DISEÑO DE CINTA LAVADORA DE MATERIAL PARDO DIMENSIONALMENTE ESTABLE CON DRENAJE ALTO.

Una cinta lavadora para uso en una lavadora de material pardo,

que comprende una tela, caracterizada porque dicha tela tiene un tejido de capa múltiple y está tejida en un patrón de tejido de alta densidad, en donde dicha tela está hecha de uno o más materiales seleccionados del grupo constituido por: poli(sulfuro de fenileno), polieteretercetona, hilos envoltura-núcleo que tienen una envoltura de material resistente a los contaminantes y un núcleo de polímero de alto módulo, hilos de envoltura-núcleo que tienen una envoltura de material protector del pH y un núcleo de material de alto módulo, hilos metálicos, hilos metálicos sinterizados, e hilos que tienen una envoltura metálica sinterizada sobre un mononúcleo

Diseño de cinta lavadora de material pardo dimensionalmente estable con drenaje alto.

Campo de la invención

La presente invención está dirigida hacia la preparación de pasta de madera para uso en la fabricación de papel, y más particularmente, hacia el lavado del material pardo de pasta para utilización en la fabricación del papel.

Antecedentes de la invención

La fabricación de papel comienza con el procesamiento de la madera. La madera se compone principalmente de dos sustancias principales; ambas son orgánicas, es decir, sus moléculas están construidas por cadenas y anillos de átomos de carbono. La celulosa, que existe en las paredes de las células de las plantas, es el material fibroso que se utiliza para fabricar el papel. La lignina es una molécula compleja de gran tamaño; la misma actúa como una especie de cola que mantiene las fibras de celulosa unidas y confiere rigidez a las paredes de las células, confiriendo a la madera su resistencia mecánica. Con objeto de convertir la madera en pasta adecuada para fabricación de papel, las fibras de celulosa deben liberarse de la lignina. En la reducción mecánica a pulpa esto se hace por disgregación de las fibras de madera físicamente para crear pasta de madera desfibrada, dejando la mayor parte de la lignina intacta en la pasta. El alto contenido de lignina de la pasta de madera desfibrada deja los productos de papel débiles y propensos a degradación (v.g. amarilleo) a lo largo del tiempo. La pasta mecánica se utiliza principalmente para fabricar papel prensa y algunas revistas.

En la producción de la mayor parte de la pasta la lignina se separa de las fibras químicamente. Por ejemplo, en el proceso kraft, las astillas de madera se calientan ("se cuecen") en una solución de hidróxido de sodio y sulfuro de sodio. La lignina se rompe en segmentos más pequeños y se disuelve en la solución. En el paso siguiente, "lavado del material pardo", los productos de descomposición y los productos químicos se separan de la pasta por lavado y se envían a la cadena de recuperación. La pasta kraft sin blanquear tiene un color pardo oscuro distintivo, debido a la lignina oscurecida residual, pero es sin embargo excepcionalmente fuerte y adecuada para empaquetado, toallitas de papel y toallas de limpieza.

Para productos más brillantes y más duraderos, la pasta debe blanquearse. En el proceso de blanqueo, el color de la lignina residual o bien se neutraliza (por destrucción de los grupos cromóforos) o se elimina con la lignina. Este proceso ha sido realizado tradicionalmente para la pasta kraft por blanqueo con cloro, seguido usualmente por lavado y extracción de los productos químicos y productos de descomposición. Este proceso no es muy diferente del lavado de las telas, consistiendo en una neutralización de las manchas embebidas en las fibras de tela por blanqueo o descomposición y eliminación por lavado.

En los procesos actuales de producción de pasta, la solución de lignina sufre típicamente dos o más operaciones de lavado separadas. Por ejemplo, la madera desfibrada o las astillas de madera se procesan primeramente con productos químicos a presión y temperatura, usualmente por el proceso kraft o por el proceso ácido al sulfito. En cualquiera de los procesos, la digestión disuelve las ligninas liberando con ello las fibras primeramente y dejando los componentes de la lignina en solución. En ambos procesos, el líquido resultante es de color oscuro, y el líquido residual que no se separa de la pasta por drenaje y los contaminantes restantes deben lavarse de la pasta. Adicionalmente, es deseable recuperar el líquido agotado a una concentración tan alta como sea prácticamente posible a fin de minimizar el coste de la recuperación de productos químicos subsiguiente.

La pasta parda que ha sido lavada de este modo retiene un color pardo definido y la pasta que queda está por lo general demasiado fuertemente coloreada para fabricar papel blanco. Asimismo, si está presente cualquier cantidad de lignina, el papel hecho de dicha pasta puede no tener un grado de estabilidad alto y amarilleará con el tiempo. Por esta razón, es común y convencional aplicar un proceso de blanqueo a la pasta, no sólo para mejorar la blancura, sino para mejorar la estabilidad de la blancura.

El blanqueo se realiza comúnmente en una etapa de cloración por aplicación de agua en la cual se ha disuelto cloro gaseoso. Pueden utilizarse otros procesos de blanqueo, tales como un proceso con hidrosulfito de sodio como es bien conocido en la técnica. Tres productos químicos que se utilizan comúnmente en las operaciones de blanqueo actuales son hidróxido de sodio (NaOH), dióxido de cloro (ClO₂) y peróxido de hidrógeno (H₂O₂). El blanqueo puede no realizarse en una sola etapa, y puede efectuarse en dos o más etapas, cada una de las cuales va seguida por lavado. Después de los tratamientos de blanqueo, la pasta se somete a una acción de lavado a fin de separar el agua que contiene los agentes de blanqueo agotados y lignina disuelta.

La Patente EE.UU. No. 5.275.024 muestra un ejemplo de una máquina corriente de lavado de pasta de tipo cinta que incluye una etapa de deshidratación (o "zona de formación") y una multiplicidad de etapas de lavado en contracorriente (o colectivamente "zona de desplazamiento"). La máquina emplea una cinta sin fin porosa en movimiento que se extiende alrededor de un cilindro anterior que define un extremo de marcha y un cilindro de cama que define un extremo de parada, con una carrera superior generalmente horizontal de la cinta que se extiende entre los cilindros. Una serie de cajas de aspiración localizadas bajo la cinta proporcionan una deshidratación inicial de la pasta en la zona de formación, y están combinadas con una serie de duchas para proporcionar lavado y deshidratación en la zona de desplazamiento.

La máquina situada aguas debajo de la caja de alimentación y la zona de formación está dividida en una serie de zonas o etapas de lavado a las cuales se aplica un líquido de lavado desde arriba para drenaje a través de la esterilla. El líquido de lavado más reciente o más limpio se aplica a la zona más próxima al extremo de parada del alambre y el líquido drenaje a través de la esterilla en dicha zona se recoge de las cajas de aspiración y se suministra a la zona de lavado inmediatamente anterior. Esto se repite de zona a zona, de tal manera que la pasta más limpia se trata con el agua más limpia, y la pasta más sucia se trata con el agua más sucia.

La patente EE.UU. No. 5.067.526 describe una tela para uso en una máquina de fabricación de papel, que comprende una capa dual, tela tejida de lizo 14 que tiene un lado superior, o de la hoja, y un lado inferior, o de la máquina, y que comprende adicionalmente una serie de hilos en la dirección de la máquina; una primera serie de hilos de dirección transversal a la máquina que se extienden principalmente en el lado de la hoja y una segunda serie de hilos en la dirección transversal de la máquina que se extienden principalmente en el lado de la máquina, estando ambas entretejidas con el hilo de la dirección de la máquina, y flotando las guías de los hilos de la dirección de la máquina del lado de la hoja sobre dos de los hilos en la dirección transversal a la máquina del lado de la hoja. El entrelazado de los hilos de la dirección de la máquina y los hilos de las direcciones transversales a la máquina incluye al menos un hilo en la dirección de la máquina interpuesto entre la mayoría de las porciones inferiores de cada uno de los hilos en la dirección transversal a la máquina del lado de la hoja y cualesquiera hilos en la dirección transversal al lado de la máquina subyacentes con lo cual el solapamiento de los hilos en la dirección transversal a la máquina adyacentes de la serie del lado de la máquina y la serie del lado de la hoja se evita sustancialmente.

Sumario de la invención

Los autores de la presente invención han reconocido varias deficiencias de las cintas lavadoras del material pardo de cinta tensionada de la técnica anterior.

En particular, los inventores han observado que los diseños de cinta actuales incluyen fundamentalmente dos tipos alternativos, un tipo de alta permeabilidad con capa doble y de soporte bajo y un tipo de baja permeabilidad, de capa simple y soporte alto. Los diseños de capa doble alcanzan una tasa de drenaje alta por permeabilidad alta y son apropiados para uso con fibra de madera larga (madera blanda), pero exhiben problemas de cierre con las fibras cortas (madera dura). Los diseños de capa simple evitan el sellado...

1. Una cinta lavadora para uso en una lavadora de material pardo, que comprende una tela, caracterizada porque dicha tela tiene un tejido de capa múltiple y está tejida en un patrón de tejido de alta densidad, en donde dicha tela está hecha de uno o más materiales seleccionados del grupo constituido por: poli(sulfuro de fenileno), polieteretercetona, hilos envoltura-núcleo que tienen una envoltura de material resistente a los contaminantes y un núcleo de polímero de alto módulo, hilos de envoltura-núcleo que tienen una envoltura de material protector del pH y un núcleo de material de alto módulo, hilos metálicos, hilos metálicos sinterizados, e hilos que tienen una envoltura metálica sinterizada sobre un mononúcleo.

2. Un método de producción de una cinta lavadora para uso en una lavadora de material pardo, que comprende el paso de tejer una tela de capas múltiples en un patrón de tejido de alta densidad, en donde dicha tela está hecha de uno o más materiales seleccionados del grupo constituido por: poli(sulfuro de fenileno), polieteretercetona, hilos envoltura-núcleo que tienen una envoltura de material resistente a los contaminantes y un núcleo de polímero de alto módulo, hilos metálicos, hilos metálicos sinterizados, e hilos que tienen una envoltura metálica sinterizada sobre un mononúcleo.

3. Un método de producción de una cinta lavadora de acuerdo con la reivindicación 2, en donde dicha tela está hecha de hilos envoltura-núcleo que tienen una envoltura de material protector del pH y un núcleo de material de alto módulo.

4. Un método de producción de una cinta lavadora de acuerdo con la reivindicación 3, en donde dicho material protector del pH es polieteretercetona y dicho material de alto módulo es poliéster.

5. Un método de producción de una cinta lavadora de acuerdo con la reivindicación 2, en donde dicho material resistente a los contaminantes es poli(tereftalato de etileno) y dicho polímero de alto módulo es KEVLAR®.

6. Un método de producción de una cinta lavadora de acuerdo con la reivindicación 2, en donde dicha tela se teje en un patrón de tejido de doble capa de 8 caladas.

7. Un método de producción de una cinta lavadora de acuerdo con la reivindicación 2, en el cual dicho paso de tejedura incluye tejer una tela de dos capas o una tela de tres capas.

8. Un método de producción de una cinta lavadora de acuerdo con la reivindicación 7, en el cual dicho paso de tejedura incluye tejer un trama de soporte en dicha tela.

9. Un método de producción de una cinta lavadora de acuerdo con la reivindicación 7, en el cual dicho paso de tejedura incluye tejer un trama en dicha tela de tres capas.

10. Un método de producción de una cinta lavadora de acuerdo con la reivindicación 2, en el cual dicha cinta se teje a partir de monofilamentos que tienen un diámetro comprendido en el intervalo de 0,12 mm a 1,20 mm.

11. Un método de producción de una cinta lavadora de acuerdo con la reivindicación 10, en el cual dicha tela se teje a partir de monofilamentos que tienen un diámetro comprendido en el intervalo de 0,30 mm a 1,00 mm.

12. Un método de producción de una cinta lavadora de acuerdo con la reivindicación 2, en el cual dicha tela se teje de tal manera que la permeabilidad de dicha tela está comprendida en el intervalo de 300 cfm a 700 cfm (8,5 a 19,8 m³/min).

13. Una cinta lavadora de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual dicha tela tiene un lado de formación y un lado de máquina, y una pluralidad de hilos de urdimbre y de trama entretejidos en el patrón de tejido de alta densidad, en donde las guías del lado de formación de los hilos de urdimbre flotan sobre al menos tres de los hilos de trama del lado de formación, formando con ello largos hilvanes de urdimbre en el lado de formación de la tela.

14. Una cinta lavadora de acuerdo con la reivindicación 1 ó 13, en donde dicho material protector del pH es polieteretercetona y dicho material de alto módulo es poliéster.

15. Una cinta lavadora de acuerdo con la reivindicación 1 ó 13, en donde dicho material resistente a los contaminantes es poli(tereftalato de etileno) y dicho polímero de alto módulo es KEVLAR®.

16. Una cinta lavadora de acuerdo con la reivindicación 1 ó 13, en donde dicha tela está tejida en un patrón de tejido de doble capa de 8 caladas.

17. Una cinta lavadora de acuerdo con la reivindicación 1 ó 13, en donde dicha tela tiene un tejido de dos capas o un tejido de tres capas.

18. Una cinta lavadora de acuerdo con la reivindicación 17, en donde dicha tela incluye un trama de soporte.

19. Una cinta lavadora de acuerdo con la reivindicación 17, en donde dicha tela que tiene un tejido de tres capas incluye un trama.

20. Una cinta lavadora de acuerdo con la reivindicación 1 ó 13, en donde dicha tela está tejida a partir de monofilamentos que tienen un diámetro comprendido en el intervalo de 0,12 mm a 1,20 mm.

21. Una cinta lavadora de acuerdo con la reivindicación 20, en donde dicha tela está tejida a partir de monofilamentos que tienen un diámetro comprendido en el intervalo de 0,30 mm a 1,00 mm.

22. Una cinta lavadora de acuerdo con la reivindicación 1 ó 13, en donde dicha tela está tejida de tal manera que la permeabilidad de dicha tela está comprendida en el intervalo de 300 cfm a 700 cfm (8,5 a 19,8 m³/(min).