Un método para fabricar una red celulósica (1) que tiene una absorbencia elevada que comprende:

a) formar una red naciente (1) que tiene una distribución de orientaciones de fibras aparentemente al azar a partir de materias primas para la fabricación de papel; b) secar sin compactar la red naciente (1) hasta una consistencia desde aproximadamente 30 hasta aproximadamente 60 por ciento; c) después de ello, transferir la red (1) a una superficie de transferencia que se traslada y que se mueve a una primera velocidad; d) plisar con tejido la red (1) a partir de la superficie de transferencia a una consistencia desde aproximadamente 30 hasta aproximadamente 60 por ciento utilizando un tejido de plisado, produciéndose la etapa de plisado en una línea o zona de contacto entre rodillos definida entre la superficie de transferencia y el tejido de plisado, en donde el tejido se está moviendo a una segunda velocidad más baja que la velocidad de dicha superficie de transferencia; siendo escogidos el patrón del tejido, los parámetros de la línea de contacto y la consistencia de la red (1) de tal forma que la red se plisa desde la superficie de transferencia y se redistribuye sobre el tejido de plisado, donde la redistribución de fibras desde una disposición generalmente al azar a una distribución según un patrón incluye una desviación de la orientación y regiones o zonas enriquecidas en fibras; e) mantener la red húmeda (1) en el tejido de plisado y f) secar la red húmeda (1) mientras que se mantiene en el tejido de plisado hasta una consistencia de al menos aproximadamente 90 por ciento

Procedimiento de fabricación de plisado de tejido con alto contenido en sólidos para producir una hoja absorbente con secado del interior del tejido

Campo técnico

La presente invención se refiere se refiere en líneas generales a métodos para hacer hojas o láminas celulósicas absorbentes y, más particularmente, a un método de fabricar láminas absorbentes mediante la deshidratación de materias primas celulósicas y el secado del tejido o red naciente sin prensado en húmedo, seguidos del plisado de la red y posterior secado de la misma mientras se mantiene en el tejido de plisado. El método se puede adaptar fácilmente a las instalaciones de fabricación existentes que incluyen numerosos secadores cilíndricos, por ejemplo, del tipo de los usados para fabricar papeles satinados. El proceso proporciona productos absorbentes de calidad superior con una inversión de capital mínima y permite el uso de fibras recicladas así como de fuentes de energía recicladas.

Antecedentes

Son bien conocidos los métodos de fabricar tejidos de papel absorbente y similares, incluyendo varias configuraciones, como el secado Yankee, el plisado de tejido, el plisado en seco, el plisado en húmedo, etcétera. Los procedimientos de prensado en húmedo clásicos tienen ciertas ventajas sobre los procedimientos de secado mediante aire, entre las que se incluyen: (1) menores costes de energía asociados con la eliminación mecánica de agua frente al secado de la transpiración con aire caliente y (2) mayores velocidades de producción que se consiguen más fácilmente con procedimientos que utilizan el prensado en húmedo para formar la red. Por otro lado, en las nuevas inversiones de capital se ha adoptado ampliamente el sistema de procesado mediante aire caliente, en especial para la producción de productos de tejido y papel absorbentes de calidad superior, suaves y gruesos.

El documento de la patente US 2002/0088577 describe un proceso para fabricar una lámina absorbente e incluye:

(1) depositar una materia prima acuosa de fibra celulósica sobre un tejido en formación; (b) secar la red naciente de manera que no se compacte hasta una consistencia de aproximadamente 15 hasta aproximadamente 40 por ciento;

(c) transferir la red naciente del tejido en formación a otro tejido que se mueve a una velocidad que es de aproximadamente 10 a aproximadamente 80 por ciento más baja que la del tejido en formación; (d) dar forma en húmedo a la red sobre un tejido de impresión en el que la red se reorganiza y reordena macroscópicamente para conformarse a la superficie del tejido de impresión y (e) secar la red mediante chorros de aire.

El plisado del tejido se ha empleado en relación con los procesos de producción de papel que incluyen deshidrataciones de la red de papel mecánicas o con compactado como un medio de influir en las propiedades del producto. Véanse al respecto las patentes de Estados Unidos números 4.689.119 y 4.551.199 de Weldon; 4.849.054 y 4.834.838 de Klowak y 6.287.426 de Edwards et al. El funcionamiento de los procesos de plisado del tejido se ha visto obstaculizado por la dificultad de transferir de manera eficaz una red de consistencia alta o intermedia a un secador. Al respecto, tómese nota también del documento de la patente de Estados Unidos número 6.350.349 de Hermans et al, que describe la transferencia en estado húmedo de una red desde una superficie de transferencia rotativa a un tejido. Otras patentes de Estados Unidos relacionadas con el plisado de tejidos de forma más general son las siguientes: 4.834.838, 4.482.429, 4.445.638, así como la 4.440.597 de Wells et al.

En relación con los procedimientos de fabricación de papel, se ha empleado también el moldeo de tejido como un medio de proporcionar textura y grosor. Al respecto, en la patente de Estados Unidos número 6.610.173 de Lindsey et al. se ve un método para estampar una red de papel durante un proceso de prensado en estado húmedo que da como resultado protrusiones asimétricas correspondientes a los conductos de desviación de una pieza de desviación. El documento de la patente 6.610.173 informa de que una transferencia con velocidad diferencial durante un proceso de prensado sirve para mejorar el moldeo y la impresión de una red con una pieza de desviación. Se informa de que las redes de tejido producidas tienen conjuntos particulares de propiedades físicas y geométricas, como una red densificada patrón y un patrón repetitivo de protrusiones que tienen estructuras asimétricas. En relación con el moldeo en estado húmedo de una red utilizando tejidos texturizados, véanse, también, los documentos de las siguientes patentes de Estados Unidos: 6.017.417 y 5.672.248 ambas de Wendt et al.; 5.508.818 y 5.510.002 de Hermans et al y 4.637.859 de Trokhan. En relación con el uso de tejidos utilizados para impartir textura a una lámina en su mayor parte seca, véase el documento de la patente de Estados Unidos número 6.585.855 de Drew et al., así como la publicación de Estados Unidos número US 2003/00064.

Productos plisados, secados completamente, se describen en los documentos de las siguientes patentes: patente de Estados Unidos número 3.994.771 de Morgan Jr et al.; patente de Estados Unidos número 4.102.737 de Morton y patente de Estados Unidos número 4.529.480 de Trokhan. Los procedimientos descritos en estas patentes comprenden, de manera muy general, formar una red sobre un soporte agujereado, presecar térmicamente la red, aplicar la red a un secador tipo Yankee con un punto de retención o zona de contacto entre rodillos definido, en parte, por un tejido de impresión y plisar el producto en un secador de tipo Yankee. Típicamente, se necesita una red relativamente permeable, lo que hace difícil emplear materia prima reciclada a los niveles que se desearía. La transferencia al secador tipo Yankee tiene lugar típicamente a consistencias de la red de aproximadamente 60 % a aproximadamente 70 %. Véase también el documento de la patente de Estados Unidos número 6.187.137 de Druecke et al. En relación con la aplicación de vacío mientras que la red está en un tejido, se pueden mencionar los siguientes documentos: patente de Estados Unidos número 5.411.636 de Hermans et al; patente de Estados Unidos número 5.492.598 de Hermans et al.; patente de Estados Unidos número 5.505.818 de Hermans et al; patente de Estados Unidos número 5.510.001 de Hermans et al; patente de Estados Unidos número 5.510.002 de Hermans et al.

El documento de la patente de Estados Unidos número 5.851.353 de Fiscus et al. enseña un método para secar en cilindros redes húmedas para productos de tejidos en el que una red húmeda parcialmente deshidratada se coge entre un par de tejidos de moldeo. La red húmeda retenida se procesa en numerosos secadores de cilindro, por ejemplo, desde una consistencia de aproximadamente 40 por ciento hasta una consistencia de al menos aproximadamente 70 por ciento. Las láminas de tejido de moldeo protegen la red del contacto directo con los secadores cilíndricos y trasmiten una impresión a la red. Véase también el documento de la patente de Estados Unidos número 5.336.373 de Scattolino et al.

A pesar de numerosos avances, los procedimientos de secado completo tienden a ser caros en cuanto a costes fijos y de operación y continúan siendo relativamente intolerantes a las fibras recicladas. Por otro lado, los productos prensados en vía húmeda tienden a tener una capacidad de absorción y un cuerpo o grosor más bajos.

De acuerdo con la presente invención, la absorbencia, el grosor y la elasticidad se mejoran mediante el secado en rodillos, por ejemplo, antes del plisado de tejido con alto contenido de sólidos en una zona de contacto entre rodillos de presión y después de eso procediendo al secado final de la red. El procedimiento de la invención tiene la alta velocidad y la tolerancia a las materias primas para reciclar fibra de los procedimientos de prensado en húmedo convencionales y se lleva a la práctica sin transferir una red secada parcialmente a un secador de tipo Yankee. Una ventaja más adicional de la invención es que el proceso se puede llevar a la práctica en instalaciones con máquinas de papel plano existentes modificadas para producir la lámina base de papel absorbentes y tejidos.

Resumen de la invención

Por lo tanto, se proporciona según la presente invención un método de fabricar una red celulósica según la reivindicación 1. Típicamente, la red húmeda se seca hasta una consistencia de al menos aproximadamente 92 por ciento mientras se mantiene en el tejido plisado y, preferentemente, la red húmeda se seca hasta una consistencia... [Seguir leyendo]

1. Un método para fabricar una red celulósica (1) que tiene una absorbencia elevada que comprende:

a) formar una red naciente (1) que tiene una distribución de orientaciones de fibras aparentemente al azar a partir de materias primas para la fabricación de papel;

b) secar sin compactar la red naciente (1) hasta una consistencia desde aproximadamente 30 hasta aproximadamente 60 por ciento;

c) después de ello, transferir la red (1) a una superficie de transferencia que se traslada y que se mueve a una primera velocidad;

d) plisar con tejido la red (1) a partir de la superficie de transferencia a una consistencia desde aproximadamente 30 hasta aproximadamente 60 por ciento utilizando un tejido de plisado, produciéndose la etapa de plisado en una línea o zona de contacto entre rodillos definida entre la superficie de transferencia y el tejido de plisado, en donde el tejido se está moviendo a una segunda velocidad más baja que la velocidad de dicha superficie de transferencia; siendo escogidos el patrón del tejido, los parámetros de la línea de contacto y la consistencia de la red (1) de tal forma que la red se plisa desde la superficie de transferencia y se redistribuye sobre el tejido de plisado, donde la redistribución de fibras desde una disposición generalmente al azar a una distribución según un patrón incluye una desviación de la orientación y regiones o zonas enriquecidas en fibras;

e) mantener la red húmeda (1) en el tejido de plisado y f) secar la red húmeda (1) mientras que se mantiene en el tejido de plisado hasta una consistencia de al menos aproximadamente 90 por ciento.

2. El método según la reivindicación 1, operado con un tejido plisado desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 100 por ciento.

3. El método según la reivindicación 1, en el que la red (1) tiene una elasticidad en la dirección CD desde aproximadamente 5 por ciento hasta aproximadamente 15 por ciento.

4. El método según la reivindicación 1, en el que la red naciente (1) se mantiene en un tejido secador y se seca sin prensado en húmedo con un primer grupo numeroso de secadores de rodillos antes de transferirla a la superficie de transferencia que se traslada.

5. El método según la reivindicación 1, en el que la red (1) muestra un cociente de tracción MD/CD comprendido entre aproximadamente 0, 5 y aproximadamente 0, 9, preferentemente, entre aproximadamente 0, 6 y aproximadamente 0, 8.

6. El método según la reivindicación 1, en el que la red (1) tiene una absorbencia de al menos 7 g/g.

7. El método según la reivindicación 1, en el que el patrón del tejido, los parámetros de la línea de contacto y la consistencia de la red se escogen de tal forma que la red (1) se plisa desde la superficie y se redistribuye sobre el tejido de plisado para formar una red (1) con un retículo que tiene numerosas regiones interconectadas de diferentes orientaciones de fibras que incluyen al menos (i) numerosas regiones enriquecidas en fibras que tienen una desviación de la orientación en una dirección transversal a la dirección de la máquina, interconectadas por medio de (ii) un grupo de numerosas regiones que se asocian cuya desviación o sesgo de la orientación de las fibras está desplazada respecto de la orientación de las fibras de las regiones enriquecidas en fibras.

8. El método según la reivindicación 7, en el que las numerosas regiones enriquecidas en fibras y las regiones que se asocian se vuelven a presentar en un patrón regular de regiones fibrosas interconectadas a través de toda la red (1) en donde la desviación de la orientación de las fibras de las regiones enriquecidas en fibras y la de las regiones que se asocian son transversales entre sí.

9. El método según la reivindicación 7, en el que las fibras de las regiones enriquecidas en fibras están sustancialmente orientadas en la dirección CD.

10. El método según la reivindicación 7, en el que el grupo de numerosas regiones enriquecidas en fibras tiene un gramaje local más alto que las regiones que se asocian.

11. El método según la reivindicación 7, en el que al menos una parte de las regiones que se asocian consiste en fibras que están orientadas sustancialmente en la dirección MD.

12. El método según la reivindicación 7, en el que hay un patrón que se repite que incluye numerosas regiones enriquecidas en fibras, un primer grupo numeroso de regiones que se asocian cuya orientación de las fibras está desviada hacia la dirección de la máquina y un segundo grupo numeroso de regiones que se asocian cuya

orientación de las fibras está desviada hacia la orientación de la máquina pero desplazada de la desviación de la orientación de las fibras del primer grupo numeroso de regiones que se asocian.

13. El método según la reivindicación 7, en el que las regiones enriquecidas en fibras muestran numerosos pliegues en forma de U.

14. El método según la reivindicación 7, en el que el tejido de plisado proporcionado con articulaciones en la dirección CD define superficies de plisado transversales a la dirección de la máquina.

15. El método según la reivindicación 14, en el que la distribución de las regiones enriquecidas en fibras corresponde a la disposición de las articulaciones en la dirección CD sobre el tejido de plisado.

16. El método de fabricar una red celulósica (1) que tiene una absorbencia elevada según una cualquiera de las 10 reivindicaciones 1-15 que comprende, adicionalmente:

transferir la red secada (1) a la superficie de un cilindro de plisado y adherir la red (1) a la superficie del cilindro de plisado con un poli (alcohol vinílico) que contiene adhesivo y plisar la red (1) en el cilindro.