MÉTODO DE FABRICACIÓN DE CINTA SIN FIN IMPREGNADA DE RESINA PARA MÁQUINAS PARA LA FABRICACIÓN DE PAPEL Y APLICACIONES INDUSTRIALES SIMILARES.

Método de fabricación de cinta sin fin impregnada de resina para máquinas para la fabricación de papel y aplicaciones industriales similares Antecedentes de la invención 1. Resumen de la invención La presente invención hace referencia, en parte, a mecanismos para extraer agua de una banda de material, y, más particularmente, de una banda de fibras que se procesa para hacer un producto de papel en una máquina de fabricación de papel. Específicamente, la presente invención es un método para la fabricación de estructuras de cinta sin fin impregnadas de resina diseñadas para su utilización en una prensa de línea de contacto larga de tipo zapata en una máquina para la fabricación de papel, y para otras aplicaciones de fabricación y procesamiento del papel. 2. Descripción del arte previo ES 2 366 086 T3 Durante el proceso de fabricación del papel, se forma una banda de fibras, de fibras de celulosa en una tela en formación, mediante el depósito de una suspensión fibrosa sobre la misma en la sección de formación de una máquina de papel. Una gran cantidad de agua es drenada de la suspensión en la sección de formación, después de lo cual la banda recién formada se conduce a una sección de prensado. La sección de prensado incluye una serie de líneas de contacto de prensado, en las cuales la banda de fibras se somete a fuerzas compresoras aplicadas para eliminar el agua de la misma. La banda finalmente se conduce a una sección de secado que incluye tambores secadores calentados alrededor de los cuales es guiada la banda. Los tambores secadores calentados reducen el contenido de agua de la banda a un nivel deseable, a través de la evaporación, para producir un producto de papel. Los crecientes costes energéticos han ocasionado que sea cada vez más deseable la eliminación de toda el agua que sea posible de la banda antes de su entrada en la sección de secado. Dado que los tambores secadores habitualmente se calientan desde el interior mediante vapor, los costes asociados con la producción de vapor pueden ser considerables, en especial cuando debe eliminarse una gran cantidad de agua de la banda. Tradicionalmente, las secciones de prensado han incluido una serie de líneas de contacto de prensado formadas por pares de rodillos de presión cilíndricos adyacentes. En años recientes, se ha descubierto que la utilización de prensas de línea de contacto larga de tipo zapata es más ventajosa que la utilización de líneas de contacto formadas por pares de rodillos de presión adyacentes. Esto se debe a que a mayor tiempo que pueda someterse la banda a presión en la línea de contacto, más agua puede eliminarse, y por lo tanto, habrá menos agua en la banda para su eliminación mediante evaporación en la sección de secado. La presente invención hace referencia, en parte, a prensas de línea de contacto largas de tipo zapata. En esta variedad de prensas de línea de contacto larga, la línea de contacto está formada entre un rodillo de presión cilíndrico y una zapata de presión arqueada. Esta última tiene una superficie cilíndricamente cóncava que tiene una curvatura aproximada a la del rodillo de presión cilíndrico. Cuando el rodillo y la zapata se encuentran muy cerca el uno de la otra, se forma una línea de contacto, que puede ser entre cinco y diez veces más larga en la dirección de la máquina que la formada entre dos rodillos de presión. Dado que la línea de contacto larga puede ser entre cinco y diez veces más larga que aquella en una prensa convencional de dos rodillos, el llamado tiempo de permanencia, durante el cual la banda de fibras está bajo presión en la línea de contacto larga, puede ser en consecuencia mayor que en una prensa de dos rodillos. El resultado es un aumento drástico del desgote de la banda de fibras en la línea de contacto larga con respecto al obtenido utilizando líneas de contacto convencionales en máquinas de papel. Una prensa de línea de contacto larga de tipo zapata requiere una cinta especial, tal como la que se muestra en la patente estadounidense Nº 5,238,537 de Dutt (Albany International Corp.). La cinta está diseñada para proteger la tela de prensado, la cual soporta, lleva y realiza el desgote de la banda de fibras, del desgaste acelerado que resultaría del contacto directo, deslizante sobre la zapata de presión inmóvil. Tal cinta debe estar dotada de una superficie suave e impermeable que se mueve, o se desliza, sobre una zapata inmóvil en una película lubricante de aceite. La cinta se mueve por la línea de contacto a aproximadamente la misma velocidad que la tela de prensado, sometiendo de este modo la tela de prensado a cantidades mínimas de rozamiento contra la superficie de la cinta. Las cintas de la variedad que se muestra en la patente estadounidense Nº 5,238,537 se realizan impregnando una tela base tejida, que toma la forma de un bucle sin fin, con una resina polimérica sintética. De manera preferente, la resina forma un recubrimiento de un grosor predeterminado sobre al menos la superficie interna de la cinta, de modo tal que los hilos a partir de los que se teje la tela base puedan protegerse del contacto directo con la zapata de presión arqueada componente de la prensa de línea de contacto larga. Es específicamente este recubrimiento el que debe tener una superficie suave e impermeable para deslizarse sobre la zapata lubricada y para evitar que el aceite 2 lubricante penetre la estructura de la cinta y contamine la tela o telas de prensado y la banda de fibras. La tela base de la cinta que se muestra en la patente estadounidense Nº 5,238,537 puede tejerse con hilos monofilamento en un tejido de una o varias capas, y se teje de modo tal que sea lo suficientemente abierta para permitir que el material de impregnación impregne completamente el tejido. Esto elimina la posibilidad de que se forme cualquier hueco en la cinta final. Tales huecos pueden permitir que la lubricación utilizada entre la cinta y la zapata pase a través de la cinta y contamine la tela o telas de prensado y la banda de fibras. La tela base puede tener un tejido plano y en consecuencia tener una costura en forma sin fin, o tejido sin fin en forma tubular. Cuando el material de impregnación es curado hasta encontrarse en estado sólido, se une principalmente a la tela base mediante un entrelazado mecánico, en donde el material de impregnación curado rodea los hilos de la tela base. Además, puede haber una adhesión o enlace químico entre el material impregnado curado y el material de los hilos de la tela base. Las cintas para prensa de línea de contacto larga, tal como las que se muestran en la patente estadounidense Nº 5,238,537, según los requerimientos de tamaño de las prensas de línea de contacto larga en las que se instalan, tienen una longitud de, aproximadamente, de 10 a 15 pies (aproximadamente de 3 a 11 metros), medida longitudinalmente alrededor de sus formas de bucle sin fin, y anchos de aproximadamente de 6 a 35 pies (aproximadamente de 2 a 11 metros), medidos en sentido transversal esas formas. La fabricación de tales cintas se complica por el requerimiento de que la tela base sea sin fin antes de su impregnado con una resina polimérica sintética. A menudo es deseable colocar sobre la cinta un recubrimiento de resina de un grosor predeterminado sobre su superficie externa e interna. Mediante el recubrimiento en ambos lados de la cinta, su tela base tejida estará más cerca de, o coincidirá con, el eje neutral de plegado de la cinta. En tal circunstancia, será menos probable que las tensiones internas que se producen cuando la cinta se flexiona al pasar en torno al rodillo o similar en la máquina de papel hagan que el recubrimiento sufra una delaminación de algún lado de la cinta. Además, cuando la superficie externa de la cinta tiene un recubrimiento de resina de un grosor predeterminado, esto permite que se formen ranuras, orificios ciegos u otras cavidades en esa superficie sin exponer ninguna parte de la tela base tejida. Estas características permiten el almacenamiento temporal del agua extraída por presión de la banda en la línea de contacto de presión, y están habitualmente producidas por ranurado o perforación en un paso de fabricación separado, después del curado del recubrimiento de resina. La presente invención proporciona una solución a este problema en particular, es decir, la necesidad de un paso o pasos de fabricación separados, lo cual caracteriza a los métodos del arte previo para la fabricación de estructuras de cinta sin fin impregnadas de resina con un volumen de espacio en forma de ranuras u orificios ciegos y similares sobre sus superficies externas. Además, la presente invención proporciona un método alternativo para la fabricación de estructuras de cinta sin fin impregnadas de resina utilizadas en otras aplicaciones de fabricación y procesamiento de papel, tales... [Seguir leyendo]

1. Método de fabricación de estructuras de cinta sin fin impregnadas de resina, diseñado para su utilización en una prensa de línea de contacto larga en una máquina de fabricación de papel y para otras aplicaciones de fabricación y procesamiento de papel, dicho método comprende los pasos de: a) proporcionar un sustrato base para la cinta; ES 2 366 086 T3 b) depositar un material de sacrificio sobre dicho sustrato base de manera controlada para controlar las dimensiones x, y, z del material depositado para crear un patrón predeterminado en gotas en donde dicho patrón predeterminado crea una superficie de dichas estructuras de cinta que proporciona un aspecto funcional a la misma; c) depositar un material de resina polimérica funcional en dicho sustrato base para cubrir áreas del mismo que no tienen dicho material de sacrificio; d) curar al menos parcialmente dicho material de resina polimérica funcional; y e) eliminar el material de sacrificio de dicho sustrato base. 2. Método conforme a la reivindicación 1, en donde dicho material de sacrificio se deposita en gotas que tienen un diámetro nominal de 10µ (10 micrones) o más. 3. Método conforme a la reivindicación 1, en donde los pasos del b) al e) se realizan de manera secuencial en cintas sucesivas que se extienden a lo ancho a través de dicho sustrato base. 4. Método conforme a la reivindicación 1, en donde los pasos del b) al e) se realizan de manera secuencial en tiras sucesivas que se extienden a lo largo en torno a dicho sustrato base. 5. Método conforme a la reivindicación 1, en donde los pasos del b) al e) se realizan de manera espiral en torno a dicho sustrato base. 6. Método conforme a la reivindicación 1, en donde, en el paso b), dicho patrón predeterminado comprende una pluralidad de ubicaciones discretas dispuestas en una disposición predeterminada. 7. Método conforme a la reivindicación 1, en donde, en el paso b), dicho patrón predeterminado comprende una malla continua que define una pluralidad de áreas abiertas discretas en una disposición predeterminada. 8. Método conforme a la reivindicación 1, en donde, en el paso b), dicho patrón predeterminado comprende una malla semi-continua que se extiende sustancialmente a través de dicho sustrato base. 9. Método conforme a la reivindicación 1, en donde, en el paso b), dicho material de sacrificio forma una capa con un patrón aleatorio o uniforme del grosor deseado sobre dicho sustrato base en dicho patrón predeterminado. 10. Método conforme a la reivindicación 1, en donde, en el paso b), dicho material de sacrificio se deposita por medio de una matriz de piezoinyectores que comprende al menos piezoinyector individual controlado por ordenador. 11. Método conforme a la reivindicación 1, en donde dicho material de sacrificio es una cera que se elimina con calor. 12. Método conforme a la reivindicación 1, en donde dicho material de sacrificio es un material que se elimina con disolvente. 13. Método conforme a la reivindicación 1, que además comprende, entre los pasos b) y c), los pasos de: i) verificar el patrón real de dicho material de sacrificio para medir la conformidad con dicho patrón predeterminado; y ii) reparar dicho patrón real de dicho material de sacrificio para eliminar desviaciones de dicho patrón predeterminado. 12 ES 2 366 086 T3 14. Método conforme a la reivindicación 13, en donde dicho paso de verificación se realiza mediante un procesador de reconocimiento de patrón rápido (FPR) que funciona en conjunto con una cámara de imagen digital. 15. Método conforme a la reivindicación 14, en donde dicho paso de reparación se realiza por medio de una matriz de inyector de reparación acoplado a dicho procesador FPR. 16. Método conforme a la reivindicación 1, en donde, en el paso c), dicho material de resina polimérica funcional forma una capa del grosor deseado sobre dicho sustrato base. 17. Método conforme a la reivindicación 1, en donde dicho material de resina polimérica funcional es poliuretano. 18. Método conforme a la reivindicación 1, en donde dicho material de resina polimérica funcional es una resina fotosensible. 19. Método conforme a la reivindicación 18, en donde dicho paso de curado se realiza mediante la exposición de dicha resina fotosensible a radiación actínica. 20. Método conforme a la reivindicación 1, en donde dicho paso de curado se realiza mediante la exposición de dicho material de resina polimérica funcional a una fuente de calor. 21. Método conforme a la reivindicación 1, en donde dicho paso de curado se realiza mediante la exposición de dicho material de resina polimérica funcional a aire frío. 22. Método conforme a la reivindicación 1, en donde dicho paso de curado se realiza mediante la exposición de dicho material polimérico funcional a radiación actínica. 23. Método conforme a la reivindicación 1, en donde dicho material de resina polimérica funcional se selecciona del grupo que consiste en: 1. termofundentes y termofundentes curados con humedad; 2. sistemas reactivos de dos componentes basados en uretanos y epoxis; 3. composiciones poliméricas que consisten en monómeros acrilatados reactivos y oligómeros acrilatados derivados de uretanos, poliésteres, poliéteres y siliconas; y 4. látex de base acuosa y dispersiones y formulaciones llenas de partículas incluyendo acrílicos y poliuretanos. 24. Método conforme a la reivindicación 1, en donde dicho paso de eliminación se realiza con calor. 25. Método conforme a la reivindicación 1, en donde dicho paso de eliminación se realiza mediante la acción de un disolvente apropiado. 26. Método conforme a la reivindicación 1, que además comprende, entre los pasos a) y b), el paso de depositar un material de resina polimérica en dicho sustrato base para cubrir toda la superficie del mismo y hacer que dicho sustrato base sea impermeable. 27. Método conforme a la reivindicación 26, en donde dicho material de resina polimérica se deposita en dicho sustrato base mediante una matriz de inyectores de carga. 28. Método conforme a la reivindicación 1, que incluye el paso de proporcionar un sustrato base tomado del grupo que consiste esencialmente en materia en tiras o en malla de tejido, no tejido, bobinado en espiral, entrelazado en espiral, urdido, que finalmente se bobinan para formar una cinta de un ancho mayor que el ancho de las tiras. 29. Método conforme a la reivindicación 28, en donde dicho material de resina polimérica se deposita mediante una matriz de piezoinyectores que comprende al menos piezoinyector individual controlado por ordenador. 30. Método conforme a la reivindicación 26, en donde dicho material de resina polimérica se deposita mediante pulverización. 31. Método conforme a la reivindicación 26, en donde dicho material de resina polimérica se deposita en dicho sustrato base mediante recubrimiento con cuchilla. 13 ES 2 366 086 T3 32. Método conforme a la reivindicación 26, en donde dicho material de resina polimérica se deposita en dicho sustrato base mediante recubrimiento en espiral de un solo pase (SPS). 33. Método conforme a la reivindicación 26, en donde dicho material de resina polimérica se deposita en dicho sustrato base mediante recubrimiento de múltiple pase fino (MTP). 34. Método conforme a la reivindicación 1, en donde, en el paso c), dicho material de resina polimérica funcional se deposita en dicho sustrato base mediante una matriz de inyectores de carga. 35. Método conforme a la reivindicación 26, en donde dicho material de resina polimérica funcional se deposita por medio de una matriz de piezoinyectores que comprende al menos piezoinyector individual controlado por ordenador. 36. Método conforme a la reivindicación 1, en donde, en el paso c), dicho material de resina polimérica funcional se deposita mediante pulverización. 37. Método conforme a la reivindicación 1, en donde, en el paso c), dicho material de resina polimérica funcional se deposita en dicho sustrato base mediante recubrimiento con cuchilla. 38. Método conforme a la reivindicación 1, en donde, en el paso c), dicho material de resina polimérica funcional se deposita en dicho sustrato base mediante recubrimiento en espiral de un solo pase (SPS). 39. Método conforme a la reivindicación 1, en donde, en el paso c), dicho material de resina polimérica funcional se deposita en dicho sustrato base mediante recubrimiento de múltiple pase fino (MTP). 40. Método conforme a la reivindicación 1, en donde se deposita un primer material de resina polimérica funcional y se deposita un segundo material de resina polimérica funcional que es diferente del primer material de resina polimérica funcional. 41. Método conforme a la reivindicación 40, en donde un material de resina polimérica es hidrófilo y el otro material de resina polimérica es hidrofóbico. 42. Método conforme a la reivindicación 40, en donde dicho sustrato base se impregna con un material de resina polimérica que lo hace impermeable antes de depositar dicho material de sacrificio y dicho material de resina polimérica funcional. 43. Método conforme a la reivindicación 26, en donde dicho material de resina polimérica se deposita en dicha tela base en una capa uniforme que tiene una superficie monoplanar o una capa de un grosor no uniforme que tiene una superficie con una estructura tridimensional. 44. Método conforme a la reivindicación 40, que además comprende, después del paso e), el paso de depositar el segundo material de resina polimérica funcional en dicho sustrato base para cubrir y llenar áreas antes cubiertas con dicho material de sacrificio. 45. Método conforme a la reivindicación 44, en donde dicho material de resina polimérica funcional es hidrófilo y el otro es hidrofóbico. 46. Método conforme a la reivindicación 1, que además comprende el paso opcional de abrasión de dicho material de resina polimérica funcional en dicho sustrato base para proporcionar a dicho material de resina polimérica funcional un grosor uniforme y una superficie macroscópicamente monoplanar y suave. 47. Método conforme a la reivindicación 1, en donde el patrón predeterminado crea una malla continua de ranuras paralelas. 48. Método conforme a la reivindicación 1, en donde el patrón predeterminado crea una malla continua de ranuras que se entrecruzan. 14 ES 2 366 086 T3 ES 2 366 086 T3 16 ES 2 366 086 T3 17 ES 2 366 086 T3 18 ES 2 366 086 T3 19 ES 2 366 086 T3 ES 2 366 086 T3 21