ES2627204T3 - Proceso de crespado sobre un fieltro con ciclo de producción prolongado y secado mejorado - Google Patents
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Abstract
Un método de fabricar una hoja celulósica absorbente (44) crespada sobre un fieltro, que comprende (a) desgotar compactamente una suspensión de pasta papelera para formar una hoja continua celulósica y aplicar simultáneamente la hoja continua a un cilindro de apoyo rotativo calentado (60); (b) crespar sobre un fieltro la hoja continua procedente de la superficie (64) del cilindro de apoyo calentado, a una consistencia de aproximadamente 30% a aproximadamente 60%, utilizando un fieltro estructurado de crespado (18), produciéndose la etapa de crespado bajo presión en una línea de tangencia de crespado (76) definida entre la superficie (64) del cilindro de apoyo y el fieltro de crespado (18), en el que el fieltro se desplaza a una segunda velocidad más lenta que la velocidad de la superficie (64) del citado cilindro de apoyo, seleccionándose la estructura del fieltro, parámetros de la línea de tangencia, velocidad delta y consistencia de la hoja continua de modo que la hoja continua se crespa desde la superficie (64) del cilindro de apoyo y se transfiere al fieltro de crespado (18); (c) proporcionar una composición de revestimiento de adhesivo resinoso a una superficie (86) de un cilindro secador calentado (80) de un secador Yankee (20) de modo que se forma un revestimiento de adhesivo resinoso, teniendo también el secador Yankee (20) una campana (88) del secador con un límite operatuvo característico de la temperatura; (d) transferir la hoja continua desde el fieltro de crespado (18) a la superficie (86) del cilindro secador calentado (80) del secador Yankee (20) de modo que la hoja continua se adhiere al cilindro secador (80) por el revestimiento de adhesivo resinoso; (e) secar la hoja continua sobre la superficie del cilindro secador (80); (f) separar de la superficie (86) del cilindro secador la hoja continua seca; caracterizado por (g) separar periódicamente de la superficie (86) del cilindro secador por lo menos una porción del revestimiento de adhesivo resinoso cuando se alcanza el límite operativo característico de la temperatura de la campana de secado (88) del secador Yankee (20); en el que se seleccionan la composición de la suspensión de pasta y del revestimiento de adhesivo resinoso y se controla el calentamiento del cilindro de apoyo (60) y del cilindro secador (80) de modo que un intervalo de producción entre separaciones sucesivas de revestimiento de adhesivo del cilindro secador (80) tenga una duración de por lo menos 4 horas y durante cuyo intervalo de producción se satisface una velocidad objetivo predeterminada de producción de hoja seca.
Description
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Crespado sobre un fieltro (%) = (Relación de crespado sobre un fieltro ‒ 1) x 100%
Una hoja continua crespada desde un cilindro de transferencia con una velocidad de la superficie de 228,6 m/min (750 ft/min) a un fieltro con una velocidad de 152,4 m/min (500 ft/min) tiene una relación de crespado de 1,5 y un crespado sobre el fieltro de 50%. Para el crespado en mandril, la relación de crespado en mandril se calcula como la velocidad del cilindro secador Yankee dividido por la velocidad del mandril. Para expresar el crespado en mandril como porcentaje, se resta 1 de la relación de crespado en la bobinadora y se multiplica el resultado por 100%.
La relación de crespado total se calcula como la relación de la velocidad de la tela de formación a la velocidad del mandril y el porcentaje de crespado total es:
Crespado total (%) = (Relación de crespado total ‒ 1 ) x 100%
Un proceso con una velocidad de la tela de formación de 609,6 m/min (2000 ft/min) y una velocidad del mandril de 304,8 m/min (1000 ft/min) tiene una relación de crespado total de 2 y un crespado total de 100%.
Se considera un producto “despegado” del cilindro secador Yankee cuando se ha separado sin crespado sustancial en la bobina, bajo tensión. Típicamente, un producto despegado tiene menos de 1% de crespado en la bobina.
“Intervalo de producción” se refiere a un período de funcionamiento que es estable o casi estable durante el que se está produciendo hoja absorbente para consumo entre operaciones sucesivas de limpieza o separación, por ejemplo, cuando el material se recicla típicamente al proceso. Preferiblemente, la producción de papel se mantiene a una velocidad constante ± 20% de la velocidad objetivo durante el intervalo de producción.
PLI o pli significa fuerza (libras) por pulgada lineal.
La dureza Pusey y Jones (P&J) (indentación) se mide de acuerdo con ASTM D 531 y se refiere al número de indentación (muestra y condiciones estándar).
Velocidad delta significa una diferencia en velocidad lineal.
La composición de revestimiento de adhesivo resinoso usada para fijar la hoja continua al cilindro secador Yankee es preferiblemente una composición higroscópica, rehumectable y sustancialmente no reticulante. Típicamente, la composición de revestimiento de adhesivo resinoso incluye una o más resinas adhesivas, un modificador y uno o más aditivos. Ejemplos de composiciones de adhesivos son las que incluyen poli(alcohol vinílico) y resinas de poliamidoamina-epiclorhidrina (resinas PAE) de la clase general descrita en la patente de los Estados Unidos número 4.528.316 concedida a Soerens et al. Véanse también las patentes de los Estados Unidos números
5.660.687 y 5.833.806, concedidas ambas a Allen et al.
Las resinas adhesivas de poliamidas para uso en la presente invención pueden incluir resinas de poliamidaepihalohidrina, como las resinas PAE del mismo tipo general empleadas como resinas de resistencia en húmedo. Se describen resinas PAE, por ejemplo, en “Wet-Strenght Resins and Their Applications” de H. Epsy, capítulo 2, titulado Alkaline-Curing Polymeric Amine-Epicholorohydrin Resins. Resinas PAE convenientes para uso de acuerdo con la presente invención incluyen un producto polimérico soluble en agua de la reacción de una epihalohidrina, preferiblemente epiclorhidrina, y una poliamida soluble en agua que tiene grupos aminos secundarios derivados de una polialquilen-poliamina y un ácido carboxílico dibásico alifático saturado que contiene aproximadamente 3 a aproximadamente 10 átomos de carbono. Una resina PAE conveniente puede ser una basada en dietilentriamina (DETA), ácido glutárico y/o adípico y epiclorhidrina.
Las composiciones de resinas PAE para uso de acuerdo con la presente invención se pueden obtener de Process Applications Ltd., Washington Crossing, PA, y de Hercules Corporation, Wilmington, Delaware. Una composición de resina adhesiva PAE de crespado particularmente conveniente y que es útil en relación con la presente invención es Ultracrepe® HP. Las composiciones de resinas PAE comerciales pueden incluir otros componentes, como agentes de entrecruzamiento, aditivos, subproductos, etc.
El adhesivo de crespado también incluye preferiblemente un polímero semicristalino que forma una película. Los polímeros semicristalinos que forman una película para uso en la presente invención se pueden seleccionar, por ejemplo, de hemicelulosa y carboximetilcelulosa y. lo más preferiblemente, incluyen poli(alcohol vinílico) (PVOH). Los poli(alcoholes vinílicos) usados en el adhesivo de crespado pueden tener un peso molecular medio de aproximadamente 13000 a aproximadamente 124000 Da.
Las resinas de poli(alcohol vinílico) (PVOH) pueden ser resinas basadas en homopolímeros de acetato de vinilo o en copolímeros de acetato de vinilo con cualquier comonómero conveniente y/o mezclas de estos. Las resinas de PVOH empleadas en la presente invención se basan predominantemente (más de 75% en moles) en monómero de acetato de vinilo que se polimeriza e hidroliza posteriormente a poli(alcohol vinílico). En general, las resinas son resinas de 99% en moles o más de acetato de vinilo. Si se usan, los comonómeros pueden estar presentes en cantidades de aproximadamente 0,1 a 25% en moles con acetato de vinilo e incluyen comonómeros acrílicos, como AMPS o sales de estos. Otros comonómeros convenientes incluyen comonómeros de glicol, comonómeros de
versate, comonómeros de ácido maleico o láctico, comonómeros de ácido itacónico, etc. Igualmente pueden ser útiles versatato de vinilo que incluye grupos alquilo (veova). Véase Finch et al., Ed. Polyvinil Alcohol Developments (Wiley, 1992), páginas 84 y siguientes Los comonómeros pueden estar injertados o copolimerizados con acetato de vinilo como parte de la estructura principal. Igualmente, si se desea, se pueden mezclar homopolímeros con
5 copolímeros.
En general, un poli(acetato de vinilo) en una solución alcohólica se puede convertir en poli(alcohol vinílico), es decir, los grupos –OCOCH3 se reemplazan por grupos –OH mediante “hidrólisis”, denominada también “alcoholisis”. El grado de hidrólisis se refiere al porcentaje de moles del monómero de acetato de vinilo en la resina que ha sido hidrolizado. Los métodos de producir polímeros y copolímeros de poli(acetato de vinilo)-poli(alcohol vinílico) son bien
10 conocidos por los expertos en la materia. Las patentes de los Estados Unidos números 1.971.951 y 2.109.883, así como diversas referencias de la bibliogrfía, describen estos tipos de polímeros y su preparación. Entre las referencias de la bibliogrsfía se pueden citar “Vinyl Polymerization”, volumen 1, parte 1, de Ham, publicado por Marcel Dekker Inc. (1967) t “Preparative Methods of Polymer Chemistry”, de Sorenson y Campbell, publicado por Interscience Publishers Inc., Nueva York (1961).
15 Poli(alcoholes vinílicos) para uso de acuerdo con la presente invención incluyen los obtenibles de Monsanto Chemical Co. y Celanese Chemical. Poli(alcoholes vinílicos) apropiados de Monsanto Chemical Co. incluyen Gelvatoles como, pero sin carácter limitativo, Gelvatol 1-90, Gelvatol 3-60, Gelvatol 20-30, Gelvatol 1-30, Gelvatol 20-90 y Gelvatol 20-60-Con respecto a los Gelvatoles, el primer número indica el porcentaje de poli(acetato de vinilo) residual y el siguiente número multiplicado por 1000 da el número correspondiente al peso molecular medio.
20 En general, las resinas de poli(alcohol vinílico) o resinas PVOH consisten principalmente en unidades repetitivas de poli(acetato de vinilo) hidrolizado (más de 50% en moles) pero pueden incluir monómeros distintos de poli(acetato de vinilo) en cantidades de hasta aproximadamente 10% en moles más o menos en resinas comerciales típicas.
A continuación se relacionan productos de poli(alcohol vinílico) de Celanese Chemical para uso en adhesivo de crespado (denominados anteriormente productos Airvol de Air Products hasta octubre de 2000):
25 Tabla 1
Poli(alcohol vinílico) para adhesivo de crespado
- Tipo
- Hidrólisis (%) Viscosidad1 (cp) pH Volátiles (máximo) (%) Cenizas (máximo)3 (%)
- Superhidrolizado
- Celvol® 125 Celvol® 165
- 99,3+ 99,3+ 28-32 62-72 5,5-7,5 5,5-7,5 5 5 1,2 1,2
- Hidrolizado totalmente
- Celvol® 103 Celvol® 305 Celvol® 107 Celvol® 310 Celvol® 325 Celvol® 350
- 98,0-98,8 98,0-98,8 98,0-98,8 98,0-98,8 98,0-98,8 98,0-98,8 3,5-4,5 4,5-5,5 5,5-6,6 9,0-11,0 28,0-32,0 62-72 5,0-7,0 5,0-7,0 5,0-7,0 5,0-7,0 5,0-7,0 5,0-7,0 5 5 5 5 5 5 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2
- Hidrolizado intermedio
- Celvol® 418 Celvol® 425
- 91,0-93,0 95,5-96,5 14,5-19,5 27-31 4,5-7,0 4,5-6,5 5 5 0,9 0,9
- Hidrolizado parcialmente
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- Celvol® 502 Celvol® 203 Celvol® 205 Celvol® 513 Celvol® 523 Celvol® 540
- 87,0-89,0 87,0-89,0 87,0-89,0 86,0-89,0 87,0-89,0 87,0-89,0 3,0-3,7 3,5-4,5 5,2-6,2 13-15 23-27 45-55 4,5-6,5 4,5-6,5 4,5-6,5 4,5-6,5 4,0-6,0 4,0-6,0 5 5 5 5 5 5 0,9 0,9 0,7 0,7 0,5 0,5
(1) Solución acuosa al 4%; 20°C
Los modificadores de crespado que se pueden usar incluyen complejos de amonio cuaternario, polietilenglicoles, etc Los modificadores incluyen los obtenibles de Goldschmidt Corporatio, Essen (Alemania), o de Process Applications Ltd., Washington Crossing, PA. Los modificadores de crespado de Goldschmidt incluyen, pero sin carácter limitativo, Varisoft® 222LM, Varisoft® 222, Varisoft® 110, Varisoft® 222LT, Varisoft® 110DEG y Varisoft® 238. Un modificador particularmente adecuado es Ultra FDA GB, disponible de Process Applications Ltd.
Las composiciones preferidas de revestimiento de adhesivo resinoso usadas en relación con la presente invención incluyen una resina de poli(alcohol vinílico), una resina PAE y un modificador. Una resina PAE conveniente puede ser una basada en ácido glutárico y DETA que tiene un peso molecular medio ponderal (GPC) de 150.000 o más, mientras que el modificador de crespado puede incluir sales de imidazolinio y polietilenglicoles como componentes mayoritarios. La composición de resina de adhesivo resinoso puede incluir convenientemente menos de 75% en peso de una resina de poli(alcohol vinílico), convenientemente entre aproximadamente 40% y 80% en peso de la composición de revestimiento de adhesivo resinoso. En algunas realizaciones preferidas, la composición de revestimiento de adhesivo resinoso incluye menos de 60% en peso de resina de poli(alcohol vinílico) y, en algunas realizaciones, menos de 50% en peso de resina de poli(alcohol vinílico). Se puede usar poli(alcohol vinílico) parcialmente hidrolizado, de viscosidad relativamente alta.
La composición de revestimiento de adhesivo resinoso también incluye convenientemente una porción mayoritaria de poli(alcohol vinílico) y aproximadamente 5% a aproximadamente 35% en peso de una composición de poliamidoamina, como las composiciones disponibles comercialmente antes mencionadas. Así, las composiciones convenientes de adhesivo resinoso incluyen por lo menos 10-30% en peso de una composición de poliamidoamina, como Ultracrepe® HT, así como aproximadamente 2,5 a aproximadamente 20% o a aproximadamente 30% en peso de un modificador, como Ultra FDA GB, siendo el resto el poli(alohol vinílico) Celvaol® 523.
En relación con la presente invención, se fabrica un papel absorbente dispersando fibras papeleras para formar una suspensión acuosa (suspensión) y depositando esta suspensión acuosa sobre la malla de formación de una máquina de fabricación de papel. Se puede usar cualquier esquema conveniente de formación. Por ejemplo, una relación extensa, pero no limitativa, de formadores incluyen, además de formadores del tipo de máquina Fourdrinier, un formador creciente, un formador de dos telas de arrollamiento C, un formador de dos telas de arrollamiento S, o un formador con rodillo de cabecera aspirante. La tela de formación puede ser cualquier tela perforada, incluidas telas de una sola capa, telas de dos capas, telas de tres capas, telas fotopoliméricas, etc. Una relación no exhaustiva de documentos de la técnica anterior relativos a telas de formación incluye las patentes de los Estados Unidos números 4.157.276, 4.605.585, 4.161.195, 3.545.705, 3.549.742, 3.858.623, 4.041.989, 4.071.050, 4.112.982, 4.149.571, 4.182.381, 4.184.519, 4.314.589, 4.359.069, 4.376.455, 4.379.735, 4.453.573, 4.564.052, 4.592.395, 4.611.639, 4.640.741, 4.709.732, 4.759.391, 4.759.976, 4.942.077, 4.967.085, 4.998.568, 5.016.678, 5.054.525, 5.066.532, 5.098.519, 5.103.874, 5.114.777, 5.167.261, 5.199.261, 5.199.467, 5.211.815, 5.219.004, 5.245.025, 5.277.761, 5.328.565 y 5.379.808. Una tela de formación particularmente útil en la presente invención es la tela de formación Voith 2164, fabricada por Voith Fabrics Corporation, Shreveport, LA.
La suspensión de pasta puede contener aditivos químicos para alterar propiedades físicas del papel producido. Estos aditivos químicos son bien conocidos por los expertos en la materia y se pueden usar en forma de cualquier combinación conocida. Estos aditivos pueden ser modificadores de la superficie, suavizantes, desligantes, adyuvantes de resistencia, látices, agentes de opacidad, blanqueantes ópticos, colorantes, pigmentos, agentes de encolado, productos químicos de barrera, adyuvantes de retención, agentes de insolubilización, agentes de entrecruzamiento orgánicos o inorgánicos o combinaciones de estos aditivos, comprendiendo opcionalmente estos aditivos químicos polioles, ésteres de PPG, ésteres de PEG, fosfolípidos, tensioactivos, poliaminas, HMCP (polímeros catiónicos modificados hidrófobamente), HMAP (polímeros aniónicos modificados hidrófobamente), etc.
Se puede mezclar la pasta con agentes de ajuste de la resistencia, como agentes de resistencia en húmedo, agentes de resistencia en seco, desligantes/suavizantes, etc. Los agentes convenientes de resistencia en húmedo son bien conocidos por los expertos en la materia. Una relación extensa, pero no limitativa, de adyuvantes de resistencia útiles incluye resinas de urea-formaldehído, resinas de melanina-formaldehído, resinas de poliacrilamidas glioxiladas, resinas de poliamido-epiclorhidrina, etc. Se producen poliacrilamidas termoestables por reacción de acrilamida con cloruro de dialildimetilamonio (DADMAC) para producir un copolímero catiónico de poliacrilamida, que
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se hace reaccionar finalmente con glioxal para producir poliacrilamida, una resina catiónica de entrecruzamiento de resistencia en húmedo, Estos materiales se describen en general en las patentes de los Estados Unidos números
- 3.556.932
- concedida a Coscia et al. y 3.556.933 concedida a Williams et al. Hay disponibles comercialmente resinas de este tipo bajo el nombre comercial de Parez 631NC, de Bayer Corporation. Se pueden usar diferentes relaciones molares de acrilamida/DADMAC/glioxal para producir resinas de entrecruzamiento, que son útiles como agentes de resistencia en húmedo. Además, el glioxal puede ser sustituido por otros dialdehídos para producir resinas termoestables de resistencia en húmedo. De utilidad particular como resinas de resistencia en húmedo son las resinas de poliamida-epiclorhidrina, de las que son ejemplos Kymene 557LX y Kymene 557H, comercializadas por Hercules Incorporated, Wilmington, Delawaew, y Amres®, de Georgia-Pacific Resins Inc. Se describen estas resinas y procesos para fabricarlas en las patentes de los Estados Unidos números 3.700.623 y 3.772.076. Se da una descripción extensa de resinas de aminas poliméricas-epihalohidrina en Wet Strenght Resins and Their Application, capítulo 2, Alkaline-Curing Polymeric Amine-Epicholorohydrin, de Espy (L. Chan editor, 1994). Se describe una relación razonablemente comprensiva de resinas de resistencia en húmedo en Westfelt, Cellulose Chemistry and Technology, volumen 13, página 813, 1979.
Igualmente también se pueden incluir agentes convenientes de resistencia temporal en húmedo, particularmente en aplicaciones en las que se han de evitar toallas desechables con resinas de resistencia permanente en húmedo. Una lista comprensiva, pero no exhaustiva, de agentes útiles de resistencia temporal en húmedo incluyen aldehídos alifáticos y aromáticos, incluidos glioxal, dialdehído malónico, dialdehído succínico, glutaraldehído y almidones dialdehídicos, así como almidones sustituidos o reaccionados, disacáridos, polisacáridos, quitosano u otros productos poliméricos de la reacción de monómeros o polímeros que tienen grupos aldehído y, opcionalmente, grupos nitrogenados. Polímeros representativos nitrogenados que pueden reaccionar convenientemente con los monómeros o polímeros que contienen aldehídos, incluyen vinilamidas, acrilamidas y polímeros nitrogenados relacionados. Estos polímeros imparten una carga positiva al producto de la reacción que contiene aldehídos. Además, se pueden usar otros agentes disponibles comercialmente de resistencia temporal en húmedo, como Parez 745, fabricado por Bayer, junto con los descritos, por ejemplo, en la patente de los Estados Unidos número
- 4.605.702.
La resina de resistencia temporal en húmedo puede ser uno cualquiera de una diversidad de polímeros orgánicos solubles en agua que contienen unidades aldehídicas y unidades catiónicas, usados para incrementar la resistencia en seco y en húmedo del papel. Se describen estas resinas en las patentes de los Estados Unidos números 4.675.394, 5.240.562, 5.138.002, 5.085.736, 4.981.557, 5.008.344, 4.603.176, 4.983.748, 4.866.151, 4.804.769 y
- 5.217.576.
- Se pueden usar almidones modificados comercializados bajo los nombres comerciales CO-BOND® 1000 y CO-BON® 1000 Plus por National Starch and Chemical Company, Bridgewater, N.J. Antes de usarlo, se puede preparar el polímero aldehídico catiónico soluble en agua precalentando una suspensión acuosa de aproximadamente 5% de sólidos mantenida a una temperatura de aproximadamente 115,6°C (240ºF) y a un pH de aproximadamente 2,7 durante aproximadamente 3,5 minutos. Finalmente, la suspensión se puede enfriar y diluir añadiendo agua para producir una mezcla de aproximadamente 1,0% de sólidos a menos de aproximadamente 54,4°C (130ºF).
Otros agentes de resistencia temporal en húmedo, disponibles también de National Starch and Chemical Company, se comercializan bajo los nombres comerciales CO-BOND® 1600 y CO-BOND® 2300. Estos almidones se suministran en forma de dispersiones acuosas coloidales y no requieren precalentamiento antes de usarlas.
Se pueden usar agentes de resistencia temporal en húmedo, como poliacrilamida glioxilada. Se producen agentes de resistencia temporal en húmedo tales como resinas de poliacrilamidas glioxiladas por reacción de acrilamida con cloruro de dialildimetilamonio. (DADMAC) para producir un copolímero catiónico de poliacrilamida, que finalmente reacciona con glioxal para producir poliacrilamida glioxilada, una resina catiónica de entrecruzamiento, de resistencia temporal o semipermanente en húmedo. Se describen en general estos materiales en las patentes de los Estados Unidos números 3.556.932 concedida a Coscia et al. y 3.556.933 concedida a Williams et al. Hay disponibles comercialmente resinas de este tipo bajo los nombres comerciales de PAREZ 631NC, de Bayer Industries. Se pueden usar diferentes relaciones molares de acrilamida/DADMAC/glioxal para producir resinas de entrecruzamiento, que son útiles como agentes de resistencia en húmedo. Además, se puede sustituir el glioxal por otros dialdehídos para producir características de resistencia en húmedo.
Agentes convenientes de resistencia en húmedo incluyen almidón, goma guar, poliacrilamidas, carboximetilcelulosa, etc. De particular utilidad es carboximetilcelulosa, de la que un ejemplo lo comercializa Hercules Incorporated, Wilmington, Delaware, bajo el nombre comercial de Hercules CMC. De acuerdo con una realización, la pasta puede contener aproximadamente 0 a aproximadamente 7,5 kg de agente de resistencia en seco por tonelada de pasta (0 a aproximadamente 15 lb/ton). De acuerdo con otra realización, la pasta puede contener aproximadamente 0,5 a aproximadamente 2,5 kg de agente de resistencia en seco por tonelada de pasta (1 a aproximadamente 5 lb/ton).
Igualmente los desligantes convenientes son bien conocidos por los expertos en la materia. Los desligantes o suavizantes se pueden incorporar a la pasta o rociar sobre la hoja continua de papel después de su formación. También se puede usar la presente invención con materiales de reblandecimiento incluidos, pero sin carácter limitativo, la clase de sales de amidoaminas derivadas de aminas neutralizadas parcialmente por un ácido. Se describen dichos materiales en la patente de los Estados Unidos número 4.720.383. Evans, Chemistry and Industry,
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largo de la dirección longitudinal (MD) de la hoja continua. Las regiones densificadas alargadas se caracterizan además por una relación de orientación MD/CD de por lo menos 1,5. Típicamente, las relaciones de orientación MD/CD de las regiones densificadas son mayores que 2 o mayores que 3, generalmente entre aproximadamente 2 y
10. En la mayoría de los casos las regiones enriquecidas en fibras tienen una orientación sesgada a lo largo de la dirección transversal de la hoja continua y las regiones densificadas de gramaje relativamente bajo se extienden en la dirección longitudinal y también tienen una orientación sesgada de las fibras a lo largo de la dirección transversal de la hoja continua. Este producto se describe también en la solicitud de patente de los Estados Unidos pendiente de tramitación número de serie 60/808.863 titulada “Fabric Creped Absorbent Sheet with Variable Local Basis Weight”, presentada el 26 de mayo de 2006 (expediente número 20179; GP-06-11).
El fieltro de crespado puede ser de la clase descrita en la patente de los Estados Unidos número 5.607.551 concedida a Farrington et al., columnas 7-8, así como los fieltros descritos en las patentes de los Estados Unidos números 4.239.065 concedida a Trochen y 3.974.025 concedida a Ayers. Dichos fieltros pueden tener de aproximadamente 50,1 a aproximadamente 152,4 mallas por centímetro (20 a aproximadamente 60 mallas por pulgada) y se forman a partir de fibras poliméricas monofilamentos que tienen diámetros que varían típicamente de aproximadamente 0,020 a aproximadamente 0,064 cm (0,008 a aproximadamente 0,025 pulgadas). Los monofilamentos de la trama y de la urdimbre pueden tener, pero no necesariamente, el mismo diámetro.
En algunos casos los filamentos están tejidos y configurados complementariamente de forma sinuosa en por lo menos la dirección Z (el espesor del fieltro) para proporcionar un primer grupo o conjunto de cruzamientos coplanares en el plano de la superficie superior de ambos conjuntos de filamentos; y un segundo grupo o conjunto predeterminado de cruzamientos debajo de la superficie superior Los conjuntos están entremezclados de modo que porciones de los entrecruzamientos del plano de la superficie superior definen un conjunto de cavidades similares a cestos de mimbre en la superficie superior del fieltro, cavidades que están dispuestas al tresbolillo en la dirección longitudinal (MD) y en la dirección transversal (CD) y, por lo que cada cavidad abarca por lo menos un entrecruzamiento por debajo de la superficie superior. Las cavidades están encerradas discreta y perimétricamente en la vista en planta por un alineamiento similar a postes que comprenden porciones de una pluralidad de los entrecruzamientos del plano de la superficie superior. El bucle del fieltro puede comprender monofilamentos termoestables de material termoplástico; las superficies superiores de los entrecruzamientos coplanares del plano de la superficie superior pueden ser superficies planas monoplanares. Realizaciones específicas de la invención incluyen ligamentos rasos así como ligamentos híbridos de tres o más caladas, y recuentos de malla de aproximadamente 4 x 4 a aproximadamente 47 x 47 por centímetro (10 x 10 a aproximadamente 120 x 120 filamentos por pulgada). Aunque el intervalo preferido de recuentos de malla es de aproximadamente 9 x 8 a aproximadamente 22 x 19 por centímetro (18 x 16 a aproximadamente 55 x 48 filamentos por pulgada).
En lugar de un fieltro de impresión, si se desea, como fieltro de crespado se puede usar un fieltro secador. Se describen fieltros convenientes en las patentes de los Estados Unidos números 5.449.026 (de estilo tejido) y
5.690.149 (de estilo de hilos superpuestos en la dirección longitudinal) concedidas a Lee, así como en la patente de los Estados Unidos número 4.490.925 concedida a Smith (de estilo en espiral).
Si se usa una máquina Fourdrinier o un formador de otro tipo, la hoja continua naciente puede ser acondicionada con cajas aspirantes y una corriente de vapor de agua hasta que alcance un contenido de sólidos conveniente para transferirla a un fieltro desgotador. La hoja continua naciente también puede ser transferida al fieltro con ayuda de vacío. En un formador creciente, no se necesita ayuda de vacío porque la hoja continua naciente se forma entre la tela de formación y el fieltro.
La figura 6 es un diagrama esquemático de una máquina de fabricación de papel 10 que tiene una sección de formación 12 convencional de dos telas, un recorrido del fieltro 14, una sección de prensas de zapata 16, un fieltro de crespado 18 y un secador Yankee 20, conveniente para realizar la presente invención. La sección de formación 12 incluye un par de telas de formación 22, 24 soportadas por una pluralidad de rodillos 26, 28, 30, 32, 34, 36 y un rodillo de formación 38. Una caja de entrada 40 proporciona una suspensión acuosa de pasta que sale de aquélla en forma de chorro en la dirección longitudinal a la línea de tangencia 42 entre el rodillo de formación 38 y el rodillo 26 y las telas. La suspensión acuosa de pasta forma una hoja continua naciente 44 que desgota sobre las telas con ayuda de vacío, por ejemplo, mediante la caja aspirante 46.
La hoja continua naciente avanza hacia el fieltro 48 que está soportado por una pluralidad de rodillos 50, 52, 54, 55 y el fieltro contacta con un rodillo de prensa de zapata 56 que tiene una zapata 62. Cuando la hoja continua es transferida al fieltro tiene una consistencia baja. La transferencia puede ser ayudada por aspiración; por ejemplo, el rodillo 50 puede ser un rodillo aspirante, si así se desea, o una zapata de recogida o vacío, como es bien conocido en la técnica. Cuando la hoja continua alcanza el rodillo de la prensa de zapata puede tener una consistencia de 1025%, preferiblemente de 20 a 25% más o menos cuando entra en la línea de tangencia 58 entre el rodillo de la prensa de zapata 56 y el rodillo de transferencia 60. El rodillo de transferencia o apoyo 60 es calentado con vapor de agua. Se ha encontrado que incrementando la presión del vapor de agua aportado al rodillo 60 ayuda a alargar el tiempo entre la separación deseada del exceso de adhesivo en el cilindro del secador Yankee 20. La presión conveniente del vapor de agua puede ser aproximadamente 6,55 bares (95 psig) más o menos, teniendo en cuenta que el rodillo 60 es un rodillo bombeado y el rodillo 70 tiene un bombeado negativo para acoplarse de modo que la
y se redistribuye sobre el fieltro de crespado para formar una hoja continua con un retículo opcionalmente extensible que tiene una pluralidad de regiones interconectadas de diferentes gramajes locales que incluyen por lo menos (i) una pluralidad de regiones enriquecidas en fibras de gramaje local alto, interconectadas por medio de (ii) una pluralidad de regiones densificadas opcionalmente alargadas de fibras papeleras comprimidas, teniendo las regiones
5 densificadas un gramaje local relativamente bajo y estando preferiblemente orientadas generalmente a lo largo de la dirección longitudinal (MD) de la hoja continua. En una realización preferida, las regiones densificadas alargadas se caracterizan además por una relación de aspecto MD/CD de por lo menos 1,5.
En la siguiente tabla 2 se resumen diversas características y parámetros operativos de la presente invención.
Tabla 2
10 Características operativas
- Característica operativa
- Intervalo(s) típico(s) Intervalo(s) preferido(s)
- Composición de adhesivo añadido al cilindro del secador Yankee (mg/m2)
- 5-25; 5-50; <20 <15; <10, 5-15
- Intervalo de producción entre separaciones sucesivas de revestimiento del cilindro secador Yankee (horas)
- 5-15 >8
- Temperatura media del chorro de aire de entrada a la campana del secador Yankee (°C (ºF))
- <454,4 (<850) 315,6-426,7 (600-800) opcionalmente hasta 454,4 (850)
- Límite de la temperatura de duración de la composición de revestimiento (°C (ºF))
- 115,6-148,9 (240-300) 148,9 (300)
- Sequedad final de la hoja continua (%)
- 90-99 >95; >92,5
- Crespado sobre el fieltro (%)
- 2-50 2-20
- Crespado en el mandril (%)
- 0-25 2-15; 2,5-20
- Presión de la prensa de zapata al rodillo de apoyo (kg/cm (PLI))
- 89,3-144 (500-800) >107,1 (>600) 120,5-139,5 (675-775) >116,1 (>650)
- Presión del vapor de agua saturado aportado al rodillo de apoyo (bares (psig))
- 3,44-10,34 (50-150); >4,14 (>60); 5,51-10,34 (80-150) >5,17 (>75); >6,21 (>90); 6,21-7,59 (90-110)
- Presión del vapor de agua saturado aportado al cilindro secador Yankee (bares (psig))
- 5,17-10,34 (75-150) 6,21-8,62 (90-125)
Yankee e incrementando el secado antes de la transferencia de la hoja continua al cilindro secador Yankee se obtienen resultados notablemente mejores.
Aunque se ha descrito la invención en detalle, serán evidentes a los expertos en la materia diversas mosificaciones. En vista de la discusión anterior, conocimientos relevantes en la técnica y referencias, incluidas las solicitudes pendientes de tramitación antes mencionadas en relación con los Antecedentes y Descripción detallada, se considera innecesaria más descripción adicional.
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