MXPA98000637A - Metodo para tratar un suministro para hacer papel para fabricar tisu suave - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un método eficiente y efectivo para tratar el suministro para hacer tisúpara hacer tisús suaves involucra el agregar un agente de suavizamiento a un primer suministro para hacer papel de fibras cortas, tal como fibras de eucalipto. Un segundo suministro para hacer papel de fibras largas, tal como fibras de madera suave, se mezcla con el suministro de fibras cortas. Después, los agentes de resistencia en húmedo y/o los agentes de resistencia en seco con agregados a el suministro mezclado. El suministro tratado es entonces alimentado a la caja de cabeza y se procesa en un tisúsuave en cualesquier manera adecuada.

Description

MÉTODO PARA TRATAR UN SUMINISTRO PARA HACER PAPEL PARA FABRICAR TISÚ SUAVE Antecedentes de la Invención El uso de agentes suavizadores y de reforzamiento en la fabricación de tisús tal como el tisú facial y de baño, es una práctica común en la industria. Estos tisús típicamente contienen una mezcla de fibras relativamente largas, las cuales son usualmente fibras de madera suave, y fibras relativamente cortas, las cuales son usualmente fibras de madera dura. Los agentes de suavizamiento y de reforzamiento pueden agregarse separadamente a estas especies de fibras diferentes antes de el mezclar las fibras juntas y formar la tela de tisú. El agente de suavizamiento es agregado a las fibras cortas ya que las fibras cortas primariamente contribuyen a la suavidad del tisú. Las fibras largas son tratadas separadamente con agentes reforzadores (secos y húmedos) y se refinan. Ambos agentes de refinamiento y de reforzamiento son usados debido a que el uso excesivo de cualesquier tratamiento puede tener un efecto adverso sobre el proceso de fabricación del tisú y/o del producto de tisú resultante.

Sin embargo, el método convencional para agregar agentes de reforzamiento a las fibras largas puede tener algunas desventajas. En un caso, la combinación de los agentes de reforzamiento con refinamiento en la misma escala puede causar una eficiencia pobre. Si los agentes de reforzamiento son agregados antes del refinamiento, las fuerzas de corte pueden retirar el agente de reforzamiento unido de la fibra. Si los agentes de reforzamiento son agregados directamente después del refinamiento, los agentes de reforzamiento preferiblemente se sujetan a finos generados por el refinamiento, reduciendo por tanto la eficiencia química.

Además, agregando los agentes de reforzamiento a la fibra larga en la manera convencional resulta en un tiempo de residencia largo para que el agente de reforzamiento alcance la caja de cabeza. Muy frecuentemente los cambios en las tasas de adición son necesarios para mantener las especificaciones de la hoja de base. Mediante el agregar los agentes de reforzamiento demasiado atrás en el sistema, existe una mayor probabilidad de que el producto esté afuera de las especificaciones de objetivo por un periodo más largo de tiempo resultando en un desperdicio y retraso superiores sobre la máquina de tisú.

Por tanto hay una necesidad de un método más eficiente para utilizar los agentes de suavizamiento y los agentes de reforzamiento en la fabricación de tisús.

Síntesis de la Invención Se ha descubierto ahora que un tisú especialmente suave puede producirse mediante la adición selectiva y en secuencia de los agentes de suavizamiento y de reforzamiento al tisú. Más específicamente, uno o más agentes de suavizamiento son agregados al suministro de fibra corta antes del mezclado de las fibras cortas con las fibras largas. Una vez mezclados, el suministro completo es tratado con aditivos de resistencia en seco y de resistencia en húmedo, se forman, se desaguan, y se secan para producir un producto de tisú con una resistencia, absorbencia y suavidad superior adecuadas. El refinamiento de la fibra larga puede minimizarse para maximizar el desarrollo del volumen. El proceso, involucrando los costos de capital relativamente bajos se incorporan fácilmente dentro de las instalaciones de comprimido en húmedo y de secado continuo convencionales para hacer productos de tisú de un estrato único o de estratos múltiples.

Por tanto, en un aspecto, la invención reside en un método para tratar un suministro para hacer papel que comprende: (a) agregar un agente de suavizamiento a un primer suministro para hacer papel que comprende fibras para hacer papel primariamente cortas; (b) el mezclado de el primer suministro para hacer papel con un segundo suministro para hacer papel que comprende fibras para hacer papel primariamente largas; y (c) agregando uno o más agentes de resistencia en seco y/o uno o más agentes de resistencia en húmedo al suministro mezclado.

El agente o agentes de resistencia en seco y el agente o agentes de resistencia en húmedo pueden agregarse en cualesquier orden, aún cuando el agregar primero el agente de reforzamiento teniendo la densidad de carga más baja se prefiere para mejorar su sustantividad a las fibras. La densidad de carga se correlaciona con la habilidad de el agente de reforzamiento para adherirse a las fibras. La determinación de la densidad de carga se menciona en "Sistemas de Auxilio-Retención de Micropartículas" de A. Swerin y otros, Tecnología del Papel, Volumen 33, No. 12, páginas 28-29, Diciembre de 1992, la cual se incorpora aquí por referencia.

Como se usa aquí, las fibras para hacer papel "cortas" son fibras para hacer papel teniendo una longitud promedio de alrededor de 1 milímetro o menos. Las fibras para hacer papel cortas incluyen la mayoría de las especies de madera dura, tal como eucalipto, maple, abedul, y álamo temblón, y similares. Las fibras para hacer papel "largas" son aquellas fibras para hacer papel teniendo una longitud promedio mayor de alrededor de 1 milímetro, las cuales incluyen las especies de madera suave tal como pino del norte y del sur. Se prefiere que el primer suministro para hacer papel comprenda por lo menos 75 por ciento por peso de fibras cortas y, más específicamente, esencialmente todas las fibras cortas. Similarmente, se prefiere que el segundo suministro para hacer papel comprenda por lo menos 75 por ciento por peso de fibras largas y, más específicamente, esencialmente todas las fibras largas.

Los agentes de suavizamiento adecuados para tratar el primer suministro de fibras (cortas) , incluyen una variedad de químicos que contribuyen a la sensación de suavidad, sedosa, suave, aterciopelada, levantada, de loción, acojinada, acolchonada, delicada, satinada y confortante del tisú. Estos agentes incluyen, pero no se limitan a cuaternarios de imidazolina; cuaternarios de éster, fosfolípidos; fosfolípidos de silicona; cuaternarios de silicona; derivados de lanolina cuaternizados; proteína de trigo/polidimetil siloxano hidrolizado; proteína de trigo/copolímero de fosfocopoliol dimeticona hidrolizado; polisiloxanos organorreactivos; surfactantes no iónicos, tal como alquilfenol etoxilatos, etoxilatos de alcohol alifático, alcoxilatos de ácido graso, alcoxilatos de alcohol graso, y copolímeros de bloque de óxido de etileno y de óxido de propileno; productos de condensación de óxido de etileno con el producto resultante de la reacción de óxido de propileno y de etilen diamina; productos de condensación de óxido de propileno con el producto de la reacción de óxido de etileno y de etilen diamina; surfactantes no iónicos semipolares, tal como óxidos de amina solubles en agua; alquilpolisacaridos, tal como alquilpoliglicosidos; surfactantes de amida de ácido graso; compuestos de polihidroxi, incluyendo glicerol, polietilen glicoles, y polipropilen glicoles teniendo un peso molecular promedio de peso de desde 200 a 4000; compuestos de proteína cuaternizados; emulsiones de silicona y glicoles de silicona.

La cantidad de agente de suavizamiento agregada a el primer suministro puede ser cualesquier cantidad que sea efectiva para aumentar la suavidad de el tisú resultante y dependerá de el agente de suavizamiento particular seleccionado y de el efecto de suavidad deseado. No obstante esto, las cantidades adecuadas de agente de suavizamiento, basadas sobre el peso seco de la fibra, pueden ser de alrededor de 0.005 por ciento por peso o mayores, más específicamente de desde alrededor de 0.1 a alrededor de 1.0 por ciento por peso, y aún más específicamente de desde alrededor de 0.3 a alrededor de 0.7 por ciento por peso.

Los agentes de resistencia en seco que pueden usarse incluyen, sin limitación, cualesquier tipo de almidón, derivados de almidón, gomas, resinas de poliacrilamida, y carboximetil celulosas.

La cantidad de agente de resistencia seco agregado a el suministro mezclado puede ser cualesquier cantidad que sea efectiva para aumentar la resistencia en seco del tisú resultante y dependerá de el agente de resistencia en seco particular seleccionado y de el efecto de resistencia deseado. No obstante esto, las cantidades adecuadas de el agente de resistencia en seco pueden ser, basadas sobre el peso seco de la fibra, de alrededor de 0.05 por ciento por peso o mayor, más específicamente de desde alrededor de 0.1 a alrededor de 1.0 por ciento por peso, y aún más específicamente de desde alrededor de 0.3 a alrededor de 0.5 por ciento por peso.

Los agentes de resistencia en húmedo adecuados incluyen ambos aditivos de resistencia en húmedo temporal y permanente. Tales agentes de resistencia en húmedo incluyen sin limitación, la poliamina amida epiclorohidrina, las resinas de urea formaldehido, las resinas de melamina-formaldehido, las resinas de poliacrilamida glioxalatadas, las resinas de polietilenimina, almidón dialdehido, almidón aldehido catiónico, xantato de celulosa, látexes sintéticos, glioxal, emulsiones acrílicas, y siloxanos de almidón anfotéricos.

La cantidad de agente de resistencia en húmedo agregada a el suministro mezclado puede ser cualquier cantidad que sea efectiva para aumentar la suavidad de el tisú resultante y dependerá en particular de el agente de suavizamiento seleccionado y de el efecto de resistencia deseado. No obstante esto, las cantidades adecuadas de agente de resistencia en húmedo, basadas sobre el peso seco de la fibra, pueden ser de alrededor de 0.05 por ciento por peso o mayores, más específicamente de desde alrededor de 0.1 a alrededor de 3.0 por ciento por peso, y aún más específicamente de desde alrededor de 0.3 a alrededor de 1.0 por ciento por peso.

Breve Descripción de los Dibujos La figura 1 es un diagrama de flujo esquemático de un sistema preparatorio de suministro útil para los propósitos de esta invención.

La figura 2 es un diagrama esquemático de un proceso de fabricación de tisú útil para llevar a cabo el método de esta invención.

Descripción Detallada de los Dibujos La figura 1 es un diagrama de flujo esquemático de un sistema preparatorio de suministro útil en la práctica de esta invención. Están mostrados un primer suministro de fibras cortas y un segundo suministro de fibras largas que son alimentadas a hidroreductores de pulpa de baja consistencia los cuales dispersan la pulpa de traslape seco y la rompen en fibras individuales. La reducción a fibra típicamente ocurre entre 4-5% de consistencia. Ambos reductores a pulpa corren continuamente en un formato de carga para suministrar fibra corta y larga a la máquina de tisú. Una vez que una carga de fibra se completa, ésta se bombea a un cofre y se diluye a 3-4% de consistencia. El suministro de fibra corta no es refinado y se transfiere directamente a un cofre de suministro limpio y se diluye a una consistencia de alrededor de 2-3%. El cofre de suministro limpio es mantenido a un nivel constante permitiendo un suministro continuo de agente de suavizamiento como se muestra para mejorar las propiedades de tacto de el producto terminado. El suministro de fibra larga, después de haberse dispersado completamente en la pulpa se bombea a un cofre de descarga y se diluye a una consistencia de 3-4%. Después el suministro de fibra larga se transfiere a un refinador en donde se aplica un nivel bajo de refinamiento (típicamente sin carga) a la fibra larga para impartirle alguna resistencia de hoja sin deteriorar el volumen y la rigidez del tisú.

Ambos suministros de fibra larga y de fibra corta son mezclados en el cofre de la máquina en una proporción de fibra corta/fibra larga predeterminada, típicamente de alrededor de 60% de fibra corta y de alrededor de 40% de fibra larga. La consistencia en el cofre de la máquina es alrededor de 2-3%. El rompimiento en la máquina también puede dosificarse dentro del cofre de máquina. La proporción de rompimiento se dicta por las especificaciones de funcionamiento y los niveles de almacenamiento de rompimiento actuales.

Una vez que los dos suministros de fibra son mezclados, el suministro de bombeado desde el cofre de la máquina a un limpiador de baja densidad el cual disminuye la consistencia de el suministro a 0.6 por ciento. En cualesquier punto conveniente después de que se han mezclado dos suministros, tal como entre el cofre de la máquina y el limpiador de baja densidad, los agentes de resistencia húmedo y seco pueden agregarse en secuencia para mejorar la integridad de la hoja. La secuencia de adición frecuentemente dependerá de las densidades de carga polimérica de cada material. Si las densidades de carga son significantemente diferentes, es preferible el agregar primero el material teniendo la densidad de carga más baja.

El suministro mezclado es además diluido a alrededor de 0.1% en la bomba de ventilador antes de entrar en la caja de cabeza.

La figura 2 es un diagrama de flujo esquemático de un proceso de fabricación de tisú de prensa en húmedo convencional útil en la práctica de esta invención, aún cuando otros procesos de fabricación de tisú también pueden beneficiarse de el método preparatorio de suministro de esta invención, tal como el de secado continuo o los otros procesos de fabricación de papel no compresivos. El modo de formación específico ilustrado en la figura 2 es comúnmente mencionado como un formador decreciente, aún cuando muchos otros formadores muy conocidos en el arte de fabricación de papel también pueden usarse. Está mostrada una caja de cabeza 21, una tela formadora 22, un rodillo formador 23, un fieltro para hacer papel 24, un rodillo de compresión 25, un secador yanqui 26 y una cuchilla de crepado 27. También se muestran, pero no se enumeran, varios rodillos flojos o de tensión usados para definir las corridas de tela en el diagrama esquemático, lo cual puede diferir en la práctica. Como se muestra, la caja de cabeza 21 continuamente deposita un chorro de suministro mezclado entre la tela formadora 22 y el filtro 24, el cual está parcialmente envuelto alrededor de el rodillo formador 23. El agua es removida de la suspensión de suministro acuosa a través de la tela formadora mediante fuerza centrífuga al atravesar la tela recién formada el arco de el rodillo formador. Al separarse la tela formadora y el fieltro, la tela húmeda permanece con el fieltro y se transporta a el secado yanqui 26.

En el secador yanqui, los químicos de crepado son aplicados continuamente sobre la parte superior de el adhesivo que permanece después de el crepado en la forma de una solución acuosa. Las soluciones es aplicada por cualesquier medios convencionales, preferiblemente usando un conducto de rociado el cual rocía parejamente la superficie de la secadora con la solución de adhesivo de crepado. El punto de aplicación sobre la superficie de la secadora es inmediatamente seguido por el doctor de crepado 27, permitiendo un tiempo suficiente para el esparcimiento y secado de la película de adhesivo fresco.

La tela húmeda es aplicada a la superficie de la secadora por medios de un rodillo de compresión con una fuerza de aplicación típicamente de alrededor de 200 libras por pulgada cuadrada (psi) . La tela entrante está nominalmente a una consistencia de alrededor de 10% (variando de desde 8 a alrededor de 20%) al momento en que llega a el rodillo de presión. Después de la compresión y el paso de desagüe, la consistencia de la tela está a o arriba de alrededor de 30%. Se aplican una capacidad de secado de cubierta y de fuerza de vapor de secadora yanqui suficientes a esta tela para alcanzar un contenido de humedad final de alrededor de 2.5% o menos.

Ejemplos Ejemplo 1 Se hizo un producto de tisú para baño absorbente y suave de acuerdo con esta invención usando el proceso general de al figura 2. Más específicamente, se trató un primer suministro de fabricación de papel consistente de fibra de madera dura de eucalipto (fibras cortas) con un agente de suavizamiento de imidazolina (metilo-1-oleilo amidoetilo-2-oleilo imidazolinio metiisulfato, identificado como C-6027, comercialmente disponible de Witco Corporation) . El agente de suavizamiento se agregó en la forma de una mezcla acuosa teniendo aproximadamente 1% de sólidos. La tasa de adición fue de 0.11 por ciento por peso basado sobre la fibra seca en el tisú final. En el punto de adición, el suministro espeso de eucalipto fue de alrededor de 2.5 por ciento de sólidos. En el cofre de la máquina, se mezcló un segundo suministro para hacer papel consistiendo de fibra kraft de madera suave del norte junto con el primer suministro tratado a la misma consistencia. El suministro mezclado resultante contuvo alrededor de 60 por ciento por peso seco de fibras de eucalipto y alrededor de 40 por ciento por peso seco de fibras kraft de madera suave del norte.

Después de que dos suministros se mezclaron juntos, se agregaron en secuencia un agente de resistencia en seco de almidón anfotérico (Redi-Bond 2038, comercialmente disponible de National Starch and Chemical Company) y un agente de resistencia en húmedo temporal de poliacrilamida glioxalatada (Parez 631-NC, comercialmente disponible de Cytec Industries, Inc.) a el suministro mezclado. El Parez 631-NC fue agregado a una mezcla acuosa de 6 por ciento. La tasa de adición fue de 0.16 por ciento por peso basada sobre el peso seco. El Redi-Bond 2038 fue agregado como una mezcla de 1 por ciento con agua y la tasa de adición fue de 0.16 por ciento por peso basado sobre la fibra seca. El suministro resultante fue diluido a una consistencia de alrededor de 0.6 por ciento por peso seco.

El suministro mezclado fue entonces además diluido a alrededor de 0.1 por ciento por peso basado sobre la fibra seca, se alimentó a una caja de cabeza y se depositó desde la caja de cabeza sobre una tela formadora de poliéster de capas múltiples para formar la tela de tisú. La tela fue entonces transferida desde la tela formadora a un fieltro portador comprimido en húmedo convencional. El contenido de agua de la hoja sobre el fieltro justo antes de la transferencia a el secador Yanqui fue de alrededor de 88 por ciento. La hoja fue transferida a el secador Yanqui con un rodillo de presión de vacío. La presión de el punto de sujeción fue de alrededor de 230 libras por pulgada cuadrada. La humedad de hoja después del rodillo de presión fue de alrededor de 45 por ciento. La mezcla adhesiva rociada sobre la superficie de el Yanqui justo antes de el rodillo de compresión consistió de 40 por ciento de alcohol de polivinilo, 40 por ciento de resina de poliamida y 20 por ciento de poliamido amina cuaternizada. La tasa de aplicación de rociado fue de alrededor de 5.5 libras de adhesivo seco por tonelada de fibra seca. Una cubierta calentada con gas natural parcialmente alrededor de el Yanqui suministró aire a una temperatura de 533 grados Fahrenheit para ayudar en el secado. La humedad de la hoja después de la cuchilla de crepado fue de alrededor de 1.5 por ciento por peso. La velocidad de la máquina de la hoja de 200 pulgadas de ancho fue de 4500 pies por minuto. La proporción de crepado fue de 1.27 o de 27 por ciento. El tisú resultante fue plegado junto y se calandró ligeramente con dos rodillos de acero a 10 libras por pulgada lineal. El producto de dos estratos tuvo el lado más seco plegado a el exterior. Cuando se convirtió, el peso base terminado de el tisú para baño de dos estratos a la temperatura estándar TAPPI y a la humedad fue de 22.0 libras por 2880 pies cuadrados.

Claims (9)

R E I V I N D I C A C I O N E S

1. Un método para tratar un suministro para hacer papel que comprende: (a) agregar un agente de suavizamiento a un primer suministro para hacer papel que comprende primariamente fibras para hacer papel cortas; (b) mezclar el primer suministro para hacer papel con un segundo suministro para hacer papel que comprende primariamente fibras para hacer papel largas; y (c) agregar a el suministro mezclado uno o más agentes de reforzamiento seleccionados de el grupo que consiste de agentes de resistencia en seco y agentes de resistencia en húmedo.

2. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el agente de suavizamiento es un compuesto cuaternario de imidazolina.

3. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el primer suministro para hacer papel consiste esencialmente de fibras para hacer papel cortas.

4. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el segundo suministro para hacer papel consiste esencialmente de fibras de madera suave.

5. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque son agregados en secuencia un agente de resistencia en húmedo y un agente de resistencia en seco a el suministro mezclado.

6. El método tal y como se reivindica en la cláusula 5, caracterizado porque el agente de resistencia teniendo una densidad de carga más baja es agregado a la primera mezcla.

7. El método tal y como se reivindica en la cláusula 6, caracterizado porque el agente de resistencia en seco es agregado a el suministro mezclado antes de que el agente de resistencia en húmedo sea agregado a el suministro mezclado.

8. El método tal y como se reivindica en la cláusula 7, caracterizado porque el agente de resistencia en seco es un almidón anfotérico.

9. El método tal y como se reivindica en la cláusula 8, caracterizado porque el agente de resistencia en húmedo es poliacrilamida glioxalatada. R E S UM E N Un método eficiente y efectivo para tratar el suministro para hacer tisú para hacer tisús suaves involucra el agregar un agente de suavizamiento a un primer suministro para hacer papel de fibras cortas, tal como fibras de eucalipto. Un segundo suministro para hacer papel de fibras largas, tal como fibras de madera suave, se mezcla con el suministro de fibras cortas. Después, los agentes de resistencia en húmedo y/o los agentes de resistencia en seco son agregados a el suministro mezclado. El suministro tratado es entonces alimentado a la caja de cabeza y se procesa en un tisú suave en cualesquier manera adecuada .