ES2316812T3 - Metodo y aparato para la aplicacion de precision en cilindro de secado de materiales que mejoran el rendimiento. - Google Patents

Metodo y aparato para la aplicacion de precision en cilindro de secado de materiales que mejoran el rendimiento. Download PDF

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Abstract

Un método para la aplicación con precisión de materiales que mejoran las prestaciones a un cilindro de crepeado, que comprende las etapas de: a) proveer una operación de elaboración de papel fibroso en la que se usa un cilindro rotatorio de crepeado para secar una capa húmeda de material fibroso en donde dicha capa de material fibroso es contactada con una paleta de doctor que crepea la capa fibrosa a medida que ésta abandona el cilindro de crepeado; b) dividir dicho cilindro de crepeado en una pluralidad de Zonas, en donde cada Zona tiene un requisito de prestaciones y un intervalo de temperaturas de trabajo que es diferente que el de la Zona adyacente; c ) proveer medios para la aplicación con precisión de uno o más materiales previstos que mejoran las prestaciones a cada Zona de dicho cilindro de crepeado; y d) aplicar uno o más materiales que mejoran las prestaciones a como mínimo dos Zonas de dicho cilindro de crepeado, en donde el material que mejora las prestaciones aplicado a cada Zona se selecciona basándose en el requisito de prestaciones y el intervalo de temperaturas de trabajo de cada Zona de dicho cilindro de crepeado.

Description

Método y aparato para la aplicación de precisión en cilindro de secado de materiales que mejoran el rendimiento.
Campo de aplicación del invento
Este invento se refiere al campo de la fabricación de pulpa y papel. Específicamente, este invento se encuentra en el campo del perfeccionamiento de las prestaciones de un cilindro de "crepeado" durante la elaboración de papel fibroso.
Antecedentes del invento
En la fabricación de papeles fibrosos,, la banda continua húmeda de fibras, por otro nombre la hoja de papel húmeda, se forma en un conformador de fourdrinier o caja de entrada o de doble hilo, luego se transfiere por medio de un fieltro a un cilindro metálico calentado con vapor y se seca en el mismo. El cilindro metálico calentado con vapor se conoce típicamente como el cilindro de "crepeado" o "secador Yankee". A medida que la banda continua de fibras rota sobre el cilindro, gran parte del agua se marcha, dejando una banda continua de fibras con un porcentaje de sólidos comprendido entre aproximadamente un 50% hasta alrededor de un 99% en peso. Una paleta metálica, conocida como paleta de "crepeado", se usa luego para extraer la banda continua de fibras y, en el proceso de extracción de la banda continua, la paleta metálica compacta la hoja en la dirección de la máquina, lo cual produce una acción de plegado. Este proceso de extracción y compactación se conoce como "crepeado" (o rizado). El crepeado causa que la hoja de papel se arrugue o forme buches. El "crepeado" a menudo destruye un gran número de uniones de fibra a fibra en la hoja de papel, impartiendo de ese modo cualidades de características de volumen, estiramiento, absorbencia y blandura al papel fibroso que se está fabricando.
En la fabricación de papel fibroso, es una práctica normal rociar con una solución de adhesivo diluida por medio de un brazo móvil de rociado sobre la superficie metálica caliente de un cilindro de "crepeado" para ayudar en la adherencia de una banda continua de fibras al cilindro de "crepeado" para el secado y "crepeado" subsiguiente. Este material adhesivo provee una adherencia adecuada de la banda continua de fibras al cilindro de "crepeado", lo cual mejora la fabricación de papel fibroso de calidad, ayuda a proteger al secador contra el desgaste excesivo, proporciona lubricación para las paletas de doctor y es suficientemente blando para permitir la penetración de la extremidad de la paleta de doctor para lograr un buen "crepeado". Tras encontrarse con el estrato de adhesivo sobre el cilindro de "crepeado", típicamente la banda continua de fibras se adhiere al cilindro usando un rodillo de presión o un rodillo de presión por aspiración, que está situado de tal manera que la banda continua de fibras encuentra al estrechamiento del rodillo de presión (cuyo estrechamiento de rodillo de presión es el punto de contacto entre el rodillo de presión y el cilindro de "crepeado") aproximadamente al mismo tiempo en que la banda continua de fibras encuentra al estrato de adhesivo. La hoja luego continúa desplazándose alrededor del cilindro caliente para ser "crepeada" y desprendida con una paleta metálica. En el proceso de "crepeado" se incorporan a la hoja atributos valiosos tales como blandura, absorbencia y volumen. Una vez que la paleta de "crepeado" ha retirado la banda continua de fibras del cilindro de "crepeado", las técnicas actuales recomiendan el rociado de la superficie del cilindro de "crepeado" otra vez con la solución de adhesivo diluida, y el proceso de "crepeado" continúa.
Después que la paleta de "crepeado" ha retirado del cilindro de "crepeado" la banda continua de fibras, alguna parte de material, que podría incluir adhesivo y fibras parásitas solidificadas por el calor, típicamente se quedan en la superficie del secador. El material que se ha quedado en la superficie del secador tiende a adherirse a la superficie, y la acumulación eventualmente llega a ser suficientemente grande como para calificarse como un "depósito". Los depósitos situados en el borde de la banda continua de fibras debido a que la solución residual de adhesivo se cuece por calor sobre el cilindro plantean un problema importante, porque la presencia del depósito da lugar a un recubrimiento desigual del cilindro con la capa de fibras y puede conducir a que la paleta de doctor crepite y a una deficiente capacidad de funcionamiento y que puede conducir a una rotura involuntaria de la capa de fibras.
Otro problema conocido que se plantea con el proceso de "crepeado" consiste en que los bordes del cilindro de "crepeado" que no tienen banda continua de fibras o fieltro en contacto tienden a estar a una temperatura más alta que la temperatura en la parte central del cilindro de "crepeado". El gradiente de temperatura resultante que se produce a través del cilindro puede causar un tratamiento desigual de la capa húmeda de fibras.
Como cada sección del cilindro de "crepeado" tiene unos requisitos de prestaciones diferentes, y cada sección del cilindro de "crepeado" tiene un intervalo de temperaturas de trabajo que es diferente de la sección adyacente, resulta evidente que es difícil mantener una buena capacidad de funcionamiento del cilindro de "crepeado".
Los trabajos realizados en épocas anteriores para mejorar la capacidad de funcionamiento mediante la adición de uno o varios elementos modificadores a la solución de adhesivo diluida no han resultado óptimos, porque todavía no se ha descubierto un elemento modificador que pueda mejorar la capacidad de funcionamiento a través de la totalidad de la longitud del cilindro de "crepeado". Entonces, sería conveniente disponer de un modo de perfeccionar las prestaciones de un cilindro de "crepeado" con el fin de corregir los problemas relacionados con el gradiente de temperatura a través del cilindro de "crepeado" y los problemas en relación de asociación con los depósitos que quedan en el cilindro de "crepeado".
Sumario del invento
El primer aspecto del invento que ahora se reivindica es un método para la aplicación de precisión de materiales que mejoran las prestaciones a un cilindro de "crepeado" que comprende las etapas de:
a) proveer una operación de fabricación de papel fibroso en la que se usa un cilindro rotatorio de "crepeado" para secar una capa húmeda de material fibroso en el que dicha capa de material fibroso entra en contacto con una paleta de doctor que "crepea" la capa fibrosa cuando ésta abandona el cilindro de "crepeado";
b) dividir dicho cilindro de "crepeado" en una pluralidad de Zonas, en donde cada Zona tiene un requisito de prestaciones y un intervalo de temperaturas de trabajo que son diferentes de la Zona adyacente;
c) proveer medios para la aplicación de precisión de uno o más materiales previstos que mejoran las prestaciones a cada Zona de dicho cilindro de "crepeado"; y
d) aplicar uno o más materiales que mejoran las prestaciones al menos a dos Zonas de dicho cilindro de "crepeado", en donde el material que mejora las prestaciones aplicado a cada Zona se selecciona basándose en el requisito de prestaciones y margen de temperaturas de trabajo de cada Zona de dicho cilindro de "crepeado".
El segundo aspecto del invento que ahora se reivindica es un aparato que es útil para la aplicación con precisión de materiales que mejoran las de prestaciones a un cilindro de "crepeado" que se deriva en una pluralidad de Zonas que comprende medios para aplicar materiales específicos que mejoran las prestaciones a cada Zona de un cilindro de "crepeado", en donde dichos medios deben ser capaces de una descarga elegida de tal manera que exista un mínimo solape involuntario de aplicación de materiales que mejoran las prestaciones y en donde dichos medios deben ser capaces también de funcionar continuamente de tal manera que no exista una interrupción imprevista en la aplicación de materiales que mejoran las prestaciones durante la operación de dicho cilindro de "crepeado".
Breve descripción de las figuras
La Figura 1 muestra las diferentes Zonas presentes en la superficie de un cilindro de "crepeado", con el subíndice L que se refiere al lado izquierdo y el subíndice R que se refiere al lado derecho. La Figura 1 no representa el invento que ahora se reivindica.
La Figura 2 ilustra las diferentes Zonas presentes en la superficie de un cilindro de "crepeado", y muestra un brazo móvil de rociado situado de tal manera con respecto a la superficie del cilindro de "crepeado" que cada boquilla de rociado aplique material solamente a una Zona. La Figura 2 no representa el invento que ahora se reivindica.
La Figura 3 muestra la misma configuración de equipo que la ilustrada en la Figura 2, siendo el cambio que cada boquilla de rociado tiene su propia tubería de admisión de tal manera que con esta configuración, es posible aplicar un material diferente que mejora las de prestaciones a cada Zona del cilindro de "crepeado".
La Figura 4 muestra un cilindro de "crepeado" con un brazo móvil principal de rociado, en donde cada boquilla del brazo móvil principal de rociado, que aplica un material primario que mejora las prestaciones, tiene también una tubería de alimentación auxiliar, que suministra un material secundario que mejora las prestaciones. Con esta configuración de equipo es posible añadir un material secundario que mejora las prestaciones al material primario que mejora las prestaciones, de tal manera que se pueden conseguir los beneficios de aplicar una mezcla de los dos materiales que mejoran las prestaciones.
La Figura 5 muestra una disposición general de equipo en donde una tubería está vinculada a la tubería de alimentación de boquilla para una boquilla presente en una cabeza móvil de rociado. Esta disposición general de equipo permite que un material secundario que mejora las prestaciones se añada a una boquilla para aplicarse a una determinada Zona elegida de un cilindro de "crepeado".
Descripción detallada del invento
Los términos siguientes tienen los significados indicados a lo largo de esta memoria descriptiva del presente invento:
"Crepeado" se refiere al arrugamiento deliberado de papel durante el secado para producir una hoja blanda y elástica de papel fibroso. Para arrugar deliberadamente el papel se emplea una paleta de crepeado, tal como una paleta de doctor.
Se usa una "paleta de doctor" para eliminar algún material de un cilindro rotatorio. Una "paleta de crepeado" es un tipo especial de "paleta de doctor". Todas las paletas de crepeado son paletas de doctor, pero no todas las paletas de doctor son paletas de crepeado.
Un "humidificante" es una sustancia que tiene afinidad para el agua con acción estabilizante sobre el contenido de agua de un material. Un humidificante mantiene el contenido de humedad causado por las fluctuaciones de humedad dentro de un margen estrecho. Cuando se usa en un proceso de crepeado, un humidificante se utiliza para mantener el porcentaje de humedad del material que mejora las prestaciones en el nivel previsto para que el material que mejora las prestaciones pueda promover una adherencia óptima de la banda continua al cilindro de crepeado.
Un "polímero de bajo peso molecular" tiene un peso molecular medio desde aproximadamente 1.000 hasta alrededor de 200.000.
Un "plastificante" es un compuesto orgánico añadido a un polímero de alto peso molecular tanto para facilitar el procesamiento como para aumentar la flexibilidad y tenacidad del material que mejora las prestaciones.
Un "surfactante" (o "agente tensioactivo") es cualquier compuesto que reduzca la tensión superficial cuando se disuelve en agua o en soluciones acuosas, o cualquier compuesto que reduzca la tensión interfacial entre dos líqui-
dos.
"Papel fibroso" se refiere a toallas de papel, servilletas de papel, toallitas faciales de papel, papel para inodoros, papel portapañales, pañuelitos sanitarios y productos de papel higiénico.
Un "Secador Yankee" es otro término, (usado en su mayoría en Norteamérica) para un cilindro de crepeado que se use para crepear papel fibroso.
El primer aspecto del invento que ahora se reivindica es un método para la aplicación de precisión de materiales que mejoran las prestaciones a un cilindro de crepeado que comprende las etapas de:
a) proveer una operación de fabricación de papel fibroso de seda en la que se usa un cilindro rotatorio de crepeado para secar una capa húmeda de material fibroso en el que dicha capa de material fibroso entra en contacto con una paleta de doctor que crepea la capa fibrosa cuando ésta abandona el cilindro de crepeado;
b) dividir dicho cilindro de crepeado en una pluralidad de Zonas, en donde cada Zona tiene un requisito de prestaciones y un intervalo de temperaturas de trabajo que son diferentes de la Zona adyacente;
c) proveer medios para la aplicación de precisión de uno o más materiales previstos que mejoran las prestaciones a cada Zona de dicho cilindro de crepeado; y
d) aplicar uno o más materiales que mejoran las prestaciones al menos a dos Zonas de dicho cilindro de crepeado, en donde el material que mejora las prestaciones a cada Zona se selecciona basándose en el requisito de prestaciones y margen de temperaturas de trabajo de cada Zona de dicho cilindro de crepeado.
Refiriéndose ahora a la Figura 1, se muestra el cilindro de crepeado 30. En las instalaciones actuales de producción de papel fibroso a escala comercial, los cilindros de crepeado que se usan son de una dimensión transversal típicamente desde aproximadamente 254 cm (100 pulgadas) hasta alrededor de 645 cm (328 pulgadas). La dimensión transversal más común de cilindro de crepeado es entre aproximadamente 508 cm (200 pulgadas) y alrededor de 660 cm (260 pulgadas).
En la Figura 1, se muestran la Zona AL, 15, y la Zona AR, 18, en donde la Zona A en cualquiera de los dos lados izquierdo o derecho se define como el borde exterior del cilindro de crepeado. Las Zonas A_{L} y A_{R} están fuera de la parte del cilindro cubierta por la capa de tejido fibroso y también fuera de la parte del cilindro que contacta con el fieltro que transporta la capa húmeda de papel fibroso al secador. Los materiales que mejoran las prestaciones se aplican normalmente a la Zona A mediante la cabeza móvil de rociado 27, mostrada en la Figura 2. En la Figura 2, la boquilla N_{1} alimenta la Zona A_{L}, 15, y la boquilla N_{10} aplica material que mejora las de prestaciones a la Zona A_{R}, 18. La Zona A_{L} y la Zona A_{R} son las zonas más calientes sobre el cilindro de crepeado, porque la capa húmeda de material fibroso no entra en contacto con la Zona A_{L} o con la Zona A_{R}, por lo que no existe efecto de enfriamiento sobre estas zonas.
En la Figura 1, el vapor que se usa para proporcionar el calor para el secado entra al cilindro de crepeado 30 en el lado izquierdo a través de la tubería de vapor 10 y el condensado sale del cilindro 30 a través de la tubería de condensado 20. No hay una cantidad estándar de distancia de cilindro que abarque la Zona A_{L} o la Zona A_{R}. El intervalo típico de temperaturas en la Zona A_{L} y en la Zona AR está entre aproximadamente 95ºC y alrededor de 170ºC.
En la Zona AL y en la Zona AR se requiere un recubrimiento para prevenir que la paleta de doctor rasque contra el metal desnudo del cilindro de crepeado. Si hay una falta de recubrimiento en la Zona A para proveer una barrera de protección y lubricación entre la paleta de crepeado y el cilindro de crepeado, se producirá un desgaste excesivo y un "quemado" de la paleta. Esto puede dar lugar también a un desgaste excesivo del propio cilindro de crepeado.
La Zona B sobre el cilindro de crepeado se define como la que se extiende desde el borde interior del lugar donde el fieltro está en contacto con el cilindro de crepeado hasta justo fuera del borde de la capa de tejido fibroso. Este borde se conoce también como la banda de borde de hoja de tejido (borde de la hoja de tejido). La Figura 1 muestra claramente la Zona B_{L}, 17, y la Zona B_{R}, 28. No hay una cantidad estándar de distancia de cilindro que abarque la Zona B_{L} o la Zona B_{R}. El intervalo típico de temperaturas en la Zona B está entre aproximadamente 90ºC y alrededor de 120ºC.
Los materiales que mejoran las prestaciones se aplican normalmente a la Zona B mediante el brazo móvil de rociado 27, mostrado en la Figura 2. En la Figura 2, la boquilla N_{2} alimenta la Zona B_{L}, 17, y la boquilla N_{9} aplica material que mejora las prestaciones a la Zona B_{R}, 28.
La Zona B es el área en la que con máxima probabilidad se producirán depósitos problemáticos de borde. Esto se debe a que el adhesivo se aplica al cilindro de crepeado en esta área, véase Figura 2, boquillas N_{2} y N_{9} para aplicación del rociado de adhesivo. Además de que el adhesivo está presente en la Zona B, el fieltro que soporta la banda continua de papel fibroso puede depositar también material parásito adicional sobre el cilindro de crepeado en esta zona. La paleta de crepeado elimina la mayor parte de este adhesivo y material parásito, pero en el cilindro queda algo de adhesivo y con el tiempo podría tener lugar una acumulación de depósito. Si existe un depósito que se acumule y no se extrae mediante el funcionamiento normal de las paletas de doctor de crepeado o de limpieza, entonces la paleta de doctor vibrará y se podría levantar y separar del cilindro.
Otro tipo de problema que se plantea en la Zona B es el desgaste excesivo de la paleta de doctor.
La Zona C se define como aproximadamente entre 7,6 y 22,8 cm (3 a 9 pulgadas) por dentro o por fuera de la banda de borde de hoja de papel fibroso. Según se ha indicado anteriormente, la banda de borde de hoja de papel fibroso es el borde recortado de la capa húmeda de material fibroso. La Figura 1 muestra claramente la Zona C_{L}, 19, y la Zona C_{R}, 38. Como se ha indicado anteriormente, la distancia de cilindro que abarca la Zona C_{L} o la Zona C_{R} es aproximadamente de 7,6 a 22,8 cm (3 a 9 pulgadas). El intervalo típico de temperatura en la Zona C está entre aproximadamente 90ºC y alrededor de 110ºC.
Los materiales que mejoran las prestaciones se aplican normalmente a la Zona C mediante el brazo móvil de rociado 27, mostrado en la Figura 2. En la Figura 2, la boquilla N_{3} alimenta la Zona C_{L}, 19, y la boquilla N_{8} aplica material que mejora las prestaciones a la Zona C_{R}, 38.
Si la capa húmeda de material fibroso está demasiado floja cuando seca en la Zona C, esto es una indicación de una adherencia deficiente entre la capa y el cilindro de crepeado. Si en la Zona C aparece un desgaste excesivo de la paleta de crepeado, entonces tienen que aplicarse a esta Zona materiales adicionales que mejoran las prestaciones. Las picaduras se producen donde la capa secante de material fibroso está tan apretadamente adherida al cilindro de crepeado que comienza a desplazarse por debajo de la paleta de doctor. Las picaduras son muy indeseables, puesto que crean agujeros en la hoja, cuyos agujeros causan roturas de la banda continua. Si las picaduras se producen en la Zona C, debido a una adherencia y temperatura mayores en esta Zona, entonces es necesario aplicar una cantidad y un tipo diferentes de material que mejora las prestaciones.
La Zona D, 21, es el área de la superficie del cilindro de crepeado que está cubierta por la hoja de papel fibroso secante excepto para el área de la banda de reborde que es abarcada por la Zona C. No hay una cantidad estándar de distancia de cilindro que abarque la Zona D. El intervalo típico de temperaturas en la Zona D está entre aproximadamente 85ºC y alrededor de 95ºC.
Los materiales que mejoran las prestaciones se aplican normalmente a la Zona D mediante el brazo móvil de rociado 27, mostrado en la Figura 2. En la Figura 2, las boquillas N_{4}, N_{5}, N_{6} y N_{7} aplican materiales que mejoran las prestaciones a la Zona D. La hoja de papel fibroso podría estar demasiado floja en la Zona D, podría estar demasiado apretada causando picaduras, o bien podrían plantearse otros problemas de prestaciones en la Zona D que requieran la aplicación de un material que mejore las prestaciones.
Los medios para la aplicación de precisión de un material que mejora las prestaciones a cada Zona de dicho cilindro de crepeado pueden ser cualesquiera medios capaces de aplicar un material que mejora las prestaciones a uno y solamente a un lugar en el cilindro de crepeado. Por ejemplo, la Figura 3 muestra una operación típica de rociado; sin embargo, en la Figura 3, el material que mejora las prestaciones suministrado a cada boquilla de rociado para la descarga prevista sobre cada Zona del cilindro de crepeado 30 se ha dividido de tal manera que se pueda suministrar y aplicar a cada Zona un material diferente que mejore las prestaciones
En la Figura 4, el brazo móvil primario de rociado 41, tiene unas tuberías 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 49, 60 y 61 con boquillas fijadas de rociado, que aplican todas el mismo material que mejora las prestaciones, 77. El brazo móvil secundario de rociado 42, tiene unas tuberías 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90 y 91, que alimentan a las respectivas tuberías 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60 y 61. Por tanto, es posible mezclar el material 78 que mejora las prestaciones con el material 77 que mejora las prestaciones, de tal manera que se aplique al cilindro de crepeado 80 un material modificado 79 que mejora las prestaciones.
En la Figura 4 es posible también cerrar una, algunas o todas las válvulas de retención 81v, 82v,83v, 84v, 85v, 86v, 87v, 88v, 89v, 90v y 91v para permitir la aplicación de sólo material 77 que mejora las prestaciones en algunas Zonas, la aplicación de material modificado 79 que mejora las prestaciones en algunas Zonas y, con la inclusión en el aparato de válvulas de retención en las tuberías 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60 y 61 (no representadas en la Figura 4, pero que se añaden fácilmente a la disposición general del equipo) es posible aplicar material 78 que mejora las prestaciones exclusivamente a algunas Zonas. El uso del aparato representado en la Figura 4 significa que es posible realizar el método del invento que ahora se reivindica en muchas modalidades diferentes y útiles.
El material 77 que mejora las prestaciones es preferiblemente el recubrimiento base que se aplica típicamente en dirección transversal en todo el cilindro de crepeado. Este recubrimiento base usualmente es un adhesivo con un agente de liberación incorporado que se aplica o bien como una solución acuosa, aunque algunos adhesivos se pueden aplicar en una dispersión acuosa, o bien en una solución no acuosa o en una dispersión no acuosa. El material 77 que mejora las prestaciones se selecciona del grupo consistente en adhesivos de crepeado para preparar papel crepeado. Los adhesivos de crepeado para preparar papel crepeado incluyen, sin carácter limitativo, los siguientes: poliaminas, poliamidas, poliamidoaminas, polímeros de amidoamina-epiclorohidrina, poletileniminas, alcohol polivinílico, copolímeros de alcohol vinílico, acetato de polivinilo, copolímeros de acetato de vinilo, poléteres, ácido poliacrílico, copolímeros del ácido acrílico, derivados de celulosa, almidones, derivados del almidón, cola animal, polímeros reticulados de vinilamina y alcohol vinílico según se describe en la patente de EE.UU. Nº 5.374.334, copolímeros glioxalatados de acrilamida/dialildimetil acrilamida; los polímeros descritos y reivindicados en la patente de EE.UU. Nº 5.167.219; una mezcla de desde aproximadamente 0,1 a alrededor del 50% en peso de una primera resina de poliamida-epihalohidrina y desde aproximadamente un 99,9% hasta alrededor del 50% de una segunda resina de poliamida-epihalohidrina, según se describe y reivindica en la patente de EE.UU. Nº 6.277.242 B1 y adhesivos sin halógenos para cilindro de crepeado basa-
dos en polímeros reticulados de poliaminoamida catiónica según se describe en la patente de EE.UU. Nº 5.382.323.
El material 78 que mejora las prestaciones se selecciona basándose en los requisitos de prestaciones de cada Zona del cilindro de crepeado. Si el material 78 que mejora las prestaciones tiene que añadirse al material 77 que mejora las prestaciones y aplicarse a una cierta Zona o Zonas, entonces el material 77 que mejora las prestaciones puede ser cualquier material que se desee añadir al recubrimiento base para modificar y mejorar las prestaciones del recubrimiento base o bien, cuando no se ha aplicado recubrimiento base, el material 78 que mejora las prestaciones puede ser un recubrimiento base con una composición especial.
Por ejemplo, si existe un problema en el sentido de que el recubrimiento base en la Zona A es demasiado blando, con lo que se desgasta o se elimina por lavado con demasiada rapidez o facilidad, en ese caso se puede aplicar un doble estrato de recubrimiento base sólo a la Zona A, haciendo que el material 78 que mejora las prestaciones sea el mismo que el material 77 que mejora las prestaciones, pero configurando los brazos móviles de rociado de tal manera que ambos materiales que mejoran las prestaciones se apliquen solamente a las Zonas A_{L} y A_{R}.
O bien, el material 78 que mejora las prestaciones se puede aplicar como un adhesivo completamente diferente, que se añada al material 77 que mejora las prestaciones sólo para su aplicación en las Zonas C y D. La adición de un adhesivo diferente se puede hacer a esta Zona en sustitución parcial o total del adhesivo existente. El adhesivo diferente puede tener una temperatura de transición del vidrio más alta Tg, o ser más reticulado, o tener mayor peso molecular, o alterarse de otra manera para lograr una durabilidad mayor para esta función particular. Los productos adhesivos disponibles comercialmente para este fin se fabrican en Ondeo Nalco Company ubicada en Ondeo Nalco Center, 1601 W. Diehl Road, Naperville, IL 60563 (630) 305-1000 como Nalco® 690 HA, Nalco® 663 XDP y Nalco® 675P. Alternativamente, se puede añadir un modificador como material 78 que mejora las prestaciones que entrecruce o altere el material 77 que mejora las prestaciones para aplicar un material modificado 79 que mejora las prestaciones con mayor durabilidad.
La capacidad para modificar el material existente 77 que mejora las prestaciones es más crítica en la Zona B, porque los depósitos parásitos tienden a acumularse y causan graves defectos perjudiciales a la fabricación de papel fibroso en la Zona B. El material modificador añadido al material existente 77 que mejora las prestaciones se elige de tal manera que ablande el depósito. Un depósito ablandado es muy conveniente, porque se puede eliminar por medio de una operación normal de las paletas de doctor de crepeado y limpieza conservando al mismo tiempo un buen estrato protector del material de recubrimiento.
El material 78 que mejora las prestaciones diseñado específicamente para su aplicación a la Zona B es preferiblemente una composición cuyos ingredientes son uno o más elementos seleccionados del grupo consistente en humidificantes, plastificantes, surfactantes y polímeros de bajo peso molecular y mezclas de los mismos. Un material 78 que mejora las prestaciones para aplicación a la Zona B se puede formular para aplicarse con un ingrediente en él o se puede formular para aplicarse con cualquiera o todos los cuatro ingredientes siguientes en él: un humidificante, un plastificante; un surfactante, un polímero de bajo peso molecular, o una mezcla de uno o más de cualquiera de estos cuatro materiales.
Para los fines de esta solicitud de patente, un "humidificante" es una sustancia que tiene afinidad por el agua con acción de estabilización sobre el contenido de agua de un material. Un humidificante mantiene el contenido de humedad causado por las fluctuaciones de la humedad dentro de un estrecho intervalo. El humidificante preferido para aplicación como un material que mejora las prestaciones para la Zona B se selecciona del grupo consistente en polioles solubles en agua de bajo peso molecular tales como polietilenglicol, propilenglicol, etilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, dipropilenglicol y glicerol. El humidificante más preferido se selecciona del grupo consistente en etilenglicol y propilenglicol y glicerol.
La cantidad preferida de humidificante contenido en el material 78 que mejora las prestaciones para su aplicación en la Zona B es desde aproximadamente un 5% en peso hasta alrededor de un 90% en peso. La cantidad más preferida de humidificante contenido en la composición de la dispersión o solución es desde aproximadamente un 25% en peso hasta alrededor de un 70% en peso. La cantidad con máxima preferencia de humidificante contenido en la composición de la dispersión o solución es aproximadamente un 40% en peso.
Un "plastificante" es un compuesto orgánico añadido a un polímero alto para facilitar el procesamiento y para aumentar la flexibilidad y/o la tenacidad del material que mejora las prestaciones. El plastificante preferido para aplicación a la Zona B se selecciona del grupo consistente en azúcares simples como la glucosa y la fructosa y el sorbitol. El plastificante preferido es el sorbitol.
La cantidad preferida de plastificante contenido en el material 78 que mejora las prestaciones para aplicación en la Zona B es desde aproximadamente un 10% en peso hasta alrededor de un 30% en peso. La cantidad más preferida de plastificante contenido en la composición de la dispersión o solución es desde aproximadamente un 15% en peso hasta alrededor de un 25% en peso. La cantidad con máxima preferencia de plastificante en la composición de la dispersión o solución es aproximadamente un 20% en peso.
Un "surfactante" (o agente tensioactivo) es cualquier compuesto que reduzca la tensión superficial cuando se disuelve en agua o en soluciones acuosas, o que reduce la tensión interfacial entre dos líquidos. El surfactante preferido para su aplicación a la Zona B se selecciona del grupo consistente en homopolímeros de óxido de etileno, homopolímeros de óxido de propileno, copolímeros de óxido de etileno/óxido de propileno (a los que de ahora en adelante se les denominará copolímeros de "EO/PO"), ésteres de ácidos grasos de homopolímeros de óxido de propileno, ésteres de ácidos grasos de homopolímeros de óxido de etileno, ésteres de ácidos grasos de copolímeros de EO/PO, compuestos de amonio cuaternario, tales como compuestos cuaternarios de dialquilo dimetilo, compuestos cuaternarios de diamido amina, compuestos cuaternarios de dialquilo alcoxilado, compuestos cuaternarios de imidazolina y metil-sulfato de imidazolina El surfactante más preferido es el metil-sulfato de imidazolina.
La cantidad preferida de surfactante contenido en el material 78 que mejora las prestaciones para aplicación en la Zona B es desde aproximadamente un 5% en peso hasta alrededor de un 20% en peso. La cantidad más preferida de surfactante contenido en la composición de la dispersión o solución es desde aproximadamente un 10% en peso hasta alrededor de un 15% en peso. La cantidad con máxima preferencia de surfactante en la composición de la dispersión o solución es un 12% en peso.
Un "polímero de bajo peso molecular" tiene un peso molecular medio de desde aproximadamente 1.000 hasta alrededor de 200.000. El polímero de bajo peso molecular preferido para aplicación a la Zona B se selecciona del grupo consistente en polietilenglicoles, polipropilenglicoles, poliaminas, poliamidas, poli (amidoaminas), alcoholes polivinílicos, polímeros de poli (amidoamina)-epi-clorohidrina (a los que de ahora en adelante se les denominará "PAE"), y polímeros modificados de polietilen imina (a los que de ahora en adelante se les denominará "PEI"). El polímero de bajo peso molecular más preferido se selecciona del grupo consistente en PAE y PEI.
La cantidad preferida de polímero de bajo peso molecular contenido en el material 78 que mejora las prestaciones para aplicación en la Zona B es desde aproximadamente un 20% en peso hasta alrededor de un 40% en peso. La cantidad más preferida de polímero de bajo peso molecular contenido en la composición de la dispersión o solución es desde aproximadamente un 25% en peso hasta alrededor de un 35% en peso. La cantidad con máxima preferencia de polímero de bajo peso molecular en la composición de la dispersión o solución es aproximadamente un 30% en
peso.
La composición preferida de material 78 que mejora las prestaciones para aplicación a la Zona B es una o varias de las siguientes:
a)
glicerol;
b)
sorbitol;
c)
metil-sulfato de imidazolina; y
d)
polímeros de poli (amidoamina)-epi-clorohidrina y polímeros modificados de polietilenimina.
Se entiende que, para la aplicación de material 78 que mejora las prestaciones a la Zona B, existe con bastantes posibilidades un solape entre el humidificante y el plastificante en el material 78 que mejora las prestaciones. Ello se debe a que ciertos humidificantes pueden funcionar también como plastificantes, y ciertos plastificantes pueden funcionar también como humidificantes.
La composición del material 78 que mejora las prestaciones para aplicación en la Zona B se aplica al cilindro de crepeado usando cualquiera de los medios de aplicación que esté disponible. Se puede usar la disposición general de equipos de la Figura 4 o la disposición general de equipos de la Figura 5, en donde solamente determinadas tuberías se han configurado de tal manera que el material 78 que mejora las prestaciones se pueda añadir al material 77 que mejora las prestaciones para crear el material 79 que mejora las prestaciones que es el material realmente aplicado a la Zona B del cilindro de crepeado 80.
Del mismo modo que un material preferido 78 que mejora las prestaciones se puede formular para su aplicación a la Zona B, se puede formular otro material preferido 78 que mejora las prestaciones para su aplicación a otras Zonas en el cilindro de crepeado. Si en alguna parte de otra Zona hay una carencia de recubrimiento o de protección, entonces se puede realizar la descarga prevista de una mayor cantidad de recubrimiento o de un recubrimiento más resistente a esta parte de la Zona. Dicha descarga prevista puede incluir la adición de un adhesivo diferente a esta Zona en sustitución parcial o total del adhesivo existente. El adhesivo diferente puede tener una Tg (temperatura de transición del vidrio) más alta, o ser más entrecruzado, o bien puede tener un peso molecular mayor, o alterarse de otro modo para lograr una mayor durabilidad. Alternativamente, se puede añadir un modificador que entrecruce o altere el recubrimiento para aumentar su durabilidad. Los expertos en la técnica de los procesos de crepeado deben conocer o averiguar fácilmente estos modificadores.
Si en alguna parte de otra Zona hay una falta de adherencia, entonces se podría descargar con precisión una cantidad mayor del adhesivo de la composición del recubrimiento inmediato a esta parte de otra Zona. Alternativamente, se podría descargar con precisión un adhesivo más fuerte a esta parte de otra Zona.
Si se ha acumulado demasiado recubrimiento en una parte de otra Zona, tal como la Zona D, lo que indica que el recubrimiento es demasiado duro, entonces se puede llevar a cabo la adición con precisión de un material modificador para reducir la acumulación de recubrimiento a esta parte de Zona D. El material modificador ablandará el recubrimiento para que se pueda eliminar la acumulación de recubrimiento, manteniendo al mismo tiempo un estrato con buena protección de material de recubrimiento. Si en una parte de la Zona D existe demasiada adherencia, causando picaduras u otros problemas operativos, entonces se puede disminuir la adherencia en la Zona C mediante el aumento con precisión de más liberación de la composición de recubrimiento intermedio a esta Zona. Alternativamente, se puede usar una liberación diferente más resistente, tal como un surfactante catiónico de la clase imidazolina. Como alternativa, se podría añadir un modificador a esta Zona tal como un humidificador o un plastificante para dismuir la adherencia.

Claims (2)

1. Un método para la aplicación con precisión de materiales que mejoran las prestaciones a un cilindro de crepeado, que comprende las etapas de:
a) proveer una operación de elaboración de papel fibroso en la que se usa un cilindro rotatorio de crepeado para secar una capa húmeda de material fibroso en donde dicha capa de material fibroso es contactada con una paleta de doctor que crepea la capa fibrosa a medida que ésta abandona el cilindro de crepeado;
b) dividir dicho cilindro de crepeado en una pluralidad de Zonas, en donde cada Zona tiene un requisito de prestaciones y un intervalo de temperaturas de trabajo que es diferente que el de la Zona adyacente;
c ) proveer medios para la aplicación con precisión de uno o más materiales previstos que mejoran las prestaciones a cada Zona de dicho cilindro de crepeado; y
d) aplicar uno o más materiales que mejoran las prestaciones a como mínimo dos Zonas de dicho cilindro de crepeado, en donde el material que mejora las prestaciones aplicado a cada Zona se selecciona basándose en el requisito de prestaciones y el intervalo de temperaturas de trabajo de cada Zona de dicho cilindro de crepeado.
2. Un aparato útil para la aplicación con precisión de materiales que mejoran las prestaciones a un cilindro de crepeado que está dividido en una pluralidad de Zonas que comprende medios para aplicar materiales específicos que mejoran las prestaciones a cada Zona de un cilindro de crepeado, en donde dichos medios deben ser capaces de hacer una descarga de precisión de tal manera que exista un mínimo solape involuntario de aplicación de materiales que mejoran las prestaciones sobre Zonas adyacentes y en donde dichos medios deben ser también capaces de funcionar continuamente para que no exista una interrupción no planificada en la aplicación de materiales que mejoran las prestaciones durante la operación de dicho cilindro de crepeado.
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