ES2209555T3 - Papel de gran espesor y cinta para la fabricacion de papel para la produccion del mismo. - Google Patents
Papel de gran espesor y cinta para la fabricacion de papel para la produccion del mismo.Info
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Abstract
Una cinta (10) para la fabricación de papel que tiene una superficie (11) de contacto de banda de papel para transportar una banda de fibras para la fabricación de papel que tienen una longitud, , de fibra media, y una superficie (12) de contacto de máquina para la fabricación de papel opuesta a dicha superficie (11) de contacto de banda, comprendiendo dicha cinta para la fabricación de papel: una estructura (32) de refuerzo que tiene una armadura (30) modelada dispuesta sobre ella, comprendiendo dicha armadura (30) modelada una región de red continua y una pluralidad de conductos (34) de desviación discretos; estando dichos conductos (34) de desviación aislados unos de otros por dicha región de red continua, caracterizada porque dichos conductos de desviación tienen una periferia curvilínea generalmente de forma elíptica con una anchura media , donde, es una relación de aspecto que varía desde al menos alrededor de 1 hasta alrededor de 2, 0, y un radio mínimo de curvatura en el que la relación de radio mínimo de curvatura a anchura media varía desde al menos 0, 29 hasta 0, 50.
Description
Papel de gran espesor y cinta para la fabricación
de papel para la producción del mismo.
La presente invención se refiere a cintas para la
fabricación de papel útiles en las máquinas para la fabricación de
papel para fabricar productos de papel absorbente, blandos, de baja
densidad y a los productos de papel producidos mediante estos. Más
particularmente, esta invención se refiere a cintas para la
fabricación de papel que comprenden una armadura modelada y una
estructura de refuerzo y a los productos de papel de alto
espesor/baja densidad producidos mediante estas.
Bandas de fibra celulósica tales como papel son
bien conocidas en la técnica. Tales bandas fibrosas son de uso
común para toallas de papel, papel higiénico, servilletas y
similares. La gran demande de tales productos de papel ha creado
una demanda de versiones mejoradas de los productos y de métodos
para su fabricación.
Para satisfacer las necesidades del consumidor,
las bandas fibrosas celulósicas deben presentar diversas
características. Deben tener suficiente resistencia a la tracción
para impedir que las estructuras se desgarren o fragmenten durante
el uso ordinario o cuando se aplican fuerzas de tracción
relativamente pequeñas. Las bandas de fibra celulósica deben ser
absorbentes, de modo que los líquidos sean rápidamente absorbidos y
completamente retenidos por la estructura fibrosa.
La resistencia a la tracción es la capacidad de
la banda fibras celulósicas para mantener su integridad física
durante la utilización. La resistencia la tracción es una función
del peso base de la banda de fibras celulósicas.
Absorbencia es la propiedad de las fibras
celulósicas que les permite atraer y retener fluidos en contacto.
La absorbencia es influenciada por la densidad de la banda de
fibras celulósicas. Si la banda es demasiado densa, los
intersticios entre las fibras pueden ser demasiado pequeños y el
régimen de absorción puede no ser suficientemente grande para el
uso al que se destina. Si los intersticios son demasiado grandes,
la atracción capilar de los fluidos en contacto se minimiza
impidiendo que los fluidos sean retenidos por la banda fibrosa
celulósica a causa de las limitaciones de la tensión
superficial.
Asimismo, la banda debe presentar suavidad, de
modo que sea agradable al tacto y no áspera y dura durante la
utilización. La suavidad es la cualidad de la fibra celulósica que
imparte una sensación táctil particularmente agradable para la piel
del usuario o la usuaria. La suavidad es universalmente
proporcional a la capacidad de la banda de fibra celulósica para
resistir la deformación en la dirección normal al plano de la banda
fibrosa celulósica.
Calibre es el espesor aparente de una banda
fibrosa celulósica medido a una cierta presión mecánica y es una
función del peso base y la estructura de la banda. La resistencia,
la absorbencia, y la suavidad son influenciadas por el espesor de
la banda fibrosa celulósica.
Los procedimientos para la fabricación de
productos de papel implican generalmente la preparación de una
lechada acuosa de fibras celulósicas y la posterior eliminación de
agua de la lechada mientras simultáneamente se reordenan las fibras
para formar una banda embriónica. Pueden ser empleados varios tipos
de maquinaria para ayudar en el procedimiento de deshidratación. Un
procedimiento de fabricación típico emplea una máquina para la
fabricación de papel de Fourdonier en la que la lechada de papel es
alimentada sobre una superficie de una cinta sin fin que se
desplaza en la que se efectúan la deshidratación y reordenación
iniciales de las fibras.
Después de la formación inicial, la banda de
papel pasa a través de un procedimiento de secado sobre otra tela
denominada tela de secado que tiene la forma de cinta sin fin. El
procedimiento de secado puede implicar la compactación mecánica de
la banda de papel, deshidratación de vacío, por medio de secado de
aire y otros tipos de procedimientos. Durante el procedimiento de
secado, la banda embriónica adopta un modelo o forma concreto
originado por la disposición y desviación de las fibras
celulósicas.
La Patente de EE.UU. Nº 4.529.480, expedida a
Trokhan el 16 de Julio de 1985, introdujo una cinta para la
fabricación de papel que comprendía un miembro tejido lleno de
orificios que estaba rodeado por una armadura de resina
fotosensible endurecida. La armadura de resina elastómera estaba
provista de una pluralidad de canales discretos, aislados conocidos
como conductos de desviación. La cinta para la fabricación de papel
usada en el procedimiento fue denominada un miembro de desviación
porque las fibras para la fabricación de papel eran desviadas
dentro de los conductos y llegaban a ser reorganizadas en los
mismos después de la aplicación de una presión de fluido
diferencial. La utilización de la cinta en el procedimiento para la
fabricación de papel proporciona la posibilidad de crear un papel
que tenga ciertas características deseadas de resistencia,
absorción y suavidad.
El papel producido usando el procedimiento
descrito en la Patente de EE.UU. Nº 4.529.480 se describe en la
Patente de EE.UU. Nº 4.637.859, expedida a Trokhan. El papel está
caracterizado por tener dos regiones físicamente distintas
distribuidas a través de sus superficies. Una región es una región
de red continua que tiene una densidad relativamente alta y elevada
resistencia intrínseca. La otra región es una que está compuesta de
una pluralidad de bóvedas que están completamente rodeadas por la
región de red. Las bóvedas en la última región tienen densidades
relativamente bajas y resistencia relativamente baja en comparación
con la región de red.
Las bóvedas son producidas por fibras que llenan
los conductos de desviación de la cinta para la fabricación de
papel durante el procedimiento de fabricación de papel. Los
conductos de desviación impiden que las fibras depositadas en ellos
sean compactadas al ser comprimida la banda de papel durante el
procedimiento de secado. Como resultado, las bóvedas son más gruesas
por tener menor densidad y resistencia intrínseca en comparación
con las regiones compactadas de la banda. Consecuentemente, el
calibre de la banda de papel es limitado por la resistencia
intrínseca de las bóvedas.
Una vez que la fase de secado del procedimiento
de fabricación de papel ha terminado, la disposición y desviación de
las fibras es completa. No obstante, dependiendo del tipo del
producto acabado, se pueden aplicar al papel tratamientos
adicionales tales como el calandrado, la aplicación de suavizadores
y la conversión. Estos procedimientos tienden a compactar las
regiones de bóveda del papel y a reducir el espesor. Por tanto, la
producción de productos de papel acabados de alto espesor que
tengan dos regiones físicamente distintas requiere la formación de
estructuras fibrosas celulósicas en las bóvedas que tengan
resistencia a la presión mecánica.
A medida que se forma la banda fibrosa
celulósica, las fibras se orientan predominantemente en el plano
X-Y de la banda proporcionando una rigidez
estructural despreciable en la dirección Z. Una vez que las fibras
orientadas en el plano X-Y son compactadas mediante
presión mecánica, las fibras son comprimidas juntas incrementando
la densidad de la banda de papel al mismo tiempo que disminuye el
espesor. Las fibras orientadas en la dirección Z de la banda,
mejoran la rigidez estructural en la dirección Z de la banda y su
correspondiente resistencia a la presión mecánica. Consecuentemente,
maximizar la orientación de fibras en la dirección Z, maximiza el
espesor.
Los conductos de desviación proporcionan unos
medios para producir una orientación de las fibras en la dirección Z
permitiendo que las fibras se desvíen a lo largo de la periferia de
los conductos de desviación. La desviación de fibras total depende
del tamaño y la forma de los conductos de desviación con relación a
la longitud de las fibras.
Los conductos grandes permiten que se acumulen
fibras menores en el fondo del conducto las cuales a su vez limitan
la desviación de las fibras que se depositan posteriormente en
ellos. Inversamente, los pequeños conductos permiten que las fibras
grandes puenteen la abertura de los conductos con mínima desviación
de las fibras. En el documento EP 0135231A, Trokhan P. se describen
además miembros de desviación y un método para fabricar los
mismos.
La forma de los conductos influencia también la
desviación de las fibras. Por ejemplo, conductos de desviación
definidos por una periferia que forme esquinas abruptas o de
pequeño radio aumentan la posibilidad de puenteo de fibras que
minimiza la desviación de las fibras. Véase la Patente de EE.UU. Nº
5.679.222, expedida a Rasch y otros el 21 de Octubre de 1997, para
ver ejemplos de varias formas de conducto que pueden afectar el
puenteo de fibras.
Consecuentemente, la presente invención
proporciona una cinta para la fabricación de papel que comprende
una región reticulada común y una pluralidad de conductos de
desviación discretos que están dimensionados y formados para
optimizar la desviación de fibras y la correspondiente orientación
de las fibras en dirección Z.
La invención proporciona además una banda de
papel que comprende una región reticulada de modo macroscópicamente
esencial plano, esencialmente continua y una pluralidad de bóvedas
discretas dispuestas a través de la misma. Las bóvedas están
dimensionadas y formadas para producir el espesor óptimo.
La presente invención se refiere a una cinta d
fabricación de papel que tiene una armadura modelada capaz de
producir una banda de papel de baja densidad/alto espesor y a la
banda de papel producida por esta. La cinta para la fabricación de
papel comprende una estructura de refuerzo que tiene una armadura
modelada dispuesta sobre la misma. La estructura modelada incluye
una región de red continua y una pluralidad de conductos de
desviación discretos, en la que los conductos de desviación están
aislados unos de otros por la región de red continua.
Los conductos de desviación son generalmente de
forma elíptica y dimensionados con relación a una longitud de fibra
de banda media, \upbar{L}, de modo que la anchura media,
\upbar{W}, de los conductos es
\upbar{L}<\upbar{W}<3\upbar{L}. Los conductos de
desviación tienen una relación de aspecto que varía de al menos
alrededor de 1,0 a alrededor de 2,0 y un radio de curvatura mínimo
en el que la relación de radio de curvatura mínimo a anchura media
varía de menos 0,29 a 0,50.
Los conductos de desviación pueden estar
dispuestos en un modelo exagonal con objeto de maximizar la
concentración de conductos por unidad de área mientras al mismo
tiempo se minimiza el área de la región de red continua. La región
de red continua proporciona un área de articulación que tiene una
anchura que varía de 0,178 mm a 0,51 mm.
\newpage
El papel producido en esa cinta para la
fabricación de papel comprende una región de red plana y una
pluralidad de bóvedas discretas dispersadas a través de toda ella y
aisladas unas de otras por la región de red continua. Las bóvedas
tienen la forma y disposición de los conductos de desviación
generalmente elípticos descritos anteriormente.
Estas y otras características, aspectos y
ventajas de la presente invención se comprenderán mejor con
respecto a la descripción siguiente, reivindicaciones adjuntas y
dibujos que se acompañan, en los que:
la figura 1 es una vista en alzado lateral
esquemática de una máquina para la fabricación de papel que usa la
cinta para la fabricación de papel de la presente invención;
la figura 2 es una vista en planta desde arriba
de una porción de la cinta para la fabricación de papel de la
presente invención, que muestra la armadura unida a la estructura
de refuerzo y que tiene aberturas en el lado de papel de forma
elíptica de los conductos de desviación;
la figura 3 es una vista en sección transversal
vertical de una porción de la cinta para la fabricación de papel
mostrada en la figura 2 tomada a lo largo de la línea
3-3;
la figura 4 es una vista en sección transversal
de una porción de la cinta para la fabricación de papel mostrada en
le figura 3 que representa fibras que puentean el conducto de
desviación;
la figura 5 es una vista en sección transversal
vertical de una porción de la cinta para la fabricación de papel
mostrada en la figura 3 que representa fibras recogidas en el fondo
del conducto de desviación;
la figura 6 es una vista en sección transversal
vertical de una porción de la cinta para la fabricación de papel
mostrada en la figura 3 que representa una fibra en voladizo sobre
la abertura del conducto de desviación para ilustrar la desviación
de las fibras;
la figura 7 es una vista en sección transversal
vertical de una porción de la cinta para la fabricación de papel
mostrada en la figura 3 que representa una fibra que puentea la
abertura del conducto de desviación para ilustrar la desviación de
las fibras;
las figuras 8a y 8b son vistas en planta desde
arriba de formas de conductos que tienen pequeños radios o esquinas
abruptas que las hace con tendencia al puenteo de fibras;
la figura 9 es una representación esquemática de
un conducto de forma elíptica que tiene una periferia
rectilínea;
la figura 10 es una representación esquemática de
un conducto de forma elíptica que tiene una periferia
curvilínea;
la figura 11 es una representación esquemática,
en planta, vista desde arriba de conductos de desviación dispuestos
en un modelo exagonal con los ejes mayores orientados paralelos a
la dirección de máquina de la cinta;
la figura 12 es una representación esquemática,
en planta, vista desde arriba de conductos de desviación dispuestos
en un modelo exagonal con los ejes mayores orientados diagonalmente
con respecto a la dirección de máquina de la cinta;
la figura 13 es una vista en sección transversal
vertical de una porción de la cinta para la fabricación de papel
mostrada en la figura 3 que representa fibras que se desvían dentro
del conducto de desviación y que ilustran la relación entre la
anchura del conducto, la altura en la dirección Z del conducto, y
el estiramiento de la banda;
la figura 14 es una vista en sección transversal
vertical de una porción de la cinta para la fabricación de papel
mostrada en la figura 3 que representa fibras que se desvían dentro
del conducto de desviación y que ilustra la relación entre el
ángulo de desviación de la banda y el ángulo que forma la interfaz
de abertura de articulación/conducto;
la figura 15 es una representación esquemática,
en planta, vista desde arriba, de una banda de papel que tiene
bóvedas dispuestas en un modelo hexagonal; y
la figura 16 es una vista en sección transversal
vertical de una porción de la banda de papel mostrada en la figura
15, tomada a lo largo de la línea 16-16.
Los términos siguientes, como se usan en esta
memoria, tienen los significados siguientes:
\newpage
Dirección de máquina, designada MD, es la
dirección paralela a la circulación de la banda de papel a través
del equipo para fabricar papel.
Dirección de máquina transversal, designada CD es
la dirección perpendicular a la dirección de máquina en el plano
X-Y.
Centro de área, es un punto dentro del conducto
de desviación que deberá coincidir con el centro de masa de una
distribución uniforme delgada de materia ligada por la periferia
del conducto de desviación.
Eje mayor, es el eje más largo que cruza el
centro del área del conducto y que une dos puntos a lo largo del
perímetro del conducto.
Eje menor, es el eje más corto o anchura que
cruza el centro del área del conducto y que une dos puntos a lo
largo del perímetro del conducto.
Relación de aspecto, es la relación de la
longitud del eje mayor a la longitud del eje menor.
El ancho medio del conducto es la longitud media
de líneas rectas trazadas a través del centro de área del conducto
y que unen dos puntos en el perímetro del mismo.
Radio de curvatura es el radio instantáneo de
curvatura en un punto sobre una curva.
Curvilíneo, pertenece a líneas curvas.
Rectilíneo, pertenece a líneas rectas.
Altura en dirección Z, es la porción de la
armadura de resina que se extiende desde la cara enfrentada al
papel de la estructura de refuerzo.
Longitud de fibra media, es la longitud ponderada
de la longitud de fibra media.
La memoria contiene una descripción detallada de
(1) la cinta para la fabricación de papel de la presente invención,
y (2) el producto de papel acabado de la presente invención.
En la máquina para la fabricación de papel
representativa ilustrada esquemáticamente en la figura 1, la cinta
para la fabricación de papel de la presente invención tiene la
forma de una cinta sin fin, cinta 10 para la fabricación de papel.
La cinta 10 para la fabricación de papel tiene una cara 11 de
contacto de papel y una cara posterior 12 opuesta a la cara 11 de
contacto de papel. La cinta 10 para la fabricación de papel es
portadora de una banda de papel (o "banda de fibra") en varias
etapas de su formación (una banda embriónica 27 y una banda
intermedia 29). Procedimientos de formación de bandas embriónicas se
describen en muchas referencias, tales como Patente de EE.UU. Nº
3.301.746, expedida a Sanford y Sisson el 31 de Enero de 1974, y
Patente de EE.UU. Nº 3.994.771, expedida a Morgan y Rich el 30 de
Noviembre de 1976. La cinta 10 para la fabricación de papel se
desplaza en la dirección indicada por la flecha direccional B
alrededor de los rodillos 19a y 19b de retorno, el rodillo 20 de
estrechamiento de impresión, los rodillos 19c, 19d, 19e, 19f, y el
rodillo 21 de distribución de emulsión. El bucle alrededor del cual
se desplaza la cinta 10 para la fabricación de papel incluye unos
medios para aplicar una diferencia de presión de fluido a la banda
embriónica 27, tales como una zapata de recogida de vacío (PUS) 24a
y una caja 24 de vacío de múltiples ranuras. En la figura 1, la
cinta 10 para la fabricación de papel se desplaza también alrededor
de un presecador tal como un secador 26 por medio de soplado, y
pasa por un estrechamiento formado por el rodillo 20 de
estrechamiento de impresión y un tambor 28 de secado Yankee.
Aunque la realización preferida de la cinta para
la fabricación de papel de la presente invención tiene la forma de
una cinta 10 sin fin, puede estar incorporada en otras formas
numerosas que incluyen, por ejemplo, placas estacionarias, para ser
usadas en la fabricación de pañuelos, o tambores giratorios, para
ser usados con otros tipos de procedimientos continuos.
Independientemente de la forma física que tenga cinta 10 para la
fabricación de papel para la ejecución de la invención que se
reivindica, tiene generalmente ciertas características que se
establecen más adelante. La cinta 10 para la fabricación de papel de
la presente invención puede ser fabricada según la Patente de
EE.UU. Nº 5.334.289, asignada en común, expedida en el nombre de
Trokhan y otros.
Como se muestra en la figura 2, la cinta 10 según
la presente invención comprende componentes primarios: una armadura
30 y una estructura 32 de refuerzo. La armadura 30 comprende
preferiblemente una resina fotosensible polímera curada. La
armadura 30 y la cinta 10 tienen una primera superficie 11 que
define el lado 11 de contacto de papel de la cinta 10 y una segunda
superficie 12 orientada hacia la máquina para la fabricación de
papel sobre la que se usa la cinta 10.
Como se usa en esta memoria, las direcciones X, Y
y Z son orientaciones que se refieren a la cinta 10 para la
fabricación de papel de la presente invención (o banda 27 de papel
dispuesta sobre la cinta) en un sistemas de coordenadas
cartesianas. La cinta 10 para la fabricación de papel según la
presente invención es macroscópicamente plana. El plano de la cinta
10 para la fabricación de papel define sus direcciones
X-Y. La perpendicular a las direcciones
X-Y y al plano de la cinta 10 para la fabricación de
papel es la dirección Z de la cinta 10. Asimismo, la banda 27 según
la presente invención puede ser considerada como macroscópicamente
plana y que se extiende en un plano X-Y. La
dirección Z de la banda es perpendicular a las direcciones
X-Y y al plano de la banda 27.
Preferiblemente, la armadura 30 define un modelo
predeterminado y proporciona un área 36 de articulación que imprime
un modelo similar sobre la banda 27 de la presente invención. Un
modelo particularmente preferido para la armadura 30 es una red
esencialmente continua. Si se selecciona el modelo de red
esencialmente continuo preferido para la armadura 30, los conductos
34 de desviación discretos se extenderán entre la primera
superficie 11 y la segunda superficie 12 de la cinta 10. La red
esencialmente continua rodea y define los conductos 34 de
desviación.
La armadura 30 imprime un modelo que corresponde
al de la armadura 30 sobre la banda 27 transportada sobre la misma.
La impresión se produce en cualquier momento en que la cinta 10 y
la banda 27 pasan entre dos superficies rígidas que tienen el juego
suficiente para originar la impresión. Esto sucede generalmente en
un estrechamiento entre dos rodillos y con la máxima frecuencia se
produce cuando la cinta 10 transfiere el papel a un tambor 28 de
secado Yankee. La impresión es originada por la compresión de la
armadura 30 contra el papel 27 en el rodillo 20 de presión.
La primera superficie 11 de la cinta 10 de
contacto con la banda 27 es portadora de la misma, Durante la
fabricación de papel la primera superficie de la cinta 10 puede
imprimir un modelo sobre la banda 27 correspondiente al modelo de
la armadura 30.
La segunda superficie 12 de la cinta 10 es la
superficie de contacto de máquina de la cinta 10. La segunda
superficie puede ser fabricada con una red posterior que tenga
pasajes en la misma que sean distintos de los conductos 34 de
desviación. Los pasajes proporcionan irregularidades en la textura
del lado posterior de la segunda superficie de la cinta 10. Los
pasajes permiten la fuga de aire en el plano X-Y de
la cinta 10, cuya fuga no circula necesariamente en la dirección Z
a través de los conductos 34 de desviación de la cinta 10. Cintas
10 que incorporen ese tipo de textura posterior pueden hacerse según
cualquiera de las Patentes de EE.UU. asignadas en común: Nº
5.098.522, expedida el 24 de Marzo de 1992 a Smurkoski y otros; Nº
5.364.504, expedida el 15 de Noviembre de 1994 a Smurkoski y otros;
y Nº 5.260.171 expedida el 9 de Noviembre de 1993 a Smurkoski y
otros.
El segundo componente básico de la cinta 10 según
la invención es la estructura 32 de refuerzo. La estructura 32 de
refuerzo, como la armadura 30, tiene una primera superficie 13
enfrentada al papel y una segunda superficie 12 enfrentada a la
máquina, opuesta a la superficie enfrentada al papel. La estructura
32 de refuerzo está dispuesta básicamente entre las superficies
opuestas de la cinta 10 y puede tener una superficie coincidente con
el lado posterior de la cinta 10. La estructura 32 de refuerzo
proporciona soporte a la armadura 30. El componente de refuerzo es
típicamente tejido, como se sabe bien en la técnica. Las porciones
de la estructura 32 de refuerzo alineadas con los conductos 34 de
desviación impiden que las fibras usadas en la fabricación de papel
pasen completamente a través de los conductos 34 de desviación y de
ese modo reducen la producción de pequeños orificios. Si no se
desea usar una tela tejida para reforzar la estructura 32, puede
proporcionarse un elemento no tejido, retícula, malla o una placa
que tenga una pluralidad de orificios por medio de la cual se pueda
proporcionar resistencia y soporte adecuados para la armadura 30 de
la presente invención.
Como se muestra en la figura 3, la armadura 30
está unida a la estructura 32 de refuerzo. La armadura 30 se
extiende hacia fuera desde la cara 13 enfrentada al papel de la
estructura 32 de refuerzo. La estructura 32 de refuerzo refuerza la
armadura 30 de resina y tiene un área abierta que sobresale
adecuada para permitir que la maquinaria deshidratadora de vacío
empleada en el procedimiento para la fabricación de papel realice
adecuadamente su función de eliminar agua de la banda embriónica
27, y para permitir que el agua eliminada de la banda embriónica 27
pase a través de la cinta para la fabricación de papel.
La cinta 10 según la presente invención puede ser
fabricada según cualquiera de las Patentes de EE.UU. asignadas en
común: Nº 4.514.345, expedida el 30 de Abril de 1985 a Johnson y
otros; Nº 4.528.239, expedida el 9 de Julio de 1983 a Trokhan; Nº
5.098.522, expedida el 24 de Marzo de 1992; Nº 5.260.171, expedida
el 9 de Noviembre de 1993 a Smurkoski y otros; Nº 5.275.700,
expedida el 4 de Enero de 1994 a Trokhan; Nº 5.328.565, expedida el
12 de Julio de 1994 a Rasch y otros; Nº 5.334.289, expedida el 2 de
Agosto de 1992 a Trokhan y otros; Nº 5.431.786, expedida el 11 de
Julio de 1995 a Rasch y otros; Nº 5.496.624, expedida el 5 de Marzo
de 1996 a Stelljes, Jr. y otros; Nº 5.500.277, expedida el 19 de
Marzo de 1996 a Trokhan y otros; Nº 5.514.523, expedida el 7 de Mayo
de 1996 a Trokhan y otros; Nº 5.554.467, expedida el 10 de
Septiembre de 1996, a Trokhan y otros; Nº 5.566.724, expedida el 22
de Octubre de 1996 a Trokhan y otros; Nº 5.624.790, expedida el 29
de Abril de 1997 a Trokhan y otros; Nº 5.628.876, expedida el 13 de
Mayo de 1997 a Ayers y otros; Nº 5.679.222, expedida el 21 de
Octubre de 1997 a Rasch y otros; y Nº 5.714.041, expedida el 3 de
Febrero de 1998 a Ayers y otros.
La capacidad para producir una banda de papel que
tenga un espesor particular es una función del espesor de la banda.
El espesor es el grueso aparente de una banda fibrosa celulósica
medido a una cierta presión mecánica. El espesor es una función del
peso base de la banda y de la estructura de la banda. El peso base
es el peso en libras de 3.000 pies cuadrados de papel. La
estructura de la banda se refiere a la orientación y densidad de las
fibras que constituyen la banda 27.
Las fibras que constituyen la banda 27 están
orientadas típicamente en el plano X-Y y
proporcionan un mínimo soporte estructural en la dirección Z. Por
tanto, a medida que la banda 27 es comprimida por la armadura 30
modelada, la banda 27 se compacta creando una región de alta
densidad, modelada que es de reducido espesor. Inversamente,
porciones de la banda 27 que cubren los conductos 34 de desviación
no están compactadas y como resultado se producen regiones de baja
densidad, más gruesas.
Las regiones de baja densidad, denominadas
bóvedas, dan a la banda 27 un espesor aparente. Puesto que las
fibras que constituyen una bóveda están orientadas
predominantemente en el plano X-Y de la banda 27,
las fibras proporcionan un soporte en la dirección Z despreciable.
Consecuentemente, las bóvedas son muy susceptibles de ser
deformadas y reducidas de espesor durante las operaciones para la
fabricación de papel posteriores. Por tanto, el espesor de la banda
27 está limitado generalmente por la capacidad de las bóvedas para
resistir una presión mecánica.
No obstante, los conductos 34 de desviación
proporcionan unos medios para desviar fibras en la dirección Z a lo
largo de la periferia 38. La desviación de las fibras produce una
orientación de las fibras que incluye una componente de dirección
Z. Esa orientación de las fibras no solamente crea un espesor de
banda aparente sino que también proporciona cierto grado de rigidez
estructural en la dirección Z que ayuda a que la banda 27 mantenga
su espesor a través del procedimiento para la fabricación de papel.
Consecuentemente, para la presente invención, los conductos 34 de
desviación están dimensionados y configurados para maximizar la
desviación de las fibras a lo largo de las periferias 38.
La eliminación de agua de la banda embriónica 27
empieza a medida que las fibras 50 son desviadas dentro de los
conductos 34. La eliminación de agua da como resultado una
disminución en la movilidad de las fibras que tiende a fijar las
fibras en el lugar después de que hayan sido desviadas y
redispuestas. La desviación de las fibras en los conductos 34 de
desviación puede ser inducida mediante la aplicación de una presión
de fluido diferencial a la banda embriónica 27. Un método preferido
para aplicar la diferencia de presiones consiste en exponer la
banda embriónica 27 a un vacío a través de los conductos 34 de
desviación. En la figura 1 se ilustra el método preferido mediante
la utilización de una zapata 24 de recuperación.
Sin que haya sido demostrado por la teoría, se
considera que la redisposición de las fibras en la banda embriónica
27 con relación a los conductos 34 de desviación puede adoptar uno
de dos modelos, que dependen de un cierto número de factores que
incluyen la longitud de las fibras. Como se muestra
esquemáticamente en la figura 4, los extremos de fibras 50 más
largas pueden estar detenidos sobre la parte superior de las
articulaciones 36 permitiendo que las partes medias de las fibras
50 estén curvadas dentro de los conductos 34 sin estar completamente
desviadas. Por tanto, se produce el "puenteo" de los conductos
34 de desviación. Alternativamente, como se muestra en la figura 5,
fibras 50 (predominantemente, las más cortas) pueden realmente
estar completamente depositadas en el conducto 34 con poca, si hay
alguna, desviación que cree una pila de fibras 50 en el mismo y
minimice la desviación de posteriores fibras que se depositen en y
alrededor del conducto 34.
La desviación de las fibras es una función de la
resistencia de la banda al doblado. Cuanto mayor sea la rigidez al
doblado de la banda, mayor será la resistencia a la desviación. La
rigidez al doblado de una banda está dominada por dos factores: (1)
la rigidez al doblado de las fibras individuales; y (2) la
resistencia del enlace de fibra con fibra. No obstante, la banda en
la zapata 24a de recogida está húmeda y los enlaces de fibra con
fibra no están bien establecidos debido a la presencia de grandes
cantidades de agua en la banda. Por tanto, el factor dominante es
la rigidez individual de las fibras. Cuanto más rígida sea la fibra
menor será la desviación.
Aunque la desviación de las fibras depende de la
rigidez inherente de las fibras 50, la magnitud de la desviación
está principalmente determinada por la longitud de las fibras 50,
dependiendo de si son suficientemente largas para puentear la
anchura de un conducto 34. Las figuras 6 y 7, muestran dos posibles
escenarios de la desviación de fibras. En la figura 6, la fibra 50
está fijada en un punto A y está volada sobre la abertura del
conducto 34. Cuando esta fibra 50 está sometida a una carga
uniforme, tal como a un vacío, el resultado es un momento flector
elevado en el punto A y una desviación en el punto B definido
por:
(1)f_{B} = F \ L
^{3}/8EI
donde,
f_{B} - desviación en el punto B;
F - Fuerza uniformemente distribuida sobre la
longitud de la fibra;
L - Longitud de una fibra desde el
punto(s) de soporte;
E - Módulo de Elasticidad;
I - Momento de inercia
En la figura 7, el segmento 50 de fibra es más
largo que la anchura del conducto, con el resultado de dos puntos A
y B fijos. Si el segmento 50 de fibra experimenta el mismo vacío,
las fuerzas de soporte en A y B crean momentos flectores desplazados
con el resultado de una desviación de la fibra en el punto C
definida por
(2)f_{C} = F \
L^{3}/384EI
donde f_{C} es la desviación de la fibra en el
punto
C
Suponiendo que los parámetros F, L, E, e I sean
los mismos para las fibras mostradas en las figuras 6 y 7, es
evidente que la desviación f_{B} es 48 veces mayor que la
desviación f_{C}.
(3)f_{B} =
48f_{C}
Consecuentemente, la desviación de las fibras
puede ser mejorada dimensionando los conductos 34 de desviación
para minimizar la producción de puenteos de fibra. No obstante, el
tamaño del conducto está limitado también por el número de pequeñas
fibras en el suministro capaces de acumularse en los conductos 34 y
consecuentemente, de impedir que las fibras más largas se desvíen en
los mismos.
El suministro incluye normalmente madera dura y
madera blanda. Un ejemplo de fibra de madera dura es el Eucalipto
(EUC) mientras que un ejemplo de fibra de madera blanda es la Pasta
al Sulfato de madera blanda del Norte (NSK). Un ejemplo de un
suministro comprende 30% en peso de madera blanda y 70% en peso de
madera dura. Puesto que la longitud de fibra media de madera blanda
es alrededor de tres veces la longitud de fibra media de madera
dura, dimensionando los conductos de desviación con relación a la
longitud de fibra blanda media resultan conductos muy susceptibles
a la acumulación de fibras de madera dura más cortas, limitando de
ese modo la desviación de las fibras más largas. Por tanto, se
prefiere que la anchura, W, del conducto sea dimensionada con
relación a la longitud de la fibra media del suministro,
\upbar{L}, donde
(4)W\geq
\overline{L}
Para la presente invención, la longitud de fibra
media ponderada es determinada por
(5)\overline{L} = \frac{\sum
n_{i} \overline{L}_{i}^{2}}{\sum n_{i}
\overline{L}_{i}}
donde
L_{i} = Longitudes medias de fibras en clase
i
n_{i} = Número de fibras medidas en la clase
i
La longitud ponderada de la longitud de fibra
media para la presente invención es de alrededor de 1,09 mm.
Como se muestra en las figuras 9 y 10, los
conductos 34 pueden tener una diversidad de formas diferentes que
tengan anchuras variables o constantes. Formas de conducto que
tengan anchuras variables se definen en términos de eje mayor 40,
eje menor 42, y anchura media 46. El eje mayor 40 se define como el
eje más largo o ancho que cruza el centro del área del conducto, el
eje menor 42 es el ancho más corto que cruza el centro del área del
conducto, y la anchura media 46 es la anchura media que cruza el
centro de área del conducto.
La anchura media 46 se determina midiendo primero
la longitud de una línea dibujada a través del centro del área en la
dirección CD que une dos puntos sobre el perímetro del conducto.
Las longitudes de líneas similares orientadas con incrementos
angulares \Delta\theta con respecto a la CD (tales como de 15
grados o menos, variando de 0º a 165º, donde 0º representa la CD)
son medidas y promediadas para determinar la anchura media.
Puesto es más probable que se produzca el puenteo
de fibras a lo largo del eje menor 42, se prefiere que el tamaño de
la anchura mínima del conducto 34 con relación a la longitud de
fibra media, \upbar{L}, sea
(6)W_{min} \geq
\overline{L}
Por lo tanto, para la presente invención, la
anchura de conducto mínima preferida es de al menos alrededor de
1,09 mm.
Puesto que la acumulación de fibras más pequeñas
puede producirse a lo largo de los ejes mayor y menor 40, 42 del
conducto, es difícil definir un límite superior para cada uno o
ambos ejes 40, 42 que de cómo resultado una acumulación de fibras
mínima y una desviación de fibras máxima. No obstante, para la
presente invención, se ha hallado que dimensionando los conductos 34
de modo que la anchura media 46 varíe entre la longitud \upbar{L}
de fibra media y tres veces la longitud de fibra media,
3\upbar{L}, con ella que se genera el espesor máximo
\overline{L} <
3\overline{W} <
3\overline{L}
Consecuentemente, para la presente invención, se
prefiere que el tamaño de los conductos sea tal que la anchura de
conducto media varíe de 1,09 mm a 3,28 mm.
La banda 27 es aproximadamente una red de fibras
bidimensional. Una red de fibras ideal comprende una distribución
aleatoria de fibras en la que la orientación de las fibras no
favorezca una dirección particular. Para ese tipo de red ideal, la
longitud, \upbar{L}, de fibra media, es la misma en todas
direcciones.
No obstante las redes de fibras están típicamente
dispuestas en la banda con una orientación de las fibras que está
cargada en una dirección particular. Para tales redes cargadas, la
longitud media de fibra variará con relación a la orientación
angular en el plano X-Y de la banda 27.
Teóricamente, esa longitud de fibra media es designada,
\upbar{L}_{\theta}, donde
(7)\overline{L}_{\theta} =
\frac{1}{n} \sum_{i=1}^{n} l_{\theta
i}
y
\theta = orientación angular en el plano
X-Y con relación a la dirección CD.
\upbar{L}_{\theta i} = Longitudes componentes
de fibras con una orientación angular, \theta, en el plano
X-Y.
\upbar{L}_{\theta} Longitud de fibra media
con la orientación angular,\theta, en el plano
X-Y.
n = Número de fibras medido en la orientación
angular, \theta, en el plano X-Y.
Para la presente invención, las fibras 50 que
constituyen la red de fibras de dos dimensiones están orientadas de
modo predominante en la dirección MD de máquina. Consecuentemente,
la longitud media de fibra en la dirección de máquina es mayor que
la longitud media de fibra en la dirección CD transversal de
máquina.
(8)\overline{L} _{MD} >
\overline{L}
_{CD}
De la ecuación 4 se deduce que
(9)W_{MD} >
W_{CD}
Por tanto, como se muestra en la figura 11, se
prefiere orientar los conductos 34 de modo que los ejes mayores 40
corran paralelos a la dirección de máquina de la cinta. No
obstante, puesto que la orientación de fibras favorece típicamente
la MD, un experto en la técnica deberá apreciar que el eje mayor 40
puede estar orientado también en una dirección diagonal, en la que,
como se ilustra en la figura 12, la diagonal está definida como un
ángulo 54 orientado 22,5º\pm 22,5º con relación a MD.
La forma del conducto está definida en términos
de una relación R_{A} de aspecto, que está definida como la
relación del eje mayor 40 al eje menor 42. Para la desviación
máxima de las fibras, se deduce de las ecuaciones (8) y (9) que la
relación R_{A} de aspecto, se define como
(10)R_{A} =
\frac{\overline{L_{MD}}}{\overline{L_{CD}}} =
\frac{W_{MD}}{W_{CD}}
No obstante, no es práctico medir la longitud de
fibra media en una dirección particular de la banda en el plano
X-Y para una condición de banda justamente anterior
a que las fibras se hayan desviado dentro de los conductos 34 de
desviación. Por lo tanto, las propiedades físicas inherentes de la
banda que son una función de la longitud de fibra han de ser
consideradas para determinar una relación, R_{A}, de aspecto
preferida, para una forma de conducto que proporcione la desviación
de fibras máxima.
Las propiedades físicas de una banda 27 de papel
están influenciadas grandemente por la orientación de las fibras en
el plano X-Y de la banda 27. Por ejemplo, una banda
27 que tenga una orientación de fibra que favorezca la dirección
MD, tiene una resistencia a la tracción más alta en la MD que en la
CD, un estiramiento más alto en CD que en MD, y una rigidez a la
flexión más alta en MD que en CD.
En adición a la orientación de las fibras, la
resistencia a la tracción de la banda es proporcional a las
longitudes correspondientes de las fibras orientadas en una
dirección particular en el plano X-Y. Por lo tanto,
la resistencia a la tracción de la banda en la MD y CD es
proporcional a las longitudes de fibra medias en la MD y CD.
(11)T_{MD,CD}(Resistencia \
a \ la \ tradición)\propto
\overline{L}_{MD,CD}
Consecuentemente, de la ecuación 8 se deduce
que
(12)T_{MD} >
T_{CD}
Además, sustituyendo \frac{T_{MD}}{T_{CD}} por
\frac{\overline{L_{MD}}}{\overline{L_{CD}}} en la ecuación 10, la
relación R_{A} de aspecto, que define la forma de los conductos
se expresa como
(13)R_{A} =
\frac{T_{MD}}{T_{CD}} =
\frac{W_{MD}}{W_{CD}}
Las resistencias a la tracción de la banda 27 en
MD y CD se miden usando un Medidor de Tensión Estándar Intelect II
de Thwing-Albert fabricado por
Thwing-Albert Instrument Co., de Filadelfia, PA.
Consecuentemente, la forma de conducto preferida que proporciona
desviación de fibras óptima y la correspondiente generación de
espesor tiene una relación de aspecto que mide de 1 a 2. Una forma
más preferida tiene una relación de aspecto que mide de 1,3 a 1,7.
Una forma de preferencia máxima tiene una relación de aspecto que
mide de 1,4 a 1,6.
La forma del conducto 34 de desviación no es
solamente significativa para minimizar el puenteo a través de la
anchura del conducto sino también para minimizar el puenteo de
fibras a lo largo del perímetro 38 de las paredes de conducto. Las
paredes de conducto que forman esquinas abruptas de pequeño radio
proporcionan lugares adicionales para el puenteo de fibras. Ejemplos
de formas de conducto desfavorables para este propósito se muestran
en las figuras 8a y 8b.
Como se muestra en las figuras 9 y 10, una forma
de conducto preferida por la presente invención es una que es
generalmente elíptica que incluye, pero no se limita a, círculos,
óvalos y polígonos de seis o más lados. La figura 9 ilustra un
conducto de forma elíptica que tiene una periferia rectilínea que
comprende segmentos 44 de pared individuales. Para ese tipo de forma
de conducto, el puenteo de fibras a lo largo de la periferia se
minimiza proporcionando un ángulo 39 entre segmentos de pared
adyacentes que sea al menos de alrededor de 120 grados.
La figura 10 ilustra un conducto de forma
elíptica que tiene una periferia curvilínea cóncava hacia el centro
del conducto. La periferia curvilínea incluye un radio mínimo de
curvatura 48. De modo similar, el puenteo de fibras a lo largo de
la periferia es minimizado mediante la limitación de la forma de
modo que la relación del radio mínimo de curvatura 48 a la anchura
media del conducto es al menos de 0,29 y no mayor de 0,50.
(14)0,29\leq\frac{r_{curv(mini)}}{
\overline{W}}\leq0,50
Como se ilustra en la figura 13, idealmente, la
banda 27 experimenta encima de las articulaciones 36 un
alargamiento cero, mientras que por encima de los conductos 34 la
banda 27 se deforma completamente experimentando un alargamiento
medio \varepsilon
donde
(15)\varepsilon = \frac{2 \
OB}{W}
y
\varepsilon = Alargamiento medio
OB = es la altura en la dirección Z
W = es la anchura de conducto
El alargamiento crítico determina cuando se
romperá la banda 27. Si el alargamiento es mayor que el
alargamiento crítico en la banda 27, la red se romperá originando
pequeños orificios en la banda. El alargamiento crítico en la banda
27 depende de propiedades de la red tales como longitud de las
fibras y orientación de las fibras. El enlace de fibra con fibra no
desempeñan un papel en el alargamiento crítico porque la banda en
la zapata de recogida está húmeda y los enlaces de fibra con fibra
no están bien establecidos.
La distancia total que la banda 27 se desvía
dentro de los conductos 34 depende de la altura 60 en la dirección
Z. Puesto que el estiramiento crítico de la banda es directamente
proporcional a OB 60, se deduce que OB está limitado por el
estiramiento crítico de la banda 27. Consecuentemente, según la
ecuación 15 un margen razonable para OB 60 se expresa como
(16)OB \leq
\frac{\varepsilon_{crítica}}{2}W
El alargamiento crítico \varepsilon_{crítico}
es una función complicada de la longitud de las fibras, la
orientación de las fibras y el peso base. Cualitativamente, al
alargamiento crítico aumenta cuando la longitud de fibra y/o el
peso base aumenta. Para la presente invención, la altura 60 en la
dirección Z preferida para la desviación de red máxima varía de al
menos 0,127 mm a alrededor de 0,99 mm.
La desviación total que experimentará una banda
en los conductos de desviación está determinada también en gran
parte por el ángulo que forma la articulación/interfaz de conducto
de la armadura reticulada. El ángulo 62 de desviación de la banda
se define como el ángulo de la banda en la articulación/interfaz de
conducto con respecto a la dirección Z. Una ilustración de la
desviación de la banda se muestra en la figura 14. Las fibras 50 que
se acumulan en la articulación/interfaz de conducto están orientadas
con una componente de dirección Z que les permite proporcionar la
estructura de soporte capaz de resistir fuerzas compresoras
exteriores. Las fibras orientadas paralelas a la dirección Z en la
articulación/interfaz de conducto proporcionan el soporte máximo.
No obstante, puesto que una banda no es infinitamente flexible, no
es capaz de seguir completamente el contorno del conducto 34. En
adición, debido a limitaciones de fabricación las paredes de los
conductos de desviación están inclinadas formando un ángulo 64 de
resina en la articulación/interfaz de conducto. El ángulo 64 de
resina limita además la desviación de la banda puesto que el ángulo
62 de desviación no puede ser menor que el ángulo 64 de resina.
Para la presente invención, el ángulo de resina mide
preferiblemente de 5 grados a 10 grados. El ángulo de desviación de
la banda mide típicamente de 20 grados a 50 grados.
Puesto que la fuerza exterior aplicada al papel
durante los diversos tratamientos tiene la reacción de la fuerza de
soporte de las fibras en la interfaz de articulación/hueco, cuanto
mayor SEA el número de fibras en esta región, mayor será la fuerza
de soporte y el espesor correspondiente.
El número de fibras 50 en la superficie de
transición puede ser optimizado maximizando el perímetro 38 total de
la interfaz. Esto es equivalente a maximizar el número de conductos
34 de desviación para el área unidad o a minimizar el porcentaje
del área 36 de articulaciones. Teóricamente, los conductos 34
pueden estar empaquetados en un extremo. No obstante, como se
muestra en las figuras 11 y 12, se requiere que las articulaciones
36 que separan los conductos 34 tengan una anchura mínima 52 para
que permitan que la resina fije firmemente a la estructura
secundaria 32. Para la presente invención, la anchura 52 de
articulación mínima preferida mide al menos de 0,178 mm a 0,51
mm.
Además, el número de conductos por unidad de área
puede ser maximizado empaquetando conductos 34 en disposiciones más
eficientes. Una disposición preferida de los conductos 34 es una
que forma un modelo exagonal como se muestra en las figuras 11 y
12.
El papel 80 de la presente invención tiene dos
regiones básicas. La primera región comprende una región 82 impresa
que se imprime contra la armadura 30 de la cinta 10. La región
impresa 82 comprende preferiblemente una red esencialmente
continua. La red 82 continua de la primera región del papel 80 está
hecha sobre la armadura 30 esencialmente continua de la cinta 10 y
su geometría se corresponderá generalmente con la misma y estará
dispuesta en posición muy próxima a la misma durante la fabricación
de papel.
La segunda región del papel 80 comprende una
pluralidad de bóvedas 84 dispersadas a través de la región 82 de red
impresa. Las bóvedas 84 se corresponden generalmente en geometría,
y durante la fabricación de papel, en posición, con los conductos
34 de desviación en la cinta 10. Formando los conductos 34 de
desviación durante el procedimiento de fabricación de papel, las
fibras son desviadas en las bóvedas 84 en la dirección Z entre la
superficie enfrentada al papel de la armadura 30 y la superficie
enfrentada al papel de la estructura 32 de refuerzo. Como un
resultado, las bóvedas 84 sobresalen hacia fuera desde la región 82
de la red esencialmente continua del papel 80. Las bóvedas 84 son
preferiblemente discretas, aisladas unas de otras por la región 82
de red continua.
Sin que haya sido teóricamente demostrado, se
considera que las bóvedas 84 y las regiones 82 de la red
esencialmente continuas del papel 80 tienen pesos base generalmente
equivalentes. Desviando las bóvedas 84 en los conductos 34 de
desviación, la densidad de las bóvedas 84 es disminuida con relación
a la densidad de la región 82 de la red esencialmente continua.
Además, la región 82 de red esencialmente continua (u otro modelo
que pueda ser seleccionado) puede finalmente ser impresa, por
ejemplo, contra un tambor de secado Yankee. Tal impresión
incrementa la densidad de la región 62 de red esencialmente continua
con relación a la de las bóvedas 84. El papel resultante 80 puede
ser realzado más adelante como se conoce bien en la técnica.
El papel 80 según la presente invención puede ser
fabricado según cualquiera de las Patentes de EE.UU. asignadas en
común: Nº 4.529.480, expedida el 16 de Julio de 1985 a Trokhan; Nº
4.637.859, expedida el 20 de Enero de 1987 a Trokhan; Nº
5.364.504, expedida el 15 de Noviembre de 1994 a Smurkoski y otros;
y Nº 5.529.664, expedida 25 de Junio de 1996 a Trokhan y otros y Nº
5.679.222 expedida el 21 de Octubre de 1997 a Rasch y otros.
Las formas de las bóvedas 84 en el plano
X-Y incluyen, pero sin limitarse a ellos, círculos,
óvalos y polígonos de seis o más lados. Preferiblemente, las
bóvedas 84 son generalmente de una forma elíptica que comprende
periferias 86 curvilíneas o rectilíneas. La periferia 86 curvilínea
comprende un radio de curvatura mínimo tal que la relación del
radio mínimo de curvatura a la anchura media de la bóveda varíe
desde al menos alrededor de 0,29 a alrededor de 0,50. La periferia
86 rectilínea puede comprender cierto número de segmentos de pared
en los que el ángulo incluido entre segmentos de pared adyacentes
sea al menos de unos 120 grados.
Proporcionar un papel 80 que tenga alto espesor
requiere maximizar el número de fibras en dirección Z por unidad de
área en la banda. La mayoría de las fibras en dirección Z está
orientada a lo largo de la periferia 86 de las bóvedas 84 en las
que se produce la desviación de la fibra. Por tanto, la orientación
de fibras en la dirección Z y el espesor correspondiente de la banda
de papel dependen en gran parte del número de bóvedas por unidad de
área.
Como se muestra en la figura 15, el número de
bóvedas 84 por unidad de área es maximizado minimizando la
distancia entre bóvedas adyacentes, lo cual se consigue disponiendo
las bóvedas según modelos de distribución eficientes. Para la
presente invención, la distancia mínima 88 preferida entre bóvedas
84 es al menos de 0,178 mm y no mayor de 0,51 mm. La distribución
preferida de las bóvedas 84 es una formación de modelo
hexagonal.
El número de bóvedas 84 por unidad de área del
papel 80 depende en gran parte del tamaño y la forma de los
conductos de desviación anteriormente descritos. Para la presente
invención, la anchura media preferida de las bóvedas 84 es al menos
de 1,09 mm y menor de 3,28 mm. La forma generalmente elíptica
preferida para las bóvedas es una que tiene una relación de aspecto
que varía de 1 a 2. Una forma elíptica generalmente más preferida
tiene una relación de aspecto que varía de 1,3 a 1,7. Una forma
elíptica generalmente de la máxima preferencia tiene una relación
de aspecto que varía de 1,4 a 1,6.
El espesor de la banda de papel se mide
típicamente a una presión de 14,7 gramos/cm^{2} usando un pie de
presión redondo que tenga un diámetro de 50,8 mm, después de un
tiempo de aplicación de 3 segundos. El espesor puede ser medido
usando un medidor de espesor Thwing-Albert, Modelo
89-100, fabricado por la
Thwing-Albert Instrument Company de Filadelfia,
Pensilvania. El espesor se mide en condiciones de temperatura y
humedad TAPPI (Asociación Técnica de la Industria de la Pulpa y el
Papel).
Para la presente invención, el calibre fue medido
en una banda de papel que comprendía dos capas. El espesor de la
banda de papel de dos capas está comprendido preferiblemente entre
0,508 mm y 1,016 mm. Más preferiblemente el espesor de la banda de
papel de dos capas está comprendido entre 0,965 mm y 1,168 mm. Con
la máxima preferencia el espesor de la banda de papel de dos capas
está comprendido entre 0,635 mm y 762 mm.
Aunque han sido ilustradas y descritas
realizaciones particulares de la presente invención, será evidente
para los expertos en la técnica que otros diversos cambios y
modificaciones pueden hacerse sin salirse del espíritu y alcance de
la invención. Se pretende que las reivindicaciones adjuntas cubran
todos aquellos cambios y modificaciones que están dentro del alcance
de la invención.
Claims (10)
1. Una cinta (10) para la fabricación de papel
que tiene una superficie (11) de contacto de banda de papel para
transportar una banda de fibras para la fabricación de papel que
tienen una longitud, \upbar{L}, de fibra media, y una superficie
(12) de contacto de máquina para la fabricación de papel opuesta a
dicha superficie (11) de contacto de banda, comprendiendo dicha
cinta para la fabricación de papel:
una estructura (32) de refuerzo que tiene una
armadura (30) modelada dispuesta sobre ella, comprendiendo dicha
armadura (30) modelada una región de red continua y una pluralidad
de conductos (34) de desviación discretos; estando dichos conductos
(34) de desviación aislados unos de otros por dicha región de red
continua, caracterizada porque dichos conductos de desviación
tienen una periferia curvilínea generalmente de forma elíptica con
una anchura media \upbar{W}, donde
\upbar{L}<\upbar{W}<3\upbar{L}, es una relación de
aspecto que varía desde al menos alrededor de 1 hasta alrededor de
2,0, y un radio mínimo de curvatura en el que la relación de radio
mínimo de curvatura a anchura media varía desde al menos 0,29 hasta
0,50.
2. La cinta para la fabricación de papel de la
reivindicación 1, caracterizada porque dicha armadura (30)
modelada se extiende hacia fuera de dicha estructura (32) de
refuerzo una distancia que mide de al menos alrededor de 0,127 mm a
0,99 mm.
3. La cinta para la fabricación de papel de la
reivindicación 1, caracterizada porque los conductos (34) de
desviación están inclinados de alrededor de 5 grados a alrededor de
10 grados.
4. La cinta para la fabricación de papel de la
reivindicación 1, caracterizada porque dichos conductos (34)
de desviación están dispuestos según un modelo hexagonal.
5. La cinta para la fabricación de papel de la
reivindicación 4, caracterizada porque la región de red
continua proporciona un área (36) de articulación que tiene una
anchura mínima que mide de al menos unos 0,178 mm a unos 0,51
mm.
6. La cinta para la fabricación de papel de la
reivindicación 5, caracterizada porque dicha área (36) de
articulación mide de alrededor del 25% a alrededor del 50% de la
superficie (11) de contacto de banda de dicha cinta.
7. La cinta para la fabricación de papel de la
reivindicación 1, caracterizada porque dichos conductos (34)
de desviación incluyen ejes mayores y dicha cinta incluye una
dirección de máquina en el plano X-Y, y porque
dichos ejes mayores están orientados paralelos a dicha dirección de
máquina.
8. La cinta para la fabricación de papel de la
reivindicación 1, caracterizada porque dichos conductos (34)
de desviación incluyen ejes mayores y dicha cinta incluye una
dirección de máquina en el plano X-Y, y en la que
dichos ejes mayores están orientados diagonalmente con relación a
dicha dirección de máquina.
9. La cinta para la fabricación de papel de la
reivindicación 1, caracterizada porque la relación de
aspecto de dichos conductos (34) de desviación varía de 1,3 a
1,7.
10. Una cinta (10) para la fabricación de papel
que tiene una superficie (11) de contacto de banda de papel para
transportar una banda de fibras para la fabricación de papel que
tienen una longitud, \upbar{L}, de fibra media, y una superficie
(12) de contacto de máquina opuesta a dicha superficie de contacto
de banda, comprendiendo dicha cinta para la fabricación de
papel:
una estructura (32) de refuerzo que tiene una
armadura (30) modelada dispuesta sobre la misma, comprendiendo
dicha armadura (30) modelada una región de red continua y una
pluralidad de conductos (34) de desviación discretos, estando
dichos conductos (34) de desviación separados unos de otros por
dicha región de red continua, caracterizada porque dichos
conductos (34) de desviación tienen una periferia rectilínea que
comprende segmentos de pared que tienen una forma generalmente
elíptica con una anchura media, \upbar{W}, una relación de
aspecto que varía de al menos 1,0 a 2,0 y un ángulo (39) incluido
entre segmentos de pared adyacentes de al menos 120 grados.
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