ES2220475T3 - Materiales de fibra en forma de lamina flexible, resistentes al corte y absorbentes. - Google Patents
Materiales de fibra en forma de lamina flexible, resistentes al corte y absorbentes.Info
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Abstract
Un sustrato absorbente, resistente al corte, que tiene dos superficies primera y segunda opuestas, caracterizándose dicho sustrato por: (a) una matriz de fibra continua; (b) una pluralidad de regiones de refuerzo discretas en dicha primera superficie rodeadas por y separadas unas de otras por dicha matriz de fibra continua, en el que los materiales de refuerzo están dispuestos en una disposición ordenada discontinua, en forma de celdas en el sustrato de fibra proporcionando así un camino para que los líquidos se absorban en dicho sustrato de fibras; (c) una capa impermeable a los fluidos en dicha segunda superficie, en el que dichas regiones de refuerzo comprenden un polímero termoplástico, un polímero termoestable, un material inorgánico o sus combinaciones.
Description
Materiales de fibra en forma de lámina flexible,
resistentes al corte y absorbentes.
La presente invención se dirige un sustrato para
preparar alimentos, resistente a los cuchillos y absorbente de
líquidos diseñado para proporcionar resistencia al corte,
flexibilidad y absorción de líquidos en un solo producto. El
sustrato de esta invención integrará de manera eficaz estas
características, dando como resultado la impresión de valor y
eficacia en el consumidor.
Típicamente, los sustratos absorbentes de
líquidos requieren una construcción que emplea estructuras
absorbentes de baja densidad tales como almohadillas de celulosa,
espumas y similares. Este tipo de construcción proporciona buena
adquisición/retención de líquidos y generalmente una flexibilidad
aceptable, pero baja o ninguna resistencia a la penetración por un
instrumento cortante. Por el contrario, un sustrato resistente a los
cuchillos típicamente se fabricará con un material de elevada
densidad tal como cerámica, madera o láminas de polímero. Estas
superficies resistentes al corte tienen una flexibilidad muy
limitada y típicamente no son absorbentes de líquidos.
Los diseños de la técnica anterior no han tenido
éxito en integrar las características apuntadas anteriormente debido
a las limitaciones en la elección de materiales y/o en el diseño.
Por ejemplo, la patente de EE.UU. nº 5.520.945 (Coggins) usa un
material no tejido como barrera entre la capa absorbente y el
alimento. Esto limita la resistencia al corte a la inherente al
material no tejido, típicamente muy baja si se espera que el
material no tejido proporcione también transporte de líquidos hacia
el absorbente. Por el contrario, la patente de EE.UU. nº 5.472.790
(Thompson) describe una lamina de polipropileno diseñada como una
superficie para preparar alimentos que indica un grado razonable de
resistencia al corte, pero no es absorbente en ningún grado.
El documento GB 1390240 describe un producto
absorbente de agua, blando, que comprende una matriz reticulada
tridimensional de fibras de celulosa regenerada, unidas, que tiene
fibras de reforzamiento cortadas y una capa de fibras anclada en una
cara de la matriz de fibra que contiene celulosa regenerada.
El documento WO 98151251 describe un material
compuesto absorbente que comprende una matriz de fibras y un
material absorbente situado en los espacios huecos del material
absorbente. El material absorbente es menor que los huecos en los
que se sitúa, de manera que puede expandirse cuando absorbe un
líquido.
Por lo tanto, sería deseable proporcionar varias
propiedades múltiples tales como resistencia al corte, resistencia a
la abrasión y flexibilidad en una única estructura de material.
Además sería deseable proporcionar tal material
que fuera fabricado fácil y económicamente.
Los objetos y ventajas de esta invención se
expondrán en parte en la descripción que sigue y en parte serán
obvios a partir de la descripción, o se aprenderán con la práctica
de la invención. Para lograr los objetivos anteriores y de acuerdo
con el propósito de la invención, y según se realiza con el sustrato
según la reivindicación 1 y se describe ampliamente en esta memoria,
se describe:
Un sustrato de fibras absorbente de líquidos que
tiene una pluralidad de celdas discontinuas en el que se dispone un
segundo material. Este segundo material se selecciona entre una
amplia variedad de sólidos orgánicos o inorgánicos que proporcionan
un efecto reforzante tal se evita que un instrumento afilado pase a
través de la nueva estructura compuesta.
Dicho entretejido de fibras puede ser, pero no
está limitado a, un sustrato de alfa celulosa originado en la
fabricación típica de papel, o puede construirse de celulosa
regenerada, o puede construirse con fibras sintéticas enmarañadas,
comúnmente denominadas sustratos no tejidos, o puede ser una
combinación de los anteriores materiales de fibras.
Los materiales de reforzamiento pueden ser, pero
no están limitados a, polímeros termoplásticos o termoestables así
como materiales inorgánicos que se pueden usar con o sin materiales
orgánicos, tales como polímeros. Los materiales de reforzamiento se
disponen en una disposición ordenada discontinua, en forma de celdas
en el sustrato de fibras proporcionando así una camino para que se
absorban los líquidos en dicho sustrato de fibras, mientras que
dichos materiales de reforzamiento proporcionan resistencia a la
penetración por instrumentos con bordes afilados. Cuando se disponen
de esta manera, se mantiene la flexibilidad ya que los materiales de
reforzamiento no están dispuestos con un diseño continuo.
Preferiblemente, el diseño que se dispone no tiene regiones lineales
que proporcionen una línea continua de penetración para los bordes
afilados. Más preferiblemente, el diseño se hace con un diseño de
formas que encajan unas con otras relegando dichas regiones lineales
a longitudes esencialmente cortas. Dicho diseño de celdas reforzante
puede estar abollonado por encima de dicho sustratos de fibras
absorbente o puede ser sustancialmente coplanar con dichos sustratos
de fibras.
Dicho sustrato de material compuesto está también
respaldado con una capa impermeable a los líquidos, ya como una capa
separada aplicada a la superficie del fondo, ya como un
revestimiento aplicado. Dicha superficie impermeable a los líquidos
se puede seleccionar de manera útil con un elevado coeficiente de
fricción para proporcionar una superficie no deslizante.
Aunque la memoria concluye con reivindicaciones
que caracterizan y reivindican de manera diferenciadora la presente
invención, se cree que la presente invención se entenderá mejor
gracias a la siguiente descripción de las realizaciones preferidas,
junto con las figuras que la acompañan, en las que números de
referencia iguales identifican elementos idénticos y en las que:
la Figura 1 es una vista de la sección
transversal de una realización de un material en forma de lámina
absorbente y resistente al corte según la presente invención;
la Figura 2 es una vista en planta del material
en forma de lámina de la Figura 1;
la Figura 3 es una vista en perspectiva
parcialmente segmentada de una realización de un material en forma
de lámina absorbente y resistente al corte según la presente
invención;
la Figura 4 es una vista en perspectiva
parcialmente segmentada de otra realización de un material en forma
de lámina absorbente y resistente al corte según la presente
invención; y
la Figura 5 es una vista de la sección
transversal de otra realización distinta de un material en forma de
hoja absorbente y resistente al corte según la presente
invención.
Según la presente invención, se proporciona una
lámina resistente al corte y además absorbente de líquidos empleando
regiones discontinuas incrustadas en un sustrato matriz de fibras.
Las regiones discontinuas proporcionan una aceptable resistencia al
corte mientras que dejan que los líquidos pasen entre ellas y sean
absorbidos por el sustrato de fibras. Las regiones discontinuas
además proporcionan un grado de flexibilidad preferido, conforme a
la facilidad de desechar y/o transportar los alimentos preparados a
los envases.
En una realización preferida de un sustrato 10,
como se muestra en las Figuras 1 y 2, la matriz de fibras comprende
pasta de papel fabricada usando una mezcla 50/50 de pasta Kraft de
madera de frondosas del sur y pasta Kraft de madera de coníferas del
sur, a los que se añade 0,5% de Kymene™ 557H, en peso de los
sólidos. El papel tenía un peso base en seco de 270 g, que se
abollona para elevar las regiones discontinuas 1 por encima de la
malla continua 2. Estas regiones elevadas se saturan después con un
termosellante líquido, siendo la resina Shell™ mezclada con
endurecedor Shell™ 3234 según las instrucciones de los fabricantes.
Este polímero reforzante mejora mucho la resistencia al corte de
estas regiones. En una realización preferida regiones elevadas 1
encajan, por su forma, unas con otras creando una disposición
ordenada de regiones de refuerzo con forma de corbata de pajarita,
que tiene una exposición 2 de fibra absorbente, no reforzada, corta
y estrecha, mejorando así la resistencia al corte, sin disminuir
sustancialmente la absorción de líquidos. Posteriormente, este
material compuesto se respalda con una película 3 de 0,075 mm de
espesor de polietileno lineal de baja densidad (LLDPE),
opcionalmente catalizado con metaloceno, para proporcionar una
barrera impermeable a los líquidos y para proporcionar una
superficie posterior resistente y deslizante. Los materiales para la
superficie posterior preferidos muestran un coeficiente de fricción
de al menos aproximadamente 0,4.
En otra realización preferida de un sustrato 10,
como se muestra en la Figura 3, la matriz de fibras comprende pasta
de papel que se fabricó usando una mezcla 50/50 de pasta Kraft de
madera de frondosas del sur y pasta Kraft de madera de coníferas del
sur, a la que se añade 0,5% de Kymene® 557H en peso de los sólidos.
El papel tenía un peso base en seco de 270 g/m^{2}, pero en este
caso las regiones 1 de refuerzo de polímero no están abollonadas por
encima de la malla 2 continua, sino que son coplanares con el resto
del sustrato. Después estas regiones se saturan con termosellante
líquido, la resina es Shell® 862 mezclada con el endurecedor Shell®
3234 según las instrucciones de los fabricantes. Este polímero de
refuerzo mejora mucho la resistencia al corte de estas regiones. En
una realización preferida regiones elevadas 1 encajan, por su forma,
unas con otras creando una disposición ordenada que tiene una
exposición 2 de fibra absorbente, no reforzada, corta y estrecha,
mejorando así la resistencia al corte, sin disminuir sustancialmente
la absorción de líquidos. Posteriormente, este material compuesto se
respalda con una película 3 de 0,075 mm de espesor de LLDPE,
opcionalmente catalizado con metaloceno, para proporcionar una
barrera impermeable a los líquidos y para proporcionar una
superficie posterior resistente y deslizante.
En otra realización preferida de un sustrato 10
de fibras, como se muestra en la Figura 4, la matriz de fibras se
forma en una estructura de papel, tridimensional, que tiene una
malla 2 de papel continua, definiendo esa malla huecos 1 en los que
se deposita un polímero reforzante termoplástico. Después, el
polímero reforzante se funde estando en su lugar con calor y/o
presión, de esta manera se funde y amalgama dentro de y con el papel
en regiones discontinuas. Las superficies de las regiones reforzadas
son preferiblemente coplanares con la superficie del papel, pero
pueden estar sustancialmente por encima o por debajo de la
superficie del papel. En una realización preferida regiones
reforzadas 1 encajan, por su forma, unas con otras creando una
disposición ordenada que tiene una exposición 2 de fibra absorbente,
no reforzada, corta y estrecha, mejorando así la resistencia al
corte, sin disminuir sustancialmente la absorción de líquidos.
Posteriormente, este material compuesto se respalda con una película
3 de 0,075 mm de espesor de LLDPE, opcionalmente catalizado con
metaloceno, para proporcionar una barrera impermeable a los líquidos
y para proporcionar una superficie posterior resistente y
deslizante. La Figura 5 es una vista de la sección transversal de
una realización de una lámina de material 10 similar a la Figura 3,
pero que tiene una capa 4 delgada de fibra aplicada a la superficie
superior para enmascarar la aparición de las regiones 1.
Regiones como las representadas en las Figuras
1-5 pueden tener cualquier forma, tamaño y
disposición deseados, ya sea regular o irregular. Por ejemplo, las
regiones pueden tener un tamaño y/o forma común, o pueden ser
diferentes unas de otras. También pueden estar dispuestas según un
diseño en forma de disposición ordenada, regular y repetitiva, o
pueden estar dispuestas irregularmente. Las regiones pueden formar
un diseño amorfo tal como el desarrollado para evitar la formación
de huecos en rollos de productos con forma de lámina tridimensional.
Tales diseños se han descrito en la solicitud de patente de EE.UU.
cedida comúnmente y en tramitación con la presente (permitida) nº de
serie 08/745.339, presentada el 8 de noviembre de 1996 en el nombre
de McGuire, Tweddell, y Hamilton, titulada
"Three-Dimensional,
Nesting-Resistant Sheet Materials and Method and
Apparatus for Making Same".
Al usarlo, el material en forma de lámina se
coloca sobre una superficie de soporte tal como la superficie de una
encimera, una mesa o el suelo y se coloca sobre la misma un objeto o
sustancia. El objeto o sustancia puede ser un alimento o cualquier
otro artículo de interés que se ha de manipular o manejar de alguna
manera o tratar durante el curso de cualquier operación. El material
en forma de lámina también se podría utilizar para almacenar un
objeto para recoger los fluidos residuales. Después del uso o cuando
la capa absorbente está suficientemente contaminada o saturada con
fluidos, el material en forma de lámina se puede desechar de forma
responsable.
El material en forma de lámina preferiblemente es
suficientemente flexible y conformable de manera que se conformará a
cualquier superficie de soporte irregular o perfilada.
Para ciertas configuraciones de dispensación o
envase puede también ser deseable que el material en forma de lámina
sea suficientemente conformable en una o más direcciones de manera
que pueda ser enrollado sobre sí mismo para formar una configuración
más compacta. La selección de los materiales para los respectivos
elementos del material en forma de lámina, así como mantener un
módulo de doblado comparativamente bajo mediante el diseño
estructural apropiado (pequeña sección transversal, espesor mínimo
en la dirección perpendicular al plano del material en forma de
lámina, diseño discontinuo, etc.), ayuda a obtener el deseado grado
de flexibilidad. Las zonas o líneas debilitadas, tales como las
líneas de rayado, se pueden emplear, si se desea, para añadir
flexibilidad adicional y/o facilitar el plegado o doblado en ciertas
direcciones o regiones.
También se puede proporcionar capacidad
absorbente adicional y protección de las superficies subyacentes y
de alrededor en forma de un borde muy absorbente en la periferia del
material en forma de hoja, un labio alrededor del borde marginal u
otras técnicas adecuadas.
Cuando se somete al impacto de un objeto afilado
o un instrumento de corte tal como un cuchillo que tiene un borde
alargado, sustancialmente lineal, el material en forma de lámina
está configurado de manera que el borde que impacta con el mismo
estará en contacto con al menos un, y preferiblemente con más de un,
elemento del sistema de refuerzo para distribuir la fuerza de
impacto y asegurar que el borde que impacta no estará en contacto
con la capa absorbente y la capa de barrera que está debajo y/o
entre los elementos, que son comparativamente más vulnerables.
Los materiales en forma de lámina de acuerdo con
la presente invención se pueden emplear en una amplia variedad de
escenarios y utilizar para una amplia variedad de funciones.
Productos representativos fabricados con tales materiales en forma
de lámina y los usos correspondientes incluyen, pero no están
limitados a, esterillas, esterillas para la preparación de
alimentos, esterillas para escurrir alimentos lavados o cocinados,
esteras para el suelo, forros para cajones y estanterías, etc.
Objetos de interés pueden incluir alimentos tales como piezas de
carne, productos vegetales, productos horneados, productos tales
como frutas y vegetales, etc. Sustancias de interés incluirían
sustancias que tienen integridad suficiente para evitar la tendencia
a la adherencia, tales como masa para galletas, etc.
Una discusión más detallada de los métodos para
evaluar el comportamiento de tales materiales en forma de lámina
compuestos se puede encontrar en la patente de EE.UU. asignada
comúnmente y presentada junto con la presente nº 6383614, titulada
"Multi-Purpose Absorbent and
Cut-Resistant Sheet Materials"
Claims (8)
1. Un sustrato absorbente, resistente al corte,
que tiene dos superficies primera y segunda opuestas,
caracterizándose dicho sustrato por:
(a) una matriz de fibra continua;
(b) una pluralidad de regiones de refuerzo
discretas en dicha primera superficie rodeadas por y separadas unas
de otras por dicha matriz de fibra continua, en el que los
materiales de refuerzo están dispuestos en una disposición ordenada
discontinua, en forma de celdas en el sustrato de fibra
proporcionando así un camino para que los líquidos se absorban en
dicho sustrato de fibras;
(c) una capa impermeable a los fluidos en dicha
segunda superficie, en el que dichas regiones de refuerzo comprenden
un polímero termoplástico, un polímero termoestable, un material
inorgánico o sus combinaciones.
2. El sustrato según la reivindicación 1, en el
que dichas regiones de refuerzo se extienden hacia fuera más allá de
dicha primera superficie.
3. El sustrato según la reivindicación 1, en el
que dichas regiones de refuerzo están en el mismo plano que dicha
matriz de fibra de dicha primera superficie.
4. El sustrato según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que dicha matriz de fibra
continua comprende pasta de papel.
5. El sustrato según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que dicha capa impermeable a los
fluidos comprende material polímero.
6. El sustrato según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que dicha capa impermeable a los
fluidos presenta un coeficiente de fricción de al menos 0,4.
7. El sustrato según las reivindicaciones 1, 2,
3, 4, 6 ó 7, en el que dicha matriz de fibra comprende un sustrato
de fibras sintéticas.
8. El sustrato según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que dichas regiones de refuerzo
forman una disposición ordenada de formas que encajan unas en
otras.
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