MXPA00003887A

MXPA00003887A - Sistema de aplicacion de humedad para un rollo de papel continuo.

Info

Publication number: MXPA00003887A
Application number: MXPA00003887A
Authority: MX
Inventors: G Bauer Donald
Original assignee: Westvaco Corp
Priority date: 1999-04-23
Filing date: 2000-04-19
Publication date: 2002-03-08
Also published as: CA2305950A1; NO20001997L; BR0001648A; EP1052329A2; EP1052329A3; NO20001997D0; US6280574B1; JP2000314090A

Abstract

El sistema de aplicacion de humedad de la presente invencion comprende, en combinacion, un primer medio para aplicar liquido a una cinta de papel continuo; y un segundo medio en contacto con la cinta de papel continuo, para recoger el exceso del liquido y esparcir el liquido uniformemente a traves de la cinta de papel continuo. El sistema de aplicacion de humedad de la presente invencion es particularmente util cuando se combina con una calandria para dar el acabado a una cinta de papel continuo. La figura mas representativa de la invencion es la numero 2.

Description

SISTEMA PARA LA APLICACIÓN DE HUMEDAD A UNA CINTA DE PAPEL CONTINUO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere en general a un sistema de aplicación de humedad para adicionar humedad a una cinta de papel continuo, de cartón continuo o similar para el control del ondulado, o para mejorar las características del papel, para una aplicación de uso final particular, o para mejorar el acabado durante una operación de calandrado. En su sentido más práctico, la presente invención se refiere a un método y aparato para el acabado de papel y cartón, y más particularmente a una mejora a un dispositivo de calandrado usado normalmente para proporcionar una suavidad y brillo mejorados a esos productos. En la industria papelera es práctica común adicionar humedad a las cintas de papel continuo durante el proceso de fabricación tal como se muestra por ejemplo en la patente norteamericana No. 3,948,721. También es conocido, por ejemplo, tal como se muestra en la patente norteamericana No. 2,130,530, adicionar humedad a una cinta de papel continuo en el paso de acabado en la calandria durante el proceso de fabricación del papel. Esta aplicación de humedad puede tomar muchas formas diferentes, pero en la manera más común se lleva a cabo mediante el calandrado en caja de agua. Sin embargo, el uso de una calandria con caja de agua, para impartir una superficie suave al cartón blanqueado, o a un substrato similar, tiene un problema inherente, a decir, la falta de control de la cantidad del líquido recogido por el substrato, en la línea de contacto entre rodillos de la calandria. Durante el calandrado convencional con caja de agua, la cantidad de líquido suministrada a la línea de contacto entre rodillos de la calandria, es tal que esa línea de contacto se inunda. De esta manera, la cantidad de líquido recogido es determinada por el diámetro de los rodillos de la calandria, las velocidades de funcionamiento, las presiones en la líneci de contacto entre rodillos, y características del substrato (por ejemplo, el espesor, nivel de apresto y rugosidad) . Por consiguiente, la aplicación de humedad a un substrato de papel, usando una caja de agua, generalmente da por resultado la transferencia de una cantidad de líquido en exceso de lo que se requiere para conseguir la suavidad deseada. El líquido en exceso debilita el substrato, dando como resultado rupturas en la cinta de papel continuo, y tiende a establecer un menor límite de peso base, para la producción usando una caja de agua. Para algunas aplicaciones la penetración del agua en exceso hacia el substrato, da por resultado también una reducción indeseable en el calibre o espesor de la cinta de papel continuo. De esta manera, existe la necesidad de proporcionar un medio para aplicar humedad a una cinta de papel continuo, durante el proceso de calandrado, que sea independiente de la velocidad de la calandria. También existe la necesidad de proporcionar un medio que int:roduzca únicamente tanta humedad como se requiera para cDnseguir las propiedades de acabado deseadas, de las cintas de papel continuo, sin influenciar indebidamente e 1 espesor de la cinta de papel continuo. Oíros métodos para adicionar humedad a una cinta de pape!, continuo, en la calandria, incluyen la aplicación de vapor o rocíos de agua, a la cinta de papel continuo. La aplicación de vapor sobre una cinta de papel continuo, para incrementar su contenido de agua, es posible pero requiere de que la cinta de papel continuo se enfríe para conseguir la condensación eficiente del vapor, en la forma de pequeñas gotas de agua. Un artículo titulado "Aspectos Prácticos de las Duchas de Vapor para Calandria" , por R.N. Vyse y David J. Savly, octubre de 1998, TAPPI Journal, pp . 87'-90, describe el tratamiento de una cinta de papel continuo, con vapor, antes del calandrado. El rociado del líquido dilectamente sobre una cinta continua, es otro método para incrementar el contenido de humedad en la calandria. Sin embargo, los sistemas de rociado de agua tienen generalmente limitaciones, debidas principalmente a la falta de uniformidad de la aplicación, y la producción de líneas de humedad causadas por un traslape de los rocíos provenientes de boquillas adyacentes, lo cual da por resultado una suavidad y perfiles de calibre, no uniformes. Estos problemas se han superado hasta cierto grado con la aplicación de humedad, directamente sobre uno de los rodillos de una calandria, usando un dispositivo de rociado con cepillo, justo antes del punto en donde el rodillo hace contacto con la cinta continua, substancialmente como se describe en la patente norteamericana No. 5,607,553, cedida al cesionario de la presente. De igual manera, también se puede adicionar humedad a una cinta de papel continuo, en la calandria, aplicando una película de líquido dosificada directamente sobre un rodillo de la calandria, tal como se muestra, por ejemplo, en la patente norteamericana No. 5,522,312, también cedida al cesionario de la presente. La última patente describe un aparato para adicionar pequeñas cantidades de humedad a una cinta de papel continuo, montando un elemento dosificador sobre la caja de agua, el cual regula el líquido en exceso del rodillo de la calandria, antes de la línea de contacto entre rodillos, en donde se realiza la transferencia de líquido. Aunque este aparato y método tiene sus méritos, no ha resultado ser completamente satisfactorio en la práctica. Por consiguiente, aunque en general se está de acuerdo que el uso de una caja de agua es el método preferido para adicionar humedad a una cinta de papel continuo, en una calandria, problemas inherentes con el calandrado usando la caía de agua convencional, todavía no se han resuelto. De esta manera puede observarse que una solución para estos problemas es deseable, y la solución propuesta por el método y aparato descrito en la presente, representa un esfuerzo novedoso hacia esa meta.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN De conformidad con la presente invención, una calandria con caja de agua convencional es mejorada substituyendo la caja de agua por un sistema de aplicación de humedad, para el control preciso de la cantidad del líquido adicionado a la cinta de papel continuo. El sistema de aplicación de humedad comprende una fuente para introducir líquido sobre la cinta de papel continuo y un dispositivo dosificador para recoger el exceso de líquido y asegurar una aplicación uniforme. A este respecto, el dispositivo dosificador de líquido funciona de manera más similar a un recubridor o prensa para apresto usada para aplicar composiciones líquidas a una cinta de papel continuo, dado que, en la presente invención, el líquido se aplica directamente a la cinta de papel continuo o dentro del espacio que se encuentra entre la cinta continua y el dispositivo dosificador, y el dispositivo dosificador limpia gj^L el líquido en exceso de la cinta continua, antes de que la cinta continua entre a la línea intermedia que se encuentra entre los dos rodillos de la calandria. Controlando la cantidad de líquido aplicada a la cinta continua en una dirección lineal, y la uniformidad del líquido aplicado en la dirección transversal, la aplicación del líquido se puede minimizar para obtener un rendimiento óptimo. Con la presente invención es posible controlar la ubicación y profundidad de la penetración del líquido en el substrato, y por lo tanto reducir las pérdidas en el calibre, durante el calandrado, y a la vez conseguir una suavidad óptima. La regulación del líquido aplicado, en la cinta continua, se puede lograr con el uso de una cuchilla o varilla, o barra, recubierta con metal o cerámica, fija o giratoria. Cuando se usa un elemento de regulación o limpieza, a base de una cuchilla, la cantidad de líquido que penetra en la cinta continua, se reduce inicialmente cuando el elemento de cuchilla se mueve hacia la posición de operación, en contacto con la cinta continua. Al incrementar la presión aplicada a la cuchilla, la cuchilla se dobla para variar la cantidad de líquido recogido en la cinta continua. El dispositivo dosificador de líquido y el medio para la aplicación del líquido se pueden, preferentemente, ajustar cada uno de manera independiente de la velocidad de la calandria y de la carga aplicada al substrato, en la línea de contacto entre rodillos de la calandria. El dispositivo de la presente invención se puede usar en cualquier operación de calandrado, en donde se requiera una superficie suave con una pérdida mínima del calibre, incluyendo, aunque no limitada a, la fabricación de papel y cartón no blanqueados, papel kraft de saturación, u otros materiales similares. También se contempla que para algunas aplicaciones, pudiesen acomodarse dispositivos de regulación separados, uno en cada lado del apilamiento de la calandria, para aplicar humedad a cada lado de la cinta continua. El método para introducir el líquido a la cinta continua no es tema de esta invención, dado que se cree que podría seleccionarse cualquier método, incluyendo rociadores, surtidores, tubos, ranuras, etc, dispuestos a través de las cinta continua, dependiendo de la configuración de la calandria.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención se comprenderá de la mejor manera con referencia a los dibujos adjuntos. La figura 1 es una vista en elevación, lateral, de un sistema para la regulación de líquido, para aplicar agua a un rodillo de calandria de conformidad de la patente —tb^ -l^^., norteamericana No. 5,522,312; La figura 2 es una vista en elevación, lateral, del sistema de regulación del líquido de la presente invención, para aplicar agua a la cinta continua; y, La figura 3 es una vista esquemática que muestra un dispositivo típico de calandrado, que incorpora un sistema para la aplicación de humedad de conformidad con la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La mejora establecida en la presente invención comprende la adición de un medio para la aplicación de líquido, capaz de aplicar una aplicación uniforme de líquido, que se puede controlar a través del ancho de una cinta de papel continuo y un dispositivo de dosificación ajustable, para esparcir el líquido a través de la cinta continua, y limpiar el líquido en exceso de la cinta continua, antes de que entre a una línea de contacto entre rodillos de la calandria. El medio para la aplicación de líquido, adecuado para el uso de conformidad con la presente invención, incluye una disposición de tubos capilares, boquillas rociadoras, u otros medios capaces de suministrar un flujo de fluido, controlable y uniforme. Es necesario suficiente fluido para cubrir todo el ancho de la cinta continua. Los dispositivos de dosificación, adecuados para la presente invención, incluyen una cuchilla, barra, varilla o rodillo que pueda ser cargada para raspar el líquido en exceso, sin dañar la superficie de la cinta continµa. En experimentos de laboratorio, usando agua con una cinta de cartón continuo, blanqueado, a razón de 365.8 m/minuto (1,200 pies/minuto) , una línea de contacto entre rodillos, inundada, similar a La encontrada en una caja de agua típica, adicionó 0 a la cinta continua, de 3.6 a 4.5 kg/278.7 m2 (de 8 a 10 libras/respa) de humedad, mientras que el método de dosificación por cuchilla, de la presente invención, dio por resultado la aplicación de la mitad de esa cantidad, o aproximadamente de 1.8 a 2.3 kg/278.7 m2 (de 4 a 5 5 libras/resma, tamaño de resma de 3,000 pies cuadrados). El sistema aplicador empleado por la presente invención tiene la ventaja adicional de que cuando el dispositivo de dosificación de líquido no está en uso, el sistema funciona igual que una caja de agua típica, con una 0 línea de contacto entre rodillos, inundada, proporcionando a la cinta continua aproximadamente la misma cantidad de humedad que una caja de agua típica. Se contempla que el uso del sistema de aplicación de líquido, de la presente invención, podría ser automatizado para retirar y extender el 5 dispositivo de dosificación, según se desee, y variar el •^^ -- —— ——— - *". < — -i •- - •* - .- «fflto«h volumen de suministro de líquido, en respuesta a las mediciones tomadas de la cinta continua después de la calandria. También se contempla que el sistema de aplicación de líquido podría estar localizado en otras ubicaciones sobre la máquina para fabricación de papel, como por ejemplo, contra un cilindro secador u otro rodillo, en donde el cilindro esté al menos parcialmente enrollado por la cinta continua. La invención se comprenderá mejor, con referencia al siguiente ejemplo.

Ejemplo Se humedeció un cartón base, usando un aplicador capilar, a razón de 365.76 m/minuto (1200 pies por minuto) , e inmediatamente después se pasó por debajo de una cuchilla, para eliminar el agua en exceso, antes de ser introducido a una línea de contacto entre dos rodillos de una calandria. A cargas de la cuchilla, menores que aproximadamente 0.352 kg/cm2 (5 libras por pulgada cuadrada), la línea de contacto se inundó, lo cual se hubiese esperado en una instalación de caja de agua, típica, y la recolección de humedad varió aproximadamente de 3.6 a 4.5 kg/278.7 m2 (de 8 a 10 libras/resma, tamaño de resma de 3,000 pies cuadrados) . Con cargas de la cuchilla por encima de 0.703 kg/cm2 (10 libras por pulgada cuadrada) , se aplicó humedad en una cantidad tan pequeña como 1.5 kg/278.7 m2 (3.3 libras/resma) . Se logró una mejor uniformidad al conseguir una recolección de aproximadamente 1.8 a 2.3 kg/278.7 m2 (de 4 a 5 libras/resma) con cargas de la cuchilla, de entre 0.352 y 0.703 kg/cm2 (5 y 10 libras por pulgada cuadrada) . En este ejemplo, se consiguió una rugosidad Sheffield de 217.7, sobre una muestra no recubierta, con una carga en la calandria de 136.1 kg por 2.54 cm lineales (300 por pulgada lineal) y una carga en la cuchilla de 1.055 kg/cm2 (15 libras por pulgada cuadrada), con un calibre de 0.307 mm (12.09 milésimas de pulgada) , después del calandrado de conformidad con el método de la presente, mientras que se logró aproximadamente la misma rugosidad Sheffield (220.1), con la misma carga, pero con una línea de contacto entre rodillos, inundada, como en el método de la técnica anterior, se obtuvo un calibre reducido y menos deseable, de 0.303 mm (11.93 milésimas de pulgada) . De esta manera, se observará que se puede conseguir substancialmente la misma condición de acabado, por ejemplo una rugosidad Sheffield, ya sea con el método de línea de contacto entre rodillos, inundada, o con el sistema de aplicación de humedad de la presente invención. Sin embargo, esta condición de acabado se consigue con la invención, sin reducir indebidamente el calibre o espesor del cartón. En resumen, la presente invención comprende un método y aparato para aplicar humedad a una cinta de papel continuo, sobre una máquina para fabricar papel, durante el proceso de fabricación. El sistema de aplicación de humedad es especialmente útil en el acabado de papel, y particularmente cartón, dado que se consiguen condiciones de acabado equivalentes a las que se obtienen con los medios convencionales para la aplicación de humedad, a una menor densidad y a un mayor calibre. Este es un factor importante debido a que el cartón se vende generalmente por área en vez que por peso. Aunque la invención ha sido descrita y divulgada totalmente con una modalidad preferida, los experimentados en la técnica comprenderán que se pueden hacer varias modificaciones, sin apartarse del espíritu de la invención, tal como se encuentra definido en las reivindicaciones anexas.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la invención que antecede, se considera como novedad, y por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1. Un aparato para dar el acabado a una cinta de papel continuo, para proporcionar una suavidad mejorada, con pérdida mínima del calibre, caracterizado porque comprende una cinta de papel continuo, un dispositivo de calandrado que incluye al menos dos rodillos de calandrado dispuestos en una relación que forma una línea de contacto, a través de la cual se hace pasar la cinta continua, y al menos un sistema para la aplicación de humedad asociado con la calandria, adyacente a la línea de contacto entre los rodillos de la calandria, el sistema de aplicación de humedad incluye un medio para la aplicación de humedad, adaptado para aplicar una película de líquido a la superficie de la cinta de papel continuo, antes de que la cinta continua entre a la línea de contacto, cuando se hagan girar los rodillos, y un primer dispositivo de dosificación, dispuesto para cooperar con la cinta de papel continuo, para raspar el líquido en exceso y controlar el espesor y uniformidad de la película de --*»--**• -*•• líquido aplicada a la cinta de papel continuo, antes de que la misma entre a la línea de contacto de los rodillos de la calandria .

2. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de dosificación incluye un elemento de dosificación y un medio para ajustar la relación entre el elemento de dosificación y la cinta de papel continuo.

3. El aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el elemento de dosificación comprende una cuchilla que se puede ajustar en y desde la cinta continua y angularmente con respecto a la cinta continua.

4. El aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el elemento de dosificación comprende una varilla ajustable a y desde la cinta continua, y angularmente con respecto a la cinta continua.

5. El aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el dispositivo de calandrado incluye una pluralidad de rodillos de calandrado, apilados, dispuestos en una relación que forme una línea de contacto.

6. El aparato de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque incluye un segundo sistema para la aplicación de humedad, un medio para la aplicación de humedad, un dispositivo de dosificación y un elemento de dosificación ubicado en posición adyacente a una segunda línea de contacto entre los rodillos de la calandria, sobre el ] ado opuesto del apilamiento de calandrado; para aplicar una película de líquido al lado opuesto de la cinta de papel continuo, antes de que la cinta continua entre a la segunda línea de contacto entre rodillos, del dispositivo de calandrado.

7. El método para dar el acabado a una cinta de papel continuo, en un dispositivo de calandrado, para proporcionar una suavidad mejorada, con pérdida mínima del calibre, caracterizado porque comprende: (a) proporcionar un dispositivo de calandrado, que comprenda al menos dos rodillos de calandrado dispuestos en una relación con línea de contacto; (b) pasar una cinta de papel continuo a través de la línea de contacto formada por los rodillos de calandrado del paso (a) ; (c) aplicar una película de líquido, directamente a la cinta de papel continuo del paso (b) antes de que la cinta de papel continuo entre a la línea de contacto entre los rodillos de la calandria; (d) regular el líquido en exceso en la cinta de papel continuo, antes de que la cinta de papel continuo entre a la línea de contacto entre los rodillos de la calandria; y, (e) secar la cinta de papel continuo.