Kai F. Chiu et al. e Pat. dos EUA n° 5.672.248, para Wendt, et al. que são incorporadas por referência.

[0052] Em uma modalidade, o tecido de secagem contém juntas de impressão altas e compridas. Por exemplo, o tecido de secagem pode ter cerca de 5 a cerca de 300 juntas de impressão por polegada quadrada, as quais são elevadas, pelo menos cerca de 0,005 polegadas acima do plano do tecido. Durante a secagem, a manta pode ser adicionalmente macroscopicamente disposta para se adaptar à superfície do tecido seco e formar uma superfície tridimensional. Superfícies planas, no entanto, também podem ser usadas na presente divulgação.

[0053] O lado da manta que entra em contato com o tecido de secagem é tipicamente referido como o "lado do tecido" da manta de papel. O lado do tecido da manta de papel, como descrito acima, pode ter uma forma que se adapta à superfície do tecido de secagem depois de o tecido ser seco no secador. O lado oposto da manta de papel, por outro lado, é tipicamente referido como o "lado do ar". O lado do ar da manta é tipicamente mais suave do que o lado do tecido durante os processos normais de secagem.

[0054] O nível de vácuo utilizado para as transferências da manta pode ser de cerca de 3 a cerca de 15 polegadas de mercúrio (75 a cerca de 380 milímetros de mercúrio), de preferência cerca de 5 polegadas (125 milímetros) de mercúrio. A sapata de vácuo (pressão negativa) pode ser suplementada ou substituída pelo uso de pressão positiva do lado oposto da manta para soprar a manta sobre o tecido seguinte em adição ou como um substituto para sugá-la para o próximo tecido com vácuo. Ainda, um rolo de vácuo ou rolos podem ser utilizados para substituir a(s) peça(s) de vácuo.

[0055] Embora suportada pelo tecido de secagem, a manta é finalmente seca até uma consistência de cerca de 94% ou mais pelo secador 48 e depois transferida para um tecido de suporte 50. A base seca 52 é transportada para a bobina 54 usando o tecido portador 50 e um tecido portador opcional 56. Um rolo de rotação pressurizado opcional 58 pode ser usado para facilitar a transferência da manta do tecido portador 50 para o tecido 56. Tecidos portadores apropriados para este propósito são os Albany International 84M ou 94M e Asten 959 ou 937, os quais todos são relativamente tecidos macios apresentando um desenho fino. Embora não seja mostrado, calandragem de bobina ou subsequente calandragem off-line pode ser usada para melhorar a suavidade e maciez da folha de base.

[0056] Em uma modalidade, a manta de papel tissue ou papel 52 resultante é uma manta texturada que foi seca num estado tridimensional, de tal modo que as ligações de hidrogênio que ligam as fibras foram formadas substancialmente enquanto a manta não estava num estado planar plano. Por exemplo, a manta 52 pode ser seca enquanto ainda inclui um padrão formado na manta pelo dispositivo de transporte de gás 30 e/ou pode incluir uma textura transmitida pelo secador de passagem de ar.

[0057] Em geral, qualquer processo capaz de formar uma manta de papel também pode ser usado na presente divulgação. Por exemplo, um processo de fabricação de papel da presente divulgação pode utilizar crepagem, crepagem dupla, estampagem, prensagem de ar, secagem ao ar crepada, secagem ao ar sem crepagem, coformação, hidroentrelaçamento, bem como outros passos conhecidos na técnica.

[0058] A gramatura das folhas contínuas feitas de acordo com a presente publicação pode variar dependendo do produto final. Por exemplo, o processo pode ser utilizado para produzir papel higiênico, lenços faciais, toalhas de papel, panos para limpeza industrial e semelhantes. Em geral, a gramatura dos produtos de papel tissue pode variar de cerca de 6 g/m2 a cerca de 120 g/m2, tal como de cerca de 10 g/m2 a cerca de 90 g/m2. Para papel higiênico e lenços faciais, por exemplo, a gramatura pode variar de cerca de 10 g/m2 a cerca de 40 g/m2. Para toalhas de papel, por outro lado, a gramatura pode variar de cerca de 25 g/m2 a cerca de 80 g/m2.

[0059] O volume da manta de papel tissue pode também variar de cerca de 3 cm3/g a 20 cm3/g, tal como de cerca de 5 cm3/g a 15 cm3/g. A "densidade" da folha é calculado como o quociente entre a espessura da folha seca expressa em mícrons, dividido pelo peso base a seco, expressa em gramas por metro quadrado. A densidade de folha resultante é expressa em centímetros cúbicos por grama. Mais especificamente, a espessura é medida como a grossura total de uma pilha de dez folhas representativas e dividido pela grossura total da pilha por dez, onde cada folha dentro da pilha é colocada com o mesmo lado voltado para cima. A espessura é medida de acordo com o método de teste TAPPI T411 om-89 “Espessura (calibre) de papel, papel-cartão e papelão" com nota 3 para folhas empilhadas. O micrômetro usado na execução da T411 om-89 é um medidor de espessura de tecido de papel Emveco 200-A, disponível junto à Emveco, Inc., Newberg, Oregon. O micrômetro possui uma carga de 2,00 kilo-Pascais (132 gramas por polegada quadrada), 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.

[0060] 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 a mesma que a indicada acima, tal como entre cerca de 15 g/m2 e cerca de 120 g/m2. Assim, a gramatura de cada camada pode ser de cerca de 10 g/m2 a cerca de 60 g/m2, tal como de cerca de 20 g/m2 a cerca de 40 g/m2.

[0061] Estas e outras modificações e variações à presente invenção podem ser feitas por aqueles versados na técnica, sem se afastar do espírito e do escopo da presente invenção, os que são mais particularmente estabelecidos nas reivindicações anexas. Além disso, deve-se entender que os detalhes das várias modalidades podem ser modificados em sua totalidade ou em partes. Além disso, pessoas dotadas de competência comum na técnica notarão que a descrição apresentada tem como finalidade apenas a exemplificação, e não deve ser interpretada como uma limitação da invenção, descrita com mais detalhes nas reivindicações anexadas.

Claims

1. Processo para produzir um produto de papel tissue, caracterizado pelo fato de que compreende: depositar uma suspensão de espuma de fibras num tecido de formação (26) para formar uma manta úmida (12) tendo um calibre, a manta úmida (12) tendo uma camada inferior adjacente ao tecido de formação (26) e uma camada superior oposta à camada inferior; contatar a manta úmida (12) com um fluxo de gás suficiente para reorganizar as fibras na manta úmida (12) enquanto a manta está em movimento, sendo o fluxo de gás eficaz para fazer com que uma parte da camada superior se mova mais lentamente do que a camada inferior; e secar a manta (12).

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a suspensão espumosa de fibras é formada combinando uma espuma com uma fibra sintética, a espuma tendo uma densidade de cerca de 200 g/L a cerca de 600 g/L.

3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a espuma é formada pela combinação de um agente espumante com água.

4. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o agente espumante compreende laurilsulfato de sódio.

5. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as fibras contidas na manta (12) compreendem pelo menos cerca de 50% em peso de fibras de polpa.

6. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluxo de gás entra em contato com a manta úmida (12) a uma taxa de fluxo suficiente para aumentar o calibre da manta (12), sendo o calibre da manta aumentado em pelo menos cerca de 5%, em comparação com uma manta formada num processo idêntico que não é contatado com o fluxo de gás.

7. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluxo de gás entra em contato com a manta úmida (12) a uma taxa de fluxo suficiente para aumentar a gramatura da manta, sendo a gramatura da manta aumentado em pelo menos cerca de 5%, em comparação com uma manta (12) formada num processo idêntico que não é contatado com o fluxo de gás.

8. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a manta úmida (12) se move numa primeira direção e o fluxo de gás está se movendo numa segunda direção, estando a segunda direção num ângulo da primeira direção e em que o ângulo é de cerca de 90° cerca de 180°.

9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o ângulo entre a segunda direção e a primeira direção é de cerca de 90° a cerca de 100°.

10. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o ângulo entre a segunda direção e a primeira direção é de cerca de 120° a cerca de 150°.

11. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluxo de gás entra em contato com a manta úmida (12) em impulsos.

12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o fluxo de gás pulsado reorganiza as fibras dentro da manta úmida (12) em localizações espaçadas.

13. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o fluxo de gás pulsado forma um padrão na manta úmida (12).

14. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a manta úmida (12) é desidratada após ser contatada com o fluxo de gás e antes de secar a manta.

15. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a manta (12) é seca por secagem ao ar.

16. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a manta seca tem um volume superior a cerca de 3 cm3/g.

17. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a manta seca tem uma gramatura de cerca de 6 g/m2 a cerca de 120 g/m2.

18. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a manta úmida (12) tem uma consistência inferior a cerca de 50% quando contatada com o fluxo de gás.

19. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a manta úmida (12) tem uma largura e em que o fluxo de gás é gerado a partir de um único bocal (30) que se prolonga sobre pelo menos 80% da largura da manta úmida.

20. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluxo de gás é gerado por uma pluralidade de bocais (30).