ES2961677T3

ES2961677T3 - Cinta multicapa para crepado y estructuración en un proceso de fabricación de papel guateado

Info

Publication number: ES2961677T3
Application number: ES15775900T
Authority: ES
Inventors: Dana Eagles; Robert Hansen; Jonas Karlsson; Manish Jain; Dhruv Agarwal
Original assignee: Albany International Corp
Current assignee: Albany International Corp
Priority date: 2014-09-25
Filing date: 2015-09-25
Publication date: 2024-03-13
Anticipated expiration: 2035-09-25
Also published as: PL3198076T3; JP2022009647A; CN107002361B; US9957665B2; FI3198076T3; CA2962091A1; KR102343857B1; RU2690889C2; CA3191620A1; RU2017109397A; BR112017006125B1; TW201623735A; KR20170058392A; JP7203177B2; WO2016049405A1; CN107002361A; EP3198076B1; JP2020023777A; MX2017003868A; TWI732744B

Abstract

Una estructura de cinta multicapa que se puede utilizar para crepar o estructurar una red celulósica en un proceso de fabricación de tisú. La estructura de la correa multicapa permite la formación de aberturas de diversas formas y tamaños en la superficie superior de la correa, al mismo tiempo que proporciona una estructura que tiene la resistencia, durabilidad y flexibilidad necesarias para los procesos de fabricación de tisú. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Cinta multicapa para crepado y estructuración en un proceso de fabricación de papel guateado

Referencia cruzada a la solicitud relacionada

Incorporación por referencia

Todas las patentes,

Campo tecnológico

Un sinfín de telas y cintas, y en particular, telas industriales se usan como cintas en la producción de productos de papel guateado. Como se usa “en la presente memoria”, papel guateado también significa papel guateado facial, papel guateado de baño y toallas. Tales cintas se conocen, por ejemplo, a partir de los documentos US 5514523 A1 y US 2010186913 A1.

Antecedentes

Los procesos para fabricar productos de papel guateado, tales como papel guateado y toallas, son bien conocidos. Los productos de papel guateado desechable suave y absorbente, tales como papel guateado facial, papel guateado de baño y toallas de papel guateado, son una característica generalizada de la vida contemporánea en las sociedades industrializadas modernas. Aunque existen numerosos métodos para fabricar tales productos, en términos generales, su fabricación comienza con la formación de una banda fibrosa celulósica en la sección de formación de una máquina de fabricación de papel guateado. La banda fibrosa celulósica se forma depositando una suspensión fibrosa, es decir, una dispersión acuosa de fibras celulósicas, sobre una tela de formación en movimiento en la sección de formación de una máquina de fabricación de papel guateado. Se drena una gran cantidad de agua de la suspensión a través de la tela de formación, dejando la banda fibrosa celulósica sobre la superficie de la tela de formación. El procesamiento y secado adicional de la banda fibrosa celulósica generalmente procede usando al menos uno de dos métodos bien conocidos.

Se hace referencia comúnmente a estos métodos como prensado en húmedo y secado. En el prensado en húmedo, la banda fibrosa celulósica recién formada se transfiere a una tela de prensa y avanza desde la sección de formación a una sección de prensa que incluye al menos un estrechamiento de prensa. La banda fibrosa celulósica pasa a través del estrechamiento o estrechamientos de prensa soportados por la tela de prensa o, como es el caso a menudo, entre dos de tales telas de prensa. En el estrechamiento o estrechamientos de prensa, la banda fibrosa celulósica se somete a fuerzas de compresión que exprimen el agua de la misma. El agua se acepta por la tela o telas de prensa e, idealmente, no vuelve a la banda fibrosa o papel guateado.

Después del prensado, el papel guateado se transfiere por medio de, por ejemplo, una tela de prensa, a un cilindro giratorio de secadora Yankee que está caliente, haciendo por ello que el papel guateado se seque sustancialmente en la superficie del cilindro. La humedad dentro de la banda cuando se coloca sobre la superficie del cilindro de secadora Yankee hace que la banda se adhiera a la superficie y, en la producción de productos tipo papel guateado y toalla, la banda típicamente se crepa desde la superficie de la secadora con una cuchilla de crepado. La banda crepada se puede procesar adicionalmente, por ejemplo, pasándolo a través de una calandria y enrollándola antes de operaciones de conversión adicionales. Es conocido que la acción de la cuchilla de crepado sobre el papel guateado hace que una parte de los enlaces entre fibras dentro del papel guateado se rompan por la acción de aplastamiento mecánico de la cuchilla contra la banda a medida que se está introduciendo en la cuchilla. No obstante, se forman enlaces entre fibras bastante fuertes entre las fibras celulósicas durante el secado de la humedad de la banda. La fuerza de estas uniones es de manera que, incluso después del crepado convencional, la banda conserva una sensación percibida de dureza, una densidad bastante alta y un volumen y una absorbencia de agua bajos. Con el fin de reducir la resistencia de los enlaces entre fibras que se forman mediante el método de prensado en húmedo, se puede usar Secado de Aire Pasante (“TAD”). En el proceso de TAD, la banda fibrosa celulósica recién formada se transfiere a una tela de TAD por medio de un flujo de aire, provocado por vacío o succión, que desvía la banda y la fuerza a adaptarse, al menos en parte, a la topografía de la tela de TAD. Aguas abajo del punto de transferencia, la banda, transportada sobre la tela de TAD, pasa a través y alrededor de la Secadora de Aire Pasante, donde un flujo de aire caliente, dirigido contra la banda y a través de la tela de TAD, seca la banda hasta el grado deseado. Finalmente, aguas abajo de la Secadora de Aire Pasante, la banda se puede transferir a la superficie de una secadora Yankee para un secado adicional y completo. Entonces la banda completamente seca se retira de la superficie de la secadora Yankee con una rasqueta, que acorta o crepa la banda, aumentando aún más por ello su volumen. La banda acortada entonces se enrolla en rollos para su procesamiento posterior, incluyendo el embalaje en una forma adecuada para su envío y compra por los consumidores.

Como se ha señalado anteriormente, hay múltiples métodos para fabricar productos papel guateado en volumen, y la descripción precedente se debería entender que es un esbozo de los pasos generales compartidos por algunos de los métodos. Además, hay procesos que son alternativos al proceso de Secado de Aire Pasante que intentan lograr propiedades de productos de papel guateado o toallas “similares a TAD” sin las unidades de TAD ni los altos costes de energía asociados con el proceso de TAD.

Las propiedades de volumen, absorbencia, resistencia, suavidad y apariencia estética son importantes para muchos productos cuando se usan con el propósito previsto, particularmente cuando los productos celulósicos fibrosos son papel guateado facial o de baño o toallas. Para producir un producto de papel guateado que tenga estas características en una máquina de fabricación de papel guateado, se usará una tela tejida que a menudo se construye de manera que la superficie de contacto de la lámina presente variaciones topográficas. Estas variaciones topográficas se miden a menudo como diferencias de planos entre hebras de hilo tejido en la superficie de la tela. Por ejemplo, una diferencia de plano se mide típicamente como la diferencia de altura entre una trama elevada o una hebra de hilo de urdimbre o como la diferencia de altura entre los codos en la dirección de la máquina (MD) y los codos en la dirección transversal a la máquina (CD) en el plano de la superficie de la tela.

En algunos procesos de fabricación de papel guateado como se mencionó anteriormente, se forma inicialmente una banda emergente acuosa en la sección de formación a partir de una pasta de papel con contenido de celulosa, usando una o más telas de formación. Transfiriendo la banda formada y parcialmente deshidratada a la sección de prensa, que comprende uno o más estrechamientos de presión y una o más telas de prensa, la banda se deshidrata aún más mediante una fuerza de compresión aplicada en el estrechamiento. En algunas máquinas de fabricación de papel guateado, después de esta etapa de deshidratación por prensa, se imparte una forma o textura tridimensional a la banda, por lo que se hace referencia por ello a la banda como lámina estructurada. Una manera de impartir una forma a la banda implica el uso de una operación de crepado mientras la banda todavía está en un estado moldeable, semisólido. Una operación de crepado usa una estructura de crepado tal como una cinta o una tela de estructuración, y la operación de crepado ocurre bajo presión en un estrechamiento de crepado, con la banda que se fuerza hacia las aberturas de la estructura de crepado en el estrechamiento. Posterior a la operación de crepado, también se puede usar un vacío para arrastrar aún más la banda hacia las aberturas en la estructura de crepado. Después de que se completa la operación u operaciones de conformación, la banda se seca para eliminar sustancialmente cualquier resto de agua deseada usando equipos bien conocidos, por ejemplo, un secadora Yankee.

Hay diferentes configuraciones de telas y cintas de estructuración conocidas en la técnica. Se pueden ver ejemplos específicos de cintas y telas de estructuración que se pueden usar para el crepado en un proceso de fabricación de papel guateado en la Patente de EE. UU. N° 7.815.768 y la Patente de EE. UU. N° 8.454.800.

Las telas o cintas de estructuración tienen muchas propiedades que las hacen propicias para su uso en una operación de crepado. En particular, las telas de estructuración tejidas hechas de materiales poliméricos, tales como tereftalato de polietileno (PET), son fuertes, dimensionalmente estables y tienen una textura tridimensional debido al patrón de tejido y a los espacios y son flexibles debido al hecho de que los hilos en la MD y en la CD se pueden mover ligeramente unos sobre otros, permitiendo que la tela tejida se adapte a cualquier irregularidad en la distancia en el recorrido de la tela. Las telas, por lo tanto, pueden proporcionar una estructura de crepado tanto fuerte como flexible que puede resistir las tensiones y fuerzas durante su uso en la máquina de fabricación de papel guateado. Las aberturas en la tela de estructuración, dentro de la cual se aspira la banda durante la conformación, se pueden formar como espacios entre los hilos tejidos. Más específicamente, las aberturas se pueden formar de una manera tridimensional en la medida que hay “codos” o cruces de los hilos tejidos en un patrón específico deseado tanto en la dirección de la máquina (MD) como en la dirección transversal a la máquina (CD). Como tal, existe una variedad inherentemente limitada de aberturas que se pueden construir para una tela de estructuración. Además, la propia naturaleza de que una tela sea una estructura tejida compuesta de hilos limita efectivamente el tamaño máximo y las posibles formas de las aberturas que se pueden formar. De este modo, aunque las telas de estructuración tejidas son estructuralmente muy adecuadas para el crepado en los procesos de fabricación de papel guateado en términos de resistencia, durabilidad y flexibilidad, hay limitaciones en los tipos de conformación de la banda de fabricación de papel guateado que se pueden lograr cuando se usan telas de estructuración tejidas. Como resultado, hay límites para lograr simultáneamente un mayor calibre y una mayor suavidad de un producto de papel guateado o toalla fabricado usando una tela tejida para la operación de crepado.

Como alternativa a una tela de estructuración tejida, se puede usar una estructura de cinta polimérica extruida como la superficie de conformación de banda en una operación de crepado. Se pueden formar aberturas (o agujeros o huecos) de diferentes tamaños y diferentes formas en estas estructuras poliméricas extruidas, por ejemplo, mediante perforación con láser, punzonado mecánico, estampación en relieve, moldeado o cualquier otro medio adecuado con el propósito.

No obstante, la eliminación de material de la estructura de cinta polimérica extruida al formar las aberturas tiene el efecto de reducir la fuerza y la resistencia tanto al estiramiento en la MD como a la fluencia, así como la durabilidad de la cinta. De este modo, hay un límite práctico en el tamaño y/o densidad de las aberturas que se pueden formar en una cinta polimérica extruida mientras que la cinta todavía puede ser viable para un proceso de crepado de fabricación de papel guateado.

Un requisito de una cinta o tela de crepado es que sea configurada para evitar sustancialmente que las fibras de celulosa en la banda del producto de papel guateado o toalla pasen a través de las aberturas de la cinta de crepado en el estrechamiento de crepado. Como resultado, las propiedades de la lámina, tales como el calibre, la fuerza y la apariencia, serán menos que óptimas.

Compendio

Según diversas realizaciones, se describe una cinta multicapa para crepado y estructuración de una banda en un proceso de fabricación de papel guateado. La cinta también se puede usar en otros procesos de fabricación de papel guateado, tales como el “Secado de Aire Pasante” (TAD), el Secado Tecnológicamente Avanzado Con Eficiencia Energética (“eTAD”), los Sistemas Avanzados de Moldeo de Papel Guateado (“ATMOS”) y la Nueva Tecnología de Papel Guateado (“NTT”).

La cinta incluye una primera capa formada a partir de un material polimérico extruido, con la primera capa que proporciona una primera superficie de la cinta sobre la que se deposita una banda de papel guateado emergente parcialmente deshidratado. La primera capa tiene una pluralidad de aberturas que se extienden a través de la misma, con la pluralidad de aberturas que tienen un área de sección transversal promedio en el plano de la primera superficie, o de contacto de lámina, de al menos alrededor de 0,1 mm2 La cinta también incluye al menos una segunda capa unida a la primera capa, con la segunda capa que forma una segunda superficie de la cinta. La segunda capa tiene una pluralidad de aberturas que se extienden a través de la misma, con la pluralidad de aberturas de la segunda capa que tienen un área de sección transversal adyacente a una interfaz entre la primera capa y la segunda capa, menor que el área de sección transversal de la pluralidad de aberturas de la primera capa adyacentes a la interfaz entre la primera capa y la segunda capa.

También, en una realización alternativa, el diámetro de las aberturas en la primera capa puede ser, en la interfaz entre las dos capas, igual o de menor diámetro que las aberturas de la segunda capa.

Según otra realización, se describe una cinta multicapa para estructuración de una banda de papel guateado a través de cualquiera de un proceso de TAD, eTAD, ATMOS o NTT, o de crepado y estructuración de una banda en un proceso de crepado de fabricación de papel guateado. La cinta incluye una primera capa formada a partir de un material polimérico extruido, con la primera capa que proporciona una primera superficie de la cinta. La primera capa tiene una pluralidad de aberturas que se extienden a través de la misma, con la pluralidad que tiene un volumen de al menos alrededor de 0,5 mm3. Una segunda capa se une a la primera capa en una interfaz, con la segunda capa que proporciona una segunda superficie de la cinta, y con la segunda capa que está formada a partir de una tela tejida que tiene una permeabilidad de al menos alrededor de 200 CFM (1 CFM = 1,7 m3/h).

Según una realización adicional, se proporciona una cinta multicapa para crepado y/o estructuración de una banda en un proceso de fabricación de papel guateado. La cinta incluye una primera capa formada a partir de un material polimérico extruido, con la primera capa que proporciona una primera superficie de la cinta. La primera capa tiene una pluralidad de aberturas que se extienden a través de la misma, con la primera superficie (i) que proporciona alrededor del 10% a alrededor del 65% del área de contacto y (ii) que tiene una densidad de aberturas de alrededor de 10/cm2 a alrededor de 80/cm2. Una segunda capa está unida a la primera capa, con la segunda capa que forma una segunda superficie de la cinta, y con la segunda capa que tiene una pluralidad de aberturas que se extienden a través de la misma. La pluralidad de aberturas de la segunda capa tiene un área de sección transversal adyacente a una interfaz entre la primera capa y la segunda capa menor que el área de sección transversal de la pluralidad de aberturas en la superficie de la primera capa adyacente a la interfaz entre la primera capa y la segunda capa. En algunas realizaciones, el tamaño de las aberturas en la segunda capa es igual que el tamaño de las aberturas en la primera capa. En otras realizaciones, el tamaño de las aberturas en la segunda capa es mayor que el tamaño de las aberturas en la primera capa. En ciertas realizaciones, la relación de las aberturas entre la primera y segunda capas es 1. En otras realizaciones, la relación es mayor que 1. En otras realizaciones más, la relación es menor que 1.Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una vista esquemática de una configuración de una máquina de fabricación de papel guateado o toallas que tiene una cinta de crepado.

La Figura 2 es una vista esquemática que ilustra la transferencia por prensa húmeda y la sección de crepado de cinta de la máquina de fabricación de papel guateado mostrada en la Figura 1.

La Figura 3 es un diagrama esquemático de una configuración alternativa de una máquina de fabricación de papel guateado que tiene dos unidades de TAD.

La Figura 4A es una vista en sección transversal de una parte de una cinta de crepado multicapa según una realización.

La Figura 4B es una vista superior de la parte mostrada en la Figura 4A.

La Figura 5A ilustra una vista en planta de una pluralidad de aberturas en la capa superior extruida según una realización.

La Figura 5B ilustra una vista en planta de una pluralidad de aberturas en la capa superior extruida según una realización.

La Figura 6 ilustra una vista en sección transversal de una de las aberturas representadas en las Figuras 5A y 5B. La Figura 7A es una vista en sección transversal de una parte de una cinta de crepado multicapa según otra realización de la invención.

La Figura 7B es una vista superior de la parte mostrada en la Figura 7A.

Descripción detallada de realizaciones

En la presente memoria se describen realizaciones de una cinta que se puede usar en procesos de fabricación de papel guateado. En particular, la cinta se puede usar para impartir una textura o estructura a una banda de papel guateado o toalla, ya sea, por ejemplo, en un proceso TAD, eTAD, ATMOS o NTT o en un proceso de crepado de cinta, con la cinta que tiene una construcción multicapa.

El término “papel guateado o toalla”, tal como se usa en la presente memoria, abarca cualquier producto de papel guateado o toalla que tenga celulosa como constituyente principal. Esto incluiría, por ejemplo, productos comercializados como toallas de papel, papel higiénico, papel guateado facial, etc. Las pastas de papel usadas para producir estos productos pueden incluir pulpas vírgenes o fibras celulósicas recicladas (secundarias), o mezclas de fibras que comprenden fibras celulósicas. Las fibras de madera incluyen, por ejemplo, las obtenidas a partir de árboles de hoja caduca y coníferas, incluyendo fibras de madera blanda, tales como fibras kraft de madera blanda del norte y del sur, y fibras de madera dura, tales como eucalipto, arce, abedul, álamo temblón o similares. “Pastas de papel” y terminología similar se refiere a composiciones acuosas que incluyen fibras de celulosa y, opcionalmente, resinas resistentes a la humedad, desligantes y similares, para fabricar productos de papel guateado.

Como se usa en la presente memoria, se hará referencia a la mezcla inicial de fibra y líquido que se forma, deshidratada, texturizada (estructurada), crepada y secada hasta un producto terminado en un proceso de fabricación de papel guateado como “banda” y/o “banda emergente”.

Los términos “dirección de la máquina” (MD) y “dirección transversal a la máquina” (CD) se usan de acuerdo con su significado bien entendido en la técnica. Es decir, la MD de una cinta o estructura de crepado se refiere a la dirección en la que la cinta o estructura de crepado se mueve en un proceso de fabricación de papel guateado, mientras que la CD se refiere a una dirección perpendicular a la MD de la cinta o estructura de crepado. De manera similar, cuando se hace referencia a productos de papel guateado, la MD del producto de papel guateado se refiere a la dirección en el producto en la que el producto se mueve en el proceso de fabricación de papel guateado, y la CD se refiere a la dirección en el producto de papel guateado perpendicular a la MD del producto.

“Aberturas” como se hace referencia en la presente memoria incluye aberturas, agujeros o huecos, que pueden ser de diferentes tamaños y diferentes formas y que se pueden formar en las estructuras poliméricas extruidas de la cinta, por ejemplo, mediante perforación con láser, punzonado mecánico, estampación en relieve, moldeado o cualquier otro medio adecuado para el propósito.

Máquinas de fabricación de papel guateado

Los procesos que utilizan las realizaciones de cinta en la presente memoria y que fabrican los productos de papel guateado pueden implicar deshidratar de manera compacta las pastas de papel de fabricación de papel guateado que tienen una distribución aleatoria de fibras para formar una banda semisólida, y después crepar con cinta la banda para redistribuir las fibras y conformar (texturizar) la banda con el fin de lograr productos de papel guateado con las propiedades deseadas. Estos pasos de los procesos se pueden realizar en máquinas de fabricación de papel guateado que tienen diferentes configuraciones. Siguen dos ejemplos no limitativos de tales máquinas de fabricación de papel guateado.

La Figura 1 muestra un primer ejemplo de una máquina de fabricación de papel guateado 200. La máquina 200 es una máquina de bucle de tres telas que incluye una sección de prensa 100 en la que se realiza una operación de crepado. Aguas arriba de la sección de prensa 100 está una sección de formación 202, a la que, en el caso de la máquina 200, se hace referencia en la técnica como Formador de Media Luna. La sección de formación 202 incluye una caja de entrada 204 que deposita una pasta de papel sobre una tela de formación 206 soportada por los rodillos 208 y 210, formando por ello inicialmente la banda de papel guateado. La sección de formación 202 también incluye un rodillo de formación 212 que soporta una tela de prensa 102 de manera que la banda 116 también se forma directamente sobre la tela de prensa 102. El recorrido de la tela de prensa 214 se extiende hasta una sección de prensa de zapata 216 en donde la banda húmeda se deposita sobre un rodillo de refuerzo 108, con la banda 116 que se prensa en húmedo simultáneamente con la transferencia al rodillo de refuerzo 108.

Un ejemplo de una alternativa a la configuración de la máquina de fabricación de papel guateado 200 incluye una sección de formación de tela gemela, en lugar de la sección de Formación de Media Luna 202. En tal configuración, aguas abajo de la sección de formación de tela gemela, el resto de los componentes de tal máquina de fabricación de papel guateado se pueden configurar y disponer de una manera similar a la de la máquina de fabricación de papel guateado 200. Se puede ver un ejemplo de una máquina de fabricación de papel guateado con una sección de formación de tela gemela en la Publicación de Solicitud de Patente de EE. UU. N° 2010/0186913. Aún ejemplos adicionales de secciones de formación alternativas que se pueden usar en una máquina de fabricación de papel guateado incluyen un formador de tela gemela con envoltura en C, un formador de tela gemela con envoltura en S o un formador de rodillo frontal de succión. Los expertos en la técnica reconocerán cómo estas secciones de formación, o incluso otras alternativas adicionales, se pueden integrar en una máquina de fabricación de papel guateado.

La banda 116 se transfiere a la cinta de crepado 112 en un estrechamiento de crepado de cinta 120 y entonces se aspira vacío mediante la caja de vacío 114, como se describirá con más detalle a continuación. Después de esta operación de crepado, la banda 116 se deposita sobre la secadora Yankee 218 en otro estrechamiento de presión 216, mientras que se puede aplicar por pulverización un adhesivo de crepado a la superficie Yankee. La transferencia a la secadora Yankee 218 puede ocurrir, por ejemplo, con alrededor de un 4% a alrededor de un 40% de área de contacto presurizada entre la banda 116 y la superficie Yankee a una presión de alrededor de 250 libras por pulgada lineal (PLI) a alrededor de 350 PLI (alrededor de 43,8 kN/metro a alrededor de 61,3 kN/metro). La transferencia en el estrechamiento 216 puede ocurrir con una consistencia de banda, por ejemplo, de alrededor del 25% a alrededor del 70%. Tenga en cuenta que “consistencia”, tal como se usa en la presente memoria, se refiere al porcentaje de sólidos de una banda emergente, por ejemplo, calculado sobre una base completamente seca. En algunas consistencias, algunas veces es difícil adherir la banda 116 a la superficie de la secadora Yankee 218 con suficiente firmeza para extraer completamente la banda de la cinta de crepado 112. Con el fin de aumentar la adhesión entre la banda 116 y la superficie de la secadora Yankee 218, se puede aplicar un adhesivo a la superficie de la secadora Yankee 218. El adhesivo puede permitir la operación a alta velocidad del sistema y el secado con aire de impacto a alta velocidad de chorro, y también permitir el despegado posterior de la banda 116 de la secadora Yankee 218. Un ejemplo de tal adhesivo es una composición adhesiva de poli(alcohol vinílico)/poliamida. Los expertos en la técnica, no obstante, reconocerán la amplia variedad de adhesivos alternativos y, además, las cantidades de adhesivos, que se pueden usar para facilitar la transferencia de la banda 116 a la secadora Yankee 218.

La banda 116 se seca en la secadora Yankee 218, que es un cilindro calentado y mediante aire de impacto a alta velocidad de chorro en la campana Yankee alrededor de la secadora Yankee 218. A medida que la secadora Yankee 218 gira, la banda 116 se despega de la secadora 218 en la posición 220. La banda 116 entonces se puede enrollar posteriormente en un carrete de recogida (no mostrado). El carrete se puede operar más rápido que la secadora Yankee 218 en estado estable con el fin de impartir un crepado adicional a la banda 116. Opcionalmente, se puede usar una rasqueta de crepado 222 para crepar en seco convencionalmente la banda 116. En cualquier caso, se puede montar una rasqueta de limpieza para un acoplamiento intermitente y usar para controlar la acumulación de material en la superficie Yankee.

La Figura 2 muestra detalles de la sección de prensa 100 donde ocurre el crepado. La sección de prensa 100 incluye una tela de prensa 102, un rodillo de succión 104, una zapata de prensa 106 y un rodillo de refuerzo 108. La zapata de prensa está montada realmente dentro de un cilindro, y dicho cilindro tiene una cinta montada sobre su circunferencia, pareciendo de este modo el rodillo 106 en la Figura 1. El rodillo de refuerzo 108 se puede calentar opcionalmente, por ejemplo, mediante vapor. La sección de prensa 100 también incluye un rodillo de crepado 110, la cinta de crepado 112 y la caja de vacío 114. La cinta de crepado 112 se puede configurar como una cinta multicapa como se describe a continuación.

En un estrechamiento de crepado 120, la banda 116 se transfiere al lado superior de la cinta de crepado 112. El estrechamiento de crepado 120 se define entre el rodillo de refuerzo 108 y la cinta de crepado 112, con la cinta de crepado 112 que se presiona contra el rodillo de refuerzo 108 por el rodillo de crepado 110. En esta transferencia en el estrechamiento de crepado 120, las fibras celulósicas de la banda 116 se vuelven a colocar y se orientan. Después de que la banda 116 se transfiera a la cinta 112, se puede usar una caja de vacío 114 para aplicar succión a la banda 116 con el fin de sacar, al menos parcialmente, pliegues diminutos. La succión aplicada también puede ayudar a aspirar la banda 116 hacia las aberturas en la cinta de crepado 112, conformando por ello además la banda 116. A continuación se describen detalles adicionales de esta conformación de la banda 116.

El estrechamiento de crepado 120 generalmente se extiende a lo largo de una distancia o anchura de estrechamiento de crepado de la cinta de cualquier lugar desde, por ejemplo, alrededor de 1/8 pulgadas a alrededor de 2 pulgadas (alrededor de 3,18 mm a alrededor de 50,8 mm), más específicamente, alrededor de 0,5 pulgadas a alrededor de 2 pulgadas (alrededor de 12,7 mm a alrededor de 50,8 mm). (Aunque “anchura” es el término comúnmente usado, la distancia del estrechamiento se mide en la MD). La presión del estrechamiento en el estrechamiento de crepado 120 surge de la carga entre el rodillo de crepado 110 y el rodillo de refuerzo 108. La presión de crepado es, generalmente, de alrededor de 20 a alrededor de 100 PLI (de alrededor de 3,5 kN/metro a alrededor de 17,5 kN/metro), más específicamente, de alrededor de 40 PLI a alrededor de 70 PLI (de alrededor de 7 kN/metro a alrededor de 12,25 kN/metro). Mientras que la presión mínima en el estrechamiento de crepado puede ser de 10 PLI (1,75 kN/metro) o de 20 PLI (3,5 kN/metro), un experto en la técnica apreciará que, en una máquina comercial, la presión máxima puede ser tan alta como sea posible, limitada solamente por la maquinaria particular empleada. De este modo, se pueden usar presiones en exceso de 100 PLI (17,5 kN/metro), 500 PLI (87,5 kN/metro) o 1000 PLI (175 kN/metro) o más.

En algunas realizaciones, puede ser deseable reestructurar las características entre fibras de la banda 116, mientras que, en otros casos, se puede desear influir en las propiedades solamente en el plano de la banda 116. Los parámetros del estrechamiento de crepado pueden influir en la distribución de fibras en la banda 116 en una variedad de direcciones, incluyendo la inducción de cambios en la dirección z (es decir, el volumen de la banda 116), así como en la MD y la CD. En cualquier caso, la transferencia desde la cinta de crepado 112 tiene un alto impacto en el sentido de que la cinta de crepado 112 se desplaza más lento que la banda 116 que está desplazándose fuera del rodillo de refuerzo 108, y ocurre un cambio de velocidad significativo. A este respecto, se hace referencia a menudo al grado de crepado como relación de crepado, y la relación se calcula como:

Relación de crepado (%) = (S1/S2-1)100

donde S1 es la velocidad del rodillo de refuerzo 108 y S2 es la velocidad de la cinta de crepado 112. Típicamente, la banda 116 se crepa en una relación de alrededor del 5% a alrededor del 60%. De hecho, se pueden emplear altos grados de crepado, acercándose o incluso excediendo el 100%.

La Figura 3 representa un segundo ejemplo de una máquina de fabricación de papel guateado 300, que se puede usar como alternativa a la máquina de fabricación de papel guateado 200 descrita anteriormente. La máquina 300 está configurada para Secado de Aire Pasante (TAD), en donde el agua se elimina sustancialmente de la banda 116 moviendo aire a alta temperatura a través de la banda 116. Como se muestra en la Figura 3, la pasta de papel se suministra inicialmente en la máquina 300 a través de una caja de entrada 302. La pasta de papel se dirige en un chorro hacia un estrechamiento formado entre una tela de formación 304 y una tela de transferencia 306, a medida que pasa entre un rodillo de formación 308 y un rodillo de frontal 310. La tela de formación 304 y la tela de transferencia 306 se trasladan en bucles continuos y divergen después de pasar entre el rodillo de formación 308 y el rodillo frontal 310. Después de que se separe de la tela de formación 304, la tela de transferencia 306 y la banda 116 pasan a través de una zona de deshidratación 312 en la que las cajas de succión 314 eliminan la humedad de la banda 116 y la tela de transferencia 306, aumentando por ello la consistencia de la banda 116 desde, por ejemplo, alrededor del 10% hasta alrededor del 25%. Luego, la banda 116 se transfiere a una superficie de Secado de Aire Pasante 316, que puede ser la cinta multicapa descrita en la presente memoria. En algunas realizaciones se aplica un vacío para asistir en la transferencia de la banda 116 a la cinta 316, como se indica mediante las cajas de asistencia de vacío 318 en la zona de transferencia 320.

La cinta 316 que transporta la banda 116 pasa a continuación alrededor de los Secadores de Aire Pasante 322 y 324, con la consistencia de la banda 116 que se aumenta por ello, por ejemplo, hasta alrededor del 60% al 90%. Después de que se pase a través de las secadoras 322 y 324, se imparte a la banda 116, más o menos permanentemente, una forma o textura final. Luego, la banda 116 se transfiere a la secadora Yankee 326 sin una degradación importante de las propiedades de la banda 116. Como se describió anteriormente, junto con la máquina de fabricación de papel guateado 200, se puede pulverizar un adhesivo sobre la secadora Yankee 326 justo antes del contacto con la banda transportada para facilitar la transferencia. Después de que la banda 116 alcanza una consistencia de alrededor del 96% o mayor, se usa otra cuchilla de crepado según pueda ser necesario para desalojar la banda 116 de la secadora Yankee 326; y entonces la banda 116 se recoge por un carrete 328. La velocidad del carrete se puede controlar con relación a la velocidad de la secadora Yankee 326 para ajustar aún más el crepado que se aplica a la banda 116 a medida que se extrae de la secadora Yankee 326.

Una vez más se debería señalar que las máquinas de fabricación de papel guateado representadas en las Figuras 1 y 3 son meramente ejemplos de las posibles configuraciones que se pueden usar con las realizaciones de cinta descritas en la presente memoria. Ejemplos adicionales incluyen los descritos en la Publicación de Solicitud de Patente de EE. Uu. N° 2010/0186913, antes mencionada.

Cintas de crepado multicapa

En la presente memoria se describen realizaciones de una cinta multicapa que se puede usar para las operaciones de crepado o secado en máquinas de fabricación de papel guateado, tales como las descritas anteriormente. Como resultará evidente a partir de la descripción en la presente memoria, la estructura de la cinta multicapa proporciona muchas características ventajosas que son particularmente adecuadas para operaciones de crepado. Se debería señalar, no obstante, que, dado que la cinta se describe estructuralmente en la presente memoria, la estructura de la cinta se podría usar para aplicaciones distintas de las operaciones de crepado, tales como TAD, NTT, ATMOS o cualquier proceso de moldeo que proporcione forma o textura a una banda de papel guateado.

Una cinta de crepado tiene diversas propiedades con el fin de funcionar satisfactoriamente en máquinas de fabricación de papel guateado, tales como las descritas anteriormente. Por una parte, la cinta de crepado resiste las tensiones, la tensión aplicada, la compresión y la abrasión potencial de los elementos estacionarios que se aplican a la cinta de crepado durante la operación. Como tal, la cinta de crepado es fuerte, es decir, incluye un módulo de elevada elasticidad (para estabilidad dimensional), especialmente en la MD. Por otra parte, la cinta de crepado también es flexible y duradera con el fin de funcionar suavemente (plana) a alta velocidad durante períodos de tiempo prolongados. Si la cinta de crepado se hace demasiado quebradiza, será susceptible de agrietarse o de otra fractura durante la operación. La combinación de ser fuerte pero flexible restringe los materiales potenciales que se pueden usar para formar una cinta de crepado. Es decir, la estructura de la cinta de crepado tiene la capacidad de lograr la combinación de resistencia, estabilidad tanto en la MD como en la CD, durabilidad y flexibilidad.

Además de ser fuerte y flexible, idealmente una cinta de crepado debería permitir idealmente la formación de diversos tamaños y formas de aberturas en la capa de contacto del papel guateado de la cinta. Las aberturas en la cinta de crepado forman la mordaza que produce cúpulas en la estructura final de papel guateado, como se describe a continuación. También se pueden usar las aberturas en la cinta de crepado para impartir formas, texturas y patrones específicos a la banda que se está crepando y, de este modo, a los productos de papel guateado que se forman. Usando diferentes tamaños, densidades, distribución y profundidad de las aberturas de la capa superior de la cinta, se pueden usar para producir productos de papel guateado que tengan diferentes patrones visuales, volumen y otras propiedades físicas. Como tal, los materiales potenciales o la combinación de materiales para su uso en la formación de una capa superficial de cinta de crepado incluyen la capacidad de formar diversas aberturas en las formas, densidades y patrones deseados en el material de la capa superficial de la cinta multicapa a ser usada para soportar y texturizar la banda durante la operación de crepado.

Los materiales poliméricos extruidos se pueden formar en cintas de crepado que tienen diversas aberturas y, por lo tanto, los materiales poliméricos extruidos son materiales posibles para su uso en la formación de una cinta de crepado. En particular, se pueden formar aberturas con formas precisas en una estructura de cinta polimérica extruida mediante diferentes técnicas, que incluyen, por ejemplo, perforación o corte con láser, estampación en relieve y/o punzonado mecánico.

Las realizaciones de la cinta de crepado como se describen en la presente memoria proporcionan aspectos deseables de una cinta de crepado multicapa proporcionando diferentes propiedades a la cinta en diferentes capas de la estructura de la cinta multicapa general. En las realizaciones, la cinta multicapa incluye una capa superior hecha de un material polimérico extruido que permite que se formen en la capa aberturas con diversas formas, tamaños, patrones y densidades. La capa inferior de la cinta multicapa está formada a partir de una estructura que proporciona resistencia, estabilidad dimensional y durabilidad a la cinta. Proporcionando estas características en la capa inferior, la capa polimérica extruida superior puede estar dotada con aberturas más grandes que las que de otro modo se podrían proporcionar en una cinta que comprende solamente una capa polimérica monolítica extruida porque la capa superior de la cinta multicapa no necesita contribuir mucho, si es que lo hace, a la resistencia, estabilidad y durabilidad de la cinta.

Según realizaciones, una cinta de crepado multicapa comprende al menos dos capas. Como se usa en la presente memoria, una “capa” es una parte continua y distinta de la estructura de la cinta que está físicamente separada de otra capa continua y distinta en la estructura de la cinta. Como se trata a continuación, un ejemplo de dos capas en una cinta multicapa es una capa polimérica extruida que está unida con un adhesivo a la capa de tela tejida. Cabe destacar que una capa, como se define en la presente memoria, podría incluir una estructura que tenga otra estructura sustancialmente insertada en la misma. Por ejemplo, la Patente de EE. UU. N° 7.118.647 describe una estructura de cinta para fabricación de papel en donde una capa que está hecha de resina fotosensible tiene un elemento de refuerzo insertado en la resina. Esta resina fotosensible con un elemento de refuerzo es una capa. Al mismo tiempo, no obstante, la resina fotosensible con el elemento de refuerzo no constituye una estructura “multicapa” como se usa en la presente memoria, en la medida que la resina fotosensible con el elemento de refuerzo no son dos partes continuas y distintas de la estructura de la cinta que sean físicamente distintas o estén separadas una de la otra.

A continuación, se describen los detalles de las capas superior e inferior para una cinta multicapa según las realizaciones. En la presente memoria, el lado “superior” o de “contacto con la lámina” de la cinta de crepado multicapa se refiere al lado de la cinta sobre el que se deposita la banda. Por lo tanto, la “capa superior” es la parte de la cinta multicapa que forma la superficie sobre la cual se conforma la banda celulósica en la operación de crepado. El lado “inferior” o de “máquina” de la cinta de crepado, como se usa en la presente memoria, se refiere al lado opuesto de la cinta, es decir, el lado que está orientado y contacta con el equipo de procesamiento, tal como el rodillo de crepado y la caja de vacío. Y, en consecuencia, la “capa inferior” proporciona la superficie lateral inferior. Capa superior

Una de las funciones de la capa superior polimérica extruida de una cinta multicapa según las realizaciones es proporcionar una estructura en la que se pueden formar aberturas, con las aberturas que pasan a través de la capa, de un lado de la capa al otro, y con las aberturas que imparten formas de cúpula a la banda durante un paso en un proceso de fabricación de papel guateado. En las realizaciones, puede no ser necesario que la capa superior imparta resistencia, estabilidad, estiramiento o resistencia a la fluencia, o durabilidad a la cinta de crepado multicapa por sí misma, en la medida que estas propiedades se pueden proporcionar principalmente por la capa inferior, como se describe a continuación. Además, las aberturas en la capa superior pueden no estar configuradas para evitar que las fibras de celulosa de la banda sean arrastradas esencialmente todo el camino a través de la capa superior en el proceso de fabricación de papel guateado, en la medida que esta “prevención” también se puede lograr mediante la capa inferior, como se describe a continuación.

En las realizaciones, la capa superior de la cinta multicapa está hecha de un material termoplástico flexible extruido. A este respecto, no hay ninguna limitación particular sobre los tipos de materiales termoplásticos que se pueden usar para formar la capa superior, siempre que el material tenga generalmente propiedades tales como fricción (entre la lámina de papel y la cinta), compresibilidad, fatiga por flexión y resistencia al agrietamiento, y capacidad para adherir temporalmente y liberar la banda de su superficie cuando se requiera. Y, como resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de la descripción en la presente memoria, existen numerosos materiales termoplásticos flexibles posibles que se pueden usar y que proporcionarán propiedades sustancialmente similares a los termoplásticos tratados específicamente en la presente memoria. También se debería señalar que el término “material termoplástico”, como se usa en la presente memoria, se pretende que incluya elastómeros termoplásticos, por ejemplo, materiales “similares al caucho”. Se debería señalar además que el material termoplástico podría incorporar otros materiales termoplásticos en forma de fibra (por ejemplo, fibra de poliéster picada) o materiales no termoplásticos, tales como los que se encuentran en materiales compuestos, como aditivos a la capa extruida para realzar alguna propiedad deseada.

Se puede hacer una capa superior termoplástica mediante cualquier técnica adecuada, por ejemplo, mediante moldeo o extrusión. Por ejemplo, la capa superior termoplástica (o cualquier capa adicional) se puede hacer a partir de una pluralidad de secciones que se apoyan y se unen una al lado de otra en una forma en espiral. Tal técnica para formar esa capa a partir de tiras de material extruido puede ser la que se enseña en la Patente de EE. UU. N° 5.360.656 de Rexfelt et al.

La capa extruida también se puede hacer a partir de las tiras extruidas y apoyadas y unidas una al lado de otra como se enseña en la Patente de EE. UU. N° 6.723.208 B1, todo el contenido de la cual se incorpora en la presente memoria por referencia. O, de hecho, la capa se puede formar a partir de las tiras extruidas mediante el método que se enseña en la Patente de EE. UU. N° 8.764.943.

Los bordes contiguos se pueden cortar en ángulo o formar de otras maneras, tal como se muestra en la Patente de EE. UU. N° 6.630.223 de Hansen.

Se conocen en la técnica otras técnicas para formar esta capa. Se pueden formar bucles sin fin individuales del material extruido y coserlos en un bucle sin fin de longitud apropiada con una costura orientada en la CD o en diagonal mediante técnicas conocidas por los expertos en la técnica. Estos bucles sin fin se colocan entonces en una disposición contigua de lado a lado, el número de bucles se dicta por la CD con los bucles y la anchura total de la CD requerida para la cinta terminada. Los bordes contiguos se pueden crear y unir entre sí usando técnicas conocidas en la técnica, por ejemplo, como se enseña en la Patente de EE. UU. N° 6.630.223 referenciada anteriormente.

En realizaciones específicas, el material usado para formar la capa superior de la cinta multicapa es un poliuretano. En general, los poliuretanos termoplásticos se fabrican haciendo reaccionar (1) diisocianatos con dioles de cadena corta (es decir, extensores de cadena) y (2) diisocianatos con dioles bifuncionales de cadena larga (es decir, polioles). El número prácticamente ilimitado de combinaciones posibles producibles variando la estructura y/o el peso molecular de los compuestos de reacción permite una enorme variedad de formulaciones de poliuretano. Y se deduce que los poliuretanos son materiales termoplásticos que se pueden hacer con un intervalo muy amplio de propiedades. Cuando se consideran poliuretanos para su uso como capa superior extruida en una cinta de crepado multicapa según las realizaciones, la dureza del poliuretano se puede ajustar para alcanzar un compromiso de propiedades tales como resistencia a la abrasión, resistencia al agrietamiento y compresibilidad a través del espesor.

Además, es ventajoso ser capaz de ajustar la dureza del poliuretano y, correspondientemente, el coeficiente de fricción de la superficie del poliuretano. La TABLA 1 muestra las propiedades de un ejemplo de poliuretano que se usa para formar la capa superior de la cinta multicapa en algunas realizaciones de la invención. 1 pulgada corresponde a 2,54 cm, 1 libra corresponde a 0,54 kg, °C (°F - 32) x 5/9.

TABLA 1

El poliuretano mostrado en la Tabla 1 se usó para formar la capa superior en las Cintas 2 a 8 descritas a continuación. No obstante, las propiedades específicas del poliuretano mostradas en la Tabla 1 son meramente ejemplares, en la medida que cualquiera de o todas las propiedades se pueden variar mientras que todavía se proporciona un material adecuado para la capa superior de la cinta multicapa descrita en la presente memoria. En las realizaciones de la presente invención se puede usar cualquier poliuretano adecuado.

Como alternativa al poliuretano, un ejemplo de un termoplástico de poliéster específico que se puede usar para formar la capa superior en otras realizaciones de la invención se vende bajo el nombre HYTREL® de E. l. du Pont de Nemours and Company de Wilmington, Delaware. HYTREL®, en diversas especies, es un elastómero termoplástico de poliéster con propiedades de resistencia al agrietamiento, compresibilidad y tracción propicios para formar la capa superior de la cinta de crepado multicapa descrita en la presente memoria.

Los termoplásticos, tales como los poliuretanos y el poliéster descritos anteriormente, son materiales ventajosos para formar la capa superior de la cinta multicapa inventiva cuando se considera la capacidad de formar aberturas de diferentes tamaños, formas, densidades y configuraciones en un material termoplástico extruido. Se pueden formar aberturas en la capa superior termoplástica extruida usando una variedad de técnicas. Ejemplos de tales técnicas incluyen grabado láser, perforación o corte o punzonado mecánico con o sin estampación en relieve. Como se apreciará por los expertos en la técnica, tales técnicas se pueden usar para formar aberturas grandes y dimensionadas congruentemente en diversos patrones, tamaños y densidades. De hecho, se pueden formar aberturas de casi cualquier tipo (dimensiones, forma, ángulo de pared lateral, etc.) en una capa superior termoplástica usando tales técnicas.

Cuando se consideran las diferentes configuraciones de las aberturas que se pueden formar en la capa superior extruida, se apreciará que las aberturas, o incluso los patrones o densidades, no necesitan ser idénticas en toda la superficie. Es decir, algunas de las aberturas formadas en la capa superior extruida pueden tener configuraciones diferentes de otras aberturas que se forman en la capa superior extruida. De hecho, se podrían proporcionar diferentes aberturas en la capa superior extruida con el fin de proporcionar diferentes texturas a la banda en el proceso de fabricación de papel guateado. Por ejemplo, algunas de las aberturas en la capa superior extruida se podrían dimensionar y conformar para proporcionar la formación de estructuras de cúpula en la banda de papel guateado durante la operación de crepado. Al mismo tiempo, otras aberturas en la capa superior podrían ser de un tamaño mucho mayor y una forma variable para proporcionar patrones en la banda de papel guateado que sean equivalentes a los patrones que se logran con una operación de estampación en relieve, no obstante, sin la pérdida posterior de volumen de la lámina ni de otras propiedades del papel guateado deseadas.

Cuando se considera el tamaño de las aberturas para formar las estructuras de cúpula en la banda de papel guateado en una operación de crepado de cinta, la capa superior extruida de las realizaciones de la cinta multicapa permite aberturas de tamaño mucho mayor que las estructuras alternativas, tales como telas de estructuración tejidas y estructuras de cinta polimérica monolítica extruida. El tamaño de las aberturas se puede cuantificar en términos del área de sección transversal de las aberturas en el plano de la superficie de la cinta multicapa proporcionada por la capa superior. En algunas realizaciones, las aberturas en la capa superior extruida de una cinta multicapa tienen un área de sección transversal promedio en la superficie de contacto (superior) de lámina de al menos alrededor de 0,1 mm2 a al menos alrededor de 1,0 mm2. Más específicamente, las aberturas tienen un área de sección transversal promedio de alrededor de 0,5 mm2 a alrededor de 15 mm2, o incluso más específicamente, de alrededor de 1,5 mm2a alrededor de 8,0 mm2, o incluso más específicamente, de alrededor de 2,1 mm2a alrededor de 7,1 mm2.

En una cinta monolítica polimérica extruida, por ejemplo, las aberturas de estos tamaños requerirían la eliminación del volumen del material que forma una cinta monolítica polimérica de manera que la cinta probablemente no sería lo suficientemente fuerte para resistir los rigores y tensiones de un proceso de crepado de cinta. Como también se apreciará fácilmente por los expertos en la técnica, una tela tejida usada como una cinta de crepado probablemente no podría estar dotada con el equivalente a estas aberturas de tamaño, en la medida que los hilos de la tela no se podrían tejer (separar o dimensionar) para proporcionar un equivalente a estos tamaños y, sin embargo, proporcionar aún suficiente integridad estructural para ser capaz de funcionar en un crepado de cinta o en otro proceso de estructuración de papel guateado.

El tamaño de las aberturas en la capa extruida también se puede cuantificar en términos de volumen. En la presente memoria, el volumen de una abertura se refiere al espacio que la abertura ocupa a través del espesor de la capa superficial de la cinta. En las realizaciones, las aberturas en la capa superior polimérica extruida de una cinta multicapa pueden tener un volumen de al menos alrededor de 0,05 mm3. Más específicamente, el volumen de las aberturas puede oscilar desde alrededor de 0,05 mm3 hasta alrededor de 2,5 mm3, o más específicamente, el volumen de las aberturas oscila desde alrededor de 0,05 mm3 hasta alrededor de 11 mm3. En realizaciones adicionales, las aberturas pueden ser de al menos 0,25 mm3y aumentar desde ese valor.

Otras características únicas de la cinta multicapa incluyen el porcentaje de área de contacto proporcionada por la superficie superior de la cinta. El porcentaje de área de contacto de la superficie superior se refiere al porcentaje de la superficie de la cinta que no es una abertura. El porcentaje de capa de contacto está relacionado con el hecho de que se pueden formar aberturas más grandes en la cinta multicapa inventiva que en telas de estructuración tejidas o en cintas monolíticas poliméricas extruidas. Es decir, las aberturas, en efecto, reducen el área de contacto de la superficie superior de la cinta y, como la cinta multicapa puede tener aberturas más grandes, el porcentaje del área de contacto se reduce. En algunas realizaciones, la superficie superior extruida de la cinta multicapa proporciona desde alrededor del 10% hasta alrededor del 65% de área de contacto. En realizaciones más específicas, la superficie superior proporciona desde alrededor del 15% hasta alrededor del 50% de área de contacto y, en realizaciones aún más específicas, la superficie superior proporciona desde alrededor del 20% hasta alrededor del 33% de área de contacto. Como se mencionó anteriormente, puede haber áreas en esta capa que tengan una densidad de aberturas diferente que el resto de la estructura y, de este modo, patrones diferentes si se desea. Incluso pueden estar presentes en el patrón logotipos u otros diseños.

La densidad de aberturas es aún otra medida del tamaño relativo y del número de aberturas en la superficie superior proporcionada por la capa superior extruida de la cinta multicapa. Aquí, la densidad de aberturas de la superficie superior extruida se refiere al número de aberturas por unidad de área, por ejemplo, el número de aberturas por cm2. En ciertas realizaciones, la superficie superior proporcionada por la capa superior tiene una densidad de aberturas de desde alrededor de 10/cm2 hasta alrededor de 80/cm2 En realizaciones más específicas, la superficie superior proporcionada por la capa superior tiene una densidad de aberturas de desde alrededor de 20/cm2 hasta alrededor de 60/cm2 y, en realizaciones aún más específicas, la superficie superior tiene una densidad de aberturas de desde alrededor de 25/cm2 hasta alrededor de 35/cm2 Como se mencionó anteriormente, puede haber áreas en esta capa que tengan una densidad de aberturas diferente que el resto de la estructura. Como se describe en la presente memoria, las aberturas en la capa superior extruida de la cinta multicapa forman estructuras de cúpula en la banda durante una operación de crepado. Las realizaciones de la cinta multicapa pueden proporcionar densidades de aberturas más altas que las que se pueden formar en una cinta monolítica extruida, y densidades de aberturas más altas que las que se podrían lograr de manera equivalente con una tela tejida. De este modo, la cinta multicapa se puede usar para formar más estructuras de cúpula en una banda durante una operación de crepado que una cinta monolítica polimérica extruida o que una tela de estructuración tejida por sí misma y, en consecuencia, la cinta multicapa se puede usar en un proceso de fabricación de papel guateado que produzca productos de papel guateado que tengan un mayor número de estructuras de cúpula que lo que podrían las telas de estructuración tejidas o las cintas monolíticas extruidas, impartiendo de este modo características deseables al producto de papel guateado, tales como suavidad y absorbencia.

Otro aspecto de la superficie de crepado formada por la capa superior extruida de la cinta multicapa que efectúa el proceso de crepado es la fricción y dureza de la superficie superior. Sin estar limitado por la teoría, se cree que una estructura de crepado más suave (cinta o tela) proporcionará una mejor uniformidad de presión dentro de un estrechamiento de crepado, proporcionando un producto de papel guateado más uniforme. Además, la fricción sobre la superficie de la estructura de la cinta de crepado minimiza el deslizamiento de la banda durante la transferencia de la banda a la estructura de la cinta de crepado en el estrechamiento de crepado. Un menor deslizamiento de la banda provoca menos desgaste en la estructura de la cinta de crepado y permite que la cinta de estructura de crepado funcione bien tanto para los intervalos de peso base superior como inferior. También se debería señalar que una cinta de crepado puede evitar el deslizamiento de la banda sin dañar sustancialmente la banda. A este respecto, la cinta de crepado es ventajosa sobre una estructura de tela tejida porque los codos en la superficie de la tela tejida pueden actuar para alterar la banda durante la operación de crepado. De este modo, una estructura de cinta multicapa puede proporcionar un mejor resultado en el intervalo de peso base bajo donde las alteraciones de la tela pueden ser perjudiciales en el proceso de crepado. Esta capacidad de trabajar en un intervalo de peso base bajo puede ser ventajosa, por ejemplo, cuando se forman productos faciales de papel guateado.

Cuando se considera el material para su uso en la extrusión de la capa superior de las realizaciones de la cinta multicapa, el poliuretano es un material muy adecuado, como se trató anteriormente. El poliuretano es un material relativamente blando para su uso en una cinta de crepado, especialmente cuando se compara con materiales que se podrían usar para formar una cinta de crepado monolítica polimérica extruida. Al mismo tiempo, el poliuretano puede proporcionar una superficie de fricción relativamente alta. Se conoce que el poliuretano tiene un coeficiente de fricción que oscila desde alrededor de 0,5 hasta alrededor de 2, dependiendo de su formulación, y un poliuretano particular descrito en la TABLA 1 anterior tenía un coeficiente de fricción de alrededor de 0,6. Cabe destacar que una especie termoplástica HYTREL®, también tratada anteriormente como que es un material muy adecuado para formar la capa superior, tiene un coeficiente de fricción de alrededor de 0,5. De este modo, la cinta multicapa inventiva puede proporcionar una superficie superior suave y de alta fricción, efectuando una operación de crepado de lámina “suave”.

Por consiguiente, en las realizaciones, la capa superior se puede formar usando un material elastómero termoplástico extruido. Los elastómeros termoplásticos (TPE) se pueden seleccionar de, por ejemplo, un TPE de poliéster, un TPE a base de nailon y un elastómero de poliuretano termoplástico (TPU). Los TPE y TPU que se pueden usar para hacer las realizaciones de las cintas oscilan, después de la extrusión, desde grados de dureza shore de alrededor de 60A a alrededor de 95A, y de alrededor de 30<d>a alrededor de 85D, respectivamente. Para hacer cintas se pueden usar grados tanto de éter como de éster de TPU. Estas cintas también se pueden hacer con mezclas de diversos grados de TPE a base de poliéster o nailon o de elastómeros de TPU en base a la demanda de la aplicación final sobre las propiedades finales de la cinta multicapa. Los TPE y los elastómeros de TPU también se pueden modificar usando aditivos estabilizadores de calor para controlar y realzar la resistencia al calor de la cinta. Ejemplos de TPE a base de poliéster incluyen termoplásticos vendidos bajo los siguientes nombres: HYTREL® (DuPont), Arnitei® (DSM), Riteflex® (Ticona), Pibiflex® (Enichem). Ejemplos de TPE a base de nailon incluyen Pebax® (Arkema), Vetsamid-E® (Creanova), Grilon®/Grilamid® (EMS-Chemie). Ejemplos de elastómeros de TPU incluyen Estane®, Pearlthane® (Lubrizol), Ellastolan® (BASF), Desmopan® (Bayer) y Pellethane® (DOW).

Las propiedades de la superficie superior de la capa superior extruida se pueden cambiar a través de la aplicación de un recubrimiento sobre la superficie de contacto de la lámina superior. A este respecto, se puede añadir un recubrimiento a la superficie superior, por ejemplo, para aumentar o disminuir la característica de fricción o liberación de lámina de la superficie superior. Además, o alternativamente, se puede añadir permanentemente un recubrimiento a la superficie superior de la capa extruida para, por ejemplo, mejorar la resistencia a la abrasión de la superficie superior. Esto se puede aplicar antes o después de que las aberturas se pongan en la capa superior, siempre que la cinta permanezca permeable al aire y al agua después de aplicar el recubrimiento. Ejemplos de tales recubrimientos incluyen composiciones tanto hidrófobas como hidrófilas, dependiendo de los procesos de fabricación de papel guateado específicos en los que se ha de usar la cinta multicapa.

Capa inferior

La capa inferior de la cinta de crepado multicapa funciona para proporcionar fuerza, resistencia al estiramiento y fluencia en la MD, estabilidad en la CD y durabilidad a la cinta.

Como con la capa superior, la capa inferior también incluye una pluralidad de aberturas a través del espesor de la capa. Al menos una abertura en la capa inferior puede estar alineada con al menos una abertura en la capa superior extruida y, de este modo, se proporcionan aberturas a través del espesor de la cinta multicapa, es decir, a través de las capas superior e inferior. No obstante, las aberturas en la capa inferior son más pequeñas que las aberturas de la capa superior. Es decir, las aberturas en la capa inferior tienen un área de sección transversal adyacente a la interfaz entre la capa superior extruida y la capa inferior menor que el área de sección transversal de la pluralidad de aberturas de la capa superior adyacente a la interfaz entre las capas superior e inferior. Por lo tanto, las aberturas en la capa inferior pueden evitar que las fibras celulósicas sean extraídas de la banda de papel guateado completamente a través de la estructura de cinta multicapa cuando la cinta/banda se expone al vacío. Como se ha tratado en general anteriormente, las fibras de celulosa que se extraen de la banda a través de la cinta son perjudiciales para el proceso de fabricación de papel guateado en el sentido de que las fibras se acumulan en la máquina de papel guateado con el tiempo, por ejemplo, acumulándose en el cerco exterior de la caja de vacío. La acumulación de fibras necesita un tiempo de inactividad de la máquina con el fin de limpiar la acumulación de fibras. La pérdida de fibras también es perjudicial para conservar buenas propiedades de la lámina de papel guateado, tales como absorbencia y apariencia. Por lo tanto, las aberturas en la capa inferior se pueden configurar para evitar sustancialmente que las fibras de celulosa sean arrastradas todo el camino a través de toda la cinta. No obstante, debido a que la capa inferior no proporciona la superficie de crepado y, de este modo, no actúa para conformar la banda durante la operación de crepado, configurar las aberturas en la capa inferior para evitar que la fibra se arrastre a través de la mismas no afecta sustancialmente a la operación de crepado de la cinta.

En las realizaciones de la cinta multicapa, se proporciona una tela tejida como la capa inferior de la cinta de crepado multicapa. Como se trató anteriormente, las telas de estructuración tejidas tienen la resistencia y durabilidad para resistir las tensiones y demandas de una operación de crepado de cinta, por ejemplo. Y, como tales, las telas de estructuración tejidas se han usado, por sí mismas, como telas en crepado o en otros procesos de estructuración de papel guateado. No obstante, también se pueden usar otras telas tejidas de diversas construcciones siempre que tengan las propiedades requeridas. Por lo tanto, una tela tejida puede proporcionar la resistencia, la estabilidad, la durabilidad y otras propiedades para la cinta de crepado multicapa según las realizaciones de la invención.

En las realizaciones específicas de la cinta de crepado multicapa, la tela tejida proporcionada para la capa inferior puede tener características similares a las telas de estructuración tejidas usadas por sí mismas como estructuras de crepado. Tales telas tienen una estructura tejida que, en efecto, tiene una pluralidad de “aberturas” formadas entre los hilos que componen la estructura de tela. A este respecto, el resultado de las aberturas en una tela tejida se puede cuantificar como una permeabilidad al aire; es decir, una medición del flujo de aire a través de la tela. La permeabilidad de la tela, junto con las aberturas en la capa superior extruida, permite que el aire se aspire a través de la cinta. Tal flujo de aire se puede aspirar a través de la cinta mediante una caja de vacío en la máquina de fabricación de papel guateado, como se describió anteriormente. Otro aspecto de la capa de tela tejida es la capacidad de evitar que las fibras de celulosa de la banda sean arrastradas completamente a través de la cinta multicapa en la caja de vacío.

La permeabilidad de una tela se mide según equipos y pruebas bien conocidos en la técnica, tales como los Instrumentos de Medición de Permeabilidad al Aire por Presión Diferencial Frazier® de Frazier Precision Instrument Company de Hagerstown, Maryland. En las realizaciones de la cinta multicapa, la permeabilidad de la capa inferior de tela es de al menos alrededor de 200 CFM. En realizaciones más específicas, la permeabilidad de la capa inferior de tela es de desde alrededor de 200 CFM hasta alrededor de 1200 CFM, y en realizaciones incluso más específicas, la permeabilidad de la capa inferior de tela está entre alrededor de 300 CFM y alrededor de 900 CFM. Aún en realizaciones adicionales, la permeabilidad de la capa inferior de tela es de alrededor de 400 CFM a alrededor de 600 CFM.

Además, se entiende que todas las realizaciones de las cintas multicapa de la presente memoria son permeables tanto al aire como al agua.

La TABLA 2 muestra ejemplos específicos de telas tejidas que se pueden usar para formar la capa inferior en las cintas de crepado multicapa. Todas las telas identificadas en la TABLA 2 se fabrican por Albany International Corp. de Rochester, NH.

TABLA 2

A continuación, se ejemplifican ejemplos específicos de cintas multicapa con tela J5076 como capa inferior. J5076 está tejida con hilos de tereftalato de polietileno (PET) y se ha usado a sí misma como estructura de crepado en procesos de fabricación de papel.

Como alternativa a una tela tejida, en otras realizaciones de la invención, la capa inferior de la cinta de crepado multicapa se puede formar a partir de un material termoplástico extruido. A diferencia de los materiales termoplásticos flexibles usados para formar la capa superior tratados anteriormente, el material termoplástico usado para formar la capa inferior se proporciona con el fin de impartir fuerza, resistencia al estiramiento y durabilidad, etc., a la cinta de crepado multicapa. Ejemplos de materiales termoplásticos que se pueden usar para formar la capa inferior incluyen poliésteres, copoliésteres, poliamidas y copoliamidas. Se pueden encontrar ejemplos específicos de poliésteres, copoliésteres, poliamidas y copoliamidas que se pueden usar para formar la capa inferior en la Publicación de Solicitud de Patente de EE. UU. N° 2010/0186913 antes mencionada.

En realizaciones específicas de la invención se puede usar tereftalato de polietileno (PET) para formar la capa inferior extruida de la cinta multicapa. El PET es un poliéster duradero y flexible bien conocido. En otras realizaciones, se puede usar HYTREL® (que se ha tratado anteriormente) para formar la capa inferior extruida de la cinta multicapa. Los expertos en la técnica reconocerán materiales alternativos similares que se podrían usar para formar la capa inferior.

Cuando se usa un material polimérico extruido para la capa inferior, se pueden proporcionar aberturas a través del material polimérico de la misma manera que se proporcionan las aberturas en la capa superior, por ejemplo, mediante perforación láser, corte o perforación mecánica. Al menos algunas de las aberturas en la capa inferior están alineadas con las aberturas en la capa superior, permitiendo por ello el flujo de aire a través de la estructura de cinta multicapa de la misma manera que una capa inferior de tela tejida permite el flujo de aire a través de la estructura de cinta multicapa. Las aberturas en la capa inferior no necesitan ser de igual tamaño que las aberturas de la capa superior. De hecho, con el fin de reducir el arrastre de la fibra a través de una manera análoga a una capa inferior de tela, las aberturas en la capa inferior polimérica extruida pueden ser sustancialmente menores que las aberturas en la capa superior. En general, el tamaño de las aberturas en la capa inferior se puede ajustar para permitir ciertas cantidades de flujo de aire a través de la cinta. Además, se pueden alinear múltiples aberturas en la capa inferior con una abertura en la capa superior. Se puede aspirar un mayor flujo de aire a través de la cinta en una caja de vacío si se proporcionan múltiples aberturas en la capa inferior, para proporcionar un área de abertura total mayor en la capa inferior con relación al área de abertura en la capa superior. Al mismo tiempo, el uso de múltiples aberturas con un área de sección transversal menor reduce la cantidad de arrastre de fibra a través en relación con una única abertura más grande en la capa inferior. En una realización específica de la invención, las aberturas en la segunda capa tienen un área de sección transversal máxima de 350 micras adyacentes a la interfaz con la primera capa.

A lo largo de estas líneas, en realizaciones de la invención con una capa superior polimérica extruida y una capa inferior polimérica extruida, una característica de la cinta es la relación entre el área de la sección transversal de las aberturas en la superficie superior proporcionada por la capa superior y el área de la sección transversal de las aberturas en la superficie inferior proporcionada por la capa inferior. En las realizaciones de la invención, esta relación de áreas de sección transversal de las aberturas superior e inferior oscila de alrededor de 1 a alrededor de 48. En realizaciones más específicas, la relación oscila de alrededor de 4 a alrededor de 8. En una realización incluso más específica, la relación es de alrededor de 5.

Hay otras estructuras que se pueden usar para formar la capa inferior como alternativa a la tela tejida y a la capa polimérica extruida descritas anteriormente. Por ejemplo, en una realización de la invención, la capa inferior se puede formar a partir de estructuras metálicas y, en una realización particular, una estructura similar a una pantalla metálica. La pantalla metálica proporciona las propiedades de resistencia y flexibilidad a la cinta multicapa de la misma manera que la tela tejida y la capa polimérica extruida descritas anteriormente. Además, la pantalla metálica funciona para evitar que las fibras de celulosa sean arrastradas a través de la estructura de la cinta, de la misma manera que la tela tejida y la capa polimérica extruida descritas anteriormente. Aún un material alternativo adicional que se podría usar para formar la capa inferior es un material de fibra súper resistente, de alta tenacidad y de alto módulo, tal como un material formado a partir de fibras sintéticas de para-aramida. Las fibras súper resistentes pueden diferir de las telas tejidas descritas anteriormente en que no están tejidas juntas, pero sin embargo son capaces de formar una capa inferior fuerte y flexible. Esta puede ser un conjunto de hilos paralelos entre sí en la MD, o una capa fibrosa no tejida con orientación de fibras preferiblemente en la MD. Además de las fibras de aramida, se pueden usar otros materiales poliméricos, tales como poliésteres, poliamidas, etc., siempre que haya una resistencia a la tracción adecuada para estabilizar la cinta multicapa. Los expertos en la técnica reconocerán aún estructuras alternativas adicionales que son capaces de proporcionar las propiedades de la capa inferior de la cinta multicapa descrita en la presente memoria.

Estructura multicapa

La cinta multicapa según las realizaciones se forma conectando o laminando la capa superior polimérica extruida y la inferior de tela tejida descritas anteriormente. Como se entenderá a partir de la descripción en la presente memoria, la conexión entre las capas se puede lograr usando una variedad de técnicas diferentes, algunas de las cuales se describirán más plenamente a continuación.

La Figura 4A es una vista en sección transversal de una parte de una cinta de crepado multicapa 400 según una realización, no dibujada a escala. La cinta 400 incluye una capa superior polimérica extruida 402 y una capa inferior de tela tejida 404. La capa superior 402 proporciona la superficie superior 408 de la cinta 400 sobre la cual se crepa y/o estructura la banda durante la operación de crepado del proceso de fabricación de papel guateado. Se forma una abertura 406 en la capa superior 402, como se describió anteriormente. Téngase en cuenta que la abertura 406 se extiende a través del espesor de la capa superior 402 desde la superficie superior 408 hasta la superficie que se orienta hacia la capa inferior de tela 404. Como la capa inferior de tela tejida 404 es una estructura con cierta permeabilidad al aire, se puede aplicar vacío al lado de la capa inferior de tela tejida 404 de la cinta 400 y, de este modo, aspirar un flujo de aire a través de la abertura 406 y la tela tejida 404. Durante la operación de crepado usando la cinta 400, las fibras celulósicas de la banda se aspiran hacia la abertura 406 en la capa superior 402, lo que dará como resultado que se forme una estructura de cúpula en la banda.

La Figura 4B es una vista superior de la cinta 400 mirando hacia abajo en la parte con la abertura 406 mostrada en la Figura 4A. Como es evidente a partir de las Figuras 4A y 4B, mientras que la tela tejida 404 permite que el vacío (y el aire) se arrastre a través de la cinta 400, la tela tejida 404 también “cierra” eficazmente la abertura 406 en la capa superior. Es decir, la segunda capa la tela tejida 404 proporciona en efecto una pluralidad de aberturas que tienen un área de sección transversal menor adyacente a la interfaz entre la capa superior polimérica extruida 402 y la segunda capa de tela tejida 404. De este modo, la tela tejida 404 puede evitar sustancialmente que las fibras celulósicas de la banda pasen todo el camino a través de la cinta 400. Como se describió anteriormente, la tela tejida 404 también imparte resistencia, durabilidad y estabilidad a la cinta 400.

La Figura 7A es una vista en sección transversal de una parte de una cinta de crepado multicapa 500 según una realización de la invención que incluye una capa superior polimérica extruida 502 y una capa inferior polimérica extruida 504. La capa superior 502 proporciona la superficie superior 508 sobre la cual se crepa una banda de fabricación de papel. En esta realización, la abertura 506 en la capa superior 504 está alineada con tres aberturas 510 en la capa inferior. Como es evidente a partir de la vista superior de la parte de cinta 500 mostrada en la Figura 7B, las aberturas 510 en la capa inferior 504 tienen una sección transversal sustancialmente menor que la abertura 506 en la capa superior 502. Es decir, la capa inferior 504 incluye una pluralidad de aberturas 510 que tienen un área de sección transversal menor adyacente a la interfaz entre la capa superior 502 y la capa inferior 504. Esto permite que la capa inferior polimérica extruida 504 funcione para evitar sustancialmente que las fibras se extraigan a través de la estructura de la cinta, de la misma manera que una capa inferior de tela tejida descrita anteriormente. Se debería señalar que, como se indicó anteriormente, en realizaciones alternativas, una única abertura en la capa inferior polimérica extruida 504 se puede alinear con la abertura 506 en la capa superior polimérica extruida. De hecho, se puede formar cualquier número de aberturas en la capa inferior 504 para cada abertura en la capa superior 508.

Las aberturas 406, 506 y 510 en las capas poliméricas extruidas en las cintas 400 y 500 son de manera que las paredes de las aberturas 406, 506 y 510 se extienden ortogonales a las superficies de las cintas 400 y 500. No obstante, en otras realizaciones, las paredes de las aberturas 406, 506 y 510 se pueden proporcionar en diferentes ángulos con relación a las superficies de las cintas. El ángulo de las aberturas 406, 506 y 510 se puede seleccionar y hacer cuando las aberturas se forman mediante técnicas tales como perforación con láser, corte o perforación mecánica y/o estampación en relieve. En ejemplos específicos, las paredes laterales tienen ángulos desde alrededor de 60° hasta alrededor de 90°, y más específicamente, desde alrededor de 75° hasta alrededor de 85°. No obstante, en configuraciones alternativas, el ángulo de la pared lateral puede ser mayor que alrededor de 90°. Téngase en cuenta que el ángulo de la pared lateral al que se hace referencia en la presente memoria se mide como se indica por el ángulo a en la Figura 4A.

En cualquiera de las realizaciones descritas en la presente memoria, las aberturas en la capa superior pueden ser iguales (en diámetro) que las de la capa inferior. O pueden ser mayores aquellas en la capa inferior que las de la capa superior. Para las aberturas “estrechadas” lo mismo puede ser cierto en la interfaz de las dos capas. En otras palabras, la relación de los diámetros relativos de las aberturas en las dos capas puede ser mayor que 1, igual a 1 o menor que 1.

Las FIGS. 5A y 5B ilustran una vista en planta de una pluralidad de aberturas 102 que se producen en al menos una capa superior extruida 604 según otra realización ejemplar. La creación de aberturas como se describe a continuación se describe en la Patente de EE. UU. N° 8.454.800.

Según un aspecto, la FIG. 5A muestra la pluralidad de aberturas 602 desde la perspectiva de una superficie superior 606 que está orientada hacia una fuente láser (no mostrada), por lo que la fuente láser es operable para crear las aberturas en la capa extruida 604. Cada abertura 606 puede tener una forma cónica, donde la superficie interior 608 de cada abertura 602 se estrecha hacia dentro desde la abertura 610 en la superficie superior 606 a través de la abertura 612 (FIG. 5B) en la superficie inferior 614 de al menos una capa extruida 604 de la cinta. El diámetro a lo largo de la dirección de la coordenada x para la abertura 610 se representa como Ax1 mientras que el diámetro a lo largo de la dirección de la coordenada y para la abertura 610 se representa como Ay1. Haciendo referencia a la FIG.

5B, de manera similar, el diámetro a lo largo de la dirección de la coordenada x para la abertura 612 se representa como Ax2 mientras que el diámetro a lo largo de la dirección de la coordenada y para la abertura 612 se representa como Ay2. Como es evidente a partir de las FIGS. 5A y 5B, el diámetro Ax1 a lo largo de la dirección x para la abertura 610 en el lado superior 606 de la cinta 604 es mayor que el diámetro Ax2 a lo largo de la dirección x para la abertura 612 en el lado inferior 614 de la al menos una capa extruida 604 de la cinta. También, el diámetro Ay1 a lo largo de la dirección y para la abertura 610 en el lado superior 606 de la tela 604 es mayor que el diámetro Ay2 a lo largo de la dirección y para la abertura 612 en el lado inferior 614 de la cinta 604.

La FIG. 6A ilustra una vista en sección transversal de una de las aberturas 602 representadas en las FIGS. 5A y 5B. Como se describió anteriormente, cada abertura 602 puede tener una forma cónica, donde la superficie interna 608 de cada abertura 602 se estrecha hacia dentro desde la abertura 610 en la superficie superior 606 a través de la abertura 612 en la superficie inferior 614 de la al menos una capa extruida 604 de la cinta. La forma cónica de cada abertura 602 se puede crear como resultado de la radiación óptica incidente 702 generada a partir de una fuente óptica tal como un dispositivo de CO2 u otro láser. Aplicando radiación láser 702 de características apropiadas (por ejemplo, potencia de salida, longitud focal, anchura de pulso, etc.) a, por ejemplo, el material monolítico extruido como se describe en la presente memoria, se puede crear una abertura 602 como resultado de la perforación de la radiación láser en las superficies 606, 614 de la cinta 604. A la inversa, la abertura de forma cónica puede ser de manera que el diámetro menor esté en la superficie de contacto de la lámina y el diámetro mayor esté en la superficie opuesta. La creación de aberturas usando dispositivos láser se describe en la Patente de EE. UU. N° 8.454.800.

Como se ilustra en la FIG. 6A, según un aspecto, la radiación láser 202 puede crear un primer borde o arista continuo uniformemente elevado 704 en la superficie superior 706 y, si se desea, un segundo borde o arista continuo uniformemente elevado 706 en la superficie inferior 614 de la al menos una capa extruida 604 de la cinta. También se puede hacer referencia a estos bordes elevados 704, 706 como cerco o labio elevado. Una vista en planta desde arriba para el borde elevado 704 se representa por 704A. De manera similar, una vista en planta desde abajo para el borde elevado 706 se representa por 706A. En ambas vistas 704A y 706A representadas, las líneas de puntos 705A y 705B son representaciones gráficas ilustrativas de un cerco o labio elevado. Por consiguiente, las líneas de puntos 705A y 705B no se pretenden que representen estriaciones. La altura de cada borde elevado 704, 706 puede estar en el intervalo de 5-10 pm, medida desde la superficie de la capa. La altura se calcula como la diferencia de nivel entre la superficie de la cinta y la parte superior del borde elevado. Por ejemplo, la altura del borde elevado 704 se mide como la diferencia de nivel entre la superficie 606 y la parte superior 708 del borde elevado 604. Los bordes elevados tales como 704 y 706 proporcionan, entre otras ventajas, refuerzo mecánico local para cada abertura que a su vez contribuye a la resistencia global a la deformación de una capa perforada extruida dada en una cinta de crepado. También, las aberturas más profundas dan como resultado cúpulas más grandes en el papel guateado producido y también dan como resultado, por ejemplo, más volumen de lámina y menor densidad. Se ha de señalar que Ax1/Ax2 puede ser 1,1 o mayor y que Ay1/Ay2 puede ser 1,1 o mayor en todos los casos. De manera alternativa, en algunos de o todos los casos, Ax1/Ax2 puede ser igual a 1 y Ay1/Ay2 puede ser igual a 1, formando por ello aberturas de una forma cilíndrica.

Mientras que la creación de aberturas que tienen bordes elevados en una tela se puede conseguir usando un dispositivo láser, se prevé que también se puedan emplear otros dispositivos capaces de crear tales efectos. Se puede usar punzonado mecánico o estampación en relieve y luego punzonado. Por ejemplo, la capa polimérica extruida puede estar estampada en relieve con un patrón de salientes y depresiones correspondientes en la superficie en el patrón requerido. Entonces, cada saliente, por ejemplo, se puede punzonar mecánicamente o perforar con láser. Además, los cercos elevados, independientemente de la técnica usada para hacer la abertura, pueden estar en todas las aberturas, o solamente en aquellas seleccionadas o deseadas.

Cuando se usa como la capa superior extruida de una cinta multicapa, puede ser deseable tener solamente los cercos elevados alrededor de las aberturas en la superficie de contacto de lámina, en la medida que los cercos elevados en la superficie opuesta que es adyacente a la tela tejida pueden interferir con la buena unión de las dos capas entre sí.

Las capas de la cinta multicapa según las realizaciones se pueden unir entre sí de cualquier manera que proporcione una conexión duradera entre las capas para permitir que la cinta multicapa se use en un proceso de fabricación de papel guateado. En algunas realizaciones, las capas se unen entre sí mediante un medio químico, tal como usando un adhesivo. En otras realizaciones más, las capas de la cinta multicapa se pueden unir mediante técnicas tales como soldadura por calor, soldadura ultrasónica y fusión por láser, usando o no aditivos absorbentes de láser. Los expertos en la técnica apreciarán las numerosas técnicas de laminación que se podrían usar para unir las capas descritas en la presente memoria para formar la cinta multicapa.

Mientras que las realizaciones de cinta multicapa representadas en las Figuras 4A, 4B, 5A y 5B y la Figura 6 incluyen o se refieren a dos capas distintas, en otras realizaciones se puede proporcionar una capa adicional entre las capas superior e inferior mostradas en las figuras. Por ejemplo, se podría colocar una capa adicional entre las capas superior e inferior descritas anteriormente con el fin de proporcionar una barrera semipermeable adicional que evite que las fibras de celulosa sean arrastradas todo el camino a través de toda la estructura de cinta. En otras realizaciones, los medios empleados para conectar las capas superior e inferior entre sí se pueden construir como una capa adicional. Por ejemplo, una capa de cinta adhesiva de dos caras podría ser una tercera capa que se proporciona entre la capa superior y la capa inferior.

El espesor total de la cinta multicapa según las realizaciones se puede ajustar para la máquina y el proceso de fabricación de papel guateado en particular en el que se ha de usar la cinta multicapa. En algunas realizaciones, el espesor total de la cinta es de alrededor de 0,5 cm a alrededor de 2,0 cm. En realizaciones que incluyen una capa inferior de tela tejida, la capa superior polimérica extruida puede proporcionar la mayor parte del espesor total de la cinta multicapa.

En realizaciones que incluyen una capa inferior de tela tejida, la tela base tejida puede tener muchas formas diferentes. Por ejemplo, se pueden tejer sin fin o tejer planas y posteriormente darles una forma sin fin con una costura tejida. Alternativamente, se pueden producir mediante un proceso comúnmente conocido como banda sin fin modificada, en donde los bordes a lo ancho de la tela base están dotados con bucles de costura usando los hilos en la dirección de la máquina (MD) de los mismos. En este proceso, los hilos en la MD se tejen continuamente de un lado a otro entre los bordes a lo ancho de la tela, en cada borde girando hacia atrás y formando un bucle de costura. Una tela base producida de esta forma se coloca en forma sin fin durante la instalación en una máquina de fabricación de papel guateado como se describe en la presente memoria, y por esta razón se hace referencia a ella como tela cosible a máquina. Para colocar tal tela en una forma sin fin, se juntan los dos bordes a lo ancho, se intercalan entre sí los bucles de costura en los dos bordes y se dirige una aguja o pasador de costura a través del paso formado por los bucles de costura intercalados.

Como se señaló anteriormente en las realizaciones, la capa superior polimérica extruida (y cualquier capa adicional) se puede hacer a partir de una pluralidad de secciones que son contiguas y se unen entre sí de una forma de lado a lado - o bien enrolladas en espiral o bien en una serie de bucles continuos - y los bordes contiguos se unen usando diferentes técnicas.

La capa superior extruida se puede hacer con cualquiera de estos materiales poliméricos extruidos mencionados anteriormente, entre otros. El material polimérico extruido para estas tiras y bucles sin fin se puede producir a partir de artículos en rollo extruido de una anchura dada que oscila de 25 mm-1.800 mm y un calibre (espesor) que oscila de 0,10 mm a 3,0 mm o más. Para los bucles sin fin paralelos, la lámina enrollada se desenrolla y se crea una unión a tope o una unión con solape que crea una costura en la CD con la longitud de bucle adecuada para la cinta terminada. Entonces, los bucles se colocan uno al lado del otro de modo que los bordes adyacentes de dos bucles sean contiguos. Cualquier preparación de los bordes (cortado, etc.) se hace antes de que se coloquen los bordes uno al lado del otro. Se pueden producir bordes geométricos (biseles, imágenes especulares, etc.) cuando se extruye el material. Entonces se unen los bordes usando técnicas ya descritas en la presente memoria. El número de bucles necesarios está determinado por la anchura del rollo de material y la anchura de la cinta final.

Como se ha tratado anteriormente, una ventaja de la estructura de cinta multicapa es que la resistencia, la resistencia al estiramiento, la estabilidad dimensional y la durabilidad de la cinta se pueden proporcionar por una de las capas, mientras que la otra capa puede no contribuir significativamente a estos parámetros. La durabilidad de los materiales de la cinta multicapa de las realizaciones que se describen en la presente memoria se comparó con la durabilidad de otros potenciales materiales de fabricación de cintas. En esta prueba, la durabilidad de los materiales de la cinta se cuantificó en términos de la resistencia al desgarro de los materiales. Como se apreciará por los expertos en la técnica, la combinación de tanto buena resistencia a la tracción como buenas propiedades elásticas da como resultado un material con alta resistencia al desgarro. Se probó la resistencia al desgarro de siete muestras extruidas candidatas de los materiales de la cinta de capa superior e inferior descritos anteriormente. También se probó la resistencia al desgarro de una tela de estructuración usada para operaciones de crepado. Para estas pruebas se desarrolló un procedimiento basado, en parte, en la norma ISO 34-1 (Resistencia al Desgarro de Caucho, Vulcanizado o Termoplástico - Parte 1: Pantalón, Ángulo y de Media Luna). Se usaron un Sistema de Prueba Universal de Mesa de Doble Columna Instron® 5966 de Instron Corp. de Norwood, Massachusetts y software BlueHill 3 también de Instron Corp. de Norwood, Massachusetts. Todas las pruebas de desgarro se realizaron a 2 pulgadas/min (lo cual difiere de la norma ISO 34-1 que usa una velocidad de 4 pulgadas/min) para una extensión de desgarro de 1 pulgada con una carga promedio registrada en libras.

Los detalles de las muestras y sus respectivas resistencias al desgarro en la MD y en la CD se muestran en la TABLA 3. Téngase en cuenta que la designación de “blanco” para una muestra indica que la muestra no estaba dotada con aberturas, mientras que la designación “prototipo” significa que la muestra todavía no se había hecho en una estructura de cinta sin fin, sino más bien, que era simplemente el material de la cinta en una pieza de prueba: 1 lbf corresponde a 0,45 kg.

TABLA 3

Como se puede ver a partir de los resultados mostrados en la TABLA 3, las telas tejidas y el material HYTREL® extruido tenían resistencias al desgarro mucho mayores que los materiales poliméricos PET extruidos. Como se describió anteriormente, en realizaciones que usan una tela tejida o una capa de material HYTREL® extruido usada para formar una de las capas de la cinta multicapa, la resistencia general al desgarro de la estructura de cinta multicapa será al menos tan fuerte como cualquiera de las capas. De este modo, las cintas multicapa que incluyen una capa de tela tejida o una capa de HYTREL® extruida se impartirán con una buena resistencia al desgarro independientemente del material usado para formar la otra capa o capas.

Como se señaló anteriormente, las realizaciones pueden incluir una capa superior de poliuretano extruido y una capa inferior de tela tejida. Como se describe a continuación, se evaluó la resistencia al desgarro en la MD de tales combinaciones, y también se comparó con la resistencia al desgarro en la MD de una tela de estructuración tejida usada en una operación de crepado. Se usó el mismo procedimiento de prueba que con las pruebas descritas anteriormente. En esta prueba, la Muestra 1 era una estructura de cinta de dos capas con una capa superior de poliuretano extruido de 0,5 mm de espesor que tenía aberturas de 1,2 mm. La capa inferior era una tela tejida J5076 fabricada por Albany International Corp., los detalles de la cual se pueden encontrar anteriormente. La Muestra 2 era una estructura de cinta de dos capas con una capa superior de poliuretano extruido de 1,0 mm de espesor que tenía aberturas de 1,2 mm y tela J5076 como la capa inferior. La resistencia al desgarro de la tela J5076 por sí misma también se evaluó como Muestra 3. Los resultados de estas pruebas se muestran en la TABLA 4.

TABLA 4

Como se puede ver a partir de los resultados de la TABLA 4, la estructura de cinta multicapa con una capa superior de poliuretano extruido y una capa inferior de tela tejida tenía una excelente resistencia al desgarro. Cuando se considera la resistencia al desgarro de la tela tejida sola, se puede ver que la tela tejida produjo la mayor parte de la resistencia al desgarro de las estructuras de cinta. La capa de poliuretano extruido proporcionó proporcionalmente menor resistencia al desgarro de la estructura de cinta multicapa. Sin embargo, mientras que una capa de poliuretano extruido por sí misma puede no tener suficiente resistencia, resistencia al estiramiento, así como durabilidad, en términos de resistencia al desgarro, como se indica por los resultados en la TABLA 4 cuando se usa una estructura multicapa con una capa de poliuretano extruido y una capa de tela tejida, se puede formar una estructura de cinta suficientemente duradera.

La TABLA 5 muestra las propiedades de ocho ejemplos de cintas multicapa que se construyeron según la invención. Las cintas 1 y 2 tenían dos capas poliméricas de PET para su estructura. Las cintas 3 a 8 tenían capas superiores formadas a partir de poliuretano (PUR) y capas inferiores formadas a partir de tela PET J5076 fabricada por Albany International (descrita anteriormente). La TABLA 5 expone las propiedades de las aberturas en la capa superior (es decir, el “lado de la lámina”) de cada cinta, tales como las áreas de sección transversal, los volúmenes de las aberturas y los ángulos de las paredes laterales de las aberturas. La TABLA 5 también expone las propiedades de las aberturas en la capa inferior (es decir, el “lado del aire”).

TABLA 5

Aplicabilidad industrial

Las máquinas, dispositivos, cintas, telas, procesos, materiales y productos descritos en la presente memoria se pueden usar para la producción de productos comerciales, tales como papel guateado facial o de baño y toallas. Aunque las realizaciones de la presente invención y las modificaciones de la misma se han descrito en detalle en la presente memoria, se ha de entender que esta invención no se limita a estas realizaciones y modificaciones precisas, y que otras modificaciones y variaciones se pueden efectuar por un experto en la técnica.

La invención solamente se define por el alcance de las reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una cinta permeable (500) para crepado o estructuración de una banda en un proceso de fabricación de papel guateado, la cinta que comprende:

una primera capa (502, 604) formada a partir de un material polimérico extruido, la primera capa que proporciona una primera superficie de la cinta sobre la que se deposita una banda de papel guateado emergente, y la primera capa que tiene una pluralidad de aberturas (506, 602) que se extienden a través de la misma, con la pluralidad de aberturas que tienen un área de sección transversal promedio en el plano de la primera superficie de al menos alrededor de 0,1 mm2, y un borde continuo uniformemente elevado (704) que se forma alrededor de al menos algunas de la pluralidad de aberturas en la primera superficie; y

una segunda capa (504) unida a la primera capa y que cierra la pluralidad de aberturas que se extienden a través de la primera capa, la segunda capa que forma una segunda superficie de la cinta, y la segunda capa que tiene una pluralidad de aberturas (510) que se extienden a través de la misma.

2. La cinta según la reivindicación 1, en donde la primera capa comprende un elastómero termoplástico y la segunda capa es una tela tejida.

3. La cinta según la reivindicación 2, en donde las aberturas de la segunda capa tienen un diámetro de alrededor de 100 a alrededor de 700 micras.

4. La cinta según la reivindicación 2, en donde la primera capa es una capa monolítica extruida que comprende un elastómero termoplástico formado a partir de un elastómero termoplástico seleccionado de: un elastómero termoplástico (TPE) a base de poliéster, un TPE a base de nailon y un elastómero de poliuretano termoplástico (TPU).

5. La cinta según la reivindicación 1, en donde la pluralidad de aberturas a través de la primera capa tiene un área de sección transversal promedio desde alrededor de 0,1 mm2 hasta alrededor de 11,0 mm2 en el plano de la primera superficie.

6. La cinta según la reivindicación 2, en donde la pluralidad de aberturas en la primera capa tiene un área de sección transversal promedio desde alrededor de 1,5 mm2 hasta alrededor de 8,0 mm2 en el plano de la primera superficie.

7. La cinta según la reivindicación 1, en donde la primera capa es una capa monolítica extruida que comprende un elastómero termoplástico formado a partir de un elastómero termoplástico seleccionado de: un elastómero termoplástico (TPE) a base de poliéster, un TPE a base de nailon y un elastómero de poliuretano termoplástico (TPU).

8. La cinta según la reivindicación 2, en donde la tela tejida tiene una permeabilidad de alrededor de 102 centímetros cúbicos/segundo/centímetro cuadrado (200 CFM) a alrededor de 610 centímetros cúbicos/segundo/centímetro cuadrado (1200 CFM).

9. La cinta según la reivindicación 5, en donde el elastómero termoplástico comprende un TPE a base de poliéster.

10. La cinta según la reivindicación 1, en donde las aberturas de la segunda capa tienen un diámetro de alrededor de 100 a alrededor de 700 micras.

11. Una cinta como en la reivindicación 1, en donde la primera capa se une a la segunda capa usando un adhesivo, fusión por calor, soldadura ultrasónica o soldadura láser.

12. La cinta según la reivindicación 1, en donde la primera capa es una capa polimérica extruida y la segunda capa es una capa polimérica extruida.

13. La cinta según la reivindicación 1, en donde la primera superficie tiene un coeficiente de fricción dinámico de alrededor de 0,5 a alrededor de 2.

14. La cinta según la reivindicación 13, en donde la primera superficie tiene un coeficiente de fricción de alrededor de 0,7 a alrededor de 1,3.

15. La cinta según la reivindicación 12, en donde la primera capa es una capa monolítica formada a partir de poliuretano, y la segunda capa es una capa monolítica formada a partir de un polímero termoplástico.

16. La cinta según la reivindicación 15, en donde la primera capa es una capa monolítica formada a partir de poliuretano, y la segunda capa es una capa monolítica formada a partir de tereftalato de polietileno.

17. La cinta de la reivindicación 1, en donde la segunda capa comprende un conjunto de hilos en la MD.

18. La cinta de la reivindicación 1, en donde la segunda capa es una capa no tejida que comprende un material polimérico seleccionado del grupo que consiste en: fibra de aramida, poliésteres y poliamidas.

19. La cinta según la reivindicación 1, en donde la pluralidad de aberturas de la segunda capa tiene un área de sección transversal adyacente a una interfaz entre la primera capa y la segunda capa menor que el área de sección transversal de la pluralidad de aberturas de la primera capa adyacente a la interfaz entre la primera capa y la segunda capa.

20. La cinta según la reivindicación 1, en donde la pluralidad de aberturas de la segunda capa tiene un área de sección transversal adyacente a una interfaz entre la primera capa y la segunda capa mayor que el área de sección transversal de la pluralidad de aberturas de la primera capa adyacente a la interfaz entre la primera capa y la segunda capa.

21. La cinta según la reivindicación 1, en donde la pluralidad de aberturas de la segunda capa tiene el área de sección transversal adyacente a una interfaz entre la primera capa y la segunda capa igual que el área de sección transversal de la pluralidad de aberturas de la primera capa adyacente a la interfaz entre la primera capa y la segunda capa.

22. Una cinta permeable (500) para crepado o estructuración de una banda en un proceso de fabricación de papel guateado, la cinta que comprende:

una primera capa (502, 604) formada a partir de un material polimérico extruido, la primera capa que proporciona una primera superficie de la cinta, y la primera capa que tiene una pluralidad de aberturas (506, 602) que se extienden a través de la misma, en donde la primera superficie (i) proporciona alrededor de un 10% a alrededor de un 65% de área de contacto y (ii) tiene una densidad de aberturas de alrededor de 10/cm2 a alrededor de 80/cm2, y un borde continuo uniformemente elevado (704) que se forma alrededor de al menos algunas de la pluralidad de aberturas en la primera superficie; y

una segunda capa (504) unida a la primera capa y que cierra la pluralidad de aberturas que se extienden a través de la primera capa, la segunda capa que forma una segunda superficie de la cinta, y la segunda capa que tiene una pluralidad de aberturas (510) que se extienden a través de la misma,

en donde la primera capa es una capa polimérica extruida y la segunda capa es una capa polimérica extruida.

23. La cinta según la reivindicación 22, en donde la pluralidad de aberturas de la segunda capa tiene un área de sección transversal adyacente a una interfaz entre la primera capa y la segunda capa menor que el área de sección transversal de la pluralidad de aberturas en la superficie de la primera capa adyacente a la interfaz entre la primera capa y la segunda capa.

24. La cinta según la reivindicación 22, en donde la pluralidad de aberturas de la segunda capa tiene un área de sección transversal adyacente a una interfaz entre la primera capa y la segunda capa mayor que el área de sección transversal de la pluralidad de aberturas en la superficie de la primera capa adyacente a la interfaz entre la primera capa y la segunda capa.

25. La cinta según la reivindicación 22, en donde la pluralidad de aberturas de la segunda capa tiene el área de sección transversal adyacente a una interfaz entre la primera capa y la segunda capa igual que el área de sección transversal de la pluralidad de aberturas en la superficie de la primera capa adyacente a la interfaz entre la primera capa y la segunda capa.

26. La cinta según la reivindicación 22, en donde la primera capa es una capa monolítica formada a partir de poliuretano, y la segunda capa es una capa monolítica formada a partir de un polímero termoplástico.