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