ES2200977T3 - Procedimiento e instalacion para la produccion de laminas de papel que presentan una estructura sustancialmente rigida. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la producción continua de láminas con estructura sustancialmente rígida de material de papel, que comprende las etapas siguientes: - triturar papel para obtener copos de papel, - esparcir los copos para obtener una alfombra de copos, - rociar la alfombra con líquido de encolado, - efectuar una primera compresión de la alfombra para producir un primer compactado de los copos mientras se mantiene una configuración de alfombra prácticamente plana, - efectuar una segunda compresión de la alfombra para producir otro compactado de los copos, y - realizar durante esta segunda compresión una conformación simultánea para obtener una producción continua de una lámina con una pluralidad de concavidades de refuerzo que presenten una forma alargada y estén dispuestas en por lo menos dos direcciones distintas en la extensión de la lámina.

Description

Procedimiento e instalación para la producción de láminas de papel que presentan una estructura sustancialmente rígida.

La presente invención se refiere a un procedimiento innovador y a una instalación que aplica este procedimiento para la producción de láminas de material de papel que presentan una estructura sustancialmente rígida, por ejemplo, la adecuada para su utilización en la sustitución del cartón ondulado convencional para la producción de cajas, embalajes y similares.

La presente invención se refiere asimismo al producto de papel producido mediante dicho procedimiento.

En la técnica anterior es bien conocido el denominado cartón ondulado formado a partir de una o varias capas interiores de papel ondulado de distintos grosores y de láminas planas encoladas sobre las dos caras de cada capa ondulada. Esta estructura presenta la calidad de proporcionar rigidez con la mínima utilización de material. Por otra parte, la producción es relativamente complicada puesto que es necesario producir un papel normalmente un poco grueso mediante procedimientos de producción convencionales. Este papel por lo tanto debe ondularse, cubrirse con cola y cubrirse en las dos caras con láminas planas de otro papel que también se produce mediante procedimientos convencionales. Por último, el conjunto tiene que prensarse de forma moderada para asegurar el encolado, cortarse en paneles y dejarse secar. Existe por lo tanto una complejidad de producción relativamente alta en las operaciones que deben realizarse para ondular el papel, colocarlo, encolar las láminas planas conjuntamente, etcétera. Siempre es necesario producir el papel inicial, originándose con ello los problemas conocidos de la producción de papel convencional.

Una característica del cartón ondulado, que algunas veces constituye una desventaja, consiste en la distinta rigidez que ofrece en la dirección de la extensión de las ondulaciones con respecto a la dirección ortogonal. Para evitar esto, se ha propuesto un cartón formado por varias capas onduladas encoladas entre sí con las ondulaciones dispuestas en distintas direcciones. Esto complica más la producción del cartón ondulado. Además debe recordarse que la producción continua es posible únicamente cuando se realiza la ondulación con los pliegues extendiéndose transversalmente con respecto a la dirección de marcha de la línea de producción o en el mejor de los casos con una mínima inclinación con respecto a dicha dirección de marcha.

La patente US nº 5.290.621 da a conocer la producción de paneles individuales de tablero delgado corrugado realizados en tres etapas a partir de fragmentos de madera combinados con resina termofraguable. Desde luego, este material básico es distinto del material de papel utilizado en el campo técnico de la presente invención y, por lo tanto, su comportamiento en las etapas de fabricación y las características del producto final son bastante distintas.

La finalidad general de la presente invención consiste en corregir los inconvenientes anteriormente mencionados, proporcionando un material de papel en láminas que presente una rigidez comparable a la del cartón ondulado, un gasto de material mínimo, un coste reducido y una facilidad de producción. Otra finalidad de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento de producción y una instalación que aplique dicho procedimiento.

A la vista de esta finalidad, según la presente invención se pretende proporcionar un procedimiento para la producción continua de láminas con una estructura sustancialmente rígida de material de papel que comprende las etapas de triturar el papel para obtener copos de papel, esparcir dichos copos para obtener una alfombra de copos, pulverizar la alfombra con líquido de encolado, realizar una primera compresión de la alfombra para producir un primer compactado de los copos mientras se mantiene una configuración de alfombra prácticamente plana, realizar una segunda compresión de la alfombra para producir otro compactado de los copos, y realizar durante esta segunda compresión una conformación simultánea para obtener una producción continua de una lámina con una pluralidad de concavidades de refuerzo que presenten una forma alargada en por lo menos dos direcciones distintas en la extensión de la lámina.

De nuevo según los principios de la presente invención, se pretende proporcionar una instalación para la producción continua de láminas con estructura sustancialmente rígida de material de papel que comprende medios de trituración para obtener copos de papel, medios de distribución para esparcir los copos en una capa uniforme para formar una alfombra de copos, medios rociadores para pulverizar la alfombra con líquido de encolado, medios de presión uniformes para someter la alfombra a una primera compresión para producir un primer compactado de los copos mientras se mantiene una configuración de la alfombra esencialmente plana, y medios de presión perfilados para someter a la alfombra a una segunda compresión para producir un segundo compactado de los copos, realizando dichos medios de presión perfilados durante dicha segunda compresión un conformado simultáneo para obtener una producción continua de una lámina con una pluralidad de concavidades de refuerzo que presentan una forma alargada y están dispuestas en por lo menos dos direcciones distintas en la extensión de la lámina.

Por último, de nuevo según los principios de la presente invención se pretende proporcionar una lámina con una estructura sustancialmente rígida de material de papel compuesta por copos de papel prensados, caracterizada porque comprende una pluralidad de concavidades de refuerzo que presentan una forma alargada y están dispuestas en por lo menos dos direcciones distintas en la extensión de la lámina.

Para aclarar la explicación de los principios innovadores de la presente invención y sus ventajas en comparación con la técnica anterior, se describe a continuación con la ayuda de los dibujos adjuntos una posible forma de realización de la misma a título de ejemplo no limitativo que aplica dichos principios. En los dibujos:

- la figura 1 muestra una vista esquemática de una instalación de producción para material de papel según la presente invención,

- la figura 2 muestra una vista esquemática de las etapas de tratamiento del material,

- la figura 3 muestra una vista en planta de un material obtenido según la presente invención, y

- la figura 4 muestra una vista en sección transversal por el plano IV-IV de la figura 3.

Haciendo referencia a las figuras, la figura 1 ilustra una instalación de producción según la presente invención. La instalación, indicada en su conjunto mediante el número de referencia 10, comprende un depósito 11 para mezclar pasta de papel 12 de diversas fuentes. El depósito descarga sobre un transportador 13 que transporta el papel a los medios de trituración 14 para producir copos de papel, es decir, partículas de papel de pequeño tamaño y aspecto "sedoso".

Ventajosamente, los medios de trituración están previstos mediante un tambor giratorio dentado 14b contra el cual se empuja la masa de pasta de papel.

Los copos de papel que provienen del triturador 14 se transportan a los medios de distribución 15 que los distribuyen sobre una transportador de cinta 16 para formar una alfombra prácticamente uniforme 17. Ventajosamente, los medios de distribución comprenden hojas giratorias 15b para levantar y dispersar los copos sobre la cinta transportadora. Esto se ha observado que proporciona una alfombra de copos bien adaptada para el tratamiento posterior.

La alfombra formada de este modo pasa a una estación de aspersión 18 en la que unos medios rociadores la pulverizan preferentemente con una nube atomizada por medio de unos aspersores 18b con líquido de encolado que proviene de un depósito 26. La cola puede estar más o menos diluida con agua. Por ejemplo podría ser de base de vinilo.

La alfombra rociada pasa a través de unos medios de presión uniformes compuestos por una primera estación de compactado 19 en la cual la alfombra se somete a una primera compresión para producir un primer compactado de los copos al tiempo que se preserva una configuración de alfombra prácticamente plana y se obtiene una reducción del grosor.

Ventajosamente, los medios de presión uniformes comprenden unos cilindros de presión 20 dispuestos enfrentados uno a otro entre los ramales opuestos de la cinta 16 y una cinta opuesta superior 21.

Después de esta operación la alfombra espesada y compacta se transporta a una segunda estación de compactado 22 en la que unos medios de presión perfilados la someten a una segunda compresión para producir un segundo compactado. Durante la segunda compresión los medios perfilados realizan un conformado simultáneo para obtener una lámina con una pluralidad de concavidades de refuerzo como se aclara a continuación.

Los medios de presión perfilados comprenden unos cilindros moleteados complementarios enfrentados 23 entre los cuales se desplaza la alfombra que proviene de los medios de prensado uniforme.

La lámina o cinta conformada de este modo y llevada a su grosor final S puede transportarse a una estación conocida de grabado al ácido, plegado y corte 24 para la producción de láminas individuales que se apilarán en una estación de apilado conocida 25.

La figura 2 muestra los cambios en la configuración de la alfombra de copos durante las diversas etapas del procedimiento de producción realizado mediante la instalación anteriormente mencionada. La figura 2a muestra la alfombra de copos de un primer grosor S_{1} entre la estación de aspersión 18 y la primera estación de compactado 19. La figura 2b muestra la alfombra reducida a un grosor S_{2} que proviene de la primera estación de compactado 19. Durante la compresión el grosor S_{1} de la alfombra de copos de papel se reduce por lo menos la mitad y preferentemente de tres a cinco veces el grosor inicial con el fin de conseguir un primer compactado de copos para obtener una determinada cohesión de la alfombra.

La figura 2c muestra la alfombra durante el paso entre los medios de presión perfilados 23. Mediante estos medios el grosor del material se reduce por lo menos cinco veces más y preferentemente de cinco a diez veces para llevarlo al grosor final S y al mismo tiempo conformarlo como se ha explicado anteriormente para proporcionarle la rigidez deseada. El grosor S puede ser de aproximadamente 2 mm.

Las figuras 3 y 4 muestran la configuración preferida de la lámina 30 obtenida. Esta configuración se halló particularmente ventajosa para asegurar de forma satisfactoria la rigidez de la lámina con una reducida utilización de material.

Como puede apreciarse en la figura 3 la lámina obtenida presenta una pluralidad de concavidades 31. Dichas concavidades presentan una forma alargada y están dispuestas en por lo menos dos direcciones distintas en la extensión de la lámina. Ventajosamente, las dos direcciones distintas son en ángulo recto entre sí y las concavidades están agrupadas en grupos formados, por ejemplo, por tres concavidades cada uno. Las concavidades de cada grupo están dispuestas una al lado de la otra y paralelas y los grupos están dispuestos dirigidos en dichas dos direcciones a lo largo de líneas de zigzag de tal manera que no determinan líneas de plegado recto preferencial en toda la extensión de la lámina.

Como puede apreciarse en la figura 4, las concavidades generalmente trapezoidales presentan una altura h igual a por lo menos cuatro veces el grosor S de la lámina y ventajosamente por lo menos seis veces.

Resulta claro a partir de las figuras 2, 3 y 4 que los cilindros moleteados 23 deben reproducir de forma complementaria en su propia superficie los huecos y protuberancias tal como se muestra en las figuras 3 y 4 con una separación aproximadamente igual a S entre los dos cilindros. Queda ahora claro que se han conseguido las finalidades predeterminadas.

Sorprendentemente, se ha observado que con el procedimiento propuesto es posible realizar la formación de depresiones profundas en un producto de papel, sin rasgarlo, con el fin de obtener una lámina relativamente delgada pero con una resistencia satisfactoria a la deformación, para su utilización en la sustitución del cartón ondulado convencional, por ejemplo, para fabricar cajas. La estructura "de copos" permite el desplazamiento del material durante su conformado para evitar el rasgado de la alfombra comprimida y espesada.

Se ha descubierto que el primer espesado parcial proporciona a la alfombra una consistencia y una deformabilidad tales que asegura la distribución uniforme del material en las depresiones que marcan el subsiguiente dibujo. En esta etapa es importante que el material no se espese en el fondo de las depresiones puesto que este no presentaría un comportamiento fluido y quedarían zonas fuera del fondo de la depresión con una densidad mínima y por lo tanto una resistencia insuficiente.

Por el contrario, si se intentara llevar la alfombra prensada a su grosor final, se produciría un rasgado debido a la insuficiente deformabilidad plástica del material. La concavidad obtenida según la presente invención es preferentemente profunda, es decir, que la formación de las protuberancias presenta una dimensión medida ortogonalmente con respecto a la lámina que es un múltiplo del grosor del material.

Naturalmente, la descripción anterior de una forma de realización que aplica los principios innovadores de la presente invención se proporciona a título de ejemplo no limitativo de dichos principios dentro del alcance del derecho de exclusiva reivindicado en el presente documento. Por ejemplo, las concavidades podrían también estar entrecruzadas solamente de forma parcial para no ser rectilíneas pero con un diseño ondulante.

Claims (19)

1. Procedimiento para la producción continua de láminas con estructura sustancialmente rígida de material de papel, que comprende las etapas siguientes:

- triturar papel para obtener copos de papel,

- esparcir los copos para obtener una alfombra de copos,

- rociar la alfombra con líquido de encolado,

- efectuar una primera compresión de la alfombra para producir un primer compactado de los copos mientras se mantiene una configuración de alfombra prácticamente plana,

- efectuar una segunda compresión de la alfombra para producir otro compactado de los copos, y

- realizar durante esta segunda compresión una conformación simultánea para obtener una producción continua de una lámina con una pluralidad de concavidades de refuerzo que presenten una forma alargada y estén dispuestas en por lo menos dos direcciones distintas en la extensión de la lámina.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque durante la primera compresión el grosor de la alfombra se reduce por lo menos la mitad y preferentemente de tres a cinco veces.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque durante la segunda compresión el grosor de la alfombra se reduce por lo menos cinco veces y preferentemente de cinco a diez veces.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque dichas dos direcciones distintas son ortogonales entre sí.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque las concavidades están dispuestas en grupos una al lado de la otra, paralelas, dirigidas en dichas dos direcciones a lo largo de líneas en zigzag para evitar la formación de líneas de plegado recto preferencial en toda la extensión de la lámina.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque las concavidades presentan una altura que es sustancialmente un múltiplo del grosor de la lámina y ventajosamente igual a por lo menos cuatro veces el grosor de la lámina.

7. Instalación (10) para la producción continua de láminas (30) con una estructura sustancialmente rígida de material de papel, que comprende:

- medios de trituración de papel (14) para obtener copos de papel,

- medios de distribución (15) para esparcir los copos en una capa uniforme para formar una alfombra (17) de copos,

- medios rociadores (18) para pulverizar la alfombra con líquido de encolado,

- medios de presión uniformes (20) para someter la alfombra a una primera compresión (19) para producir un primer compactado de los copos mientras se mantiene una configuración de la alfombra esencialmente plana, y

- medios de presión perfilados (23) para someter a la alfombra a una segunda compresión (22) para producir un segundo compactado de los copos, realizando dichos medios de presión perfilados durante dicha segunda compresión un conformado simultáneo para obtener una producción continua de una lámina con una pluralidad de concavidades de refuerzo que presenten una forma alargada y dispuestas en por lo menos dos direcciones distintas en la extensión de la lámina.

8. Instalación según la reivindicación 7, caracterizada porque los medios de trituración comprenden un tambor giratorio dentado contra el cual se empuja la masa de pasta de papel.

9. Instalación según la reivindicación 7, caracterizada porque los medios de distribución comprenden unas hojas giratorias para la elevación y distribución de los copos en un chorro sobre una cinta transportadora.

10. Instalación según la reivindicación 7, caracterizada porque los medios rociadores comprenden aspersores de atomización de chorro del líquido de encolado sobre la alfombra.

11. Instalación según la reivindicación 7, caracterizada porque los medios de presión uniformes comprenden unos cilindros de presión dispuestos enfrentados entre ramales de cinta transportadora opuestos entre los cuales se desplaza la alfombra.

12. Instalación según la reivindicación 7, caracterizada porque los medios de presión perfilados comprenden unos cilindros moleteados complementarios enfrentados entre los cuales se desplaza la alfombra que proviene de los medios de presión uniformes.

13. Instalación según la reivindicación 12, caracterizada porque los cilindros moleteados presentan superficies de trabajo conformadas con depresiones y protuberancias complementarias, presentando dichas depresiones y protuberancias una forma alargada y estando dispuestas en por lo menos dos direcciones distintas sobre las superficies de cilindro.

14. Instalación según la reivindicación 13, caracterizada porque dichas dos direcciones distintas son ortogonales entre sí.

15. Instalación según la reivindicación 14, caracterizada porque las depresiones y protuberancias complementarias están agrupadas en grupos dispuestas una al lado de la otra y paralelas, estando dispuestos dichos grupos en dos direcciones a lo largo de líneas de zigzag.

16. Lámina con una estructura sustancialmente rígida de material de papel compuesta por copos de pasta de papel comprimidos, caracterizada porque comprende una pluralidad de concavidades de refuerzo que presentan una forma alargada y están dispuestas en por lo menos dos direcciones distintas en la extensión de la lámina.

17. Lámina según la reivindicación 16, caracterizada porque dichas dos direcciones distintas son ortogonales entre sí.

18. Lámina según la reivindicación 17, caracterizada porque las concavidades están dispuestas en grupos colocados uno al lado del otro, paralelos, dirigidos en dichas dos direcciones a lo largo de líneas de zigzag para evitar la formación de líneas de plegado preferencial en toda la extensión de la lámina.

19. Lámina según la reivindicación 17, caracterizada porque las concavidades presentan una altura que es sustancialmente un múltiplo del grosor de la lámina y ventajosamente igual a por lo menos cuatro veces el grosor de la lámina.