BR9904336B1

BR9904336B1 - correia de prensa e revestimento de rolete de prensa para fabricaÇço de papel.

Info

Publication number: BR9904336B1
Application number: BRPI9904336-0A
Authority: BR
Inventors: Francis L Davenport; John R Gray
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1999-09-23
Publication date: 2011-07-26
Also published as: NO996300D0; NO315332B1; DE69915784D1; BR9904336A; KR20000047451A; CA2290153A1; AU4246299A; ZA995591B; CA2290153C; ES2218975T3; EP1010806A3; ATE262612T1; EP1010806A2; DE69915784T2; ID24008A; US6136151A; AU730628B2; NO996300L; EP1010806B1; JP2000178890A

Description

"CORREIA DE PRENSA E REVESTIMENTO DE ROLETE DEPRENSA PARA FABRICAÇÃO DE PAPEL"

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção é direcionada a uma correia ea um revestimento de rolete para uso na fabricação de papel,mais particularmente, uma correia e um revestimento derolete para uso da seção de prensa de uma máquina defabricação de papel que aperfeiçoa a suavidade e acapacidade de impressão da superfície da folha.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA ANTERIOR

Na seção de prensa de uma máquina de fabricação depapel, a função principal dos tecidos que são usados e queentram em contato com a tela ou a folha de papel,normalmente conhecidos como tecidos de prensa ou feltros, éa de retirarem a água da folha de papel úmida de formaeficiente e uniforme. Ao mesmo tempo é importante que,enquanto proporcionando essa função eles não marquem a folhade papel. Contudo, todos os tecidos de prensa, devido anatureza fibrosa da superfície do tecido, tambémproporcionam sua textura de superfície no mesmo grau que afolha de papel.

Nas prensas que utilizam dois tecidos de prensasindo através do nip de prensa com a folha de papelintercalada entre as mesmas, a folha é desumidecida a partirde ambos os lados, aperfeiçoando a eficiência da prensa,claro, uma vez que exista uma carga mecânica aplicada deforma adequada para pressionar a água para fora da folha depapel. Ambos os lados da folha, contudo, irão então, em umcerto grau, reter uma certa quantidade de superfície fibrosados tecidos de prensa proporcionados à mesma, desse modoproporcionando à folha uma suavidade menos otimizada.

Uma outra preocupação com os tecidos de prensas éum fenômeno chamado seguimento de folha. Os tecidosenvelhecem e suas propriedades mudam, um dos tecidos irátender a ser mantido sobre a folha após sua saída do nip deprensa. Se a situação se deteriora em um grau muito grande,a folha irá quebrar a partir de seu trajeto contínuo parafora do nip de prensa e seguir um dos tecidos de prensa emtorno do trajeto de tecido de prensa. Tipicamente issorequer que a máquina/prensa seja fechada para remover afolha, e quaisquer componentes danificados. Isso induz umaperda de produtividade e de receita.

Adicionalmente, tecidos de prensa típicos, devidoà sua natureza fibrosa, também tendem a "inchar" conformeeles envelhecem. Isso é, os componentes de fornecimento paraa fabricação de papel tornam-se hospedados dentro dasuperfície do tecido de prensa. Isso pode induzir a umamudança nas propriedades de retirada de água e pode levar aofenômeno de seguimento de folha acima citado. Sobretudo, seo enchimento não é uniforme, ou se a superfície de tecidofor perturbada por dispositivos mecanismos empregados (porexemplo, chuveiros de água de alta pressão) para manter asuperfície livre de contaminante, isso pode levar a um outrofenômeno chamado de captação de folha. Aqui, conforme afolha entra em contato intimo com os tecidos de prensas nonip, a superfície da folha é captada conforme asfolhas/tecidos separam conforme elas saem do nip. Fibraspequenas de celulose ou partes das mesmas ou outrosmateriais orgânicos ou inorgânicos que formem a folha sãoaleatórios e não uniformemente puxados/captados a partir dasuperfície da folha todas as vezes que o tecido/folha forseparado. Isso leva a uma deterioração adicional dasuperfície da folha a partir do ponto de vista de capacidadede impressão, qualidade e suavidade. Para corrigir talcaptação da folha, etapas de processamento de papeladicionais, tal como a calandragem, devem ser feitas nafolha para aumentar suas propriedades de superfície,particularmente, a suavidade.

Na situação em que um nip de prensa utiliza umtecido de prensa, a folha entra em contato com duassuperfícies muito dessemelhantes, o tecido de prensa e umdos roletes de prensa. O rolete de prensa pode incluir umrevestimento de rolete que é muito suave e que proporcionauma superfície uniforme para a folha de papel. Um sistema defabricação de papel designado adequadamente irá dispor oscomponentes da máquina (conformador, prensa, secador, ecalandras) para assegurar que as superfícies de papel sejamiguais para os propósitos de impressão. Em algumas grades, tal como painel de revestimento, revestimento de topo brancoou painel de dobramento de cartolina, um lado da folha suavee um lado rugoso é realmente um benefício a partir de umponto de vista de uso final.

Mesmo com as prensas com um tecido e um rolete, eles podem, contudo, ainda ter problemas com seguimento defolha e com a captação da folha. Os projetos do tecido deprensas podem ser utilizados para minimizar esse problema.Os fabricantes de revestimento de rolete de prensa temprocurado desenvolver revestimentos liberáveis que pretendemminimizar a tendência de captação da superfície da folha.Contudo, atualmente os revestimentos ainda necessitam sermonitorados para manter a superfície limpa de detritos, eainda captando a superfície da folha conforme ela passaatravés do nip de prensa.

A razão para isso é que uma vez que a folha depapel úmida tende a seguir a superfície mais suave ou a maisúmida do nip de prensa, a folha tende a seguir orevestimento de rolete por alguma distância em suacircunferência conforme ele sai do nip. A folha é então puxada para fora da superfície do rolete uma vez que apróxima posição a jusante (por exemplo, a seção de secador)está trabalhando em uma alta velocidade. A folha éliteralmente puxada para fora do revestimento de rolete.Conforme a velocidade aumenta, as forças requeridas parafazer isso se tornam substanciais.

Na patente norte-americana número 412.656, ésugerido o uso de uma correia de borracha em uma máquina depapel simples. A superfície da correia proposta difere umpouco a partir dos revestimentos do rolete usados então, eaté o presente onde ele ainda resulte na captação da folha emenos por sua liberação otimizada da folha.

Na patente norte-americana número 4.552.620 éensinada uma correia que funciona tanto como um revestimentode contato de folha e a correia de prensa de sapata com umaquímica muito específica e textura de superfície. Ela,contudo, tem uma textura "similar a pedra" que é similar aorolete de prensa de granito. Os roletes de prensa de granitorequerem raspagem conforme eles induzem a captação. Elestambém requerem uma força substancial para liberar a folha apartir da superfície devido ao filme de água entre a folha eo rolete, que é a razão pela qual a folha adere tão bem àsuperfície do rolete.

A patente norte-americana número 4.483.745 ensinaum aparelho de prensa que utiliza o que é tipicamenteconhecido como uma correia de transferência. Aqui a correiaestá em contato com uma superfície da tela de papel atravésde nip e similares. A correia sustenta a folha (semestiramento aberto) e transporta a mesma a partir de umaestação para a outra. A correia é impermeável erelativamente suave e rígida, de modo que a folha de papelpode seguir a correia ao deixar o nip de prensa sem serreumedecida por um tecido de prensa ou outra correiapermeável. Essa disposição é baseada no fato que a folha depapel irá seguir a superfície a qual ele pode ser maisfortemente aderido por um filme de água contínuo e fino.

Contudo, nenhuma estrutura da correia é ajustada além de serdescrita como tendo uma superfície superior suave com umasuavidade e uma rigidez ou densidade geralmente similar a umrevestimento de rolete de prensa plana. O que não estáendereçado é a dificuldade que pode ser encontrada naobtenção de remover uma folha de papel úmido a partir dasuperfície de tal correia em uma máquina de fabricação de papel.

A patente norte-americana número 5.298.124 ensinauma correia de transferência que permite que a folha sejatransportada a partir de uma estação para a outra semreumedecer a folha. A correia tem uma base de suporte com umrevestimento polimérico enchido com partículas. A correia éresponsiva à pressão e feita relativamente suave no nip deprensa, permitindo que um filme fino de água seja formadoentre a correia e a folha. Mediante a saída do nip deprensa, ele retorna para sua forma não comprimida paraquebrar o filme de água para permitir que a folha sejatransferida para a próxima correia de transporte de folha.

Apesar dessa correia ter sido bem executada comrelação às suas propriedades de transferência, ela não marcaa folha, a correia é responsiva à pressão. Isso é, existealgum tempo requerido após a tela de correia/papel deixar onip de prensa antes do filme de água quebrar, permitindo quea folha seja liberada para a próxima posição.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Desse modo, é um objetivo principal da invençãoproporcionar uma correia de prensa que permite a suavidade ea capacidade de impressão aperfeiçoada da folha.

Ê também um objetivo adicional da invençãoproporcionar uma correia de prensa que não somenteaperfeiçoa a qualidade da folha mas também impede oseguimento de folha e a captação da folha, e reduz anecessidade de uma calandragem a jusante.

É um objetivo adicional de invenção proporcionarum revestimento do rolete de prensa com propriedade deliberação da folha aperfeiçoado.

É também um objetivo adicional da invençãoproporcionar uma correia de prensa de sapata de nip longo que também funciona com liberação excelente de folha.Uma característica da presente invenção éproporcionar uma correia com alguns componentes similaresaos da correia de transferência da patente norte-americananúmero 5.298.124, a descrição da qual é incorporada aquicomo referência, para uso como uma correia de prensa, oucomo uma cobertura de rolete para um rolete de prensa. Acorreia pode também ser usada como uma correia para umaprensa de sapata de nip estendido, como sugerido pelapatente norte-americana número 4.552.620, a descrição daqual é aqui incorporada como referência. Com relação a isso,tal correia de prensa, assim configurada, aperfeiçoa acapacidade de impressão da folha sendo formada e impede asdesvantagens dos tecidos de prensa típicos e correias comoacima citado. Devido a natureza da superfície de correia quetem uma rugosidade em micro escala fina em todo o tempo, secomprimida no nip de prensa ou não comprimida fora do nip deprensa, permite a provisão de uma folha suave, nenhumseguimento ou captação de folha e liberação de folharelativamente fácil e em tempo. Essas vantagens podem serrealizadas através do uso de tal correia como uma correia deprensa de laço, como uma cobertura de rolete para um roletede prensa, ou uma correia para uma prensa de sapata de nipestendido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSAssim pela presente invenção, seus objetivos evantagens serão realizados, a descrição da qual pode sertomada em conjunto com os desenhos, onde:

a figura 1 é uma vista representativa esquemáticade uma disposição de prensa incluindo uma correia de prensaproporcionando uma folha aperfeiçoada com suavidade ecapacidade de impressão, incorporando os ensinamentos dapresente invenção;

a figura 2 é uma vista em corte transversal,tomada na direção da máquina de uma correia usada como umcorreia de prensa ou revestimento de rolete de prensa;

a figura 3 é uma vista em seção transversal do usode um revestimento de rolete de prensa em um rolete deprensa incorporando os ensinamento da presente invenção; ea figura 4 é uma vista em corte transversal dacorreia usada como uma correia de prensa de sapata de niplongo, incorporando os ensinamentos da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA MODALIDADE PREFERIDA

Voltando agora mais particularmente para osdesenhos, a figura 1 ilustra uma parte de prensarepresentativa 10 de uma máquina de fabricação de papel. Umacorreia de prensa 12 é ilustrada passando entre o nip 14formado entre um primeiro rolete de prensa 16 e um segundorolete de prensa 18. Na ilustração, que é uma prensa defeltro duplo, um tecido de prensa 20 é ilustrado na parteinferior do mesmo com a correia de prensa 12 substituindo otecido de prensa superior normalmente usado. Isso, claro,pode ser revertido desde que a correia de prensa sejacolocada no lado em contato com a superfície da folha ondesão necessárias a suavidade e a capacidade de impressão.

Também, apesar da prensa dupla de feltro ser ilustrada, deveser entendido que, em uma prensa de feltro únicoconvencional (rolete ou sapata) uma correia de prensatrabalhando pode ser adicionada, de modo que novamenteresulte em uma configuração similar à da figura 1. Também orevestimento do rolete de prensa pode ser substituído pelacorreia de prensa ao invés de ter uma correia independentetrabalhando. Onde uma perda na retirada da água pode sertolerada, deve ser entendido que, em uma prensa de feltroúnico convencional (rolete ou sapata) o tecido de prensapode ser substituído pela correia de prensa novamente,contudo, com a folha estando em contato com a correia deprensa no lado onde a suavidade e a capacidade de impressãoé desejada.

Voltando agora para a figura 2, é ilustrada umaseção transversal da correia de prensa 12 tendo propriedadese características desejadas. A correia como descrita edefinida em detalhes na patente norte-americana número5.298.124 tem algumas características da correia de prensadessa invenção. Em resumo, a base 24 pode tomar umavariedade de formas, tecida ou não tecida tendo um lado defundo 26 e um lado de papel 28. Pode ser incluída uma telafibrosa 30 com um material têxtil fixado no lado de fundo 26ao invés de ou em adição à tela 30. Os fios de tramasuperior 32 e os fios de trama inferior 34 são ilustradosjunto com os fios urdidos 36 e o revestimento 38 no lado depapel 28.

É importante observar, contudo, que a presenteinvenção é impermeável a água, ar ou óleo. Como uma correiade prensa ou uma correia de prensa de sapata de nip longo, osuporte de base pode novamente ser qualquer uma estruturausada comumente e disponível para uma pessoa versada natécnica. Apesar de ser preferível o uso de uma correia semfim, a correia em ambos os casos pode estar na máquinacosturada. Tal como um revestimento de correia de prensa,estruturas de reforço diferentes podem ser usadas comorequerido para dar ao revestimento de rolete integridadeestrutural adequada.

Uma importante diferença entre essa invenção e aque é ensinada na patente norte-americana número 5.298.124 éque na a correia inventiva ou revestimento de rolete, asmicro rugosidade da superfície e tanto as áreas hidrofílicasquanto hidrofóbicas sempre existem, sem considerar a pressãodo nip de prensa, para impedir a formação de um filme deágua contínuo na interface entre a tela de papel e asuperfície de revestimento de rolete de correia. Essasuperfície facilita virtualmente, de forma instantânea, aliberação da folha. Essas micro rugosidades, comparadas comos tecidos de prensa convencionais, impedem a transferênciade textura para a superfície da folha quando comprimido nonip. Também a carga de prensa pode ser aumentada uma vez quenenhuma superfície adicional marcada pode ser encontrada,adicionalmente aperfeiçoando a retirada da água da folha(pelo tecido de prensa no nip), permitindo para um aumentode velocidade. A calandragem a jusante pode ser reduzida,permitindo o volume da folha (relativo a rigidez da dobra)ser mantido com suavidade aperfeiçoada. A manutenção, alimpeza/condicionamento da correia de prensa podem serminimizadas ou mesmo eliminadas.

Foi observado que a modificação da formulação e/ouda estrutura da correia resulta em uma presença contínua demicro rugosidade requeridas.

Correias com 0%, 20% e 35% de enchimento de argilaforam feitas. A argila é considerada como sendo hidrofílicacomparada com um material em resina. É bem conhecido que aenergia de superfície mais alta é desejável para permitirque a folha siga a superfície da correia. Baixa energia desuperfície é desejada para permitir que a folha sejaliberada.É também conhecido que as rugosidades de microescala são desejadas para impedir a formação de um filme deágua contínuo. Um filme de água contínuo proporciona uma boaadesão da folha com a correia. Contudo, para uma correia deprensa da invenção isso é desejável.

Com relação a isso, uma teste de imersão simplesfoi desenvolvido para determinar a liberação da água. Umaalta marcação significa que menos água é retida sobre asuperfície da correia, promovendo uma boa liberação dafolha.

Como pode ser visto na Tabela I, essaspropriedades são resumidas (um processo de classificaçãorelativo foi usado).

TABELA I

<table>table see original document page 14</column></row><table>

A correia com 2 0% de enchimento se comportou muitobem com relação a liberação da folha. Apesar de ter umaenergia de superfície medida mais alta, as propriedades deliberação da folha podem ser explicadas pela boa microrugosidade e pelas características hidrofílicas/hidrofóbicasde locais aleatórios na correia.

A correia com 0% de enchimento pode não liberar afolha, mesmo apesar de ter uma natureza hidrofóbica. Foimuito suave e não auxiliou na ruptura do filme de água entreas superfícies da correia e da folha de papel. A correia com35% de enchimento libera a folha somente uma certa distânciaapós o nip de prensa. Ela se comportou de forma similar auma correia feita de acordo com os ensinamentos da patentenorte-americana número 5.298.124. Tendo em mente que a"rugosidade" da última correia está realmente presentesomente após um período de tempo como o tecido recobrindo olado externo do nip de prensa. Nesse sentido, vide a figura6 da dita patente que é um Microscópio Eletrônico devarredura da seção transversal de uma correia aqui ensinada.

Uma correia com as propriedades acima foi testadaem uma máquina piloto experimental. O propósito do exercíciofoi avaliar a liberação da folha comparada com orevestimento de "liberação de rolete" normal comercial. Aavaliação foi tanto visual (geometria da folha conforme elalibera do revestimento de rolete ou correia) e pelaquantidade do "esmigalhamento" coletado por uma raspagem desuperfície. Os esmigalhamentos são fibras/enchimentos depapel puxados da folha pela superfície de contato de umrevestimento de rolete ou correia. É uma função primária deuma lâmina de raspagem remover esses materiais a partir dasuperfície da correia/revestimento antes de entrar emcontato novamente com a folha no nip de prensa.

A seção de prensa tem uma primeira prensa defeltro duplo e uma segunda prensa de feltro único. 0revestimento/correia de rolete foram consecutivamentetrabalhados na posição "superior". Um papel de impressão (oupapel jornal) muito pegajoso fornecido foi usado como se ele fosse o "pior teste" para a liberação do revestimento derolete.

O revestimento liberado executou adequadamente coma folha direcionada no revestimento até aproximadamente aposição de oito horas. Quantidades substanciais de esmigalhamento úmido foram coletadas na lâmina de superfíciede rolete.

A correia de prensa foi, então, testada em umaconfiguração similar a da figura 1. A correia executou umserviço muito bom. A folha liberada muito limpa com pouco estiramento, pelo menos boa para o revestimento de rolete.Pela duração do teste, contudo, não houve aparenteconstrução do material na superfície da correia. Não houveabsolutamente nenhum esmigalhamento ou fibras vistas nalâmina de raspagem de superfície da correia.Adicionalmente, a correia descrita pode ser usadacomo um revestimento de rolete de prensa 4 0 como ilustradona figura 3. Com relação a isso, um revestimento de roletede prensa 40 tendo as características de correia de prensa 12 é proporcionado em um rolete de prensa 42 que, com roletede prensa 44, cria um nip 46. A superfície do lado de papel48 (que corresponde a superfície 28 da correia de prensa 12)engata com a folha de papel 50 no tecido de prensa 2 0 quepassa através do nip 46, que pode, após isso, ser captadapara processamento adicional. Note, a folha 50 pode trafegarpor uma distância muito curta na superfície de revestimentode prensa 4 8 antes de ser captada da mesma. Tal disposiçãoproporciona uma desvantagem notada como o uso da correia deprensa 12.

Na figura 4 é ilustrada uma disposição de prensade nip longo 60, com a correia de prensa 20 ilustrada comocorreia de prensa/correia de prensa de sapata combinada.Nesse caso, a correia 20 irá ser revestida em ambos os ladose acabada no lado da sapata 62 por uma suavidade aceitável.

O lado de contato da folha 64 irá ter uma micro rugosidadeadequada e a química da superfície para permitir a liberaçãoda folha. No desenho, a folha de papel 66 é ilustrada juntocom o tecido de prensa 68, o rolete de prensa ventilado 70 ea sapata 72 para completar a ilustração.Adicionalmente, outras vantagens potenciais de umacorreia dessa invenção incluem a fácil instalação versos asubstituição do rolete de prensa, eliminando a necessidadede um revestimento de rolete dispendioso e de reposição.

Como um revestimento de rolete de prensa, aliberação da folha é aperfeiçoada e a quebra induzida por umestiramento muito alto são minimizadas e a superfície derolete trabalha limpa, reduzindo a necessidade de raspagem.Isso reduz a superfície de revestimento de rolete e odesgaste da lâmina de raspagem, reduzindo os custos deoperação.

Assim a presente invenção, seus objetivos evantagens são realizados e apesar das modalidades preferidasterem sido descritas e definidas em detalhes aqui, seuescopo pode não ser limitado dessa forma, ao contrário seuescopo pode ser determinado pelas reivindicações anexas.

Claims

1. Correia de prensa em uma máquina de fabricaçãode papel, tendo uma seção de prensa (10) para a fabricaçãode produtos de papel e de cartolina, a correia de prensa(12) compreendendo:um laço sem fim com uma superfície lateral depapel (28), a dita superfície lateral de papelproporcionando uma superfície de contato com a folha depapel no lado da folha, na qual a suavidade e a capacidadede impressão são desejadas, CARACTERIZADA pelo fato de quea dita superfície lateral de papel (28) tendotanto uma rugosidade em micro escala permanente quanto áreasde propriedades tanto hidrofílica quanto hidrofóbica, adespeito da pressão do nip a fim de impedir formação de umfilme de água contínuo em uma interface entre a folha depapel e a superfície lateral de papel.

2. Correia de prensa, de acordo com areivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a ditacorreia de prensa (12) é incorporada em uma prensa de tecidoúnico.

3. Correia de prensa, de acordo com areivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a ditacorreia de prensa (12) é incorporada em uma prensa de tecidoduplo.

4. Correia de prensa, de acordo com areivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de incluir umtecido de prensa (20) que engata a folha em um lado opostoao da correia de prensa (12).

5. Correia de prensa, de acordo com areivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a ditacorreia de prensa (12) é uma correia de prensa de nip longoe é incorporada em uma prensa de nip longo de tecido único.

6. Correia de prensa, de acordo com areivindicação 5, CARACTERIZADA pelo fato de incluir umtecido de prensa (20) que engata a folha em um lado opostoao da correia de prensa (12) de nip longo.

7. Correia de prensa, de acordo com areivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que apresentauma porcentagem de enchimento de argila superior a 0% einferior a 35%.

8. Revestimento de rolete de prensa em uma máquinade fabricação de papel tendo uma seção de prensa (10) para afabricação de papel e produtos de papel, o dito revestimentode rolete de prensa (40) compreendendo:uma superfície lateral de papel (48), a ditasuperfície lateral de papel (48) proporcionando umasuperfície de contato com a folha de papel no lado da folhaem que a possibilidade de impressão e suavidade sãodesejadas, CARACTERIZADO pelo fato de que, a dita superfícielateral de papel (48) tendo tanto uma rugosidade em microescala permanente quanto áreas de propriedades tantohidrofílicas quanto hidrofóbicas, a despeito da pressão denip de prensa a fim de impedir formação de um filme de águacontinuo em uma interface entre a folha de papel e asuperfície lateral de papel.

9. Revestimento de rolete de prensa, de acordo coma reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o ditorevestimento de rolete de prensa é incorporado em uma prensade tecido único.

10. Revestimento de rolete de prensa, de acordocom a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de incluir umtecido de prensa que engata a folha em um lado oposto ao dorevestimento de rolete de prensa.