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MX2011005973A - Metodo para preparar una hoja de papel degradable, uso de la hoja para preparar un madril que define un rollo portador, hoja de papel degradable y mandril que incluye al menos una de las hojas. - Google Patents

Metodo para preparar una hoja de papel degradable, uso de la hoja para preparar un madril que define un rollo portador, hoja de papel degradable y mandril que incluye al menos una de las hojas.

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MX2011005973A
MX2011005973A MX2011005973A MX2011005973A MX2011005973A MX 2011005973 A MX2011005973 A MX 2011005973A MX 2011005973 A MX2011005973 A MX 2011005973A MX 2011005973 A MX2011005973 A MX 2011005973A MX 2011005973 A MX2011005973 A MX 2011005973A
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MX
Mexico
Prior art keywords
water
sheet
band
cellulose fiber
bands
Prior art date
Application number
MX2011005973A
Other languages
English (en)
Inventor
Benoit Hoeft
Frederic Roesch
Nicolas Weisang
Original Assignee
Georgia Pacific France
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Georgia Pacific France filed Critical Georgia Pacific France
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Abstract

La presente invención se refiere a un método para preparar una hoja de papel degradable en agua, el método consiste en los siguientes pasos: proporcionar al menos una tira de un material aglomerante soluble en agua en la forma de una película seca; proporcionar al menos dos tiras, hecha cada una de al menos una capa de guata de celulosa; colocar la tira de material aglomerante soluble en agua entre las dos tiras de guata de celulosa, humedecer, ensamblar y presionar las tres tiras y secar la tira compleja obtenida de esta manera. La hoja obtenida de esta manera se puede utilizar para hacer un mandril portador de rollos devanando de forma helicoidal una o más tiras de la hoja alrededor de un cilindro. La invención se puede utilizar particularmente en el campo de los productos para uso sanitario o doméstico.

Description

MÉTODO PARA PREPARAR UNA HOJA DE PAPEL DEGRADABLE, USO DE LA HOJA PARA PREPARAR UN MANDRIL QUE DEFINE UN ROLLO PORTADOR, HOJA DE PAPEL DEGRADABLE Y MANDRIL QUE INCLUYE AL MENOS UNA DE LAS HOJAS La invención se refiere a la fabricación de una ho a papel que se puede desintegrar y su uso para fabricar núcleo para formar un soporte de papel higiénico doméstico, empacado en rollos con núcleos.
Los papeles para uso higiénico o domestico, como puede ser papel higiénico, papel para frotar o toallas en rollo domésticas, algunas veces se empacan en rollos con núcleos .
El núcleo es un cilindro, generalmente hecho de cartón, el cual se descarta después de que el rollo de papel ha sido consumido. El núcleo realiza varias funciones: Sirve como un soporte en el cual se devana la hoja de papel en la fabricación de los rollos. En general, los rollos se fabrican de una hoja madre muy amplia que se devana alrededor un tubo de igual longitud y el rollo obtenido se corta en rollos individuales a la anchura deseada.
Conserva el agujero central abierto resistiendo las tensiones internas y evitando el colapso de los devanados internos del rollo.
Mantiene el rollo en forma resistiendo las fuerzas de aplastamiento a lo largo de su eje o fuerzas transversales a las cuales está sometido el rollo durante el transporte o durante las diversas operaciones de manejo antes de su uso.
El núcleo generalmente se obtiene devanado en forma helicoidal y uniendo una o más bandas de cartón alrededor de una forma cilindrica.
El cartón plano es un material relativamente económico que se puede hacer de fibras recicladas. Es también ligero en peso y su resistencia mecánica es suficiente par este uso.
Sin embargo, tiene el inconveniente de no ser reusable o inútil en otra forma después de que rollo se consumió y de convertirse en un producto de desecho.
En el caso de papel higiénico no se recomienda descartar el núcleo común intentando desecharlo con el agua residual, porque, aunque consiste principalmente de fibras de papel, se desintegra lentamente en contacto con el agua y forma un tapón antes de que pueda ser descargado por la corriente.
El solicitante ha establecido el objetivo de hacer un núcleo para rollos que se pueda desechar fácilmente con el agua residual de una instalación sanitaria doméstica.
Más particularmente: - El núcleo debe desintegrarse al contacto con el agua .
- El material debe desintegrarse en el agua a una velocidad suficiente para que se elimine antes de formar un tapón; la velocidad a la cual se desintegra debe ser comparable con la del papel tisú que constituye el rollo.
- El núcleo debe tener resistencia de aplastamiento, tanto radial como axialmente, que sea similar a la del cartón que se intenta reemplazar.
- El núcleo debe ser económico para producirlo como los núcleos de cartón de la técnica anterior.
- El núcleo debe ser amigable con el entorno.
La fabricación del núcleo ocasiona la fabricación de la hoja de papel constituyente.
De esta manera, el objetivo de la invención es un método para fabricar una hoja de papel que tenga la propiedad de desintegrarse en agua.
De acuerdo con la invención, el método para fabricar una hoja de papel que se desintegre en agua consiste en los siguientes pasos: suministrar al menos una banda de material aglomerante soluble en agua en la forma de una película seca, suministrar al menos dos bandas, cada una formada de la menos un sustrato de fibra de celulosa, colocar la banda de material aglomerante soluble en agua entre las dos bandas de fibra de celulosa, humedecer, unir y presionar las tres bandas, secar la banda compleja obtenida .
La banda compleja obtenida no se limita a dos bandas de fibra de celulosa. En general, al menos dos bandas de material aglomerante soluble en agua se unen con al menos tres bandas de fibra de celulosa, las bandas de material aglomerante soluble en agua se insertan entre las bandas de fibra de celulosa. De esta manera la hoja terminada obtenida puede tener hasta, por ejemplo, 24 estratos de fibra de celulosa, preferiblemente hasta 10 estratos .
El método de aplicación de la película o películas puede variar. Lo mismo aplica para la humedad de la película. Por ejemplo, de acuerdo con una modalidad, el método tiene al menos un paso en el cual una banda de material aglomerante soluble en agua se coloca en una banda de fibra de celulosa y la banda de material aglomerante soluble en agua se humedece antes de colocar una banda de fibra de celulosa en la banda de material aglomerante soluble en agua.
De acuerdo con una característica, la hoja tiene una cantidad de aglomerante soluble en agua que representa, cuando se seca, entre 20 y 70% y preferiblemente entre 25 y 50% en peso de la hoja terminada.
De acuerdo con una modalidad, el aglomerante soluble en agua contiene almidón que es capaz de conferir tanto resistencia seca como solubilidad en agua a la hoja.
De acuerdo con una característica, el peso base de la hoja terminada es entre 80 y 400 g/m2.
De acuerdo con otra característica, la hoja se somete a la calandra antes de secarse y después de secarse para obtener una hoja que tenga un espesor de entre 0.3 y 1.2 mm, preferiblemente de entre 0.4 y 0.5 mm.
La hoja obtenida de esta manera se utiliza para fabricar un núcleo soporte del rollo devanando de forma helicoidal una o más bandas tomadas de la hora alrededor de un cilindro .
La estructura del núcleo tiene la ventaja de permitir la desintegración controlada, combinada con la resistencia comparable a la del cartón.
La presente invención también se refiere a una hoja de papel que se desintegra en agua, obtenida mediante el método, con un peso base de entre '80 y 400 g/m2, que contiene de 20 a 70% de aglomerante soluble en agua como puede ser almidón.
La invención además tiene el objetivo de un núcleo para rollos, que consiste en devanar de forma helicoidal una o más bandas de papel que constan de una hoja de papel de acuerdo con la invención.
Las modalidades ejemplares y no limitantes de la invención se describen en más detalle, con referencia a los dibujos, en los cuales: La Figura 1 muestra una primera instalación en una vista elevada lateral utilizada para fabricar una hoja de papel con la inserción de una película soluble en agua, adecuada para fabricar un núcleo de la invención, La Figura 2 muestra una primera modalidad alternativa con un método diferente de aplicación del agua a la película soluble en agua, La Figura 3 muestra otra modalidad alternativa con un método de aplicación del agua a la película soluble en agua, La Figura 4 muestra otro arreglo alternativo de los rollos para preparar una hoja de cinco bandas de fibra de celulosa, La Figura 5 muestra una sección transversal de la estructura de una modalidad ejemplar de una hoja compleja obtenida de acuerdo con la invención.
De acuerdo con el ejemplo de fabricación que se muestra en la Figura 1, la instalación consta de dos rodillos sobrepuestos que tienen ejes paralelos y giran alrededor de sus ejes respectivos: un rodillo de acero liso 3 y un rodillo 5 de caucho u otro material. Los dos rodillos giran uno sobre otro. Dos bandas de fibra de celulosa, Bl y B2 respectivamente, se desenrollan desde las bobinas de alimentación. Las bandas de fibra de celulosa se forman de al menos un estrato, preferiblemente uno o dos estratos. La banda Bl es guiada al rodillo 3 al cual se aplica. La banda B2 es guiada al rodillo 5, en el intervalo entre ese rodillo y el rodillo 3. Una banda de material aglomerante soluble en agua en la forma de una película soluble en agua F, colocada entre las dos bandas Bl y B2, es guiada desde una bobina de alimentación a este rodillo 3 donde se aplica contra la banda Bl. Un primer aplicador de líquido 7, de agua, proyecta una cantidad medida de agua hacia la banda F, mientras la banda se apoya contra la banda Bl en el rodillo 3. El aglomerante depositado en la forma de película reacciona con el agua aplicada. Debido a la rotación del rodillo 3, las dos bandas humedecidas Bl y F alcanzan el intervalo entre los dos rodillos, donde la banda B2 las une y se sobrepone en la banda . la película de esta manera se intercala entre las dos bandas. Debido a la humedad y la presión en el intervalo, la banda de fibra de celulosa B2 se une a la banda Bl a través de la película soluble en agua F que se vuelve pegajosa en el estado húmedo.
En la salida del rodillo 5, la banda compleja BF es guiada desde los dos rodillos 3 y 5, de forma optativa a una estación de calandrado, o se muestra y una estación de secado adecuada. Para obtener una hoja gruesa, la banda BF es guiada a otra estación donde se aplica otra banda, la banda está formada de una película de material aglomerante soluble en agua y otra banda de fibra de celulosa con aplicación de un líquido para humedecer la película y para permitir la unión mediante presión.
Tantas bandas de fibra de celulosa como sea necesario se unen por este medio con la inserción de bandas de película soluble en agua para la resistencia y espesor deseados de la hoja compleja.
Cuando la banda F es totalmente gruesa, puede ser deseable para la buena adhesión de la película de fibra de celulosa, dispersar agua en una cantidad medida en las dos caras de la película. El agua se puede aplicar en forma líquida o vapor.
La presión y secado y de forma optativa la calandra, se ajustan para obtener el espesor y resistencia finales deseados del producto.
Con esto, la hoja producida de forma continua se procesa en rollos para su uso subsiguiente.
Los parámetros de fabricación de la hoja BF se determinan para obtener un núcleo que tenga las propiedades deseadas .
Las fibras utilizadas son fibras de papel largas, cortas o recicladas y también mezclas de éstas.
Para cada banda de fibra de celulosa, el peso base es de entre 15 y 50 g/m2, preferiblemente de entre 30 y 40 gm2. De acuerdo con una modalidad preferida, el aglomerante soluble en agua es almidón.
El almidón contiene productos naturales de origen vegetal como almidón de trigo, maíz, papa, arroz, tapioca, sorgo y otros, que consisten en polímeros de peso molecular alto o poliholósidos . En el contexto de la presente invención, el almidón también incluye productos derivados de almidón natural, convertidos por tratamiento físico, por ejemplo calentamiento, tratamiento fisicoquimico o tratamiento biológico, por ejemplo enzimático, de los almidones derivados o modificados como pueden ser almidones catiónicos, aniónicos, anfotéricos, no iónicos o reticulados y productos que resultan de la hidrólisis de almidón como pueden ser maltodextrinas.
El almidón se selecciona de manera que la velocidad de disolución sea adecuada con la cantidad de agua adicionada.
Otros aglomerantes son posibles en cuanto a que realizan la misma función. El aglomerante puede, por ejemplo, ser un alcohol polivinilico . Otros aditivos también se pueden incorporar, para proporcionar una función adicional, como pueden ser desinfectantes, agentes de limpieza o perfumes.
El aglomerante preferiblemente se colorea para permitir la inspección de la distribución adecuada del aglomerante en las dos caras. Esto también tiene una ventaja estética .
La cantidad de aglomerante en la hoja es de entre aproximadamente 20% y aproximadamente 70% del peso total de la hoja.
La hoja sometida a la calandra corriente debajo de la prensa tiene un espesor de entre 0.3 y 1.2 mm.
La incorporación del aglomerante soluble en agua en la forma de una película seca tiene la ventaja de manejarse más fácilmente.
La Figura 2 muestra una modalidad alternativa de la invención. Los dos rodillos 3 y 5 se pueden observar y la misma alimentación de los dos rodillos. Se aplica agua aquí por medio de un aplicador 10. Consiste en un rodillo grabado 12 inmerso en una reserva de agua 13 con transferencia a un rodillo aplicador liso 11 que deposita una cantidad medida de agua en la banda F. El rodillo aplicador 11 se apoya en el rodillo 3 a través del montaje de Bl y F. Si es necesario, se aplica una cantidad adicional de agua mediante un aspersor 8 en el lado contrario de la película F antes de presionarla contra el rodillo 3.
La Figura 3 muestra otra alternativa, en la cual la banda formada de la película soluble en agua se introduce directamente en el intervalo entre los dos rodillos 3 y 5 y contra los cuales las bandas de fibra de celulosa son presionadas. Además, la banda F, antes de unirse con las dos bandas de fibra de celulosa Bl y B2, se humedecen mediante los aspersores de agua 7 y 1' , colocados en cualquier lado de la banda.
La Figura 4 muestra una instalación para fabricar directamente un papel soluble en agua de tres bandas de papel Bl, B2 y B3. Cada una de las bandas se desenrolla de una bobina madre y está formada de al menos un sustrato de fibra de celulosa.
Comparado con las instalaciones anteriores, un segundo rodillo 3' ha sido adicionado, girando en el rodillo 3. Las bandas de fibra de celulosa Bl y B3 son guiadas respectivamente a los rodillos 3 y 3' . Una banda de película soluble en agua Fl y F2 respectivamente se aplica a cada una de estas dos bandas. Al mismo tiempo, se aplica una cantidad medida de agua a la superficie libre de las películas mediante los dos aplicadores 10 y 10' . Como en la instalación de la Figura 2, los aplicadores 10 y 10' tienen cilindros 12, 12' sumergidos en una reserva de agua 13, 13' . El agua derivada de esta manera se deposita mediante los rodillos de recubrimiento 11 y 11' en la superficie libre de las películas Fl y F2. La tercera banda de fibra de celulosa B2 es guiada hacia el intervalo arreglado entre los dos rodillos 3 y 3' . Dos aplicadores auxiliares se colocan de forma optativa para humedecer la cara contraria de las películas solubles en agua Fl y F2.
Las bandas se unen entre los dos rodillos 3 y 3' y el montaje pasa después entre el rodillo 3 y rodillo de caucho 5 para someterlas a presión.
Fabricación del núcleo La hoja de papel formada de esta manera se corta en bandas poco anchas que se devanan de forma helicoidal alrededor de una forma cilindrica. Se aplica un adhesivo a las partes de los devanados que se sobreponen para unirlos entre sí y formar un tubo.
La técnica para la fabricación de núcleos se conoce por sí misma. Se adapta al tipo de aglomerante, en cuanto a que es necesario considerar la desintegración rápida de las bandas por el adhesivo utilizado para unir los filamentos .
La Figura 5 muestra una sección transversal de una modalidad ejemplar de una hoja compleja que se puede desintegrar C de acuerdo con el método inventivo.
Esta estructura consiste en el apilamiento de 5 sustratos de Cn: Cl a C5 de fibra de celulosa unidas entre si mediante 4 capas adhesivas Cn: Cl a C'4, cada una preparada de una película soluble en agua con base en alcohol polivinílico . La película utilizada era tipo BT (baja temperatura) vendida por Plásticos Hidrosolubles.
Cada una de las capas de fibra de celulosa Cn tenía un peso base de 34 g/m2.
El peso de cada una de las capas Cn fue de 26 g/m2.
Se determinó que la hoja compleja obtenida incorpora 0.61 g de aglomerante soluble en agua por gramo de fibra de celulosa .
Después de cortarla en bandas, esa hoja es adecuada para fabricar un núcleo para un rollo de papel.
Pruebas de compresión y desintegración Se preparó entonces un rollo cilindrico de dos hojas formadas anteriormente.
El diámetro y longitud del cilindro formador del núcleo: 40 mm/97 mm.
Prueba de compresión: Las resistencias de compresión en la parte plana y del borde del núcleo se midieron utilizando el siguiente método .
El núcleo que se iba a probar se cortó primero en una parte cilindrica unida por dos caras contrarias, perpendiculares al eje del cilindro, la parte tenia una longitud de 50 mm en la dirección paralela al eje.
Esta parte cilindrica se colocó después entre las dos placas metálicas de un dinamómetro, las placas estaban paralelas entre si e inicialmente separadas por una distancia ligeramente mayor que la longitud de la parte cilindrica, en el caso de la medición de la compresión del borde, o su diámetro, en el caso de la medición de compresión en la parte plana.
Al medir la resistencia a la compresión del borde, la parte cilindrica se colocó de manera que el eje del cilindro estuviera perpendicular al plano formado por una u otra de las placas.
Al medir la resistencia a la compresión en la parte plana, la parte cilindrica se colocó de manera que el eje del cilindro estuviera paralelo al plano formado por una u otra de las placas.
La parte cilindrica se presionó después entre las dos placas, con mediciones para una distancia de compresión en la cual la fuerza se registró en Newton.
La resistencia ofrecida por el núcleo se midió de forma simultánea a su máximo, es decir justo antes de que el núcleo sea destruido de forma irreversible.
Los resultados se compararon con aquellos de un núcleo de cartón de referencia del tipo de un filamento con una pared con un peso base de 365 g/m2.
Por lo tanto se encontró que un núcleo de la invención que contiene 0.6 g de aglomerante por g de fibras tenia una resistencia al borde al menos similar a, o incluso mayor que, la de un núcleo de cartón, con resistencia a la compresión mejorada.
Debido a que las resistencias principales aplicadas al núcleo durante su ciclo de producción y distribución del rollo son esencialmente aplicadas planas, se puede considerar que el núcleo de la invención cumple totalmente los requisitos en este aspecto.
Prueba de desintegración: La capacidad de desintegración del núcleo fabricado de acuerdo con lo anterior se midió de acuerdo con la norma NF Q34-020.
Se encontró que se desintegró muy fácilmente.
También se observó que el núcleo empezó a desintegrarse en el agua más rápido que un núcleo de cartón similar obtenido devanando una sola banda de cartón con un peso base de 280 g/m2.
El núcleo de la invención por lo tanto se desintegra más rápido que un núcleo de cartón similar formado de una sola banda con un peso base de 280 g/m2, ya sea con o sin agitación. Además, para mayor comparación, la prueba Afnor NF Q34-020 se utilizó para medir que los devanados de un núcleo de cartón tenían un peso base de 400 g/m2 (2 filamentos) separados después de 30/60 segundos y el núcleo empezó a desintegrase después de 3 minutos. Se desintegró completamente después de 10 minutos pero las piezas de cartón permanecieron.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES Un método para fabricar una hoja de papel que se desintegre en agua, consiste en los siguientes pasos: suministrar al menos una banda de material aglomerante soluble en agua (F) en la forma de una película seca, suministrar al menos dos bandas (Bl, B2), cada una formada de al menos un sustrato de fibra de celulosa, colocar la banda de material aglomerante soluble en agua entre las dos bandas de fibra de celulosa, humedecer (7, 7', 8, 10, 10'), unir (3, 5) y presionar las tres bandas, secar la banda compleja obtenida. El método de acuerdo con la reivindicación anterior, en la cual al menos dos bandas de material aglomerante soluble en agua se unen con al menos tres bandas de fibra de celulosa, las bandas de material aglomerante soluble en agua se inserta entre las bandas de fibra de celulosa. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, consiste en al menos un paso en el cual una banda de material aglomerante soluble en agua (F, Fl, F2 ) se coloca en una banda de fibra de celulosa (Bl, B2, B3) y la banda de material aglomerante soluble en agua se humedece (7, 7', 8, 10, 10') antes de colocar la banda de fibra de celulosa sobre el material aglomerante soluble en agua . El método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en la cual las bandas de fibra de celulosa que se unen entre si contienen de 2 a 24 sustratos de fibra de celulosa, preferiblemente de 2 a 10 sustratos de fibra de celulosa. El método de acuerdo con la reivindicación 4, en la cual la cantidad adicionada de aglomerante soluble en agua representa, cuando se seca, de 20 a 70% en peso de la hoja terminada y preferiblemente de 25% a 50% en peso de la hoja. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en la cual el aglomerante soluble en agua contiene almidón y/o alcohol polivinilico. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en la cual el peso base de la hoja terminada es de entre 80 y 400 g/m2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual la hoja se somete a la calandra antes de secarse y después de secarse para obtener una hoja con un espesor de entre 0.3 y 1.2 mm. El uso de la hoja terminada, obtenida mediante el método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, para fabricar un núcleo soporte del rollo devanando de forma helicoidal una o más bandas tomadas de la hoja alrededor de un cilindro. Una hoja de papel que se desintegra en agua, obtenida de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, con un peso base de entre 80 y 400 g/m2, contiene de 20 a 70% de un aglomerante soluble en agua como puede ser almidón o alcohol polivinilico . Un núcleo para rollos, que consiste en devanar de forma helicoidal una o más bandas de papel, en el cual la banda es una hoja de acuerdo con la reivindicación 10.
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