MXPA06004632A - Tela de formacion estable con soporte alto en fibra - Google Patents

Abstract

Una tela para máquina de fabricación de papel que tiene capas primera y segunda de hilos entretejidos en dirección de la máquina (MD) con sistemas alternos primero y segundo de hilos en dirección transversal a la máquina (CD). El primer sistema se encuentra comprendido de hilos primeros y segundos CD mientras el segundo sistema se encuentra comprendido de hilos terceros, cuartos y quintos CD. Los hilos primeros y segundos CD forman un par de enlaces de hilos que se combinan para tejer cada hilo MD en la primera capa y cruzar entre la primera capa y la segunda capa. El cuarto hilo CD teje cada hilo MD en la primera capa. El quinto hilo CD se teje con al menos un hilo MD en la segunda capa. El tercer hilo CD se coloca entre los hilos cuarto y quinto CD. Los hilos tercero, cuarto y quinto CD se sobreponen verticalmente.

Description

TELA DE FORMACIÓN ESTABLE CON SOPORTE ALTO EN FIBRA ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la Invención La presente invención se refiere a las técnicas de fabricación de papel. Más específicamente, la presente invención se refiere a telas de formación para la sección de formación de una máquina para fabricar papel. Descripción de la Técnica Anterior Durante el proceso de fabricación de papel, se forma una red fibrosa celulósica al depositar una mezcla fibrosa, es decir, una dispersión acuosa de fibras de celulosa, sobre una tela de formación en movimiento en la sección de formación de una máquina para fabricar papel. Se drena una gran cantidad de agua a partir de la mezcla a través de la tela de formación, dejando la red fibrosa celulósica sobre la superficie de la tela de formación. La red fibrosa celulósica recientemente formada procede desde la sección de formación hacia una sección de prensa, que incluye una serie de zonas de contacto de prensa. La red fibrosa celulósica pasa a través de las zonas de contacto de prensa soportada por una tela de prensa o como es frecuente el caso, entre dos de tales telas de prensa. En las zonas de contacto de prensa, la red fibrosa celulósica se somete a fuerzas compresivas que exprimen el agua de al misma y que adhiere las fibras celulósicas en la red entre sí para convertir la red fibrosa celulósica en una hoja de papel. El agua se acepta por la tela o telas de prensa e idealmente no regresa a la hoja de papel. La hoja de papel finalmente procede hacia una sección de secado, que incluye al menos una serie de tambores o cilindros secadores giratorios que se calientan internamente mediante vapor. La hoja de papel recientemente formada se dirige en una trayectoria serpentina secuencialmente alrededor de cada una de las series de tambores mediante una tela de secado que sostiene la hoja de papel cercanamente contra las superficies de los tambores.

Los tambores calentados reducen el contenido de agua de la hoja de papel a un nivel deseable a través de la evaporación. Debe apreciarse que las telas de formación, prensa y secado todas toman la forma de ciclos sin fin sobre la máquina para fabricar papel y funcionan en la forma de transportadores. Debe apreciarse además que la fabricación de papel es un proceso continuo que procede a velocidades considerables. Es decir, que la mezcla fibrosa se deposita continuamente sobre la tela de formación en la sección de formación, mientras que una hoja de papel recientemente fabricada se enrolla continuamente sobre los rodillos después de que sale de la sección de secado. Las telas tejidas toman muchas diferentes formas. Por ejemplo, pueden tejerse sin fin o tejerse planas y subsecuentemente volverse en la forma sin fin con una línea de unión. La presente invención se refiere específicamente a las telas de formación utilizadas en la sección de formación. Las telas de formación juegan un papel crítico durante el proceso de fabricación de papel. Una de sus funciones, como se atribuyó arriba, es formar y transportar el producto de papel que se fabrica en la sección de prensa. Sin embargo las telas de formación también necesitan tratar el retiro del agua y los problemas de formación de la hoja. Es decir, las telas de formación se diseñan para permitir que el agua pase a través (i.e., controlar la tasa de drenado) mientras que al mismo tiempo evitar que la fibra y otros sólidos pasen a través con el agua. Si ocurre el drenado muy rápidamente o muy lentamente, sufre la calidad de la hoja y la eficiencia de la máquina. Para controlar el drenado, el espacio dentro de la tela de formación para que drene el agua, comúnmente referido como volumen hueco, debe diseñarse adecuadamente. Las telas de formación contemporáneas se producen en una amplia variedad de estilos diseñados para cumplir con los requerimientos de las máquinas para fabricación de papel sobre las cuales se instalan para los grados de papel a fabricarse. Generalmente, comprenden una tela base tejida a partir de monofilamento, monofilamento plegado, multifilamento o hilos de multifilamento plegados y pueden ser de una capa sencilla o de multi-capa. Los hilos se extruyen típicamente a partir de cualquiera de varias resinas poliméricas sintéticas, tales como resinas de poliamida y poliéster, utilizadas para este propósito por el experto ordinario en las técnicas de revestimiento de máquina para fabricar papel . Los expertos en la materia apreciarán que las telas se crean mediante tejido y tienen un patrón de tejido que se repite tanto en la dirección de urdimbre o de la máquina (MD) y la dirección de la trama o transversal a la máquina (CD) . También debe apreciarse que la tela resultante debe ser uniforme en apariencia; es decir que no existen cambios abruptos en el patrón del tejido que den como resultado una marca en la hoja de papel formada. El diseño de las telas de formación adicionalmente involucra un compromiso entre el soporte de fibra deseado y la estabilidad de la tela. Una tela de malla fina puede proporcionar la superficie de papel deseada y las propiedades de soporte de la fibra pero tal diseño puede carecer de la estabilidad deseada resultando en una corta vida de la tela. Al contrario, las telas de malla gruesa proporcionan estabilidad y larga vida a expensas del soporte de la fibra y el potencial para elaboración. Para minimizar la relación del diseño y optimizar tanto el soporte como la estabilidad, se desarrollaron telas de multi-capa. Por ejemplo, en telas de capas dobles y triples, el lado de formación se diseña para soporte mientras que el lado de uso se diseña para estabilidad. Además, los diseños de tres capas permiten que la superficie de formación de la tela se teja independientemente de la superficie de uso. Debido a esta independencia, los diseños de tres capas pueden proporcionar un alto nivel de soporte de fibra y un óptimo volumen hueco interno. Así, las capas triples pueden proporcionar mejoras significativas en el drenado sobre diseños de capa sencilla o doble. Esencialmente, las telas de triple capa consisten de dos telas, la capa de formación y la capa de uso sostenidas juntas por hilos de unión. La unión es extremadamente importante para toda la integridad de la tela. Un problema con las telas de triple capa ha sido el desplazamiento relativo entre las dos capas que rompen la tela a través del tiempo. Además, los hilos de unión pueden romper la estructura de la capa de formación dando como resultado la marcación del papel. Además, se desea que las telas de multi-capa tengan más estabilidad y rigidez en dirección transversal para evitar el arrugamiento direccional transversal, mejorando la formación y apariencia de la hoja y aumentando la vida potencialmente.

La presente invención es una tela de triple capa que proporciona una solución a los problemas de uniformidad de superficie, soporte de la fibra de la hoja y estabilidad de la tela. SUMARIO DE IA INVENCIÓN De acuerdo con lo anterior, la presente invención se dirige a una tela de formación de triple capa, aunque puede encontrar aplicación en las secciones de formación, prensa y secado de una máquina para fabricar papel. Una modalidad preferida de acuerdo con la presente invención es una tela para máquina de papel que tiene primera y segunda capas de los hilos en dirección de la máquina (MD) entretejidos con sistemas alternantes primero y segundo de los hilos en dirección transversal de la máquina (CD) . El primer sistema se encuentra comprendido de hilos CD primero y segundo, mientras que el segundo sistema se encuentra comprendido de hilos CD tercero, cuarto y quinto. Los hilos CD primero y segundo forman un par de unión de hilos que se combinan para tejer cada hilo MD en la primera capa y cruzar entre la primera capa y la segunda capa. El cuarto hilo CD teje cada hilo MD en la primera capa. El quinto hilo CD se teje con al menos un hilo MD en la segunda capa. El tercer hilo CD se coloca entre el cuarto y quinto hilos CD. El tercero, cuarto y quinto hilos CD se sobreponen verticalmente.

Otros aspectos de la invención incluyen que la tela puede ser una tela de formación de triple capa; en cuyo caso, la primera capa es una capa de formación y la segunda capa es una capa lateral de uso. La tela puede tener una proporción de trama de 2:1; o cualquier otra proporción de trama conocida en la técnica. Al menos algunos de los hilos MD e hilos CD pueden ser hilos de monofilamento. El par de unión puede tejerse en una configuración de pico inversa o una configuración de pico recta. El par de unión también puede tejerse en una secuencia de unión de soporte de hoja (SSB) . El segundo sistema de hilos CD puede formar una estructura de trama sobrepuesta triple (TSS) . Algunos de los hilos CD quintos pueden formar grandes huecos (i.e. carreras) en la superficie externa de la segunda capa. El tercer hilo CD puede ser de un material diferente y/o un diámetro diferente al del cuarto y quinto hilo CD. El tercer hilo CD puede colocarse entre la primera y segunda capas o puede unirse con uno o más hilos MD en la segunda capa. La presente invención se describirá ahora en detalle más completo haciéndose referencia frecuente a las figuras de los dibujos que se identifican abajo. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para un entendimiento más completo de la invención, se hace referencia a la siguiente descripción y dibujos acompañantes en los cuales: La Figura ÍA es una vista en sección transversal en el CD mostrando los contornos del hilo de unión para una tela de triple capa e emplificativa de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención. La Figura IB es una vista en sección transversal en el CD que muestra la estructura TSS (triple trama sobrepuesta) para el segundo sistema de hilos CD que alternan con los pares de hilo de unión en la tela de triple capa ejemplificativa mostrada en la Figura 1A; La Figura 2 es una vista en sección transversal en el MD de la tela de triple capa ejemplificativa mostrada en las Figuras 1A y IB; La Figura 3 es una vista en sección transversal en el CD que muestra una configuración alterna para el segundo sistema de hilos CD de otra tela de triple capa ejemplificativa de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención; La Figura 4 muestra: a) una imagen en sección transversal a lo largo de un par hilos de unión, b) una imagen en sección transversal CD a lo largo de la estructura TSS y c) una imagen de la superficie de formación para la tela ejemplificativa mostrada en las Figuras 1A, IB y 2; y La Figura 5 muestra: a) una imagen en sección transversal CD a lo largo de un par de hilos de unión; b) una imagen en sección transversal CD a lo largo de la estructura TSS y c) una imagen de la superficie de formación para la tela ejemplificativa mostrada en la Figura 3. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS La presente invención pertenece a una tela tal como una tela de triple capa que puede utilizarse en un proceso de fabricación de papel. Tales telas de triple capa pueden incluir una primera capa (superior) y una segunda capa (inferior) en la cual cada una de la primera y segunda capas tienen un sistema de hilos MD e hilos CD entretejidos entre sí. La primera capa puede ser una capa del lado del papel o de formación en la cual la mezcla celulósica de papel/fibra se deposita durante el proceso de fabricación de papel y la segunda capa puede ser una capa del lado de la máquina o de uso en contacto con la máquina de fabricación de papel. La primera y segunda capas pueden sostenerse juntas mediante el uso de un variedad de hilos de costura o de unión. Tales hilos de costura pueden ser una variedad de hilos CD y/o MD. Por ejemplo, una variedad de pares de hilos CD pueden utilizarse en donde los dos hilos de cada par se ubican adyacentes entre sí y trabajan en paralelo. Un par de tales hilos CD puede ser una parte integral o no integral del patrón del tejido de cualquiera o ambas de las primera y segunda capas y pueden también unir las dos capas juntas. Una clase de telas de triple capa utiliza un sistema de unión de soporte de hoja (SSB) en donde los hilos de unión son parte de la estructura que soporta la tela. Tales telas SSB con frecuencia utilizan pares de hilos de unión que son intrínsecos a la capa de formación. Típicamente, los hilos de unión se combinan para producir un patrón de tejido simple sobre la superficie de formación de la tela. Las telas SSB exhiben buenas características de uniformidad de superficie . Otra clase de telas de triple capa se refiere como telas de triple trama sobrepuesta (TSS) . Las telas TSS incorporan tres capas de hilos CD verticalmente sobrepuestos (i.e., tramas). Las tramas triples sobrepuestas aumentan el calibre de la tela e incrementan el volumen hueco. Existen varias patentes cercanamente relacionadas que cubren los diseños TSS; e.g., Patente de E.U. 4,379,735, Patente de E.U. 4,941,514, Patente de E.U. 5,164,249, Patente de E.U. 5,169,709 y Patente de E.U. 5,366,798. Aunque todas estas patentes describen las telas TSS, ninguna tiene una superficie uniformemente considerada favorable. La presente invención combina las características favorables tanto de las telas SSB como las telas TSS. Una tela ejemplificativa de acuerdo con la presente invención es una tela de formación de triple capa comprendida de capas de lados de formación y de uso de hilos MD entretejidas con dos sistemas alternantes de hilos CD (trama) . En el primer sistema, un par de hilos de trama actúan para unir juntas las capas de la tela en una secuencia SSB. Las tramas en este par de unión también se combinan para producir un patrón de tejido simple en la superficie de la capa de formación. En el segundo sistema, tres hilos de trama se sobreponen verticalmente, perpendiculares a las capas para producir la estructura TSS. Uno de los tres hilos de trama se colocan entre los otros dos hilos de trama. En esta forma, la presente tela incorpora las características de ambas telas SSB y TSS. La Figura ÍA es una vista en sección transversal en el CD que muestra los contornos de los hilos de unión del primer sistema de hilos CD para la tela de triple capa ejemplificativa que tiene una capa de formación de los hilos MD 104 y una capa del lado de uso de los hilos MD 105 de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención. Los hilos MD de la capa de formación se entretejen en una secuencia SSB mediante un par de hilos de unión CD intrínsecos 101, 102 que se combinan para producir un patrón del tejido plano. Este patrón proporciona una superficie uniforme y una estabilidad estructural para la capa de formación. Como se muestra, el par de unión es intrínseco a la capa de formación, pero simplemente se une con la capa del lado de uso. Los pares de hilos de unión alternan el tejido de los hilos MD con el segundo sistema de hilos CD. La Figura IB es una vista en sección transversal en el CD que muestra la estructura TSS del segundo sistema de hilos CD para la tela de triple capa ejemplificativa mostrada en la Figura ÍA. Este segundo sistema se encuentra comprendido de un tercer hilo CD 103 colocado entre las capas, un cuarto hilo CD 106 que teje un patrón de tejido simple con los hilos MD 104 en la capa de formación y un quinto hilo CD 107 que se teje con los hilos MD 105 en la capa del lado de uso. En este ejemplo, el tercer hilo CD 103 no se entreteje con los hilos MD de cualquier capa, pero como se trata abajo la invención no se limita como tal. El quinto hilo CD 107 puede formar grandes huecos (i.e., carreras) sobre la superficie exterior de la tela. Aunque no es visible a partir de esta observación, estas tres capas CD 101, 106 y 107 se sobreponen verticalmente (perpendiculares a las capas horizontalmente mostradas) para producir una configuración TSS. La Figura 2 es una vista en sección transversal en el MD de la tela de triple capa ejemplificativa mostrada en las Figuras 1A y IB. Los hilos MD 204 se tejen solo en la capa de formación y proporcionan un patrón de tejido plano. De igual modo, el hilo MD 205 se teje solo en la capa del lado de uso. Como se muestra en la Figura 2, el primer sistema de hilos CD 201 y 202 que forma el par de hilos de unión alterna con los hilos CD 203, 206 y 207 del segundo sistema verticalmente sobrepuestos que proporcionan la estructura TSS para dar una proporción de trama de 2 : 1. En la presente la proporción de trama se define como el número total de hilos CD en la capa de formación para el número de pares de unión en la capa de formación. De manera importante, esta modalidad solo es una tela ejemplificativa y la presente invención no debe limitarse como tal. La Figura 3 es una vista en sección transversal en el CD que muestra una configuración alterna para el segundo sistema de hilos CD para otra tela de triple capa ejemplificativa de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención. Para esta tela, el segundo sistema comprende un tercer hilo CD 303 que se une con (pero no es integral a) la capa del lado de uso, un cuarto hilo CD 306 teje un patrón de tejido simple con los hilos MD 304 en la capa de formación y un quinto hilo CD 307 que se teje con los hilos MD 305 en la capa del lado de uso. Cosiendo el tercer hilo CD 303 a la capa inferior en esta forma ayuda a prevenir el desplazamiento de su posición en la estructura TSS del patrón de la tela. Nótese que el tercer hilo CD 303 siempre permanece colocado entre el cuarto y quinto hilos CD para mantener la estructura TSS. Otros aspectos de la invención incluyen que la tela puede ser una tela de formación de triple capa; en cuyo caso, la primera capa es una capa de formación de la tela y la segunda capa es una capa del lado de uso de la tela. La tela puede tener una proporción de trama de 2:1 o cualquier otra proporción de trama conocida en la técnica mediante la adición de más hilos CD del sistema primero y segundo o hilos CD independientes. El par de unión puede tejerse en una configuración de pico inversa o una configuración de pico recta. El par de unión también puede tejerse en una secuencia de unión de soporte de hoja (SSB) . El segundo sistema de hilos CD puede formar una estructura de triple trama sobrepuesta (TSS) . Algunos de los quintos hilos CD pueden formar grandes huecos en la superficie externa de la segunda capa. El tercer hilo CD puede ser de un material diferente y/o diámetro diferente al del cuarto y quinto hilos CD. El tercer hilo CD puede colocarse entre la primera y segunda capas o puede unirse con uno o más de los hilos MD en la segunda capa. Nótese que estos ejemplos son simplemente ejemplos representativos de la invención y no pretenden limitar la invención. Las telas muestra de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención se han producido para determinar sus características de desempeño. La Figura 4 muestra: a) una imagen en sección transversal CD a lo largo de un par de hilos de unión, b) una imagen en sección transversal CD a lo largo de la estructura TSS y c) una imagen de la superficie de formación para la tela ejemplificativa ilustrada en las Figuras ÍA, IB y 2. La Figura 5 muestra: a) una imagen en - sección transversal CD a lo largo de un par de hilos de unión, b) una imagen en sección transversal CD a lo largo de la estructura TSS y c) una imagen de la superficie de formación para la tela ejemplificativa ilustrada por la Figura 3. Las imágenes de la superficie de formación en las Figuras 4 y 5 claramente muestran el patrón de superficie de tejido simple de la primera capa. Este patrón de tejido simple proporciona una superficie normalmente uniforme carente en las telas TSS. La Tabla 1 resume algunas de las características de las telas muestra en comparación con una tela de formación de triple capa de referencia que tiene hilos de unión en pares. Notablemente, el valor de contracción inferior de las telas muestra indica que su construcción proporciona estabilidad mejorada. Esta estabilidad mejorada debe esperarse que de la estructura TSS de la presente tela. Tabla 1 - La tela de acuerdo con la presente invención preferentemente comprende solo hilos de monofilamento. Sin embargo, el tercer hilo CD puede ser de un material diferente y/o un diámetro diferente que algunos de los otros hilos CD. Específicamente, los hilos CD pueden ser de monofilamento de poliéster y/o algunos pueden ser hilos de poliéster y poliamida. Los hilos CD y MD pueden tener una forma en sección transversal circular con uno o más diámetros diferentes. Además, aparte de la forma en sección transversal circular, uno o más de los hilos pueden tener otras formas en sección transversal tales como forma en sección transversal rectangular o una forma en sección transversal no redonda. Las modificaciones a lo anterior serían obvias para aquellos de experiencia ordinaria en la materia, pero no llevaría a la invención así modificada mas allá del alcance de la presente invención. Las siguientes reivindicaciones deben considerarse para cubrir tales situaciones.

- REIVINDICACIONES 1. Una tela para fabricación de papel que comprende : una primera capa y una segunda capa de los hilos en dirección de la máquina (MD) ; un primer sistema de hilos en dirección transversal de la máquina (CD) que comprende un primer hilo CD y un segundo hilo CD; formando dicho primer hilo CD y dicho segundo hilo CD un par de unión de hilos; en donde dicho par de unión se entreteje con la primera y segunda capas de hilos MD en tal forma que el primer hilo CD y el segundo hilo CD se combinan para tejer cada hilo MD en la primera capa y cruzar entre la primera capa y la segunda capa; un segundo sistema de hilos CD que comprende un tercer hilo CD, un cuarto hilo CD y un quinto hilo CD; alternando dicho primer sistema y dicho segundo sistema en tejido con los hilos MD; en donde dicho cuarto hilo CD teje cada hilo MD en la primera capa y dicho quinto hilo CD se teje con al menos un hilo MD en la segunda capa; en donde dicho tercer hilo CD se coloca entre el cuarto y quinto hilos CD; y en donde el tercero, cuarto y quinto hilos CD se sobreponen verticalmente, perpendiculares a la primera y

Claims (15)

1. - - segunda capas.
2. 2. La tela de fabricación de papel de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la tela es una tela de formación de triple capa.
3. 3. La tela de fabricación de papel de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la primera capa es una capa de formación de la tela y la segunda capa es una capa del lado de uso de la tela.
4. 4. La tela de fabricación de papel de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la tela tiene una proporción de trama de 2:1.
5. 5. La tela de fabricación de papel de acuerdo con la reivindicación 1, en donde al menos algunos de los hilos MD y los hilos CD son hilos de monofilamento.
6. 6. La tela de fabricación de papel de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el par de unión se teje en una configuración de pico inversa.
7. 7. La tela de fabricación de papel de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el par de unión se teje en una configuración de pico recta.
8. 8. La tela de fabricación de papel de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el par de unión se teje en una secuencia de unión de soporte de hoja (SSB) .
9. 9. La tela de fabricación de papel de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el segundo sistema de hilos CD - forman una estructura de triple trama sobrepuesta (TSS) .
10. 10. La tela de fabricación de papel de acuerdo con la reivindicación 1, en donde al menos algunos de los quintos hilos CD forman grandes huecos sobre la superficie externa de la segunda capa.
11. 11. La tela de fabricación de papel de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el tercer hilo CD es de un material diferente al del cuarto y quinto hilos CD.
12. 12. La tela de fabricación de papel de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el tercer hilo CD es de un diámetro diferente al del cuarto y quinto hilos CD.
13. 13. La tela de fabricación de papel de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el tercer hilo CD se coloca entre la primera y segunda capas.
14. 14. La tela de fabricación de papel de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el tercer hilo CD se une con al menos uno de los hilos MD en la segunda capa.
15. 15. La tela de fabricación de papel de acuerdo con la reivindicación 1, en donde los hilos MD y los hilos CD tienen una forma en sección transversal circular, una forma en sección transversal rectangular o una forma en sección transversal no redonda. - RESUMEN Una tela para máquina de fabricación de papel que tiene capas primera y segunda de hilos entretejidos en dirección de la máquina (MD) con sistemas alternos primero y segundo de hilos en dirección transversal a la máquina (CD) . El primer sistema se encuentra comprendido de hilos primeros y segundos CD mientras el segundo sistema se encuentra comprendido de hilos terceros, cuartos y quintos CD. Los hilos primeros y segundos CD forman un par de enlaces de hilos que se combinan para tejer cada hilo MD en la primera capa y cruzar entre la primera capa y la segunda capa. El cuarto hilo CD teje cada hilo MD en la primera capa. El quinto hilo CD se teje con al menos un hilo MD en la segunda capa. El tercer hilo CD se coloca entre los hilos cuarto y quinto CD. Los hilos tercero, cuarto y quinto CD se sobreponen verticalmente.