ES2212103T3 - Metodo para la fabricacion de materiales celulosicos prensados en humedo con alto volumen relativo. - Google Patents
Metodo para la fabricacion de materiales celulosicos prensados en humedo con alto volumen relativo.Info
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- D21F11/14—Making cellulose wadding, filter or blotting paper
Landscapes
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
LAS HOJAS CONTINUAS DE CELULOSA, TAL COMO LAS HOJAS CONTINUAS DE PAPEL DE SEDA, SE PUEDEN DESHIDRATAR HASTA OBTENER UNAS CONSISTENCIAS DE UN 70 POR CIENTO APROXIMADAMENTE O SUPERIORES EN UNA PRENSA DE COMPRESION EXTENDIDA DE ALTA INTENSIDAD (20) AL TIEMPO QUE SE MANTIENE UNA CANTIDAD DE GROSOR SUSTANCIAL. CUANDO LAS HOJAS CONTINUAS PENSADAS PARA SU USO COMO PAPEL DE SEDA QUE CONTIENEN PASTAS CONVENCIONALES SE SOBREDENSIFICAN AL PASAR A TRAVES DE UNA PRENSA DE COMPRESION EXTENDIDA DE ALTA INTENSIDAD, LAS PASTAS QUE CONTIENEN CIERTOS TIPOS DE FIBRAS, TALES COMO FIBRAS ENTRECRUZADAS QUIMICAMENTE O TERMOTRATADAS, RESISTEN LA COMPRESION Y PERMITEN QUE LA HOJA CONTINUA COMPRIMIDA RETENGA UN ALTO NIVEL DE GROSOR TRAS UN ALTO GRADO DE DESHIDRATACION.
Description
Método para la fabricación de materiales
celulósicos prensados en húmedo con alto volumen relativo.
En la realización de productos celulósicos suaves
tales como toallitas faciales, toallitas de baño, toallitas de papel
y similares, la hoja o lámina de género celulósico suave es formada
al depositar una suspensión acuosa de fibras de fabricación de papel
sobre una tela de conformación. El elemento laminar es transferido a
continuación a un fieltro de fabricación de papel, y se elimina el
agua al pasar por una zona de tangencia a presión creada entre un
rodillo de presión y un secador Yankee, al pasar el elemento laminar
húmedo a la superficie del Yankee. El agua libre eliminada por
compresión del elemento laminar en la zona de tangencia de presión
es absorbida y transportada por el fieltro al pasar el elemento
laminar a la superficie del Yankee. El elemento laminar es secado de
modo final sobre la superficie del Yankee y, a continuación, es
crepado para impartir volumen y suavidad a la lámina u hoja
celulósica resultante. Este método de fabricación de hojas o láminas
de géneros celulósicos es lo que se conoce habitualmente como
"prensado en húmedo", a causa del método utilizado para
eliminar el agua del elemento laminar húmedo.
El método de prensado en húmedo tiene un par de
inconvenientes claros. En primer lugar, el prensado del elemento
laminar celulósico en estado húmedo hace más denso el elemento
laminar de modo significativo. Al secar el elemento laminar, la hoja
seca retiene esta elevada densidad (volumen reducido) hasta su
ondulación o "crepado". El crepado es necesario para intentar
deshacer lo que ha hecho el prensado en húmedo al elemento laminar.
Como respuesta a esta situación, se han desarrollado métodos de
secado por aire pasante en los que el elemento laminar recientemente
formado es sometido a eliminación parcial del agua hasta una
consistencia aproximada de 30 por ciento utilizando succión en
vacío. Posteriormente, el elemento laminar en el que se ha eliminado
parcialmente el agua es secado de forma final sin compresión,
haciendo pasar aire caliente por el elemento laminar mientras está
soportado por una tela de secado pasante. No obstante, el secado por
aire pasante es caro en términos de costes de inversión y de
energía.
Un segundo inconveniente, compartido por los
procesos convencionales de prensado en húmedo y de secado por aire
pasante, es el de los elevados costes de energía necesarios para el
secado del elemento laminar desde una consistencia aproximada de 35
por ciento a un secado final de aproximadamente 95 por ciento. Este
segundo inconveniente se ha intentado solucionar recientemente en la
fabricación de productos de papel de alta densidad por la
interrupción de la prensa con punto de pinzado ampliado de alta
intensidad. Este dispositivo utiliza una longitud del pinzado
ampliada y calor para eliminar, de manera más eficaz, el agua del
elemento laminar hasta consistencia de salidas de 60 por ciento,
aproximadamente. Estos dispositivos se han utilizado
satisfactoriamente para la fabricación de cartón, pero no han sido
utilizados para fabricar productos de papel de baja densidad, tales
como géneros celulósicos suaves, porque las altas presiones y largos
períodos de tiempo de permanencia en la prensa con pinzado ampliado
sirven para aumentar la densidad adicionalmente de la hoja o lámina
de género más allá de lo que se consigue mediante métodos
convencionales de prensado en húmedo de géneros celulósicos finos.
Este incremento de densidad es perjudicial para la calidad de los
productos celulósicos suaves resultantes porque la embutición o
"crepado" no puede superar por completo el incremento de
densidad de la hoja que se ha producido.
Por lo tanto, existe la necesidad de un método
para la fabricación de elementos laminares celulósicos suaves con
prensado en húmedo, que minimice o elimine las altas densidades
impartidas a los elementos laminares celulósicos con prensado en
húmedo.
El documento
US-A-5393384 da a conocer un método
para la fabricación de una hoja o lámina de género celulósico
voluminoso que comprende las etapas de depositar una suspensión
acuosa de fibras de fabricación de papel sobre una tela de
formación, para formar un elemento laminar celulósico suave húmedo;
eliminar parcialmente el agua del elemento laminar húmedo a una
consistencia aproximada de 15 por ciento o superior; comprimir la
hoja o lámina de material de la que se ha eliminado el agua
parcialmente en una prensa con zona de tangencia ampliada, de alta
intensidad, para eliminar adicionalmente el agua de dicho elemento
laminar hasta una consistencia aproximada de 35 por ciento o
superior; y proceder finalmente al secado del elemento laminar.
El documento
US-A-4849054 se refiere al aumento
del volumen del elemento laminar y da a conocer la transferencia del
elemento laminar en el que se ha eliminado el agua, desde una zona
de tangencia con prensado convencional a la embutición de la tela
con el desplazamiento a una velocidad aproximada de 5 a 30 por
ciento menor que la primera tela de transferencia. La técnica que se
da a conocer en dicho documento requiere la eliminación del agua del
elemento laminar formado por prensado hasta una consistencia de 30 a
50%, a efectos de permitir la acción de embutición subsiguiente.
Se ha descubierto ahora que la reducción de
volumen asociada al prensado en húmedo se puede reducir
sustancialmente, al incorporar en el elemento laminar ciertas fibras
que se ha observado que disminuyen notablemente el aumento de
densidad del elemento laminar cuando se someten a las elevadas
presiones necesarias para la eliminación del agua con presiones de
pinzado ampliado de alta intensidad. Como consecuencia, las prensas
con pinzado ampliado de alta intensidad se pueden utilizar para
eliminar el agua de elementos laminares celulósicos sin las
consecuencias adversas conocidas hasta el momento de impartir un
elevado grado de densificación al elemento laminar.
Por lo tanto, un aspecto de la presente invención
consiste en un método para la fabricación de una hoja o lámina de
género celulósico voluminoso que comprende: (a) depositar una
suspensión acuosa de fibras para la fabricación de papel sobre una
tela de formación, para conformar un elemento laminar celulósico
húmedo, comprendiendo dichas fibras de fabricación de papel, como
mínimo, 10 por ciento en peso seco aproximadamente de fibras
modificadas con elasticidad en húmedo; (b) eliminar parcialmente el
agua del elemento laminar húmedo hasta una consistencia aproximada
de 15 por ciento o superior; (c) comprimir el elemento laminar del
que se ha eliminado el agua parcialmente en una prensa de tangencia
ampliada de alta intensidad para eliminar adicionalmente el agua del
elemento laminar hasta una consistencia aproximada de 35 por ciento
o superior; (d) transferir el elemento laminar del que se ha
eliminado el agua desde la zona de tangencia de la prensa de alta
intensidad a una primera tela de transferencia, y después de ello,
transferirla de modo rápido a una segunda tela de transferencia que
se desplaza a una velocidad que es aproximadamente de 5 a 30 por
ciento más lenta que la primera tela de transferencia; y (e) secado
final del elemento laminar, de manera que el volumen relativo
("Bulk") del elemento laminar del que se ha eliminado el agua,
antes del secado final, es superior a (-0,02C + 3,11), en la que
"C" es la consistencia del elemento laminar que abandona la
prensa con zona de tangencia ampliada, de alta intensidad, expresada
en forma de porcentaje de sequedad, y el volumen relativo es
expresado en centímetros cúbicos por gramo. Para una consistencia
determinada, los elementos laminares celulósicos húmedos de la
presente invención tienen un volumen relativo superior a elementos
laminares de géneros celulósicos suaves en húmedo comparables, que
han sido sometidos a eliminación del agua por medios convencionales.
Además, la consistencia puede ser incrementada bastante más allá de
la que se puede obtener por la eliminación de agua de géneros
celulósicos de tipo convencional, y en muchos casos poseyendo
todavía un volumen relativo más elevado a consistencias más elevadas
que las de elementos laminares celulósicos húmedos convencionales a
consistencias sustancialmente más bajas.
Según otro aspecto, la presente invención reside
en la combinación de la eliminación de agua de un elemento laminar
celulósico utilizando una prensa con tangencia ampliada de alta
intensidad, que reduce notablemente el volumen relativo del elemento
laminar celulósico, seguido de transferencia rápida del elemento
laminar del que se ha eliminado el agua, para incrementar el volumen
relativo del elemento laminar nuevamente a niveles adecuados para el
elemento laminar celulósico suave. De manera más específica, la
invención consiste en un método para fabricar un elemento laminar
suave con elevado volumen relativo que comprende: (a) depositar una
suspensión acuosa de fibras de fabricación de papel sobre una tela
de formación para formar un elemento laminar celulósico húmedo; (b)
eliminar parcialmente el agua del elemento laminar húmedo hasta una
consistencia de 15 por ciento, aproximadamente, o superior; (c)
comprimir el elemento laminar, del que parcialmente se ha eliminado
el agua, en una prensa de tangencia ampliada de alta intensidad para
eliminar adicionalmente el agua del elemento laminar húmedo a una
consistencia aproximadamente de 35 por ciento o superior; (d)
transferir el elemento laminar del que se ha eliminado el agua a una
primera tela de transferencia; (e) transferir el elemento laminar
del que se ha eliminado el agua desde la primera tela de
transferencia a una segunda tela de transferencia que se desplaza a
una velocidad menor que la primera tela de transferencia
(transferencia rápida) para aumentar el volumen relativo del
elemento laminar húmedo; y (f) secar el elemento laminar. El
elemento laminar puede ser secado en un secador Yankee y sometido a
embutición ("crepado"), o bien el elemento laminar puede ser
sometido a secado de forma pasante, y se puede dejar con o sin
embuticiones ("crepado").
Tal como se utiliza en esta descripción, los
términos "fibras modificadas con elasticidad en húmedo"
designan fibras que han sido modificadas a partir de su estado
natural y que tienen la capacidad de recuperarse después de
deformación en estado húmedo, en oposición a fibras que permanecen
deformadas y no se recuperan después de la deformación en estado
húmedo. Las fibras modificadas con elasticidad en húmedo comprenden
fibras celulósicas reticuladas químicamente, fibras celulósicas con
curado en caliente, fibras mercerizadas y fibras de pulpa sulfonada.
Estos métodos de modificación de las fibras son bien conocidos en la
técnica. La cantidad de fibras modificadas con elasticidad en húmedo
en la pasta de papel de fibras puede ser aproximadamente de 10 por
ciento en peso seco o superior, de manera más específica de 20 a 80
por ciento aproximadamente, y todavía de manera más específica de 30
a 60 por ciento aproximadamente. Las ventajas del volumen relativo
asociadas con la utilización de fibras modificadas con elasticidad
en húmedo aumentan al aumentar la cantidad de fibras modificadas con
elasticidad en húmedo. Como consecuencia, las cantidades utilizadas
deben tener en cuenta el carácter deseable de un mayor volumen
relativo, aparte de otras características deseables, tales como
resistencia a la tracción, que otras fibras pueden ser adecuadas
para proporcionar.
Los términos "prensa de tangencia ampliada de
alta intensidad", que se utiliza en esta descripción, es un
aparato para la eliminación de agua en el que el elemento laminar
húmedo es comprimido en una zona de tangencia ampliada formada entre
la superficie arqueada de un rodillo de soporte y una tela o lámina
de prensado. De manera típica, la tela de prensado está soportada
por una zapata de prensa que tiene superficie cóncava. El rodillo de
soporte puede ser calentado a temperaturas elevadas o puede
permanecer a temperatura ambiente. La longitud de la zona de
tangencia ampliada puede ser sustancial, de manera típica de 12,7 a
25,4 cm aproximadamente (de 5 a 10 pulgadas aproximadamente) o
superior. Estos dispositivos permiten al operador variar las
condiciones tales como tiempo de permanencia, presión y temperatura,
para realizar una eliminación de agua más elevada de lo que se puede
normalmente conseguir en una prensa de rodillos convencional. Este
aparato puede eliminar sustancialmente la totalidad del agua libre
en el elemento laminar y una parte significativa del agua unida
asimismo. Un ejemplo de dicho aparato es el que se da a conocer y se
describe en la patente U.S.A. nº 4.973.384 de 27 de noviembre de
1990, de Crouse y otros, titulada "Heated Extended Nip Press
Apparatus" ("Aparato de prensado con tangencia ampliada en
caliente"). En su funcionamiento, la prensa de tangencia ampliada
de alta intensidad presenta la utilización de un rodillo de prensado
en caliente en la zona de tangencia ampliada de forma opcional, si
bien es preferente para conseguir una máxima eliminación de
agua.
La consistencia (porcentaje de peso de fibras o
porcentaje de sequedad) del elemento laminar del que se ha extraído
parcialmente el agua, que entra en la prensa con tangencia ampliada
de alta intensidad, puede ser de 15 por ciento o superior, más
específicamente de 15 a 30 por ciento aproximadamente. La
consistencia del elemento laminar que sale de la prensa con
tangencia ampliada de alta intensidad puede ser aproximadamente de
35 por ciento o superior, de manera más específica de 40 a 70 por
ciento, y todavía de manera más específica de 50 a 65 por ciento
aproximadamente. La consistencia final puede depender de la
consistencia del elemento laminar entrante, la velocidad del
elemento laminar, la temperatura del rodillo en caliente, la presión
dentro de la zona de tangencia, la longitud de la zona de tangencia,
las características de las fibras y las características del fieltro
de prensado, así como otras variables adicionales.
Dependiendo de la consistencia a la que se
elimina el agua del elemento laminar y otros factores, tales como
temperatura/presión de la prensa de zona tangente ampliada de alta
intensidad y el período de permanencia en la zona de tangencia, el
volumen relativo del elemento laminar húmedo que sale de la prensa
con tangencia ampliada de alta intensidad puede estar comprendido
entre 2,3 y 3,5 centímetros cúbicos por gramo o superior, más
específicamente de 2,4 a 3,0 centímetros cúbicos por gramo
aproximadamente. De manera más específica, teniendo en cuenta la
consistencia del elemento laminar, el volumen relativo del elemento
laminar húmedo que sale de la prensa con tangencia de alta
intensidad puede ser superior a (-0,02C + 3,11), de manera más
específica superior a (-0,032C + 3,78), y de manera todavía más
específica superior a (-0,02C + 3,52), y de manera todavía más
específica superior a (-0,03 + 4,28), siendo "C" la
consistencia del elemento laminar. El origen de estos valores se
describirá en detalle con referencia a los dibujos. Explicado de
forma distinta, el incremento de volumen relativo, conseguido cuando
se utiliza la prensa con zona de tangencia ampliada de alta
intensidad para eliminar el agua de elementos laminares que
contienen fibras elásticas en húmedo, modificadas, está comprendido
aproximadamente entre 5 y 50 por ciento, más específicamente de 10 a
40 por ciento aproximadamente, de manera todavía más específica de
20 a 30 por ciento aproximadamente mayor que el volumen relativo de
elementos laminares que consisten en una mezcla en peso a 50/50 de
eucalipto y fibras kraft de madera dura "northern" producidas
en las mismas condiciones.
Tal como se utiliza en esta descripción, el
término volumen relativo ("Bulk") se determina dividiendo el
grosor del elemento laminar por el peso base. El grosor se mide para
una hoja o elemento laminar único utilizando un micrómetro T.M.I
Modelo 549 (Testing Machines Inc., Amityvile, Nueva York) utilizando
una zapata de presión circular con un área de 200 milímetros
cuadrados. La velocidad de descenso de la zapata de presión es
aproximadamente de 0,8 milímetros por segundo. La presión, una vez
reducida, es aproximadamente de 0,50 kilos por centímetro cuadrado.
El tiempo de permanencia es de unos 3 segundos. Se toma una medida
para cada hoja y cinco hojas de cada muestra son objeto de
comprobación. Las lecturas se toman cerca del final del período de
permanencia para cada prueba. El promedio de cinco lecturas es el
grosor de la muestra.
En estas realizaciones de la presente invención,
en la que se utiliza la transferencia rápida después de que el
elemento laminar ha sido sometido a la eliminación del agua, la
velocidad de la primera tela de transferencia (la tela desde la que
se está transfiriendo el elemento laminar) puede ser aproximadamente
de 5 a 35 por ciento más rápida que la velocidad de la segunda tela
de transferencia (la tela a la que se está transfiriendo el elemento
laminar). De manera más específica, el diferencial de velocidad
puede ser comprendido entre 10 y 30 por ciento, y de manera más
específica de 20 a 30 por ciento aproximadamente. Al aumentar el
diferencial de velocidad, el volumen relativo del elemento laminar
resultante se incrementa. No obstante, no son deseables
diferenciales de velocidad superiores a 35 por ciento
aproximadamente, porque el elemento laminar se arruga formando
macro-pliegues.
La figura 1 es un diagrama esquemático de un
proceso de fabricación de un elemento celulósico suave de acuerdo
con la presente invención, mostrando la utilización de una prensa
con zona de tangencia ampliada de alta intensidad.
La figura 2 es una vista esquemática de la prensa
con zona de tangencia ampliada de alta intensidad, que muestra su
función de manera más detallada.
La figura 3 es un gráfico del volumen relativo
como función de la consistencia del elemento laminar para hojas
producidas en condiciones que simulan el funcionamiento de una
prensa con zona de tangencia ampliada de alta intensidad, mostrando
la disminución de volumen relativo con la consistencia de salida
creciente para una serie de fibras distintas.
Haciendo referencia a la figura 1, se ha mostrado
un diagrama de flujo esquemático de un proceso de fabricación de un
elemento celulósico suave utilizando una prensa con zona de
tangencia ampliada de alta intensidad, de acuerdo con la presente
invención. Se ha mostrado una caja de distribución (5) que deposita
una suspensión acuosa de fibras para la fabricación de papel entre
el fieltro (6) de fabricación de papel y la tela formadora (7).
Ambas telas convergen y parcialmente se desplazan por el arco del
rodillo formador (8), después de lo cual el elemento laminar (9)
queda retenido sobre el fieltro. La geometría de formación indicada
se indica comúnmente como un conformador de media luna. No obstante,
otras configuraciones de conformación podrían ser también
utilizadas, tales como conformadores de rejilla doble. En este punto
del proceso, el elemento laminar tendrá de manera típica una
consistencia aproximada de 15 por ciento.
Mientras está soportado por el fieltro, el
elemento laminar húmedo es pasado a través de la prensa (20) con
zona de tangencia ampliada de alta intensidad para eliminar
adicionalmente el agua del elemento laminar hasta una consistencia
aproximada de 35 a 70 por ciento. El elemento laminar en el que se
ha eliminado el agua se transfiere brevemente a la superficie del
rodillo de soporte (21) de la prensa con zona de tangencia ampliada
de alta intensidad antes de ser transferido adicionalmente a una
primera tela de transferencia (30).
El elemento laminar (31) en el que se ha
eliminado el agua es transferido a continuación a una segunda tela
de transferencia (40) con ayuda de una caja de vacío o zapata de
transferencia (41). Esta transferencia puede ser opcionalmente una
transferencia rápida, en la que la segunda tela de transferencia se
desplaza de 5 a 35 por ciento más lenta que la primera tela de
transferencia a efectos de disgregar parcialmente el elemento
laminar para suavizarlo e introducir estirado en la dirección
máquina. Posteriormente, el elemento laminar es aplicado a la
superficie del secador Yankee (50) utilizando el rodillo de presión
(51) para secar finalmente el elemento laminar que, a continuación
es ondulado o "crepado" con una cuchilla de tangencia (52) y
arrollado en un rollo (53).
Se observará que también son adecuadas otras
opciones de secado/crepado en combinación con la eliminación de agua
con una prensa con zona de tangencia ampliada de alta intensidad.
Por ejemplo, el elemento laminar (31) en el que se ha eliminado el
agua puede ser transferido de forma rápida tal como se ha descrito
anteriormente y transferido posteriormente a una tela de secado
pasante y sometido a secado pasante, con o sin crepado subsiguiente.
De manera alternativa, el elemento laminar (31) en el que se ha
eliminado el agua puede ser transferido a un secador Yankee sin
transferencia rápida y sometido a crepado.
La figura 2 muestra la prensa con zona de
tangencia ampliada de alta intensidad de la figura 1 de forma más
detallada. Se ha mostrado el elemento laminar de entrada (9)
soportado por el fieltro (6) que entra en la prensa (20) con zona de
tangencia ampliada de alta intensidad. La zona de tangencia es
formada entre el rodillo de soporte (21) y la tela de prensado
(56), que sigue el contorno cóncavo de la zapata de prensado (55).
El elemento laminar de material celulósico suave es transferido
brevemente al rodillo de soporte y posteriormente transferido a la
primera tela de transferencia (31) utilizando el rodillo de vacío
(57).
La figura 3 representa varios gráficos de volumen
relativo del elemento laminar con respecto a la consistencia para
hojas laminares preparadas para simular elementos laminares que se
salen de la prensa, con zona de tangencia ampliada de alta
intensidad, y se explican a continuación en relación con los
ejemplos.
Se fiberizó pulpa kraft de madera blanda de pino
Southern (CR-54) en un fiberizador Pallman,
precondicionado a un contenido de humedad al 5% y a continuación se
calentó en un horno de convención a 200ºC durante 20 minutos
reticulando y ondulando las fibras. (Se puede utilizar un
catalizador para reducir la temperatura y duración del tratamiento).
Después del tratamiento, las fibras tenían un valor de retención del
agua (WRV) de 0,65 g/g y un índice de ondulación de 0,15 (medido
mediante un Analizador de Calidad de Fibras) con respecto a un WRV
de 1,2 g/g y un índice de curvatura de 0,09 antes del tratamiento.
Estas fibras se combinaron con una mezcla 50/50 con fibras kraft de
eucalipto que habían sido tratadas a elevada consistencia y elevada
temperatura en un dispersador de acuerdo con la Patente U.S.A. nº
5.348.620 de 20 de septiembre de 1994, de Hermans y otros, titulada
"Method of Treating Papermaking Fibers for Making Tissues"
("Método de Tratamiento de Fibras para la Fabricación de Papel
para la Fabricación de Géneros Celulósicos Suaves"). De manera
más específica, las fibras de eucalipto fueron dispersadas en un
dispersador de eje Maule a una temperatura aproximada de 65,5ºC
(unos 150ºF) con una consistencia aproximada de 30 por ciento con
una introducción de potencia de unos 1102,5 watts por día y por
tonelada (1,5 caballos por día y por tonelada aproximadamente). La
pasta de fibras combinada fue conformada a continuación en hojas
manuales y sometida a condiciones de eliminación de agua para
simular la operación de una prensa con zona de tangencia ampliada de
alta intensidad.
De manera más específica, 25 gramos de fibras de
madera blanda y 25 gramos de fibras de madera dura se combinaron con
2000 gramos de agua destilada en un desintegrador British y se
procesaron durante 10 minutos. La cantidad apropiada de emulsión
basada en su consistencia, para formar una hoja manual de 25 GSM fue
vertida en un molde de hojas manuales TAPPI de forma cuadrada
estándar. La formación de la hoja manual siguió métodos estándar
TAPPI para elementos celulósicos suaves. La hoja manual húmeda fue
separada de la rejilla de formación solamente con papel secante y se
proporcionó manualmente una presión muy ligera. Cada una de las
hojas manuales húmedas y papel secante fueron colocados dentro de
una bolsa de plástico cerrable de manera estanca, después de lo cual
el papel secante fue retirado cuidadosamente a efectos de no averiar
la formación de la hoja manual. Por lo tanto, cada una de las hojas
manuales individuales fue almacenada en una bolsa de plástico
cerrable de manera estanca aproximadamente con 30% de sólidos, hasta
que se tuviera que realizar la prueba en el aparato con zona de
tangencia de alta intensidad.
A efectos de simular la eliminación de agua en
una prensa con zona de tangencia ampliada de alta intensidad, se
cortaron dos círculos con un diámetro aproximado de 7,62 cm (3
pulgadas) de cada una de las hojas manuales. Una hoja manual
individual circular fue colocada en un armazón metálico, que era un
dispositivo circular consistiendo en una mitad superior y otra
inferior, poseyendo cada una de dichas mitades una disposición de
hilos destinados a retener la hoja manual en su lugar durante la
prueba. Una vez en su lugar en el bastidor, la hoja manual fue
saturada visualmente con agua a través de un pulverizador doméstico
común. El armazón fue colocado a continuación encima de una sección
de fieltro circular previamente pesada en un soporte estacionario
por debajo del prensador con zona de tangencia de alta intensidad de
tipo móvil. El prensador fue desplazado hacia abajo y aprisionó la
hoja manual durante un impulso definido antes de volver a su
posición original. Este impulso era repetición de la tangencia de
alta intensidad a escala de producción. La capacidad del impulso se
puede controlar por la temperatura del prensador, período de
permanencia en la zona de tangencia, y presión. Las temperaturas en
la zona de tangencia variaban de 22,2 a 176,7ºC (72ºF a 350ºF). El
período de permanencia para todas las pruebas era de 25
milisegundos. Se utilizó un perfil de presión estándar, tal como se
describe en la patente de Crouse y otros, anteriormente indicada. La
presión de promedio era aproximadamente de 4134 KPa (unos 600 psi).
Las hojas manuales prensadas fueron retiradas y pesadas para
determinar la consistencia de salida para cada una de las
condiciones de prueba.
Igual que en el Ejemplo 1, excepto que la fibra
kraft de madera blanda de pino southern se trató en un dispersador
de acuerdo con la Patente U.S.A. nº 5.348.620 que se ha descrito
anteriormente. Las fibras fueron mezcladas a continuación con
carbonato de amonio y circonio a un nivel de 0,54 Kg/0,45 Kg (1,2
libras por libra) y se efectuó el curado a 180ºC durante 10 minutos.
La mezcla bien combinada de pulpa/reticulador fue fiberizada a
continuación en un fiberizador Pallman. Esta fibra fue combinada a
una mezcla 50/50 con fibra kraft de eucalipto dispersada y se
constituyó en hojas manuales y se comprobó tal como se describe en
el Ejemplo 1.
Igual que en el Ejemplo 1, excepto que se
sustituyó la Pulpa Aditiva de Alto Volumen Relativo Weyerhauser por
fibra de pulpa kraft de madera blanda de pino southern. Esta pulpa
de celulosa es impregnada con un reticulante de
urea-formaldehído y sometida a curado a elevada
temperatura.
Se prepararon hojas manuales y se comprobaron tal
como se describe en el Ejemplo 1, excepto que las fibras usadas eran
una mezcla 50/50 de fibras de eucalipto y fibras kraft de madera
blanda northern.
Se prepararon hojas manuales y se comprobaron tal
como se describe en el Ejemplo 1, excepto que las fibras utilizadas
eran una mezcla 50/50 de fibras de eucalipto y fibras kraft de
madera blanda northern dispersadas. Las fibras kraft de madera
blanda northern fueron dispersadas en las mismas condiciones que las
fibras de eucalipto tal como se describió en el Ejemplo 1.
Se prepararon y se sometieron a pruebas hojas
manuales tal como se describe en el Ejemplo 1, excepto que las
fibras eran una mezcla 50/50 de fibras de eucalipto y fibras de
kraft de madera blanda northern a las que se habían añadido 9
Kg/tonelada (20 libras por tonelada) de un desaglomerante de fibras
(Berocell 596, fabricado por Eka Nobel Inc.).
Los resultados de estos seis ejemplos se resumen
en la figura 3, que muestra un gráfico del volumen relativo como
función de la consistencia del elemento laminar celulósico húmedo en
forma de hoja después de su prensado en las condiciones de prensa
con zona de tangencia ampliada de alta intensidad. Tal como se ha
mostrado, una línea que relaciona el volumen relativo con la
consistencia de salida existe para cada pasta de papel sometida a
comprobación en cada uno de los Ejemplos. En todos los casos, el
volumen relativo disminuye al aumentar la sequedad de salida. El
incremento de volumen relativo con respecto a la línea de fondo de
"control" representa la mejora debido al tratamiento de las
fibras. Es especialmente interesante observar que el volumen
relativo de las fibras con elasticidad en húmedo, modificadas, para
una consistencia de salida de 60 por ciento es en la mayor parte
superior al control para una consistencia de 40 por ciento. Este
incremento del volumen relativo (o disminución de la densidad de la
hoja) permite la producción de género laminar celulósico suave de
alta calidad a pesar del prensado a 60 por ciento de
consistencia.
Se observará que los ejemplos anteriores, que
tienen carácter ilustrativo, no se deben considerar como limitativos
del ámbito de la invención, que se define en las siguientes
reivindicaciones.
Claims (13)
1. Método para la fabricación de una hoja de
género celulósico suave voluminosa, que comprende:
- (a)
- depositar una suspensión acuosa de fibras para la fabricación de papel sobre la tela de formación (7) para formar un elemento laminar de material celulósico suave, húmedo, comprendiendo dichas fibras para la fabricación de papel, como mínimo, aproximadamente 10 por ciento en peso seco de fibras elásticas en húmedo, modificadas, de manera que las fibras elásticas en húmedo, modificadas, son fibras para la fabricación de papel celulósicas, reticuladas químicamente, fibras para la fabricación de papel celulósicas con curado en caliente, fibras mercerizadas y/o fibras de celulosa sulfonada;
- (b)
- eliminar parcialmente el agua del elemento laminar húmedo hasta una consistencia aproximada de 15 por ciento o superior;
- (c)
- comprimir el elemento laminar del que se ha eliminado parcialmente el agua en una prensa (20) de tangencia ampliada de alta intensidad para eliminar adicionalmente el agua del elemento laminar hasta una consistencia aproximada de 35 por ciento o superior;
- (d)
- transferir el elemento laminar (31) del que se ha eliminado el agua desde la prensa (20) con zona de tangencia ampliada de alta intensidad a una primera tela de transferencia (30), y después de esto, transferir de forma rápida dicho elemento laminar a una segunda tela de transferencia (40) que se desplaza a una velocidad comprendida entre 5 y 30 por ciento más lenta que la primera tela de transferencia (30); y
- (e)
- secado final del elemento laminar de manera que el volumen relativo del elemento laminar del que se ha eliminado el agua antes del secado final es superior a (-0,02C + 3,11), en el que "C" es la consistencia del elemento laminar que sale de la prensa con zona de tangencia ampliada de alta intensidad, expresada en porcentaje de sequedad, y el volumen relativo se expresa en centímetros cúbicos por gramo.
2. Método, según la reivindicación 1, en el que
el volumen relativo del elemento laminar del que se ha eliminado el
agua, que sale de la prensa (20) con zona de tangencia ampliada de
alta intensidad es aproximadamente de (-0,032C + 3,78) centímetros
cúbicos por gramo o superior.
3. Método, según la reivindicación 1, en el que
el volumen relativo del elemento laminar del que se ha eliminado el
agua, que sale de la prensa (20) con zona de tangencia ampliada de
alta intensidad, es aproximadamente de (-0,02C + 3,52) centímetros
cúbicos por gramo o superior.
4. Método, según la reivindicación 1, en el que
el volumen relativo del elemento laminar del que se ha eliminado el
agua que sale de la prensa (20) con zona de tangencia ampliada de
alta intensidad es aproximadamente de (-0,03C + 4,28) centímetros
cúbicos por gramo o superior.
5. Método, según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que la cantidad de fibras elásticas en húmedo,
modificadas, está comprendida aproximadamente de 20 a 80 por
ciento.
6. Método, según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que la cantidad de fibras elásticas en húmedo,
modificadas, está comprendida aproximadamente entre 30 y 60 por
ciento.
7. Método, según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que el elemento laminar es sometido a eliminación
de agua en la prensa (20) con zona de tangencia ampliada de alta
intensidad hasta una consistencia comprendida aproximadamente entre
40 y 70 por ciento.
8. Método, según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que el elemento laminar es sometido a eliminación
de agua en la prensa (20) con zona de tangencia ampliada de alta
intensidad hasta una consistencia comprendida aproximadamente entre
50 y 65 por ciento.
9. Método, según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que el volumen relativo del elemento laminar que
sale de la prensa (20) con zona de tangencia ampliada de alta
intensidad es de 5 a 50 por ciento superior que el volumen relativo
de un elemento laminar, que consiste en una mezcla 50/50 por ciento
en peso de eucalipto y fibras kraft de madera blanda northern
producidas en las mismas condiciones.
10. Método, según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que el volumen relativo del elemento laminar que
sale de la prensa (20) con zona de tangencia ampliada de alta
intensidad es aproximadamente de 10 a 40 por ciento superior al
volumen relativo de un elemento laminar que consiste en una mezcla
50/50 por ciento en peso de eucalipto y de fibras kraft de madera
blanda northern producidas en las mismas condiciones.
11. Método, según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que el volumen relativo del elemento laminar que
sale de la prensa (20) con zona de tangencia ampliada de alta
intensidad es aproximadamente de 20 a 30 por ciento superior que el
volumen relativo de un elemento laminar que consiste en una mezcla
con un porcentaje 50/50 en peso de eucalipto y fibras kraft de
madera blanda northern producidas en las mismas condiciones.
12. Método, según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que el elemento laminar transferido de forma
rápida se adhiere a un secador Yankee (50), siendo secado y
crepado.
13. Método, según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que el elemento laminar transferido de forma
rápida es transferido a una tela de secado pasante y sometido a
secado pasante.
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| EP0925403A1 (en) | 1999-06-30 |
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