ES2861724T3 - Hoja de papel y método de fabricación de hojas de papel - Google Patents
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Abstract
Una hoja de papel que comprende: fibras cortadas de éster de celulosa; fibras de pasta; y un aglutinante, donde se forma una pluralidad de partes crepadas en la hoja de papel, de manera que las partes crepadas están dispuestas en una dirección de flujo de las fibras cortadas de éster de celulosa y las fibras de pasta y se extienden en una dirección ortogonal, que es ortogonal a la dirección de flujo.
Description
DESCRIPCIÓN
Hoja de papel y método de fabricación de hojas de papel
Campo técnico
La presente invención se refiere a una hoja de papel que tiene una excelente procesabilidad, la hoja de papel logra una excelente eficiencia de producción de productos procesados hechos con ella, y también se refiere a un método de producción de la hoja de papel.
Técnica anterior
Los compuestos de éster de celulosa típicamente representados por acetato de celulosa son excelentes compuestos poliméricos naturales que son seguros y altamente procesables. Los compuestos de éster de celulosa se utilizan ampliamente para fibras de ropa, diversos plásticos, filtros de cigarrillos, etc. Por ejemplo, los compuestos de éster de celulosa están hechos de celulosa obtenida de recursos vegetales (biomasa) que se producen en mayor cantidad en la tierra, tales como pasta de madera y algodón. Por lo tanto, estos compuestos de éster de celulosa respetuosos con el medio ambiente se consideran materias primas adecuadas para una sociedad orientada al reciclaje, y se espera la expansión del uso de compuestos de éster de celulosa en lugar de fibras químicas y plásticos hechos de petróleo.
Por ejemplo, la bibliografía de patentes 1 divulga una técnica para producir una hoja de papel que contiene fibras cortadas de éster de celulosa, fibras de pasta y un aglutinante. Tal hoja de papel es utilizable, por ejemplo, como material de un producto procesado, tal como un filtro de cigarrillo, como se divulga en las bibliografías de patente 2 y 3.
La hoja de papel se produce, por ejemplo, en forma de cinta continua mediante el uso de una máquina de papel húmedo. La hoja de papel continua en forma de cinta se somete a un corte para que tenga la anchura requerida y luego se enrolla en un rollo. En una máquina de procesamiento, la hoja de papel enrollada se extrae del rollo y se somete a un procesamiento continuo mientras se alimenta a una velocidad de alimentación predeterminada.
Lista de citas
Bibliografía de patentes
PTL 1: Patente japonesa n.° 5225489
PTL 2: Patente japonesa n.° 3606950
PTL 3: Publicación de solicitud de patente japonesa abierta a inspección pública n.° 2001-120248
El documento EP2862456 divulga una hoja de papel que comprende una fibra cortada de éster de celulosa, una pasta y una sal de metal alcalino de un polímero aniónico soluble en agua, donde la hoja de papel tiene un contenido de metal alcalino de 2 a 100 pmol por gramo de hoja de papel.
El documento EP0709037 divulga un material de filtro de tabaco en forma de una hoja que tiene una estructura de banda y que comprende una fibra corta de éster de celulosa.
Sumario de la invención
Problema técnico
Cuando la hoja de papel enrollada se extrae del rollo para producir continuamente productos procesados utilizando la hoja de papel, si se ejerce tensión en la hoja de papel en la dirección de alimentación en un cierto grado o mayor, la hoja de papel puede dañarse. Como resultado, la procesabilidad de la hoja de papel puede reducirse. En consecuencia, puede resultar difícil mejorar la eficiencia de producción de los productos procesados aumentando la velocidad de alimentación de la hoja de papel.
En vista de lo anterior, un objeto de la presente invención es, en el caso de producir productos procesados utilizando una hoja de papel que contenga fibras cortadas de éster de celulosa, permiten evitar daños en la hoja de papel y mejorar la eficiencia de producción de los productos procesados.
Solución al problema
Para resolver los problemas mencionados anteriormente, una hoja de papel de acuerdo con un aspecto de la presente invención incluye: fibras cortadas de éster de celulosa; fibras de pasta; y un aglutinante, donde se forma una pluralidad de partes crepadas en la hoja de papel, de manera que las partes crepadas están dispuestas en una dirección de flujo de las fibras cortadas de éster de celulosa y las fibras de pasta y se extienden en una dirección ortogonal, que es ortogonal a la dirección de flujo.
De acuerdo con la configuración anterior, la pluralidad de partes crepadas (arrugas continuas o no continuas), que están dispuestas en la dirección de flujo de las fibras cortadas de éster de celulosa y las fibras de pasta y se extienden en la dirección ortogonal, que es ortogonal a la dirección de flujo, se forman en la hoja de papel. Por consiguiente, al producir productos procesados utilizando la hoja de papel mientras se alimenta la hoja de papel en la dirección de flujo, si se ejerce tensión sobre la hoja de papel en la dirección de flujo, la hoja de papel se estira en la dirección de flujo. Esto hace posible evitar daños en la hoja de papel y evitar que se reduzca la procesabilidad de la hoja de papel. Dado que se evita el daño a la hoja de papel debido a la tensión que se ejerce sobre la hoja de papel en la dirección de flujo, se puede aumentar la velocidad de alimentación de la hoja de papel en una máquina de procesamiento y, por lo tanto, se puede mejorar la eficiencia de producción de los productos procesados.
La hoja de papel se puede formar en forma de cinta, de manera que una dirección longitudinal de la hoja de papel sea la dirección de flujo. Por consiguiente, cuando la hoja de papel que se ha enrollado en un rollo se extrae del rollo y se alimenta para ser procesada continuamente por una máquina de procesamiento, incluso si se ejerce tensión sobre la hoja de papel en la dirección longitudinal (dirección de alimentación), es menos probable que se produzcan daños en la hoja de papel, lo que permite mejorar aún más la eficiencia de producción de los productos procesados.
Se puede establecer una proporción de crepado de la hoja de papel en un valor dentro de un intervalo de no menos del 5 % y no más del 35 %. Dado que la proporción de crepado se establece en tal valor, cuando se ejerce tensión sobre la hoja de papel en la dirección de flujo, la hoja de papel se estira en la dirección de flujo y, por lo tanto, se puede evitar adecuadamente el daño a la hoja de papel.
Un alargamiento de rotura de la hoja de papel en la dirección de flujo puede establecerse en un valor dentro de un intervalo de no menos del 10 % y no más del 70 %. Dado que el alargamiento de rotura se establece en tal valor, cuando se ejerce tensión sobre la hoja de papel en la dirección de flujo, el daño a la hoja de papel se puede prevenir favorablemente.
La resistencia a la tracción de la hoja de papel en la dirección de flujo puede establecerse en un valor dentro de un intervalo de no menos de 1,5 N/25 mm de anchura y menos de 40 N/25 mm de anchura. Por consiguiente, al enrollar la hoja de papel en la dirección de flujo, se puede evitar que la hoja de papel se rompa debido a la tensión ejercida sobre la hoja de papel en la dirección de flujo y, también, la procesabilidad de la hoja de papel puede mantenerse adecuadamente.
El aglutinante puede ser una sal alcalina de un polisacárido que contiene un grupo carboxilo. El uso del aglutinante de este tipo hace posible producir de manera eficiente un producto procesado que tiene una alta desintegrabilidad en agua usando la hoja de papel.
La hoja de papel puede ser un material de filtro de un filtro de cigarrillo. Dado que la pluralidad de partes crepadas, que están dispuestas en la dirección de flujo y se extienden más en la dirección ortogonal que en la dirección de flujo, se forman en la hoja de papel, la hoja de papel tiene un área grande. Por consiguiente, utilizando la hoja de papel como material de filtro del filtro de cigarrillo, se pueden formar de manera uniforme muchos espacios finos dentro del filtro de cigarrillo. Como resultado de la formación uniforme de los espacios finos, se puede producir un filtro de cigarrillo que tiene una hermosa sección transversal sin irregularidades.
Un método de producción de una hoja de papel de acuerdo con otro aspecto de la presente invención incluye: una etapa de formación del cuerpo de la hoja para formar un cuerpo de la hoja que contiene fibras cortadas de éster de celulosa, fibras de pasta y un aglutinante; y una etapa de crepado para formar una pluralidad de partes crepadas en el cuerpo de la hoja, de manera que las partes crepadas están dispuestas en una dirección de flujo de las fibras cortadas de éster de celulosa y las fibras de pasta y se extienden en una dirección ortogonal, que es ortogonal a la dirección de flujo.
La etapa de formación del cuerpo de la hoja puede incluir formar el cuerpo de la hoja en forma de cinta, de manera que una dirección longitudinal del cuerpo de la hoja sea la dirección de flujo.
En el método de producción anterior, se puede establecer una proporción de crepado de la hoja de papel en un valor dentro de un intervalo de no menos del 5 % y no más del 35 %.
En el método de producción anterior, ajustando la proporción de crepado a ese valor, un alargamiento por tracción de la hoja de papel en la dirección de flujo puede establecerse en un valor dentro de un intervalo de no menos del 10 % y no más del 70 %.
En la etapa de formación del cuerpo de la hoja del método de producción anterior, la resistencia a la tracción de la hoja de papel en la dirección de flujo se puede establecer en un valor dentro de un intervalo de no menos de 1,5 N/25 mm de anchura y menos de 40 N/25 mm de anchura ajustando al menos una de las proporciones de mezcla de las fibras cortadas de éster de celulosa, las fibras de pasta y el aglutinante, un gramaje de la hoja de papel, un grado de batido de las fibras cortadas de éster de celulosa y las fibras de pasta, y una proporción de crepado de la
hoja de papel.
En el método de producción anterior, se puede usar como aglutinante una sal alcalina de un polisacárido que contiene un grupo carboxilo.
Efectos ventajosos de la invención
Cada uno de los aspectos anteriores de la presente invención hace posible, en el caso de producir productos procesados utilizando una hoja de papel que contenga fibras cortadas de éster de celulosa, evitar daños a la hoja de papel y mejorar la eficiencia de producción de los productos procesados.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 muestra una hoja de papel de acuerdo con una realización.
La Figura 2 es una vista general de una máquina de papel para producir la hoja de papel de la Figura 1.
La Figura 3 es un diagrama de proceso de producción que muestra procesos para producir la hoja de papel de la Figura 1.
La Figura 4 es un gráfico que muestra una relación entre el alargamiento de rotura y la resistencia a la tracción de cada una de las hojas de papel de los Ejemplos y los Ejemplos Comparativos.
La Figura 5 es un gráfico que muestra una relación entre la proporción de crepado y la resistencia a la tracción de cada una de las hojas de papel de los Ejemplos Comparativos y los Ejemplos.
La Figura 6 es un gráfico que muestra una relación entre la proporción de crepado y el alargamiento de rotura de cada una de las hojas de papel de los Ejemplos y los Ejemplos Comparativos.
La Figura 7 es un gráfico que muestra una relación entre la proporción de crepado y la resistencia al aire de cada una de las hojas de papel de los Ejemplos y los Ejemplos Comparativos.
Descripción de realizaciones
[Hoja de papel]
La Figura 1 muestra una hoja de papel 1 de acuerdo con una realización de la presente invención. La hoja de papel 1 contiene fibras cortadas de éster de celulosa, fibras de pasta y un aglutinante. A modo de ejemplo, la hoja de papel 1 se produce en forma de cinta mediante una máquina de papel 10 (véase la figura 2) y se enrolla en un rollo. La Figura 1 muestra esquemáticamente, de forma ampliada, partes crepadas 1a formadas en la hoja de papel 1. Por ejemplo, el rollo de la hoja de papel 1 se somete a un corte para tener la anchura requerida en los procesos posteriores, y se extrae del rollo continuamente para producir productos procesados.
A modo de ejemplo, el éster de celulosa es acetato de celulosa, que es un éster de celulosa típico. Las fibras cortadas de éster de celulosa se pueden crepar. En el caso de conferir desintegrabilidad en agua a la hoja de papel 1, las fibras cortadas de éster de celulosa son preferentemente fibras no crepadas (fibras sin crepar). La definición de fibras no crepadas en el presente documento incluye no solo fibras completamente rectas sino también fibras ligeramente curvadas.
Las fibras no crepadas se pueden obtener mediante una técnica general de hilado de fibras químicas (por ejemplo, hilado en seco, hilado en húmedo o hilado en estado fundido). Como alternativa, las fibras no crepadas se pueden obtener aplicando tensión a las fibras crepadas cuyas ondulaciones se han formado previamente en un proceso de hilado mientras se calientan las fibras crepadas por medios de calentamiento tales como vapor calentado, eliminando así completamente las ondulaciones y estirando las fibras.
Mediante un equipo de guillotina o equipo cortador rotativo cuyo intervalo de alimentación y velocidad de alimentación son regulables, las fibras cortadas de éster de celulosa se pueden obtener a partir de un haz de fibras filamentosas que se obtiene en el proceso de hilado mencionado anteriormente. El proceso de convertir las fibras de éster de celulosa en fibras cortadas por medio del equipo de guillotina o el equipo cortador rotativo se puede realizar de forma continua con el proceso de hilado.
La longitud media de fibra de las fibras cortadas de éster de celulosa (en el caso de fibras crepadas, el valor medio de las distancias de un extremo a otro de las fibras crepadas en un estado natural) se puede establecer en, por ejemplo, un valor dentro del intervalo de no menos de 1 mm y no más de 6 mm, preferentemente un valor dentro del intervalo de no menos de 1,5 mm y no más de 5,0 mm y, más preferentemente, un valor dentro del intervalo de no menos de 2,0 mm y no más de 4,5 mm.
El diámetro medio de fibra de las fibras cortadas de éster de celulosa se puede establecer en, por ejemplo, un valor dentro del intervalo de no menos de 1,5 denier y no más de 8.0 denier, preferentemente un valor dentro del intervalo de no menos de 2,0 denier y no más de 7,0 denier y, más preferentemente, un valor dentro del intervalo de no menos de 2,5 denier y no más de 6,0 denier. Cada una de las fibras cortadas de éster de celulosa tiene, por ejemplo, una sección transversal en forma de Y. Sin embargo, la forma de la sección transversal de las fibras cortadas de éster de celulosa no se limita a una forma de Y.
La capacidad de crepado, la longitud promedio de la fibra, el diámetro promedio de la fibra y la forma de la sección transversal de las fibras cortadas de éster de celulosa pueden confirmarse desintegrando la hoja de papel 1 en agua y observando el producto desintegrado en agua resultante con un microscopio. La hoja de papel 1 también puede contener otras fibras (fibras sintéticas, fibras recicladas, etc.) diferentes de las fibras de éster de celulosa y las fibras de pasta.
Las fibras de pasta se entrelazan con las fibras cortadas de éster de celulosa y, por lo tanto, las fibras de pasta y las fibras cortadas de éster de celulosa se unen entre sí. Por tanto, utilizando las fibras de pasta, se puede mejorar la resistencia mecánica de la hoja de papel 1. En el caso de producir un material de filtro, tal como un filtro de cigarrillo, utilizando la hoja de papel 1, los espacios entre las fibras se pueden ajustar ajustando la cantidad de fibras de pasta, la cantidad de fibras cortadas de éster de celulosa y la proporción de mezcla de las fibras de pasta y las fibras cortadas de éster de celulosa y, por lo tanto, se puede ajustar una tasa de filtración requerida de, por ejemplo, los componentes del humo.
La pasta puede estar hecha de fibras naturales, tales como madera y borra de algodón. En el caso de que la pasta esté hecha de madera, la madera puede ser blanda o dura. También en el caso de que la pasta esté hecha de madera, un proceso de fabricación de pasta adecuado que debe adoptarse es un proceso de fabricación de pasta química, tal como un proceso al sulfito o un proceso kraft. Entre las pastas químicas, la pasta kraft es superior a las demás pastas en cuanto a la obtención de mayor resistencia de la hoja de papel 1 con la misma relación de composición. La pasta puede ser cualquiera de pasta blanqueada, pasta sin blanquear y una mezcla de pasta blanqueada y pasta sin blanquear. La pasta es batida por un batidor o desintegrador común y se prepara así para su uso.
La relación ponderal entre el peso de las fibras cortadas de éster de celulosa contenidas en la hoja de papel 1 y el peso de las fibras de pasta contenidas en la hoja de papel 1 es adecuadamente ajustable según, por ejemplo, un producto procesado que se produce utilizando la hoja de papel 1. En el caso de producir, por ejemplo, un filtro de cigarrillo utilizando la hoja de papel 1, la relación ponderal se ajusta según el rendimiento de filtración de humo requerido del filtro de cigarrillo. La relación ponderal entre el peso de las fibras cortadas de éster de celulosa contenidas en la hoja de papel 1 y el peso de las fibras de pasta contenidas en la hoja de papel 1 se puede ajustar de modo que la relación ponderal M1/M2 del peso M1 del éster de celulosa fibras cortadas contenidas en el filtro de cigarrillo al peso M2 de las fibras de pasta contenidas en el filtro de cigarrillo sea, por ejemplo, de 30/70 a 95/5, preferentemente de 40/60 a 80/20 y, más preferentemente, de 50/50 a 70/30.
El aglutinante hace que las fibras cortadas de éster de celulosa y las fibras de pasta se unan entre sí. Por ejemplo, se puede usar una cantidad predeterminada de polímero soluble en agua como aglutinante de la hoja de papel 1 y, por lo tanto, se puede lograr tanto la resistencia de la hoja de papel 1 en estado seco como la desintegrabilidad en agua de la hoja de papel 1.
A modo de ejemplo, se utiliza un aglutinante capaz de conferir desintegrabilidad en agua a la hoja de papel 1 como aglutinante de la presente realización. El aglutinante de la presente realización es una sal de metal alcalino de un polímero aniónico soluble en agua. Los ejemplos del polímero aniónico soluble en agua incluyen polisacáridos (por ejemplo, un polisacárido que contiene un grupo carboxilo, por ejemplo, carboximetilcelulosa, carboximetil alquil C2-3 celulosa tal como carboximetiletil celulosa, carboximetil almidón o ácido algínico; y un polisacárido que contiene un grupo sulfo, por ejemplo, pectina, carragenano, ácido hialurónico o ácido condroitín sulfúrico) y ácido poliacrílico. El aglutinante de la presente realización es una sal alcalina de un polisacárido que contiene un grupo carboxilo.
Si la sal de metal alcalino del polímero aniónico soluble en agua está contenida en una cantidad predeterminada en la hoja de papel 1 como aglutinante, la fuerza de unión entre las fibras cortadas de éster de celulosa, la fuerza de unión entre las fibras de pasta y la fuerza de unión entre estos dos tipos de fibras cuando la hoja de papel 1 está en estado seco aumentan con el aglutinante y, por lo tanto, se puede mejorar la resistencia de la hoja de papel 1.
El grupo ácido (tal como el grupo carboxilo o el grupo sulfo) del polímero aniónico soluble en agua forma una sal con un metal alcalino. Los ejemplos del metal alcalino incluyen litio, sodio y potasio. Entre estos metales alcalinos, se prefiere el sodio. Puede usarse un solo tipo o dos o más tipos de metales alcalinos.
En la sal de metal alcalino del polisacárido que contiene el grupo carboxilo (por ejemplo, carboximetilcelulosa), el grado de sustitución promedio del grupo carboxilo (p. ej., grupo carboximetilo) que forma la sal de metal alcalino (p. ej., grado de sustitución promedio con respecto a los grupos hidroxilo en la segunda, tercera y sexta posiciones de una unidad de glucosa que constituye el polisacárido; el grado de eterificación medio; o DS) se puede establecer en, por ejemplo,
un valor dentro del intervalo de no menos de 0,4 y no más de 2,5, preferentemente un valor dentro del intervalo de no menos de 0,55 y no más de 2,0 y, más preferentemente, un valor dentro del intervalo de no menos de 0,65 y no más de 1,5.
El contenido de metal alcalino en la hoja de papel 1 se puede establecer en, por ejemplo, un valor dentro del intervalo de no menos de 2 jm ol y no más de 100 jm ol por gramo de hoja de papel 1, preferentemente un valor dentro del intervalo de no menos de 2 jmol y no más de 90 jmol, más preferentemente un valor dentro del intervalo de no menos de 2 |jmol y no más de 87 jmol, y particularmente preferentemente un valor dentro del intervalo de no menos de 3 jm ol y no más de 75 jmol.
El contenido de sal de metal alcalino del polímero aniónico soluble en agua (cantidad molar de grupo aniónico) en la hoja de papel 1 puede ser el mismo que el contenido de metal alcalino (cantidad molar) en la hoja de papel 1. En el caso de producir un filtro de cigarrillo utilizando la hoja de papel 1, el contenido de sal de metal alcalino del polímero aniónico soluble en agua (cantidad molar de grupo aniónico) en la hoja de papel 1 se puede establecer, por gramo del filtro de cigarrillo, en un valor dentro del mismo intervalo que el mencionado anteriormente (por ejemplo, en un valor dentro del intervalo de no menos de 2 jm ol y no más de 100 jmol). Cabe señalar que el aglutinante puede ser diferente de una sal de metal alcalino de un polímero aniónico soluble en agua.
El gramaje de la hoja de papel se puede establecer en, por ejemplo, un valor dentro del intervalo de no menos de 10 g/m2 y no más de 60 g/m2, y preferentemente un valor dentro del intervalo de no menos de 15 g/m2 y no más de 50 g/m2. El gramaje de la hoja de papel 1 de la presente realización se establece en un valor dentro del intervalo de no menos de 21 g/m2 y no más de 40 g/m2.
Cabe señalar que la hoja de papel 1 puede contener al menos un tipo de agente aditivo. El agente aditivo es, por ejemplo, al menos uno de un agente de apresto, un estabilizante, un colorante, una solución de aceite, un adyuvante de retención, un agente antiespumante y carbón activado. El agente aditivo no se limita a estos ejemplos.
En la hoja de papel 1, se forma una pluralidad de partes crepadas de tal manera que las partes crepadas están dispuestas en una dirección de flujo de las fibras cortadas de acetato de celulosa y las fibras de pasta (en lo sucesivo en el presente documento, esta dirección puede denominarse simplemente "la dirección de flujo") y se extienden en una dirección ortogonal, que es ortogonal a la dirección de flujo (en lo sucesivo en el presente documento, esta dirección puede denominarse simplemente "la dirección ortogonal"). En la presente realización, la pluralidad de partes crepadas 1a se extienden paralelas a la dirección ortogonal.
En el presente documento, la dirección de flujo es la dirección de orientación sustancial de las fibras cortadas de acetato de celulosa y las fibras de pasta (esto es, la dirección del grano). En el proceso de producción continua de la hoja de papel 1, estas fibras están orientadas en la dirección de orientación, porque la velocidad del flujo de una composición que es la materia prima de la hoja de papel 1 cuando la composición se alimenta a una malla de alambre 21 de la máquina de papel 10 es menor que la velocidad de alimentación de la malla de alambre 21 (véase la Figura 2). Por consiguiente, las fibras de la composición se depositan de manera que se orienten más en la dirección de flujo que en las otras direcciones. Es decir, la dirección de flujo coincide con la dirección en la que la composición se alimenta al siguiente proceso. Como resultado de que las fibras cortadas de acetato de celulosa y las fibras de pasta se depositan de manera que se orienten más en la dirección de flujo, la resistencia y el alargamiento de la hoja de papel 1 en la dirección de flujo difieren de los de la hoja de papel 1 en la dirección ortogonal.
En términos generales, la resistencia a la tracción de la hoja de papel es mayor en la dirección de flujo. Por lo tanto, la dirección de flujo de la hoja de papel 1 y la dirección ortogonal a la misma pueden confirmarse observando la diferencia de resistencia a la tracción en la hoja de papel 1 entre dos direcciones diferentes, u observando la orientación de las fibras en la hoja de papel 1 con un microscopio.
La hoja de papel 1 está formada en forma de cinta y su dirección longitudinal es la dirección de flujo. Como resultado de la pluralidad de partes crepadas 1a que se forman en la hoja de papel 1, se confiere elasticidad a la hoja de papel 1 de modo que la hoja de papel 1 se pueda estirar en la dirección de flujo, y también, aumenta el área superficial de la hoja de papel 1 por unidad de longitud en la dirección de flujo.
Cabe señalar que la "dirección ortogonal que es ortogonal a la dirección de flujo" en el presente documento no se limita a la dirección que es exactamente ortogonal a la dirección de flujo, pero incluye, por ejemplo, direcciones cada una de las cuales se desvía de la dirección exactamente ortogonal en un valor angular dentro del intervalo de 10°.
La proporción de crepado R de la hoja de papel 1 se establece en un valor dentro del intervalo de no menos del 5 % y no más del 35 %. La proporción de crepado R está representada por la fórmula matemática 1 que se muestra a continuación.
[Fórmula matemática 1]
R = (V1-V2)/V1 x 100
En la fórmula matemática 1, V1 es la velocidad periférica de un rodillo de calentamiento 26 de la máquina de papel 10 cuando se produce la hoja de papel 1, y V2 es la velocidad periférica de un carrete de bobinado 28 de la máquina de papel 10 cuando se produce la hoja de papel 1 (véase la Figura 2).
El alargamiento de rotura de la hoja de papel 1 en la dirección de flujo se establece en un valor dentro del intervalo de no menos del 10 % y no más del 70 %. La resistencia a la tracción (N/25 mm de anchura) de la hoja de papel 1 se puede establecer en, por ejemplo, un valor dentro del intervalo de no menos de 1,0 N/25 mm de anchura y no más de 80 N/25 mm de anchura y, preferentemente, un valor dentro del intervalo de no menos de 1.5 N/25 mm de anchura y no más de 40 N/25 mm de anchura. En la presente realización, la resistencia a la tracción de la hoja de papel 1 en la dirección de flujo se establece en un valor dentro del intervalo de no menos de 1,5 N/25 mm de anchura y menos de 40 N/25 mm de anchura. Se puede medir la resistencia a la tracción de la hoja de papel 1, por ejemplo, de conformidad con el método de JIS P8113.
Como se ha descrito anteriormente, la pluralidad de partes crepadas 1a, que están dispuestas en la dirección de flujo y se extienden en la dirección ortogonal, que es ortogonal a la dirección de flujo, se forman en la hoja de papel 1. Por consiguiente, al producir productos procesados utilizando la hoja de papel 1 mientras se alimenta la hoja de papel 1 en la dirección de flujo, si se ejerce tensión sobre la hoja de papel 1 en la dirección de flujo, la hoja de papel 1 se estira en la dirección de flujo. Esto hace posible evitar daños en la hoja de papel 1 y evitar que se reduzca la procesabilidad de la hoja de papel 1.
Dado que se evita el daño a la hoja de papel 1 debido a la tensión que se ejerce sobre la hoja de papel 1 en la dirección de flujo, la velocidad de alimentación de la hoja de papel en una máquina de procesamiento puede aumentarse para mejorar la eficiencia de producción de los productos procesados y, por lo tanto, puede mejorarse la procesabilidad secundaria de la hoja de papel 1.
Específicamente, dado que es menos probable que se rompa la hoja de papel 1, la hoja de papel 1 se puede someter, por ejemplo, a procesamiento tridimensional usando un molde y, por lo tanto, la hoja de papel 1 puede procesarse para que tenga una estructura tridimensional fina. Por consiguiente, por ejemplo, se puede producir favorablemente una mascarilla que tiene una estructura tridimensional utilizando la hoja de papel 1.
La hoja de papel 1 tiene forma de cinta, de manera que su dirección longitudinal es la dirección de flujo. Por consiguiente, cuando la hoja de papel 1 que se ha enrollado en un rollo se extrae del rollo y se alimenta para ser sometida continuamente a procesamiento por una máquina de procesamiento, incluso si se ejerce tensión sobre la hoja de papel 1 en la dirección longitudinal (dirección de alimentación), es menos probable que se produzcan daños en la hoja de papel 1, lo que permite mejorar aún más la eficiencia de producción de los productos procesados.
La proporción de crepado R de la hoja de papel 1 se establece en un valor dentro del intervalo de no menos del 5 % y no más del 35 %. Por consiguiente, cuando se ejerce tensión sobre la hoja de papel 1 en la dirección de flujo, la hoja de papel 1 se estira en la dirección de flujo y, por lo tanto, se puede evitar adecuadamente el daño a la hoja de papel 1.
El alargamiento de rotura de la hoja de papel 1 en la dirección de flujo se establece en un valor dentro del intervalo de no menos del 10 % y no más del 70 %. Por consiguiente, cuando se ejerce tensión sobre la hoja de papel 1 en la dirección de flujo, el daño a la hoja de papel 1 se puede prevenir favorablemente.
La resistencia a la tracción de la hoja de papel 1 en la dirección de flujo se establece en un valor dentro del intervalo de no menos de 1,5 N/25 mm de anchura y menos de 40 N/25 mm de anchura. Por consiguiente, al enrollar la hoja de papel 1 en la dirección de flujo, se puede evitar que la hoja de papel 1 se rompa debido a la tensión ejercida sobre la hoja de papel 1 en la dirección de flujo, y también, la procesabilidad de la hoja de papel 1 puede mantenerse adecuadamente.
El aglutinante es una sal alcalina de un polisacárido que contiene un grupo carboxilo. Esto hace posible producir un producto procesado que tiene una alta desintegrabilidad en agua utilizando la hoja de papel 1.
Un ejemplo del producto procesado producido utilizando la hoja de papel 1 es una hoja desmaquillante (tela no tejida). Debido a la pluralidad de partes crepadas 1a, la hoja desmaquillante tiene una mayor área superficial y, por lo tanto, ejerce un mejor efecto desmaquillante que las hojas desmaquillantes que tienen una superficie plana.
Las fibras cortadas de éster de celulosa utilizadas en la hoja desmaquillante tienen una mayor lipofilia que, por ejemplo, las fibras de rayón que son un material de fibra existente. Por lo tanto, incluso si los agentes de maquillaje contienen componentes oleosos, se puede obtener un alto efecto desmaquillante con la hoja desmaquillante. Debido a la pluralidad de partes crepadas 1a, la hoja desmaquillante también tiene una suavidad mejorada. Por lo tanto, la hoja desmaquillante se deforma fácilmente al entrar en contacto con la piel, obteniendo así una textura favorable y baja irritación de la piel y, por lo tanto, se puede esperar una excelente sensación de uso.
Otro ejemplo del producto procesado producido utilizando la hoja de papel 1 es una hoja de limpieza (tela no tejida). Debido a la pluralidad de partes crepadas 1a, la hoja de limpieza tiene una mayor área superficial y el volumen de la hoja de limpieza no se pierde fácilmente. Por lo tanto, la hoja de limpieza es capaz de absorber suciedad y materias extrañas presentes en un objeto a limpiar, lo que hace posible limpiarlos fácilmente del objeto a limpiar. Por otra parte, la hoja de limpieza no se rompe fácilmente ya que la hoja de limpieza es muy elástica y, además, la hoja de limpieza es capaz de seguir la forma de la superficie del objeto a limpiar. Por lo tanto, el trabajo de limpieza se puede realizar de manera eficiente con la hoja de limpieza.
Si la hoja de papel 1 que tiene desintegrabilidad en agua se produce usando, como aglutinante, una sal alcalina de un polisacárido que contiene un grupo carboxilo, luego el producto procesado producido usando la hoja de papel 1, tal como una hoja de limpieza, se puede desintegrar en agua para su eliminación después de su uso.
Los ésteres de celulosa son compuestos naturales que contienen celulosa, como material base, que es la misma celulosa que la de la pasta. Por consiguiente, se sabe que cuando dicho éster de celulosa se dispersa en agua, el éster de celulosa es descompuesto por microorganismos con un periodo de tiempo relativamente largo. Por tanto, la hoja de limpieza producida utilizando la hoja de papel 1 es degradable en un entorno natural.
Otro ejemplo más del producto procesado producido utilizando la hoja de papel 1 es un filtro de cigarrillo. A modo de ejemplo, el filtro de cigarrillo se fabrica de la siguiente manera: dar forma a la hoja de papel 1 en forma columnar; envolver el papel de liar alrededor del exterior de la hoja de papel 1 columnar; y cortar para que tenga una longitud predeterminada. En este caso, la hoja de papel 1 se utiliza como material de filtro del filtro de cigarrillo.
Dado que la pluralidad de partes crepadas 1a se forman en la hoja de papel 1, la hoja de papel 1 tiene una gran área superficial. Por consiguiente, utilizando la hoja de papel 1 como material de filtro del filtro de cigarrillo, se pueden formar de manera uniforme muchos espacios finos dentro del filtro de cigarrillo. Como resultado de la formación uniforme de los espacios finos, se puede producir un filtro de cigarrillo columnar que tiene una hermosa sección transversal sin irregularidades. Por tanto, utilizando la hoja de papel 1, se puede obtener un filtro de cigarrillo con menor caída de presión (Pressure Drop, PD), que es fácil de fumar y capaz de capturar eficientemente las partículas de humo, con calidad estable.
Por lo tanto, por ejemplo, incluso en el caso de producir el filtro de cigarrillo de un cigarrillo que tenga un diámetro menor que los cigarrillos normales, tal como un cigarrillo "delgado", "superdelgado" o "microdelgado", el filtro de cigarrillo se puede producir favorablemente mientras se suprime el aumento de la caída de presión y se ajusta el peso del envase de la hoja de papel 1.
Como un ejemplo adicional, la hoja de papel 1 con la pluralidad de partes crepadas 1a formadas en la misma puede someterse adicionalmente a un procesamiento tridimensional para formar, por ejemplo, partes elevadas y rebajadas en la hoja de papel 1, de manera que las partes elevadas y rebajadas se extiendan en una dirección que cruza la pluralidad de partes crepadas 1a. De esta manera, la caída de presión del filtro del cigarrillo se puede ajustar con mayor precisión.
Convencionalmente, fibras de pasta y fibras de acetato de celulosa, que es un éster de celulosa típico, se han utilizado como materiales de filtro de cigarrillo. Por lo tanto, la hoja de papel 1 es muy aceptable para los consumidores como material de filtro de cigarrillo. El filtro de cigarrillo producido usando la hoja de papel 1 es capaz de hacer que los fenoles y similares que son compuestos dañinos contenidos en los componentes del humo sean adsorbidos de manera eficiente por las fibras de acetato de celulosa, y también, capaz de hacer que el agua sea adsorbida eficientemente por las fibras de pasta.
Por otra parte, produciendo la hoja de papel desintegrable en agua 1 usando un aglutinante soluble en agua y luego produciendo un filtro de cigarrillo usando la hoja de papel 1, el filtro de cigarrillo se puede desintegrar en agua en un entorno natural para desecharlo después de fumar.
Otros ejemplos del producto procesado producido utilizando la hoja de papel 1 incluyen productos sanitarios tales como un pañal desechable, una compresa y una mascarilla sanitaria. En el caso de que la hoja de papel 1 se utilice en cualquiera de estos productos sanitarios, dado que la hoja de papel 1 tiene una alta permeabilidad al aire, cuando el usuario usa el producto sanitario, se reduce la incómoda congestión y la pegajosidad, lo que da lugar a una excelente sensación de uso. Por lo tanto, la hoja de papel 1 también es adecuada como material de tal producto sanitario.
[Máquina de papel]
La Figura 2 es un diagrama esquemático de la máquina de papel 10 de acuerdo con la realización. A modo de ejemplo, la máquina de papel 10 es una máquina de papel Fourdrinier. La máquina de papel 10 incluye una parte de preparación de la composición 11, una parte de alambre 12, una parte de prensa 13, una parte de secado 14, y el carrete de bobinado 28. Cada una de la parte de preparación de la composición 11, la parte de alambre 12, la parte de prensa 13 y la parte de secado 14 tienen una configuración conocida. Cabe señalar que los términos "anterior" y "posterior" en la siguiente descripción significan "anterior a otra cosa" y "posterior a otra cosa" en la máquina de papel 10 en la
dirección de alimentación de una composición, un cuerpo de la hoja 30 y una hoja de papel 1.
La parte de preparación de la composición 11 está dispuesta, en la máquina de papel 10, en una posición anterior a la parte de alambre 12, la parte de prensa 13, la parte de secado 14 y el carrete de bobinado 28. La parte de preparación de la composición 11 prepara una composición líquida (suspensión) que es la materia prima de la hoja de papel 1. La parte de preparación de la composición 11 incluye un depósito 20, que almacena la composición.
La parte de alambre 12 está dispuesta en una posición posterior a la parte de preparación de la composición 11. La parte de alambre 12 extiende la composición alimentada desde el depósito 20 en una forma de hoja para deshidratar la composición, y alimenta la composición en forma de hoja resultante en la dirección de alimentación.
La parte de alambre 12 incluye la malla de alambre 21 y una pluralidad de rodillos de alimentación 22. La malla de alambre 21 se configura formando una red de alambre hecha de una pluralidad de alambres en una cinta sin fin. La pluralidad de rodillos de alimentación 22 hace girar la malla de alambre 21. En la máquina de papel 10, por ejemplo, se ajusta al menos una de la concentración de fibra en la composición alimentada desde el depósito 20 a la parte de alambre 12, la velocidad de alimentación de la composición alimentada desde el depósito 20 a la parte de alambre 12, y la velocidad de alimentación de la composición alimentada por la malla de alambre 21 y, por lo tanto, se ajusta el gramaje de la hoja de papel 1. En la descripción en lo sucesivo en el presente documento, la composición que se ha alimentado desde el depósito 20 a la parte de alambre 12 se denomina cuerpo de la hoja 30.
La parte de prensa 13 está dispuesta en una posición posterior a la pieza de alambre 12. La parte de prensa 13 deshidrata además el cuerpo de la hoja 30 que ha pasado a través de la parte de alambre 12 mientras alimenta el cuerpo de la hoja 30 en la dirección de alimentación. La parte de prensa 13 incluye: una pluralidad de cuerpos de fieltro 23; una pluralidad de rodillos de alimentación 24; y al menos un rodillo de presión 25. Cada uno de los cuerpos de fieltro 23 está configurado formando un material de fieltro en forma de cinta en un cinta sin fin. La pluralidad de rodillos de alimentación 24 hace girar los cuerpos de fieltro 23. El rodillo de presión 25 está soportado de manera pivotante en una posición donde el rodillo de presión 25 está orientado hacia las superficies periféricas de los rodillos de alimentación 24 a través de los cuerpos de fieltro 23.
La parte de secado 14 está dispuesta en una posición posterior a la parte de prensa 13. La parte de secado 14 seca el cuerpo de la hoja 30 que ha pasado a través de la parte de prensa 13 mientras alimenta el cuerpo de la hoja 30 en la dirección de alimentación. La parte de secado 14 incluye al menos un rodillo de calentamiento (tal como un secador Yankee) 26. El rodillo de calentamiento 26 gira a la velocidad periférica V1.
El carrete de bobinado 28 está dispuesto en una posición posterior a la parte de secado 14. El carrete de bobinado 28 se enrolla en la hoja de papel 1 en un rollo cuando la hoja de papel 1 se obtiene separándola de la superficie periférica del rodillo de calentamiento 26. El rodillo de calentamiento 26 gira a la velocidad periférica V2. Cabe señalar que la máquina de papel 10, por supuesto, no se limita a una máquina de papel Fourdrinier, sino que puede ser un tipo de máquina diferente. Por ejemplo, la máquina de papel 10 puede ser una máquina de papel cilíndrica.
[Método de producción de una hoja de papel]
La Figura 3 es un diagrama del proceso de producción que muestra los procesos para producir la hoja de papel 1 de acuerdo con la realización. Tal como se muestra en la Figura 3, en el método de producción de la hoja de papel 1 de acuerdo con la realización, un proceso de preparación de materia prima S1, un proceso del alambre S2, un proceso de prensado S3, un proceso de secado S4, un proceso de crepado S5, un proceso de bobinado S6 y un proceso de corte S7 se realizan secuencialmente. En el presente documento, los procesos S1 a S6 se realizan secuencialmente utilizando la máquina de papel 10.
En el proceso de preparación de materia prima S1, las fibras cortadas de éster de celulosa, las fibras de pasta y el aglutinante se dispersan uniformemente en agua y, de ese modo, se prepara la composición. La composición preparada se almacena temporalmente en el depósito 20.
Cabe señalar que el proceso de preparación de materia prima S1 puede incluir un proceso de batido para ajustar el enmarañado de las fibras. En el proceso de batido, por ejemplo, se utiliza un refinador conocido para batir mecánicamente las fibras contenidas en la composición en presencia de agua, triturando así las fibras. Como resultado, las fibras se cortan y se parten en trozos pequeños. En consecuencia, las fibras se desintegran y, además, las fibras se vuelven muy hidratadas e hinchadas, lo que da como resultado un mayor enmarañado de las fibras después de que se forma el papel.
En el proceso del alambre S2, la composición almacenada en el depósito 20 se extiende sobre la malla de alambre 21 de la parte de alambre 12, y se forma así el cuerpo de la hoja 30. Asimismo, la pluralidad de rodillos de alimentación 22 se hace girar para alimentar el cuerpo de la hoja 30 en la dirección de alimentación junto con la malla de alambre 21. Parte del agua en el cuerpo de la hoja 30 penetra a través de los huecos de la malla de alambre 21 y, por lo tanto, se elimina del cuerpo de la hoja 30. De esta manera, el cuerpo de la hoja 30 se deshidrata hasta cierto punto.
En el proceso de prensado S3, el cuerpo de la hoja 30 que ha pasado a través de la parte de alambre 12 se coloca sobre los cuerpos de fieltro 23, y la pluralidad de rodillos de alimentación 24 giran para alimentar el cuerpo de la hoja 30 en la dirección de alimentación junto con los cuerpos de fieltro 23. Parte del agua en el cuerpo de la hoja 30 es absorbida por la superficie de los cuerpos de fieltro 23. De esta manera, el cuerpo de la hoja 30 se deshidrata adicionalmente. Después, el cuerpo de la hoja 30 se hace pasar entre el rodillo de presión 25 y los cuerpos de fieltro 23 para presionar el cuerpo de la hoja 30 en la dirección del espesor, de ese modo se deshidrata aún más el cuerpo de la hoja 30.
Debe apreciarse que, en el proceso de prensado S3, solo se puede usar un par de cuerpos de fieltro 23, o se pueden usar dos o más pares de cuerpos de fieltro 23 dispuestos continuamente en la dirección de alimentación. En el proceso de prensado s 3, se puede utilizar una máquina de prensado para prensar el cuerpo de la hoja 30, o un equipo de deshidratación por succión para deshidratar de forma forzada el cuerpo de la hoja 30.
En el proceso de secado S4, el cuerpo de la hoja 30 que ha pasado a través de la parte de prensa 13 se alimenta en la dirección de alimentación mientras está en contacto con la superficie periférica del rodillo de calentamiento 26. En ese momento, el calor de la superficie periférica del rodillo de calentamiento 26 se transfiere al cuerpo de la hoja 30 y, por lo tanto, el cuerpo de la hoja 30 se calienta y se seca. En el proceso de secado S4, se puede utilizar un dispositivo de calentamiento, tal como una campana de aire caliente, junto con el rodillo de calentamiento 26.
Como se muestra en la Figura 2, en el proceso de crepado S5, por ejemplo, se usa una rasqueta 27 para separar el cuerpo de la hoja 30 de la superficie periférica del rodillo de calentamiento 26. Como resultado, una pluralidad de partes crepadas 1a, que están dispuestas en la dirección de flujo y se extienden en la dirección ortogonal, que es ortogonal a la dirección de flujo, se forman en el cuerpo de la hoja 30 cuando el cuerpo de la hoja 30 pasa a través de la parte de secado 14.
La dirección longitudinal de la rasqueta 27 coincide con la dirección axial del rodillo de calentamiento 26. Como resultado, en la presente realización, la pluralidad de partes crepadas 1a dispuestas en la dirección de flujo y que se extienden en la dirección ortogonal están formadas en el cuerpo de la hoja 30.
En el proceso de crepado S5, ajustando las velocidades periféricas V1 y V2, la proporción de crepado R de la hoja de papel 1 que se va a producir se establece en, por ejemplo, un valor dentro del intervalo de no menos del 5 % y no más del 35 %. Asimismo, estableciendo la proporción de crepado R en tal valor, el alargamiento de rotura de la hoja de papel 1 que se va a producir en la dirección de flujo se establece en un valor dentro del intervalo de no menos del 10 % y no más del 70 %.
La resistencia a la tracción de la hoja de papel 1 en la dirección de flujo se establece en un valor predeterminado mediante al menos uno de los siguientes métodos: un método para ajustar la proporción de mezcla de una pluralidad de tipos de fibras en el proceso de preparación de materia prima S1; un método para ajustar el enmarañado de las fibras ajustando el grado de batido; un método para ajustar el gramaje (cantidad total de fibra) en el proceso del alambre S2; y un método para ajustar la proporción de crepado R en el proceso de crepado S5. En el presente documento, a modo de ejemplo, la resistencia a la tracción de la hoja de papel 1 en la dirección de flujo se establece en un valor dentro del intervalo de no menos de 1,5 N/25 mm de anchura y menos de 40 N/25 mm de anchura.
Al completar el proceso de crepado S5, se obtiene la hoja de papel 1 en forma de cinta cuya dirección longitudinal (dirección de alimentación) es la dirección de flujo. En el proceso de bobinado S6, la hoja de papel 1 se enrolla en un rollo mediante el carrete de bobinado 28. En el proceso de corte S7, la hoja de papel 1 previamente enrollada en el rollo se somete a desenrollado y troceado (corte) para tener una anchura constante, y luego se vuelve a enrollar. De esta manera, la hoja de papel 1 se obtiene como un producto en forma de rollo.
Como se ha descrito anteriormente, el método de producción de la hoja de papel 1 de acuerdo con la presente realización incluye: un proceso de formación del cuerpo de la hoja (etapa de formación del cuerpo de la hoja) para formar el cuerpo de la hoja 30 que contiene las fibras cortadas de éster de celulosa, las fibras de pasta y el aglutinante; y el proceso de crepado (etapa de crepado) S5 de formar la pluralidad de partes crepadas 1a en el cuerpo de la hoja 30, de manera que la pluralidad de partes 1a crepadas están dispuestas en la dirección de flujo y se extienden en la dirección ortogonal, que es ortogonal a la dirección de flujo. (En este ejemplo, el proceso de formación del cuerpo de la hoja incluye el proceso de preparación de materia prima S1, el proceso del alambre S2, el proceso de prensado S3 y el proceso de secado S4.)
En el proceso de formación del cuerpo de la hoja, el cuerpo de la hoja 30 se forma en forma de cinta, de manera que la dirección longitudinal (dirección de alimentación) del cuerpo de la hoja 30 sea la dirección de flujo. En el método de producción de hojas de papel, la proporción de crepado R de la hoja de papel 1 se establece en un valor dentro del intervalo de no menos del 5 % y no más del 35 %. Asimismo, en el método de producción de hojas de papel, ajustando la proporción de crepado R al valor, el alargamiento por tracción de la hoja de papel 1 en la dirección de flujo se establece en un valor dentro del intervalo de no menos del 10 % y no más del 70 %.
En el método de producción de hojas de papel, la resistencia a la tracción de la hoja de papel 1 en la dirección de flujo
se establece en un valor dentro del intervalo de no menos de 1,5 N/25 mm de anchura y menos de 40 N/25 mm de anchura ajustando al menos una de las proporciones de mezcla de las fibras cortadas de éster de celulosa, las fibras de pasta y el aglutinante, el gramaje de la hoja de papel 1, el grado de batido de las fibras cortadas de éster de celulosa y las fibras de pasta, y la proporción de crepado de la hoja de papel 1. En el método de producción de hojas de papel, se utiliza como aglutinante una sal alcalina de un polisacárido que contiene un grupo carboxilo.
Debe apreciarse que, en el proceso de preparación de materia prima S1, no es esencial que el aglutinante esté incluido en los componentes de la composición. Es decir, por ejemplo, dependiendo de la propiedad del aglutinante, el proceso de adición de aglutinante se puede realizar por separado del proceso de preparación de materia prima S1. Por ejemplo, en al menos uno del proceso del alambre S2, el proceso de prensado S3 y el proceso de secado S4, un líquido que contiene el aglutinante se puede rociar o aplicar al cuerpo de la hoja, o el cuerpo de la hoja se puede sumergir en el líquido que contiene el aglutinante.
(Ensayo de validación)
[Método de ensayo]
Se produjo una hoja de papel utilizando fibras cortadas de acetato de celulosa, fibras de pasta kraft de madera blanda y sal sódica de carboximetilcelulosa (con un grado de esterificación de 0,86; CMC1220 disponible de Daicel Corporation). La relación ponderal de las fibras cortadas de acetato de celulosa, las fibras de pasta kraft de madera blanda y la sal sódica de carboximetilcelulosa se ajustó a 49,5:49,5:1,0.
En el proceso de crepado, se formaron partes crepadas en cada uno de una pluralidad de cuerpos de hoja, y la proporción de crepado R se varió entre la pluralidad de cuerpos de hoja. De esta manera, se produjeron hojas de papel de los Ejemplos Comparativos 1, 2 y los Ejemplos 1 a 17, de modo que el valor del gramaje de cada hoja de papel se ajustó a 21, 25, 35 y 40 g/m2
Un ensayo de alargamiento de rotura en la dirección de flujo (alargamiento de rotura por tracción) (conforme al método de JIS P8113), un ensayo de resistencia a la tracción en la dirección de flujo (conforme al método de JIS P8113), un ensayo de desintegrabilidad en agua (conforme al método de JIS P4501) y un ensayo de resistencia al aire (permeabilidad al aire) (conforme al método de JIS P8117) se realizaron en cada una de las hojas de papel de los Ejemplos Comparativos 1, 2 y los Ejemplos 1 a 17.
En el ensayo de alargamiento de rotura y el ensayo de resistencia a la tracción, la anchura de una pieza de ensayo de cada hoja de papel (la anchura en la dirección ortogonal, que es ortogonal a la dirección de flujo) se estableció en 25 mm de anchura ± 0,1 mm. También, la dimensión de espesor máximo de cada una de las hojas de papel de los Ejemplos Comparativos 1, 2 y Ejemplos 1 a 17 en un estado natural (esto es, un estado en el que no se aplica tensión a la hoja de papel) se midió con un medidor de espesor (medidor de espesor de esfera).
Además, se utilizó un equipo que incluye un par de rodillos de conformación, un equipo que simula un aparato de producción de filtros de cigarrillos, para comprobar la formabilidad de cada una de las hojas de papel de los Ejemplos Comparativos 1, 2 y los Ejemplos 1 a 17 en el caso de producir un filtro para cigarrillos utilizando la hoja de papel. Específicamente, cada uno de los pares de rodillos de conformación usados en el presente documento está provisto de una pluralidad de partes elevadas y rebajadas formadas en la superficie periférica de los mismos, de modo que las partes elevadas y rebajadas se extienden en la dirección circunferencial de cada rodillo de conformación. El par de rodillos de conformación se dispuso de tal manera que las superficies periféricas de los rodillos de conformación respectivos se engranaron entre sí. Cada hoja de papel se hizo pasar entre el par de rodillos de conformación en la dirección de flujo para someter la hoja de papel a un procesamiento tridimensional y, en ese momento, se comprobó si se formaron o no grietas en la hoja de papel. Asimismo, cada hoja de papel se alimentó a una velocidad de alimentación de 100/min, y se comprobó si la hoja de papel podía rebobinarse sin romperse.
Se utilizó una evaluación de tres grados para evaluar la formabilidad de cada hoja de papel. Específicamente, en un caso en el que no se formaron grietas importantes en la superficie de la hoja de papel cuando la hoja de papel se sometió al procesamiento tridimensional, y la hoja de papel pudo rebobinarse sin romperse con frecuencia, la hoja de papel se evaluó como "A". En un caso en el que no se formaron grietas importantes en la superficie de la hoja de papel cuando la hoja de papel se sometió al procesamiento tridimensional, o la hoja de papel se pudo rebobinar sin romperse con frecuencia, esto es, en un caso en el que solo se cumplió una de estas dos condiciones, la hoja de papel se evaluó como "B". En un caso en el que se formaron grietas importantes en la superficie de la hoja de papel cuando la hoja de papel se sometió al procesamiento tridimensional, y la rotura de la hoja de papel se produjo con frecuencia cuando se rebobinó la hoja de papel, la hoja de papel se evaluó como "C". La Tabla 1, la Tabla 2 y las Figuras 4 a 7 muestran los resultados del ensayo.
La Figura 4 es un gráfico que muestra una relación entre el alargamiento de rotura y la resistencia a la tracción de cada una de las hojas de papel de los Ejemplos Comparativos 1, 2 y los Ejemplos 1 a 17. La Figura 5 es un gráfico que muestra una relación entre la proporción de crepado R y la resistencia a la tracción de cada una de las hojas de papel de los Ejemplos Comparativos 1, 2 y los Ejemplos 1 a 17. La Figura 6 es un gráfico que muestra una relación
entre la proporción de crepado R y el alargamiento de rotura de cada una de las hojas de papel de los Ejemplos Comparativos 1, 2 y los Ejemplos 1 a 17. La Figura 7 es un gráfico que muestra una relación entre la proporción de crepado R y la resistencia al aire de cada una de las hojas de papel de los Ejemplos Comparativos 1, 2 y los Ejemplos 1 a 17.
Resultados del ensayo
Como se muestra en la Tabla 1, la Tabla 2 y la Figura 4, se ha confirmado que la resistencia a la tracción y el alargamiento de rotura de cada una de las hojas de papel de los Ejemplos Comparativos 1, 2 y los Ejemplos 1 a 17 son sustancialmente inversamente proporcionales entre sí, y que cuanto mayor es la proporción de crepado R, mayor será el alargamiento de rotura.
Como se muestra en la Figura 6, cuanto mayor sea la proporción de crepado R, más tiende a estirarse la hoja de papel en la dirección de flujo y aumenta el alargamiento de rotura. Asimismo, como se muestra en la Figura 5, la resistencia a la tracción disminuye según aumenta la proporción de crepado R. La disminución de la resistencia a la tracción se debe a que el gramaje (cantidad de fibra) del cuerpo de la hoja es pequeño en los procesos S2 a S4, que son los procesos realizados antes de que se formen las partes crepadas en el cuerpo de la hoja, esto es, debido a que el gramaje (cantidad de fibra) del cuerpo de la hoja extendido es pequeño.
En el proceso de crepado S5, se aplica una fuerza externa correspondiente a la proporción de crepado R al cuerpo de la hoja en el espacio entre el rodillo de calentamiento y la rasqueta. La fuerza externa afloja la unión entre las fibras del cuerpo de la hoja, que es otro factor que causa la disminución de la resistencia a la tracción. Se ha confirmado a partir de los resultados del ensayo que cuanto menor es el gramaje de la hoja de papel (esto es, menor es la cantidad de fibra en la hoja de papel), mayor será la disminución de la resistencia a la tracción de la hoja de papel.
A partir de los datos que se muestran en la Tabla 1, la Tabla 2 y la Figura 4, se considera lo siguiente: dentro de los intervalos adoptados en los ensayos, por ejemplo, estableciendo la proporción de crepado R de la hoja de papel en un valor dentro del intervalo de no menos del 5 % y no más del 35 % y formando la pluralidad de partes crepadas, que están dispuestas en la dirección de flujo y se extienden en la dirección ortogonal, que es ortogonal a la dirección de flujo, en la hoja de papel, o estableciendo la resistencia a la tracción de la hoja de papel en un valor dentro del intervalo de no menos de 1,5 N/25 mm de anchura y menos de 40 N/25 mm de anchura y formando la pluralidad de partes crepadas, que están dispuestas en la dirección de flujo y se extienden en la dirección ortogonal, que es ortogonal a la dirección de flujo, en la superficie de la hoja de papel, la resistencia a la rotura y la resistencia a la tracción de la hoja de papel se pueden equilibrar.
Se ha encontrado que cada una de las hojas de papel de los Ejemplos 1 a 17 presenta un mayor alargamiento de rotura y mejor formabilidad que las hojas de papel de los Ejemplos Comparativos 1 y 2. La razón de esto se considera que, dado que la pluralidad de partes crepadas que se extienden en la dirección ortogonal, que es ortogonal a la dirección de flujo, se forman en cada una de las hojas de papel de los Ejemplos 1 a 17, cuando se ejerce tensión en la dirección de flujo en cada una de estas hojas de papel, la hoja de papel se puede estirar en la dirección de flujo y es menos probable que se dañe.
También se considera lo siguiente: dado que cada una de las hojas de papel de los Ejemplos 1 a 17 se sometió al proceso de crepado S5, la pluralidad de partes crepadas adecuadas para el procesamiento tridimensional se formaron en cada una de estas hojas de papel; por consiguiente, cuando cada hoja de papel se sometió al procesamiento tridimensional por el par de rodillos de conformación, la hoja de papel se estiró; y como resultado de ello, la hoja de papel se formó favorablemente.
Se formaron grietas importantes en la hoja de papel del Ejemplo Comparativo 1 cuando la hoja de papel se sometió al procesamiento tridimensional, y también, la rotura de la hoja de papel se producía con frecuencia cuando se rebobinaba. Por tanto, se encontró que la formabilidad de la hoja de papel del Ejemplo Comparativo 1 era baja. Cuando se rebobinó la hoja de papel del Ejemplo Comparativo 2, no se produjeron roturas frecuentes de la hoja de papel. Sin embargo, cuando la hoja de papel del ejemplo comparativo 2 se sometió al procesamiento tridimensional, se formaron grietas importantes en la hoja de papel. Por tanto, se encontró que la formabilidad de la hoja de papel del Ejemplo Comparativo 2 era baja.
En el Ejemplo 7, la proporción de crepado R fue del 35 %. En el Ejemplo 8, la proporción de crepado R fue del 40 %. Por consiguiente, cada uno de los Ejemplos 7 y 8 presentó un alargamiento de rotura alto y favorable, pero su formabilidad fue relativamente baja. Específicamente, en cada uno de los Ejemplos 7 y 8, no se encontraron grietas importantes en la hoja de papel cuando se sometió al procesamiento tridimensional. Sin embargo, en el momento de rebobinar la hoja de papel, cuando se incrementó la velocidad de rotación del rodillo de rebobinado, se produjo una ligera rotura de la hoja de papel.
Dado que el gramaje de cada una de las hojas de papel de los Ejemplos 7 y 8 era un valor relativamente bajo de 25 g/m2, cuando se estiraron las partes crepadas de cada una de estas hojas de papel, el gramaje de la hoja de papel, esto es, la cantidad de fibra por unidad de área, era bajo, y el enmarañado de las fibras entre sí era bajo. Se presume que estos factores han provocado la ligera rotura de la hoja de papel. También se considera que, en el caso de establecer la proporción de crepado R en un valor superior al 35 %, es deseable establecer el gramaje de la hoja de papel en más de 25 g/m2.
También se ha encontrado en la Tabla 1, la Tabla 2 y la Figura 7 que, en el caso de cada una de las hojas de papel
de los Ejemplos 1 a 17, cuanto mayor sea la proporción de crepado R, menor será la resistencia al aire. La razón de esto se considera que en el caso de cada una de las hojas de papel de los Ejemplos 1 a 17, cuanto mayor sea la proporción de crepado R, más se dispersen las fibras en la dirección del espesor de la hoja de papel para reducir la densidad, permitiendo que el gas pase a través del interior de la hoja de papel más fácilmente.
Por consiguiente, en el caso de producir un producto filtrante, tal como un filtro de cigarrillo, utilizando la hoja de papel 1 de la realización, se considera que, por ejemplo, aumentando adecuadamente la proporción de crepado R, la caída de presión se puede reducir manteniendo una procesabilidad adecuada en el producto de filtrado. Se considera a partir de los resultados mostrados en la Figura 4 que, por ejemplo, estableciendo la proporción de crepado R de la hoja de papel en un valor dentro del intervalo de no menos del 5 % y no más del 35 %, puede producirse un filtro de cigarrillo que tiene excelentes propiedades de aspecto, esto es, no se abolla ni se dobla fácilmente, y que tiene una caída de presión adecuada. En los Ejemplos 1 a 17, estableciendo la proporción de crepado R en tal valor, el alargamiento por tracción de la hoja de papel en la dirección de flujo se establece en un valor dentro del intervalo de no menos del 10 % y no más del 70 %.
A través de otros ensayos realizados por los inventores de la presente invención, se ha confirmado que, en el caso de producir un filtro de cigarrillo utilizando una hoja de papel cuyo gramaje es de 25 g/m2 o 35 g/m2, estableciendo la proporción de crepado R en un valor no inferior al 5 %, la formación de grietas en la hoja de papel se puede suprimir en el momento de formar la hoja de papel en forma columnar y la estructura interna del filtro de cigarrillo se puede hacer uniforme más fácilmente y, en consecuencia, se ha descubierto que el rendimiento de filtración del filtro de cigarrillo se puede estabilizar más fácilmente mientras se obtiene una hermosa sección transversal circular del filtro de cigarrillo.
Se ha confirmado que, en el caso de las hojas de papel de los Ejemplos 1 a 17, cuanto mayor sea la proporción de crepado R, mayor será la dimensión del espesor de la hoja de papel. La razón de esto es que cuanto mayor es la proporción de crepado R, más partes crepadas se forman en la hoja de papel, haciendo que la hoja de papel sea más voluminosa.
Por consiguiente, se considera que cuando se produce una tela no tejida desmaquillante o una hoja de limpieza utilizando la hoja de papel 1 de la realización, aumentando adecuadamente la proporción de crepado R, el producto procesado se puede hacer voluminoso y se puede aumentar el efecto de eliminación de maquillaje o el efecto de limpieza del producto procesado.
Se ha comprobado que, en el caso de utilizar una hoja de papel cuyo gramaje no sea inferior a 21 g/m2 como un producto en forma de rollo, estableciendo la resistencia a la tracción de la hoja de papel para que sea superior a 1,5 N/25 mm de anchura, la hoja de papel se puede alimentar de forma estable en el proceso de rebobinado incluso a una velocidad de 100 m/min o superior.
En el presente documento, si la proporción de crepado R es demasiado baja, es menos probable que se confiera suficiente capacidad de estiramiento a la hoja de papel. Por otro lado, si la proporción de crepado R es demasiado alta, existe el riesgo de que el cuerpo de la hoja o la hoja de papel se afloje mientras se alimenta debido a un estiramiento excesivo (esto es, la tensión ejercida sobre el cuerpo de la hoja o la hoja de papel para alimentar el cuerpo de la hoja o la hoja de papel no se puede mantener lo suficiente) y que la resistencia se reduzca, provocando una dificultad para producir de forma estable la hoja de papel o el producto procesado.
Por lo tanto, es deseable ajustar la proporción de crepado R de la hoja de papel teniendo en cuenta, por ejemplo, el tipo de producto procesado que se producirá utilizando la hoja de papel, las condiciones de procesamiento de la hoja de papel y la tensión en la dirección de alimentación ejercida sobre el cuerpo de la hoja o la hoja de papel alimentada en la máquina de papel o máquina de procesamiento.
Aplicabilidad industrial
Como se ha descrito anteriormente, cada aspecto de la presente invención tiene un excelente efecto ventajoso de poder, en el caso de producir productos procesados utilizando una hoja de papel que contenga fibras cortadas de éster de celulosa, evitar daños a la hoja de papel y mejorar la eficiencia de producción de los productos procesados. Por lo tanto, la presente invención es útil cuando se aplica ampliamente como una hoja de papel y un método de producción de hojas de papel, que permiten ejercer de manera significativa el efecto ventajoso anterior.
Lista de símbolos de referencia
1 hoja de papel
1a parte crepada
30 cuerpo de la hoja
Claims (13)
1. Una hoja de papel que comprende:
fibras cortadas de éster de celulosa;
fibras de pasta; y
un aglutinante, donde
se forma una pluralidad de partes crepadas en la hoja de papel, de manera que las partes crepadas están dispuestas en una dirección de flujo de las fibras cortadas de éster de celulosa y las fibras de pasta y se extienden en una dirección ortogonal, que es ortogonal a la dirección de flujo.
2. La hoja de papel de acuerdo con la reivindicación 1, donde
la hoja de papel tiene forma de cinta, de manera que una dirección longitudinal de la hoja de papel sea la dirección de flujo.
3. La hoja de papel de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, donde
una proporción de crepado de la hoja de papel se establece en un valor dentro de un intervalo de no menos del 5 % y no más del 35 %.
4. La hoja de papel de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde
un alargamiento de rotura de la hoja de papel en la dirección de flujo se establece en un valor dentro de un intervalo de no menos del 10 % y no más del 70 %.
5. La hoja de papel de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde
una resistencia a la tracción de la hoja de papel en la dirección de flujo se establece en un valor dentro de un intervalo de no menos de 1,5 N/25 mm de anchura y menos de 40 N/25 mm de anchura.
6. La hoja de papel de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde
el aglutinante es una sal alcalina de un polisacárido que contiene un grupo carboxilo.
7. La hoja de papel de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde la hoja de papel es un material de filtro de un filtro de cigarrillo.
8. Un método de producción de una hoja de papel, que comprende:
una etapa de formación del cuerpo de la hoja para formar un cuerpo de la hoja que contiene fibras cortadas de éster de celulosa, fibras de pasta y un aglutinante; y
una etapa de crepado para formar una pluralidad de partes crepadas en el cuerpo de la hoja, de manera que las partes crepadas están dispuestas en una dirección de flujo de las fibras cortadas de éster de celulosa y las fibras de pasta y se extienden en una dirección ortogonal, que es ortogonal a la dirección de flujo.
9. El método de producción de una hoja de papel de acuerdo con la reivindicación 8, donde
la etapa de formación del cuerpo de la hoja incluye formar el cuerpo de la hoja en forma de cinta, de manera que una dirección longitudinal del cuerpo de la hoja sea la dirección de flujo.
10. El método de producción de una hoja de papel de acuerdo con la reivindicación 8 o 9, donde
una proporción de crepado de la hoja de papel se establece en un valor dentro de un intervalo de no menos del 5 % y no más del 35 %.
11. El método de producción de una hoja de papel de acuerdo con la reivindicación 10, donde
ajustando la proporción de crepado a ese valor, un alargamiento por tracción de la hoja de papel en la dirección de flujo se establece en un valor dentro de un intervalo de no menos del 10 % y no más del 70 %.
12. El método de producción de una hoja de papel de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, donde
la resistencia a la tracción de la hoja de papel en la dirección de flujo se establece en un valor dentro de un intervalo de no menos de 1,5 N/25 mm de anchura y menos de 40 N/25 mm de anchura ajustando al menos una de las proporciones de mezcla de las fibras cortadas de éster de celulosa, las fibras de pasta y el aglutinante, un gramaje de la hoja de papel, un grado de batido de las fibras cortadas de éster de celulosa y las fibras de pasta, y una proporción de crepado de la hoja de papel.
13. El método de producción de una hoja de papel de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, donde
se utiliza como aglutinante una sal alcalina de un polisacárido que contiene un grupo carboxilo.
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