Tejido ultra-elástico.

Un tejido industrial elástico y compresible, en el que el tejido comprende:

una pluralidad de hilos (18) sustancialmente paralelos a la dirección transversal al mecanizado (DT); unapluralidad de hilos (14) sustancialmente paralelos a la dirección de mecanizado (DM); en el que cualquiernúmero de hilos incluye un material axialmente elastomérico; una primera capa (12) de los hilos paralelos (14)situada en la dirección DT o DM; una segunda capa (16) de los hilos paralelos (18) en un lado de la primeracapa, estando los hilos (18) de la segunda capa en la dirección DT o DM diferente de la primera capa (12) ycomprendiendo los hilos elastoméricos; y una tercera capa de (20) de hilos paralelos (22) en el lado opuesto dela segunda capa (16), como la primera capa (12), y situados en la misma dirección que aquellos de la primeracapa (12), caracterizado por que

los hilos paralelos (22) de la tercera capa (20) están alineados de manera que se anidan entre los espacioscreados entre los hilos paralelos de la primera capa (12) tras la aplicación de la carga de compresión.

Tejido ultra-elástico Campo de la invención La presente invención se refiere a una estructura para su uso en tejidos industriales, tales como el material textil de una máquina de fabricación de papel y tejidos técnicos. Más específicamente, la estructura contiene tanto hilos elastoméricos (en la dirección longitudinal o axial) como hilos relativamente inelásticos en diversos patrones. Tal estructura tiene un alto grado tanto de compresibilidad bajo una carga normal aplicada como excelente recuperación (elasticidad o recuperación elástica) tras la retirada de la carga.

Antecedentes de la invención Los tejidos industriales se refieren a una estructura sin fin en forma de un bucle continuo, tal como uno usado como un tejido de formación, de prensado o de secado (material textil de una máquina de fabricación de papel o PMC) así como una cinta de proceso tal como una prensa de zapata, calandria o cinta de transferencia usada en una máquina de fabricación de papel. Los tejidos industriales también se refieren a un tejido usado en procesos de acabado textil. Los tejidos industriales incluyen también otras cintas sin fin donde se requiere un alto grado de compresibilidad y elasticidad.

Aunque el análisis del presente documento se refiere en su mayor parte al proceso de fabricación de papel en general, la aplicación de la invención no se considera limitada a esto.

En este sentido, durante el proceso de fabricación de papel, por ejemplo, se forma una banda fibrosa celulósica depositando una suspensión fibrosa que es una dispersión acuosa de las fibras de celulosa, sobre un tejido en formación móvil en una sección de formación de la máquina de fabricación de papel. Una gran cantidad de agua se drena de la suspensión a través del tejido en formación, dejando la banda de fibras celulósicas sobre la superficie del tejido en formación.

La banda fibrosa celulósica recién formada transcurre de la sección de formación a una sección de prensado, que incluye una serie de líneas de contacto entre dos rodillos de prensado. La banda fibrosa celulósica pasa a través de las líneas de contacto entre dos rodillos de prensado soportada por un tejido de prensado o, como a menudo es el caso, entre dos de tales tejidos de prensado. En las líneas de contacto entre dos rodillos de prensado, la banda fibrosa celulósica se somete a fuerzas de compresión que estrujan el agua de la misma y que adhieren las fibras celulósicas en la banda entre sí para convertir la banda fibrosa celulósica en una hoja de papel. El agua es aceptada por el tejido o tejidos de prensado e, idealmente, no vuelve a la hoja de papel.

La hoja de papel finalmente avanza a una sección de secado, que incluye al menos una serie de tambores o cilindros secadores rotatorios, que se calientan internamente con vapor. La hoja de papel recién formada se dirige en una trayectoria serpenteante secuencialmente alrededor de cada uno de la serie de tambores mediante un tejido de secado, que sostiene la hoja de papel muy cerca de las superficies de los tambores. Los tambores calentados reducen el contenido de agua de la hoja de papel a un nivel deseable por evaporación.

Debe apreciarse que los tejidos de formación, prensado y secado, tienen todos forma de bucles sin fin en la máquina de fabricación de papel y funcionan del mismo modo que las cintas transportadoras. Debe apreciarse también que la fabricación de papel es un proceso continuo que transcurre a velocidades considerables. Es decir, la suspensión fibrosa se deposita continuamente sobre el tejido de formación en la sección de formación, mientras que una hoja de papel recién fabricada se enrolla continuamente en rollos después de salir de la sección de secado.

Los tejidos de base, que forman una parte importante de los tejidos analizados anteriormente, toman muchas formas diferentes. Por ejemplo, pueden ser tejidos sin fin o tejidos lisos y posteriormente se convierten en una forma sin fin con una costura tejida usando una o más capas de hilos en la dirección de mecanizado (DM) y la dirección transversal al mecanizado (DT) . También, tales tejidos pueden emplear lo que se denomina costura puntual, formada también a partir de hilos DM para permitir la instalación en la máquina de fabricación de papel. Adicionalmente, los tejidos de base pueden laminarse poniendo un tejido de base dentro del bucle sin fin formado por otro tejido de base y uniéndolos o laminándolos juntos por diversos medios conocidos por los expertos en la materia, tales como cosiendo una guata de fibras cortas a través de ambos tejidos de base para unirlos entre sí.

En el material textil de la máquina de fabricación de papel (PMC) , especialmente los tejidos de prensado usados en la sección de prensado de la máquina de fabricación de papel, el tejido tiene una o más "estructuras de base" formadas a partir de hilos y una guata de fibras cortas cosidos normalmente al menos a la superficie de contacto con la hoja. El tejido de prensado tiene un espesor, masa y, en consecuencia, un volumen de huecos inicial (el volumen se calcula en base a esta masa y espesor) que es igual a la capacidad de manipulación de agua. También tienen un área de contacto medible.

Puesto que los tejidos de prensado están sometidos a cargas normales (normales respecto al plano del tejido durante el uso) a medida que pasa a través de una o más líneas de contacto entre dos rodillos de prensado, el tejido, puesto que es compresible por sí mismo y contiene componentes compresibles, tiene un volumen de huecos así como un área de contacto superficial comprimidos. Aunque ha habido diversos intentos de cambiar el grado de compresibilidad y de introducir un grado de elasticidad (recuperación elástica o rebote) , los tejidos de prensado se hacen progresivamente más finos con el tiempo y millones de ciclos en la línea de contacto entre dos rodillos. Finalmente deben retirarse debido a diversas razones, tales como ausencia de capacidad de manipulación de agua, marcas o vibración de la prensa. Cuando han alcanzado el final de su vida útil y deben retirarse son sustituidos por un tejido nuevo.

Los nuevos tejidos también atraviesan un periodo en el que la densidad no es ideal y la manipulación de agua es menor que la óptima. Por consiguiente, un tejido de prensado ideal es uno que tenga un rendimiento constante o estacionario (por ejemplo, respecto a la capacidad de manipulación de agua) desde el primer día hasta que se retira de la máquina de fabricación de papel.

Se han realizado diversos intentos para afectar a las propiedades de los tejidos de prensado, especialmente la compresibilidad y la elasticidad. Un intento ha sido introducir hilos "elásticos" en las estructuras. Estos hilos son elásticos en la dirección del espesor o radial (si son redondos) , y pueden ser elásticos también en la dirección longitudinal o axial.

Un ejemplo de esto puede verse en la solicitud PCT WO 2004/072368 A1. Sin embargo, hay inconvenientes a este enfoque. La compresibilidad solo se debe a la parte elástica (en la dirección a través del espesor) del hilo y, por lo tanto, está limitada a esto. Aunque pueden usarse hilos más grandes, finalmente hay una disminución respecto al rendimiento. También, los hilos más grandes son pesados, y pueden provocar marcas inaceptables en la hoja. Si el hilo es de tipo vaina/núcleo, siempre hay peligro de deslaminado de la vaina del núcleo. Finalmente, el grado de compresibilidad está limitado a un máximo de alguna fracción del diámetro del hilo.

Otro ejemplo es la solicitud de patente de Estados Unidos 2007/0163741 A1 que incorpora una serie de hilos de vaina/núcleo compresibles fijados al lado trasero del tejido de prensado con costuras. Se muestra que la vaina es elastomérica y puede proporcionar efectos de amortiguación de vibración. Muestra adicionalmente que el núcleo del hilo en solitario puede ser de 200 a 2000 denier, y un tamaño total de 0, 30 a 1, 2 mm de diámetro. Tales tamaños de hilo pueden tener un uso limitado debido a consideraciones de peso y marcado potencial.

Un ejemplo adicional se muestra en la patente de Estados Unidos 4.350.731 que muestra el uso de hilos revestidos para fabricar una estructura de tejido de prensado compresible. De nuevo, el grado de compresibilidad y recuperación se deben únicamente a las capas de la vaina de revestimiento elastomérica.

Otro ejemplo de este tipo de estructura compresible y elástica se muestra en el documento GB 2 197 886. Esta patente desvela hilos compresibles que se alternan de alguna manera con hilos que soportan una carga funcional (tracción) para proporcionar, bajo una carga normal aplicada, una estructura básica de una capa casi individual sin "nudos" y con largos hilados... [Seguir leyendo]

1. Un tejido industrial elástico y compresible, en el que el tejido comprende:

una pluralidad de hilos (18) sustancialmente paralelos a la dirección transversal al mecanizado (DT) ; una pluralidad de hilos (14) sustancialmente paralelos a la dirección de mecanizado (DM) ; en el que cualquier 5 número de hilos incluye un material axialmente elastomérico; una primera capa (12) de los hilos paralelos (14) situada en la dirección DT o DM; una segunda capa (16) de los hilos paralelos (18) en un lado de la primera capa, estando los hilos (18) de la segunda capa en la dirección DT o DM diferente de la primera capa (12) y comprendiendo los hilos elastoméricos; y una tercera capa de (20) de hilos paralelos (22) en el lado opuesto de la segunda capa (16) , como la primera capa (12) , y situados en la misma dirección que aquellos de la primera capa (12) , caracterizado por que los hilos paralelos (22) de la tercera capa (20) están alineados de manera que se anidan entre los espacios creados entre los hilos paralelos de la primera capa (12) tras la aplicación de la carga de compresión.

2. El tejido de la reivindicación 1, en el que el tejido comprende adicionalmente: un hilo aglutinante (24) .

3. El tejido de la reivindicación 1, en el que el número de hilos en la tercera capa (20) es menor que el número de 15 hilos en la primera capa (12) .

4. El tejido de la reivindicación 1, en el que el hilo (18) de la segunda capa (16) es ortogonal a aquellos de la primera y tercera capas.

5. El tejido de la reivindicación 1, en el que el hilo (18) de la segunda capa (16) está a un ángulo de menos de 90 grados respecto a la primera y tercera capas.

6. El tejido de la reivindicación 5, en el que los hilos (18) están a un ángulo de 45 grados respecto a la primera y tercera capas (12, 20) .

7. El tejido de la reivindicación 1, en el que el tejido comprende: una cuarta capa (26) de hilos paralelos (18) en la misma dirección que la segunda capa, comprendiendo los hilos el material elastomérico; y una quinta capa (28) de hilos paralelos (14) en la misma dirección que la primera capa, en el que los hilos (14) de la quinta capa (28) están alineados en el mismo plano vertical en una dirección a través del espesor como los de la primera capa (12) .

8. El tejido de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el hilo elastomérico que incluye el material elastomérico se selecciona entre el grupo que consiste en: un monofilamento, un multifilamento, un monofilamento doblado, un hilo revestido, un hilo urdido, un hilo torzal, un hilo multi-componente y un hilo trenzado.

9. El tejido de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el hilo elastomérico (18) se selecciona entre el grupo que 30 consiste en: un poliuretano, un caucho y Lycra®.

10. El tejido de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el hilo elastomérico (18) se selecciona entre el grupo que consiste en: redondo, no redondo, cuadrado, rectangular, elíptico y poligonal.

11. El tejido de la reivindicación 1, en el que el tejido comprende: una estructura laminada.

12. El tejido de la reivindicación 11, en el que el tejido comprende: dos capas tejidas (12, 20) con una capa 35 elastomérica (16) entre ellas.

13. El tejido de la reivindicación 11, en el que el tejido comprende: un hilo aglutinante (24) que une las capas del laminado.

14. El tejido de la reivindicación 2, en el que el tejido, en el que el hilo aglutinante (24) y el hilo elastomérico (18) están en la misma dirección.

15. El tejido de la reivindicación 2, en el que la dirección del hilo elastomérico (18) y el hilo aglutinante (24) es la DT.

16. El tejido de la reivindicación 1, en el que la capa de los hilos elastoméricos (16) está dentro de una construcción de doble capa.

17. El tejido de la reivindicación 1, en el que el tejido se selecciona entre el grupo de tejidos que incluyen:

el material textil de una máquina de fabricación de papel; un tejido de formación; un tejido de prensado; un tejido de secado; un tejido de secado por chorro de aire; una base de la cinta de la prensa de la zapata; una base de la cinta de la calandria; una base del tejido técnico; una base de cinta de transferencia; y una cinta usada en la producción de no tejidos mediante procesos tales como tendido al aire, soplado en estado fundido, bondeado e hidroenmarañado.

18. El tejido de la reivindicación 1, en el que el tejido es una base para un tejido de secado, con lo que el tejido de secado incluye adicionalmente: un lado trasero en un lado del tejido que no está en contacto con la hoja, incluyendo el lado trasero extrusiones en ángulo.

19. Un tejido industrial elástico y compresible de acuerdo con la reivindicación 1, en el que cualquier número de hilos DM e hilos DT se entrelazan para formar un material textil tejido.

20. El tejido de acuerdo con la reivindicación 19, en el que el tejido comprende un patrón de 2 a 8 caladas.

21. El tejido de la reivindicación 19, en el que el tejido se incorpora o se forma en un tejido seleccionado entre el grupo que consiste en: un material textil tejido liso; un tejido sin fin; y un tejido en el que se pueden hacer costuras a máquina.

22. El tejido de la reivindicación 19, en el que el tejido incluye los hilos elastoméricos (18) compuestos de una urdimbre más gruesa; y el hilo aglutinante (24) compuesto de una urdimbre más fina que la del hilo elastomérico.

23. El tejido de la reivindicación 19, en el que el hilo comprende: los hilos elastoméricos (18) en la DT; los hilos DM sobre los hilos elastoméricos; y en el que los hilos aglutinantes (24) son más pequeños que los hilos elastoméricos.

24. El tejido de la reivindicación 19, en el que el tejido comprende: cuatro extremos que se hilan por encima de la capa de hilos elastoméricos y los cambios a un aglutinante de dos capas en cada segunda repetición; y cuatro extremos que se hilan por debajo de la capa de hilos elastoméricos y los cambios a un aglutinante de dos capas cada segunda repetición.

25. El tejido de la reivindicación 19, en el que el tejido comprende: una sola capa que incluye el hilo elastomérico

(18) y un hilo funcional (17) en la misma dirección y alternando con el hilo elastomérico, en el que el hilo elastomérico (18) es mayor que el hilo funcional (17) .