MXPA02002493A - Aparato para la elaboracion de papel y proceso para eliminar agua de una trama celulosica. - Google Patents

Abstract

Un aparato y un proceso para eliminar agua de una trama celulosica. El aparato para elaboracion de papel comprende un miembro de impresion que tiene un volumen hueco absoluto que permite una conexion hidraulica.que va a formarse entre una trama celulosica y un miembro de desagüe por capilaridad cuando se comprime en un punto de contacto. El volumen hueco absoluto se predetermina con base en un estimado del volumen de agua expresado desde la trama celulosica.

Description

APARATO PARA LA ELABORACIÓN DE PAPEL Y PROCESO PARA ELIMINAR AGUA DE UNA TRAMA CELULÓSICA CAMPO DE A INVENCIÓN La presente invención se relaciona con la elaboración de papel y de manera más particular, con un aparato y el proceso para eliminar el agua de una trama celulósica.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las estructuras de fibra celulósica, como son las toallas de papel, pañuelos faciales, pañales y papel higiénico son artículos de uso diario. La gran demanda y el uso constante de estos productos de consumo han creado una demanda de versiones mejoradas de los mismos y, de igual manera, una mejora en los métodos para su elaboración. Estas estructuras de fibra celulósica se elaboran mediante la deposición de una pulpa acuosa proveniente de una caja de cabezal sobre una malla Fourdrinier o una máquina papelera de malla doble. Esta malla formadora es una banda sin fin, a través de la cual ocurre el desagüe y tiene lugar el rearreglo de las fibras. Después de la formación inicial de la trama, que más adelante se convertirá en la estructura de fibra celulósica, la máquina papelera transporta la trama hacia Pl 91 .¿Ai el extremo seco de la máquina . En el extremo seco de una máquina convencional, un fieltro prensa compacta la trama en una sola región, es decir, una estructura de fibra celulósica con densidad uniforme y peso base antes del secado final. El secado final se completa, normalmente, mediante un tambor calentado, como por ejemplo un tambor de secado Yankee. Una de las mejoras significativas para el proceso de fabricación es el uso de secado por paso de aire para remplazar el desagüe por fieltro prensa convencional. El secado por paso de aire proporciona mejoras significativas en los productos de consumo. En el secado por paso de aire, como en el secado por fieltro prensa, la trama comienza en una malla formadora que recibe una pulpa acuosa de una consistencia de menos del uno por ciento (el porcentaje en peso de las fibras en la pulpa acuosa) proveniente de la caja de cabezal. El desagüe inicial tiene lugar en la malla formadora. A partir de la malla formadora, la trama es transferida hacia una cinta de secado por paso de aire impermeable al aire. Esta "transferencia en húmedo" normalmente ocurre en una zapata de captación (PUS) , punto en el cual la trama puede ser moldeada primero conforme a la topografía de la cinta de secado por paso de aire. Este moldeo se expone en el documento EP 0 140 404 otorgado a Trokhan el 27 de abril de 1988.

P1491 El secado por paso de aire produce papel estructurado que tiene regiones de distintas densidades. Este tipo de papel se ha utilizado en productos que han tenido éxito comercialmente, como por ejemplo las toallas 5 de papel Bounty y en las marcas Charmin y Charmin Ultra de papel higiénico. El tradicional secado por fieltro convencional no produce el papel estructurado y sus ventajas inherentes. Sin embargo, ha sido deseable producir papel estructurado utilizando secado por fieltro convencional, a velocidades que alcanzan las velocidades de los sistemas de secado por paso de aire. Se han hecho intentos utilizando un fieltro convencional con un bastidor con patrón en el mismo, para imprimir la trama embrionaria. Ejemplos de estos intentos en la técnica incluyen a las patentes de los Estados Unidos, cedidas en forma conjunta, Nos. 5,556,509 otorgada el 17 de septiembre de 1996 a Trokhan et al., 5,580,423 otorgada el 3 de diciembre de 1996 a Ampulski et al., 5,609,725, otorgada el 11 de marzo de 1997 a Phan, 5,629,052 otorgada el 13 de mayo de 1997 a Trokhan et al., 5,637,194 otorgada el 10 de junio de 1997 a Ampulski et al., 5,674,663 otorgada el 7 de octubre de 1997 a McFarland et al. y 5,709,775 otorgada el 20 de enero de 1998 a Trokhan et al . , y cuyas exposiciones se incorporan en la presente como referencia.

P1491 •" g^^ ^^ ,-a^ ^^^A.Í Otros intentos se han hecho para transportar una trama de papel en una tela de impresión separada y comprimir la combinación en un punto de contacto formado entre dos rodillos. La patente de los Estados Unidos 4,421,600 otorgada el 20 de diciembre de 1983 a Hostetler expone un aparato que tiene dos fieltros, tres operaciones de prensado y una teja de impresión tejida separada. En Hostetler, la trama es transportada en la tela de impresión a través de las operaciones de prensado antes de ser entregada al secador Yankee. Otro intento semejante en el campo de la técnica se ilustra por la patente de los Estados Unidos 4,309,246 otorgada el 5 de enero de 1982 a Hulit et al. Hulit et al. describe tres configuraciones en donde se forma un punto de contacto entre dos rodillos. En cada configuración una trama de papel es transportada sobre una tela de impresión que tiene elementos de compactación definidos por nudillos formados en los puntos de cruce de la urdimbre y la trama. La tela de impresión, la trama y un fieltro son comprimidos entre los rodillos. Cada uno de los intentos efectuados en la técnica que se han mencionado requiere un sistema de punto de contacto complejo a fin de poner en contacto la combinación de trama de papel/tela de impresión con un bucle de fieltro separado. Lo que es más, para desaguar suficientemente la P1491 trama de papel, se requiere que los sistemas operen a velocidades más bajas que las de los sistemas de secado por paso de aire. La patente de los Estados Unidos cedida en forma conjunta No. 5,637,194, otorgada a Ampulski et al. el 10 de junio de 1997 y cuya exposición se incorpora a la presente como referencia, expone una modalidad de máquina de papel alternativa en donde un primer fieltro de desagüe está colocada adyacente a una cara del miembro de impresión conforme la trama moldeada se transporta en el miembro de impresión desde un primer punto de contacto de compresión formado entre dos rodillos de presión y un segundo fieltro de desagüe hasta un segundo punto de contacto de compresión formado entre un rodillo de presión y un tambor de secado Yankee. El miembro de impresión imprime la trama moldeada y la transporta hacia el tambor de secado Yankee. La presencia del primer fieltro adyacente al miembro de impresión en los dos puntos de contacto de compresión da por resultado la eliminación de agua adicional de la trama antes de su transferencia hacia el tambor Yankee. La presente invención proporciona un aparato formador de patrón de trama para elaborar papel estructurado en una máquina papelera convencional sin la necesidad de un punto de contacto de compresión o fieltro de desagüe adicional. La invención proporciona un aparato formador de patrón de trama que sea capaz de desaguar una trama de papel que utiliza técnicas convencionales de desagüe de fieltro con un sistema de un solo punto de contacto de compresión y que, al mismo tiempo, opera a velocidades que alcanzan a las de los sistemas de secado por paso de aire.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN La invención comprende un aparato papelero y el proceso para eliminar agua de una trama celulósica. El aparato papelero comprende un miembro de impresión que tiene un volumen hueco absoluto que permite que se forme una conexión hidráulica entre una trama celulósica y un miembro de desagüe por capilaridad, cuando se comprime en un punto de contacto. El volumen hueco absoluto se predetermina con base en un estimado del volumen de agua expresado a partir de la trama celulósica en el punto de contacto. Para la presente invención, la proporción del volumen de agua expulsada de la trama con respecto al volumen hueco absoluto del miembro de impresión es de por lo menos aproximadamente 0.5. El punto de contacto puede formarse entre el primero y el segundo rodillos yuxtapuestos coaxialmente. La trama celulósica es transportada sobre la cara superior del miembro de impresión. La trama celulósica y el miembro P1491 .??.**? ?*i.,*í?*A,*?..** de impresión están interpuestos en el punto de contacto de tal manera que la superficie superior de la trama celulósica está en relación de contacto con la periferia del primer rodillo. En el punto de contacto, la cara posterior del miembro de impresión está en relación de contacto con la superficie superior de un miembro de desagüe por capilaridad, mientras que la superficie posterior del miembro de desagüe por capilaridad está en relación de contacto con la periferia del segundo rodillo. El punto de contacto comprime a la trama de papel, al miembro de impresión y al miembro de desagüe por capilaridad. El agua expulsada de la trama pasa a través del miembro de impresión hacia el miembro de desagüe por capilaridad que forma una conexión hidráulica entre los mismos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Mientras que la especificación concluye con las reivindicaciones que señala y reivindican claramente la presente invención, la invención se comprenderá mejor a partir de la siguiente descripción al tomarla en conjunto con los dibujos que se acompañan en donde los elementos prácticamente idénticos se designan de manera consistente, y en donde : La Figura 1 es una vista en elevación lateral P1491 -* ,¡ ?.± vertical de una máquina papelera de conformidad con la presente invención. La Figura 2 es una vista en planta superior y fragmentaria del miembro de impresión mostrado en la Figura 1. La Figura 3 es una vista en sección vertical tomada a lo largo de las líneas 3-3 de la Figura 1.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Definiciones: Como se utilizan aquí, los siguientes términos tienen los significados siguientes: Conexión hidráulica es un enlace continuo formado por agua u otro líquido similar. Volumen hueco (W) es el espacio abierto que proporciona una trayectoria para fluidos. Volumen hueco relativo (VVRelat:Lvo) es la proporción de W con respecto al volumen total del espacio ocupado por una muestra determinada. Volumen hueco absoluto (VVAbsoluto) es la medición cm volumétrica de W por unidad de área en cm Dirección de la máquina, designada como MD, es la dirección paralela al flujo de la trama celulósica a través del equipo de manufactura del producto.

P1491 jj_ tíáia> ..1 Dirección transversal a la máquina, designada como CD es la dirección perpendicular a la dirección de la máquina en el mismo plano de la trama celulósica. El miembro de desagüe por capilaridad es un dispositivo para eliminar agua vía la atracción capilar. Calibre es el grosor macroscópico de una muestra, medido como se describe más adelante. Peso base (BW) es el peso de las fibras celulósicas (en gramos, g) por unidad de área (cm2) de una muestra de una trama celulósica, reportado en g/cm2. También, como se utiliza aquí, trama de papel es sinónimo de trama celulósica. La presente invención comprende un aparato para desaguar una trama celulósica 20. Haciendo referencia a la Figura 1, una pulpa acuosa que comprende fibras celulósicas y agua se descarga desde una caja de cabezal 10 sobre una malla 15 formadora y después es transferida hacia un aparato de secado que comprende un miembro 30 de impresión, mostrado como una cinta sin fin. El miembro 30 de impresión transporta la trama celulósica 20, que contiene un volumen de agua, hacia un punto de contacto 38 formado entre dos rodillos coaxiales. El primer rodillo 70 puede ser un rodillo calentado, como por ejemplo, un tambor de secado Yankee mostrado en la Figura 1. El segundo rodillo 35 puede ser un rodillo de presión que tiene una periferia con un miembro 60 de desagüe por capilaridad dispuesto en el mismo. El miembro 60 de desagüe por capilaridad puede ser un fieltro y el rodillo de presión puede ser un rodillo de presión al vacío. El miembro 60 de desagüe por capilaridad incluye una superficie superior 62 y una superficie inferior 64. En el punto de contacto 38, la superficie inferior 64 del miembro 60 de desagüe por capilaridad está en interfaz con el segundo rodillo 35 mientras que la superficie superior 62 está en interfaz con una cara posterior 32 del miembro 30 de impresión, de tal manera que la trama celulósica 20 transportada sobre la cara superior 31 del miembro 30 de impresión está en interfaz con el primer rodillo 70. El punto de contacto 38 comprime la combinación del miembro 60 de desagüe por capilaridad, el miembro 30 de impresión y la trama celulósica 20, exprimiendo un volumen de agua desde la trama, a través del miembro 30 de impresión, hacia el miembro 60 de desagüe por capilaridad. Al mismo tiempo, el miembro 30 de impresión imprime la trama celulósica y al mismo tiempo la transfiere hacia el tambor 70 de secado Yankee . Si se desea, puede aplicarse un vacío a través del segundo rodillo 35 hacia el miembro 60 de desagüe por capilaridad. Este vacío ayuda a la eliminación de agua del miembro 60 de desagüe por capilaridad y, por lo tanto, de P1491 la trama celulósica 20. El segundo rodillo 35 puede ser un rodillo de presión al vacío. Una cámara de distribución de vapor está dispuesta en oposición al rodillo 35 de presión al vacío. La cámara de distribución de vapor expulsa vapor a través de la trama celulósica 20. Conforme el vapor pasa a través de la trama celulósica 20 y/o se condensa en la misma, ésta eleva la temperatura y reduce la viscosidad del agua contenida en la misma, promoviendo un mejor desagüe. El vapor y/o condensado se recolecta por el rodillo 35 de presión al vacío. Por supuesto, una persona con pericia común reconocerá que las operaciones simultáneas de impresión, desagüe y transferencia pueden ocurrir en modalidades distintas a estas que requieren un tambor 70 de secado Yankee. Por ejemplo, dos superficies planas pueden estar yuxtapuestas para formar un punto de contacto 38 alargado entre las mismas. De manera alternativa, pueden utilizarse dos rodillos, ninguno de los cuales está calentado. Los rodillos pueden ser, por ejemplo, parte de un rodillo para satinar, o una operación que imprime un aditivo funcional sobre la superficie de la trama. Los aditivos funcionales incluyen: lociones emolientes, dimeticonas, suavizantes, perfumes, mentóles, etc., que son muy conocidos en la técnica. Se ha descubierto que para un miembro 30 de P1491 i iiij. ..t -i. impresión determinado la cantidad de agua eliminada de la trama celulósica 20 en el punto de contacto 38 está directamente relacionada con la conexión hidráulica formada entre la trama celulósica 20 y el miembro de desagüe 60 por capilaridad vía el miembro 30 de impresión. El miembro 30 de impresión tiene un volumen hueco absoluto que puede estar diseñado para optimizar la conexión hidráulica y aumentar al máximo la correspondiente eliminación de agua. La cantidad de agua en una trama 20 celulósica se evalúa en términos de consistencia que es el porcentaje en peso de fibras celulósicas que conforman una trama de fibras y agua. ' La consistencia se determina por la siguiente expresión: agua/g de fibras. Por lo tanto, aproximadamente 2.4 g de P1491 agua/g de fibras se eliminan en el punto de contacto. Considerando el peso base de la trama celulósica al salir del punto de contacto, el volumen de agua expulsado en el punto de contacto se determina por lo siguiente: = g de agua g de fibras 1 agua por unidad de área en donde BW = peso base de la trama que sale del punto de contacto . Pagua = densidad del agua = 8 cm' Para aumentar al máximo la eliminación de agua en el punto de contacto, la proporción del volumen de agua expulsada de la trama celulósica 20 con respecto al volumen hueco absoluto del miembro 30 de impresión es de por lo menos 0.5 aproximadamente. La proporción del volumen de agua expulsada de la trama celulósica 20 con respecto al volumen hueco absoluto del miembro 30 de impresión puede ser de por lo menos 0.7 aproximadamente . En algunas modalidades, la proporción puede ser mayor a 1.0. El miembro de impresión puede comprender tela tejida. Las telas tejidas comprenden normalmente filamentos de urdimbre y de trama en donde los filamentos de urdimbre son paralelos a la dirección de la máquina y los filamentos de trama son paralelos a la dirección P1491 I .±.? 1 * * *.. *• .*-* transversal a la máquina. Los filamentos de urdimbre y de trama forman nudillos discontinuos en donde los filamentos se cruzan entre sí en sucesión. Estos nudillos discontinuos proporcionan áreas impresas discontinuas en la trama celulósica 20 durante el proceso de elaboración del papel. Como se utiliza aquí, el término "nudillos largos" se usa para definir nudillos discontinuos formados conforme los filamentos de urdimbre y de trama se cruzan con dos o más filamentos de urdimbre o de trama, respectivamente. El área de impresión del nudillo de la tela tejida puede mejorarse lijando la superficie de los filamentos en los puntos de cruce de la urdimbre y la trama. Estas telas tejidas lijadas se elaboran de conformidad con las enseñanzas de la patente de los Estados Unidos No. 3,573,164 otorgada a Friedberg et al. el 30 de marzo de 1971 y de la patente de los Estados Unidos No. 3,905,863 otorgada a Ayers el 16 de septiembre de 1975, ambas patentes se incorporan a la presente como referencia. El volumen hueco absoluto de la tela tejida puede determinarse midiendo el calibre y peso de una muestra de tela tejida de área conocida. El calibre se mide colocando la muestra de tela tejida en una superficie plana horizontal y confinándola entre la superficie plana y un pie de carga que tiene una superficie de carga horizontal, en donde la superficie de carga de un pie de carga tiene un P1491 f& t ii -fc i i k??^k ^ ...fc. ,«,, . -. U *.*.: * _, A ¿-.-.y-: aJ l ..í-.ir área superficial circular de aproximadamente 3.14 pulgadas cuadradas y se aplica a una presión de confinamiento de aproximadamente 15 g/cm2 (0.21 psi) para la muestra. El calibre es el espacio resultante entre la superficie plana y la superficie de carga del pie de carga. Estas mediciones pueden obtenerse en un probador de grosor electrónico VIR modelo II, disponible de Thwing-Albert, Filadelfia, Pa. La densidad de los filamentos se determina mientras se asume que la densidad de los espacios huecos es de 0 gm/cc. Por ejemplo, los filamentos de poliéster (PET) tienen una densidad de 1.38 g/cm3. La muestra de área conocida se pesa, produciendo con esto la masa de la muestra de prueba. El volumen hueco absoluto (WAbsoluto) por unidad de área de tela tejida se calcula entonces mediante la siguiente fórmula (con conversiones de unidad cuando sean apropiadas) : Absoluto total filamentos = (t x A) - (m/r) en donde, Vtotal = volumen total de la muestra de prueba (t x A) . V£ilamentos = volumen sólido de la tela tejida igual al volumen de los filamentos constituyentes solos. t = calibre de la muestra de prueba.

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A = área de la muestra de prueba, m = masa de la muestra de prueba, r = densidad de los filamentos. El volumen hueco relativo se determina por lo siguiente: w W, Absoluto Relativo Total Para la presente invención, la máxima eliminación de agua en el punto de contacto puede lograrse para una tela tej -*ida en donde el VVR,e,la„tivo varía entre un límite inferior de aproximadamente 0.05, de preferencia un límite inferior de 0.10, y un límite superior de aproximadamente 0.45, de preferencia un límite superior de aproximadamente 0.4. Para una tela tejida lijada el límite superior de WRelativo es de aproximadamente 0.30. La Figura 2 ilustra un miembro 30 de impresión en donde la tela tejida sirve como una estructura de refuerzo para un patrón 42 de nudillo resinoso. La Figura 3 ilustra una sección transversal de célula de unidad de un miembro 30 de impresión en un punto de contacto 38 de compresión formado entre un tambor 70 Yankee y un rodillo 35 de presión. El miembro 30 de impresión tiene una cara superior 31 en relación de contacto con la trama celulósica 20 y una cara posterior 32 en relación de contacto con un miembro 60 de desagüe por capilaridad. Para esta P1491 Á .í .a..*¿* ¿¿.**?.. modalidad, el patrón 42 de nudillos define los conductos 46 de deflexión. El miembro 60 de desagüe por capilaridad comprende un fieltro de desagüe. En el punto de contacto 38 el patrón 42 de nudillos comprime la trama celulósica 20 que compacta las fibras y al mismo tiempo empuja el agua hacia los conductos de deflexión 46. En los conductos 46 de deflexión el agua fluye a través del volumen hueco absoluto de la estructura de refuerzo que para formar una conexión hidráulica con el miembro de desagüe por capilaridad. Las fibras celulósicas serán capturadas por el volumen sólido de la estructura 44 de refuerzo para formar áreas acojinadas de baja densidad en la trama celulósica 20. El ^Absoluto de un miembro 30 de impresión que tiene un patrón 42 de nudillos resinosos, como se muestra en la Figura 2, se determina sumergiendo una muestra del miembro 30 de impresión en un baño de polietilenglicol 1000 (PEG) fundido hasta una profundidad que excede ligeramente el grosor de la muestra. Después de asegurarse de que todo el aire se expulsa de la muestra sumergida, el PEG se deja que vuelva a solidificarse. El PEG por arriba de la cara superior 31, por debajo de la cara posterior 32 y a lo largo de los bordes de la muestra se elimina de la muestra y la muestra se vuelve a pesar. La diferencia en peso entre la muestra con y sin PEG es el peso del PEG que rellena el volumen hueco absoluto. El P1491 .í--á¿t 2&.?*.k * .¿í. volumen hueco absoluto y el volumen de la muestra se determina mediante las siguientes expresiones: _ gra mos de PEG V ' Absoluto ~ en donde pPEG = densidad de PEG Absoluto Filamentos Nudillos resinosos ai filamentos l Nudillos resinosos filamentos r Nudillos resinosos en donde SV A?„bso,lu,to = Volumen sólido absoluto IILfi,lamen.tos = masa de filamentos rf*i *lamen *tos = densidad de filamentos M„ Nud„i„llos resinosos = masa de nudillos resinosos pr.N,u,d,i,l,los resinosos = densidad de nudillos resinosos Para la presente invención, la eliminación máxima de agua en el punto de contacto puede lograrse para una estructura 42 de refuerzo que tiene un patrón 44 de nudillos resinosos dispuestos en la misma y en donde el WRelat:Lvo varía desde un límite inferior de aproximadamente 0.05, de preferencia un límite inferior de 0.10, hasta un límite superior de aproximadamente 0.45, de preferencia un límite superior de aproximadamente 0.28. Con la máxima preferencia, el WRelat:?vo para una estructura de refuerzo que tiene un patrón de nudillos resinosos dispuesto en el mismo es de aproximadamente 0.19.

P1491 Miembro de impresión El miembro 30 de impresión puede ser una tela de impresión. La tela de impresión es macroscópicamente monoplanar. El plano de la tela de impresión define sus direcciones X-Y. Perpendicular a las direcciones X-Y y al plano de la tela de impresión está la dirección Z de la tela de impresión. De manera similar, puede pensarse que la trama 20 celulósica de conformidad con la presente invención es macroscópicamente monoplanar y que yace en un plano X-Y. Perpendicular a las direcciones X-Y y al plano de la trama está la dirección Z de la trama 20 celulósica. La tela de impresión incluye una cara superior 31 que queda en contacto con la trama 20 celulósica que es transportada sobre la misma y una cara posterior 32 que queda en contacto con el fieltro de desagüe. La tela de impresión comprende una tela tejida que puede compararse a las telas tejidas normalmente utilizadas en la industria de la elaboración de papel para telas de impresión. Estas telas de impresión, que son conocidas por ser adecuadas para este propósitos, se ilustran en las patentes de los Estados Unidos cedidas en forma conjunta Nos. 3,301,746 otorgada el 31 de enero de 1967 a Sanford et al., 3,905,863 otorgada el 16 de septiembre de 1975 a Ayers y 4,239,065 otorgada el 16 de diciembre de 1982 a Trokhan, cuyas exposiciones se incorporan aquí como referencia.

P1491 fff?* *¡ I^ Á ?ÍÍ A. ...Í.-.SÍ...Í Los filamentos de la tela tejida pueden estar, de esta forma, tejidas y configuradas complementariamente en forma de serpentín en por lo menos la dirección Z de la lámina para proporcionar un primer agrupamiento o arreglo de cruzamientos en el plano superior coplanar de los filamentos tanto de urdimbre como de trama y un segundo agrupamiento o arreglo predeterminado de cruzamientos por debajo del plano superior. Los arreglos están intercalados de manera que las porciones de los cruzamientos en el plano superior definen un arreglo de cavidades semejantes a canastas de mimbre, en la superficie superior de la tela. Las cavidades están dispuestas en relación escalonada tanto en la dirección de la máquina como en la dirección transversal a la máquina, de tal manera que cada cavidad se extiende en por lo menos un cruzamiento por debajo del plano superior. Una tela tejida que tiene estos arreglos puede elaborarse de conformidad con las patentes de los Estados Unidos cedidas en forma conjunta Nos. 4,239,065 otorgada el 16 de diciembre de 1980 a Trokhan y 4,191,069 otorgada el 4 de marzo de 1980 a Trokhan, cuyas exposiciones se incorporan aquí como referencia. Para una tela tejida, el término calada se utiliza para definir el número de filamentos de trama incluidos en una unidad de repetición mínima. El término "tejido cuadrado" se define como un tejido de n caladas en P1491 donde cada filamento de un conjunto de filamentos (por ejemplo, urdimbres o tramas) , se cruzan alternativamente sobre uno y bajo n-1 filamentos del otro conjunto de filamentos (por ejemplo, urdimbres y tramas) y cada filamento del otro conjunto de filamentos pasa alternativamente bajo uno y sobre n-1 filamentos del primer conjunto de filamentos. Se requiere que la tela tejida para la presente invención forme y soporte la trama celulósica 20 y permita que el agua pase a través de la misma. La tela tejida para la tela de impresión puede comprender una "semisarga" que tiene una calada de 3 , en donde cada filamento de trama pasa sobre dos filamentos de urdimbre y bajo un filamento de urdimbre en sucesión y cada filamento de urdimbre pasa sobre un filamento de trama y bajo dos filamentos de trama en sucesión. La tela tejida para la tela de impresión puede comprender también un "tejido cuadrado" que tiene una calada de 2 , en donde cada filamento de trama pasa sobre un filamento de urdimbre y bajo un filamento de urdimbre en sucesión y cada filamento de urdimbre pasa sobre un filamento de trama y bajo un filamento de trama en sucesión. El calibre de la tela tejida puede variar, sin embargo, para facilitar la conexión hidráulica entre la trama celulósica 20 y el miembro 60 de desagüe por P1491 ,_, iÁ* z.j^s^^j^JH capilaridad, el calibre de la tela de impresión debe variar entre aproximadamente 0.011 de pulgada (0.279 mm) y 0.026 de pulgada (0.660 mm) . En una modalidad alternativa de la presente invención, la tela de impresión puede comprender una tela de capas múltiples que tiene por lo menos dos capas de hilo entretejido, una trama celulósica 20 que está orientada hacia la primera capa y un fieltro de desagüe que está orientado hacia la segunda capa opuesta a la primera capa. Cada capa de los hilos entretejidos está compuesto además por hilos entretejidos de trama y de urdimbre. Para esta modalidad, la primera lámina comprende además hilos de amarre entretejidos con los hilos respectivos de la trama celulósica 20 que está orientada hacia la capa y el fieltro de desagüe que está orientado hacia la capa. Las cintas ilustrativas que tienen capas múltiples de hilos entretejidos se encuentran en las patentes de los Estados Unidos, cedidas en forma conjunta, Nos. 5,496,624 otorgada el 5 de marzo de 1996 a Stelljes et al., 5,500,277 otorgada el 19 de marzo de 1996 a Trokhan et al. y 5,566,724 otorgada el 22 de octubre de 1996 a Trokhan et al., cuyas exposiciones se incorporan a la presente como referencia. La tela tejida de la tela de impresión puede servir como una estructura 44 de refuerzo para la cinta y proporcionar soporte para un patrón 42 de nudillos tal y P1491 i,í ?fá*¡* átaáií. I.-JU«M^ como se ilustra en la Figura 2. Este patrón de nudillos comprende, de preferencia, una resina fotosensibles polimérica curada dispuesta en la trama celulósica 20 y quedando en contacto con la superficie de la estructura 42 de refuerzo. De preferencia, el patrón 42 de nudillos define un patrón predeterminado que imprime un patrón semejante sobre el papel que es transportado sobre el mismo. Si el patrón preferido de red esencialmente continua se selecciona para el patrón 42 de nudillos, los conductos de deflexión discontinuos se extenderán entre la primera superficie y la segunda superficie de la tela de impresión. La red esencialmente continua rodea y define los conductos de deflexión. El área superficial proyectada de la superficie superior de red continua puede proporcionar de aproximadamente 5 a aproximadamente 80 por ciento del área proyectada de la superficie 22 que queda en contacto con la trama celulósica 20 de la tela de impresión y es, de preferencia de entre aproximadamente 25 por ciento y 75 por ciento de la superficie 22 que queda en contacto con la trama y todavía con más preferencia, entre aproximadamente 50 y 65 por ciento de la superficie 22 que queda en contacto con la trama. La estructura 44 de refuerzo proporciona soporte P1491 t,l..ta,a... A.-..¿¿A«_ .. - I C* =. ***. *?Í*.. . .. .*.,. „ ......A-. .... ** — ........... .. *****-*. ,., ... .* .*.**.*, . t...** ?Í. A para el patrón 42 de nudillos y puede comprender diversas configuraciones, como se describió anteriormente. Las porciones de la estructura 44 de refuerzo evitan que las fibras utilizadas en la elaboración del papel pasen completamente a través de los conductos de deflexión y reducen con esto la ocurrencia de agujeros. Si no se desea utilizar una tela tejida para la estructura de refuerzo, un elemento no tejido, tamiz, red o una placa que tiene varios orificios a través de la misma, puede proporcionar resistencia y soporte adecuados para el patrón 42 de nudillos de la presente invención. La tela de impresión que tiene el patrón 42 de nudillos dispuesto en la misma de conformidad con la presente invención puede elaborarse de acuerdo con cualquiera de las patentes de los Estados Unidos cedidas en forma conjunta Nos. 4,514,345 otorgada el 30 de abril de 1985 a Johnson et al., 4,528,239 otorgada el 9 de julio de 1985 a Trokhan, 5,098,522 otorgada el 24 de marzo de 1992, 5,260,171 otorgada el 9 de noviembre de 1993 a Smurkoski et al., 5,275,700 otorgada el 7 de enero de 1994 a Trokhan, 5,328,565 otorgada el 12 de julio de 1994 a Rasch et al., 5,334,289 otorgada el 2 de agosto de 1994 a Trokhan et al., 5,431,786 otorgada el 11 de julio de 1995 a Rasch et al., 5,496,624 otorgada el 5 de marzo de 1996 a Stelljes, Jr. et al., 5,500,277 otorgada el 19 de marzo de 1996 a Trokhan et P1491 ík?*Á ?i** Á- * J.,i«t al., 5,514,523 otorgada el 7 de mayo de 1996 a Trokhan et al., 5,554,467 otorgada el 10 de septiembre de 1996 a Trokhan et al., 5,566,724 otorgada el 22 de octubre de 1996 a Trokhan et al., 5,624,790 otorgada el 29 de abril de 1997 a Trokhan et al. y 5,628,876 otorgada el 13 de mayo de 1997 a Ayers et al., cuyas exposiciones se incorporan a la presente como referencia. De preferencia, el patrón 42 de nudillos se extiende hacia afuera desde los nudillos de la estructura de refuerzo una distancia de menos de aproximadamente 0.15 milímetros (0.006 de pulgada), con más preferencia de menos de aproximadamente 0.10 milímetros (0.004 de pulgada) y todavía con más preferencia, de menos de aproximadamente 0.05 milímetros (0.002 de pulgada). El patrón 42 de nudillos puede ser aproximadamente coincidente con la elevación de los nudillos de la estructura 44 de refuerzo. Mediante la extensión del patrón 42 de nudillos hacia fuera, una distancia corta desde la estructura de refuerzo, puede producirse un producto más suave. Específicamente, la distancia corta proporciona la ausencia de deflexión o moldeo del papel en la superficie de impresión de la tela de impresión, como ocurre en la técnica anterior. Por lo tanto, el papel resultante tendrá una superficie más lisa y menos áspera al tacto. Además, haciendo que el patrón 42 de nudillos se P1491 iá' á? i*?* . i ... **.u^* -¿**.^- , -*^ ^SÉ^^- .^**** extienda hacia fuera desde la estructura de refuerzo por una distancia corta, la estructura de refuerzo quedará en contacto con el papel en los nudillos superficiales superiores dispuestos dentro de los conductos de deflexión. Este arreglo compacta además el papel en los puntos coincidentes de los nudillos contra el tambor de secado Yankee, disminuyendo la separación X-Y entre las regiones compactadas . De esta manera, se presenta un contacto más frecuente y menos separado entre la trama celulósica 20 y el tambor Yankee. Uno de los beneficios de la presente invención es que la impresión de la trama y la transferencia hacia el tambor Yankee ocurren de manera simultánea, eliminando las etapas de operaciones múltiples que incluyen la compresión separada de los puntos de contacto de la técnica anterior. También, mediante la transferencia de prácticamente todo el contacto del papel al tambor Yankee, y no sólo a la región impresa como ocurre en la técnica anterior, puede obtenerse el secado por contacto total. Si se desea, en lugar de la tela de impresión que tiene el patrón 42 de nudillos descrito arriba, puede utilizarse una cinta que tiene un tejido jacquard o un tejido dobby. Las cintas ilustrativas que tienen un tejido jacquard o un tejido dobby se encuentran en las patentes de P1491 los Estados Unidos Nos. 5,429,686 otorgada el 4 de julio de 1995 a Chiu et al . y 5,672,248 otorgada el 30 de septiembre de 19971 a Wendt et al.

Miembro de desagüe por capilaridad El miembro 60 de desagüe por capilaridad puede ser un fieltro de desagüe. El fieltro de desagüe es macroscópicamente monoplanar. El plano del fieltro de desagüe define sus direcciones X-Y. Perpendicular a las direcciones X-Y y al plano del fieltro de desagüe está la dirección Z de la segunda lámina. Un fieltro de desagüe adecuado comprende una borra no tejida de fibras naturales o sintéticas unidas, por ejemplo cosiéndolas, a una base secundaria formada de filamentos tejidos. La base secundaria sirve como una estructura de soporte para la borra de fibras. Los materiales adecuados a partir de los cuales puede formarse la borra no tejida incluyen de manera irrestricta, fibras naturales como la lana y fibras sintéticas como el poliéster y el nylon. Las fibras a partir de las cuales se forma la borra pueden tener un denier de entre aproximadamente 3 y 20 gramos por 9000 metros de longitud de filamento. El fieltro de desagüe puede tener una construcción en capas y puede comprender una mezcla de P1491 ií¿i¿tA?'ií ¡ji- .- i,íl*¡ í .* •.-í^.*i¡*.ti¿í*£¿sk¡¡^*.-i***?.,..* * .-.. . -^ .í. *-.í -.*. ..,..*... *-ií..,l? i *.. .-,^ ,.^?.£ák.*¿ &*tit tipos y tamaños de fibras. Las capas de fieltro se forman para promover el transporte de agua recibida desde la superficie de contacto de la trama del miembro 30 de impresión en alejamiento de una primera superficie de fieltro y hacia una segunda superficie de fieltro. La capa de fieltro puede tener una densidad relativamente alta y un tamaño de poro relativamente pequeño, adyacente a la superficie de fieltro en contacto con la cara posterior 32 del miembro 30 de impresión, en comparación con la densidad y tamaño de poro de la capa de fieltro adyacente a la superficie de fieltro que está en contacto con el rodillo 35 de presión. El fieltro de desagüe puede tener una permeabilidad al aire de entre aproximadamente 5 y 300 pies cúbicos por minuto (cfm) (0.002 m/seg - 0.142 m3/seg) , siendo la preferida para utilizarse con la presente invención, una permeabilidad al aire de menos de 50 cfm (0.24 mVseg) . La permeabilidad al aire en pies cúbicos por minuto (cfm) es una medida del número de pies cúbicos de aire por minuto que pasan a través de un área de pie cuadrado de una capa de fieltro, a una presión diferencial a través del grosor del fieltro de desagüe de aproximadamente 0.5 de pulgada (12.7 mm) de agua. La permeabilidad al aire se mide utilizando un dispositivo para medir la permeabilidad Valmet (modelo Wigo Taifun tipo P1491 l? kA.d,i*i..t¡¡*»k ... .. *,**?^^.-*Jt*W* M^í*»¿eíí^.í3??,. ......*,**,^ ...,.,, »,. „„^.Jafc,... .r-^^..M. AAJ 1000) disponible de Valmet Corp. de Helsinki, Finlandia. Si se desea, otros miembros de desagüe por capilaridad pueden utilizarse en lugar del fieltro 60 descrito arriba. Por ejemplo, puede seleccionarse un miembro de desagüe por capilaridad de espuma. Esta espuma tiene un tamaño de poro promedio de menos de 50 mieras. Las espumas adecuadas pueden elaborarse de acuerdo con las patentes de los Estados Unidos cedidas en forma conjunta Nos. 5,260,345 otorgada el 9 de noviembre de 1993 a DesMarais et al. y 5,625,222 otorgada el 22 de julio de 1997 a DesMarais et al., cuyas exposiciones se incorporan a la presente como referencia. De manera alternativa, un medio de secado de orificio limitante pueden utilizarse como un miembro de desagüe por capilaridad. Este medio puede elaborarse de varias láminas sobrepuestas en relación cara a cara. Las láminas tienen un área de flujo intersticial más pequeña que la de las áreas intersticiales entre las fibras en el papel. Un miembro de secado de orificio limitante que resulte adecuado puede elaborarse de conformidad con las patentes de los Estados Unidos cedidas en forma conjunta Nos. 5,625,961 otorgada el 6 de mayo de 1997 a Ensign et al. y 5,274,930 otorgada el 4 de enero de 1994 a Ensign et al., cuyas exposiciones de incorporan á la presente como referencia.

P1491 td- ¿"-J *"**- ^^£^ *» á dí? La trama celulósica 20 también puede reducirse, como se conoce en la técnica. La reducción puede lograrse crepando la trama 20 desde una superficie rígida y de preferencia desde un cilindro. Un tambor 70 de secado Yankee se utiliza normalmente para este propósito. El crepado se logra con una cuchilla raspadora, de la manera conocida en la técnica. El crepado puede lograrse de conformidad con la patente de los Estados Unidos cedida en forma conjunta No. 4,919,756 otorgada el 24 de abril de 1992 a Sawdai y cuya exposición se incorpora aquí como referencia. De manera alternativa o adicional, la reducción puede lograrse por medio de microcontracción en húmedo como se muestra en la patente de los Estados Unidos cedida en forma común No. 4,440,597 otorgada el 3 de abril de 1984 a Wells et al . y cuya exposición se incorpora a la presente, como referencia.

El papel El papel tisú producido de conformidad con la presente invención es macroscópicamente monoplanar, en donde el plano del papel define sus direcciones X-Y y tiene una dirección Z ortogonal al mismo. El papel tisú de la presente invención tiene dos regiones. La primera región comprende una región impresa que está impresa contra el patrón 42 de nudillos del miembro 30 de impresión. La P1491 segunda región del papel comprende una variedad de domos dispersados por toda la región impresa. Los domos, en general, corresponden en geometría y, durante la elaboración del papel, en posición hacia los conductos 46 de deflexión en el miembro 30 de impresión. La primera región puede comprender una pluralidad de regiones impresas. La primera pluralidad de regiones yace en el plano X-Y y la segunda pluralidad de regiones se extiende hacia el exterior del plano X-Y. La segunda pluralidad de regiones tiene una densidad inferior a la primera pluralidad de regiones. La densidad de la primera y segunda regiones puede medirse de conformidad con la patente de los Estados Unidos No. 5,277,761 otorgada a Phan et al. el 11 de enero de 1994 y la patente de los Estados Unidos No. 5,443,691 otorgada a Phan et al. el 22 de abril de 1995, ambas incorporadas a la presente como referencia. Durante la reducción, como se describe arriba, por lo menos un borde de reducción se produce en la segunda pluralidad de regiones. Este borde de reducción está separado del plano en la dirección Z. Mientras que las modalidades particulares de la presente invención se han ilustrado y descrito, resultaría obvio para las personas con pericia en la técnica, que pueden efectuarse otros diversos cambios y modificaciones sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Se P1491 itá i?á u j A*h&a ?t* pretende cubrir en las reivindicaciones anexas todos estos cambios y modificaciones que quedan dentro del alcance de la invención.

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Claims (9)

1. REIVINDICACIONES t 1. Un aparato para desaguar una trama celulósica que comprende un miembro de impresión en donde el miembro de impresión comprende una estructura de refuerzo con un patrón de nudillos resinosos dispuesto sobre el mismo, el miembro de impresión tiene un volumen hueco relativo que varía entre aproximadamente 0.05 y aproximadamente 0.28.
2. 2. Un aparato según la reivindicación 1, en donde el patrón de nudillos se extiende hacia el exterior desde la estructura de refuerzo, por una distancia menor a aproximadamente 0.15 milímetros.
3. 3. Un aparato según la reivindicación 1, en donde el miembro de impresión tiene una cara posterior y una cara superior que transporta una trama celulósica que contiene un volumen de agua que será expulsado de la misma.
4. 4. Un aparato según la reivindicación 3, en donde la proporción del volumen de agua expulsado de la trama celulósica con respecto al volumen hueco absoluto del miembro de impresión es de por lo menos aproximadamente 0.5.
5. 5. Un miembro de impresión para desaguar una trama celulósica que comprende una tela tejida, el miembro de impresión tiene un volumen hueco relativo que es de menos de aproximadamente 0.3. P1491 , *• 1 • J
6. 6. Un miembro de impresión según la reivindicación 5, en donde la tela tejida está lijada.
7. 7. Un miembro de impresión para desaguar una trama celulósica que comprende una teja tejida no lijada, el miembro de impresión tiene un volumen hueco relativo que es de menos de aproximadamente 0.4.
8. 8. El miembro de impresión según la reivindicación 7, en donde el miembro de impresión tiene una cara posterior y una cara superior que llevan una trama celulósica que contiene un volumen de agua que será expulsada de la misma, en donde la proporción del volumen de agua expulsada de la trama celulósica con respecto al volumen hueco absoluto del miembro de impresión es de por lo menos aproximadamente 0.5.
9. 9. Un proceso para eliminar agua de una trama celulósica (20) , el proceso comprende los pasos de: proporcionar un primer rodillo (70) y un segundo rodillo (35) yuxtapuestos juntos para formar un punto de contacto entre los mismos; proporcionar un miembro (30) de impresión que tiene una superficie superior (31) para imprimir la trama (20) y una superficie inferior (32) opuesta a la misma, el miembro de impresión tiene un volumen hueco absoluto; colocar la trama celulósica (20) en la superficie superior (31) del miembro de impresión (30) ; P1491 já?<á? AsÁ át!lá ., t .. . ^Aí** a^^**Mi^.*.. :..*, . .„„ £. ^^.... .... , ,J. , . ^^.. ^, ..^. ... ,^«JA.M.„ ¿ ,^-8. teá proporcionar un miembro (60) de desagüe por capilaridad que tiene una superficie superior (62) y una superficie inferior (64) , en donde la superficie superior (62) está yuxtapuesta con la superficie inferior (32) del miembro (30) de impresión; interponer la trama celulósica (20) , el miembro (30) de impresión y el miembro (60) de desagüe por capilaridad en el punto de contacto, la trama celulósica (20) queda en contacto con el primer rodillo (70) y la superficie inferior (64) del miembro (60) de desagüe por capilaridad queda en contacto con el segundo rodillo (35), con lo cual el volumen de agua es expulsado de la trama celulósica (20) y a través del miembro (30) de impresión que forma una conexión hidráulica entre la trama celulósica (20) y el miembro (60) de desagüe por capilaridad, de manera que la proporción del volumen de agua expulsada de la trama (20) con respecto al volumen absoluto del miembro (30) de impresión es de por lo menos 0.5. 11. Un aparato para desaguar una trama celulósica (20) que comprende un miembro (60) de desagüe por capilaridad que tiene una superficie superior (62) y una superficie inferior (64) y un miembro (30) de impresión que comprende una estructura (44) de refuerzo que tiene una superficie inferior (32) yuxtapuesta con la superficie superior (64) del miembro (60) de desagüe por capilaridad, P1491 Jti ??.? á.?.i iá.*, ^ *- »»*.. ..í-.Jt*... *. . . *.x*1 ,*M.?.*Jt****??.* el miembro (30) de impresión tiene un volumen hueco relativo que varía entre aproximadamente 0.05 y aproximadamente 0.4. 12. Un aparato según la reivindicación 11, en donde el miembro (30) de impresión comprende además una superficie superior (31) que tiene un patrón (42) de nudillos resinosos dispuesto en el mismo, el miembro (30) de impresión tiene un volumen hueco relativo que varía aproximadamente entre 0.05 y 0.28. 13. Un aparato según la reivindicación 12, en donde el patrón (42) de nudillos se extiende hacia el exterior desde la estructura (44) de refuerzo por una distancia de menos de aproximadamente 0.15 milímetros. 14. Un aparato según la reivindicación 11, en donde el miembro (30) de impresión comprende además una tela tejida, el miembro de impresión tiene un volumen hueco relativo que es de menos de aproximadamente 0.3. 15. Un aparato según la reivindicación 14, en donde la tela tejida está lijada. 16. Un aparato según la reivindicación 14, en donde la tela tejida no está lijada, el miembro de impresión tiene un volumen hueco relativo que es de menos de aproximadamente 0.4. P1491