ES2207250T3 - Procedimiento y dispositivo para la mejora de una superficie estucada de tiras de papel. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la mejora de la superficie estucada, de la masa acuosa de estucado aplicada sobre una tira de papel bruto (8, 23) con la ayuda de un dispositivo de estucado de papel, que contiene adicionalmente un dispositivo de carga, con el que se influye sobre la tira de papel bruto, caracterizado porque la tira de papel bruto (8, 23) pasa a través a través de dos cilindros (1, 3; 12, 20) de prensa de película giratorios en sentido opuesto de un dispositivo de estucado de papel, donde la masa acuosa de estucado es transmitida sobre la tira de papel bruto (8, 23) por medio de al menos un cilindro (1, 3; 12, 20) de prensa de película, donde el dispositivo de carga ioniza la masa de estucado y el papel en sentido opuesto.

Description

Procedimiento y dispositivo para la mejora de una superficie estucada de tiras de papel.

En la fabricación de papel, se recubren las tiras de papel con una masa acuosa de estucado, llamado también color de estucado. Los colores de estucado están constituidos por uno o por una mezcla de diferentes pigmentos inorgánicos y se ligan con uno o con una mezcla de aglutinantes orgánicos. Se conoce transmitir estos colores de estucado con las llamadas prensas de película sobre las tiras de papel. A tal fin, se aplica el color de estucado por uno o por ambos lados sobre un rodillo de goma, respectivamente, y luego se transmite desde este rodillo o desde estos rodillos sobre la tira de papel. A la salida de la tira de papel, que entra en contacto con la masa de estucado, se produce una disociación en la película de las masas de estucado. En el caso de esta separación de una masa de estucado más o menos viscosa en sí, se plantean problemas reológicos conocidos, que conducen a las llamadas líneas de flujo o bien al efecto de piel de naranja.

Puesto que las prensas de película de este tipo trabajan a velocidades de 800 a 2.000 m/minuto, durante la separación violenta de la masa de estucado desde el cilindro humedecido sobre la tira de papel contactada aparecen partículas pequeñas de masa de estucado como neblina libre en el espacio. Esta neblina debe ser más o menos tolerada y es controlada en la práctica manteniendo un cartón negro en la proximidad de la tira de papel que circula para el secado, es decir, en la salida del intersticio. Por lo tanto, se ha intentado influir sobre las fuerzas de adhesión entre el color de estucado y el cilindro, así como sobre las fuerzas de cohesión dentro del color de estucado, para que se mejore la neblina en la salida del intersticio y el llamado patrón de piel de naranja. Sin embargo, estos esfuerzos no han conducido en la práctica a resultados satisfactorios.

Se conoce por el documento DE 32 35 368 A1 un procedimiento para el estucado de papel y cartón, en el que se aplica una masa acuosa de estucado de papel sobre una tira de papel bruto. Para la mejora de la penetración y migración de la masa acuosa de estucado de papel está previsto someter el papel en primer lugar a una descarga de corona. En este caso, después de que el dispositivo de descarga de corona, el papel es estucado con una instalación de estucado de cuchilla con una capa uniforme de la masa acuosa de estucado. Para el estucado del papel bruto deben poder emplearse también instalaciones de estucado con cepillos, con cepillos neumáticos, con cilindros o con rascadores. Puesto que para los procedimientos de estucado indicados allí solamente están previstas velocidades de la tira hasta 800 m/min., con ello solamente se pueden realizar procesos de fabricación de papel relativamente lentos.

Se conoce por el documento FR-A-1 447 984 un procedimiento para la mejora de la adhesión de una película de poliolefina sobre una tira de papel, en el que para la mejora de la adhesión, la tira de papel es tratada con una descarga de corona de alta frecuencia. Un dispositivo de descarga de corona de este tipo no es adecuado para mejorar el efecto de piel de naranja ni la neblina de pulverización durante el estucado de papel bruto con una masa acuosa de estucado durante el prensado de película.

Se conoce igualmente por el documento US-A-4.576.831 igualmente un procedimiento para el tratamiento de una tira de papel con una descarga de corona de alta frecuencia, con la que debe mejorarse la adherencia de la masa de estucado. Durante el estucado con la ayuda de un dispositivo de prensa de película, no es necesaria una mejora de la adherencia, puesto que esto se realiza ya a través de la acción de presión de los cilindros de prensado de película.

Se conoce por el documento US-A-3.498.865 la aplicación de una capa de poliolefina sobre una tira de papel bruto, en la que, en una zona de contacto, la poliolefina fundida es aplicada en un campo eléctrico limitado. Un dispositivo de este tipo no es adecuado para aplicar de una manera uniforme una masa acuosa de estucado con altas velocidades de avance sobre una tira de papel bruto.

Por lo tanto, la invención tiene el cometido de mejorar la superficie estucada de las tiras de papel fabricadas y de reducir al mínimo la neblina de pulverización resultante.

Este cometido se soluciona a través de la invención indicada en la reivindicación 1 y en la reivindicación 5 de la patente. En las reivindicaciones dependientes se indican desarrollos y ejemplos de realización ventajosos.

La invención tiene la ventaja de que con este procedimiento con masa acuosa de estucado se puede conseguir una superficie cerrada del estuco y, por lo tanto, una capacidad mejorada para la impresión del papel. Además, con el procedimiento según la invención se consigue una capacidad de impresión que solamente era posible anteriormente con aplicaciones de estuco más gruesas, de manera que con ello se pueden fabricar productos impresos con masa reducida con relación a la superficie. Puesto que estas masas acuosas de estucado aplicadas sobre prensas de película posibilitan estucos más finos, los impresos fabricados de esta manera se pueden eliminar también de una manera más ventajosa con respecto a la conservación del medio ambiente.

Además, debido a que se evita la neblina de pulverización, se necesitan menos masa de estucado y menos interrupciones de limpieza en las instalaciones de estucado, tal como las prensas de película, con lo que se pueden reducir también los costes de los papeles estucados de esta manera.

La invención se explica en detalle con la ayuda de un ejemplo de realización, que se representa en el dibujo. En este caso:

La figura 1 muestra una representación esquemática de una prensa de película aplicada por un lado con un dispositivo de carga eléctrica.

La figura 2 muestra una representación esquemática de una prensa de película de aplicación bilateral con un dispositivo de carga eléctrica, y

La figura 3 muestra una representación esquemática de una prensa de película de aplicación bilateral con un generador de corona para cada lado como dispositivo de carga.

La figura 1 del dibujo muestra una prensa de película esquemática, a través de la cual pasa la tira de papel 8 y se provee por un lado con una masa acuosa de estucado, siendo ionizado positivamente el cilindro opuesto 1 a través de un dispositivo de carga eléctrica y siendo atrayente para la masa aniónica de estucado.

La prensa de película consta de dos cilindros de prensa de película, donde el inferior representa el cilindro de aplicación 3 y el superior representa el cilindro opuesto 1, que están provistos ambos con un recubrimiento de goma. Los cilindros 1, 3 son accionados en sentido opuesto y transportan entre sus superficies de apoyo la tira de papel 8 en una dirección predeterminada. El cilindro de aplicación 3 de la prensa de película está provisto con un dispositivo de estucado previo 4, a través del cual se aplica la masa de estucado sobre el cilindro de aplicación 3. La masa de estucado es aplicada, por ejemplo con un rascador conocido, de una manera uniforme sobre la superficie del cilindro de aplicación 3 y es arrastrada en sentido de giro como película 6 sobre el cilindro 3 y es accionada sobre el lado inferior 2 de la tira de papel 8 que pasa a través de los mismos. Puesto que los dos cilindros 1, 3 marchan uno contra otro bajo presión predeterminada, la masa acuosa de estucado es deshidratada parcialmente, de manera que se aplica una capa determinada de la masa de estucado sobre el lado inferior de la tira de papel 2.

El dispositivo de estucado previo 4, que debe aplicar la masa de estucado distribuida de manera óptima, representa un electrodo (cátodo) 5 y está en contacto eléctrico con la masa de estucado dispersa, que se puede considerar como sistema electrocinético. En este caso, el polo negativo de una fuente de tensión 9 está conectado con este electrodo 5. En el cilindro opuesto 1 está dispuesto un cilindro metálico 7 que marcha al mismo tiempo, que actúa como segundo electrodo (ánodo) y está conectado con el polo positivo de la fuente de tensión continua 9. El recubrimiento de goma del cilindro superior 1 de la prensa de película está constituido por una mezcla de goma conductora de electricidad, de manera que el papel 8 se carga con una carga eléctrica positiva. En este caso, los electrodos 5, 7 y la fuente de tensión 9, como también los recubrimientos de los cilindros conductores de electricidad, representan un dispositivo de carga eléctrica. De una manera más conveniente, para la carga eléctrica se selecciona una fuente de tensión continua 9, que alimenta una tensión de aproximadamente 150 a 2.000 V. En otros ejemplos de realización, se pueden emplear también tensiones más elevadas hasta 10.000 V.

La figura 2 del dibujo muestra de forma esquemática una prensa de película para el estucado bilateral de una tira de papel. En este caso, se trata esencialmente de una prensa de película, como se describe según la figura 1 del dibujo, que está provista con diferentes dispositivos adicionales,. Para posibilitar también un estucado bilateral. Por lo tanto, las partes iguales están provistas con los mismos signos de referencia que en la figura 1 del dibujo.

En la figura 2 del dibujo se representan dos cilindros 1, 3 de prensa de película, que están configurados ambos como cilindros de aplicación y a través de cuyas superficies de contacto pasa continuamente la tira de papel 8. A través de estos dos cilindros de aplicación 1, 3 se humedece la tira de papel 8 por ambos lados con masa de estucado. A tal fin, en cada cilindro de aplicación 1, 3 está previsto un dispositivo de estucado precio 4, 4a, a través del cual se aplica de una manera uniforme la masa de estucado sobre la superficie de los cilindros de aplicación 3, 1 con la ayuda de un dispositivo rascador conocido, no representado. De esta manera, se obtiene una película 6, 6a de masa de estucado sobre las superficies de los cilindros que se aplica parcialmente sobre los dos lados 2, 2a de la tira de papel 8 que pasa a través de ellos.

Para la aplicación mejorada de la masa de estucado sobre los dos lados 2, 2a de la tira de papel 8, los dos dispositivos de estucado previo 4, 4a están conectados con una fuente de tensión continua 9. En este caso, los dispositivos de estucado previo 4, 4a representan electrodos (cátodos), que están en contacto eléctrico con la masa de estucado dispersa, que se puede considerar como un sistema electrocinético.

Además, están previstos dos cilindros de guía 7a, 7b, a través de cuyas superficies de contacto marcha la tira de papel 8 y es alimentada a los cilindros de aplicación 1, 3. Estos cilindros de guía están constituidos de material conductor eléctrico o están recubiertos con un material superficial conductor de electricidad. En este caso, al menos estas superficies conductoras de los cilindros están en conexión con la fuente de tensión de corriente continua 9 y representan el electrodo que marcha en sentido opuesto (ánodo). De esta manera se carga la tira de papel continua 8 con una carga eléctrica positiva.

Según la figura 3 del dibujo, se representa de forma esquemática una prensa de película, a través de la cual se consigue una aplicación bilateral sobre la tira de papel 23. En este caso, como dispositivo de carga eléctrica están previstos dos electrodos de pulverización (generadores de corona) 13, 17, que provocan la carga en sentido opuesto de la tira de papel 23 frente a la masa de estucado. La tira de papel 23 es transportada alrededor de un rodillo de desviación 16 hacia un primer cilindro de guía 15. Este cilindro de guía 15 está conectado con un muelle de compresión 14, que conduce la tira de papel 23 estrechamente por delante del generador de corona 17 del lado derecho. De esta manera, se provee la superficie derecha de la tira de papel con una carga eléctrica. El papel es ionizado de esta manera en sentido opuesto a la masa de estucado, siendo oxidada la capa atómica superior de la tira de papel 23. Esta oxidación de corona conduce a una hidrofilización y, por lo tanto, a una absorción rápida de agua. Con un nivel suficientemente alto de la tensión se pueden formar también en la pared de las fibras de la celulosa grupos reactivos adicionales, que mejoran la adherencia del estuco.

Por encima del generador de corona derecho 17 está previsto un generador de corona izquierdo 13 con cilindro de guía 18 provisto con muelle de compresión 19, que provoca la oxidación de la superficie izquierda de la tira de papel.

A continuación, la tira de papel 23 pasa a través de dos cilindros 20, 12 de prensa de película accionados en sentido opuesto. Horizontalmente, junto a estos cilindros 20, 12 de prensa de película está dispuesto todavía, respectivamente, otro cilindro de dosificación 11, 21, que está accionado también en sentido opuesto al cilindro 12, 20 respectivo de la prensa de película. El cilindro de dosificación 11, 21 está provisto con una superficie estructurada, que sirve para la humidificación uniforme del cilindro 12, 20 de la prensa de película con la masa de estucado. En el intersticio superior 10, 22 cilindro 12, 20 respectivo de la prensa de película y del cilindro de dosificación 11, 21 correspondiente se introduce la masa de estucado y se aplica sobre la superficie del cilindro 11, 21 de la prensa de película sobre las dos superficies laterales de papel de la tira de papel 23 continua. En este caso, la aplicación de la masa de estucado se realiza según el procedimiento descrito según la figura 1.

El procedimiento con los dispositivos descritos anteriormente para la aplicación de la masa de estucado sobre la tira de papel 8, 23 se basa en el siguiente principio:

Las masas acuosas de estucado representan un sistema electrocinético, donde cada pigmento posee un potencial zeta en este sistema acuoso. En este caso, las masas de estucado están dispersas, porque estos pigmentos disponen de fuerzas de repulsión electrocinéticas.

Por lo tanto, la invención se basaba en el reconocimiento de utilizar estas fuerzas electrocinéticas durante la disociación de la película de las masas de estucado y de esta manera mejorar la transmisión sobre el papel 8, 23. Puesto que hasta ahora todos los colores de estucado usuales son aniónicos y deben transmitirse igualmente sobre papel aniónico deben superarse a este respecto las fuerzas de expulsión electrocinéticas, para conseguir una aplicación más homogénea del estuco. Por lo tanto, el dispositivo según la invención es un dispositivo de transferencia, a través del cual se influye sobre la ionigenicidad de tal manera que se anulan las fuerzas de expulsión electrocinéticas entre el papel 8, 23 y los pigmentos de la masa de estucado y con ello de la masa de estucado propiamente dicha. En este caso, tanto se puede cargar la masa de estucado catiónicamente y el papel aniónicamente como también a la inversa. Solamente es decisiva una diferencia de carga opuesta entre el papel 8, 23 y la masa de estucado, para que se produzca una través electrocinética entre la masa de estucado y el papel 8, 23. También sería concebible utilizan igualmente masas de estucado catiónicas en papel aniónico, puesto que también aquí las fuerzas electrocinéticas influirían favorablemente sobre el procedimiento de estucado. Esto no es usual actualmente, puesto que no se han podido solucionar los problemas implicados con ello. Pero en cualquier caso, también en el caso de utilización de masas de estucado catiónicas, el procedimiento descrito anteriormente serviría para una elevación de la diferencia de carga eléctrica y, por lo tanto, provocaría una mejora de la aplicación del estuco.

Así, en el procedimiento según la invención se ha mostrado como efecto totalmente sorprendente que, en el caso de una carga eléctrica opuesta de este tipo de la masa de estucado y del papel 8, 23, se obtiene una aplicación homogénea sin efecto de piel de naranja y se puede reducir también la neblina de pulverización a la salida del intersticio del cilindro 3 de la prensa de película. Puesto que a la salida de la tira de papel, que lleva por un lado, la mayoría de las veces por los dos lados, una parte del color de estucado previamente dosificado sobre el cilindro de la prensa de película, tiene lugar la disociación inevitable en la masa de estucado. En este caso, una parte del agua está ya introducida en la tira de papel, ha aumentado ya la concentración o, considerado a la inversa, el contenido de substancia sólida, pero debe obtenerse todavía la movilidad de la masa de estucado. En esta zona de disociación, la adhesión juega un papel decisivo tanto en la superficie de papel como en el cilindro de aplicación 1, 3 por desprendimiento. Por lo tanto, en la práctica se ha mostrado que los pigmentos y aglutinantes extraídos, respectivamente, en este proceso de disociación, que se repelen mutuamente porque llevan el mismo potencial zeta, tienden, como neblina pulverizada, en el caso de carga aniónica hacia el cátodo y en el caso de carga catiónica hacia el ánodo y, por lo tanto, reducen esta neblina. Al mismo tiempo, la tira de papel estucada que procede del intersticio es más homogénea, lo que mejora la idoneidad para la impresión después del secado.

A través de la carga y transferencia eléctricas, respectivamente, de la masa de estucado y del papel 8, 23 se podría conseguir, por lo tanto, una aplicación más homogénea del estuco y una reducción al mínimo de la neblina pulverizada. En este caso, no importa la polaridad de los elementos cargados como el papel 8, 23 y la masa de estucado, sino solamente una diferencia de carga opuesta, que permitir activar las fuerzas de atracción electrocinéticas. Por lo tanto, la invención se puede realizar también en otras configuraciones, en la medida en que con ello se pueda conseguir una carga opuesta, a través de la cual se pueden activar las fuerzas de atracción electrocinética.

Claims (8)

1. Procedimiento para la mejora de la superficie estucada, de la masa acuosa de estucado aplicada sobre una tira de papel bruto (8, 23) con la ayuda de un dispositivo de estucado de papel, que contiene adicionalmente un dispositivo de carga, con el que se influye sobre la tira de papel bruto, caracterizado porque la tira de papel bruto (8, 23) pasa a través a través de dos cilindros (1, 3; 12, 20) de prensa de película giratorios en sentido opuesto de un dispositivo de estucado de papel, donde la masa acuosa de estucado es transmitida sobre la tira de papel bruto (8, 23) por medio de al menos un cilindro (1, 3; 12, 20) de prensa de película, donde el dispositivo de carga ioniza la masa de estucado y el papel en sentido opuesto.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la tira de papel (8) es ionizada con la ayuda de un electrodo (7, 7a, 7b), que está conectado con un polo de una fuente de tensión continua (9), estando el otro polo de la fuente de tensión continua (9) en conexión con la masa de estucado.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la tira de papel (23) es ionizada por medio de al menos un electrodo de dispersión (13, 17) (generador de corona).

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la tira de papel bruto (8, 23) es estucada a una velocidad de 800 a 2.000 m/min. a través de la prensa de película
(1, 3; 12, 20).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la masa acuosa de estucado es parcialmente deshidratada a través de los dos cilindros (1, 3; 12, 20) que marchan en sentido opuesto, con lo que se aplica una capa uniforme fina predeterminada de la masa de estucado sobre la tira de papel bruto (8, 23).

6. Dispositivo para la realización del procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 5, caracterizado porque para el estucado de la tira de papel bruto (8, 23) con la masa acuosa de estucado está prevista una prensa de película, que contiene al menos dos cilindros (1, 3; 12, 20) de prensa de película y porque para la ionización del papel bruto (8, 23) está previsto un dispositivo de carga eléctrica.

7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque el dispositivo de carga consta de un ánodo (7, 7a, 7b) y de un cátodo (5, 5a), que están conectados con una fuente de tensión continua (9), donde un electrodo (5, 7, 7a, 7b) está conectado, respectivamente, con la tira de papel bruto (8) y con la masa de estucado.

8. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque el dispositivo de carga contiene al menos un electrodo de pulverización (generador de corona) (13, 17), que está dispuesto en la proximidad de la tira de papel (23) y sirve para la ionización de al menos una superficie de papel.