HOJA DE CUCHILLA DE CREPADO.
Hoja de cuchilla de crepado de un rollo de papel continuo de una superficie,
que comprende un sustrato de acero que es revestido por una capa superior cerámica rociada térmicamente que forma un borde de trabajo adaptado para entrar en contacto con dicha superficie y un área de impacto del rollo continuo sobre la que impacta el rollo continuo durante el crepado, en la que la composición cerámica de dicha capa superior cerámica comprende cromia (Cr2O3) y titania (TiO 2), siendo el contenido en titania de hasta un 25% en peso
Tipo: Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: W04009954EP.
Solicitante: BTG ECLEPENS S.A..
Nacionalidad solicitante: Suecia.
Dirección: AWAPATENT AB P.O. BOX 45 086,104 30 STOCKHOLM.
Inventor/es: FRETI, SILVANO, LAITHIER,JEAN-FRANCOIS.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 21 de Octubre de 2009.
Clasificación Internacional de Patentes:
- B31F1/14B
- B31F1/28J6
- D21G3/00 TEXTILES; PAPEL. › D21 FABRICACION DEL PAPEL; PRODUCCION DE LA CELULOSA. › D21G CALANDRIAS; ACCESORIOS PARA MAQUINAS DE FABRICAR EL PAPEL (bobinadoras o rebobinadoras para productos acabados, medios para ajustar los pliegues o extensiones en anchura B65H). › Rasquetas.
- D21G3/00B
Clasificación PCT:
- B31F1/14 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B31 FABRICACION DE ARTICULOS DE PAPEL, DE CARTON O DE MATERIAL TRABAJADO DE FORMA ANÁLOGA AL PAPEL; TRABAJO DEL PAPEL, DELCARTON O DE MATERIAL TRABAJADO DE FORMA ANÁLOGA AL PAPEL. › B31F TRABAJO O DEFORMACION MECANICA DEL PAPEL, DEL CARTONO DE MATERIAL TRABAJADO DE MANERA ANÁLOGA AL PAPEL (fabricación de productos estratificados incluyendo otras materias además del papel o del cartón B32B). › B31F 1/00 Deformación mecánica sin eliminación de materia, p. ej. en combinación con laminación o estratificación. › con ayuda de rasquetas colocadas en el sentido transversal de la banda.
Clasificación antigua:
- B31F1/14 B31F 1/00 […] › con ayuda de rasquetas colocadas en el sentido transversal de la banda.
Fragmento de la descripción:
Hoja de cuchilla de crepado.
Campo técnico de la invención
La presente invención se refiere a hojas de cuchillas de crepado. Más concretamente, la presente invención se refiere a hojas de cuchillas de crepado provistas de un recubrimiento cerámico y a un procedimiento de fabricación de dichas hojas de cuchillas.
Antecedentes técnicos
Las rasquetas de crepado se utilizan comúnmente en la producción de papel tisú. Las hojas de cuchillas tienen la función de despegar un rollo de papel continuo de un cilindro secador caliente rígido (a menudo denominado secador Yankee) y al mismo tiempo ejercer una acción compresiva sobre el rollo continuo creando así la típica estructura tipo crepé de un producto de papel tisú.
En la actualidad, la hoja de cuchilla de crepado debe cumplir con muchos requisitos:
- - La hoja de cuchilla debe superar las fuerzas adhesivas que pegan el rollo de papel continuo a la superficie del secador, mejorándose la adhesión (para fines de secado del rollo continuo) mediante un recubrimiento químico aplicado en el secador por medio de una barra pulverizadora.
- - La hoja de cuchilla debería crear la estructura tipo crepé deseada en el rollo continuo y proporcionar así al papel tisú el cuerpo, la suavidad y la resistencia mecánica adecuadas. Por este aspecto, la geometría de la punta de la hoja de cuchilla es importante. Una hoja de cuchilla de filo cuadrado (90 grados) en una situación de crepado determinada creará un papel tisú diferente que una hoja de cuchilla con un borde afilado de por ejemplo 75 grados en la misma situación de crepado. La primera situación da más cuerpo y una estructura tipo crepé más rugosa que la última.
- - La hoja de cuchilla debería mantener los parámetros del papel tisú lo más constantes posible durante el período de tiempo más largo posible. En otras palabras, el desgaste de la punta de la hoja de cuchilla y su interacción con la capa de productos químicos del recubrimiento del rollo continuo son factores importantes.
- - La hoja de cuchilla debería dañar lo menos posible la superficie del secador. Esto significa que cualquier desgaste debería darse predominantemente o exclusivamente en la hoja de cuchilla, en vez de en la superficie del secador. La superficie del secador puede ser bien de hierro colado (el mismo material que la masa del cilindro, es decir, un cilindro sin ningún depósito superficial) o una metalización obtenida mediante, por ejemplo, rociado térmico. A modo de ejemplo, WO 97/22729 describe un procedimiento para revestir secadores Yankee.
Las hojas de cuchillas de crepado están sometidas al desgaste por razones diferentes. En primer lugar se da un desgaste por deslizamiento contra el secador, y en segundo lugar se da un desgaste por impacto debido a que el rollo continuo golpea la hoja de cuchilla durante el crepado. Se ha descubierto que el desgaste progresivo de la hoja de cuchilla de crepado está directamente relacionado con una evolución no deseada de las propiedades del papel tisú, como los cambios en el cuerpo y la suavidad. La experiencia práctica, tras haber revisado muchas fábricas de papel tisú, ha demostrado que las mejores propiedades del papel tisú se obtienen sólo con una nueva hoja de cuchilla. Para las hojas de cuchillas de acero, este período de propiedades buenas podría ser tan corto como una única bobina.
Para adaptarse a tal comportamiento (es decir, el desgaste de la hoja de cuchilla), los fabricantes de papel tisú están especificando rangos de propiedades que sean aceptables. No obstante, existiría una alta demanda industrial de la calidad del papel tisú conseguida en la primera parte de la primera bobina tras el cambio de hoja de cuchilla. Cuando ya no se puede obtener el rango de propiedades del papel tisú marcadas como objetivo, la hoja de cuchilla de crepado se cambia por una nueva, obteniendo nuevamente las características deseadas pero que disminuyen rápidamente. En general, se utilizan hojas de cuchillas de acero de un tipo como AISI 1074 en estados enfriados y templados. Tales hojas de cuchillas muestran generalmente un desgaste rápido y por consiguiente unos cambios rápidos en la calidad del papel tisú, así como posibles cuestiones de micro soldadura con la superficie del secador y lo que se denomina conducta de ondulado por calor.
Por las razones mencionadas anteriormente, se han realizados varios intentos de mejorar el comportamiento de tales hojas de cuchillas añadiendo en la punta de la hoja de cuchilla materiales duros resistentes al desgaste.
La patente US 3.688.366 explica la posibilidad de añadir un material resistente al desgaste en la punta de la hoja de cuchilla mediante un procedimiento adecuado de tipo rociado térmico. Se reconoció el deseo de evitar el desconchado del material resistente al desgaste. La patente US indicada propone la solución de utilizar una ranura en la punta de la hoja de cuchilla y un espacio de entrada entre el material resistente al desgaste en la ranura y el borde de ataque de la hoja de cuchilla.
GB 2.128.551 describe un raspador polivalente que se puede utilizar como hoja de cuchilla de crepado, con un filo revestido mediante rociado térmico en muchas pasadas con un material resistente al desgaste de las familias de los carburos metálicos o cerámicos. Más concretamente, se presenta alúmina-titania. Se hace un enfoque adicional en la flexibilidad y nuevamente se enfatiza en la necesidad de una mínima fragilidad.
Otros documentos, como US-6.207.021 y US-6.074.526, muestran la posibilidad de crear un hueco en la punta de la hoja de cuchilla para obtener una superficie de contacto básicamente constante contra el secador, y mediante esta característica una eficiencia de raspado constante. Además del hecho de que tales soluciones encarecen mucho los costes de fabricación de la hoja de cuchilla, en virtud de un afilado elaborado y preciso, en la práctica tales soluciones están expuestas al fallo de la punta de la hoja de cuchilla debido al desgaste por fricción en caliente y la posible deformación plástica de la parte reducida de la hoja de cuchilla que permanece a disposición del desgaste por deslizamiento.
Hoy en día, en la industria del papel tisú se utilizan hojas de cuchillas de punta cerámica rociada térmicamente. Las composiciones cerámicas que incluyen alúmina, alúmina-titania y alúmina-circonia son bien conocidas en el campo. El 60%/40% de alúmina-circonia satisface los requisitos básicos de buen desgaste por deslizamiento contra el hierro colado, muy alta resistencia a la rotura y al mismo tiempo una dureza relativamente baja. Aunque las hojas de cuchillas de crepado con las características anteriormente mencionadas pueden traer beneficios en términos de vida útil, todavía sufren de una serie de inconvenientes.
En primer lugar, existe una gran variación en la vida útil de las hojas de cuchillas debido a los problemas de desconchado del filo cerámico. La hoja de cuchilla tiene que ser retirada y reemplazada tras una vida útil que puede estar entre los 5 minutos y las 12 horas. En la práctica se ha observado que la mayoría de los fallos observados cuando se utilizan hojas de cuchillas de punta cerámica se dan durante el período inicial tras un cambio de hoja de cuchilla. Aunque relativamente pequeñas, tales virutas son responsables de lo que a menudo se denomina "líneas de tranvía" en la bobina madre durante el bobinado. Al aumentar el tamaño de tales virutas en la hoja de cuchilla, o disminuir la calidad del papel tisú a gramajes menores, las virutas pueden generar roturas en el rollo continuo y agujeros en el papel tisú. Esto perjudica la productividad y la calidad. Junto con este punto, la clara tendencia a utilizar cada vez más fibras recicladas en la producción de papel tisú lleva a un contenido en ceniza cada vez mayor y a que cada vez más partículas extrañas queden atrapadas en el proceso de fabricación de papel tisú, provocando de ese modo un mayor desconchado del borde de ataque de las hojas de cuchillas de crepado de punta cerámica del estado de la técnica.
En segundo lugar, otra limitación de las hojas de cuchillas de punta cerámica rociadas térmicamente según el estado de la técnica es que, para papel tisú de alta calidad como las toallitas faciales, la hoja de cuchilla cerámica convencional no es capaz de mantener las exigentes características del papel tisú durante un tiempo prolongado. La inspección de hojas de cuchillas cerámicas desgastadas demuestra que el impacto...
Reivindicaciones:
1. Hoja de cuchilla de crepado de un rollo de papel continuo de una superficie, que comprende un sustrato de acero que es revestido por una capa superior cerámica rociada térmicamente que forma un borde de trabajo adaptado para entrar en contacto con dicha superficie y un área de impacto del rollo continuo sobre la que impacta el rollo continuo durante el crepado, en la que la composición cerámica de dicha capa superior cerámica comprende cromia (Cr2O3) y titania (TiO2), siendo el contenido en titania de hasta un 25% en peso.
2. Hoja de cuchilla según la reivindicación 1, en la que el contenido de titania en la composición de la capa superior cerámica es de entre un 5% y un 25% en peso.
3. Hoja de cuchilla según la reivindicación 1 ó 2, en la que la capa superior cerámica tiene un contenido de titania en el intervalo de entre un 5% y un 15% en peso, preferentemente en el intervalo de entre un 10% y un 15%.
4. Hoja de cuchilla según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el grosor de la capa superior cerámica en la sección de borde de la hoja de cuchilla se encuentra en el intervalo de entre 150 y 300 micrones, preferentemente de entre 200 y 300 micrones.
5. Hoja de cuchilla según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente un recubrimiento de unión entre el sustrato de acero y la capa superior cerámica.
6. Hoja de cuchilla según la reivindicación 5, en la que dicho recubrimiento de unión comprende Ni-Cr.
7. Hoja de cuchilla según la reivindicación 5 ó 6, en la que dicho recubrimiento de unión tiene un grosor de entre 10 y 50 µm.
8. Hoja de cuchilla según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el sustrato de acero tiene un prebisel con un ángulo de hasta 10 grados, sobre el que se deposita la capa superior cerámica.
9. Hoja de cuchilla según la reivindicación 8, en la que dicho prebisel tiene un ángulo de 4-8 grados.
10. Hoja de cuchilla según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el sustrato de acero tiene un grosor en el intervalo de entre 0,635 y 1.250 mm.
11. Hoja de cuchilla según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el sustrato de acero tiene una anchura en el intervalo de entre 50 y 150 mm, preferentemente en el intervalo de entre 75 y 120 mm.
12. Hoja de cuchilla según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la capa superior cerámica es un material cerámico de una sola fase.
13. Procedimiento de fabricación de una hoja de cuchilla de crepado de un rollo de papel continuo de una superficie, que comprende las etapas de:
en el que la capa superior cerámica está hecha para comprender cromia y titania, siendo el contenido en titania de hasta un 25% en peso.
14. Procedimiento según la reivindicación 13, que comprende adicionalmente la etapa de aplicar un recubrimiento de unión en el sustrato de acero antes de aplicar la capa superior cerámica.
15. Procedimiento según la reivindicación 13 ó 14, en el que la capa superior cerámica se aplica mediante rociado térmico a partir de un polvo de rociar que comprende partículas de una sola fase, de manera que se proporciona un recubrimiento superior de una sola fase.
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