ES2959239T3

ES2959239T3 - Rodillo de moldeo para fabricación de productos de papel

Info

Publication number: ES2959239T3
Application number: ES17750573T
Authority: ES
Inventors: David A Beck
Original assignee: GPCP IP Holdings LLC
Current assignee: GPCP IP Holdings LLC
Priority date: 2016-02-08
Filing date: 2017-01-31
Publication date: 2024-02-22
Anticipated expiration: 2037-01-31
Also published as: EP3414394A4; RU2725390C2; WO2017139125A1; CA3013045C; EP4249675A2; JP6930987B2; US11802375B2; US20210087749A1; EP3414394A1; RU2018132054A3; RU2018132054A; EP4249675A3; BR112018016166B1; MX2018009608A; US20190032279A1; CN108603339A; BR112018016166A2; EP3414394B1; KR20180114110A; CN108603339B

Abstract

Un rollo para moldear una lámina fibrosa. El rollo incluye una carcasa cilíndrica y una caja de vacío. La carcasa cilíndrica está configurada para ser accionada de forma giratoria y es permeable para permitir que el aire se mueva a través de la carcasa cilíndrica. La carcasa cilíndrica tiene una superficie estampada permeable en una superficie exterior de la carcasa cilíndrica. La superficie estampada permeable tiene al menos uno de una pluralidad de rebajes y una pluralidad de proyecciones. La densidad de al menos uno de la pluralidad de rebajes y la pluralidad de proyecciones es mayor que aproximadamente cincuenta por pulgada cuadrada. La caja de vacío está situada en el interior de la carcasa cilíndrica y está configurada para aspirar aire desde la superficie exterior de la carcasa cilíndrica hasta una superficie interior de la carcasa cilíndrica. La caja de vacío es estacionaria con respecto a la rotación de la carcasa cilíndrica. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Rodillo de moldeo para fabricación de productos de papel

Campo de la invención

Mi invención se refiere a métodos y aparatos para fabricar productos de papel tales como toallitas de papel y pañuelos de papel de baño. En particular, mi invención se refiere a un rodillo de moldeo para moldear una banda de papel durante la formación del producto de papel.

Antecedentes de la invención

En términos generales, los productos de papel se forman depositando una materia prima que comprende una suspensión acuosa de fibras para fabricación de papel sobre una sección de formación para formar una banda de papel y después deshidratando la banda para formar un producto de papel. Se utilizan diversos métodos y maquinaria para formar la banda de papel y deshidratar la banda. En los procesos de fabricación de papel para fabricar productos de papel tisú y toallitas, por ejemplo, hay muchas maneras de eliminar el agua en los procesos, cada una con una variabilidad sustancial. Como resultado, los productos de papel también tienen una gran variabilidad en sus propiedades.

Uno de dichos métodos para deshidratar una banda de papel se conoce en la técnica como prensado en húmedo convencional (CWP). La Figura 1 muestra un ejemplo de una máquina 100 de fabricación de papel CWP. La máquina de fabricación de papel 100 tiene una sección de formación 110, que, en este caso, se denomina en la técnica de formación de media luna. La sección de formación 110 incluye una caja de entrada 112 que deposita una materia acuosa entre una tela de formación 114 y un fieltro de fabricación de papel 116, formando así inicialmente una banda incipiente 102. La tela de formación 114 está soportada por rodillos 122, 124, 126, 128. El fieltro de fabricación de papel 116 está soportado por un rodillo de formación 120. La banda incipiente 102 es transferida por el fieltro de fabricación de papel 116 a lo largo de un tramo de fieltro 118 que se extiende hasta un rodillo de prensado 132 donde la banda incipiente 102 se deposita sobre una sección de secador Yankee 140 en un nip (separación o punto de convergencia entre rodillos) de prensado 130. La banda incipiente 102 se prensa en húmedo en el nip de prensado 130 simultáneamente con la transferencia a la sección de secador Yankee 140. Como resultado, la consistencia de la banda 102 aumenta desde aproximadamente un veinte por ciento de sólidos justo antes del nip de prensado 130 a entre aproximadamente treinta por ciento de sólidos y aproximadamente cincuenta por ciento de sólidos justo después del nip de prensado 130. La sección de secador Yankee 140 comprende, por ejemplo, un tambor lleno de vapor 142 ("tambor Yankee") y campanas de secador de aire caliente 144, 146 para secar aún más la banda 102. La banda 102 se puede retirar del tambor Yankee 142 mediante una rasqueta 152 donde después se enrolla en un carrete (no mostrado) para formar un rollo principal 190.

Una máquina de fabricación de papel CWP, tal como la máquina de fabricación de papel 100, normalmente tiene bajos costes de secado y puede producir rápidamente el rollo principal 190 a velocidades desde aproximadamente 914,4 m (tres mil pies) por minuto hasta más de 1524 m (cinco mil pies) por minuto. La fabricación de papel utilizando CWP es un proceso maduro que proporciona una máquina de fabricación de papel con alta capacidad de funcionamiento y tiempo de actividad. Como resultado de la compactación utilizada para deshidratar la banda 102 en el nip de prensado 130, el producto de papel resultante normalmente tiene un volumen bajo con un correspondiente alto coste de fibra. Si bien esto puede dar como resultado que los productos de papel en rollo, tales como toallitas de papel o papel higiénico, tengan un alto número de láminas por rollo, los productos de papel generalmente tienen una baja absorbencia y pueden sentirse ásperos al tacto.

Como los consumidores suelen desear productos de papel que tengan un tacto suave y una alta absorbencia, se han desarrollado otras máquinas y métodos de fabricación de papel. El secado al aire (TAD) es un método que da como resultado productos de papel con un gran volumen. La Figura 2 muestra un ejemplo de una máquina 200 de fabricación de papel TAD. La sección de formación 230 de esta máquina 200 de fabricación de papel se muestra con lo que se conoce en la técnica como una sección de formación de doble cable y produce una lámina similar a la formadora de media luna 110 de la Figura 1. Como se muestra en la Figura 2, la materia prima se suministra inicialmente en la máquina de fabricación de papel 200 a través de una caja de entrada 202. La materia prima es dirigida por la caja de entrada 202 a un nip formado entre una primera tela de formación 204 y una segunda tela de formación 206, delante de rodillo de formación 208. La primera tela de formación 204 y la segunda tela de formación 206 se mueven en bucles continuos y divergen después de pasar más allá del rodillo de formación 208. Se pueden emplear elementos de vacío tales como cajas de vacío o elementos de hoja (no mostrados) en la zona divergente tanto para deshidratar la lámina como para asegurar que la lámina permanezca adherida a la segunda tela de formación 206. Después de separarse de la primera tela de formación 204, la segunda tela de formación 206 y la banda 102 pasan a través de una zona de deshidratación adicional 212 en la que las cajas de succión 214 eliminan la humedad de la banda 102 y la segunda tela de formación 206, aumentando así la consistencia de la banda 102 desde, por ejemplo, aproximadamente un diez por ciento de sólidos hasta aproximadamente un veintiocho por ciento de sólidos. También se puede utilizar aire caliente en la zona de deshidratación 212 para mejorar la deshidratación. La banda 102 después se transfiere a una tela de secado por aire (TAD) 216 en el nip de transferencia 218, donde una zapata 220 presiona la tela TAD 216 contra la segunda tela de formación 206. En algunas máquinas de fabricación de papel TAD, la zapata 220 es una zapata de vacío que aplica un vacío para ayudar en la transferencia de la banda 102 a la tela TAD 216. Además, la llamada transferencia rápida se puede utilizar para transferir la banda 102 en el nip de transferencia 218, así como para estructurarla. La transferencia rápida se produce cuando la segunda tela de formación 206 se desplaza a una velocidad que es más rápida que la tela TAD 216.

La tela TAD 216 que transporta la banda de papel 102 pasa a continuación alrededor de los secadores de aire 222, 224 donde se fuerza aire caliente a través de la banda para aumentar la consistencia de la banda de papel 102, desde aproximadamente un veintiocho por ciento de sólidos hasta aproximadamente un ochenta por ciento de sólidos. La banda 102 se transfiere entonces a la sección 140 del secador Yankee, donde la banda 102 se seca adicionalmente. Después, la lámina se retira del tambor Yankee 142 mediante la cuchilla rascadora 152 y se recoge en un carrete (no mostrado) para formar un rollo principal (no mostrado). Como resultado de la mínima compactación durante el proceso de secado, el producto de papel resultante tiene un gran volumen con el correspondiente bajo coste de fibra. Desgraciadamente, este proceso es costoso de realizar, ya que se elimina mucha agua mediante un costoso secado térmico. Además, las fibras de fabricación de papel en un producto de papel elaborado por TAD normalmente no están fuertemente unidas, lo que da como resultado un producto de papel que puede ser débil.

Se han desarrollado otros métodos para aumentar el volumen y la suavidad del producto de papel en comparación con el CWP, manteniendo al mismo tiempo la resistencia de la banda de papel y teniendo bajos costes de secado en comparación con el TAD. Estos métodos generalmente implican deshidratar compactadamente la banda húmeda y después crepar con cinta la banda para redistribuir las fibras de la banda con el fin de lograr las propiedades deseadas. Este método se denomina en el presente documento crepado con cinta y se describe, por ejemplo, en la Patente de EE.UU. N27.399.378, N1 7.442.278, N27.494.563, N27.662.257, y N27.789.995.

La Figura 3 muestra un ejemplo de una máquina de fabricación de papel 300 utilizada para el crepado con cinta. De manera similar a la máquina 100 de fabricación de papel CWP, mostrada en la Figura I, la máquina de fabricación de papel de crepado con cinta 300 utiliza una formadora de media luna, expuesto anteriormente, como sección de formación 110. Después de abandonar la sección de formación 110, el tramo de fieltro 118, que está soportado en un extremo por el rodillo 108, se extiende hasta una sección de prensado de zapata 310. Aquí, la banda 102 se transfiere desde el fieltro de fabricación de papel 116 a un rodillo de soporte 312 en un nip formado entre el rodillo de soporte 312 y un rodillo de prensado de zapata 314. Una zapata 316 es utilizada para cargar el nip y deshidratar la banda 102 al mismo tiempo que la transferencia.

A continuación, la banda 102 se transfiere a una cinta de crepado 322 en un nip de crepado 320 mediante la acción del nip de crepado 320. El nip de crepado 320 está definida entre el rodillo de soporte 312 y la cinta de crepado 322, estando presionada la cinta de crepado 322 contra el rodillo de soporte 312 mediante un rodillo de crepado 326. En la transferencia en el nip de crepado 320, las fibras celulósicas de la banda 102 se recolocan y orientan. La banda 102 puede tender a adherirse a la superficie más lisa del rodillo de soporte 312 con respecto a la cinta de crepado 322. En consecuencia, puede ser deseable aplicar aceites de liberación en el rodillo de soporte 312 para facilitar la transferencia desde el rodillo de soporte 312 a la cinta de crepado 322. Además, el rodillo de soporte 312 puede ser un rodillo calentado con vapor. Después de que la banda 102 se transfiere a la banda de crepado 322, se puede utilizar una caja de vacío 324 para aplicar vacío a la banda 102 con el fin de aumentar el calibre de la lámina tirando de la banda 102 hacia la topografía de la banda de crepado 322.

Generalmente es deseable realizar una transferencia rápida de la banda 102 desde el rodillo de soporte 312 a la cinta de crepado 322 para facilitar la transferencia a la cinta de crepado 322 y mejorar aún más el volumen y la suavidad de la lámina. Durante una transferencia rápida, la cinta de crepado 322 se desplaza a una velocidad más lenta que la banda 102 en el rodillo de soporte 312. Entre otras cosas, la transferencia rápida redistribuye la banda de papel 102 en la cinta de crepado 322 para impartir estructura a la banda de papel 102 para aumentar el volumen y mejorar la transferencia a la cinta de crepado 322. Después de esta operación de crepado, la banda 102 se deposita sobre un tambor Yankee 142 en la sección de secador Yankee 140 en un nip de prensado de baja intensidad 328. Como con la máquina de fabricación de papel CWP 100 mostrada en la Figura 1, la banda 102 se seca después en la sección 140 del secador Yankee y después se enrolla en un carrete (no mostrado). Si bien la cinta de crepado 322 imparte volumen y estructura deseables a la banda 102, la cinta de crepado 322 puede ser difícil de utilizar. A medida que la cinta de crepado 322 se mueve a lo largo de su recorrido, la cinta se dobla y flexiona, lo que produce fatiga de la cinta de crepado 322. Por lo tanto, la cinta de crepado 322 es susceptible de fallar por fatiga. Además, las cintas de crepado 322 son elementos diseñados a medida sin ningún otro análogo comercial. Están diseñadas para impartir una estructura específica a la banda de papel y pueden ser difíciles de fabricar ya que son un elemento de bajo volumen y existe poca historia comercial previa. Además, la velocidad de la máquina de fabricación de papel 300 se reduce por la relación de crepado cuando la banda 102 se transfiere rápidamente desde el rodillo de soporte 312 a la cinta de crepado 322. La velocidad de salida más lenta de la banda conduce a velocidades de producción más bajas en comparación con los sistemas de crepado sin cinta. Además, dichos tramos de la cinta de crepado requieren grandes cantidades de espacio en el suelo y, por lo tanto, aumentan el tamaño y la complejidad de la máquina 300 de fabricación de papel. Además, puede ser difícil lograr una transferencia de lámina uniforme y fiable a la cinta de crepado 322. Por consiguiente, existe el deseo de desarrollar métodos y aparatos que sean capaces de conseguir calidades de papel comparables al crepado de telas sin las dificultades de la cinta de crepado.

El documento EP1541755 A1 describe un proceso para producir bandas de papel tisú. El proceso incluye la etapa de deshidratar parcialmente una banda de papel tisú y después someter la banda a múltiples deflexiones contra las telas antes de secar la banda de papel tisú. Por ejemplo, en una disposición, la banda de papel tisú se desvía múltiples veces entre dos telas opuestas. La banda de papel tisú se puede desviar contra las telas bajo suficiente presión para hacer que la banda de papel tisú se moldee contra las telas. Al desviar la banda de papel tisú varias veces, se produce una reordenación de las fibras de fabricación de papel contenidas en la banda de papel tisú, aumentando el volumen de la banda.

Compendio de la invención

En particular, se proporciona un rodillo para moldear una lámina fibrosa cuyo rodillo tiene las características definidas en la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se definen disposiciones preferidas adicionales. Según un aspecto, mi invención se refiere a un rodillo para moldear una lámina fibrosa. El rodillo incluye una carcasa cilíndrica y una caja de vacío. La carcasa cilíndrica está configurada para ser accionada de forma giratoria en una dirección circunferencial y es permeable para permitir que el aire se mueva a través de la carcasa cilíndrica. La carcasa cilíndrica tiene una superficie interior, una superficie exterior y una superficie estampada permeable en la superficie exterior de la carcasa cilíndrica. La superficie estampada permeable tiene al menos uno de una pluralidad de rebajes y una pluralidad de salientes. La densidad de al menos uno de la pluralidad de rebajes y la pluralidad de salientes es mayor que aproximadamente cincuenta por 0,00064516 metros cuadrados (aproximadamente cincuenta por pulgada cuadrada). La caja de vacío está situada en el interior de la carcasa cilíndrica y está configurada para aspirar aire desde la superficie exterior de la carcasa cilíndrica hasta la superficie interior de la carcasa cilíndrica. La caja de vacío es estacionaria con respecto a la rotación de la carcasa cilíndrica.

Este y otros aspectos de mi invención resultarán evidentes a partir de la siguiente divulgación.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es un diagrama esquemático de una máquina convencional de fabricación de papel prensado en húmedo.

La Figura 2 es un diagrama esquemático de una máquina de fabricación de papel con secado por aire. La Figura 3 es un diagrama esquemático de una máquina de fabricación de papel utilizada con crepado con cinta.

La Figura 4 es un diagrama esquemático de la configuración de una máquina de fabricación de papel de una primera disposición.

La Figura 5 es un diagrama esquemático de la configuración de una máquina de fabricación de papel de la segunda disposición.

Las Figuras 6A y 6B son diagramas esquemáticos de una parte de la configuración de una máquina de fabricación de papel de una tercera disposición.

Las Figuras 7A y 7B son diagramas esquemáticos de una parte de la configuración de una máquina de fabricación de papel de una cuarta disposición.

La Figura 8 es un diagrama esquemático de una parte de la configuración de una máquina de fabricación de papel de una quinta disposición.

Las Figuras 9A y 9B son diagramas esquemáticos de una parte de la configuración de una máquina de fabricación de papel de una sexta disposición.

Las Figuras 10A y 10B son diagramas esquemáticos de una parte de la configuración de una máquina de fabricación de papel de una séptima disposición.

Las Figuras 11A y 11B son diagramas esquemáticos de una parte de una configuración de una máquina 10 de fabricación de papel de una octava disposición.

La Figura 12 es una vista en perspectiva de un rodillo de moldeo de una disposición.

La Figura 13 es una vista en sección transversal del rodillo de moldeo mostrado en la Figura 12 tomada a lo largo del plano 13-13 de la Figura 12.

La Figura 14 es una vista en sección transversal del rodillo de moldeo mostrado en la Figura 13 tomada a lo largo de la línea 15 14-14.

Las Figuras 15 A, 15B, 15C, 15D y 15E son disposiciones de una carcasa permeable que muestra el detalle 15 de la Figura 14.

La Figura 16 es un ejemplo de una capa de moldeo de una disposición preferida de mi invención.

La Figura 17 es un ejemplo de una capa de moldeo de una disposición.

La Figura 18 es una vista en perspectiva de un rodillo de moldeo de una disposición.

La disposición mostrada en las Figs. 6a, b (tercera disposición), 7a, b (cuarta disposición), 8 (quinta disposición), 11 a, b (octava disposición) y 12 a 15 (novena disposición) son realizaciones de la presente invención. Las disposiciones adicionales se explican a continuación ya que son útiles para comprender la presente invención.

Descripción detallada de las disposiciones preferidas

Mi invención se refiere a procesos y aparatos de fabricación de papel que utilizan un rodillo de moldeo para producir un producto de papel. A continuación, describiré disposiciones de mi invención en detalle haciendo referencia a las figuras adjuntas. A lo largo de la especificación y de los dibujos adjuntos, se utilizarán los mismos números de referencia para referirse a componentes o características iguales o similares.

El término "producto de papel", tal como se utiliza en el presente documento, abarca cualquier producto que incorpore fibras para fabricación de papel. Esto incluiría, por ejemplo, productos comercializados como toallitas de papel, papel higiénico, pañuelos faciales, etc. Las fibras para fabricación de papel incluyen pulpas vírgenes o fibras celulósicas recicladas (secundarias), o mezclas de fibras que comprenden al menos cincuenta y uno por ciento de fibras celulósicas. Dichas fibras celulósicas pueden incluir tanto fibras de madera como no de madera. Las fibras de madera incluyen, por ejemplo, las obtenidas de árboles de hoja caduca y coníferas, incluidas fibras de madera blanda, tales como fibras kraft de madera blanda del norte y del sur, y fibras de madera dura, tales como 10 eucalipto, arce, abedul, álamo temblón o similares. Ejemplos de fibras adecuadas para fabricar los productos de mi invención incluyen fibras no leñosas, tales como fibras de algodón o derivados del algodón, abacá, kenaf, sabai, lino, esparto, paja, cáñamo de yute, bagazo, fibras de algodoncillo y fibras de hojas de piña. Fibras adicionales para la fabricación de papel podrían incluir sustancias no celulósicas tales como carbonita cálcica, cargas inorgánicas de dióxido de titanio y similares, así como fibras artificiales típicas como poliéster, polipropileno y similares, que se pueden añadir intencionalmente a la materia prima o se pueden incorporar cuando se utiliza papel reciclado en la materia prima.

"Materias primas" y terminología similar se refiere a composiciones acuosas que incluyen fibras para fabricación de papel y, opcionalmente, resinas resistentes en húmedo, desligantes y similares, para fabricar productos de papel. Se puede utilizar una variedad de materias primas en las disposiciones de mi invención. En unas 20 disposiciones se utilizan materias primas de acuerdo con las especificaciones descritas en la Patente de Estados Unidos N° 8.080.130.

Como se utiliza en el presente documento, la mezcla (o materia prima) inicial de fibra y líquido que se seca hasta obtener un producto terminado en un proceso de fabricación de papel se denominará "banda", "banda de papel", "lámina celulósica" y/o "lámina fibrosa". El producto terminado también se puede denominar lámina celulósica y/o lámina fibrosa. Además, se pueden utilizar diversos modificadores para describir la banda en un punto particular de la máquina o proceso de fabricación de papel. Por ejemplo, la banda también se puede denominar "banda incipiente", "banda incipiente húmeda", "banda moldeada" y "banda seca". Al describir mi invención en el presente documento, los términos "dirección de la máquina" (MD) y "dirección transversal a la máquina" (CD) se utilizarán de acuerdo con su significado bien comprendido en la técnica. Es decir, la MD de una tela u otra estructura se refiere a la dirección en la que se mueve la estructura en una máquina de fabricación de papel en un proceso de fabricación de papel, mientras que CD se refiere a una dirección que cruza la MD de la estructura. De manera similar, cuando se hace referencia a productos de papel, la MD del producto de papel se refiere a la dirección en el producto en la que se mueve el producto en la máquina de fabricación de papel en el proceso de fabricación de papel, y la CD del producto se refiere a la dirección que cruza la MD del producto.

Al describir mi invención en este documento, se utilizarán ejemplos específicos de condiciones operativas para la máquina de papel y la línea de conversión. Por ejemplo, se utilizarán diversas velocidades y presiones al describir la producción de papel en la máquina de papel. Los expertos en la técnica reconocerán que mi invención no se limita a los ejemplos específicos de condiciones operativas que incluyen velocidades y presiones que se describen en este documento.

10 I. Primera disposición de una máquina de fabricación de papel

La Figura 4 muestra una máquina de fabricación de papel 400 utilizada para crear una banda de papel según una primera disposición. La sección de formación 110 de la máquina de fabricación de papel 400 mostrada en la Figura 4 es una sección de formación de media luna similar a la sección de formación 110 analizada anteriormente y mostrada en las Figuras 1 y 3. Un ejemplo de una alternativa a la sección de formación de media luna 110 incluye una sección de formación de doble cable 230, mostrada en la Figura 2. En tal configuración, aguas abajo de la sección de formación de doble cable, el resto de los componentes de dicha máquina de fabricación de papel se pueden configurar y disponer de una manera similar a la de la máquina de fabricación de papel 400. Un ejemplo de una máquina de fabricación de papel con una sección de formación de doble cable se puede ver, por ejemplo, en la Publicación de Solicitud de Patente de Estados Unidos N° 2010/0186913.

Aún más ejemplos de secciones de formación alternativas que se pueden utilizar en una máquina de fabricación de papel incluyen una formadora de doble cable con envoltura en C, una formadora de doble cable con envoltura en S o una formadora de rodillo de succión. Los expertos en la técnica reconocerán cómo estas, o incluso otras secciones de formación alternativas, se pueden integrar en una máquina de fabricación de papel. La banda incipiente 102 se transfiere después a lo largo de un tramo de fieltro 118 a una sección de deshidratación 410. Sin embargo, en algunas aplicaciones, no se requiere una sección de deshidratación separada de la sección de formación 110, como se expondrá, por ejemplo, en la segunda disposición más adelante. La sección de deshidratación 410 aumenta el contenido de sólidos de la banda incipiente 102 para formar una banda incipiente húmeda 102. La consistencia preferible de la banda incipiente húmeda 102 puede variar dependiendo de la aplicación deseada. En esta disposición, la banda incipiente 102 se deshidrata para formar una banda incipiente húmeda 102 que tiene una consistencia preferiblemente entre aproximadamente el veinte por ciento de sólidos y aproximadamente el setenta por ciento de sólidos, más preferiblemente entre aproximadamente el treinta por ciento de sólidos y aproximadamente el sesenta por ciento de sólidos, e incluso más preferiblemente entre aproximadamente el cuarenta por ciento de sólidos a aproximadamente el cincuenta y cinco por ciento de sólidos. La banda incipiente 102 se deshidrata al mismo tiempo que se transfiere desde el fieltro de fabricación de papel 116 a un rodillo de soporte 312. La sección de deshidratación 410 mostrada utiliza un rodillo de prensado de zapata 314 para deshidratar la banda incipiente 102 contra el rodillo de soporte 312, como se describió anteriormente con referencia a Figura 3 y en, por ejemplo, la Patente de Estados Unidos N26.248.210.

Los expertos en la técnica reconocerán que la banda incipiente 102 se puede deshidratar utilizando cualquier método adecuado conocido en la técnica que incluye, por ejemplo, una prensa de rodillo o una prensa de desplazamiento como se describe en mis patentes anteriores. Patente de Estados Unidos N°. 6.161.303 y N° 6.416.631. Como se expone más adelante, la banda incipiente 102 también se puede deshidratar utilizando cajas de succión y/o secado térmico. También como se expuso anteriormente con referencia a la Figura 3, la superficie del rodillo de soporte 312 se puede calentar para ayudar a transferir la banda incipiente 102 15 al rodillo de moldeo 420. El rodillo de soporte 312 se puede calentar utilizando cualquier medio adecuado que incluye, por ejemplo, un rodillo calentado por vapor o un rodillo calentado por inducción, tal como el rodillo calentado por inducción producido por Comaintel de Grand-Mere, Québec, Canadá. La superficie del rodillo de soporte 312 se calienta preferiblemente a temperaturas entre aproximadamente 100°C y aproximadamente 104°C (de doscientos doce grados Fahrenheit a aproximadamente doscientos veinte grados Fahrenheit).

Después de deshidratarse, la banda incipiente húmeda 102 se transfiere desde la superficie del rodillo de soporte 312 a un rodillo de moldeo 420 en una zona de moldeo. En esta disposición, la zona de moldeo es un nip de moldeo 430 formado entre el rodillo de soporte 312 y el rodillo de moldeo 420. En el nip de moldeo 430, las fibras de fabricación de papel se redistribuyen mediante una superficie estampada 422 del rodillo de moldeo 420 dando como resultado una banda de papel 102 que tiene orientaciones de fibra variables y estampadas y pesos base variables y estampados. En particular, la superficie estampada 422 incluye preferiblemente una pluralidad de rebajes (o "bolsillos") y, en algunos casos, salientes que producen protuberancias y rebajes correspondientes en la banda moldeada 102. El rodillo de moldeo 420 gira en una dirección del rodillo de moldeo que está en sentido antihorario en la Figura 4.

El uso del rodillo de moldeo 420 imparte beneficios sustanciales al proceso de fabricación de papel. El moldeo en húmedo 30 de la banda 102 con el rodillo de moldeo 420 mejora las propiedades deseables de la lámina tales como volumen y absorbencia sobre los productos de papel producidos por CWP mostrados en la Figura 1 sin las ineficiencias y el coste del proceso TAD mostrado en la Figura 2. Además, el uso del rodillo de moldeo 420 reduce en gran medida la complejidad de la máquina de fabricación de papel 400 y del proceso en comparación con procesos que utilizan cintas para moldear la banda 102, tal como la cinta de crepado 322 mostrada en la Figura 3. Las cintas son difíciles de fabricar y están limitadas en los materiales 5 que se pueden utilizar para hacer una cinta con una superficie estampada. Las cintas requieren la utilización de múltiples rodillos y muchas partes móviles diferentes, lo que hace que los tramos de las cintas sean complejos, difíciles de operar e introducen una mayor cantidad de puntos de fallo. Los tramos de cinta también requieren una gran cantidad de volumen, incluido el espacio dentro de la máquina de papel y la fábrica. Como resultado, tales tramos de cinta pueden aumentar los costes de una pieza de un equipo capital que ya es costosa. Por otro lado, el rodillo de moldeo 420 es relativamente menos complejo y requiere un volumen y espacio mínimos. Las máquinas CWP existentes (ver Figura 1) se pueden convertir fácilmente a un proceso de fabricación de papel por moldeo en húmedo mediante la adición de un rodillo de moldeo 420 y un rodillo de soporte 312. Debido a que la superficie estampada 422 está sobre o es parte del rodillo de moldeo 420, no necesitan ser diseñadas para resistir el doblado y la flexión que se requieren para las cintas.

En la primera disposición, la banda incipiente húmeda 102 se puede transferir desde el rodillo de soporte 312 al rodillo de moldeo 420 mediante una transferencia rápida. Durante una transferencia rápida, el rodillo de moldeo 420 se desplaza a una velocidad más lenta que la banda 102 y que el rodillo de soporte 312. En este sentido, la banda 102 es crepada por el diferencial de velocidad y el grado de crepado a menudo se denomina relación de crepado. La relación de crepado en esta disposición se puede calcular según la ecuación (I) como:

Relación de Crepado (%) = (S1/S2 - 1) x 100% Ecuación (1)

donde S1 es la velocidad del rodillo de soporte 312 y S2 es la velocidad del rodillo de moldeo 420. Preferiblemente, la banda 102 se riza en una proporción de aproximadamente cinco por ciento a aproximadamente sesenta por ciento. Pero se pueden emplear altas grados de crepado, acercándose o incluso superando el cien por cien. La relación de crepado es a menudo proporcional al grado de volumen de la lámina, pero inversamente proporcional al rendimiento de la máquina de papel y, por tanto, al rendimiento de la máquina de fabricación de papel 400. En esta disposición, la velocidad de la banda de papel 102 en el rodillo de soporte 312 puede ser preferiblemente de aproximadamente 305 m/min a aproximadamente 1829 m/min (mil pies por minuto a aproximadamente seis mil quinientos pies por minuto).

Más preferiblemente, la velocidad de la banda de papel 102 en el rodillo de soporte 30 es tan rápida como lo permite el proceso, lo que típicamente está limitado por la sección de secado 440. Para productos de mayor volumen donde se pueden adaptar velocidades de máquina de papel más lentas, se utiliza una relación de crepado más elevada. El nip de moldeo 430 también se puede cargar para efectuar la transferencia de la lámina y controlar las propiedades de la lámina. Cuando se utiliza la transferencia rápida u otros métodos, tales como la transferencia al vacío analizada en la tercera disposición más adelante, es posible tener poca o ninguna compresión en el nip de moldeo 430. Cuando el nip de moldeo 430 está cargado, el rodillo de soporte 312 aplica preferiblemente una carga al rodillo de moldeo 420 desde aproximadamente 3,5 N/mm (desde aproximadamente veinte libras por pulgada lineal) ("PLI", 10 PLI corresponden a 1,75 N/mm) hasta aproximadamente 52,5 N/mm (hasta aproximadamente trescientos PLI), más preferiblemente desde aproximadamente 7 N/mm a aproximadamente 26,25 N/mm (desde aproximadamente cuarenta PLI hasta aproximadamente ciento cincuenta PLI). Pero, para láminas de menor volumen y alta resistencia, los expertos en la técnica apreciarán que, en una máquina comercial, la presión máxima puede ser lo más alta posible, limitada únicamente por la maquinaria particular empleada. Por lo tanto, se pueden utilizar presiones superiores a 26,25 N/mm (ciento cincuenta PLI), 87,5 N/mm (quinientos PLI) o más, si es práctico y, cuando se utiliza una transferencia rápida, siempre que la diferencia de velocidad entre el rodillo de soporte 312 y el rodillo de moldeo 420 pueda ser mantenida y se cumplan los requisitos de propiedad de la lámina.

Después de moldearse, la banda moldeada 102 se transfiere a una sección de secado 440 donde la banda 102 se seca adicionalmente hasta una consistencia de aproximadamente noventa y cinco por ciento de sólidos. La sección de secado 440 puede comprender principalmente una sección de secador Yankee 140. Como se expuso anteriormente, la sección de secador Yankee 140 incluye, por ejemplo, un tambor lleno de vapor 142 ("tambor Yankee") que se utiliza para secar la banda 102. Además, el aire caliente de la campana del extremo húmedo 144 y de la campana del extremo seco 146 es dirigido contra la banda 102 para secar aún más la banda 102 cuando es transportada en el tambor Yankee 142. La banda 102 se transfiere desde el rodillo de moldeo 420 al tambor Yankee 142 en un nip de transferencia 450. Aunque la máquina de fabricación de papel 400 de esta disposición se muestra con una transferencia directa desde el rodillo de moldeo 420 a la sección de secado 440, se pueden colocar otros procesos intermedios entre el rodillo de moldeo 420 y la sección de secado 440 sin desviarse del alcance de mi invención.

En esta disposición, el nip de transferencia 450 es también un nip de prensado. En este caso, se genera una carga entre el tambor Yankee 142 y el rodillo de moldeo 420 que tiene preferiblemente una carga lineal de aproximadamente 8,75 N/mm a aproximadamente 61,25 N/mm (de aproximadamente cincuenta PLI a aproximadamente trescientos cincuenta PLI). La banda 102 se transferirá entonces desde la superficie del rodillo de moldeo 420 a la superficie del tambor Yankee. Con consistencias de aproximadamente veinticinco por ciento a aproximadamente setenta por ciento, a veces es difícil adherir la banda 102 a la superficie del tambor Yankee 142 con suficiente firmeza como para retirar completamente la banda 102 del rodillo de moldeo 420. Para aumentar la adhesión entre la banda 102 y la superficie del tambor Yankee 142, así como mejorar el crepado en la rasqueta 152, se puede aplicar un adhesivo a la superficie del tambor Yankee 142. El adhesivo puede permitir el funcionamiento a alta velocidad del sistema y secado con aire por impacto de alta velocidad del chorro, y también permite el despegado posterior de la banda 102 del tambor Yankee 142. Un ejemplo de dicho adhesivo es una composición adhesiva de poli(alcohol vinílico)/poliamida, con una velocidad de aplicación de este adhesivo que es una velocidad inferior a unos cuarenta miligramos por metro cuadrado de lámina. Los expertos en la técnica, sin embargo, reconocerán la amplia variedad de adhesivos alternativos, y además, cantidades de adhesivos, que se pueden utilizar para facilitar la transferencia de la banda 102 al tambor Yankee 142.

La banda 102 se retira del tambor Yankee 142 con la ayuda de una rasqueta 152.

Después de ser retirado de la sección del secador Yankee 140, es recogido por un carrete (no mostrado) para formar un rollo principal 190. Los expertos en la técnica también reconocerán que se pueden realizar otras operaciones en la máquina de fabricación de papel 400, especialmente, aguas abajo del tambor Yankee 15142 y antes del carrete (no mostrado). Estas operaciones pueden incluir, por ejemplo, calandrado y tensado.

Con el uso, la superficie estampada 422 del rodillo de moldeo 420 puede requerir limpieza. Las fibras de fabricación de papel y otras sustancias pueden quedar retenidas en la superficie estampada 422 y, en particular, en los bolsillos. En cualquier momento durante la operación, solo una parte de la superficie estampada 422 está en contacto y moldea la banda de papel 102. En la disposición de rodillos mostrada en la Figura 4, aproximadamente la mitad de la circunferencia del rodillo de moldeo 420 está en contacto con la banda de papel 102 y la otra mitad (en adelante superficie libre) no. Después se puede colocar una sección de limpieza 460 opuesta a la superficie libre del rodillo de moldeo 420 para limpiar la superficie estampada 422. Se puede utilizar cualquier método y dispositivo de limpieza adecuado conocido en la técnica. La sección de limpieza 460 representada en la Figura 4 es un chorro de aguja tal como las boquillas de pulverización JN fabricadas por Kadant de Westford, MA. Se utiliza una boquilla 462 para dirigir un medio de limpieza, tal como una corriente de agua a alta presión y/o una solución de limpieza, hacia la superficie estampada 422 en una dirección que se opone a la dirección de rotación del rodillo de moldeo 420. El ángulo los fluidos del medio de limpieza son preferiblemente entre una línea tangente a la superficie estampada 422 en el punto 30 en el que el medio de limpieza golpea la superficie estampada 422 y perpendicular a la superficie estampada 422 en el mismo punto. Como resultado, el medio de limpieza entonces arranca y retira cualquier partícula que se haya acumulado en la superficie estampada 422. La boquilla 462 y la corriente están situadas en un recinto 464 para recoger el medio de limpieza y la materia en partículas. El recinto 464 puede estar bajo vacío para ayudar a recoger el medio de limpieza y la materia en partículas.

II. Segunda disposición de una máquina de fabricación de papel

La Figura 5 muestra una segunda disposición. Se ha descubierto que cuanto menor es la consistencia de la banda incipiente húmeda 102 cuando se moldea en el rodillo de moldeo 420, mayor efecto tiene el moldeo sobre las propiedades deseables de la lámina tales como volumen y absorbencia. Por lo tanto, en general, es ventajoso deshidratar mínimamente la banda incipiente 102 para aumentar el volumen y la absorbencia de la lámina y, en algunos casos, la deshidratación que se produce durante la formación puede ser suficiente para el moldeo. Cuando la banda 102 está mínimamente deshidratada, la banda incipiente húmeda 102 tiene preferiblemente una consistencia entre aproximadamente diez por ciento de sólidos y aproximadamente treinta y cinco por ciento de sólidos, más preferiblemente entre aproximadamente quince por ciento de sólidos y aproximadamente treinta por ciento de sólidos. Con una consistencia tan baja, se producirá una mayor deshidratación/secado después del moldeo. Preferiblemente, se utilizará un proceso de secado sin compactación para preservar la mayor cantidad posible de la estructura impartida a la banda 102 durante el moldeo. Un proceso de secado sin compactación adecuado es el uso de TAD. Entre las diversas disposiciones, la banda incipiente húmeda 102 puede así moldearse en una gama de consistencias que se extiende desde aproximadamente el diez por ciento de sólidos hasta aproximadamente el setenta por ciento de sólidos.

En la Figura 5 se muestra un ejemplo de máquina de fabricación de papel 500 de la segunda disposición que utiliza una sección de secado TAD 540. Aunque se puede utilizar cualquier sección de formación adecuada 510 para formar y deshidratar la banda 102, en esta disposición, la sección de formación de doble cable 510 es similar a lo expuesto anteriormente con respecto a la Figura 2. La banda 102 se transfiere después desde la segunda tela de formación 206 a una tela de transferencia 512 en el punto de transferencia 514, donde una zapata 516 presiona la tela de transferencia 512 contra la segunda tela de formación 206. La zapata 516 puede ser una zapata de vacío que aplica un vacío para ayudar en la transferencia de la banda 102 a la tela de transferencia 512. La banda húmeda 102 encuentra después una zona de moldeo. En esta disposición, la zona de moldeo es un nip de moldeo 530 formado por el rodillo 532, la tela de transferencia 512 y el rodillo de moldeo 520. En esta disposición, el rodillo de moldeo 520 y el nip de moldeo 530 se construyen y operan de manera similar al rodillo de moldeo 420 y al nip de moldeo 430 expuesto anteriormente con referencia a la Figura 4. Por ejemplo, la banda 102 se puede transferir rápidamente desde la tela de transferencia 512 al rodillo de moldeo 520 como se expuso anteriormente y el rodillo 532 se puede cargar en el rodillo de moldeo 520 para controlar la transferencia de láminas y las propiedades de la lámina. Cuando se utiliza un diferencial de velocidad, la relación de crepado se calcula utilizando la Ecuación (2), que es similar a la Ecuación (I), de la siguiente manera:

Relación de Crepado (%) = (S3/S4 - 1) x 100% Ecuación (2)

donde S3 es la velocidad de la tela de transferencia 512 y S4 es la velocidad del rodillo de moldeo 520. Asimismo, el rodillo de moldeo 520 tiene una superficie estampada permeable 522, que es similar a la superficie estampada 422 del rodillo de moldeo 420, que tiene preferiblemente una pluralidad de rebajes (o "bolsillos") y, en algunos casos, salientes que producen protuberancias y rebajes correspondientes en la banda moldeada 102.

Alternativamente, la banda incipiente 102 se puede deshidratar mínimamente con una zona de deshidratación al vacío 212 separada en la que las cajas de succión 214 eliminan la humedad de la banda 102 para obtener consistencias deseables de aproximadamente diez por ciento de sólidos y aproximadamente treinta y cinco por ciento de sólidos antes de que la lámina alcance el nip de moldeo 530. También se puede utilizar aire caliente en la zona de deshidratación 212 para mejorar la deshidratación.

Después del moldeo, la banda 102 se transfiere entonces desde el rodillo de moldeo 520 a una sección de secado 540 en un nip de transferencia 550. Como en la máquina de fabricación de papel 200 analizada anteriormente con referencia a la Figura 2, se puede aplicar un vacío para ayudar en la transferencia de la banda 102 desde el rodillo de moldeo 520 a la tela de secado por aire 216 utilizando una zapata de vacío 552 en el nip de transferencia 550. Esta transferencia se puede producir con o sin una diferencia de velocidad entre el rodillo de moldeo 520 y la tela TAD 216. Cuando se utiliza una velocidad diferencial, la relación de crepado se calcula utilizando la ecuación (3), que es similar a la ecuación (I), de la siguiente manera:

Relación de Crepado (%) = (S4/S5 -1) x 100% Ecuación (3)

donde S4 es la velocidad del rodillo de moldeo 520 y S5 es la velocidad de la tela TAD 216.

Cuando se utiliza transferencia rápida tanto en el nip de moldeo 530 como en el punto de transferencia 550, la relación de crepado total (calculada sumando las relaciones de crepado en cada nip) está preferiblemente entre aproximadamente cinco por ciento y aproximadamente sesenta por ciento. Pero al igual que con el nip de moldeo 430 (ver Figura 4), se pueden emplear altos grados de crepado, acercándose o incluso superando el cien por ciento. La tela TAD 216 que lleva la banda de papel 102 pasa a continuación alrededor de los secadores de aire pasante 222, 224 donde es forzado aire caliente a través de la banda para aumentar la consistencia de la banda de papel 102, hasta aproximadamente un ochenta por ciento de sólidos. La banda 102 se transfiere después a la sección 140 del secador Yankee, donde la banda 102 se seca más y, después de ser retirada de la sección del secador Yankee 140 mediante la cuchilla rascadora 152, se recoge en un carrete (no mostrado) para formar un rollo principal (no mostrado). El moldeo en húmedo de la banda incipiente húmeda 102 en el rodillo de moldeo 520 con consistencias entre aproximadamente diez por ciento de sólidos y aproximadamente treinta y cinco por ciento de sólidos produce un producto de primera calidad con los costes asociados de TAD expuestos anteriormente, pero aún conserva las otras ventajas de utilizar un rodillo de moldeo 520, incluyendo un mayor volumen y un menor coste de fibra.

Además, esta configuración proporciona un medio para controlar la denominada lateralidad de la lámina. La lateralidad se puede producir cuando un lado de la banda de papel 102 tiene (o se percibe que tiene) propiedades diferentes en un lado de la banda de papel 102 y no en el otro. Con una banda de papel 102 hecha utilizando una máquina de papel CWP (ver Figura 1), por ejemplo, el lado Yankee de la banda de papel 102 se puede percibir más suave que el lado de aire porque, cuando se tira de la banda de papel 102 desde el tambor Yankee 142 por parte de la cuchilla rascadora 152, la cuchilla rascadora 152 crepa la lámina más en el lado Yankee de la lámina que en el lado de aire de la lámina. En otro ejemplo, cuando la banda de papel 102 se moldea en un lado, el lado que hace contacto con la superficie de moldeo puede tener una rugosidad aumentada (por ejemplo, rebajes más profundos y protuberancias más altas) en comparación con el lado no moldeado. Además, el lado de una banda de papel moldeado 102 que hace contacto con el tambor Yankee 142 se puede alisar aún más cuando se aplica el tambor Yankee 142.

Hc descubierto que la estructura moldeada impartida a la banda de papel 102 puede no continuar a través de todo el espesor de la banda de papel 102. La transferencia de la banda húmeda 102 en el nip de moldeo 530 moldea predominantemente un primer lado 104 de la banda de papel 102, y la transferencia en el nip de transferencia 550 moldea predominantemente un segundo lado 106 de la banda de papel 102. Controlar individualmente los parámetros del nip tanto en el nip de moldeo 530 como en el nip de transferencia 550 puede contrarrestar la lateralidad. Por ejemplo, la superficie estampada 522 del rodillo de moldeo 520 se puede diseñar con cavidades y salientes que imparten rebajes y protuberancias que son más profundas y más altas, respectivamente, en el primer lado 104 de la banda de papel 102 (antes de que la banda de papel 102 sea aplicada al tambor Yankee 142) que los impartidos por la tela TAD 216 al segundo lado 106 de la banda de papel 102. Después, cuando el primer lado 104 de la banda de papel 102 se aplica al tambor Yankee 142, el tambor Yankee 142 suavizará el primer lado 104 de la banda de papel 102 reduciendo la altura de las protuberancias de modo que, cuando la rasqueta 152 despegue la banda de papel 102 del tambor Yankee 142, tanto el primer como el segundo lado 5 104, 106 de la banda de papel 102 tiene sustancialmente las mismas propiedades. Por ejemplo, un usuario puede percibir que ambas caras tienen la misma rugosidad y suavidad, o que las propiedades del papel medidas comúnmente están dentro de las tolerancias de control normales para el producto de papel. Contrarrestar la lateralidad no se limita a ajustar la estructura estampada del rodillo de moldeo 520 y la tela TAD 216. La lateralidad también se puede contrarrestar controlando otros parámetros de nip 10 incluyendo la relación de crepado y/o la carga de cada nip 530, 550.

III. Tercera disposición de una máquina de fabricación de papel

Las Figuras 6A y 6B muestran una tercera disposición. Como se muestra en la Figura 6A, la máquina de fabricación de papel 600 de la tercera disposición puede tener la misma sección de formación 110, sección de deshidratación 410 y sección de secado 440 que la máquina de fabricación de papel 400 15 de la primera disposición mostrada en la Figura 4. O, como se muestra en la Figura 6B, la máquina de fabricación de papel 602 de la tercera disposición puede tener la misma sección de formación 510 y sección de secado 540 de la segunda disposición mostrada en la Figura 5. Las descripciones de esas secciones se omiten aquí. Al igual que con los rodillos de moldeo 420, 520 de las primera y segunda disposiciones (véanse las Figuras 4 y 5, respectivamente), el rodillo de moldeo 610 de la tercera disposición tiene una superficie estampada 612 que tiene preferiblemente una pluralidad de rebajes ("bolsillos"). Para mejorar la transferencia de láminas y el moldeo de lámina, el rodillo de moldeo 610 de la tercera disposición utiliza un diferencial de presión para ayudar a la transferencia de la banda 102 desde el rodillo de soporte 312 o la tela de transferencia 512 al rodillo de moldeo 610. En esta disposición, el rodillo de moldeo 610 tiene una sección de vacío ("caja de vacío") 614 situada opuesta al rodillo de soporte 312 en la Figura 6A o al rodillo 532 en la Figura 6B en una zona de moldeo. En las disposiciones mostradas en las Figuras 6A y 6B, la zona de moldeo es el nip de moldeo 620. La superficie estampada 612 es permeable, de manera que se puede utilizar una caja de vacío 614 para establecer un vacío en el nip de moldeo 620 retirando un fluido a través de la superficie moldeada permeable 612. El vacío en el nip de moldeo 620 atrae la banda de papel 102 sobre la superficie estampada permeable 612 del rodillo de moldeo 610 y, en particular, dentro de la pluralidad de cavidades en la superficie estampada permeable 612. El vacío moldea así la banda de papel 102 y reorienta las fibras de fabricación de papel en la banda de papel 102 para que tengan orientaciones de fibra variables y estampadas.

En otros procesos de moldeo en húmedo, tales como el crepado de tela (mostrado en la Figura 3), se aplica un vacío después de la transferencia a la cinta de crepado 322 mediante la caja de vacío 324. Sin embargo, en esta disposición, se aplica un vacío a medida que la banda de papel 102 es transferida. Al aplicar el vacío durante la transferencia, tanto la movilidad de las fibras durante la transferencia como el tiro del vacío aumentan la profundidad de penetración de la fibra en las bolsas de la superficie estampada permeable 612. La mayor penetración de la fibra da como resultado una amplitud de moldeo de lámina mejorada y un mayor impacto del moldeo en húmedo sobre las propiedades de la banda resultante, tal como un volumen mejorado.

El uso de una transferencia de vacío permite que el nip de moldeo 620 utilice una carga de nip reducida o nula. Por lo tanto, la transferencia al vacío puede ser un proceso con menos compactación o incluso sin compactación. La compactación se puede reducir o evitar entre los salientes de la superficie estampada 612 y las fibras de fabricación de papel situadas en los huecos correspondientes formados en la banda 102. Como 15 resultado, la banda de papel 102 puede tener un volumen mayor que una hecha a partir de un proceso de compactación tal como el crepado de tela (que se muestra en la Figura 3) o CWP (que se muestra en la Figura 1). Reducir la carga en, o no cargar, el nip de moldeo 620 también puede reducir la cantidad de desgaste entre el rodillo de soporte 312 o la tela de transferencia 512 y el rodillo de moldeo 610, en comparación con el desgaste entre el rodillo de soporte 312 y la cinta de crepado 322 mostrada en la Figura 3. Reducir el desgaste es especialmente importante para los nip que emplean transferencia rápida porque el aumento de las relaciones de crepado (%) y/o el aumento de las cargas de los rodillos de crepado tienden a aumentar el desgaste y, por lo tanto, pueden conducir a tiempos de ejecución reducidos.

Otra ventaja de utilizar vacío en el punto de transferencia es la flexibilidad en la utilización de agentes de liberación en el rodillo de soporte 312 o la tela de transferencia 512. En particular, los agentes de liberación se pueden reducir o incluso eliminar. Como se expuso anteriormente, la banda de papel 102 tiende a adherirse a la más lisa de las dos superficies durante una transferencia. Por lo tanto, se utilizan preferiblemente agentes de liberación en el crepado de telas para ayudar en la transferencia de la banda de papel 102 desde el rodillo de soporte 312 a la cinta de crepado 322 (ver Figura 3). Los agentes de liberación requieren una formulación cuidadosa para poder funcionar. También se pueden acumula en el rodillo de soporte 312 o pueden quedar retenidos en la banda de papel 102. El uso de agentes de liberación añade complejidad al proceso de fabricación de papel, reduce la operatividad de la máquina de papel cuando no son efectivos y puede ser perjudicial para las propiedades de la banda de papel 102. En esta disposición, todos estos problemas se pueden evitar utilizando vacío en el punto de transferencia desde el rodillo de soporte 312 o la tela de transferencia 512 al rodillo de moldeo 610.

Como se expuso en la segunda disposición, es preferible para algunas aplicaciones crepar en húmedo la banda incipiente húmeda 102 cuando está muy húmeda (por ejemplo, con consistencias de aproximadamente diez por ciento de sólidos a aproximadamente treinta y cinco por ciento de sólidos). Las bandas que tienen estos contenidos sólidos bajos pueden ser difíciles de transferir. Hc descubierto que estas bandas muy húmedas pueden transferirse eficazmente utilizando vacío en el punto de transferencia. Y, por tanto, otra ventaja más del rodillo de moldeo 610 es la capacidad de crepar en húmedo bandas incipientes húmedas muy húmedas 102 utilizando la caja de vacío 614. El nivel de vacío en el nip de moldeo 620 es suficientemente grande para extraer la banda de papel 10210 del rodillo de soporte 312 o de tela de transferencia 512. Preferiblemente, el vacío es de aproximadamente 0 kPa a aproximadamente 84,6 kPa (aproximadamente cero pulgadas de mercurio a aproximadamente veinticinco pulgadas de mercurio), y más preferiblemente de aproximadamente 33,8 kPa a aproximadamente 84,6 kPa (aproximadamente diez pulgadas de mercurio a aproximadamente veinticinco pulgadas de mercurio) (10 pulgadas de mercurio corresponden a 33,8 kPa).

Asimismo, la longitud MD de la zona de vacío del rodillo de moldeo 610 es suficientemente grande para extraer la banda de papel 102 desde el rodillo de soporte 312 o la tela de transferencia 512 y dentro de la superficie de moldeo 612. Tales longitudes MD pueden ser tan pequeñas como aproximadamente 50,8 mm (dos pulgadas) o menos. Las longitudes preferibles pueden depender de la velocidad de rotación del rodillo de moldeo 610. Preferiblemente, la banda 102 se somete a vacío durante un período de tiempo suficiente para atraer las fibras de fabricación de papel hacia laos bolsillos. Como resultado, la longitud MD de la zona de vacío preferiblemente aumenta a medida que aumenta la velocidad de rotación del rodillo de moldeo 610. El límite superior de la longitud MD de la caja de vacío 614 está impulsado por el deseo de reducir el consumo de energía y maximizar el área dentro del rodillo de moldeo 610 para otros componentes tales como una sección de limpieza 640. Preferiblemente, la longitud MD de la zona de vacío es desde aproximadamente 0,6 cm hasta aproximadamente 12,7 cm (desde aproximadamente un cuarto de pulgada hasta aproximadamente cinco pulgadas), más preferiblemente desde aproximadamente 0,6 cm a aproximadamente 5 cm (desde aproximadamente un cuarto de pulgada hasta aproximadamente dos pulgadas) (1 pulgada corresponde a 2,54 cm).

Los expertos en la técnica reconocerán que la zona de vacío no se limita a una única zona de vacío, sino que se puede utilizar una caja de vacío 614 de múltiples zonas. Por ejemplo, puede ser preferible utilizar una caja de vacío de dos etapas 614 en la que la primera etapa ejerce un alto nivel de vacío para extraer la banda de papel 102 del rodillo de soporte 312 o de la tela de transferencia 512 y la segunda etapa ejerce un nivel de vacío más bajo para moldear la banda de papel 102 empujándola contra la superficie permeable estampada 612 y los bolsillos en la misma. En dicha caja de vacío de dos etapas, la longitud MD 30 y el nivel de vacío de la primera etapa son preferiblemente lo suficientemente grandes para efectuar la transferencia de la banda de papel 102. La longitud MD de la primera etapa es preferiblemente de aproximadamente 0,6 cm a aproximadamente 12,7 cm (de aproximadamente un cuarto de pulgada a aproximadamente cinco pulgadas), más preferiblemente desde aproximadamente 1,27 cm a aproximadamente 5 cm (desde aproximadamente media pulgada hasta aproximadamente dos pulgadas). Asimismo, el vacío es preferiblemente de aproximadamente 0 kPa a aproximadamente 84,6 kPa (de aproximadamente cero pulgadas de mercurio a aproximadamente veinticinco pulgadas de mercurio), y más preferiblemente de aproximadamente 33,8 kPa a aproximadamente 84,6 kPa (de aproximadamente diez pulgadas de mercurio a aproximadamente veinticinco pulgadas de mercurio). La longitud MD de la segunda etapa es preferiblemente mayor que la de la primera. Debido a que se aplica vacío a la banda de papel 102 a lo largo de una distancia más larga, el vacío se puede reducir dando como resultado una banda de papel 102 que tenga mayor volumen. La longitud MD de la segunda etapa es preferiblemente de aproximadamente 0,6 cm a aproximadamente 12,7 cm (de aproximadamente un cuarto de pulgada a aproximadamente cinco pulgadas), más preferiblemente de aproximadamente 1,27 cm a aproximadamente 5 cm (de aproximadamente media pulgada a aproximadamente dos pulgadas). Asimismo, el vacío es preferiblemente de aproximadamente 33,8 kPa a aproximadamente 84,65 kPa (de aproximadamente diez pulgadas de mercurio a aproximadamente veinticinco pulgadas de mercurio), y más preferiblemente de aproximadamente 50,70 kPa a 84,65 kPa (de aproximadamente quince pulgadas de mercurio a aproximadamente veinticinco pulgadas de mercurio).

Al generar vacío en el nip de moldeo 620, la banda incipiente húmeda 102 puede deshidratarse ventajosamente. El vacío extrae agua de la banda incipiente húmeda 102, a medida que la banda 102 se desplaza sobre la superficie estampada permeable 612 a través de la zona de vacío (caja de vacío 614). Los expertos en la técnica reconocerán que el grado de deshidratación es función de varias consideraciones, incluido el tiempo de permanencia de la banda incipiente húmeda 102 en la zona de vacío, la fuerza del vacío, la carga de nip de crepado, la temperatura de la banda, y la consistencia inicial de la banda incipiente húmeda 102.

Los expertos en la técnica reconocerán, sin embargo, que el nip de moldeo 620 no se limita a este diseño. En lugar de ello, por ejemplo, se pueden incorporar características del nip de moldeo 430 de la primera disposición o del nip de moldeo 530 de la segunda disposición con el rodillo de moldeo 610 de la tercera disposición. Por ejemplo, puede ser deseable aumentar aún más el volumen de la banda de papel 102 combinando el rodillo de moldeo 610 que tiene la caja de vacío 614 con una transferencia rápida, que crepa aún más la banda 102, y el vacío la moldea al mismo tiempo. El rodillo de moldeo 610 de la tercera disposición también puede tener una caja de soplado 616 en el punto de transferencia 630 donde la banda 102 es transferida desde la superficie permeable estampada 612 del rodillo de moldeo 610 a la superficie del tambor Yankee 142 o la tela TAD 216. Aunque la caja de soplado 616 proporciona varios beneficios en el punto de transferencia 630, la banda se puede transferir a la sección de secado 440, 540 sin ella, como se expuso anteriormente con referencia al punto de transferencia 450 (ver 30 Figura 4) o al punto de transferencia 550 (ver Figura 5). Cuando la sección de secado es una sección de secado TAD (ver Figura 6B), la banda 102 se puede transferir en el nip de transferencia 550 utilizando la caja de soplado 616, la zapata de vacío 552 o ambas.

Se puede ejercer presión de aire positiva desde la caja de soplado 616 a través de la superficie estampada permeable 612 del rodillo de moldeo 610. La presión de aire positiva facilita la transferencia de la banda moldeada 102 en el nip de transferencia 630 empujando la banda lejos de la superficie estampada permeable 612 del rodillo de moldeo 610 y hacia la superficie del tambor Yankee 142 (o tela TAD 216). La presión en la caja de soplado 616 se fija a un nivel consistente con una buena transferencia de la lámina a la sección de secado 440, 540 y depende del tamaño de la caja y de la construcción del rodillo. Debería haber suficiente caída de presión a través de la lámina para hacer que se libere de la superficie estampada 612. La longitud MD de la caja de soplado 616 es preferiblemente de aproximadamente 0,63 cm a aproximadamente 12,7 cm (de aproximadamente un cuarto de pulgada a aproximadamente cinco pulgadas), más preferiblemente de aproximadamente 1,27 cm a aproximadamente 5 cm (de aproximadamente la mitad de una pulgada a aproximadamente dos pulgadas).

Utilizando una caja de soplado 616, la presión de contacto entre el rodillo de moldeo 610 y el tambor Yankee 142 o la tela TAD 216 se puede reducir o incluso eliminar, dando como resultado así una menor compactación de la banda 102 en los puntos de contacto y, por tanto, un mayor volumen. Además, la presión del aire de la caja de soplado 616 empuja a las fibras sobre la superficie estampada permeable 612 para transferirse con el resto de la banda 102 al tambor Yankee 142 o a la tela TAD 216, reduciendo así el arranque de fibras. La extracción de fibras puede producir pequeños agujeros (agujeros de alfiler) en la banda 102.

Otra ventaja de la caja de soplado 616 es que ayuda a mantener y limpiar la superficie estampada 612. La presión de aire positiva a través del rodillo puede ayudar a prevenir la acumulación de fibras y otras partículas en el rodillo.

Al igual que con los rodillos de moldeo 420, 520 de la primera y segunda disposiciones, se puede construir una sección de limpieza 640 opuesta a la superficie libre del rodillo de moldeo 610 (por ejemplo, la sección de limpieza 460 como se muestra en la Figura 4). Se puede utilizar cualquier método y dispositivo de limpieza adecuado conocido en la técnica, incluido el chorro de aguja comentado anteriormente. Como alternativa a, o en combinación con, una sección de limpieza 460 construida opuesta a la superficie libre, se puede construir una sección de limpieza dentro del rodillo de moldeo 610 en la sección del rodillo de moldeo 610 que tiene la superficie libre. Una ventaja de la superficie estampada permeable 612 es que se pueden colocar dispositivos de limpieza en el interior del rodillo de moldeo para limpiar dirigiendo una solución de limpieza o un medio de limpieza hacia fuera. Un dispositivo de limpieza de este tipo puede incluir una caja de soplado (no mostrada) o una cuchilla de aire (no mostrada) que fuerza el aire presurizado (como medio de limpieza) a través de la superficie estampada permeable 612. Otro dispositivo de limpieza adecuado pueden ser duchas 642, 644 situadas en el rodillo de moldeo 610. Las duchas 642, 644 pueden rociar agua y/o una solución de limpieza hacia fuera a través de la superficie estampada permeable 612. Preferiblemente, se colocan 5 cajas de vacío 646, 648 opuestas a cada ducha 642, 644 en el exterior para recoger el agua y/o la solución de limpieza.

Asimismo, un receptáculo 649, que puede ser una caja de vacío, encierra las duchas 642, 644 para recoger cualquier agua y/o solución de limpieza que quede en el interior del rodillo de moldeo 610.

IV. Cuarta disposición de una máquina de fabricación de papel.

Las figuras 7A y 7B muestran una cuarta disposición. Como se expuso anteriormente, el moldeo se puede mejorar aumentando la movilidad de las fibras de fabricación de papel en la zona de moldeo, que es un nip de moldeo 710 en esta disposición. Hc descubierto que una manera de aumentar la movilidad de las fibras de fabricación de papel es calentar la banda incipiente húmeda 102. Las máquinas de fabricación de papel 700, 702 de la cuarta disposición son similares a las máquinas de fabricación de papel 600, 602 (véanse las Figuras 6A y 6B respectivamente) de la tercera disposición, pero incluye características para calentar la banda incipiente húmeda 102.

En esta disposición, la caja de vacío 720 es una caja de vacío de doble zona, que tiene una primera zona de vacío 722 y una segunda zona de vacío 724. La primera zona de vacío 722 está situada opuesta al rodillo de soporte 312 o al rodillo 532 y se utiliza para transferir la banda incipiente húmeda 102 desde el rodillo de soporte 312 o tela de transferencia 512 al rodillo de moldeo 610. La primera zona de vacío 722 es preferiblemente más corta y utiliza un vacío mayor que la segunda zona de vacío 724. La primera zona de vacío 722 es preferiblemente menor que aproximadamente 5 cm (aproximadamente dos pulgadas) y preferiblemente genera un vacío entre aproximadamente 6,7 kPa a aproximadamente 84,6 kPa (aproximadamente dos pulgadas de mercurio y aproximadamente veinticinco pulgadas de mercurio).

En esta disposición, la banda incipiente 102 se calienta en el rodillo de moldeo 610 utilizando una ducha de vapor 730. Se puede utilizar cualquier ducha de vapor 730 adecuada con mi invención, incluido, por ejemplo, un inyector Lazy Steam fabricado por Wells Enterprises de Seattle Washington. La ducha de vapor 730 está situada próxima al nip de moldeo 710 y opuesta a la segunda zona de vacío 724 de la caja de vacío 720. La ducha de vapor 730 genera vapor (por ejemplo, vapor saturado o sobrecalentado). La ducha de vapor 730 dirige el vapor hacia la banda incipiente húmeda 102 en la superficie estampada 612 del rodillo de moldeo 610 y la segunda zona de vacío 724 de la caja de vacío 720 utiliza un vacío para extraer el vapor a través de la banda 102, calentando así la banda 102 y las fibras de fabricación de papel que contiene. La segunda zona de vacío 724 es preferiblemente de aproximadamente 5 cm a aproximadamente 71,12 cm (de aproximadamente dos pulgadas a aproximadamente veintiocho pulgadas) y preferiblemente genera un vacío entre aproximadamente 16,9 kPa a aproximadamente 84,6 kPa (entre aproximadamente cinco pulgadas de mercurio y aproximadamente veinticinco pulgadas de mercurio). Sin embargo, la ducha de vapor 730 se puede utilizar adecuadamente sin una zona de vacío. La temperatura del vapor es preferiblemente de aproximadamente 100 °C a aproximadamente 104°C (de aproximadamente doscientos doce grados Fahrenheit a aproximadamente doscientos veinte grados Fahrenheit). La ducha de vapor puede emitir cualquier fluido calentado adecuado, incluido, por ejemplo, aire caliente u otro gas. Calentar la banda incipiente húmeda 102 en el nip de moldeo 710 no se limita a un fluido calentado 10 emitido desde una ducha de vapor 730. En lugar de eso, se pueden utilizar otras técnicas para calentar la banda incipiente húmeda 102 que incluyen, por ejemplo, aire caliente, un rodillo de soporte 312, o calentar el propio rodillo de moldeo 420, 520, 610.

El rodillo de moldeo 420, 520, 610, y en particular el rodillo de moldeo 420, 520 de la primera y segunda disposiciones, se pueden calentar como el rodillo de soporte 312 utilizando cualquier medio adecuado que incluye, por ejemplo, vapor o calentamiento por inducción. Utilizando aire, por ejemplo, la banda incipiente húmeda 102 se puede calentar y secar mientras se moldea en los rodillos de moldeo 420, 520 de la primera y segunda disposiciones.

V. Quinta disposición de una máquina de fabricación de papel

La Figura 8 muestra una quinta disposición. La máquina de fabricación de papel 800 de la quinta disposición es similar a la máquina de fabricación de papel 600 (ver Figura 6A) de la tercera disposición, pero incluye una rasqueta 810 en la zona de moldeo 820. La rasqueta 810 se utiliza para retirar la banda del rodillo de soporte 312 y para facilitar la transferencia de la banda 102 al rodillo de moldeo 610. Cuando la lámina se retira del rodillo de soporte 312, mediante la rasqueta 810, introduce crepado a la banda, lo que se sabe que aumente el calibre y el volumen de la lámina. Por lo tanto, la implementación de esta disposición proporciona la capacidad de añadir volumen adicional al proceso general. Además, la transferencia de láminas mediante la rasqueta 810 elimina la necesidad de contacto entre el rodillo de soporte 312 y el rodillo de moldeo 610 porque la caja de vacío 614 en el rodillo de moldeo 610 efectuará la transferencia de láminas a la superficie estampada 612 sin contacto con el rodillo. Al eliminar la necesidad de contacto entre rodillos para efectuar la transferencia de láminas, se reduce el desgaste de los rodillos, especialmente cuando hay diferencias de velocidad entre los rodillos. La rasqueta 810 puede oscilar para crepar aún más la banda 102 en la zona de moldeo 820. Se puede utilizar cualquier rasqueta 810 adecuada con mi invención, incluyendo, por ejemplo, la rasqueta descrita en la Patente de Estados Unidos N°. 6.113.470

VI. Sexta disposición de una máquina de fabricación de papel

Las Figuras 9A y 9B muestran una sexta disposición. Las máquinas de fabricación de papel 900, 902 de la sexta disposición son similares a las máquinas de fabricación de papel 600, 602 de la tercera disposición (Figuras 6A y 6B, respectivamente). En lugar de que el rodillo de moldeo tenga una superficie exterior estampada (por ejemplo, la superficie estampada permeable 612 del rodillo de moldeo 610 en las Figuras 6A y 6B), se utiliza una tela de moldeo 910 y la tela de moldeo 910 está estampada para impartir estructura a la banda incipiente húmeda. 102 como la superficie estampada permeable 61210 analizada en las disposiciones tercera, cuarta y quinta. La tela de moldeo 910 está soportada en un extremo por un rodillo de moldeo 920 y un rodillo de soporte 930 en el otro extremo. El rodillo de moldeo 920 tiene una carcasa permeable 922 (como se explicará más adelante). La carcasa permeable 922 permite utilizar una caja de vacío 614 y una caja de soplado 616, como se expuso anteriormente en la tercera disposición.

Al igual que con las disposiciones anteriores, esta disposición incluye una sección de limpieza 940.

Debido al espacio adicional proporcionado por la tela de moldeo 910, la sección de limpieza 940 puede estar situada en el tramo de tela entre el rodillo de moldeo 920 y el rodillo de soporte 930. Se puede utilizar cualquier dispositivo de limpieza adecuado. De manera similar a la tercera disposición, se puede colocar una ducha 942 encerrada en un receptáculo 945 en el interior del tramo de tela para dirigir el agua y/o una solución de limpieza hacia fuera a través de la tela de moldeo 910. Se puede ubicar una caja de vacío 944 opuesta a la ducha 942 para recoger el agua y/o la solución de limpieza. De manera similar a la primera y segunda disposiciones, también se puede utilizar un chorro de aguja en un recinto 948 para dirigir agua y/o una solución de limpieza en ángulo desde una boquilla 946. El recinto 948 puede estar bajo vacío para recoger la solución emitida por la boquilla pulverizadora. 946.

VII. Séptima disposición de una máquina de fabricación de papel

Las Figuras 10A y 10B muestran una séptima disposición. La máquina de fabricación de papel 1000 mostrada en la Figura 10A es similar a la máquina de fabricación de papel 400 de la primera disposición. Asimismo, la máquina de fabricación de papel 1002 mostrada en la Figura 10B es similar a la máquina de fabricación de papel 500 de la segunda disposición. En estas máquinas de fabricación de papel 1000, 1002, se utilizan dos rodillos de moldeo 1010, 1020 en lugar de uno. El primer rodillo de moldeo 1010 se utiliza para estructurar un lado (un primer lado 104) de la banda de papel 102 utilizando una superficie estampada 1012, y el segundo rodillo de moldeo 1020 se utiliza para estructurar el otro lado (un segundo lado 106) utilizando una superficie estampada 1022. Moldear ambas superficies de la banda 102 puede tener varias ventajas; por ejemplo, puede ser posible conseguir los beneficios de un producto de papel 5 de dos capas con una sola capa, ya que cada lado de la lámina se puede controlar independientemente mediante los dos rodillos de moldeo 1010, 1020. Además, moldear individualmente cada lado de la banda de papel 102 también puede ayudar a reducir la lateralidad. En la máquina de fabricación de papel 1002 mostrada en la Figura 10B, tener dos rodillos de moldeo 1010, 1020 también permite que la banda húmeda 102 se transfiera directamente al primer rodillo de moldeo 1010 desde la segunda tela de formación 206 y que la tela de transferencia 512 de la Figura 5 sea omitida.

Como se expuso anteriormente en la segunda disposición, he encontrado que la estructura moldeada impartida a la banda de papel 102 por cada rodillo de moldeo 1010, 1020 puede no continuar a través de todo el espesor de la banda de papel 102. Las propiedades de la lámina de cada lado de la banda de papel 102 puede así ser controlada individualmente por el rodillo de moldeo 1010, 1020 correspondiente. Por ejemplo, las superficies estampadas 1012, 1022 de cada rodillo de moldeo 1010, 1020 pueden tener una construcción y/o un patrón diferente para impartir una estructura diferente a cada lado de la banda de papel 102. Aunque existen ventajas al construir cada rodillo de moldeo 1010, 1020 de manera diferente, la construcción no está tan limitada, y los rodillos de moldeo 1010, 1020, en particular, las superficies estampadas 1012, 1022, se pueden construir de la misma manera.

La lateralidad se puede contrarrestar controlando individualmente la estructura de cada lado de la banda de papel moldeado 102 con los dos rodillos de moldeo diferentes 1010, 1020 de esta disposición. Por ejemplo, la superficie estampada 1012 del primer rodillo de moldeo 1010 puede tener bolsillos más profundos y salientes más elevados que la superficie estampada 1022 del segundo rodillo de moldeo 1020. De esta manera, el primer lado 104 de la banda de papel 102 tendrá rebajes y protuberancias que son más profundos y más altas que el segundo lado 106 de la banda de papel 102 antes de que la banda de papel 102 sea aplicada al tambor Yankee 142. Entonces, cuando el primer lado 104 de la banda de papel 102 es aplicado al tambor Yankee 142, el tambor Yankee 142 alisará el primer lado 104 de la banda de papel 102 reduciendo la altura de las protuberancias de manera que, cuando la banda de papel 102 se despegue del tambor Yankee 142 mediante la rasqueta 152, tanto el primer como el segundo lado 104, 106 de la banda de papel 102 tendrán sustancialmente las mismas propiedades. Por ejemplo, un usuario puede percibir que ambos lados tienen la misma rugosidad y suavidad, o que las propiedades del papel medidas comúnmente están dentro de las tolerancias de control normales para el producto de papel.

En esta disposición, la banda de papel 102 se transfiere desde el rodillo de soporte 312 o a la segunda tela de formación 206 a una primera zona de moldeo, que es un primer nip de moldeo 1030 en esta disposición. Las mismas consideraciones que se aplican a las características de los nip de moldeo 430, 530 (ver Figuras 4 y 5) en la primera y segunda disposiciones se aplican al primer nip de moldeo 1030 de esta disposición.

Después de que el primer lado 104 de la banda de papel 102 sea moldeado por el primer rodillo de moldeo 1010, la banda de papel 102 se transfiere entonces desde el primer rodillo de moldeo 1010 al segundo rodillo de moldeo 1020 en una segunda zona de moldeo, que es un segundo nip de moldeo 1040 en esta disposición. La banda de papel 102 se puede transferir en ambos nip de moldeo 1030, 1040 mediante, por ejemplo, transferencia rápida. De manera similar a las ecuaciones (I) y (2), la relación de crepado en esta disposición para cada nip 1030, 1040 se puede calcular según las ecuaciones (4) y (5) como:

Relación de Crepado Uno (%) = (Si/Si - I) x 100% Ecuación (4)

Relación de Crepado Dos (%) = (S6/S7 -1) x 100% Ecuación (5)

donde Si es la velocidad del rodillo de soporte 312 o la segunda tela de formación 206, So es la velocidad del primer rodillo de moldeo 1010 y S7 es la velocidad del segundo rodillo de moldeo 1020. Preferiblemente, la banda 102 se crepa en cada uno de las dos pinzas de moldeo 1030, 1040 en una proporción de aproximadamente cinco por ciento a aproximadamente sesenta por ciento. Pero se pueden emplear altos grados de crepado, acercándose o incluso superando el cien por ciento. Existe una oportunidad única con dos nip de moldeo que se pueden utilizar para modificar aún más las propiedades de la lámina. Dado que cada relación de crepado afecta principalmente al lado de la lámina que se está moldeando, las dos relaciones de crepado se pueden variar entre sí para controlar o variar los lados de la lámina. Se pueden utilizar sistemas de control para monitorizar las propiedades de la lámina y utilizar estas mediciones de propiedades para controlar las relaciones de crepado individuales así como las diferencias entre las dos relaciones de crepado.

La banda de papel 102 se transfiere desde el segundo rodillo de moldeo 1020 a la sección de secado 440, 540 en el nip de transferencia 1050. Como se muestra en la Figura 10A, la sección de secado 440 incluye una sección de secador Yankee 140, y las mismas consideraciones que se aplican al nip de transferencia 450 de la primera disposición se aplican (ver Figura 4) al nip de transferencia 1050 de esta disposición. Como se muestra en la Figura 1 OB, se utiliza una sección de secado TAD 540, y las mismas consideraciones que se aplican al nip de transferencia 550 (ver Figura 5) de la segunda disposición se aplican al nip de transferencia 1050 de esta disposición.

VIII Octava disposición de una máquina de fabricación de papel

Las Figuras 11A y 11B muestran una octava disposición. Las máquinas de fabricación de papel 1100, 1102 de la octava disposición son similares a las máquinas de fabricación de papel 1000, 1002 de la séptima disposición, pero los dos rodillos de moldeo 1110, 1120 de la octava disposición están construidos de manera similar al rodillo de moldeo 610 de la tercera disposición (ver Figuras 6A y 6B) en lugar de los rodillos de moldeo 420, 520 de la primera y segunda disposiciones. El primer rodillo de moldeo 1110 tiene una superficie estampada permeable 1112 y una caja de vacío 1114. La banda incipiente húmeda 102 se transfiere desde el rodillo de soporte 312 o la segunda tela de formación 206 en una primera zona de moldeo, que es un primer nip de moldeo 1130 en esta disposición, utilizando cualquier combinación de transferencia de vacío utilizando la caja de vacío 1114 del primer rodillo de moldeo 1110, transferencia rápida (ver Ecuación (4)) o una rasqueta 810 (ver Figura 8). El primer nip de moldeo 1130 puede funcionar de manera similar al nip de moldeo 620 de la tercera disposición.

Después de que el primer lado 104 de la banda de papel 102 sea moldeado en el primer rodillo de moldeo 1110, la banda de papel se transfiere desde el primer rodillo de moldeo 1110 al segundo rodillo de moldeo 1120 en una segunda zona de moldeo, que es un segundo nip de moldeo 1140 en esta disposición, utilizando cualquier combinación de transferencia de vacío utilizando la caja de vacío 1124 del segundo rodillo de moldeo 1120, diferencial de presión utilizando la caja de soplado 1116 del primer rodillo de moldeo 1110, transferencia rápida (ver Ecuación (5)). Después se moldea el segundo lado 106 de la banda de papel 102 sobre la superficie estampada permeable 1122 del segundo rodillo de moldeo 1120. Los tipos de transferencias utilizadas individualmente o en combinación se pueden variar para controlar las propiedades de la lámina y el lado de la lámina. Las consideraciones y parámetros que se aplican a la caja de soplado 616 y a la caja de vacío 614 en la tercera disposición también se aplican a la caja de soplado 1116 del primer rodillo de moldeo 1110 y a la caja de vacío 1124 del segundo rodillo de moldeo 1120.

La banda de papel 102 se transfiere desde el segundo rodillo de moldeo 1120 a la sección de secado 440, 540 en el nip de transferencia 1150. Como se muestra en la Figura 11 A, la sección de secado 440 incluye una sección de secador 30 Yankee 140. Como se muestra en la Figura I IB, Se utiliza una sección de secado TAD 540. Las mismas consideraciones que se aplican a las características del nip de transferencia 630 en la tercera disposición se aplican al nip de transferencia 1150 de esta disposición, incluido el uso de una caja de soplado 1126 (similar a la caja de soplado 616) en el segundo rodillo de moldeo 1120.

IX. Ajuste de los parámetros del proceso para controlar las propiedades de las láminas fibrosas

Diversas propiedades de la lámina fibrosa resultante (también denominadas en el presente documento propiedades del papel o propiedades de la banda) se pueden medir mediante técnicas conocidas en la técnica. Algunas propiedades se pueden medir en tiempo real, mientras se procesa la banda de papel 102. Por ejemplo, el contenido de humedad y el peso base de la banda de papel 102 se pueden medir mediante un escáner de propiedades de la banda colocado después del tambor Yankee 142 y antes del rollo principal 190. Se puede utilizar cualquier escáner de propiedades de la banda 10 adecuado conocido en la técnica, tal como un escáner MXProLine fabricado por Honeywell de Morristown, Nueva Jersey, que se utiliza para medir el contenido de humedad con radiación beta y el peso base con radiación gamma. Otras propiedades, por ejemplo, la resistencia a la tracción (tanto en húmedo como en seco), el calibre y la rugosidad, se miden más adecuadamente fuera de línea. Dichas mediciones fuera de línea se pueden realizar tomando una muestra de la banda de papel 102 cuando es producida en la máquina de papel y midiendo la propiedad en paralelo con la producción o tomando una muestra del rollo principal 190 y midiendo la propiedad después de que el rollo principal 190 haya sido retirado de la máquina de papel.

Como se expuso anteriormente en la primera a octava disposiciones, se pueden ajustar varios parámetros del proceso para tener un impacto en la lámina fibrosa resultante. Estos parámetros de proceso incluyen, por ejemplo: la consistencia de la banda incipiente húmeda 102 en los nip de moldeo 430, 530, 620, 710, 1030, 1040, 1130, 1140 o en la zona de moldeo 820; relaciones de crepado; la carga en los nip de moldeo 430, 530, 620, 710, 1030, 1040, 1130, 1140; el vacío generado por las cajas de vacío 614, 720, 1114, 1124; y la presión del aire generada por las cajas de soplado 616, 1116, 1126. Normalmente, un valor medido para cada propiedad del papel de la lámina fibrosa resultante se encuentra dentro de un rango deseado para esa propiedad del papel. El rango deseado variará dependiendo del producto final de la banda de papel 102. Si un valor medido para una propiedad del papel está fuera del rango deseado, un operador puede ajustar los diversos parámetros del proceso de esta invención de modo que, en una medición posterior de la propiedad del papel, el valor medido esté dentro del rango deseado. El vacío generado por las cajas de vacío 614, 720, 1114, 1124 y la presión de aire generada por las cajas de soplado 616, 1116, 1126 son parámetros de proceso que se pueden ajustar rápida y fácilmente mientras la máquina de papel está en funcionamiento. Como resultado, los procesos de fabricación de papel de mi invención, en particular los descritos en las disposiciones tres a seis y ocho, se pueden utilizar ventajosamente para fabricar productos de láminas fibrosas consistentes mediante ajustes en tiempo real o casi en tiempo real del proceso de fabricación de papel.

X. Construcción del rodillo de moldeo permeable

A continuación describiré la construcción del rodillo de moldeo permeable 610, 920, 1110, 1120 utilizado con las máquinas de fabricación de papel de las disposiciones tercera a sexta y octava. Para simplificar, los números de referencia utilizados para describir el rodillo de moldeo 610 (Figuras 6A y 6B) de la tercera disposición anterior se utilizarán a continuación para describir las características correspondientes. La Figura 12 es una vista en perspectiva del rodillo de moldeo 610, y la Figura 13 es una vista en sección transversal del rodillo de moldeo 610 mostrado en la Figura 12 tomada a lo largo del plano 13-13. El rodillo de moldeo 610 tiene una dirección radial y una forma cilíndrica con una dirección circunferencial C (ver Figura 14) que corresponde a la dirección MD de la máquina de fabricación de papel 600. El rodillo de moldeo 610 también tiene una dirección longitudinal L (ver Figura 13) que corresponde a la dirección CD de la máquina de fabricación de papel 600. El rodillo de moldeo 610 puede ser accionado en un extremo, el extremo accionado 1210. Se puede utilizar cualquier método adecuado conocido en la técnica para accionar el extremo accionado 1210 del rodillo de moldeo 610. El otro extremo del rodillo de moldeo 610, el extremo giratorio 1220, está soportado por 20 y gira alrededor de un eje 1230. El extremo accionado 1210 incluye una placa de extremo accionada 1212 y un eje 1214, que puede ser accionado. El extremo giratorio 1220 incluye una placa de extremo giratoria 1222. En esta disposición, la placa de extremo accionada 1212 y la placa de extremo giratoria 1222 están construidas de acero, que es un material estructural relativamente económico. Sin embargo, los expertos en la técnica reconocerán que las placas de extremo 1212, 1222 pueden construirse a partir de cualquier material estructural adecuado. La placa giratoria 1222 está unida al eje 1230 mediante un cojinete 1224. Una carcasa permeable 1310 está unida a la circunferencia de cada una de la placa de extremo accionada 1212 y la placa de extremo giratoria 1222 formando un vacío 1320 entre ellas. La superficie estampada permeable 612 está formada en el exterior de la carcasa permeable 1310. Los detalles de la carcasa permeable 1310 se analizarán más adelante. La caja de vacío 614 y la caja de soplado 616 están ubicadas en el vacío 1320 y están soportadas por el eje 1230 y una conexión giratoria 1352 a la placa de extremo accionada 1212 a través de la estructura de soporte 1354. La estructura de soporte 1354 permite transportar tanto vacío como aire presurizado a la caja de vacío 614 y la caja de soplado 616, respectivamente, a través del eje 1230. Tanto la caja de vacío 614 como la caja de soplado 616 son estacionarias, y la carcasa permeable 1310 gira alrededor de las cajas estacionarias 614, 616. Aunque la Figura 13 muestra que estas cajas están opuestas a entre sí en el rodillo, se reconoce que se pueden disponer en cualquier ángulo alrededor de la circunferencia del rodillo según sea necesario para llevar a cabo sus funciones. El vacío se extrae en la caja de vacío 614 mediante el uso de una línea de vacío 1332 que forma parte de la estructura de soporte de la caja 1354. Por lo tanto, una bomba de vacío 1334 puede aplicar vacío a la caja de vacío 614 a través de la línea de vacío 1332. De manera similar, se utiliza una bomba o un soplador 1344 para forzar aire a través de la línea de presión 1342 a 10 para crear una presión positiva en la caja de soplado 616.

La Figura 14 muestra una sección transversal de la carcasa permeable 1310 y de la caja de vacío 614, tomada a lo largo de la línea 14-14 en la Figura 13. La caja de soplado 616 está construida sustancialmente de la misma manera que la caja de vacío 614. Como se muestra en la Figura 14, la caja de vacío 614 tiene sustancialmente forma de U y tiene unos primeros extremos superiores 1420 y un segundo extremo superior 1430. Una parte abierta se extiende entre los dos extremos superiores 1420, 1430 que tienen una distancia D en la dirección C circunferencial (MD) del rodillo de moldeo 610. La distancia D de la parte abierta forma las zonas de vacío expuestas anteriormente. En esta disposición, la caja de vacío 614 está construida de acero inoxidable con paredes que son lo suficientemente gruesas para alojar el vacío generado en la cavidad 1410 y para soportar los rigores del funcionamiento del rodillo. Los expertos en la técnica reconocerán que se puede utilizar cualquier material estructural adecuado para la caja de vacío pero, preferiblemente, uno que sea resistente a la corrosión por la humedad que el vacío pueda extraer de la banda. En esta disposición, la caja de vacío 614 se representa con una única cavidad 1410 que se extiende en la dirección L longitudinal (CD) del rodillo de moldeo 610. Para generar un vacío uniforme a lo largo de la dirección L longitudinal (CD), puede ser deseable subdividir la caja de vacío 614 en múltiples cavidades 1410. Los expertos en la técnica reconocerán que se puede utilizar cualquier número de cavidades. Asimismo, puede ser deseable subdividir la caja de vacío 614 en múltiples cavidades en la dirección C circunferencial (MD) para formar, por ejemplo, la caja de vacío de dos etapas expuesta anteriormente.

Un sello está formado entre cada extremo 1420, 1430 de la caja de vacío 614 y una superficie interior 30 de la carcasa permeable 1310. En esta disposición, un tubo 1422 está situado en una cavidad formada en el primer extremo superior 1420 de la caja de vacío 614. Se aplica presión para inflar el tubo 1422 y para presionar un bloque de sellado 1424 contra la superficie interior de la carcasa permeable 1310. Asimismo, se colocan dos tubos 1432 dentro de las cavidades formadas en el segundo extremo superior 1430 y se utilizan para presionar un bloque de sellado 1434 contra la superficie interior de la carcasa permeable 1310. Además, una ducha de rodillo interna 1440 puede estar situada aguas arriba de la caja de vacío para aplicar un material lubricante, tal como agua, a la superficie inferior de la carcasa permeable 1310, reduciendo así las fuerzas de fricción y el desgaste entre los bloques de sellado 1424, 1434 y la carcasa permeable 1310. De manera similar, cada extremo en la dirección CD de la caja de vacío 614 y la caja de soplado 616 están sellados. Como se puede ver en la Figura 13, un tubo 1362 está situado en una cavidad formada en los extremos de la caja de vacío 614 y la caja de soplado 616 y se infla para presionar 10 un bloque de sellado 1364 contra la superficie interior de la carcasa permeable 1310. Se puede utilizar cualquier material de desgaste, tal como polipropileno o un polímero impregnado de politetrafluoroetileno, como bloques de sellado 1364, 1424 y 1434. Se puede utilizar cualquier material inflable adecuado, tal como caucho, para los tubos 1362, 1422, 1432.

Las Figuras 15A a 15E son disposiciones de la carcasa permeable 1310 que muestran el detalle 15 en la Figura 14. Las Figuras 15 A, 15B y 15C muestran una construcción de dos capas de la carcasa permeable 1310. La capa más interna es la capa estructural 1510, y la capa externa es una capa de moldeo 1520.

La capa estructural 1510 proporciona soporte a la carcasa permeable 1310. En esta disposición, la capa estructural 1510 está hecha de acero inoxidable, pero se puede utilizar cualquier material estructural adecuado. El espesor de la carcasa está diseñado para resistir las fuerzas ejercidas durante la producción de papel, incluidas, por ejemplo, las fuerzas ejercidas cuando el nip de moldeo 620 en la tercera disposición es un nip de prensado. El espesor de la capa estructural 1510 está diseñado para soportar las cargas sobre el rodillo para evitar fatiga y otros fallos. Por ejemplo, el espesor dependerá de la longitud del rodillo, el diámetro del rodillo, los materiales utilizados, la densidad de los canales 1512 y las cargas aplicadas. El análisis de elementos finitos se puede utilizar para determinar parámetros prácticos de diseño de rodillos y de la corona del rodillo, si es necesario. La capa estructural 1510 tiene una pluralidad de canales 1512. La pluralidad de canales 1512 conecta la capa exterior de la carcasa permeable 1310 con el interior del rodillo de moldeo 610. Cuando se genera un vacío o se ejerce una presión desde cualquiera de las cajas de vacío 614 o desde la caja de soplado 616, respectivamente, el aire 30 es impulsado o empujado a través de la pluralidad de canales 1512.

La capa de moldeo 1520 tiene un patrón para redistribuir y orientar las fibras de la banda 102 como se expuso anteriormente. En la tercera disposición, por ejemplo, la capa de moldeo 1520 es la superficie estampada permeable 612 del rodillo de moldeo 610. Como se expuso anteriormente, mi invención es particularmente adecuada para producir productos de papel absorbente, tales como productos de papel tisú y toallitas. Por lo tanto, para mejorar los beneficios respecto al volumen y absorbencia, la capa de moldeo 1520 está estampada preferiblemente en una escala fina adecuada para orientar las fibras de la banda 102. La densidad de cada una de los bolsillos y salientes de la capa de moldeo 1520 es preferiblemente mayor que aproximadamente cincuenta por 0,00064516 metros cuadrados (aproximadamente cincuenta por pulgada cuadrada) y más preferiblemente mayor que aproximadamente doscientos por 0,00064516 metros cuadrados (aproximadamente doscientos por pulgada cuadrada).

La Figura 16 es un ejemplo de una tela tejida de plástico preferida que se puede utilizar como capa de moldeo 1520. En esta disposición, la tela tejida se contrae alrededor de la capa estructural 1510. La tela se monta en el aparato como la capa de moldeo 1520, de modo que sus nudillos MD 1600, 1602, 1604, 1606, 1608, 1610 y demás se extiendan a lo largo de la dirección de la máquina de fabricación de papel (por ejemplo, 600 en la Figura 6A). La tela puede ser una tela multicapa que tiene bolsillos de crepado 1620, 1622, 1624, etc., entre los nudillos MD de la tela. También se proporciona una pluralidad de nudillos CD 1630, 1632, 1634, etc., que preferiblemente pueden estar ligeramente rebajados con respecto a los nudillos MD 1600, 1602, 1604, 1606, 1608, 1610 de la tela de crepado. Los nudillos CD 1630, 1632, 1634 pueden estar rebajados con respecto a los nudillos MD 1600, 1602, 1604, 1606, 1608, 1610 una distancia de aproximadamente 0,1 mm a aproximadamente 0,3 mm. Esta geometría crea una distribución única de fibra cuando la banda 102 se moldea en húmedo 20 a partir del rodillo de soporte 312 o la tela de transferencia 512, como se expuso anteriormente. Sin pretender limitarse a ninguna teoría, se cree que la estructura ilustrada, con "bolsillos" rebajados relativamente grandes y longitud y altura de nudillos limitadas en el CD, redistribuye la fibra tras el crepado de alto impacto para producir una lámina, que es especialmente adecuada para reciclar materia prima y proporciona un calibre sorprendente. En la sexta disposición, la capa de moldeo 1520 no está unida a la capa estructural 1510 y es la tela de moldeo 910 mostrada en las Figuras 9A y 9B.

Sin embargo, la capa de moldeo 1520 no se limita a estructuras tejidas. Por ejemplo, la capa de moldeo 1520 puede ser una capa de plástico o de metal que ha sido modelada mediante moleteado, perforación con láser, grabado, mecanizado, estampado y similares. La capa de plástico o metal puede 30 tener un patrón adecuado antes o después de aplicarse a la capa estructural 1510 del rodillo de moldeo 610.

Volviendo a la Figura 15 A, el espaciado y el diámetro de la pluralidad de canales 1512 están diseñados preferiblemente para proporcionar un vacío o presión de aire relativamente uniforme en la superficie del rodillo de la capa de moldeo 1520. Para ayudar a aplicar una presión uniforme, las ranuras 1514 que se extienden o se irradian desde la pluralidad de canales 1512 se pueden cortar en la superficie exterior de la capa estructural 1510. Aunque, se pueden utilizar otros diseños de canales adecuados para ayudar a distribuir la succión o la presión del aire debajo de la capa de moldeo 1520. Por ejemplo, el borde superior de cada canal 1512 puede tener un chaflán 1516, como se muestra en la Figura 15B. Además, la geometría del canal 1512 no se limita a cilindros circulares rectos. En su lugar, se pueden utilizar otras geometrías adecuadas que incluyen, por ejemplo, un cilindro trapezoidal recto, como se muestra en la Figura 15C, que se puede formar cuando la pluralidad de canales 1512 se crea mediante perforación con láser.

La pluralidad de canales 1512 tiene preferiblemente una construcción consistente con las necesidades estructurales de la carcasa permeable 1310 y la capacidad de aplicar uniformemente vacío o presión a la superficie de moldeo para efectuar la transferencia y el moldeo de la lámina. En las disposiciones mostradas en las Figuras 15 A, 15B y 15C, la pluralidad de canales 1512 tiene preferiblemente un diámetro medio de aproximadamente 0,05 cm a aproximadamente 1,27 cm (de aproximadamente dos centésimas de pulgada a aproximadamente media pulgada), más preferiblemente de aproximadamente 0,15 cm a aproximadamente 0,63 cm (de aproximadamente sesenta y dos milésimas de pulgada a aproximadamente un cuarto de pulgada). Al calcular el diámetro medio, se puede excluir el diámetro de las ranuras 1514 y del chaflán 1516. Cada canal 1512 está preferiblemente separado desde aproximadamente 0,16 cm a aproximadamente 0,95 cm (desde aproximadamente sesenta y cuatro milésimas de pulgada hasta aproximadamente trescientas setenta y cinco milésimas de pulgada) del siguiente canal más cercano 1512, más preferiblemente desde aproximadamente 0,31 cm a aproximadamente 0,63 cm (desde aproximadamente ciento veinticinco milésimas de pulgada hasta aproximadamente un cuarto de pulgada). Además, la capa estructural 1510 tiene preferiblemente una densidad de entre aproximadamente cincuenta canales por cincuenta por 0,00064516 metros cuadrados (aproximadamente cincuenta por pulgada cuadrada) y aproximadamente quinientos canales por 0,00064516 metros cuadrados (quinientos por pulgada cuadrada). Los canales más separados y las densidades de canal más elevadas pueden lograr una distribución del aire mejor y más uniforme. Puede ser difícil, sin embargo, lograr una densidad suficiente de la pluralidad de canales 1512 para aplicar una presión de aire uniforme a la capa de moldeo 1520 y todavía hacer que la capa estructural proporcione suficiente soporte estructural con la disposición mostrada en la Figura 15 A. Para aliviar esta preocupación, se puede utilizar una capa de distribución de aire 1530 como capa intermedia, como se muestra en la Figura 15D. La capa de distribución de aire 1530 está formada preferiblemente por un material permeable que permite que el aire impulsado o aspirado a través de la pluralidad de canales 1512 se extienda debajo de la capa de moldeo 1520, creando así una extracción o presión generalmente uniforme. Se puede utilizar cualquier material adecuado incluyendo, por ejemplo, metales sinterizados porosos, polímeros sinterizados y espumas poliméricas. Preferiblemente, el espesor de la capa de distribución de aire 1530 es de aproximadamente 0,25 cm a aproximadamente 2,5 cm (de aproximadamente un décimo de pulgada a aproximadamente una pulgada), más preferiblemente de aproximadamente 0,31 cm a aproximadamente 0,63 cm (aproximadamente un octavo de pulgada a aproximadamente media pulgada).

Cuando se utiliza la capa de distribución de aire 1530, la densidad de la pluralidad de canales 1512 se puede ampliar y aumentar los diámetros. En la disposición mostrada en la Figura 15D, la pluralidad de canales 1512 tiene preferiblemente un diámetro de aproximadamente dos centésimas de pulgada a aproximadamente cinco décimas de pulgada, más preferiblemente de aproximadamente 0,127 cm a aproximadamente 0,63 cm (de aproximadamente cinco centésimas de pulgada a aproximadamente un cuarto de pulgada). Cada canal 1512 está preferiblemente separado desde aproximadamente 0,127 cm a aproximadamente 2,5 cm (desde aproximadamente cinco centésimas de pulgada hasta aproximadamente una pulgada) del siguiente canal más cercano 1512, más preferiblemente desde aproximadamente 2,5 cm a 1,27 cm (desde aproximadamente 10 décimas de pulgada hasta aproximadamente cinco décimas de pulgada). Además, la capa estructural 1510 tiene preferiblemente una densidad de entre aproximadamente cincuenta canales 1512 por 0,00064516 metros cuadrados (aproximadamente cincuenta canales 1512 por pulgada cuadrada) y aproximadamente trescientos canales 1512 por 0,00064516 metros cuadrados (trescientos canales por pulgada cuadrada).

Como se muestra en la Figura 15E, puede que no sea necesaria una capa de moldeo separada 1520. En cambio, la superficie exterior 1518 de la capa estructural 1510 puede texturizarse o modelarse para formar la superficie estampada permeable 612. En la disposición mostrada en la Figura 15E, la superficie exterior 1518 está modelada mediante moleteado, pero se puede utilizar cualquier método adecuado conocido en la técnica, incluyendo, por ejemplo, perforación, grabado, estampado o mecanizado con láser, para texturizar o modelar la superficie exterior 1518. Aunque 15E muestra un patrón en la parte superior de una carcasa perforada, también es posible aplicar un patrón mediante moleteado, láser perforar, grabar, estampar o mecanizar 20 la superficie exterior de la capa de distribución de aire 1530 o la capa de moldeo 1520, como se expuso anteriormente.

La Figura 17 muestra una vista superior de una superficie exterior moleteada 1518, y la sección mostrada en la Figura 15E tomada a lo largo de la línea 15E-15E mostrada en la Figura 17. Si bien se puede utilizar cualquier patrón adecuado, la superficie moleteada tiene una pluralidad de salientes 1710, que en esta disposición, tienen forma de pirámide. Los salientes 1710 en forma de pirámide de esta disposición tienen un eje mayor que se extiende en la dirección MD del rodillo de moldeo 610 y un eje menor que se extiende en la dirección CD del rodillo de moldeo 610. El eje mayor es más largo que el eje menor, dando a la base 1712 de los salientes en forma de pirámide 1710 forma de diamante. Los salientes en forma de pirámide 1710 tienen cuatro lados laterales 1714 que forman un ángulo y se extienden hacia abajo desde el pináculo 1716 hasta la base 1712. Por lo tanto, el área donde se unen cuatro vértices de cuatro salientes diferentes en forma de pirámide 1710 forma un rebaje o bolsillo 1720. Los salientes 1710 en forma de pirámide y los bolsillos 1720 de la superficie exterior moleteada 1518 redistribuyen las fibras de fabricación de papel para moldear y formar rebajes y protuberancias inversas en la banda de papel 102.

Los salientes en forma de pirámide 1710 están separados por ranuras 1730. Las ranuras 1730 de la superficie exterior moleteada 1518 son similares a las ranuras 1514 descritas anteriormente con referencia a la Figura 15A. Las ranuras 1730 se irradian hacia fuera desde un canal 1512 para distribuir el aire que es empujado o impulsado a través de los canales 1512 a través de la superficie exterior moleteada 1518 y ayudan a distribuir uniformemente el aire a través de la superficie exterior moleteada 1518.

XI. Construcción del rodillo de moldeo no permeable

A continuación describiré la construcción del rodillo de moldeo no permeable 420, 520, 1010, 1020 10 utilizado con las máquinas de fabricación de papel de la primera, segunda y séptima disposiciones. Por simplicidad, los números de referencia utilizados para describir el rodillo de moldeo 420 de la primera disposición anterior se utilizarán a continuación para describir las características correspondientes. La Figura 18 es una vista en perspectiva del rodillo de moldeo no permeable 420. Al igual que el rodillo de moldeo permeable 610, descrito anteriormente, el rodillo de moldeo no permeable 420 tiene una dirección radial y una forma cilíndrica con una dirección circunferencial que corresponde a la dirección MD de la máquina de fabricación de papel 400. El rodillo de moldeo 420 también tiene una dirección longitudinal que corresponde a la dirección CD de la máquina de fabricación de papel 400.

El rodillo de moldeo no permeable 420 tiene un primer extremo 1810 y un segundo extremo 1820. Uno o ambos del primer o segundo extremo 1810, 1820 pueden ser accionados por cualquier medio adecuado conocido en la técnica. En esta disposición, ambos extremos tienen ejes 1814, 1824 que están, respectivamente, conectados a placas de extremo 1812, 1822. Las placas de extremo 1812, 1822 soportan cada extremo de una carcasa (no mostrada) sobre la cual es formada la superficie estampada 422. El rodillo puede estar hecho de cualquier material estructural adecuado conocido en la técnica, incluido, por ejemplo, acero. La carcasa forma el soporte estructural para la superficie estampada 422 y puede construirse como un cilindro de acero inoxidable, similar a la carcasa permeable 1310 analizada anteriormente pero sin los canales 1512.

Sin embargo, el rodillo de moldeo 420 no se limita a esta construcción. Se puede utilizar cualquier construcción de rodillo adecuada conocida en la técnica para construir el rodillo de moldeo no permeable 420. La superficie estampada 422 se puede formar de manera similar a la capa de moldeo 1520 expuesta anteriormente. Por ejemplo, la superficie estampada 422 puede estar formada por una tela tejida (tal como la tela expuesta anteriormente con referencia a la Figura 14) que se encoge alrededor de la carcasa del rodillo de moldeo no permeable. En otro ejemplo, la superficie exterior de la carcasa puede tener textura o patrón. Se puede utilizar cualquier método adecuado conocido en la técnica, incluido, por ejemplo, moleteado (tal como el moleteado expuesto anteriormente con referencia a la Figura 17), grabado, estampado o mecanizado, para texturizar o modelar la superficie exterior. La superficie estampada 422 también se puede formar mediante perforación o grabado con láser y, en tal caso, está formada preferiblemente a partir de un plástico elastomérico, pero se puede utilizar cualquier material adecuado.

Aunque esta invención se ha descrito en ciertas disposiciones específicas a modo de ejemplo, muchas modificaciones y variaciones adicionales resultarán evidentes para los expertos en la técnica a la luz de esta divulgación. Por lo tanto, se debe entenderse que esta invención se puede poner en práctica de forma diferente a la descrita específicamente. Por lo tanto, las disposiciones a modo de ejemplo de la invención se deben considerar en todos los aspectos ilustrativas y no restrictivas y el alcance de la invención debe estar determinado únicamente por las reivindicaciones.

Aplicabilidad industrial

La invención se puede utilizar para producir productos de papel deseables, tales como toallitas de papel y pañuelos de papel de baño. Por tanto, la invención es aplicable a la industria de productos de papel.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un rodillo para moldear una lámina fibrosa, comprendiendo el rodillo:

una carcasa cilíndrica configurada para ser accionada de forma giratoria en una dirección circunferencial, incluyendo la carcasa cilíndrica (610) una superficie interior y una superficie exterior estampada permeable (612), siendo la carcasa cilíndrica (610) permeable para permitir que el aire se mueva a través de la carcasa cilíndrica (610), la superficie exterior estampada permeable (612) de la carcasa cilíndrica (610) tiene al menos uno de una pluralidad de rebajes y una pluralidad de salientes, siendo la densidad de al menos uno de la pluralidad de rebajes y la pluralidad de salientes superiores a aproximadamente cincuenta por 0,00064516 metros cuadrados (aproximadamente cincuenta por pulgada cuadrada); y

una caja de vacío (614) situada en el interior de la carcasa cilíndrica (610) y que está configurada para extraer aire desde la superficie exterior (612) permeable y estampada de la carcasa cilíndrica (610) hasta la superficie interior de la carcasa cilíndrica (610), siendo la caja de vacío (614) estacionaria con respecto a la rotación de la carcasa cilíndrica (610).

2. El rodillo de la reivindicación 1, que comprende además una bomba de vacío conectada a la caja de vacío (614), en donde la bomba de vacío se utiliza para extraer aire desde la superficie exterior (612) permeable y estampada de la carcasa cilíndrica (610) hasta la superficie interior de la carcasa cilíndrica (610).

3. El rodillo de una de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una caja de soplado (616) situada en el interior de la carcasa cilíndrica (610) y que está configurada para empujar aire desde la superficie interior de la carcasa cilíndrica (610) hacia la superficie exterior, permeable estampada (612) de la carcasa cilíndrica (610), siendo la caja de soplado (616) estacionaria con respecto a la rotación de la carcasa cilíndrica (610), y en particular estando conectada una bomba a la caja de soplado (616), en donde la bomba se utiliza para empujar aire desde la superficie interior de la carcasa cilíndrica (610) hasta la superficie exterior estampada permeable de la carcasa cilíndrica (610).

4. El rodillo de una de las reivindicaciones anteriores, en el que la densidad de al menos uno de la pluralidad de rebajes y la pluralidad de salientes es mayor que aproximadamente doscientos por 0,00064516 metros cuadrados (aproximadamente doscientos por pulgada cuadrada).

5. El rodillo de una de las reivindicaciones anteriores, en el que la superficie exterior (612) permeable estampada está formada por al menos uno de moleteado, perforación con láser, grabado, estampado y mecanizado de la superficie exterior de la carcasa cilíndrica (610).

6. El rodillo de una de las reivindicaciones anteriores, en el que la carcasa cilíndrica (610) incluye además una capa estructural (1510), teniendo la capa estructural (1510) una pluralidad de canales (1512) a través del espesor de la capa estructural (1510), estando configurada la pluralidad de canales (1512) para permitir que el aire se mueva a través de la capa estructural (1510).

7. El rodillo de la reivindicación 6, que comprende además una capa de distribución de aire (1530) situada entre la capa estructural (1510) y la carcasa cilíndrica (610), siendo la capa de distribución de aire (1530) permeable para distribuir el aire movido a través de la capa estructural (1530).

8. El rodillo de la reivindicación 7, en el que la capa de distribución de aire (1530) comprende al menos uno de metales sinterizados, polímeros sinterizados y espumas poliméricas.

9. El rodillo de la reivindicación 6, que comprende además una pluralidad de ranuras (1514) que se extienden desde cada uno de la pluralidad de canales (1512), estando configurada la pluralidad de ranuras (1514) para distribuir debajo de la capa de moldeo el aire movido a través de la capa estructural (1510).

10. El rodillo de la reivindicación 6, en el que cada uno de la pluralidad de canales (1512) tiene un extremo interior, un extremo exterior y un chaflán en el extremo exterior.

11. El rodillo de la reivindicación 6, en el que cada uno de la pluralidad de canales (1512) es al menos uno de entre un cilindro circular recto y un cilindro trapezoidal recto.

12. El rodillo de una de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una sección de limpieza (640) situada en el interior de la carcasa cilíndrica (610) y que está configurada para dirigir un medio de limpieza desde la superficie interior de la carcasa cilíndrica (610) hasta la superficie exterior permeable, estampada (612) de la carcasa cilíndrica (610), en donde en particular la sección de limpieza incluye una ducha (642) y el medio de limpieza incluye al menos uno de agua y una solución de limpieza.