MXPA98010072A - Metodo para la transferencia rapida mejorada para producir un volumen alto sin macrodobleces - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un método para mejorar la transferencia rápida de un tejido, tal como un tejido de tissue. El método proporciona angulos mayores deconvergencia (AC) y de divergencia (AD) de la tela portadora y de la tela de transferencia en el punto de transferencia mediante el deflexionar la tela portadora hacia la tela de transferencia usando un elemento de deflexión, tal como un rodillo colocado puesto a la cabeza de transferencia de vacío. Los angulos mayores de convergencia y de divergencia minimizan el potencial para que sean formados macrodobleces indeseables en el tejido durante la transferencia.

Description

MÉTODO PARA LA TRANSFERENCIA R PIDA MEJORADA PARA PRODUCIR UN VOLUMEN ALTO SIN MACRODOBLECES Antecedentes En el arte de fabricación de papel, muchos procesos se basan sobre la formación húmeda, por lo que una solución acuosa diluida de fibras de fabricación de papel se depositan sobre una tela móvil o entre dos bandas porosas móviles. La solución se drena a través de la tela o telas para crear un tejido embriónico de fibras húmedas, las cuales son entonces además procesadas en una variedad de formas, opcionalmente incluyendo operaciones tal como el prensado, el moldeado en húmedo, la transferencia rápida, el secado continuo, el secado con contacto, el crepado, el microcrepado, el recubrimiento, el calendrado, el grabado, y similares para crear un tej ido seco de papel con las propiedades deseadas . Para muchos productos tal como las toallas, el papel facial y de baño, los componentes absorbentes en los artículos absorbentes, limpiadores y similares, los atributos deseados pueden incluir cualesquiera de los siguientes: alto volumen, alta absorbencia, una elasticidad húmeda alta, un volumen hueco interno alto, flexibilidad, y una alta resistencia o extendibilidad bajo tensión. Una operación la cual puede ser util para mejorar alguna de estas propiedades es el acortamiento del tejido. El acortamiento del tej ido puede lograr una variedad de propiedades físicas dependiendo del modo de ejecución. Un modo de ejecución es la transferencia de un tejido desde una tela portadora a una tela de transferencia (ya sea una tela secadora o una tela o fieltro intermedio) , con la tela de transferencia desplazándose a una velocidad esencialmente más lenta que la de la tela portadora. Tal método involucra una transferencia de velocidad diferencial a una tela más lenta que se llama la transferencia rápida. El ejemplo conocido más antiguo de la transferencia rápida es el de G.W. Dorfel de la Patente Alemana número 2,112,395, intitulada "Proceso y Aparato para el Tratamiento del Tejido de Papel en una Máquina de Papel" expedida el 7 de Octubre de 1971, la cual enseña la transferencia de un tejido después de un punto de presión sobre un fieltro que corre a un segundo punto de presión de una sección de prensa con el segundo punto de presión corriendo más lentamente que el primero. Este proceso de transferencia elimina el estiramiento de la hoja que ocurre frecuentemente durante un jalador y se dice que mejora las propiedades de resistencia de la hoja. En forma similar, P.J. Valkama en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 4,225,384, intitulada "Método de Operación de una Máquina y Papel, Particularmente una Sección de Prensa de la Misma", otorgada el 30 de Septiembre de 1980, enseña un método para hacer un papel estirable o un cartón estirable que incluye el acortamiento del tejido a través de la patente Finlandesa 44,334.

Un ejemplo inicial de la transferencia rápida para el tissue se muestra por Christian Schiel en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 4,072,557, "Un Método y Aparato Para Encojer un Tejido que se Desplaza de Material Fibroso", otorgada el 7 de Febrero de 1978. El método de Shiel está presentado como una alternativa para el crepado seco para los tejidos con una resistencia insuficiente para el crepado. El proceso da una tensión en la dirección de la máquina superior que si el tejido fuera acortado por el mismo grado mediante el crepado. La transferencia rápida a una tela que se mueve más lenta ocurre a través de una cabeza de transferencia de fuerza centrifuga, aplicando una presión neumática diferencial a través de los alambres para mover la hoja a la nueva tela. El objetivo es una tela encoj ida con una alta resistencia, no un alto volumen. Como la presente invención, Shiel enseña una configuración de transferencia rápida en la cual la tela portadora se deflexiona hacia arriba hacia una tela de transferencia. Shiel también enseña el uso de un radio pequeño de curvatura (de menos de cinco pulgadas) en la cabeza de transferencia (aquí llamada el elemento de deflexión de tela portadora) , enseña el uso de una caja de succión arriba de la tela de transferencia, y enseña el uso de una presión de aire entregada a través de una boquilla en el elemento de deflexión de tela portadora para aplicar una presión diferencial a través del tejido para efectuar su transferencia. Los dibujos de Schiel muestran que la tela de transferencia de desplaza en un plano único, no deflexionado por el golpe del elemento de deflexión de tela portadora, pero cualesquier fuerza de contacto entre los dos alambres resultará en la deflexión y el golpe de un alambre con el otro, reduciendo los ángulos convergencia y de divergencia y aumentando el tamaño de la zona de contacto.

Otro método más adecuado para el tissue suave es aquel de E. ells y T.A. Hensler en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 4,440,597 intitulada "Proceso Concomitante y Papel Húmedo Microcontactado" otorgada el 3 de Abril de 1984. Wells y Hensler enseñan el uso de una tela de transferencia que tiene un volumen hueco superior que el de la tela portadora a fin de que la hoja se forcé en el volumen hueco adicional al de su acelerancia. Una cabeza de transferencia convexa y curva con una ranura de vacío central se usó para forzar los dos alambres juntos y para transferir el tejido. En efecto, la invención de Wells y Hensler es mucho la misma que la de Schiel excepto porque el tej ido de papel en Schiel es transferido hacia afuera del alambre en contacto con la cabeza de transferencia, mientras que en la de Wells y Hensler se transfiere sobre el alambre en contacto con la cabeza de transferencia, con presión positiva desde la cabeza de transferencia necesaria para la transferencia en Schiel, mientras que las presiones de vacío se requieren para la transferencia en Wells y Hensler. La zapata de toma de vacío usada en Wells y Hensler se relacionó a aquella enseñada en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica comunmente cedida No. 3,309,263 de R.E. Grobe, "Toma y Transferencia de Tejido para una Máquina para hacer Papel" otorgada el 14 de Marzo de 1967. Una tecnología de transferencia de tejido relacionada es el uso de un rodillo de succión para la transferencia de un tejido desde la tela formadora sin la compresión en un punto de presión como se encuentra en la patente Canadiense No. 873,651 otorgada a D.C. Cronin el 22 de Junio de 1971.

La transferencia rápida en un proceso no crepado para hacer toallas de papel se mostró por R.F. Cook y D.S. Westbrook en una Patenta de los Estados Unidos de Norteamérica No. 5,048,589, "Toalla de Limpiador o de Manos no Crepada" otorgada en 17 de Septiembre de 1991, incorporada aquí por referencia. El tejido es transferido de la tela formadora a una tela de secado continuo con una velocidad diferencial menor de alrededor de 10%. Un concepto relacionado se enseña por Bernard Klowak en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 4,849,054. "Material de Hoja de Fibra Grabado de Alto Volumen y Aparato y Método para la Fabricación del Mismo", otorgada el 18 de Julio de 1989. En el método de Klowak, el tejido es prensado a un nivel de sólidos de sobre 30% y se transfiere a un rodillo liso, seguido por la transferencia rápida desde el rodillo sobre una tela tridimensional altamente texturizada a fin de grabar la hoja encontrada y la tela de transferencia. En ese caso, hay una microcompactación relativamente pequeña de la hoja durante la transferencia rápida (evidenciada por la resistencia a la tensiór. muy alta de tejido); el volumen incrementado es grandemente debido a que se conforma macroscópicamente la hoja sobre la tela texturizada (volumen externo) . En contraste, la transferencia rápida a una tela de transferencia de volumen bajo relativamente plana puede resultar en un volumen significante de la hoja a un nivel microscópico (volumen interno) mientras que se mantiene una estructura relativamente lisa macroscópicamente. Tal tejido se enseña por T.E. Farrington y otros, en la solicitud comunmente cedida copendiente de la solicitud de la Gran Bretaña 2,279,372 A, "Un Papel de Tissue Suave", publicada en 4 de Enero de 1995. En el método de Farrington y otros, la transferencia rápida preferiblemente ocurre entre la tela formadora y una tela de transferencia relativamente suave adicional y subsecuente, desde la cual la hoja se transferirá de nuevo a sobre una tela secadora continua (también con una transferencia rápida opcional) . Este método está relacionado a aquel que se enseña por Steven A. Engel y otros, en la solicitud de Patente comúnmente cedida copendiente serie No. 08/036,649 intitulada "Método para Hacer Hojas de Secado Continuo no Crepadas y Suaves" presentada el 24 de Marzo de 1993. Una o más telas de transferencia están colocadas entre la tela formadora y una tela de secado continuo subsecuente. Durante la transferencia de hoja desde la tela formadora a la tela de transferencia o la transferencia desde la tela de transferencia a la tela secadora continua, o ambas, la transferencia es de una tela a otra tela moviéndose a una velocidad esencialmente más lenta. Tal método puede resultar e un estiramiento en la dirección de la máquina (como se determin con una prueba de resistencia a la tensión en la dirección de l máquina estándar de una hoja acondicionada) de alrededor 5 alrededor de 40 por ciento en una hoja no crepada.

Un aspecto importante del método de transferenci rápida mostrado por Engel y otros, es que la región de contacto entre los dos alambres que se mueven a diferentes velocidades debe ser pequeña. En el trabajo experimental, se aprendió que l zapata de transferencia rápida usada en el método de Wells Hensler limita significativamente el éxito del proceso de transferencia rápida. Bajo muchas condiciones, el producto puede ser echado a perder por los "macrodobleces" , los cuales aparece como siendo regiones en donde parte de la hoja se ha risado y se ha doblado de regreso sobre si misma. Los macrodobleces se cree que son un problema potencial en todas las formas conocidas de transferencia rápida, pero la severidad del problema o las condiciones en las cuales este es factible se determinará fuertemente por la naturaleza del proceso de transferenci rápida. Wells y Hensler enseñan el uso de una zapata de transferencia curva con un radio constante de curvatura el cual es deprimido en la extensión de la tela portadora, permitiend una longitud significante de contacto entre las dos telas, incluyendo el contacto antes y después de la ranura de vacío. Bajo muchas otras condiciones de operación deseables, la extensión prolongada de la zona en la cual la hoja se transfiere de una, tela a la otra se cree que permite que ocurra el doblado de la hoja, resultando en macrodobleces. En contraste, Engel y otros enseñan el uso de una zapata de transferencia en donde la tela portadora y la tela de transferencia convergen y divergen en el borde delantero de la ranura de vacío (aparentemente basándose sobre la presunción de que las telas no son deformadas por la presencia del vacío y de que las telas y el tejido no tienen espesor, sino que en realidad la zona de contacto será finita) . Mediante el moverse hacia el "punto de contacto" entre los dos tejidos, Engel y otros proporcionan un sistema de transferencia rápida con mucho más flexibilidad en términos de condiciones de operación exitosa y uno el cual sirvió mejor para proporcionar el desaglutinamiento interno y el abultamiento de la hoja, más bien que el meramente conformar una hoja a una tela con un volumen hueco alto. El uso de una tela de transferencia lisa relativamente es especialmente util para lograr el objetivo de aumentar el volumen y la suavidad interna.

Otros métodos del acortamiento de hoja se conocen, incluyendo el microcrepado seco, el crepado húmedo y el crepado seco, y los métodos involucran el transferir entre un tejido sobre un rodillo sólido a una tela móvil más lenta. Tal método se enseña para compactar el papel periódico para aumentar el espesor en la solicitud alemana DE 1696176, publicada el 30 de Septiembre de 1976 por H.S. Welsh. La invención de Welsh involucra una banda de movimiento en contacto con la distancia substancial con un rodillo móvil más rápido, dicho rodillo entra en la zona de flB contacto con un tejido de papel sujeto a su superficie. La diferencia de velocidad se dice que aumenta el espesor del tejido 5 por 2-4%. El tejido se requiere que sea de una sequedad de 30- 50%. Una patente otorgada a S.B. Weldon intitulada "Aparato y proceso para tratar un material tejido", la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 4,551,199, otorgada el 5 de Noviembre de 1985, describe un concepto similar, en el cual una tela de transferencia texturizada engancha un tejido sobre un rodillo móvil más rápido, permitiendo al tejido el ser comprimido en los espacios huecos de la tela y por tanto cerrarse en el lugar. El proceso se dice que crepa, graba, agrega volumen y aumenta el estiramiento de la hoja que se va a tratar. 15 Además de los rodillos de vacío y de las cabezas de transferencia con vacío.para efectuar la transferencia de una hoja de un tejido a otro, también son conocidos los chorros de. aire y los sopladores de aire. M.M. Murray y B.H. Andrews en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 3,351,521 intitulada "Mecanismo de Transferencia para un Tejido", otorgada el 7 de Noviembre de 1967, enseña el uso de un chorro de aire para facilitar la transferencia de un tejido de papel húmedo a un fieltro. En este sistema, el chorro de aire sirve para soltar el tejido de ser sujetado firmemente a la tela formadora. El tejido de papel soltado se desplaza a través de un jalado abierto substancial y se dobla alrededor de un rodillo antes de que se ponga en proximidad del fieltro. El chorro de aire no coloca al tejido húmedo en contra del fieltro. El fieltro parece estar varios pies alejado del chorro de aire y el vector definido por el flujo de la boquilla de aire ni siquiera intercecta con el fieltro. No hay un mecanismo para lograr la transferencia rápida con este sistema.

L.B. Osterberg y B.A. Unneberg en la Patente Canadiense No. 1,029,998 "Arreglo para Separar un Tejido de Papel del Alambre en una Máquina de Fabricación de Papel", otorgada el 25 de Abril de 1978, enseña el uso de chorros de aire para remover un tejido del Fourdrinier cuando falla el sistema de transferencia normal (por ejemplo, después de un rompimiento del tejido o durante el encendido) . Usando las cuchillas de aire o las cajas de vacío para ayudar a la transferencia entre las telas (incluyendo fieltros de prensa) es muy conocido, y algunos grados pequeños de velocidad diferencial son probablemente comunes en tales procesos aún cuando no se desea una velocidad diferencial. Los jalados positivos, en los cuales la hoja es estirada ligeramente, son muy comunes, pero es concevible el que los jalados negativos, (resultando en una transferencia rápida) han ocurrido regularmente en la operación comercial de las transferencias de hoja convencionales. El grado de transferencia rápida en tales casos es posiblemente sobre el orden de 5% o menos .

A pesar de las ganancias hechas por Engel y otroe, la transferencia rápida en sus procesos aún no ocurre sobre una extensión finita de contacto simultaneo entre los dos alambres que se mueven diferencialmente. Por tanto y en la necesidad de un método de transferencia rápida que proporcione un mejor control de la geometría de la región de contacto y permita el control de la fuerza de contacto entre las telas, produciendo por tanto un volumen interno mejorado sin macrodobleces.

Sintesis de la Invención En general, la invención es un proceso de transferencia rápida modificado para usarse en procesos de fabricación de papel colocado en húmedo en el cual el contacto entre la tela portadora y la tela de transferencia en la zona de transferencia rápida se define por una zapata, un rodillo, u otro soporte convexo debajo de la tela portadora acoplado con una zapata de transferencia con vacío opuesta, la cual es preferiblemente convexa, ya sea curva o en ángulo, en contacto con la tela de transferencia. Este método permite que se logren ángulos mayores de convergencia y de divergencia entre las dos telas, reduciendo posiblemente la longitud de la zona de contacto entre las dos telas a una distancia pequeña arbitraria o eliminándola del todo, opcionalmente con la ayuda de un chorro o cuchilla de aire en una zapata de soporte de tela portadora. La reducción de la región de contacto entre las dos telas ayuda a reducir el peligro de los macrodobleces y otras formas de un daño de hoja, especialmente a niveles superiores de transferencia rápida. La zona de contacto reducido también ayuda a la tela de transferencia para obtener una textura arbitraria sin el riesgo del daño al tejido mediante una fricción excesiva de los elementos resaltados de la tela de transferencia.

Por tanto en un aspecto, la presente invención reside en un método para transferir un tejido sostenido por una tela portadora a una tela de transferencia que se mueve más lenta en donde la tela de transferencia y la tela portadora convergen y divergen al pasar la tela de transferencia sobre una zapata de vacío teniendo una ranura de vacío y la tela portadora pasa sobre un elemento de deflexión, en donde la zapata de vacío deflexiona la tela de transferencia hacia la tela portadora y el elemento de deflexión deflexiona la tela portadora hacia la zapata de vacío de manera que el tejido se transfiere a la tela de transferencia al pasar el tejido sobre la ranura de vacío.

En algunas incorporaciones, es posible el que una separación pequeña pero finita pueda mantenerse entre las telas, aún cuando las fuerzas de corte en un punto de contacto pueden ser deseables en muchos casos para el desaglutinamiento interno del tejido. También, el método de esta invención puede proporcionar fuerzas de impulsión de presión adicional para la transferencia de hoja más allá del rango inherentemente limitado de la presión con vacío mediante el proporcionar una zapata de soporte inferior bajo la tela portadora que no solo controle la geometría de la región de transferencia, sino que también proporcione un chorro de aire o chorros de aire para levantar la hoja fuera de la tela portadora, desacelerando la hoja como se desee, y colocándola en contacto con la tela de transferencia. Además, el método de esta invención puede proporcionar medios para mejorar el control sobre la geometría y la operación física de la región de transferencia de manera que los ajustes y modificaciones puedan hacerse fácilmente mientras que la máquina de papel continué operando. Tales modificaciones incluyen el cambiar la fuerza de contacto del rodillo o zapata de soporte de la tela portadora, controlar el perfil de fuerza en la dirección de la máquina transversal, controlar la ubicación axial y transversal de la zapata de soporte así como la inclinación posible de la zapata; controlar la tasa de flujo de aire cuando las boquillas son usadas en la zapata de soporte de tela portadora; y controlar la posición de la cabeza de transferencia así como el nivel de vacío en dicha cabeza de transferencia.

En las incorporaciones preferidas, los ángulos efectivos de convergancia y divergencia de los dos alambres pueden ser de alrededor de 5 grados o más, preferiblemente de alrededor de 10 grados o más, más preferiblemente de 20 grados o más, aún más preferiblemente de 30 grados o más, y más preferiblemente de 45 grados o más, con otra incorporación más preferible comprendiendo el rango de 40 a 80 grados. El ángulo de divergencia se cree que es más crítico para el éxito de la invención, de manera que el ángulo de convergencia puede ser 5 significativamente más bajo que el ángulo de divergencia mientras que aún cae dentro del alcance la presente invención. Los ángulos entre las telas están definidos por el ángulo entre las tangentes a los alambres a una distancia de 2 pulgadas hacia arriba del borde delantero de la ranura con vacío o de las aberturas con vacío en la cabeza de transferencia para el ángulo de convergencia, y a una distancia de 2 pulgadas hacia abajo del borde de la ranura de vacío o de las aberturas con vacío en la cabeza de transferencia para el ángulo de divergencia. Una definición alterna del ángulo, llamado "ángulo de convergencia alterno" y "ángulo de divergencia alterno", respectivamente, es idéntico a la definición previa pero a distancias de 4 pulgadas más bien que de dos pulgadas desde los extremos de la ranura de átk vacío o región de aberturas con vacío.

Breve Descripción de los Dibujos Las figuras 1A y IB ilustran los sistemas de transferencia rápida del arte previo.

La figura 2 es una representación esquemática de un "macrodobles" en un tejido.

La figura 3 es una representación esquemática de un método de transferencia rápida de acuerdo con esta invención.

La figura 4 es una representación esquemática de un método alterno de acuerdo con esta invención.

La figura 5 es una ilustación esquemática más detallada de la zona de transferencia en el método de esta invención.

La figura 6 es una ilustración esquemática similar a la de la Figura 5, pero exhibiendo un elemento de deflexión estacionario con un chorro de aire interior.

Descripción detallada del Dibujo Refiriéndose a la Figura 1A, está mostrado esquemáticamente un sistema de transferencia rápida del arte previo como se muestra por la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 4,072,557 otorgada a Schiel, previamente discutida. Está mostrada la tela portadora 1, una cabeza de transferencia presurizado 2, una tela de transferencia 3 y una caja de succión 4.

La figura IB también ilustra esquemáticamente un proceso de transferencia rápido del arte previo como se enseña por la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Nc. 4,440,597 otorgada a Wells y otros. Está mostrada una zapata de toma con vacío 5 la cual deflexiona la tela de transferencia 3 y la tela portadora 1 en la zona de transferencia.

La figura 2 es una ilustración esquemática simple de un "macrodobles" , en el cual ciertas regiones del tejido sen dobladas sobre el tejido.

La figura 3 es una ilustración esquemática de un proceso de transferencia rápida de acuerdo con esta invención. Está mostrada la tela portadora 1 y la tela de trasferencia 3 convergiendo y divergiendo en la zona de trasferencia. La tela portadora es deflexionada hacia afuera de su plano hacia la tela de transferencia mediante el elemento de deflexión 6. La tela de transferencia está deflexionada afuera de su plano entre los rodillos circundantes hacia la tela portadora por la zapata de vacío 5. Más bien que el contacto siendo logrado mediante el golpeo de la zapata de transferencia en el plano de la tela portadora, se logra lo opuesto al ser empujada la tela portadora hacia la cabeza de transferencia.

La figura 4 es una ilustración esquemática de una incorporación alterna de esta invención, en donde el ángulo de divergencia entre la tela portadora y la tela de transferencia se aumenta además por la presencia de un segundo elemento de deflexión 8 hacia abajo del punto de transferencia de manera que la tela portadora desnuda (no llevando ya un tejido) se 5 deflexiona hacia afuera de la tela de transferencia. Tal rodillo de deflexión también puede colocarse hacia arriba del punto de transferencia para aumentar el ángulo de convergencia, pero el rodillo tendrá que hacer contacto con el tejido de papel húmedo y puede causar una compresión no deseada del tejido. Para deflexionar la tela portadora hacia afuera de la tela de transferencia sin comprimir mecánicamente el tejido de papel, una caja de vacío puede ser deseable para proporcionar una fuerza hacia abajo de la tela portadora y un tejido de papel adelante de la zona de transferencia. La caja de vacío puede ser acoplada con una caja de vapor sobre el lado del tejido de papel de la tela portadora para precalentar el tejido y mejorar la remoción de agua y posiblemente mejorar las propiedades del tejido para la fase de transferencia rápida. La deflexión de la tela portadora hacia arriba de la zona de transferencia y el desagüe adicional puede también lograrse mediante el uso de chorros de aire o de una prensa de aire, en donde el aire, incluyendo el aire calentado, es golpeado en contra del tejido húmedo, posiblemente con la succión de vacío abajo.

La presente invención difiere sobre ambos Schiel y Wells y Henslet en que proporciona dos elementos de deflexión, uno detrás de cada alambre que se aproxima a la zona de trasferencia, para controlar los ángulos de convergencia y de divergencia y para minimizar la longitud de la zona de contacto, en contraste a los métodos del arte relacionado en los cuales el alambre deflexionado por la zapata de transferencia pega en el plano del alambre opuesto. La presente invención está además distinguida sobre el arte previo en que proporciona la posibilidad de una separación finita entre los alambres a través de los cuales tiene lugar la transferencia rápida del tejido sin el contacto entre los dos alambres. Logrando esta última incorporación requerirá el uso de una cuchilla de aire más estrecha más bien que una mera presión diferente sobre una amplia área, con el chorro de agua estrecho dirigido adecuadalente para levantar y desacelerar el tej ido y prensarlo en contra de la tela de transferencia que se mueve más lenta.

Los detalles de la zona de transferencia en una incorporación de esta invención se muestran en la Figura 5. Está mostrada la ranura de vacío 10 dentro de la zapata de toma de vacío 5, el tejido 11 siendo transferido de la tela portadora 1 a la tela de transferencia 3, el elemento de deflexión 6, el ángulo de divergencia "AD" y el ángulo de convergencia "AC" . El elemento de deflexión de la tela portadora empuja a la tela y al t jido adentro de la zona de transferencia. La figura 5 muestra la zona de transferencia establecida en el borde delantero 12 de la ranura de transferencia con vacío, la cual es una incorporación preferida, pero se reconoce que las posiciones relativas del elemeno de deflexión de tela portadora y de la zapata de transferencia pueden ajustarse para establecer una zona de transferencia en los lugares alternos en relación a la zapata de transferencia de vacío, incluyendo un borde de cola de 13 de la ranura de transferencia con vacío. La transferencia se ayuda por la succión a través de una ranura con vacío u otras aberturas en la zapata de transferencia o en el rodillo de succión (no mostrado) . Preferiblemente, una zapata de transferencia se usó como se enseña por Engel y otros. Otros diseños de zapata de vacío posibles incluyen aquellos de Wells y Hensler así como los de Grobe y otros . El elemento de deflexión de tela portadora puede ser ya sea una zapata estacionaria o un elemento móvil tal como un rodillo de radio pequeño. Para ayudar a mantener un punto de contacto pequeño, el radio efectivo de curvatura del elemento de deflexión debe ser pequeño, y en particular debe ser de menos de alrededor de 14 pulgadas, preferiblemente de menos de alrededor de 8 pulgadas, preferiblemente de menos de alrededor de 5 pulgadas, más preferiblemente de menos de 3 pulgadas, aún más preferiblemente de menos de 2 pulgadas, con los valores especialmente preferidos siendo de entre 0.2 y 2 pulgadas y particularmente dentro de alrededor de 0.4 y 1.5 pulgadas. Los elementos deformables deben ser incluidos en la zapatas o rodillos usados, o en sus medios de soporte respectivos, a fin de ayudar a mantener una separación constante o una carga compresiva constante entre los dos elementos. La ranura con vacío debe ser estrecha, preferiblemente de menos de 3 pulgadas, más preferiblemente de menos de 1.5 pulgadas, más preferiblemente de menos de 1 pulgada, y más preferiblemente aún de menos de 0.5 pulgadas .

Dado que la separación de una tela portadora de una superficie sólida puede inducir a las fuerzas de vacío en el punto de separación, lo cual puede oponerse a la transferencia de la tela, se prefiere que el elemento de deflexión de tela portadora sea equipado con medios para romper el sello entre la tela portadora y el elemento de deflexión. Tales medios para cualesquiera un elemento de deflexión giratorio estacionario pueden incluir ranuras, orificios ciegos, canales o ranuras sobre la superficie del elemento para proporcionar acceso al flujo de aire desde la atmósfera circundante hacia el punto de separación. Otros medios para el rompimiento del sello entre la tela portadora y el elemento de deflexión incluyen el uso de una superficie porosa tal como un metal sinterizado o una cerámica porosa. Alternativamente, el elemento puede ser equipado internamente con medios para conducir aire o vapor suministrado desde dentro del elemento mismo hacia la superficie exterior a fin de evitar un sello con vacío. Tales medios incluyen canales, ranuras u otras aberturas para conducir el aire presurizado a la región de separación sobre la superficie exterior sobre la superficie exterior, o una construcción integralmente porosa, por lo menos en parte, para permitir que el aire alcance una zona estrecha o amplia sobre el exterior del elemento de deflexión. En una incorporación, un chorro de aire o vapor pasa a través del elemento de deflexión y no solo sirve para romper el vacío, sino que proporciona fuerza de presión para mover el tejido a la tela de transferencia y puede, si se dirige adecuadamente con un componente de velocidad finito o que se opone a la dirección de la tela portadora, proporcionar la fuerza desaceleradora para ayudar a cortar el tejido al ser este transferido. Para la transferencia efectiva usando una cuchilla de aire o un sistema neumático similar, la cuchilla de aire preferiblemente debe tener una abertura estrecha que se extiende a través de la anchura del tejido, dicha abertura siendo de menos de 2 milímetros, preferiblemente de menos de 1 milímetro, y más preferiblemente de menos de 0.5 milímetros de ancho, en donde el ancho es definido como la separación entre las superficies opuestas de la boquilla de cuchilla de aire en la salida. Para velocidades de aire efectivas, la presión de estancamiento dentro de la cuchilla de aire (por ejemplo, en el pleno de la cuchilla de aire o en la fuente de presión neumática acoplada al orificio de cuchilla de aire) debe ser mayor de 1 libra por pulgada cuadrada sobre la presión atmosférica, preferiblemente mayor de 3 libras por pulgada cuadrada sobre la presión atmosférica, más preferiblemente más de 10 libras por pulgada cuadrada sobre la presión atmosférica, más preferiblemente aún más de 20 libras por pulgada cuadrada sobre la presión atmosférica y más preferiblemente más de 50 libras por pulgada cuadrada sobre la presión atmosférica, con un rango de 5 a 50 libras por pulgada cuadrada sobre la presión atmosférica que se cree que sen adecuadas para muchas condiciones .

La figura 6 muestra una incorporación en donde ur.a cuchilla de aire se usa para ayudar a la transferencia del tejido desde la tela portadora a la tela de transferencia. Un elemento de deflexión (en ese caso una zapata estacionaria) se muestra dentro de la cual una boquilla de aire 15 está formada integralmente. Alternativamente, la boquilla de aire debe ser un dispositivo separado el cual esa colocado adecuadmente para proporcionar flujo de aire a través de una abertura en el elemento de deflexión de tela portadora. Se cree que un chorro de aire estrecho, tipificado por una cuchilla de aire, puede ser más efectiva una transferencia rápida debido a que el chorro de aire puede proporcionar una fuerza enfocada para desacelerar el tej ido de papel sobre una zona más estrecha y moverla rápidamente a flfc través de una separación estrecha, si se desea. Una cuchilla de aire también puede ser util para desaguar adicionalmente el tejido húmedo. Si se establece una separación, la hoja puede transferirse sin la compresión mecánica y la fricción entre los dos tej idos .

Varias estrategias pueden percibirse para ayudar a mantener una separación relativamente uniforme entre la zapata de toma de vacío y el elemento de deflexión de tela portadora a lo largo del ancho en la dirección transversal completo de una máquina de papel. Cualesquiera el elemento de deflexión de la zapata de toma de vacío puede romperse en unidades colocables separadamente o sostenidas separadamente a través de la extensión CD, preferiblemente con un ajuste neumático o hidráulico de posición o carga siendo posible. Alternativamente, los elementos deben ser cargados con resorte o neumáticamente o cargados hidráulicamente para mantener una fuerza de soporte constante, permitiendo a los elementos el "dar" en caso de que el objeto opuesto (la zapata de transferencia para una unidad del elemento de deflexión de tela portadora o el elemento de deflexión para una unidad de la zapata de transferencia) esté muy cerca y ejerza una fuerza excesiva sobre el tejido de papel. El borde delantero de la zapata de transferencia puede deseablemente tener una cámara llenada de fluido o polimérica flexible que sostiene la superficie exterior sólida de baja fricción, en tal manera que la cámara o base de soporte pueden dar en respuesta a la carga, ayuda para mantener una carga más uniforme a través de ancho del elemento.

La operación de transferencia rápida de la presente invención puede usarse en cualesquier proceso para hacer papel colocado en número conocido. La formación de la hoja de papel puede lograrse a través de una variedad de formas, tal como los formadores de alambre gemelo, los formadores de rodillo de pecho, los formadores de separación, los formadores de una creciente, y similares. El tejido embriónico puede ser formado sobre telas formadoras tradicionales o sobre telas tridimensionales o más texturizadas. El uso- de las telas formadoras texturizadas se enseña por M.K. Ramasubramanian y C.A. Lee en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 5,098,519 intitulada "Método para Producir un Tejido de Papel de Alto Volumen y Producto Obtenido con el Mismo", otorgada el 24 de Marzo de 1992 e incorporada aquí por referencia, y por G.A. Wendt y otros en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Nc. 4,942,077, intitulada "Tejidos de Tissue Teniendo un Patrón Regular de Áreas Densificadas", otorgada el 17 de Julio de 1990, también incorporada aquí por referencia. La eliminación de una tela formadora total con una formación, directamente sobre una tela secadora se enseña por Wendell J. Morton, en la patente "Proceso y Aparato para Formar un Tejido de Papel Teniendo Volumen y Capacidad Absorbente Mejorados" de los Estados Unidos de Norteamérica No. 4,102,737 otorgada el 16 de Mayo de 1977, incorporada aquí por referencia.

El tejido puede hacerse con cualesquier fibras para hacer papel adecuadas, incluyendo fibras derivadas de madera, algodón, lino, cáñamo, bagazo, junco suave y otros materiales naturales, así como mezclas de fibras naturales y sintéticas en una solución acuosa. Las soluciones para hacer papel pueden incluir varios químicos y particulados como se sabe en el arte, incluyendo resinas de resistencia húmeda temporal y permanente; aditivos de resistencia en seco tal como almidones y polímeros cargados catiónicos; componentes de tinte reactivo; auxiliares de retención polimérica; incluyendo sistemas bicomponentes y sistemas involucrando silice, arcillas y similares; rellenadores minerales y orgánicos; opacificadores, incluyendo ceras y microesferas; suavisadores y desaglutinantes; y similares. Las fibras pueden haberse sometido a cualesquier número de pasos mecánico, químico y térmico de procesamiento, incluyendo el refinamiento mecánico, el entrecruzado químico, la explosión con vapor, la dispersión o amasado mecánico; la oxidación o sulfunación, la exposición a la temperatura elevada, etc. Después de su formación y antes de la transferencia rápida, el tejido es preferiblemente de desde alrededor de 19% a alrededor de 30% de fibra celulósica por peso, y más preferiblemente de desde alrededor de 19% a alrededor de 27% de fibra celulósica por peso.

Las telas portadoras adecuadas pueden ser telas formadoras para hacer papel típicas incluyendo, por ejemplo, Albany 84M y 94M disponible de Albany International de Albany, Nueva York; Asten 856, 866, 892, 959, 937 y Asten Synweve Design 274, disponibles de Asten Forming Fabrics, Inc. de Appleton, Wisconsin. La tela portadora puede ser una tela tejida, una tela perforada u hoja perforada o una banda moldeada, o una tela como se enseña en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 4,529,480 otorgada a Trokhan. Las telas o fieltros formadores comprendiendo las capas de base no tej idas también pueden ser útiles, incluyendo aquellas de Scapa Corporation hechas cen espuma de poliuretano extruida tal como las series Spectra. Pueden usarse las telas formadoras lisas relativamente, así como las telas texturizadas adecuadas para impartir textura y variaciones de peso base al tejido.

Las telas de transferencia adecuada pueden incluir telas que son también adecuadas para las portadoras, tal coir.o aquellas mencionadas arriba, y Asten 934 y 939, o Lindsay 952-SC5 y 2164 de Appleton Mills de Appleton, Wisconsin. Adicionalmente, pueden ser adecuadas las telas tridimensionales novedosas comprendiendo capas superiores no tejidas deformables, como ee describe en la solicitud de Patente copendiente comunmente cedida de Lindsay y otros, serie No. 08/709,427, presentada el 6 de Septiembre de 1996, e intitulada "Proceso para Producir Tej ides de Tissue de Alto Volumen usando Substratos no Tejidos". La transferencia rápida también puede hacerse sobre una tela de secado continuo como la tela de transferencia. Las telas de secado continuo adecuadas incluyen, sin limitación, Asten 52B, 803, 920A y 937A, y Velostar P800, 800 y 103A, también hechas per Asten, así como Albany 5602 y Lindsay T116 estilos de tela y otras telas de secado continuo Lindsay. Las telas descritas en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 5,429,686 otorgada el 4 de Julio de 1995 a K.F. Chiu y otros, también pueden ser adecuadas. En general, las telas de transferencia pueden ser relativamente lisas, tal como las telas formadoras típicas, para maximizar el acortamiento y el volumen de la hoja, o pueden texturizarse, como las telas de secado continuo Lindsay mencionadas arriba, para proporcionar textura y estructura tridimensional a la hoja.

La diferencia de velocidad entre la tela portadora y las telas de transferencia puede ser mayor de 5%, preferiblemente mayor de 10%, más preferiblemente mayor de 25%, y más preferiblemente mayor de 40%, deseablemente en el rango de a 60%.

Siguiendo la operación de transferencia rápida, el tejido es secado preferiblemente con medios secadores no compresivos. El "secado no compresivo" se refiere a métodos de secado tal como el secado a través de aire; el secado de golpe de chorro de aire; el secado sin contacto tal como el secado de flotación de aire; el golpe o flujo de vapor supercalentado; el secado con el microondas y otros métodos de secado dieléctrico o de frecuencia de radio; la extracción de agua mediante fluidos supercríticos; la extracción de agua por fluidos de tensión de superficie baja no acuosos; el secado infrarojo; el secado por contacto con la película de metal derretido; y otros métodos para secar los tejidos celulósicos que no involucran puntos de presión compresivos u otros pasos que provocan una densificación significante o compresión de una parte del tejido durante el proceso de secado.

La capacidad para ejecutar adecuadamente la transferencia rápida para proporcionar el volumen hueco interno superior en la hoja hacia la presente invención especialmente util en la producción de materiales de alto volumen. El alto volumen es aumentado grandemente por el uso del moldeado en número de una hoja para crear una estructura tridimensional después del proceso de transferencia rápido. El secado continuo sobre una tela altamente texturizada y tridimensional, es un método especialmente preferido para lograr un alto volumen. Además, las fibras especiales o las fibras especialmente tratadas pueden usarse para lograr la absorbancia, volumen o suavidad mejoradas. Una estructura tridimensional de baja densidad puede lograrse en parte mediante el combinar la transferencia rápida como se enseña aquí con una variedad de medios incluyendo pero no limitándose al uso de las fibras de alto volumen tratadas especialmente tal como las fibras risadas o tratadas químicamente como un aditivo en el suministro, incluyendo las fibras enseñadas por C.C. Van Haaften en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica No.3,339,550 intitulada "Toalla Sanitaria con Capa Celulósica Entrecruzada" otorgada el 5 de Septiembre de 1967, la cual se incorpora aquí por referencia; el tensionado mecánico o el "tensionado húmedo" o el tejido mojado, incluyendo los métodos enseñados por M.A. Hermans y otros en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 5,492,598 intitulada "Método para Aumentar el Volumen Interno del Tissue Secado en Forma Continua", otorgada el 20 de Febrero de 1996, incorporada aquí por referencia, y M.A. Hermans y otros en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 5,411,636, "Método para Aumentar el Volumen Interno del Tissue Prensado en Números", otorgada el 2 de Mayo de 1995, incorporada aquí por referencia; el moldeo de la fibra sobre un alambre o tela tridimensional, tal como las telas descritas por Chiu y otros en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 5,429,686 intitulada "Aparato para Hacer Productos de Tissue Suaves" otorgada el 4 de Julio de 1995, la cual se incorporó aquí por referencia, incluyendo la transferencia de velocidad diferencial sobre o desde el alambre tridimensional o tela; el grabado húmedo de la hoja; el crepado húmedo; y el uso opcional de agentes desaglutinantes químicos.

La presente invención se espera que aumente el rango de variables de proceso sobre los cuales puede lograrse la transferencia rápida exitosamente. En particular, la eliminación de las regiones de contacto amplio entre los dos alambres seespera que reduzcan la incidencia de macrodobleces y permita una hoja más voluminosa con un estiramiento en la dirección de la máquina superior para lograrse . Las propiedades absorbentes mejoradas pueden ser posibles con incorporaciones de área de bajo contacto o sin contacto de la presente invención, para que sea posible el volumen interno superior.

Se apreciará que la descripción anterior, dada para los propósitos de ilustración, no debe considerarse como limitante de alcance a la invención, el cual se define por las reivindicaciones que siguen y todos los equivalentes de las mismas .

Claims (30)

REIVINDICACIONES

1. Un método para transferir un tejido celulósico sostenido por una tela portadora a una tela de transferencia que se mueve más lentamente en donde la tela de transferencia y la tela portadora convergen y divergen al pasar la tela ce transferencia sobre una zapata de vacío teniendo una ranura de vacío y la tela portadora pasa sobre un elemento de deflexión, en donde la zapata de vacío deflexiona la tela de transferencia hacia la tela portadora y el elemento de deflexión deflexiona la tela portadora hacia la capa de vacío de manera que el tejido se transfiere a la tela de transferencia al pasar el tejido sobre la renura de vacío.

2. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque el elemento de deflexión tiene un radio de curvatura de alrededor de 14 pulgadas o menos .

3. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque el elemento de deflexión tiene un radio de curvatura de alrededor de 5 pulgadas o menos.

4. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque el elemento de deflexión tiene un radio de curvatura de desde alrededor de 0.2 alrededor de 2 pulgadas .

5. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque el ángulo de divergencia entre la tela portadora y la tela de transferencia es de alrededor de 5 grados o más .

6. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque el ángulo de divergencia entre la tela portadora y la tela de transferencia es de alrededor de 10 grados o más .

7. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque el ángulo de divergencia entre la tela portadora y la tela de transferencia es de alrededor de 20 grados o más .

8. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque el ángulo de divergencia entre la tela portadora y la tela de transferencia es de alrededor de 30 grados o más .

9. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque el ángulo de divergencia entre la tela portadora y la tela de transferencia es de alrededor de 45 grados o más .

10. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque el ángulo de divergencia entre la tela portadora y la tela de transferencia es de desde alrededor de 40 alrededor de 80 grados.

11. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque el ángulo de divergencia entre la tela portadora y la tela de transferencia es mayor que el ángulo de convergencia entre la tela portadora y la tela de transferencia .

12. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque el elemento de deflexión es un rodillo.

13. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque el elemento de deflexión contiene un orificio a través del cualel aire presurizado es dirigido al tejido para ayudar a transferir el tejido a la tela de transferencia .

14. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque el elemento de deflexión se proporciona con los medios para romper o prevenir la formación de un sello vacío entre la tela portadora y el elemento de deflexión.

15. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque la zapata de vacío es convexa, teniendo un radio de curvatura de alrededor de 12 pulgadas o menos.

16. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque la zapata de vacío es convexa, teniendo un radio de curvatura de alrededor de 5 pulgadas o menos .

17. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque la proporción del radio de curvatura de la zapata de vacío al radio de curvatura del elemento de deflexión está en el rango de 0.5 a 2.0.

18. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque la zapata de vacío es cóncava adyacente a la ranura de vacío.

19. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque ambos la tela portadora y la tela de transferencia son relativamente lisas comparados con telas de secado tridimensionales, de manera que la tela portadora y la tela de transferencia tengan características de suavidad al formar telas .

20. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque la tela de transferencia se mueve por lo menos 10% más lentamente que la tela portadora.

21. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque la tela de transferencia se mueve por lo menos 25% más lentamente que la tela portadora.

22. Un método para transferir un tejido celuloso y sostenido por una tela portadora a una tela de transferencia que se mueve más lenta en donde la tela de transferencia y la tela portadora convergen y divergen al pasar la tela de transferencia sobre una zapata teniendo una abertura ahí y la tela portadora pasa sobre un elemento de deflexión teniendo por lo menos un orificio ahí para descargar gas presurizado, dicho orificio se comunica neumáticamente con una fuente de gas presurizado, en donde la zapata deflexiona la tela de transferencia hacia la tela portadora y el elemento de deflexión deflexiona a la tela portadora hacia la zapata y la descarga de gas desde dicho orificio actúa para ayudar a la transferencia del tejido a la tela de transferencia.

23. El método tal y como se reivindica en la cláusula 22 caracterizado porque dicho orificio es una boquilla de chorro de aire teniendo una abertura de boquilla de menos de alrededor de 1 mm acoplado directamente a una fuente de gas presurizado teniendo una presión de estancamiento mayor de 10 libras por pulgada cuadrada sobre la presión atmosférica.

24. El método tal y como se reivindica en la cláusula 22 caracterizado porque existe una separación entre dicha tela portadora y dicha tela de transferencia de manera que ambas telas no pueden enganchar simultáneamente al tejido.

25. El método tal y como se reivindica en la cláusula 22 caracterizado porque la diferencia de velocidad entre la tela portadora y la tela de transferencia es mayor de 10%.

26. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque el elemento de deflexión es estacionario .

27. El método tal y como se reivindica en las cláusulas 1 o 22 caracterizado porque tal tejido antes de la tela de transferencia tiene de alrededor de 19% a alrededor de 30% fibras por peso.

28. El método tal y como se reivindica en las cláusulas 1 o 22 caracterizado porque tal tejido antes de la tela de transferencia tiene de alrededor de 19% a alrededor de 27% fibras por peso.

29. El método tal y como se reivindica en las cláusulas 1 o 22 caracterizado porque tal tejido es microcompactado para tener aumento de volumen en un nivel microscópico por la transferencia.

30. El método tal y como se reivindica en las cláusulas 1 o 22 caracterizado porque la tela de transferencia es una tela continua de secado texturizado. R E S U M E N Se describe un método para mejorar la transferencia rápida de un tejido, tal como un tejido de tissue. El método proporciona ángulos mayores de convergencia (AC) y de divergencia (AD) de la tela portadora y de la tela de transferencia en el punto de transferencia mediante el deflexionar la tela portadora hacia la tela de transferencia usando un elemento de deflexión, tal como un rodillo colocado puesto a la cabeza de transferencia de vacío. Los ángulos mayores de convergencia y de divergencia minimizan el potencial para que sean formados macrodobleces indeseables en el tej ido durante la transferencia . 1/4 FIG. 2 2/H • FIG. 3 FIG. 4 3/4 FIG. 5 llk FIG. 6