ES2228505T3 - Banda de transferencia. - Google Patents

Abstract

Banda de transferencia (10; 10¿; 20; 30) de una prensa húmeda (100), en particular con una ranura de prensado (106) alargada para el secado de una tira de papel (101), con - una banda de soporte (11; 21; 31), particularmente de tejido o punto, - una estructura fibrosa (12; 22; 32) esencialmente de polímero, enfilada a modo de fieltro sobre la banda de soporte, que presenta fibras fundibles, la cual es transformada por medios termomecánicos en una capa de polímero impermeable (14; 14a, 14b; 24; 34), caracterizada por una capa fibrosa superficial (15; 25; 35) dispuesta sobre la capa de polímero, con una textura de tipo fieltro o una estructura fibrosa, en particular en forma de fibras enfiladas, no fundibles y no adherentes.

Description

Banda de transferencia.

La invención se refiere a una banda de transferencia de una prensa húmeda con una ranura de prensado alargada para el secado de una tira de papel.

En las prensas húmedas de máquinas de papel, una parte esencial del líquido contenido en la nueva tira de papel es extraída entre rodillos de compresión, que forman una ranura de prensado, o en el caso de una prensa denominada de zapata, entre una zapata de prensado y un contrarrodillo. La tira de papel es guiada normalmente mediante una cinta de fieltro en un circuito cerrado a través de la ranura de la prensa, donde la cinta de fieltro recoge el líquido de la tira de papel y lo transporta hacia otro lado.

En una denominada prensa de zapata tándem, la deshidratación se realiza, por regla general, entre dos fieltros de prensado. Se ha concebido un nuevo desarrollo que consiste en sustituir uno de estos fieltros prensados por una banda de transferencia, con lo cual se puede mejorar el rendimiento de deshidratación en la ranura de prensado (Nip) y el espacio entre la última prensa húmeda y la sección seca de la máquina de papel (la denominada "partida seca") puede cerrarse. Una banda de transferencia debe garantizar una transmisión uniforme de la presión dentro de la ranura de prensado, mostrar una buena entrega de la hoja y no debe dar lugar a una humectación posterior esencial de la banda de papel al salir de la ranura de prensado. Las bandas de transferencia utilizadas en la práctica consisten esencialmente en poliuretano y tienen una superficie lisa, generalmente pulida. Se ha comprobado que las cualidades de entrega del papel de estas bandas de transferencia de poliuretano no son completamente satisfactorias y la tira de papel conducida sobre las mismas a través de la ranura de prensado presenta además superficies desiguales ("acabado de doble cara"). Dicho acabado de doble cara debe considerarse como una calidad deficiente en los papeles gráficos.

Una banda de transferencia de una prensa húmeda del tipo descrito arriba, que tiene una banda de soporte de tejido con una estructura esencialmente fibrosa de polímero, que presenta fibras fundibles, enfiladas a modo de fieltro sobre la banda de soporte, la cual está transformada por medios termomecánicos en una capa de polímero impermeable, está expuesta en el documento DE 29706427 U1.

La invención se basa por lo tanto en la tarea de proporcionar una banda de transferencia con características de uso mejoradas, que particularmente ofrece ventajas en cuanto a la entrega de la hoja y a la textura de la superficie de la banda de papel producida.

Esta tarea queda resuelta mediante una banda de transferencia con las características de la reivindicación 1.

Las configuraciones ventajosas se dan en las reivindicaciones dependientes. La reivindicación 17 define una prensa húmeda, equipada con una banda de transferencia correspondiente.

La invención incluye el concepto esencial de sustituir la banda de transferencia con la superficie lisa orientada hacia la tira de papel usada hasta ahora, por una con una superficie de estructura fibrosa, que corresponde en gran medida a la textura superficial del fieltro de prensado situado al otro lado de la tira de papel. De esta manera, la textura de ambas superficies de la tira de papel será similar en gran medida y el desventajoso acabado de doble cara queda esencialmente eliminado.

Además, incluye el concepto de realizar esta textura superficial fibrosa de tipo fieltro de la banda de transferencia mediante el recubrimiento con dos o más componentes de una banda de soporte, que en particular es de tejido o de punto.

Este recubrimiento de varios componentes es enfilado y fijado por medios termomecánicos, es decir, mediante un régimen de elevación de la presión y de la temperatura convenientemente elegido, de tal modo que la unión sea capaz de resistir las tensiones mecánicas a las que es sometida una banda de transferencia en la sección de la prensa húmeda de una máquina de papel. El mencionado recubrimiento del soporte con dos o más componentes, que proporcionan la superficie de estructura fibrosa, comprende una capa de polímero relativamente espesa, impermeable o permeable sólo en pequeña medida, la cual está fijada al soporte, así como una capa superficial fibrosa delgada de fibras no fundibles (o fundibles a una temperatura muy elevada) y fibras no adherentes, que está fijada a su vez a la capa de polímero.

Preferiblemente, la banda de transferencia está impermeabilizada a ambos lados con una capa de polímero, para evitar el "arrastre" de agua hacia el lado inferior de la banda.

Preferiblemente, para la capa de polímero se utilizan poliolefinas, poliamidas, poliésteres, poliacrilatos o polivinilos poco fundibles.

La capa de polímero poco fundible se forma después del proceso de enfilado o durante el proceso de fijación mediante la fusión de las fibras correspondientes a temperaturas entre 100ºC y 220ºC, preferiblemente entre 120ºC y 150ºC. Mediante la aplicación de presiones entre 4,9 bar [5 kg/cm^{2}] y 68,6 bar [70 kg/cm^{2}] puede reducirse la temperatura de reblandecimiento de los polímeros y la condensación de la banda puede ser aumentada.

La capa de polímero se forma de tal manera que los componentes fundibles o fundibles-adherentes se funden bajo presión en una estructura similar al fieltro aplicada sobre la banda de soporte. Este tipo de capa de polímero asegura una compresibilidad determinada, que esencialmente contribuye a una transmisión uniforme de la presión en la ranura de prensado y a unas características de recepción extraordinarias en la transición de la banda de papel a la partida seca. El poco espesor de la capa superficial fibrosa dispuesta sobre la capa de polímero impermeable garantiza excelentes características de entrega durante la transición de la tira de papel a la partida seca y una humectación posterior mínima, con lo cual se elimina una desventaja grave de los fieltros de prensados en las bandas de transferencia propuestas.

La banda de soporte tiene en particular una estructura de múltiples capas o laminada, con hilos finos en todas las capas, tanto en dirección longitudinal como transversal. Los hilos finos son preferiblemente monofilamentos de un grosor de alambre entre 0,1 y 0,3 mm, que también pueden ser retorcidos varias veces, o hilos filamentosos o mezcla de monofilamentos y multifilamentos. Si se utiliza un tejido de soporte con costuras se utilizarán para tal objeto monofilamentos más gruesos con un grosor de alambre comprendido entre 0,3 y 0,8 mm.

En el lado de la banda de soporte opuesto a la capa de polímero, está prevista en una forma de realización ventajosa una capa de fieltro, fijada al soporte, y que mejora más aún las características de transmisión de la presión dentro de la ranura de prensado. Al utilizar varias capas de tejido para la banda de soporte, éstas son enfiladas preferiblemente entre sí, con lo cual la estructura fibrosa para la formación de la capa de polímero se produce en particular simultáneamente con la unión de las capas de tejido.

La zona de la banda de transferencia que forma la capa de polímero, después del apresto termomecánico, está formada particularmente de fibras, cuya proporción de fibras fundibles o adherentes supone al menos un 10%, siendo preferible sin embargo una gama del 25 - 100%. Gracias a los hilos longitudinales y/o transversales fundidos en esta estructura de fibras (enfilada), la capa de polímero queda reforzada adicionalmente en una forma de realización especialmente resistente.

El grosor de la capa de polímero (o de ambas capas de polímero juntas) es entre el 20 y 90%, en particular entre el 60 y 90%, del grosor total de la banda de transferencia. Por el contrario, el grosor medio de la capa fibrosa superficial está solo entre el 1 y 10% del grosor total de la banda de transferencia. La capa fibrosa superficial está formada de forma adecuada esencialmente por fibras resistentes a la abrasión y a las altas temperaturas, con lo cual se asegura una larga vida de esta capa superficial y por tanto de toda la banda de transferencia con unas características de textura constantes respecto a la tira de papel. La capa fibrosa superficial está formada preferiblemente con material fibroso con un punto de fusión que es de 50º a 100º superior al punto de fusión de la capa de polímero - aproximadamente fibras de poliéster, de poliamida o de policarbonato - y/o con fibras no fundibles, como por ejemplo fibras PAC, fibras de aramida, de teflón o de carbón.

A la vista de la elevada rigidez de la banda de transferencia se prefiere especialmente una forma de realización en forma de banda con costuras o de un tejido de fieltro con costuras, que se cierra completamente a la entrada.

Para la formación de la banda de soporte son apropiadas particularmente las fibras de poliamida, de poliéster, de aramida, así como otras fibras con alta resistencia al alargamiento y una gran tenacidad y flexibilidad. Como fibras enfiladas, así como para la estructura del fieltro en la parte posterior, pueden usarse fibras de poliamida, de poliéster, de polipropileno y de PVC, así como copolímeros seleccionados a partir de éstos, pero también otras fibras de polímeros fácilmente disponibles. Dichas fibras tienen características termoplásticas y son apropiadas por lo tanto para la formación de la capa de polímero impermeable por debajo la superficie de la banda de transferencia orientada hacia la tira de papel. El ajuste exacto de las características deseadas se realiza de una manera sustancialmente conocida mediante la selección de los polímeros básicos con una estructura apropiada, particularmente la longitud de cadena y el grado de reticulación, así como eventualmente mediante la adición de ablandadores y otros aditivos.

En caso de formación de la capa superficial con fibras sintéticas termoplásticas ha de tenerse en cuenta durante la fabricación de la banda de transferencia, que el tratamiento termomecánico esté ajustado a las características físico-químicas del material fibroso de las superficies, de tal manera que no se produzca sobre la superficie ninguna fusión (con la pérdida de textura asociada a este motivo) de las fibras.

Por lo demás, las ventajas y utilidades de la invención se deducen de las reivindicaciones secundarias así como de la siguiente descripción de los ejemplos de realización preferidos por medio de las figuras.

En las cuales se muestra:

Figura 1 una representación en sección transversal (no a escala) esquemática de una banda de transferencia según una primera forma de realización,

Figura 2 una representación en sección transversal esquemática de una segunda forma de realización,

Figura 3 una representación en sección transversal esquemática de una tercera forma de realización,

Figura 4 una cuarta forma de realización, y

Figura 5 un diagrama esquemático de una prensa húmeda, en la que se utiliza la banda de transferencia según la invención.

La Fig. 1 muestra la estructura de una banda de transferencia 10 con un tejido de soporte 11 de una sola capa en sección transversal.

Sobre una superficie del tejido de soporte 11 se ha colocado una estructura fibrosa de polímero 12, y sobre la superficie opuesta se ha colocado un fieltro 13 de fibra corta. La estructura fibrosa de polímero 12 está enfilada sobre el tejido 11 y es sometida a un tratamiento de presión y a un tratamiento térmico, de tal manera que (lo cual no se puede apreciar en la figura), con la formación de cavidades de diferente tamaño y forma, se funde obteniendo una capa de polímero 14 impermeable y compresible en gran medida. La permeabilidad deberá estar comprendida entre 0 y 50 l/dm^{2}.min., preferiblemente por debajo de 30 l/dm^{2}.min., bajo las presiones habituales en la ranura de prensado. Sobre la estructura fibrosa de polímero 12 o la capa de polímero 14 formada a partir de ésta, está dispuesta una capa fibrosa delgada o capa superficial de tipo fieltro (floculación) 15 de fibras resistentes a las altas temperaturas y a la abrasión.

El tejido de soporte 11 está fabricado con hilos altamente resistentes a la tracción y, no obstante, relativamente finos, por ejemplo de poliamida o p-aramida, y asegura una resistencia a la tracción y unas características de transporte de la banda de transferencia que son aproximadamente equivalentes a las de las bandas de poliuretano convencionales. El tratamiento termomecánico de la estructura fibrosa 12 enfilada con una proporción de más del 50% de fibras funidibles-adherentes asegura la formación de una capa impermeable de polímero que supone aproximadamente el 60% del grosor de la banda, con una compresibilidad predeterminada, que cumple simultáneamente varias funciones importantes. Por un lado actúa en la ranura de prensado como un medio de distribución de la presión y asegura unas características ventajosas de transmisión de la presión del rodillo sobre la banda de papel. Además provoca que la humedad de la banda de papel sólo pueda penetrar limitadamente en el interior de la banda de transferencia y que, por lo tanto, sólo se produzca una humectación posterior mínima de la tira de papel. Finalmente superpone a la textura fibrosa primaria de floculación 15 una textura secundaria más basta, pero igualmente desordenada, a modo de fieltro, y estable a la presión, lo que asegura -junto a la capa superficial- que la tira de papel secada por medio de la banda de transferencia propuesta no presenta prácticamente nada de acabado de doble cara.

La otra forma de realización de una banda de transferencia 20 mostrada en la Fig. 2 corresponde en estructura, en gran parte, a la primera forma de realización mostrada en la Fig. 1 y explicada arriba, de manera que los números de referencia han sido adaptados a los utilizados en la Fig. 1 y los componentes denominados con números de referencia que se corresponden recíprocamente no se vuelven a explicar aquí.

La diferencia esencial de esta segunda forma de realización respecto a la primera consiste en proporcionar un tejido de soporte 21 de doble capa, de las cuales, una capa de tejido está unida a un fieltro 23, mientras que a través de ambas capas de tejido está enfilada una estructura fibrosa de polímero 22 que está fijada adicionalmente por fusión y presión a la capa de tejido superior del tejido de soporte 21. La capa de polímero 24 producida por tratamiento termomecánico, por debajo de la superficie de la banda, que también está formada por floculación 25, se extiende aquí sobre una parte algo más pequeña respecto al grosor total de la banda de transferencia, puesto que el tejido de soporte 21, cuya capa doble sirve para lograr una mayor rigidez y una mayor resistencia a la tracción, requiere a su vez una proporción mayor del grosor total de la banda.

En esta forma de realización, las dos capas de tejido del tejido de soporte 21 están unidas esencialmente por la estructura fibrosa de polímero 22 enfilada, con un cierto desplazamiento elástico en la dirección de transporte de la banda, lo que asegura una alta estabilidad por tiempo prolongado de la textura laminada del tejido. Las demás ventajas corresponden a las arriba citadas en referencia a la forma de realización según la Fig. 1.

La Fig. 3 muestra una forma de realización simplificada respecto a la Fig. 1, en la que los componentes correspondientes son denominados con los números de referencia adoptados en la Fig. 1. La diferencia esencial con la forma de realización según la Fig. 1 consiste en la omisión del revestimiento de fieltro sobre la parte posterior, lo que da lugar a que la banda de transferencia 30 pase directamente con el tejido de soporte 31 sobre los rodillos de la prensa húmeda (compárese con la Fig. 4 y la descripción posterior).

De todas las formas de realización aquí descritas, la banda de transferencia 30 es la más flexible y la más sencilla en su estructura y por lo tanto - en caso de emplear materiales de fibra similares - es también la más económica. La omisión de la capa de fieltro, que en las otras dos formas de realización protege el tejido de soporte contra el efecto de abrasión, precisa aquí, sin embargo, la selección de un material suficientemente resistente al efecto de abrasión para el tejido de soporte, por ejemplo poliamida. Como materiales para la estructura fibrosa de polímero 32, a partir de la cual se forma la capa de polímero 34, así como para el revestimiento superficial 35, se consideran los materiales arriba mencionados. La capa superficial 35 es enfilada, por lo demás,- como en las demás formas de realización -particularmente con la capa de polímero 34, con lo cual su tratamiento termo-mecánico proporciona una fijación de la capa superficial muy resistente al desgaste. En el caso de la banda de transferencia 30 mostrada en la Fig. 3, en la capa de polímero 34 está prevista una disposición de hilos longitudinales 36 para aumentar la resistencia a la tracción y para la optimización de la distribución de las tensiones de tracción a través de la altura de la banda.

La Fig. 4 muestra una banda de transferencia 10' modificada respecto a la Fig. 1, en la que una estructura fibrosa de polímero 12 se extiende a ambos lados del tejido de soporte 11 y, a partir de la cual, está formada una primera capa de polímero 14a situada por encima del tejido de soporte 11 y una segunda capa de polímero 14b situada por debajo del tejido de soporte. Esta forma de realización es ventajosa desde el punto de vista de que aquí la banda de transferencia está impermeabilizada a ambos lados con una capa de polímero, impidiendo entonces el arrastre de agua hacia el lado inferior de la banda.

La Fig. 5 es un diagrama esquemático del funcionamiento de una prensa húmeda 100, que incluye la banda de transferencia según la invención. La Fig. 4 es un diagrama esquemático de una prensa húmeda 100 como componente de una máquina de papel (no representada en su totalidad). Una tira de papel 101 pasa entre una primera disposición de rodillos 102 (en la imagen la superior) y una segunda disposición de rodillos 103 (en la imagen la inferior), de las cuales la primera disposición de rodillos 102 transporta un fieltro de prensado 104 y la segunda disposición de rodillos 103 una banda de transferencia 105, que tiene por ejemplo una de las estructuras descritas arriba. Entre los rodillos de prensado 102A del primer grupo de rodillos y 103A del segundo grupo de rodillos, está determinada un ranura de prensado 106, donde la tira de papel 101 es esencialmente deshidratada entre el fieltro de prensado 104 y la banda de transferencia 105. La banda de papel 101 pasa entonces a una partida seca 107 (de la que sólo se muestra una parte en la figura), en la que es guiada por una banda de secado 108. El fieltro de prensado 104 y la banda de transferencia 105 - tras la deshidratación - retornan a la entrada de la prensa húmeda 100.

La forma de realización de la invención no está limitada por los ejemplos de realización arriba descritos, sino que es posible un gran número de variaciones. En particular, la estructura de la banda de transferencia con múltiples componentes es variable de muchas maneras, dependiendo de las condiciones de aplicación concretas, por ejemplo de la calidad del papel que se va a fabricar y los parámetros de funcionamiento de la prensa húmeda. Los materiales que se pueden emplear no se limitan a los materiales sintéticos mencionados, sino que en su lugar se pueden utilizar también otros materiales fibrosos con características idóneas conocidos por los expertos.

Lista de referencias

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 10, 10'; 20; 30 \+ banda de transferencia\cr  11; 21; 31 \+ tejido
de soporte\cr  12; 22; 32 \+ estructura fibrosa de polímero\cr  13;
23 \+ fieltro\cr  14, 14a, 14b; 24; 34 \+ capa de polímero\cr  15;
25; 35 \+ capa superficial\cr  36 \+ hilo de refuerzo\cr  100 \+
prensa húmeda\cr  101 \+ banda de papel\cr  102 \+ primer grupo de
rodillos\cr  102A \+ rodillo de prensado\cr  103 \+ segundo grupo de
rodillos\cr  103A \+ rodillo de prensado\cr  104 \+ fieltro de
prensado\cr  105 \+ banda de transferencia\cr  106 \+ ranura de
prensado\cr  107 \+ partida seca\cr  108 \+ cinta
transportadora\cr}

Claims (17)

1. Banda de transferencia (10; 10'; 20; 30) de una prensa húmeda (100), en particular con una ranura de prensado (106) alargada para el secado de una tira de papel (101), con

-

una banda de soporte (11; 21; 31), particularmente de tejido o punto,

-

una estructura fibrosa (12; 22; 32) esencialmente de polímero, enfilada a modo de fieltro sobre la banda de soporte, que presenta fibras fundibles, la cual es transformada por medios termomecánicos en una capa de polímero impermeable (14; 14a, 14b; 24; 34),

caracterizada por una capa fibrosa superficial (15; 25; 35) dispuesta sobre la capa de polímero, con una textura de tipo fieltro o una estructura fibrosa, en particular en forma de fibras enfiladas, no fundibles y no adherentes.

2. Banda de transferencia según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que la banda de soporte (21) tiene una estructura de múltiples capas o laminada.

3. Banda de transferencia según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada por el hecho de que sobre el lado de la banda de soporte (11; 21) opuesto a la capa de polímero (14; 24) está prevista una capa de fieltro (15; 25).

4. Banda de transferencia según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada por el hecho de que a ambos lados, sobre la banda de soporte (11), está prevista una estructura fibrosa de polímero (12), transformada al menos parcialmente en una capa de polímero impermeable (14a, 14b).

5. Banda de transferencia según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por una forma de realización en forma de tejido de fieltro con costuras, en particular con costuras en la dirección longitudinal de la banda.

6. Banda de transferencia según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por el hecho de que la estructura fibrosa de polímero (12; 22; 32) está formada por fibras, cuya proporción en fibras termoplásticamente deformables o fibras fundibles-adherentes es de al menos el 10% y, en particular, está comprendida entre el 25 y el 100%.

7. Banda de transferencia según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por el hecho de que la estructura fibrosa de polímero (12; 22; 32) presenta una mezcla hidrófila y componentes hidrófobos.

8. Banda de transferencia según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por el hecho de que el grosor de la capa de polímero (14; 14a, 14b; 24; 34) o el grosor de ambas capas de polímero juntas está comprendido entre el 20 y 90%, preferiblemente entre el 60 y 90%, del grosor total de la banda de transferencia (10; 10'; 20; 30).

9. Banda de transferencia según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por el hecho de que la capa de polímero (34) está reforzada adicionalmente por medio de hilos longitudinales y/o transversales (36) fundidos.

10. Banda de transferencia según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por el hecho de que el grosor medio de la capa fibrosa superficial (15; 25; 35) está comprendido entre el 1 y 10% del grosor total de la banda de transferencia (10; 20;
30).

11. Banda de transferencia según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por el hecho de que la capa fibrosa superficial (15; 25; 35) está formada esencialmente por fibras resistentes a la abrasión y, en particular, resistentes a las altas temperaturas, cuyo punto de fusión en particular es de 50ºC a 100ºC más alto que el punto de fusión de las fibras que forman la capa de polímero, o bien no son fundibles.

12. Banda de transferencia según reivindicación 11, caracterizada por el hecho de que la capa fibrosa superficial (15; 25; 35) presenta fibras de poliéster, de poliamida, de policarbonato, de PAC, de aramida, de teflón o de carbón.

13. Banda de transferencia según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por el hecho de que la capa de polímero presenta poliolefinas, poliamidas, poliésteres, polivinilos o poliacrilatos poco fundibles.

14. Banda de transferencia según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por el hecho de que la capa de polímero se forma a temperaturas comprendidas entre 100ºC y 220ºC, preferiblemente entre 120ºC y 150ºC, y en particular mediante la aplicación de una presión específica comprendida entre 4,9 bar [5 kg/ cm^{2}] y 68,6 bar [70 kg/cm^{2}].

15. Banda de transferencia según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por el hecho de que la banda de soporte presenta monofilamentos con un grosor de alambre comprendido entre 0,1 y 0,3 mm, que opcionalmente son retorcidos varias veces, hilos filamentosos o mezcla de monofilamentos y multifilamentos.

16. Banda de transferencia según una de las reivindicaciones 5-15, caracterizada por el hecho de que la banda de soporte con costuras presenta monofilamentos con un grosor de alambre comprendido entre 0,3 y 0,8 mm.

17. Prensa húmeda (100) con una ranura de prensado (106) alargada para el secado de una tira de papel (101), caracterizada por una banda de transferencia (10; 20; 30; 105) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes.