BRPI0509458B1

BRPI0509458B1 - método para produção de uma faixa de papel de seda e sistema para produção de papel de seda

Info

Publication number: BRPI0509458B1
Application number: BRPI0509458A
Authority: BR
Inventors: Guglielmo Biagiotti
Original assignee: Celli Paper S P A A
Priority date: 2004-04-29
Filing date: 2005-04-21
Publication date: 2016-11-01
Also published as: US20120152477A1; CN1997793A; BRPI0509458A; US20080308240A1; EP1743070B1; EP1743070A1; ITFI20040102A1; EP1743070B8; US8425730B2; WO2005106116A1; JP2008500909A; US8142613B2

Abstract

método e dispositivo para produção de papel de seda. a invenção é relativa a um método para produção de uma tela de papel de seda, compreendendo as etapas de depositar uma camada de uma suspensão aquosa de fibras para fabricação de papel sobre, no mínimo, um tecido de formação: reduzir o teor de água da dita camada até que a porcentagem em peso de fibra na dita camada é trazida até um primeiro valor; embutir úmida dita camada em um aperto entre um par de cilindros de embutimento; e secar dita camada para formar uma tela de papel de seda.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE UMA FAIXA DE PAPEL DE SEDA E SISTEMA PARA PRODUÇÃO DE PAPEL DE SEDA".

Descrição Campo técnico [001] A presente invenção refere-se, genericamente à produção de assim chamado papel de seda, em alguns casos também referido como papel crepom, para a formação de rolos de papel higiênico, lenços de papel e papel para utilizações similares. Mais genericamente, a invenção é relativa à produção de um material de fibra como faixa, especialmente fibras para fabricação de papel ou fibras de celulose, com uma alta capacidade de absorção e um alto grau de maciez.

Estado da técnica [002] Um setor importante da indústria de papel é orientado para a produção de papel com boas características para absorção de líquido e maciez, para produção de produtos tais como papel higiênico, lenços de papel e similares. Este tipo de produto de papel atende pelo nome técnico de "papel de seda", e em certos casos papel crepom, como resultado do fato que um enrugamento é impresso nele em uma etapa de formação, adotando diversas técnicas possíveis. A mais difundida destas, prevê a adesão da faixa de fibras de celulose, as quais ainda contém uma grande quantidade de água, sobre um cilindro e ou tambor de grande diâmetro aquecido internamente, referido como 'secador Yankee" ou "cilindro Yankee”. Consequentemente, ao secar, a faixa de fibra permanece aderente ao cilindro e é destacada dele utilizando uma lâmina que imprime uma corrugação ou um enrugamento no papel durante seu destacamento do cilindro. Esta corrugação é responsável por um aumento do volume do papel e sua elasticidade, que é predominante na direção da máquina, isto é, na direção paralela à direção de alimentação da faixa através da máquina.

[003] Exemplos de sistemas para a produção úmida de papel higiênico que utilizam o sistema acima, estão descritos nas Patentes U.S. Nos. 4.356.059; 4.849.054; 5.690.788; 6.077.590; 6.348.131; 6.455.129; 5.048.589; 6.171.442; 5.932.068; 5.656.132 e 5.607.551, e na Patente Européia No. 0.342.646.

[004] Estes sistemas, referidos tecnicamente como máquinas contínuas, preveem todos, em adição a outros elementos ou aparelho específico, a presença de um tanque de alimentação de matéria-prima para fabricação de papel (headbox) que forma sobre um tecido de formação, uma camada de uma mistura de fibras para fabricação de papel e água, com uma porcentagem muito baixa de conteúdo seco na região de 0,5% em peso até 0,8% em peso. Por meio de sucessivas etapas através da máquina, a porcentagem de água é progressivamente reduzida, até que uma faixa seja formada com um teor de fibra seca na região de 48 a 52% em peso, de acordo com o tipo de sistema, no momento no qual a faixa é transferida de um tecido ou feltro para a superfície rotativa do cilindro Yankee com a ajuda de uma prensa, e aí a umidade da faixa é reduzida ainda, mais até que uma porcentagem de fibra de 95 a 98% em peso seja obtida. Neste ponto a faixa é considerada seca e pronta para a próxima etapa; consequentemente, ela é destacada pela lâmina de enrugamento e então enrolada em um carretei, como mencionado acima.

[005] Em alguns sistemas tais como, por exemplo, aquele descrito na Patente U.S. No. 4.356.059, são fornecidos dois cilindros Yankee arranjados em série, ajustado entre os quais existe um sistema de secagem com ar quente referido como secador de ar direto (TAD), no qual a faixa de fibras de celulose é arrastada ao redor de um cilindro rotativo com uma parede cilíndrica permeável através da qual um fluxo de ar quente é gerado. Este sistema de secagem produz uma faixa de grande espessura e volume.

[006] A utilização da lâmina de enrugamento envolve inúmeras desvantagens, em primeiro lugar rasgamento da faixa. A ação mecânica da lâmina sobre a faixa de fibra é de fato bastante violenta e constitui a principal causa de rasgamento da faixa durante seu destacamento do cilindro de secagem. Rasgamento da faixa em sistemas para produção úmida de papel representa um sério problema, uma vez que não é possível parar o sistema que é construído para trabalhar de maneira contínua em três turnos por dia por conta da inércia térmica, especialmente a do cilindro Yankee, haverá interrupções na faixa enrolada em carretéis, o que conduz a consequências técnicas sérias e, acima de tudo, consequências de natureza econômica na forma de uma perda importante em rendimento dos sistemas de transformação que utilizam estes carretéis.

[007] Outras desvantagens da técnica de enrugamento que utiliza uma lâmina que opera em conjunto com o cilindro Yankee estão representadas por: o desgaste rápido da lâmina de enrugar, a qual deve ser substituída no mínimo uma vez por turno; o alto grau de compactação das fibras na faixa que é consolidada e secada na superfície lisa do cilindro Yankee; a formação de densas ligações de hidrogênio entre as fibras, orientadas principalmente de acordo com planos horizontais; e a diferença em espessura daquela obtida com uma nova lâmina e com uma lâmina usada, o que. Evidentemente, não garante a constância de características da faixa (ver patente U.S. No. 6.187.137).

[008] De acordo com uma técnica diferente, uma corrugação na faixa é obtida passando a faixa que ainda tem um teor elevado de umidade a partir de um tecido de formação que se move a uma primeira velocidade de avanço para um segundo tecido de formação que se move em uma segunda velocidade de avanço, mais baixa que a primeira velocidade de avanço. A desaceleração sofrida pela faixa provoca seu enrugamento e corrugação. Um sistema de aspiração ajustado de maneira apropriada com relação ao tecido em formação sustenta o material papel que nesta sendo formado, para facilitar a geração de enrugamentos na faixa. Exemplos de sistemas baseados nesta tecnologia estão descritos nas Patentes U.S. No. 4.072.557 e 4.440.597.

[009] A Patente U.S. No. 4.551.199 descreve um método e um sistema no qual a faixa é transferida de um tecido mais rápido para um tecido mais lento, e no qual o tecido mais lento tem uma malha superficial específica para produzir corrugação da faixa.

[0010] Sistemas e métodos similares deste tipo estão descritos nas Patentes U.S. Nos. 5.607.551; 5.656.132; 5.667.636; 5.672.248; 5.746.887; 5.772.845; 5.888.347; e 6.171.442.

[0011] Nos sistemas conhecidos a partir destes documentos da técnica precedente, a jusante do tecido sobre o qual a corrugação tem lugar, a faixa é secada com um sistema TAD assim impedindo também as outras desvantagens ligadas à utilização do cilindro Yankee.

[0012] Por outro lado, os sistemas TAD também são afetados por desvantagens que tornam sua utilização como uma alternativa para o sistema de secagem com o secador Yankee nem sempre praticáveis ou desejáveis. Por exemplo, os custos em termos de consumo de energia são mais elevados por conta da necessidade de gerar enormes velocidades de escoamento de ar quente que atravessa a faixa para secá-la. Em adição, a faixa assim formada é mais espessa do que aquela obtida com a lâmina de enrugar, e pode apresentar furos vazados devido à utilização do escoamento de ar que atravessa a faixa para secá-la.

[0013] Para aumentar a espessura do material papel produzido por máquinas contínuas foram sugeridos diversos métodos e técnicas combinadas com um ou outro dos diferentes sistemas de enrugamen-to. Na Patente U.S. No. 6.077.590, por exemplo, a jusante do cilindro Yankee com lâmina de enrugamento correspondente, é fornecido um umidificador no qual o papel que foi previamente secado e enrugado é umedecido uma vez mais. Na saída do umidificador é fornecido um conjunto de estampagem úmido que compreende um par de cilindros de estampagem feitos de aço, um dos quais tem protuberâncias e o outro tem cavidades reciprocamente correspondentes. A finalidade de sistema é obter um produto que tem uma grande espessura e um alto grau de resistência. A utilização de um cilindro Yankee e, a jusante dele, de uma seção de umidificação e uma seção de estampagem úmida envolve inúmeras desvantagens. As principais desvantagens são as seguintes: os problemas que derivam dos riscos de rasgamento da faixa por conta da utilização de uma lâmina de enrugamento não são solucionados; a linha de produção é complexa, cara e incômoda; e a umidificação da faixa envolve níveis elevados de consumo em termos de energia e de água.

[0014] Está descrito na Patente U.S. No. 4.849.054 um sistema no qual a faixa de fibras de celulose com alto teor de água é transferida ao longo de seu próprio trajeto para um tecido de formação que tem uma textura superficial fornecida pela malha da estrutura do tecido que a forma, que imprime um estampagem na faixa . Isto é devido ao fato que a faixa com teor de água elevado e daí resistência limitada, vem para repouso nas depressões formadas entre os fios que definem a estrutura do tecido. A estampagem é facilitada pela utilização de um sistema de aspiração estabelecido do lado do tecido oposto ao lado no qual a faixa vem repousar. Também neste caso a faixa estampada utilizando esta técnica é, em seguida, secada em um cilindro Yankee e enrugada com uma lâmina de enrugar que a destaca do cilindro de secagem. O sistema é assim caracterizado pelas desvantagens descritas acima, que estão ligadas à utilização de lâminas de enrugar.

[0015] A utilização de um tecido com uma estrutura superficial projetada para proporcionar um efeito de estampagem úmido na faixa que está sendo formada, está também descrita na Patente U.S. No. 6.187.137 e na WO-A- 9.923,300, Estampagem é obtida pela combinação do tecido específico com a estrutura superficial anteriormente mencionada por meio de um sistema de ar pressurizado que transfere a faixa de um tecido de montante estabelecido para o tecido estruturado na superfície. Para evitar a utilização de uma lâmina de enrugar em combinação com um cilindro Yankee e ao mesmo tempo para não utilizar um sistema de secagem TAD, com os custos correspondentes associados a ele e mencionados acima, foi sugerido nos documentos acima da técnica precedente realizar uma operação subsequente para estampagem no tecido, que consiste em fazer a faixa, enquanto ainda úmida, aderir a um cilindro Yankee secando-a e em seguida destacando-a dele sem a utilização de uma lâmina de enrugar. Desta maneira a secagem envolve custos mais baixos quando comparada à secagem que utiliza sistemas TAD, e a lâmina de enrugar, que apresenta desvantagens que derivam dela, não é utilizada.

[0016] Contudo, esta técnica envolve aplicação sobre o cilindro Yankee de uma mistura de agentes adesivos e de agentes de destacamento para possibilitar por um lado, a adesão adequada da faixa ao cilindro e, por outro lado, facilidade de destacamento sem qualquer risco de rasga mento e sem a utilização de elementos mecânicos, tais como a lâmina de enrugar.

[0017] A utilização desta mistura de produtos por um lado envolve desvantagens em termos de consumo e de custos operacionais e, por outro lado, constitui um aspecto crítico do processo, uma vez que os produtos aplicados devem realizar, com efeito, duas ações reciprocamente contrastantes, com a necessidade consequente de selecionar cuidadosamente os produtos da mistura para equilibrá-los em uma maneira precisa e acurada.

Objetivos e sumário da invenção [0018] O objetivo genérico da presente invenção é fornecer um método e um sistema para a produção de papel de seda, que irão superar inteiramente, ou em parte, uma ou mais das desvantagens anteriormente mencionadas, típicas de sistemas e métodos tradicionais.

[0019] De acordo com uma modalidade particular, um objetivo da invenção é fornecer um método e um sistema com o qual o papel de seda pode ser obtido com características similares ou melhores do que o papel crepom que utiliza lâmina de corrugação, mas sem utilizar a lâmina de corrugação e assim evitando as desvantagens ou defeitos ligados ao último, em primeiro lugar o risco de rasgar a faixa durante a sua remoção do cilindro de secagem.

[0020] De acordo com um aspecto particular de uma modalidade específica da invenção, um outro objetivo é aumentar a produtividade da máquina contínua.

[0021] Basicamente, de acordo com um primeiro aspecto, a invenção é relativa a um método para produção de uma faixa de papel de seda que compreende as etapas de: [0022] depositar uma camada de uma suspensão aquosa de fibras para fabricação de papel sobre um tecido de formação;

[0023] reduzir o teor de água em dita camada até que a porcentagem em peso da fibra em dita camada seja trazida até um primeiro valor;

[0024] estampar úmida, dita camada em um aperto entre um par de cilindros de estampagem; e [0025] completar a secagem de dita camada para formar uma faixa de papel de seda.

[0026] Essencialmente, a invenção está baseada no conceito de corrugação da camada de fibras para fabricação de papel, para fornecer à faixa a elasticidade desejada, em particular por meio de um processo de estampagem baseado em um desenho particular que tem a capacidade de criar uma série densa de perfis elásticos quando a faixa está sendo formada e está ainda úmida, e de completar a secagem de dita faixa em uma etapa subsequente, de modo a criar no material uma memória, isto é, uma tendência para retornar para sua configuração inicial se submetido a uma tensão de tração, e então liberá-lo ao invés de enrugar o material que alcançou secagem completa utilizando uma lâmina ou faca que trabalha em combinação com um cilindro de secagem, isto é, um assim chamado secador Yankee de aço para destacar a faixa quando completamente seca e criar sobre ela micro en-rugamentos que fornecem elasticidade à faixa .

[0027] De acordo com alguns dos métodos e sistemas conhecidos, é com efeito realizada uma estampagem úmida da camada de fibras para fabricação de papel. Contudo, esta estampagem não é realizada utilizando cilindros de estampagem ou rolos, mas ao invés disto repousando a camada úmida de fibras para fabricação de papel em um tecido que apresenta uma estrutura superficial grossa, e somente tem a finalidade de fornecer uma espessura para a faixa. Nos sistemas conhecidos que utilizam esta técnica, a camada de fibras para fabricação de papel é, em qualquer caso, submetida a uma operação de secagem e de enrugamento utilizando uma lâmina de destacamento que opera em conjunto com um secador Yankee de aço. De acordo com a invenção, ao invés disto, a corrugação na faixa de fibras é impressa substancialmente apenas como resultado de uma estampagem entre cilindros de estampagem ou rolos e tem duas finalidades: a primeira e a finalidade mais importante é fornecer elasticidade ao papel, sem a utilização de uma lâmina de enrugar, e a segunda finalidade é imprimir uma espessura na própria faixa.

[0028] A secagem pode ser conseguida utilizando ou um conjunto de secagem ajustado a jusante dos cilindros de estampagem, ou ainda utilizando um conjunto de rolos guia loucos, ao redor dos quais a ca- mada de fibras para fabricação de papel é arrastada. Alternativamente, a secagem pode ser obtida inteiramente ou parcialmente por meio da utilização de cilindros de estampagem, no mínimo um dos quais é aquecido. Todos estes sistemas também podem ser utilizados em combinação com uma coifa de ar quente que contribui para reduzir o tempo de secagem, trabalhando também sobre a segunda face da faixa. O acima, ou outros sistemas de secagem equivalentes, podem ser combinados um com o outro.

[0029] A redução no teor de água, isto é, a secagem parcial da camada de fibras para fabricação de papel antes de estampagem sobre ela, é realizada até que um teor seco seja alcançado, isto é, uma porcentagem em peso de fibras com relação ao peso total da camada, que fornece na própria camada uma consistência suficiente para resistir à operação mecânica de estampagem.

[0030] De acordo com uma modalidade vantajosa da invenção, no mínimo um primeiro de ditos cilindros de estampagem é dotado de protuberâncias e no mínimo um segundo de ditos cilindros de estampagem é dotado de cavidades, nas quais ditas protuberâncias do primeiro cilindro de estampagem penetram. Na prática os dois cilindros têm incisões correspondentes que definem protuberâncias e cavidades complementares, de modo que os dois cilindros operam em conjunto um com o outro, com as protuberâncias do um que engata com as protuberâncias do outro, isto é, elas penetram em cavidades do outro. Basicamente os dois cilindros podem ser imagens espelhadas.

[0031] Em contraste com o que é mais frequentemente previsto no processo de estampagem realizado durante a conversão no papel seco, que ocorre entre um cilindro rígido dotado de protuberâncias e um cilindro de pressão que é liso e é revestido com material complacente (normalmente borracha), no processo de estampagem úmido de acordo com a invenção, a faixa ou camada de fibras para fabricação de papel ainda umedecida é passada entre as protuberâncias do primeiro cilindro que engatam com as cavidades do segundo cilindro e vice-versa, fornecendo na faixa, ou camada, uma deformação que gera sobre ela a elasticidade desejada e aumenta a sua espessura total final.

[0032] Preferivelmente os cilindros de estampagem são mantidos a uma distância tal que as protuberâncias do primeiro cilindro de estampagem e as cavidades do segundo cilindro de estampagem não estão em contato recíproco, mas, ao invés disto, mantém preferivelmente uma distância separada igual à ou ligeiramente maior que a espessura da camada de fibras para fabricação de papel.

[0033] Preferivelmente as protuberâncias do primeiro cilindro de estampagem têm uma base com uma primeira dimensão na direção de avanço da camada, indicada também como direção da máquina, menor do que uma segunda dimensão na direção transversal. Por exemplo, as protuberâncias podem ter uma forma piramidal com uma base quadrangular, em particular preferivelmente romboidal, com mais ou menos arestas arredondadas, com uma diagonal menor orientada de acordo com a direção do avanço da camada, e uma diagonal maior orientada de acordo com uma direção transversal.

[0034] De acordo com um aspecto diferente, a invenção é relativa a um sistema para produção de papel de seda que compreende: no mínimo um tanque para fornecimento de matéria-prima para fabricação de papel; no mínimo um tecido de formação sobre o qual dito tanque distribui uma camada de uma suspensão aquosa ou mistura aquosa de fibras para fabricação de papel; um sistema para remoção de água de dita camada; um primeiro sistema de secagem; um conjunto de estampagem que compreende um primeiro cilindro de estampagem e um segundo cilindro de estampagem, entre os quais passa a camada antes da remoção total de água; um segundo sistema para secar a camada de fibras para fabricação de papel; e, finalmente, um sistema de enrolamento para a produção de carreteis de papel.

[0035] Outras características e modalidades vantajosas da invenção serão descritas em maior detalhe com referência ao exemplo não limitativo de modalidade- Entre outros, tem-se que no método da presente invenção os cilindros de estampagem dotados de protuberâncias são decorados por meio da ausência parcial de protuberâncias e no sistema da presente invenção os cilindros de estampagem são decorado pela remoção parcial de protuberâncias. Tem-se ainda que no método e no sistema da presente invenção os cilindros de estampagem são cilindros de metal.

[0036] Breve descrição da placa de desenhos [0037] O melhor entendimento da invenção irá emergir da descrição da placa de desenhos anexa que ilustra uma modalidade prática não iímitativa da invenção. Nos desenhos: [0038] A Figura 1 é uma ilustração esquemática de um sistema de acordo com a invenção;

[0039] A Figura 2 mostra uma ampliação do aperto entre os dois cilindros de estampagem em um corte perpendicular ao eixo dos próprios cilindros;

[0040] A Figura 3 é uma vista em corte transversal do aperto entre os dois cilindros de estampagem de acordo com um plano que contém os eixos dos dois cilindros;

[0041] A Figura 4 é uma vista em planta de uma protuberância de um dos cilindros de estampagem;

[0042] A Figura 5 é uma vista lateral de uma protuberância de um cilindro de estampagem;

[0043] As Figuras 6 e 7 são vistas ampliadas em corte transversal esquemático do papel obtido com o processo de acordo com a invenção em uma configuração de repouso e em uma condição de deformação elástica que é assumida quando o papel é submetido a uma força de tração;

[0044] A Figura 8 é uma vista em perspectiva esquemática de uma porção de papel obtida de acordo com a invenção; e [0045] A Figura 9 mostra uma fotografia ampliada de uma porção de papel obtida com um processo de acordo com a invenção, porém com protuberâncias dos cilindros de estampagem tendo um perfil conformado como uma pirâmide truncada ou uma pirâmide com uma base que é quadrada ao invés de romboidal.

Descrição detalhada de uma modalidade preferencial da invenção [0046] A Figura 1 é uma ilustração esquemática do arranjo de um sistema possível para produção de papel de seda de acordo com a invenção. O numeral de referência 1 indica como um todo um tanque para fornecimento de matéria-prima para fabricação de papel que forma uma camada de uma suspensão de uma mistura de fibras para fabricação de papel e água com possíveis outros aditivos conhecidos das pessoas versados na técnica, que é alimentada entre dois tecidos de formação designados por 3 e 5. A direção de avanço dos dois tecidos de formação 3 e 5 está indicada pelas setas na Figura 1. No exemplo ilustrado, associada com o tecido de formação 5 existe uma câmara de aspiração 6 que realiza drenagem de parte da água contida na mistura ou suspensão que forma a camada S.

[0047] A camada S que é formada entre os tecidos 3 e 5 e da qual parte da água foi drenada por meio da câmara de aspiração 6, é transferida para um feltro transportador 7, que libera esta camada para um primeiro cilindro ou rolo de secagem aquecido 9. Este rolo 9 pode ser um secador Yankee de aço, um cilindro Honeycomb, ou ainda um cilindro de um sistema de secagem do tipo TAD, isto é, um cilindro perfurado ao longo de sua periferia que possibilita a passagem de um fluxo de ar aquecido a partir do interior para o exterior, dito fluxo de ar atravessando a camada de fibras para fabricação de papel arrastadas ao redor do cilindro para remover parte da água contida em dita camada.

[0048] Qualquer que seja o sistema de secagem 9 empregado, ele elimina da camada S uma quantidade de água suficiente para alcançar um grau de teor seco que fornece à própria faixa uma resistência mecânica suficiente para ser submetida a uma ação de estampagem sem sofrer qualquer dano ou rasgamento. Tipicamente, a camada S é secada para alcançar um grau de teor seco compreendido na faixa de 50% em peso até 90% em peso, isto é, até uma condição na qual o teor seco de fibras para fabricação de papel na camada alcança 50% em peso até 90% em peso em relação ao peso global da camada, o restante sendo água.

[0049] A camada parcialmente seca é destacada do cilindro de secagem 9 ou de outro sistema de secagem, por exemplo, por meio de um tecido 11 associado ao qual existe uma câmara de aspiração 12 ajustada no lado oposto do tecido com relação à sua face que entra em contato com a camada S de fibras para fabricação de papel. A jusante da câmara de aspiração 12 com relação à direção de avanço da camada S, é ajustada uma câmara de pressão 15, isto é, uma câmara a partir da qual um fluxo de ar a uma ligeira pressão é emitido. A câmara de pressão 15 é estabelecida com relação ao tecido 11 do mesmo lado que a câmara 12. A câmara 15 tem a finalidade de gerar uma corrente de ar que facilita destacamento da camada S do tecido 11.

[0050] Ajustado a jusante do tecido 11 existe um conjunto de estampagem 17 que compreende um primeiro cilindro de estampagem 19, um segundo cilindro de estampagem 21, que definem entre eles um aperto de estampagem através do qual é alimentada a camada S de fibras para fabricação de papel que foi anteriormente e parcialmente secada no cilindro de secagem 9.

[0051] Como ilustrado em particular nas Figuras 2 e 3, os dois ci- lindros de estampagem 19, 21 são dotados de protuberâncias 23 e cavidades 25 que correspondem uma à outra, isto é, que engrenam uma com a outra. Ditas protuberâncias e cavidades podem ser obtidas por gravação, utilizando um sistema de usinagem, por meio de deformação plástica, gravação química ou por qualquer outro sistema conhecido. As superfícies dos dois cilindros podem ser complementares, com as protuberâncias de um correspondendo às cavidades ou incisões do outro. Na prática pode ser previsto que os dois cilindros serão ambos obtidos utilizando um processo de incisão que gera protuberâncias que têm a forma de uma pirâmide truncada ou uma pirâmide. As cavidades são representadas pelos espaços presentes dentro de cada conjunto de quatro protuberâncias.

[0052] A distância entre os centros dos cilindros de estampagem 19, 21 é tal que os dois cilindros não tocam um outro, mesmo na posição que corresponde ao plano que contém os respectivos eixos. Entre a superfície das protuberâncias 23 e a superfície das cavidades correspondentes 25, permanece sempre, também no aperto entre os cilindros, um espaço substancialmente igual à espessura da camada S de fibras para fabricação de papel, ou ainda ligeiramente maior do que a dita espessura. Desta maneira, a camada S não é espremida e não é tensionada mecanicamente por compressão como ocorre, ao invés disso, na estampagem seca do papel, quando um cilindro dotado de protuberâncias é comprimido contra um cilindro revestido com borracha macia, cuja superfície é deformada pela pressão de estampagem.

[0053] Como ilustrado em particular nas Figuras 4 e 5, as protuberâncias 23 têm uma forma piramidal com base romboidal, cuja diagonal menor é designada por d e a diagonal maior por D. As cavidades 25 são obtidas como incisões de uma forma correspondente e possibilitam penetração nela das protuberâncias piramidais. Como pode ser observado no desenho, as protuberâncias e as cavidades correspon- dentes 23, 25 são orientadas de tal maneira que a diagonal maior das respectivas bases é paralela aos eixos de rotação dos cilindros 19, 21, isto é .orientadas em uma direção transversal em relação à direção de avanço da camada S. A diagonal menor é orientada na direção de avanço da camada S, referida também como direção da máquina.

[0054] Ajustado a jusante do conjunto de estampagem 17 existe um segundo cilindro de secagem 27 que pode ser um secador Yankee de aço, um cilindro tipo favo de mel, um cilindro TAD ou qualquer outro sistema equivalente. Por exemplo, também podem ser utilizados sistemas de secagem que compreendem uma pluralidade de cilindros ao longo dos quais a camada estampada úmida S é guiada. Na saída do cilindro de secagem 27 (ou sistema de secagem equivalente) a camada S agora secada e que forma uma faixa de tecido de papel de seda pronta para a conversão subsequente, é enrolada para formar um carretei B.

[0055] O processo de secagem a jusante do processo de estampagem estabiliza a deformação obtida na etapa de estampagem, de modo que o papel mantém de maneira estável em uma condição de repouso a corrugação impressa no papel pelas protuberâncias 23 em combinação com as cavidades 25 dos cilindros de estampagem 21 e 19. Isto fornece elasticidade ao papel, o qual pode ser deformado como uma mola também graças à forma particular de estampagem e, se submetido a uma força de tração, pode sofrer um alongamento que é útil na etapa de transformação subsequente, porém irá retornar à sua condição original quando a tensão de tração cessa, no mínimo para valores de tensão de tração que não excedem a carga de rasgamento do papel.

[0056] Deve ser entendido que parte da operação de secagem, ou mesmo toda a operação de secagem, pode ser obtida aquecendo um ou outro, ou ambos os cilindros de estampagem 19 e 21 ao invés de dispositivo de secagem a jusante do conjunto de estampagem.

[0057] As Figuras 6 e 7 são as ilustrações esquemáticas de um corte longitudinal do papel obtido com o sistema e método descritos aqui. O dito papel tem uma alternância de protuberâncias e cavidades que corresponde à distribuição das protuberâncias e cavidades 23, 25 dos cilindros de estampagem 19, 21. Desta maneira, a espessura aparente SA do papel é muito maior do que a espessura real SR da camada de fibra que o forma.

[0058] São diversas as vantagens do processo ou método acima de produção úmida de papel com relação a métodos tradicionais. Em primeiro lugar, pode ser observado que o produto acabado, embora seja um papel de seda que tem todas as características de maciez, capacidade de absorção e elasticidade de um papel obtido por meio de um sistema que prevê enrugamento utilizando uma lâmina, não é obtido com a utilização de uma lâmina de enrugamento. A consequência é a eliminação de todas as desvantagens delineadas anteriormente que caracterizam a utilização da lâmina de enrugamento.

[0059] Além disso, o cilindro Yankee 9 pode apresentar dimensões substancialmente menores do que os cilindros Yankee usualmente empregados, uma vez que não tem que trazer a camada de fibras para fabricação de papel até um valor de secagem final na faixa de valores de 95 a 98% em peso, como é normalmente o caso na indústria de papel.

[0060] Uma vez que não é necessário utilizar uma lâmina de enrugamento operando em conjunto com um cilindro Yankee para enrugar o papel, é possível adicionar à mistura de fibras para fabricação de papel uma quantidade maior de agentes de amaciamento, o que tem como efeito lateral aquele de facilitar o destacamento do cilindro Yankee sem utilizar uma lâmina, possibilitando a produção de papéis mais macios com menores riscos de rasgamento.

[0061] Uma vez que a estampagem é realizada entre dois cilindros que não são comprimidos um contra o outro, mas ao invés disto, são mantidos com as respectivas superfícies a uma certa distância separada, as fibras não são compactadas e o papel mantém suas características de maciez e absorção.

[0062] Em contraste com o que ocorre na produção de papel com a utilização de um cilindro Yankee e uma lâmina de enrugamento, utilizando cilindros de estampagem que têm superfícies caracterizadas por protuberâncias e cavidades, é obtida uma faixa sem qualquer lado liso como ocorre, ao contrário, com a utilização do cilindro Yankee. Daí o papel não requerer qualquer atenção particular na etapa de transformação.

[0063] Utilizando incisão fina nos cilindros de estampagem, isto é, cavidades e protuberâncias 25, 23 de pequenas dimensões, adotando o método de acordo com a invenção, podem ser obtidas características superficiais do papel que podem ser comparadas àquelas das impressões deixadas pelos tecidos de papel TAD, porém obtendo uma espessura aparente muito maior do que aquela que pode ser conseguida com os sistemas conhecidos.

[0064] Finalmente, o processo de acordo com a invenção possibilita o aumento substancial na produtividade de máquinas contínuas para produção de papel.

[0065] De fato, em sistemas tradicionais a quantidade de mistura ou suspensão aquosa de fibras para fabricação de papel que o tanque de fornecimento de matéria-prima para fabricação de papel pode depositar no tecido de formação, deve levar em consideração o fato que na etapa de enrugar, a espessura do papel é aumentada. Uma vez que a espessura final real, isto é, que é desejada obter depois de enrugar utilizando o método tradicional tenha sido fixada, a espessura, e daí a quantidade de mistura que o tanque de fornecimento de matéria- prima para fabricação de papel pode depositar no tecido de formação é, em qualquer caso, menor do que aquela que o papel na saída da máquina deve possuir. Isto envolve uma redução na quantidade de material por unidade de tempo que o tanque de fornecimento de matéria-prima para produção de papel pode suprir e, daí, na prática uma limitação da produtividade global da máquina contínua. Em outras palavras, se o tanque para fornecimento de matéria-prima para produção de papel pode gerar papel a uma certa velocidade, por exemplo 1.000 m/min, esta velocidade será reduzida para 800 a 900 m/min ao final do processo, como resultado de enrugamento, o que, aumentando a espessura aparente reduz a dimensão da faixa que corresponde à direção de avanço.

[0066] Ao invés disso, utilizando o método de acordo com a invenção, na seção de estampagem o papel, isto é a camada parcialmente seca de fibra sofre um aumento na espessura real acompanhado por um alongamento na direção de avanço da faixa. Consequentemente e independentemente de outros efeitos positivos de estampagem, os quais serão descritos daqui em diante, a espessura da camada S, e daí a quantidade de material fornecido pelo tanque de fornecimento de matéria-prima para fabricação de papel, fornece as mesmas características finais da faixa dadas as mesmas características finais da faixa sobre o carretei deve ser maior do que a espessura final desejada, uma vez que o efeito de espaçamento provocado pelo enrugamento tradicional é substituído pelo espaçamento que é mesmo maior, e o alongamento gerado por estampagem. Isto significa basicamente que a quantidade de suspensão aquosa, ou mistura de fibras para fabricação de papel que pode ser fornecido por unidade de tempo pelo tanque de fornecimento de matéria-prima para fabricação de papel, é mais elevada do que aquela que pode ser conseguida em máquinas contínuas tradicionais.

[0067] Em outras palavras, se o tanque para fornecimento de matéria-prima para produção de papel pode gerar papel a uma velocidade de 1.000 m/min, esta velocidade irá subir até 1100-1200 m/min ao final do processo, como resultado do alongamento impresso pela estampa-gem, que aumenta a dimensão da faixa correspondente à direção de avanço.

[0068] Por exemplo, supondo que uma espessura real SR de 0,8 mm do papel na saída deve ser conseguida, um valor comparável aos dados mais frequentes, utilizando cilindros de estampagem 19, 21 dotados de protuberâncias e cavidades de uma forma piramidal, como ilustrado nas Figuras 4 e 5 com dimensões, D = 0,8 mm; d =0,291 mm h = 0,174 mm [0069] e admitindo que uma deformação da camada S de 80% da altura h das protuberâncias é conseguida, isto é, da profundidade de gravação, a espessura aparente a seguir é conseguida: SA = s + 0,80 * h + 0,08 + 0,8 * 0,174 - 0,219 mm [0070] Além disto, considerando que o volume por unidade de superfície de material da camada estampada deve ser igual ao volume fornecido pelo tanque de fornecimento de matéria-prima para fabricação de papel dada a mesma superfície unitária (conservação de volume) para obter a espessura final real de 0,8 mm, se for levado em consideração que a camada inicialmente plana é deformada seguindo a superfície lateral das protuberâncias e cavidades dos cilindros 19, 21 dadas as dimensões indicadas acima de incisões dos cilindros, é calculado que a espessura da camada na saída do tanque de fornecimento de matéria-prima para fabricação de papel deve ser 0,127 mm.

[0071] Isto é uma espessura muito maior quando comparada àquela que poderia ser obtida com uma máquina contínua tradicional dada a mesma espessura real final SR 0,8 mm. Admitindo, com uma hipótese conservadora, que para obter uma espessura real SR na saí- da de uma máquina com enrugamento que utiliza uma lâmina sobre um secador Yankee, a espessura da camada formada pelo tanque de fornecimento de matéria-prima para fabricação de papel deverá ser 0,08 mm (e, portanto, desprezando fato que no fato real dita espessura deve ser mesmo menor por conta do aumento em espessura real imposto por enrugamento), o aumento em produtividade utilizando o processo de acordo com a invenção quando comparado a um sistema com lâmina de enrugamento é igual a um fator 0,127/0,08 = 1,587, o que significa um aumento de aproximadamente 60%.

[0072] A produtividade da máquina contínua de fato é fornecida pelo volume de mistura que pode ser fornecido no tempo, dada a mesma velocidade.

[0073] Um outro fator que no fato real aumenta a produtividade da máquina, está representado pelo fato que a estampagem aumenta o comprimento da camada ou faixa de papel, de modo que a velocidade da camada S na saída do conjunto de estampagem 17, consequentemente a velocidade de enrolamento no carretei B é maior do que a velocidade na entrada para o conjunto de estampagem 17, e daí a velocidade na qual a camada S é formada pelo tanque de fornecimento de matéria-prima para fabricação de papel. Ao invés disto, em máquinas contínuas tradicionais a velocidade de enrolamento é mais baixa do que a velocidade de produção, por conta da redução em comprimento da camada de papel provocada pela lâmina de enrugar.

[0074] A Figura 8 é uma vista em perspectiva esquemática da faixa de papel estampada. Indicadas na Figura estão as bases das pro-tuberâncias piramidais com base quadrada no diâmetro primitivo do cilindro e as linhas de corte de acordo com a direção da máquina (MD), isto é, a direção de avanço, e de acordo com a direção transversal à máquina (CMD) que é ortogonal à direção da máquina. Será entendido que a representação da Figura 8 é puramente esquemática, e que em fato real as protuberâncias da faixa estampada serão menos facetadas.

[0075] A Figura 9 ilustra por meio de exemplo uma macro-fotografia de uma porção de faixa tratada de acordo com a invenção, com um perfil de estampagem constituído por protuberâncias que têm a forma de uma pirâmide truncada, com uma base que é quadrada, ao invés de ter uma base romboidal alongada, como ilustrado nas Figuras precedentes.

[0076] Em uma configuração alternativa, as saliências ou protuberâncias de cavidades dos dois cilindros de estampagem têm uma forma linear contínua que se estende paralela ou substancialmente paralela aos eixos do cilindro. Isto poderia fornecer uma estampagem na forma de um aflautamento ou corrugação mais similar ao enrugamento real gerado por uma lâmina que atua juntamente com um secador Yankee. Outras formas e configurações alternativas das cavidades e saliências dos dois cilindros de estampagem são possíveis. As dimensões das saliências de estampagem lineares podem ser tais de modo a ter uma densidade entre 20 e 100 saliências por centímetro.

[0077] Será entendido que os desenhos mostram apenas uma modalidade possível da invenção, a qual pode sofrer variações com relação a suas formas e arranjos, sem com isto se afastar do escopo da ideia subjacente à invenção.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Método para produção de uma faixa de papel de seda, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: depositar uma camada de suspensão aquosa de fibras para fabricação de papel sobre pelo menos um tecido de formação (5); reduzir o teor de água de dita camada até que a porcentagem em peso de fibras em dita camada seja trazida até um primeiro valor, tal que a dita camada seja parcialmente secada até um valor que torna a dita camada capaz de suportar o processo de estampa-gem subsequente; após reduzir o teor de água, alimentar a dita camada para um conjunto de estampagem (17) incluindo um primeiro cilindro de es-tampagem (19) e um segundo cilindro de estampagem (21), os ditos cilindros de estampagem (19, 21) são dotados de protuberâncias (23) e cavidades (25), as protuberâncias (23) de um cilindro penetrando nas cavidades (25) do outro; estampar a dita camada úmida em um aperto entre um par de cilindros de estampagem (19, 21); e secar a dita camada para formar uma faixa de papel de seda.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as ditas protuberâncias (23) são geradas por incisão, as cavidades (25) sendo definidas pelos espaços vazios entre protuberâncias (23) adjacentes.

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os ditos cilindros de estampagem (19, 21) são dotados de protuberâncias (23) e cavidades (25) em quantidades entre 20 e 100 por cm2.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos ditos cilindros de estampagem (19, 21) dotados de protuberâncias (23) são decorados por meio da ausência parcial de protuberâncias (23).

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a dita camada é estampada com protuberâncias (23) que têm uma base com uma primeira dimensão na direção de avanço da camada e uma segunda dimensão na direção transversal, dita primeira dimensão sendo menor do que dita segunda dimensão.

6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que as ditas protuberâncias (23) têm uma forma piramidal com uma base quadrangular.

7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a dita base é romboidal com uma diagonal menor orientada de acordo com a direção de avanço da camada e uma diagonal maior orientada de acordo com uma direção transversal.

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que as ditas protuberâncias (23) têm uma forma com arestas arredondadas.

9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os ditos cilindros de estampagem (19, 21) são cilindros de metal.

10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os ditos primeiro e segundo cilindros de estampagem (19, 21) são mantidos a uma distância separados de tal modo que as superfícies que definem as ditas protuberâncias (23) e as ditas cavidades (25) não estão em contato recíproco.

11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que os ditos dois cilindros (19, 21) são mantidos a uma distância entre centros tal que a superfície das protuberâncias (23) e a superfície das cavidades (25) estão a uma distância uma da outra por uma quantidade igual a ou ligeiramente maior do que a espessura da camada de fibras para fabricação de papel alimentada para o dito aperto.

12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dito primeiro valor da porcentagem em peso de fibras na dita camada está entre 50% em peso 90% em peso.

13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a dita camada é destacada de um sistema (9) de redução de teor de água isenta de uma lâmina de enrugamento.

14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a dita camada é completamente secada a jusante dos cilindros de estampagem (19, 21).

15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a dita camada é secada utilizando os ditos cilindros de estampagem (19, 21) pelo menos um dos quais é aquecido.

16. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os sistemas de secagem são auxiliados por coifas de ar quente.

17. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a dita camada não é submetida a enrugamento.

18. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a dita camada é secada arrastando-a ao redor de um cilindro de secagem (9) e destacando-a dele com ausência de uma lâmina de enrugamento.

19. Método de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, caracterizado pelo fato de que os cilindros de es-tampagem (19, 21) são dotados de saliências (23) e as cavidades (25) que tem uma forma linear se estendem paralelas aos eixos dos cilindros (19, 21).

20. Sistema para produção de papel de seda, pelo método como definido na reivindicação 1, que compreende pelo menos um tanque (1); pelo menos um tecido de formação (5), sobre o qual o dito tanque (1) distribui uma camada de uma suspensão aquosa de fibras para fabricação de papel; a jusante do dito tanque (1), um sistema (9) de remoção de água da dita camada, para trazê-la para um primeiro grau de teor seco que irá tornar a dita camada capaz de suportar o processo de estampagem subsequente; caracterizado pelo fato de que apresenta a jusante do dito sistema (9) de remoção de água, um conjunto de estampagem (17), que compreende um primeiro cilindro de estampagem (19) e um segundo cilindro de estampagem (21), formando um aperto entre os quais passa a dita camada antes da secagem total o dito primeiro cilindro de estampagem (19) e o dito segundo cilindro de estampagem (21) sendo dotados de protuberâncias (23) e cavidades (25), as protuberâncias (23) de um cilindro de estampagem penetrado nas cavidades (25) do outro cilindro de estampagem; e um sistema (27) final de secagem para secar a camada estampada de fibras para fabricação de papel.

21. Sistema de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que as ditas protuberâncias (23) são geradas por incisão, as cavidades (25) sendo definidas pelos espaços vazios entre protuberâncias (23) adjacentes.

22. Sistema de acordo com a reivindicação 20 ou 21, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos ditos cilindros de estampagem (19, 21) ser dotado de protuberâncias (23) em quantidades entre 20 e 100 por cm2.

23. Sistema de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos ditos cilindros de estampagem (19, 21) é decorado pela remoção parcial de protuberâncias (23).

24. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 23, caracterizado pelo fato de que as protuberâncias (23) dos cilindros de estampagem (19, 21) têm uma base com uma primeira dimensão na direção de avanço da camada, uma segunda dimensão na direção transversal à dita primeira dimensão sendo menor do que a dita segunda dimensão.

25. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 até 24, caracterizado pelo fato de que ditas protuberâncias (23) têm uma forma piramidal com uma base quadrangular.

26. Sistema de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que a dita base é romboidal, com uma diagonal menor orientada de acordo com a direção de avanço da camada e uma diagonal maior orientada de acordo com uma direção transversal.

27. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 26, caracterizado pelo fato de que as ditas protuberâncias (23) têm uma forma com arestas arredondadas.

28. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 27, caracterizado pelo fato de que os ditos cilindros de estampagem (19, 21) são cilindros de metal.

29. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 28, caracterizado pelo fato de que os ditos primeiro e segundo cilindros de estampagem (19, 21) são ajustados a uma distância tal que as superfícies das protuberâncias (23) e das cavidades (25) são livres de contato recíproco.

30. Sistema de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que os ditos cilindros (19, 21) são ajustados a uma distância entre centros tal que as superfícies das protuberâncias (23) e as superfícies das cavidades (25) estão a uma distância uma da outra por uma quantidade igual a ou ligeiramente maior do que a espessura da camada de fibras para fabricação de papel alimentadas em dito aperto.

31. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 30, caracterizado pelo fato de que o dito primeiro valor de porcentagem em peso de fibras na dita camada está entre 50% em peso e 90% em peso.

32. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 31, caracterizado pelo fato de que a dita camada é destacada do primeiro sistema (9) de secagem com ausência de uma lâmina de enrugamento.

33. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 32, caracterizado pelo fato de que o dito sistema de secagem final (27) é ajustado a jusante dos cilindros de estampagem (19, 21).

34. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 33, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos cilindros de estampagem (19, 21) é aquecido.

35. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 34, caracterizado pelo fato de que associados com os sistemas de secagem existem uma ou mais coifas de ar quente.

36. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 35, caracterizado pelo fato de que o dito sistema de secagem final (27) compreende um cilindro aquecido ao redor do qual a dita camada é arrastada e a partir do qual ela é destacada ao final do processo de secagem.

37. Sistema de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que ocorre a dispensa de uma lâmina de enrugamento associada ao dito cilindro aquecido.

38. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 20 a 37, caracterizado pelo fato de que os ditos cilindros de es-tampagem (19, 21) são dotados de saliências (23) e as cavidades (25) que têm uma forma linear se estendem paralelas aos eixos dos cilindros (19, 21).