ES2215613T3 - Produccion de banda por tratamiento de espuma con dilucion de espuma. - Google Patents

Abstract

Colector para introducir una suspensión de espuma-fibra en una caja de cabeza y para facilitar la obtención de una banda no tejida de material fibroso, que comprende: carcasa de colector provista de extremos opuestos, primero y segundo (201, 202), que comprende una entrada (129) para una suspensión de espuma-fibra (211, 311) en dicho primer extremo (201); sección central (205) situada entre dichos extremos opuestos, primero y segundo, teniendo dicha sección central (205) de la carcasa de colector un área de la sección transversal efectiva, prácticamente decreciente desde dichos extremos opuestos, primero y segundo; primera y segunda paredes laterales (208, 408; 209, 309, 409), una pared frontal (210, 310, 410) con una longitud efectiva y una pared posterior (193, 493) de dicha sección central (205); siendo dicha pared frontal (210, 310, 410) porosa a dicha suspensión de espuma-fibra para permitir que la atraviese; medios (144, 344, 444) para introducir una segunda espuma (213, 313, 413) enla referida sección central (205) a través de dicha pared posterior (193, 393, 493) para mantener el perfil del gramaje de la suspensión de espuma-fibra, que pasa a través de dicha pared frontal (210, 310, 410), prácticamente constante a lo largo de dicha longitud efectiva de la pared frontal (210, 310, 410).

Description

Producción de banda por tratamiento de espuma con dilución de espuma.

La solicitud pendiente número de serie 08/923.250, presentada el 4 de septiembre de 1987, se refiere a un proceso de espuma añadida, y al equipo para realizar el proceso, para la formación de bandas fibrosas no tejidas, que aumentan la uniformidad del perfil del gramaje de la banda no tejida obtenida. La invención se refiere a un colector, y a un procedimiento, que facilita la obtención de una banda no tejida mediante el proceso de espuma añadida, que es una modificación del procedimiento y equipo de dicha solicitud pendiente, mediante el cual también es posible aumentar la uniformidad del perfil del gramaje, permitiendo una variación del gramaje de menos del 0,50% y en la realidad, tan pequeña como el 25% e incluso menos, dependiendo de las fibras usadas.

El documento EP-A2-0 158 936 se refiere a un equipo y a un procedimiento para establecer una banda fibrosa a partir de un suministro de espuma-fibra. Una caja de cabeza comprende paredes que definen un canal alargado que se extiende transversalmente a la dirección de desplazamiento de la tela metálica de formación. Las toberas de formación de espuma están situadas para introducir un suministro de espuma-fibra en el interior del canal para un impacto de inducción de turbulencia sobre una pared dispuesta en el lado opuesto que define el canal. El suministro de espuma-fibra, que fluye de manera turbulenta, se introduce a continuación en la hendidura de la caja de cabeza para descargar sobre la tela metálica de formación con orientación minimizada de la dirección de la máquina de las fibras.

El perfil de la banda no tejida obtenida por el proceso de espuma añadida depende, en gran medida, de la construcción y diseño del tubo de distribución del colector. En el proceso líquido que utiliza agua, y líquidos casi newtonianos, se intenta obtener el perfil uniforme ajustando las características de presión, tanto dinámica como estática, de la suspensión de fibra-líquido, comprendiendo mediante el cambio de la forma de la pared posterior del colector y variando la presión en el colector controlando una válvula de salida desde el colector. La suspensión de espuma-fibra-surfactante, sin embargo, se comporta de forma diferente a los líquidos newtonianos o casi newtonianos, haciendo difíciles los ajustes del perfil cuando se utiliza tubos del colector convencionales. Estos problemas se pueden magnificar si las fibras particulares (o partículas en la suspensión) no fluyen adecuadamente a través de la válvula de salida en el colector, son inestables en el agua, son sensibles a la floculación o a la formación de nudos o haces de fibras.

Según la presente invención, se proporciona un colector que facilita la obtención de una banda no tejida utilizando el proceso de espuma y el proceso de espuma para la obtención de bandas no tejidas utilizando el colector, que permiten el control preciso de la presión del colector, al nivel local, y al mismo tiempo, a través de prácticamente toda la longitud del colector. El perfil de la banda y su formación pueden controlarse con precisión. El control puede efectuarse por una o preferiblemente la totalidad de la contrapresión establecida mediante control de la válvula de salida, caudal de alimentación al colector y caudal de alimentación de la espuma, prácticamente libre de fibras, hacia la pared posterior del colector.

Según otro aspecto de la presente invención, se proporciona un colector que facilita la obtención de una banda no tejida de material fibroso, que comprende los siguientes componentes: una carcasa de colector que comprende primero y segundo extremos opuestos, incluyendo una entrada para una suspensión de espuma-fibra en el primer extremo; una sección central de la carcasa del colector que tiene un área de sección transversal efectiva, prácticamente decreciente desde la entrada a la salida; una primera y una segunda paredes laterales; una pared frontal de longitud efectiva y una pared posterior de la sección central. La pared frontal es porosa a la suspensión de espuma-fibra para permitir que le atraviese la suspensión. Medios para introducir una segunda espuma (por ejemplo, una suspensión prácticamente sin fibra o una suspensión de espuma-fibra, que puede incluir un surfactante) en la sección central a través de la pared posterior. Y estando los medios para introducir la segunda espuma (y quizás la forma y dimensiones de la sección central) construidos de tal modo que faciliten el mantenimiento del gramaje de la suspensión de espuma-fibra, que pasa a través de la pared frontal, prácticamente constante en toda la longitud efectiva de la pared frontal.

Una característica importante del colector es un área de sección transversal decreciente desde la entrada hasta la salida. La disminución del área de la sección transversal depende de tres factores: la cantidad de suspensión descargada desde el colector hacia la caja de cabeza, la energía cinética de la suspensión en el interior del colector y la fricción superficial entre las paredes del colector y la suspensión. El colector puede adoptar cualquier forma que tenga en cuenta estas circunstancias. Por ejemplo, el colector podría ser un tubo cilíndrico con un elemento cónico en su interior para disminuir el área de la sección transversal. En una estructura de este tipo, las toberas, que llevan la suspensión fuera del colector, podrían estar situadas alrededor del colector cilíndrico en todas las direcciones y los tubos que suministran la segunda espuma podrían estar dispuestos en el tubo cónico dentro del colector. En este caso, las paredes laterales y las paredes frontal y posterior forman parte de una estructura curvada continua. En realidad, la sección transversal de toda la pared frontal, pared posterior y paredes laterales, es preferiblemente circular.

Como alternativa, el colector podría ser de dos caras, es decir, las toberas están unidas a los lados opuestos del colector, de modo que la espuma libre de fibras pueda introducirse a través de las otras paredes opuestas, donde la sección transversal del colector es rectangular.

La orientación de colector suele carecer de importancia; puede estar dispuesto en una posición vertical, inclinada u horizontal.

El medio para introducir la espuma, prácticamente sin fibras, en la sección central a través de la pared posterior, pueden comprender cualesquiera componentes de fluidos convencionales, incluyendo toberas, chapas perforadas, elementos desviadores, boquillas rociadoras o dispositivos similares. En una realización preferible, dicho medio comprende una o más líneas de tubos provistos de válvulas, siendo dichas válvulas controlables para variar la cantidad de espuma que las atraviese.

En la realización preferida del colector, la pared posterior de la sección central está inclinada con respecto a la pared frontal, de modo que la pared posterior quede más cerca de la pared frontal y el área de la sección transversal de la sección central se haga más pequeña, desplazándose desde adyacente al primer extremo del colector hacia el segundo extremo. En una realización preferible, las paredes laterales están prácticamente cerradas y la pared posterior está prácticamente cerrada, excepto para los medios para introducir espuma prácticamente libre de fibras y el colector puede, asimismo, comprender una salida en el segundo extremo del colector, en cuyo caso la mezcla de fibra-espuma puede ser recirculada. En una realización preferible, una válvula puede estar provista en la salida para variar la cantidad de suspensión que la atraviesa. La pared frontal puede ser prácticamente horizontal o puede tener otras orientaciones. El colector suele estar provisto de toberas y conductos que llevan la suspensión a la caja de cabeza, en combinación con un elemento foraminoso móvil (como, por ejemplo, una tela metálica) en el que se forma una banda no tejida por la suspensión que pasa a través de la pared frontal en las toberas y conductos pasando luego a la caja de cabeza y en un dispositivo formador, situado flujo abajo, tanto la espuma como el líquido son aspirados desde la suspensión para formar la banda sobre el elemento perforado.

Asimismo, el colector puede comprender varios sensores de presión funcionalmente conectados a por lo menos una de las paredes laterales prácticamente cerradas para detectar la presión dentro de la sección. Además, el colector puede incluir medios de control sensibles a los sensores de presión para controlar al menos una (preferiblemente la totalidad) de las introducciones de la suspensión de espuma-fibra, la retirada de la suspensión de espuma-fibra y la introducción de espuma, prácticamente libre de fibra, en la sección central para mantener el gramaje de la suspensión de espuma-fibra, que pasa a través de la pared frontal, prácticamente constante a través de la longitud efectiva de la pared frontal. Los medios de control pueden incluir cualquier tipo de control informático, controlador de la presencia de pelusa, una unidad de control multivariable o dispositivo similar que coopera con las válvulas, dispositivos desviadores u otros elementos fluídicos convencionales para realizar automáticamente la función deseada.

La sección transversal de la sección central puede ser un paralelogramo, o una amplia gama de otros tipos de polígonos u otras formas (según se describió con anterioridad) pero es preferible que sea prácticamente rectangular. La sección central del colector suele comprender un prisma de base poligonal, tal como un prisma de base rectangular.

Según otro aspecto de la presente invención, se dispone un colector que facilita la obtención de una banda no tejida de material fibroso, que incluye los siguientes componentes: una carcasa de colector que comprende dos extremos opuestos, primero y segundo, con una entrada para la suspensión de espuma-fibra en el primer extremo, una salida en el segundo extremo del colector y una válvula dispuesta en la salida para variar la cantidad de la suspensión que la atraviesa. Una sección central de la carcasa del colector que tiene una sección transversal prácticamente poligonal. Paredes laterales, primera y segunda, una pared frontal que tiene una longitud efectiva y una pared posterior de la sección central. La pared frontal es porosa para la suspensión de espuma-fibra, para permitir que la atraviese dicha suspensión. Medios para introducir una segunda espuma en la sección central a través de la pared posterior. Y que se caracteriza porque la pared posterior de la sección central está inclinada con respecto a la pared frontal, de modo que la pared posterior quedará más cercana a la pared frontal y el área de la sección transversal de la sección central se hará más pequeña, desplazándose desde adyacente al primer extremo del colector hacia el segundo extremo. Es preferible que los detalles de colector sean tal como se describieron anteriormente.

La invención se refiere, asimismo, a un procedimiento de obtención de una banda no tejida de material fibroso que utiliza un colector provisto de una pared frontal porosa, con una longitud efectiva a través de la cual puede fluir la suspensión de espuma-fibra, teniendo dos extremos, primero y segundo, separados a lo largo de dicha longitud efectiva, y una pared posterior que se opone a la pared frontal y una caja de cabeza. En una realización preferible, el procedimiento consiste en: (a) introducir, de forma prácticamente continua, la suspensión de espuma-fibra-surfactante en el primer extremo del colector; (b) descargar, de forma prácticamente continua, la suspensión de espuma-fibra-surfactante a través de aberturas en la pared frontal del colector, para entregarse luego en la caja de cabeza y (c) introducir una segunda espuma (por ejemplo, una suspensión prácticamente sin fibra o una suspensión de espuma-fibra que tenga el mismo o diferente porcentaje(por ejemplo, de por lo menos un 1% de fibras en la suspensión de espuma-fibra introducida en (a)) en el colector a través de varias aberturas, separadas a intervalos prácticamente uniformes a través de toda su longitud, de modo que se mantenga el gramaje de la suspensión de espuma-fibra-surfactante, que pasa a través de la pared frontal del colector, prácticamente constante en toda la longitud efectiva de la pared frontal del colector.

En una realización preferible, el procedimiento consiste, además, en: (a) detectar la presión en el colector en una pluralidad de posiciones en toda su longitud y poniendo en práctica la etapa (c) en respuesta a la presión detectada para mantener una variación del gramaje de la suspensión de espuma-fibra, que pasa a través de la pared frontal inferior, en menos del 0,5% en toda la longitud. En una realización preferible, también se pone en práctica, de forma casi continua, la etapa (c). El colector tiene, en una realización preferible, una sección central entre el primero y segundo de sus extremos, con una sección transversal prácticamente poligonal, que disminuye gradualmente a través de toda la longitud efectiva de la pared frontal y en tal caso, se pone en práctica la etapa (c) de modo que la suspensión de espuma-fibra-surfactante se desplace a través de la sección transversal, constantemente decreciente, de la sección central. Asimismo, el procedimiento suele consistir en (e) retirar, casi de forma continua, una parte de la suspensión a través del segundo extremo del colector.

El objeto primario de la presente invención se refiere a un colector y un procedimiento para la obtención de una banda no tejida de material fibroso, con la utilización del colector, que tiene en cuenta los aspectos no newtonianos de las suspensiones espuma-fibra-surfactante, para obtener una banda no tejida de gramaje prácticamente constante, a través de la longitud efectiva del colector. Este y otros objetos de la invención resultarán más evidentes a partir de una inspección de la memoria descriptiva detallada de la invención y de las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista esquemática general de un sistema de proceso de espuma añadida, en el que puede realizarse el procedimiento de la invención y usarse el aparato de la invención;

La figura 2 es una vista esquemática, parcialmente en sección transversal y parcialmente en alzado, que ilustra la alimentación de una suspensión de espuma/fibra desde el mezclador a la bomba que alimenta el colector y la caja de cabeza del sistema de la figura 1;

La figura 3 es una vista detallada esquemática en perspectiva, parte en sección transversal y parte en alzado, que ilustra la adición de espuma per se al conducto entre el colector y la caja de cabeza, según la invención;

La figura 4 es una vista lateral, parcialmente en sección transversal y parcialmente en alzado, de un detalle de una realización ejemplo de una caja de cabeza de cable inclinada, donde se utiliza la introducción de espuma;

La figura 5 es una representación esquemática que ilustra el efecto de la adición de espuma pura a los conductos que van desde el colector a la caja de cabeza;

La figura 6 es una representación esquemática del perfil de gramaje de la caja de cabeza de las figuras 4 y 5 con y sin adición de espuma pura.

La figura 7 es una vista esquemática en perspectiva, con una de las paredes laterales cortadas para mayor claridad de la ilustración, de un colector que facilita la obtención de una banda no tejida de material fibroso utilizando el proceso de espuma, según la invención;

La figura 8 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de las líneas 8-8 de la figura 7;

La figura 9 es una representación gráfica de un perfil de la suspensión, en una realización ejemplo, que puede obtenerse utilizando la invención de las figuras 7 y 8;

Las figuras 10 y 11 son gráficos similares a los de la figura 9, pero que solamente ilustra condiciones aberrantes;

La figura 12 es una vista en sección transversal lateral de una realización del colector con una sección transversal prácticamente circular y una pieza de inserción cónica y

La figura 13 es una vista similar a la de la figura 8, que ilustra solamente un colector que tiene una sección transversal cónica prácticamente dividida.

Descripción detallada de los dibujos

Un sistema de proceso de espuma añadida, en una realización ejemplo, para realizar un proceso de espuma añadida con el que la invención es deseablemente utilizada, se ilustra de forma esquemática con la referencia numérica 10 en la figura 1. El sistema comprende un depósito mezclador o desfibrador 11 provisto de una entrada de fibra 12, una entrada de surfactante 13 y una entrada 14 para otros aditivos, como productos químicos de ajuste del pH, tales como carbonato cálcico o ácidos, estabilizantes, etc. La naturaleza especial de las fibras, surfactantes y aditivos no es crítica y puede variarse ampliamente, dependiendo de los detalles exactos del producto que se va a obtener (incluyendo su gramaje). Es deseable utilizar un surfactante que pueda ser fácilmente eliminarse por lavado, puesto que un surfactante reduce la tensión superficial de la banda final si sigue estando presente y que es una característica no deseable para algunos productos. El surfactante exacto utilizado, de entre los miles que hay comercialmente disponibles, no es parte integrante de la presente invención.

El depósito 11 es, por sí mismo, completamente convencional, siendo del mismo tipo de depósito que el utilizado como desfibrador en los sistemas convencionales de fabricación de papel, que utilizan el proceso con agua añadida. Las únicas diferencias son que las paredes laterales del mezclador/desfibrador 11 se extienden hacia arriba en aproximadamente tres veces la altura del proceso con verjurado de agua, ya que la espuma tiene una densidad de aproximadamente una tercera parte de la del agua. La configuración de las paletas y de revoluciones por minuto del mezclador mecánico convencional en el depósito 11 varía dependiendo de las propiedades concretas del producto que se va a obtener, pero no es especialmente crítica y puede emplearse una amplia gama de diferentes componentes y variables. También pueden disponerse disyuntores en las paredes. Existe un torbellino en el fondo del depósito 11 del que se drena la espuma, pero no es visible una vez que se produce el arranque, debido a que el depósito 11 se llena con espuma y fibra.

El depósito 11 comprende también, en una realización preferible, un gran número de medidores de pH para determinar el pH en varios puntos diferentes. El pH afecta a la tensión superficial y por ello, se aconseja determinarlo con precisión. Los medidores del pH se calibran cada día.

Al iniciar el funcionamiento, se añade agua con la fibra desde el conducto 12, el surfactante desde el conducto 13 y otros aditivos en el conducto 14; sin embargo, una vez que comienza la operación, no es necesaria la adición de agua y también existe mantenimiento de la espuma en el depósito 11, y no simplemente generación de espuma.

La espuma sale desde el fondo del depósito 11, en un torbellino, a través del conducto 16, bajo la influencia de la bomba 17. La bomba 17, al igual que las demás bombas del sistema 10, en una realización preferible, es una bomba centrífuga desgasificadora. La espuma descargada desde la bomba 7 pasa a través del conducto 18 a componentes adicionales.

La figura 1 ilustra un depósito de retención opcional 19, representado en líneas de trazos. El depósito de retención 19 no es necesario, pero podría ser deseable para garantizar una distribución relativamente uniforme de la fibra en la espuma, en el caso de que haya alguna variación que se introduce en el mezclador 11. Es decir, el depósito de retención 19 (que es pequeño, del orden de magnitud de cinco metros cúbicos) actúa más o menos como una "cámara de compensación" para uniformar la distribución de la fibra. Debido a que el tiempo total desde el mezclador 11 a la caja de cabeza 30 suele ser de tan solo unos 45 segundos en la realización del proceso, el depósito de retención 19 - si se utiliza - proporciona tiempo para que las variaciones se compensen.

Cuando se utiliza el depósito de retención 19, la espuma es alimentada desde la bomba 17 en el conducto 20 hasta la parte superior del depósito 19 y sale desde el fondo del depósito en el conducto 21 bajo la influencia de la bomba centrífuga 22, dirigiéndose luego al conducto 18. Es decir, cuando se usa el depósito de retención 19, la bomba 17 no está directamente conectada al conducto 18, sino solamente a través del depósito 19.

El conducto 18 se extiende hasta la fosa bajo la tela metálica 23. La fosa bajo la tela metálica 23 es, en sí misma, un depósito convencional, de nuevo el mismo que en el sistema de proceso de papel con verjurado de agua convencional, pero con paredes laterales más altas. Es importante hacer la fosa bajo la tela metálica 23 de manera que no haya esquinas muertas y por lo tanto, el depósito 23 no debe ser demasiado grande. La estructura convencional 24 que permite que la mezcla de espuma y fibra en el conducto 18 se introduzca en la bomba 25 (que está funcionalmente conectada adyacente al fondo de la fosa bajo la tela metálica 23) se describirá con más detalle haciendo referencia a la figura 2. En cualquier caso, la bomba 25 bombea la mezcla de espuma/fibra en el conducto 18, introducida por el mecanismo 24 y espuma adicional desde la fosa bajo la tela metálica 23 hacia el conducto 26. Debido a que una cantidad bastante grande de espuma se extrae hacia la bomba 25 desde la fosa bajo la tela metálica 23, la consistencia en el conducto 26 es significativamente menor que en el conducto 18. La consistencia en el conducto 18 suele estar comprendida entre el 2 y el 5% de sólidos (fibras), mientras que en el conducto 26 se suele situar entre 0,5 y 2,5%, aunque la consistencia, en cada caso, puede ser tan elevada como en torno al 12%.

En la fosa bajo la tela metálica 23 no hay separación importante de la espuma en capas de diferente densidad. Si bien existe un aumento mínimo hacia el fondo, dicho grado de incremento es pequeño y no afecta al funcionamiento del sistema.

Desde el conducto 26 la espuma/fibra pasa al colector 27 que tiene toberas generadoras de espuma 28 asociadas. En una realización preferible, las toberas 28 - que son toberas generadoras de espuma convencionales (que agitan mucho la espuma), según se utilizan en las Patentes de los Estados Unidos, números 3.716.449, 3.871.952 y 3.938.782, que se incorporan aquí por referencia - están montadas en el colector 27 y un gran número de las toberas 28 se montan en el colector 17. Extendiéndose desde cada tobera 28 se encuentra un conducto 29 que lleva a la caja de cabeza 30, a través del cual pasan uno o más tela metálicas convencionales para la fabricación de papel (elementos foramino-
sos).

La caja de cabeza 30 tiene una pluralidad de cajas de aspiración (normalmente de tres a cinco) 31 que retiran la espuma desde el lado opuesto de la tela metálica (elemento foraminoso) desde la introducción de la mezcla de espuma/fibra y una caja de separación final 32 está en el extremo de descarga de la banda formada 33 desde la caja de cabeza 30. El número de cajas de aspiración 31 dispuestas en la mesa de aspiración para drenaje de control se aumenta para productos más densos o para operaciones a mayor velocidad. La banda formada 33, que suele tener una consistencia de sólidos de aproximadamente 40-60% (por ejemplo, en torno al 50%), está sometida, en una realización preferible, a una acción de lavado, tal como se indica de forma esquemática por la etapa de lavado 34 de la figura 1. La etapa de lavado 34 sirve para retirar el surfactante. La elevada consistencia de la banda 33 significa que es necesario utilizar una cantidad mínima de equipo de secado.

La banda 33 pasa desde el dispositivo lavador 34, pasando por uno o más estucadores 35, a la estación de secado convencional 36. En la estación de secado convencional 36, cuando fibras sintéticas de envoltura/alma (tales como Cellbond) forman parte de la banda 33, el secador 26 es accionado para elevar la temperatura de la banda por encima del punto de fusión del material de la envoltura (que suele ser polipropileno) mientras que no se funde el material del alma (normalmente PET). Por ejemplo, cuando se utiliza una fibra Cellbond en la banda 33, la temperatura en el secador suele ser de 130ºC o algo mayor, que es, o está ligeramente por encima de, la temperatura de fusión de la fibra de la cubierta, pero por debajo de la temperatura de fusión de la fibra de alma que está en torno a 250ºC. De esta manera, se proporciona una acción aglutinante por el material de cubierta, pero la integridad del producto (proporcionada por la fibra de alma) no se ve comprometida.

Aunque no siempre es necesario, el proceso contempla la adición de espuma pura a, o inmediatamente adyacente a, la caja de cabeza 30 para varios fines ventajosos. Como se ilustra en la figura 1, la bomba centrífuga 41 extrae espuma desde la fosa bajo la tela metálica 23 al conducto 40. La espuma en el conducto 40 es bombeada a un cabezal 42 que luego distribuye la espuma, a través de varios conductos 43 diferentes, hacia la caja de cabeza 30. La espuma se puede introducir - según se indica por la línea 44 - directamente por debajo del techo de la caja de cabeza 30 (cuando hay una caja de cabeza de tela metálica inclinada) y/o a través de los conductos 45 a los conductos 29 (o toberas 28) para introducir la mezcla de espuma/fibra en la caja de cabeza 30. Los detalles de la introducción de espuma se describirán con relación a las figuras 3 a 6.

Las cajas de aspiración 31 descargan la espuma, retirada desde la caja de cabeza 30, en los conductos 46 hacia la fosa bajo la tela metálica 23. No se suele necesitar bombas o no se utilizan para tal finalidad.

Una importante cantidad de la espuma en la fosa bajo la tela metálica 23 es recirculada al desfibrador 11. La espuma es retirada en el conducto 47 por la bomba centrífuga 48 y luego pasa al conducto 47 a través de un dispositivo convencional de medición de densidad en línea 49 para la introducción - como se indica de forma esquemática con 50 - de retorno al depósito 11. Además de proporcionar la medición de la densidad de la espuma en la línea 47 en 49, como se ilustra de forma esquemática en la figura 1, se puede montar directamente en el depósito 11 una o más unidades de medición de la densidad 49A (tales como densímetros).

Además del reciclaje de la espuma, también suele proveerse un reciclado de agua. La espuma retirada desde la última caja de aspiración 32 pasa a través del conducto 51 a un separador convencional 53, tal como un separador ciclónico. El separador 53 - por ejemplo, por la acción de turbulencia - separa el aire y el agua desde la espuma introducida en el separador 53 para obtener agua con muy poco contenido de aire. El agua separada pasa por el conducto 54 desde el fondo del separador 53 al depósito de agua 55. El aire separado por el separador 53 pasa por el conducto 56, con la ayuda del ventilador 57, desde la parte superior del separador 53 y se descarga a la atmósfera, o se utiliza en un proceso de combustión o se trata de cualquier otro modo.

Un nivel de líquido 58 se establece en el depósito de agua 55, con una parte del líquido rebosando hacia el alcantarillado o lugar de tratamiento, según se indica, de forma esquemática, con la referencia 60 en la figura 1. El agua también es recogida desde debajo del nivel 58 en el depósito 55 a través del conducto 61 y bajo la acción de la bomba centrífuga 62 se bombea al conducto 61 a través de un caudalímetro convencional 63 (que controla la bomba 52). Por último, el agua recirculada se introduce - como se indica, de forma esquemática, con la referencia 64, en la figura 1 - hacia la parte superior del mezclador 11.

Los caudales típicos son de 4.000 litros por minuto de espuma/fibra en el conducto 18, de 40.000 litros por minuto de espuma/fibra en el conducto 26, de 3.500 litros por minuto de espuma en el conducto 47 y de 500 litros por minuto de espuma en el conducto 51.

Asimismo, el sistema 10 está constituido por varios componentes de control. Una realización preferida de las diversas alternativas para controlar el funcionamiento del sistema comprende un primer controlador de la presencia de pelusa 71, que controla el nivel de espuma en el depósito 11. Un segundo controlador de la presencia de pelusa 72, controla la adición de surfactante en el conducto 13, un tercer controlador 73 comprueba la formación de la banda en la zona de la caja de cabeza 30. Un cuarto controlador 74 se utiliza con el lavador 34. Un quinto controlador 75 controla los medidores de pH 15 y posiblemente, controla la adición de otros aditivos en el conducto 14 al mezclador 11. El control de la presencia de pelusa se utiliza, asimismo, para controlar el surfactante y su formación. Un sistema de control multivariable y un sistema de control tipo Neuronet también son preferiblemente provistos con superposición de los demás controles. El control multivariable también se emplea para controlar la relación de descarga en la formación de la banda. Las variables pueden cambiarse dependiendo de su efecto sobre la regulación del proceso deseada y en el resultado final.

Con el fin de facilitar el control de los diversos componentes, suele asociarse una báscula 76 con la introducción de fibra 12 para poder determinar, con precisión, la cantidad de fibra que se está añadiendo por tiempo unitario. Puede proveerse una válvula 77 en el conducto 13 para controlar la introducción de surfactante, así como una báscula 78. Asimismo, puede disponerse de una válvula 79 en el conducto 14.

En el sistema 10, prácticamente no se proporcionan válvulas para entrar en contacto, de forma intencionada, con la espuma en cualquier punto durante su manipulación, con la posible excepción de las válvulas de control de nivel provistas en los conductos 46.

Asimismo, durante toda la realización del proceso del sistema de la figura 1, la espuma se conserva bajo condiciones de corte relativamente altas. Habida cuenta de que cuanto mayor sea el corte, tanto menor será la viscosidad, es aconsejable mantener la espuma en condiciones de corte de alto nivel. La mezcla de espuma/fibra actúa como un pseudo-plástico, presentando un comportamiento no newtoniano.

El uso del proceso de espuma añadida tiene varias ventajas en comparación con el proceso con adición de agua, en particular, para productos muy absorbentes. Además de la capacidad reducida del secador, debido a la elevada consistencia de la banda 33, el proceso de espuma permite una distribución uniforme de prácticamente cualquier tipo de fibra o partícula (sin excesiva "inmersión" de las partículas de alta densidad, mientras que las partículas de baja densidad "se sumergen" poco o no se sumergen en absoluto en el agua) en la suspensión (y a la larga en la banda) siempre y cuando las partículas o las fibras tengan un peso específico entre 0,15 y 13 kg/dm^{3}. El proceso de espuma también permite la obtención de una amplia gama de gramajes en la banda, un producto con mayor uniformidad y volumen en comparación con los productos con adición de agua y un mucho más alto nivel de uniformidad. Una pluralidad de cajas de cabeza puede disponerse en secuencia, o pueden establecerse dos o más estratos al mismo tiempo dentro de una caja de cabeza con doble tela metálica, etc. y/o los estucadores simples 35 se pueden usar para proporcionar capas adicionales con gran simplicidad (similar a un revestimiento).

La figura 2 ilustra la introducción de una mezcla de espuma/fibra y de espuma a la bomba 25 asociada con la fosa bajo la tela metálica 23. La estructura 24 es conocida a partir del proceso de Wiggins-Teape, tal como se revela en las patentes incorporadas aquí a título de referencia y la espuma/fibra que pasa por el conducto 18 se redirecciona, como se ilustra por el conducto curvado 83, de modo que, desde su extremo abierto 84 la mezcla de espuma/fibra se descarga directamente a la admisión 85 de la bomba 25. La espuma procedente de la fosa bajo la tela metálica 23 fluye también hacia la entrada 85, según se ilustra por las flechas 86. El funcionamiento de la bomba 48, realizada bajo el control de la pelusa, controla el nivel en la fosa bajo la tela metálica 23.

Cuando las fibras a utilizar para obtener la espuma sean demasiado largas, es decir, de un orden de magnitud de varias pulgadas, en lugar de dirigir el conducto 18 a la entrada de aspiración 85 de la bomba 25 (como se ilustra en la figura 2), el conducto 18 termina en la línea 26 corriente abajo de la bomba 25. En este caso, la bomba 17 debe, por supuesto, proporcionar una presión mayor que la que se obtendría de otro modo y que sea una presión suficiente para que el flujo desde 18 se dirija hacia la línea 26, a pesar de la presión en la línea 26 desde la bomba 25.

La figura 3 ilustra los detalles de una forma de un aspecto de la introducción de espuma adicional del proceso de la invención. La figura 3 ilustra como la espuma procedente de los conductos 45 se introduce en la mezcla de espuma/fibra en el conducto 29, inmediatamente antes de la caja de cabeza 30. Cuando se utilizan las líneas de inyección de espuma 45, necesitan no inyectar espuma en la totalidad de los conductos 29 o una cantidad suficiente para conseguir los resultados deseados. Los resultados deseados incluyen (como principal ventaja) un perfil de gramaje más uniforme. Si se desea, los tubos 29 pueden dirigir la espuma desde las toberas de espuma 28 a una cámara de explosión en la caja de cabeza 30. Sin embargo, no hay razón real para utilizar una cámara de explosión, en las cajas de cabeza, para realizar el proceso de Ahlstrom. Si se utiliza una cámara de explosión, será exclusivamente por seguridad.

La cantidad de espuma pura añadida en los conductos 45, y exactamente dónde se añade, debe determinarse empíricamente en cada situación, dependiendo de la caja de cabeza 30 usada y de los demás equipos utilizados, del tipo y tamaño de las fibras y de otras variables. En la mayoría de las circunstancias, la adición de espuma pura entre el 2 y el 20% del volumen de la mezcla de espuma/fibra consigue los resultados deseados.

La figura 4 ilustra una caja de cabeza de tela metálica inclinada 30I que utiliza dos formas diferentes de inyección de espuma (la forma ilustrada en la figura 3 y otra adicional). En la caja de cabeza 30I de la figura 4, la tela metálica de formación convencional inclinada 90 se mueve en la dirección de la flecha y con la inyección de espuma en 45, la mezcla de espuma/fibra se dispersa en la caja de cabeza 30I desde los conductos 29, en general, según se ilustra en la figura 4. Asimismo, la espuma se introduce en la caja de cabeza 30I a través del conducto 44, de modo que la espuma fluya generalmente como se ilustra con la flecha 92 de la figura 4. Es decir, la espuma que fluye en la dirección de la flecha 92 incide contra la parte inferior del techo 93 de la caja de cabeza 30I. Puede proveerse un desviador 94, en la caja de cabeza 30I, para asegurar el flujo inicial de la espuma, en la dirección 92, desde cada uno de los diversos conductos 44.

La pendiente (por ejemplo, de 45º) de la caja de cabeza 30I es preferida por varias razones. Si el techo 93 de la caja de cabeza 30I está inclinado hacia arriba en la dirección de desplazamiento de la tela metálica 90, cualquier burbuja de gas formada en la parte superior de la caja de cabeza 30I saldrá de la caja de cabeza 30I por sí misma. Si la tela metálica 90, que forma la parte inferior de la caja de cabeza 30I, está en posición horizontal, la burbuja de gas permanecerá en la parte superior de la caja de cabeza 30I y deberá disponerse de una estructura especial (por ejemplo, conducto con válvulas y/o bomba) para eliminarla.

Una razón por la que se introduce espuma prácticamente pura en uno o más conductos 44 es para la finalidad de proporcionar menos cizallamiento de fibras en la caja de cabeza 30I, de modo que las fibras no se hagan unidireccionales (generalmente en la dirección del movimiento de la tela metálica 90). De acuerdo con los principios básicos de la dinámica de los fluidos, si la mezcla de espuma/fibra está contra el techo 93, la fricción hará que la orientación de la fibra, en la capa límite, se haga unidireccional, lo que no es deseable. La espuma introducida para fluir en la dirección 92 elimina el problema de la capa límite, actuando como lubricante.

La espuma introducida en los conductos 44 puede tener también un efecto deseable sobre el perfil del gramaje de la suspensión de espuma/fibra 91. Asimismo, la espuma introducida en los conductos 44, que fluye en la dirección 92, mantiene limpio la parte inferior del techo 93, lo que también es deseable.

La cantidad de espuma introducida de esta forma (a través de los conductos 44) se debe determinar empíricamente en cada situación diferente pero, en condiciones normales, la cantidad óptima estará dentro del margen aproximado de 1-10% del volumen de la mezcla de espuma/fibra introducida por los conductos 29.

La introducción de la espuma en los conductos 45 (que suele ser en un ángulo de entre 30 y 90º- comparar las figuras 3 y 4), según se ilustra en ambas figuras 3 y 4, tiene una finalidad diferente. La figura 5 es una vista superior esquemática (que ilustra tan solo tres conductos 29, mientras que normalmente se dispone de muchos más) de la caja 30 (por ejemplo, 30I), mostrando la diferencia establecida por la inyección de espuma pura. Sin la inyección de espuma, prácticamente sin fibras, en el conducto 45, la mezcla de espuma/fibra introducida por los conductos 29 se suele distribuir según se indica por las líneas 91 de las figuras 4 y 5. Sin embargo, cuando existe inyección de espuma en 45, el perfil del gramaje se modifica, debido a que existe una mayor dispersión de la mezcla de espuma/fibra, según se indica, de forma esquemática, por las líneas 96 de la figura 5. El efecto sobre el perfil del gramaje se observa en la ilustración esquemática de la figura 6. El perfil del gramaje normal (cuando no hay ninguna inyección de espuma), ilustrado por la línea 91A, incluye un amplio pandeo 97. Sin embargo, cuando existe una inyección de espuma, según se indica por la línea 96a, el pandeo 98 es mucho más pequeño. Es decir, el gramaje es más uniforme. El control de perfil se efectúa añadiendo espuma diluyente en el flujo principal del colector 27 (por ejemplo, antes de las toberas 28) o inmediatamente antes o después de que los tubos 29 entren en la caja 30I (inmediatamente antes de verse en 45 en la figura 4), es decir, después de las toberas 28.

Si así se desea, los tubos 29 pueden dirigir la espuma desde las toberas de espuma 28 a una cámara de explosión en la caja de cabeza 30, 30I. No obstante, no hay razón real alguna para emplear una cámara de explosión en la caja de cabeza para llevar a la práctica el proceso de la invención. Si se utiliza, la cámara de explosión será exclusivamente por razones de seguridad.

Como se ilustra por la línea de puntos de la figura 4, una tobera de espuma 98 puede estar dispuesta en algunos, o la totalidad, de los conductos 44. Asimismo, el perfil del gramaje se puede ajustar utilizando el flujo de espuma 92 (solo o en combinación con el flujo en los conductos 45). Los conductos 44 pueden bifurcarse, una bifurcación en la dirección 92 y otra para la intersección con los flujos 91 (estando el desviador 94 retirado o penetrado por la segunda bifurcación).

Utilizando los conjuntos ilustrados en las figuras 3 a 5, puede constatarse la posibilidad de realizar las siguientes etapas del procedimiento: (a) Una primera suspensión de espuma de aire, agua, fibras (por ejemplo, fibras sintéticas y celulósicas, aunque también pueden usarse otras fibras tales como las fibras de vidrio) y cualquier surfactante apropiado se alimenta a la caja de cabeza 30I y entra en contacto con el elemento foraminoso en movimiento 90 y (b) Se introduce una primera espuma, prácticamente libre de fibras, según se indica con la flecha 92 en la figura 4, para entrar en contacto con la superficie 93 (por ejemplo, el techo) de la caja de cabeza 30I, en un punto alejado desde el elemento foraminoso 90. La etapa (b) se suele poner en práctica para hacer que la espuma fluya a lo largo de la superficie 93 hacia el elemento 90, con el fin de reducir al mínimo el corte de fibras en la caja de cabeza 30I, de modo que las fibras no se hagan unidireccionales, en la dirección general de desplazamiento del elemento foraminoso 89 y también con el fin de mantener limpia la superficie 93. Asimismo, existe la etapa (c) de eliminación de la espuma a través del elemento foraminoso 90 para formar una banda fibrosa no tejida sobre el elemento 90, realizándose la retirada de la espuma utilizando las cajas de aspiración 31, 32 o cualquier otro dispositivo convencional adecuado para esa finalidad (tal como rodillos o mesas de aspiración, rodillos prensadores o elementos similares).

Asimismo, puede existir un procedimiento - que puede verse en todas las figuras 3 a 5 - que comprende las etapas siguientes: (a) Alimentar una primera suspensión de espuma-fibra, tal como a través de los conductos 29 ilustrados en las figuras 3 y 4 (por ejemplo con el flujo 91 en básicamente la misma dirección del flujo 92 en la figura 4); (b) retirar la espuma a través del elemento 90 (según se describió anteriormente) y (c) introducir una segunda espuma, prácticamente libre de fibras, a la primera suspensión de espuma (como se indica con la referencia 45 en ambas figuras 3 y 4) cerca de donde la primera suspensión de espuma se alimenta a la caja de cabeza 30, 30I (que suele ser en el colector 27 o hasta justamente detrás de su punto de introducción), de modo que se proporcione un perfil del gramaje más uniforme de la banda no tejida obtenida (como puede verse en la figura 6).

En la práctica del procedimiento según la presente invención, y en la utilización del sistema, los parámetros típicos del proceso de espuma añadida, que pueden utilizarse, se indican en la siguiente tabla (aunque la gama de parámetros puede ser más amplia si lo es también la gama de productos):

Parámetro

\hskip6.5cm

Valor

pH (prácticamente en todo el sistema)

Aproximadamente 6,5

Temperatura

Aproximadamente 20-40ºC

Presión del colector

1-1,6 barias

Consistencia en el mezclador

2,5%

Consistencia en la caja de cabeza

0,5-2,5%

Consistencia de partículas, relleno u otros aditivos

Aproximadamente 5-20%

Consistencia de la banda formada

Aproximadamente 40-60%

Variaciones del gramaje de la banda

Menor que el 1/2%

Densidad de la espuma (con o sin fibras)

250-450 g/litro a 1 bar.

Tamaño de la burbuja de espuma

0,3-0,5 mm de diámetro medio (una distribución gaussiana)

Contenido de aire en la espuma

25-75% (por ejemplo, un 60%; cambia con la presión en el proceso)

Viscosidad

No existe una viscosidad "objetivo", pero la espuma suele tener una viscosidad del orden de magnitud de 2-5 centipoises en condiciones de alto cizallamiento y 200 k-300 k centipoises en condiciones de bajo cizallamiento, cuyas gamas pueden ser más amplias dependiendo de la manera de determinar la viscosidad.

Velocidad de formación de la banda

aproximadamente 200-500 metros por minuto

Peso específico de las fibras o aditivos

en cualquier caso, en la escala de 0,15-13 kg/dm^{3}

Concentración de surfactante

Depende de numerosos factores, tales como dureza del agua, pH, tipo de fibras, etc. Normalmente, entre 0,1-0,3% del agua en circulación.

Tensión de la tela metálica de formación

entre 2-10 N/cm

Caudal en una realización ejemplo:

- mezclador a fosa bajo la tela metálica

Aproximadamente 4.000 litros/minuto

- fosa bajo la tela metálica

Aproximadamente 40.000 litros/minuto a caja de cabeza

- conducto reciclaje de espuma

Aproximadamente 3500 litros/minuto

- retirada aspiración a reciclado agua

Aproximadamente 500 litros/minuto

Lo que se ha descrito hasta aquí es lo que se revela en la solicitud de patente pendiente de los Estados Unidos, número de serie 08/923.250, presentada el 4 de septiembre de 1997. Según la presente invención, se proporciona un colector especial, y un procedimiento de realización de una banda no tejida utilizando el colector, que facilitan la obtención de una banda no tejida que tiene un perfil de gramaje, prácticamente constante, en toda su anchura. En las figuras 7 y 8, los componentes similares a los ilustrados en la figura 4 se ilustran con la misma referencia numérica, solamente precedidos con el dígito "1". Otros componentes tienen un número de referencia que empieza por el dígito "2".

El colector, según la presente invención, puede tener la forma ilustrada, de forma esquemática, con 200 en las figuras 7 y 8, aunque pueden usarse otras muchas formas (incluyendo las cilíndricas con una inserción cónica, pared lateral curvada, etc.), tales como la forma prácticamente cilíndrica esquemáticamente ilustrada en la figura 12, donde los componentes comparables a los de la figura 8 se ilustran con el mismo número de referencia de dos dígitos, solamente precedidos por un "3" en lugar de "1" ó "2". La inserción cónica no se suele utilizar cuando la pared frontal (210, 310) es plana, ya que podría hacer la construcción demasiado complicada y costosa.

El colector 200 de las figuras 7 y 8 comprende una carcasa que tiene un primer extremo 201 con una entrada 129 y un segundo extremo 202, opcionalmente con una salida 203 que conduce a una válvula 204 controlable manualmente o preferiblemente de forma automática. Si la entrada 129 es circular en su sección transversal, según se ilustra en la figura 7, y también lo es la salida 203, entonces, en esta realización preferida, el colector 200 comprende una sección central 205 que es, en una realización preferible, un prisma truncado con base poligonal, con una transición 206 desde la entrada de la sección transversal circular 129 a la base poligonal del prisma de la sección central 205 y con otra transición 207 desde la parte superior truncada de la sección central prismática 205 conectada a la salida 203 (si está provista).

La sección central 205 del colector 200 comprende una primera pared lateral 208 y una segunda pared lateral 209. En la figura 7, la primera pared lateral 208 está retirada, en la mayor parte de su longitud, a efectos de claridad de ilustración del interior hueco y de sus componentes. Sin embargo, ambas paredes laterales 208, 209, en una realización preferible, están prácticamente cerradas, aunque varias aberturas pueden disponerse para sensores o para otras aplicaciones. Las paredes laterales 208, 209 pueden ser prácticamente planas o curvadas (por ejemplo, ver 308, 309 en la figura 12).

La sección central 205 comprende también una pared frontal 219 que tiene una longitud efectiva (que puede ser desde una transición 206 a la otra transición 203, o alguna parte más pequeña de esa distancia) y una pared posterior 193 opuesta a la pared frontal 210. La pared frontal 210 es porosa para la suspensión de espuma-fibra-surfactante 211 que penetra por la entrada 129, mientras que la pared posterior 193 está prácticamente cerrada, excepto en las aberturas 212, a través de las cuales una segunda espuma, según se indica de forma esquemática por las flechas 213 de las figuras 7 y 8, puede introducirse en el volumen interior de la sección central 205. La pared posterior 193 puede ser prácticamente plana o estar curvada (por ejemplo, ver referencia 393 en la figura 12).

Aunque, para una mayor simplicidad, el segundo flujo de espuma 213 se describirá a continuación como comprendiendo espuma prácticamente libre de fibra, es decir, solamente una realización preferida y, en numerosas circunstancias, espuma conteniendo fibra (en aproximadamente el mismo porcentaje de fibras que la suspensión de espuma-fibra introducida en 211 o con un 1% o un porcentaje menor o mayor de fibra que el de la suspensión introducida en 211) puede emplearse como la segunda espuma 213. En diferentes puntos de introducción, las corrientes de espuma 213 pueden tener también diferentes porcentajes de fibra.

Los tubos 144, provistos de válvulas 214, conectados, en una forma estanca a los fluidos, a las aberturas 212 comprenden una realización para introducir la espuma prácticamente libre de fibras 213 en la sección central a través de la pared posterior 193. Los conductos 144 y las aberturas 212 pueden estar en una sola hilera, como se ilustra en las figuras 7 y 8 o en múltiples hileras o en una amplia variedad de otras configuraciones o disposiciones ordenadas. Cualesquiera otros elementos fluídicos convencionales, tales como toberas, cabezales, placas perforadas, elementos desviadores o elementos similares, se pueden utilizar como medios, o como parte de los medios, para introducir la espuma 213 pero, en una realización preferible, el medio es capaz de introducir espuma 213 en una amplia gama de lugares diferentes, a todo lo largo de la sección central 205 para cambiar así las condiciones de presión dentro de la sección central 205 en cualquier punto, con el fin de conseguir finalmente que el gramaje de la suspensión de espuma-fibra-surfactante, que pasa a través de la pared frontal 210, sea prácticamente constante a lo largo de su longitud efectiva (por ejemplo, con una variación inferior al 0,5% y en una realización preferible, de un orden de magnitud aproximado del 0,2% o incluso menor).

La presión dentro de la sección central 205 es preferiblemente detectada con el fin de garantizar que el gramaje sea prácticamente constante, puesto que el gramaje, en cualquier punto particular, depende, en gran medida, de la presión de la suspensión de espuma-fibra en ese punto. Por ejemplo, como se ilustra de forma esquemática en las figuras 7 y 8, se puede proporcionar una pluralidad de sensores de presión 217 asociados con la pared lateral 208 (o con cada una de las paredes laterales 208, 209). Como alternativa, la pared frontal 210 puede ser plana y las paredes posterior y laterales 193, 208, 209 pueden estar formadas por una sola superficie curvada, preferiblemente parte de un círculo o cono, según se ilustra, de forma esquemática, en la figura 13. Por lo tanto, los sensores de presión 217 y uno o más de los conductos de introducción de espuma 144 se pueden colocar en las paredes posterior/laterales 15, 193, 208, 209.

Los sensores 217 pueden ser manómetros o cualquier otro tipo de sensor convencional, preferiblemente que proporcione una lectura de salida electrónica o impulsos. En una realización preferible, las salidas de cada uno de los sensores 217 (puede disponerse cualquier número, cuanto mayor sea el número dispuesto, tanto más uniforme será el gramaje) están electrónicamente conectados a medios de control automáticos, mostrados de forma esquemática en la referencia 218 de la figura 7. En respuesta a la salida desde los manómetros 217, así como otros factores medioambientales o de inducción humana, el medio de control 218 controla la válvula 204, la bomba que bombea la suspensión 211 a la entrada 129 (por ejemplo, la bomba 25 ilustrada en las figuras 1 y 2), las válvulas 214 que suministran la segunda espuma 213 a la sección central 205 o, en una realización preferible, la totalidad de, la válvula 204, la bomba 25 y las válvulas 214. Mediante el control de la válvula 204, abriéndola todavía más, se reduce la presión dentro de la sección anterior 205 y cerrándola más, se aumenta la presión en la sección central 205; aumentando la velocidad de la bomba 25 se incrementará la presión y reduciendo la velocidad, disminuirá la presión y controlando las válvulas 214, el caudal en cualquier punto concreto a lo largo de la pared posterior 193 es individualmente controlado para, con ello, aumentar o disminuir localmente la presión en ese punto.

En la realización preferida ilustrada, la pared posterior 193 está inclinada con respecto a la pared frontal 210, con lo que la pared posterior 193 se sitúa más cerca de la pared frontal 210 y el área de la sección transversal de la sección central 205 se hace más pequeña, desplazándose desde adyacente al primer extremo 201 del colector 200 hacia el segundo extremo 202, como resulta evidente en la figura 8. En una realización preferible, la pendiente de la pared posterior 193 es prácticamente uniforme, con lo que la disminución en el área de la sección transversal es también uniforme, aunque puede proporcionarse una pendiente no uniforme si se equilibra por las modificaciones de los medios de introducción de espuma prácticamente libre de fibra o algo similar.

Los medios de control 218 pueden comprender cualesquiera medios de control convencionales adecuados, tales como un controlador de la presencia de pelusa, una unidad de control multivariable o cualquier otro control informático adecuado, capaz de realizar la función deseada de controlar las válvulas 204 y 214, así como posiblemente la bomba 25.

La figura 9 es una representación gráfica del gramaje de la suspensión de espuma-fibra que pasa a través de la pared frontal 210 a lo largo de la sección central 205. La longitud efectiva de la sección central 205 se indica con el número de referencia 220 en la figura 9, mientras que las variaciones del gramaje con respecto a una constante 221 (típicamente en gramos por metro cuadrado) se ilustra a través de la línea 222. La variación en la figura 9 es inferior al 0,5% desde el pico de la curva 222 por encima de la línea base 221 hasta la válvula siguiente. Las figuras 10 y 11, por otra parte, tienen curvas 223, 224, respectivamente, lo que da como resultado un producto inadecuado. La figura 10 ilustra una situación en donde una cantidad insuficiente de suspensión fluye hacia el colector lo que da lugar a una presión del colector que es demasiado baja en la entrada 129 y por lo tanto, un gramaje en el lado izquierdo del colector 200, según se observa en la figura 7, que es demasiado pequeño. La figura 11 ilustra una situación aberrante en la que demasiada suspensión se hace recircular a la línea 225 (por ejemplo, retorna a la bomba 25 o la fosa bajo la tela metálica 23) debido a que la válvula 204 está demasiado abierta, lo que da lugar a una disminución de la presión en el colector y siendo demasiado pequeño el gramaje de la suspensión que pasa a través de la pared frontal 210 a la derecha del colector 200 (como se observa en la figura 7).

La figura 7 ilustra también el colector 200 en una relación esquemática con respecto a una caja de cabeza convencional 30; es decir, el colector 200, er una realización preferible, ocupa el lugar del colector 27 ilustrado en las figuras 1 y 3 y tiene toberas asociadas (como 28 y 29 en la figura 3), que alimentan la caja de cabeza 30 que contiene la tela metálica 99 y con la que las cajas de aspiración 31 están asociadas.

En un procedimiento de utilización del colector 200, según la presente invención, para obtener una banda no tejida de material fibroso pueden llevarse a la práctica los siguientes procedimientos: (a) Introducir, prácticamente de forma continua, la suspensión de espuma-fibra-surfactante 211 en el primer extremo 201 del colector 200; (b) descargar, prácticamente de forma continua, la suspensión de espuma-fibra-surfactante 211 a través de las aberturas en la pared frontal 210 para entregarse en la caja de cabeza 30 y (c), introducir una segunda espuma 213 (prácticamente sin fibra o una suspensión de espuma-fibra) en el colector a través de varias aberturas 212, espaciadas a intervalos prácticamente uniformes en toda su longitud, con el fin de mantener el gramaje de la suspensión espuma-fibra-surfactante, que pasa a través de la pared frontal del colector 210, prácticamente constante a través de la longitud efectiva 220 de la pared frontal del colector 210 (como puede verse por la curva 222 de la figura 9); por ejemplo, de modo que exista una variación del 0,5% o menos en el gramaje de la suspensión que pasa a través de la pared frontal 210 y la banda finalmente formada en el elemento foraminoso 99.

El procedimiento puede comprender también (d) detectar la presión en el colector 200 en una pluralidad de posiciones (sensores 217), en toda su longitud y controlar la etapa (c), en respuesta a la presión detectada, para mantener el gramaje de la suspensión, que pasa a través de la pared frontal 210, prácticamente constante (preferiblemente con una variación inferior al 0,5%) en toda la longitud efectiva 220 de la pared frontal 210. Por ejemplo, esto se consigue por los sensores 217 que proporcionan señales de control a los medios de control 218, que luego controla las válvulas 214 cuando sea necesario (y posiblemente la válvula 204 y también posiblemente la velocidad de la bomba 25). El procedimiento (c) también se realiza, de una forma preferiblemente continuada, aunque el caudal puede variarse desde un conducto 144 al otro, con el fin de alcanzar una presión uniforme dentro de la sección central 205 de colector y la suspensión 211 se desplaza a través de la sección transversal, constantemente decreciente, de la sección central 205 (como puede observarse en la figura 8) desde la entrada 129 a la salida 203.

El colector 300 de la figura 12 tiene una sección transversal cilíndrica con una pieza de inserción cónica 399. En la figura 12, las estructuras más alta y más baja representan la "pared frontal" 310 del colector que tiene aberturas y otras conexiones a la caja de cabeza. La mezcla de espuma-fibra 311 entra en el colector 300 desde la derecha. La parte cónica dentro del colector es la inserción cónica 399 correspondiente a la "pared posterior" del colector, es decir, ambas partes tienen una sección transversal circular. Como se ilustra, la segunda espuma 313 entra en la inserción cónica 399 a través de una pluralidad de conductos 344, terminando en una abertura en la "pared posterior" cónica 393. Los sensores de presión 317 pueden estar situados en la "pared lateral" 309. Asimismo, deberá tenerse en cuenta que el colector 300 podría ser cónico y la inserción 399 puede ser cilíndrica, o ambas cónicas. Se podrían utilizar también otras secciones transversales que no sean cilíndricas, por ejemplo secciones transversales elípticas, o la configuración de la figura 13 en donde la superficie, 408, 409, 493 está curvada y preferiblemente un cono biseccionado (en la figura 13, los componentes comparables a los de las figuras 7, 8 y 12, se ilustran con el mismo número de dos dígitos, solamente precedidos por el "4").

Constituye un objeto primario de la presente invención proporcionar modificaciones muy ventajosas del proceso de espuma añadida. Si bien la invención ha sido aquí ilustrada y descrita en lo que actualmente está concebido para su realización más práctica y preferida, resultará evidente para los expertos en esta técnica que pueden hacerse modificaciones de la invención sin salirse de su ámbito.

Claims (23)

1. Colector para introducir una suspensión de espuma-fibra en una caja de cabeza y para facilitar la obtención de una banda no tejida de material fibroso, que comprende:

carcasa de colector provista de extremos opuestos, primero y segundo (201, 202), que comprende una entrada (129) para una suspensión de espuma-fibra (211, 311) en dicho primer extremo (201);

sección central (205) situada entre dichos extremos opuestos, primero y segundo, teniendo dicha sección central (205) de la carcasa de colector un área de la sección transversal efectiva, prácticamente decreciente desde dichos extremos opuestos, primero y segundo;

primera y segunda paredes laterales (208, 408; 209, 309, 409), una pared frontal (210, 310, 410) con una longitud efectiva y una pared posterior (193, 493) de dicha sección central (205);

siendo dicha pared frontal (210, 310, 410) porosa a dicha suspensión de espuma-fibra para permitir que la atraviese;

medios (144, 344, 444) para introducir una segunda espuma (213, 313, 413) en la referida sección central (205) a través de dicha pared posterior (193, 393, 493) para mantener el perfil del gramaje de la suspensión de espuma-fibra, que pasa a través de dicha pared frontal (210, 310, 410), prácticamente constante a lo largo de dicha longitud efectiva de la pared frontal (210, 310, 410).

2. Colector según la reivindicación 1, caracterizado porque el área de la sección transversal prácticamente decreciente se proporciona por dicha pared posterior (193, 393, 493) de la citada sección central (205), en pendiente con relación a dicha pared frontal (210, 310, 410), de forma que la pared posterior (193, 393, 493) se haga más próxima a la pared frontal (210, 310, 410) y el área de la sección transversal de dicha sección central (205) se haga más pequeña, desplazándose desde el primer extremo (210, 310, 410) adyacente del colector (200, 300, 400) hacia dicho segundo extremo (202).

3. Colector según la reivindicación 1, o la reivindicación 2, caracterizado porque las paredes laterales (208, 209, 408, 309, 409) están prácticamente cerradas y dicha pared posterior (193, 393, 493) está prácticamente cerrada, excepto para los medios (144, 344, 444) para introducir la segunda espuma (213, 313, 413).

4. Colector según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque una salida (203) en dicho segundo extremo (202) del colector (200) y una válvula (204) está dispuesta en dicha salida (203) para variar la cantidad de suspensión que pasa a través de esa salida (203).

5. Colector según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las paredes laterales (208, 209) y la pared posterior (193) son prácticamente planas.

6. Colector según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 4, caracterizado porque las paredes laterales (408, 409) y la pared posterior (493) están curvadas.

7. Colector según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 4, caracterizado porque las paredes laterales (408, 409) y la pared posterior (493) están curvadas y tienen una estructura unitaria.

8. Colector según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las paredes frontal y posterior (310, 393) están curvadas.

9. Colector según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las paredes frontal y posterior (310, 393) son de sección transversal prácticamente circular.

10. Colector según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por una pluralidad de sensores de presión (217) funcionalmente conectados a por lo menos una de las paredes laterales (208, 209, 408, 409) para detectar la presión dentro de la sección central (205).

11. Colector según la reivindicación 10, caracterizado por medios de control automáticos (218) sensibles a los sensores de presión (217, 317, 417) para controlar al menos una de las operaciones de introducción de una suspensión de espuma-fibra (211, 311), la retirada de dicha suspensión de espuma-fibra (213, 313, 413) y la introducción de la segunda espuma (213,313,423) en dicha sección central (205) con el objeto de mantener el gramaje de la suspensión de espuma-fibra, que pasa a través de dicha pared frontal (210, 310, 410), prácticamente constante a lo largo de dicha longitud efectiva de la pared frontal (210, 310, 410).

12. Colector según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la sección transversal de dicha sección central (205) es prácticamente rectangular y porque dichos medios para introducir la segunda espuma (213, 313, 413) comprende al menos una o más líneas de tubos con válvulas (144, 344, 444).

13. Colector según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las paredes laterales (208, 209; 408, 409) están prácticamente cerradas y la pared posterior (193, 393, 493) está prácticamente cerrada, excepto para los medios (144, 344, 444) para introducir la segunda espuma (213) y porque, además, comprende una salida (203) en dicho segundo extremo (202) del referido colector (200, 300, 400) y una válvula (204) dispuesta en la salida (203) para variar la cantidad de la suspensión que la atraviesa.

14. Colector según la reivindicación 5, caracterizado porque las paredes laterales (208, 209) y la pared posterior (193) son prácticamente planas y el área de la sección transversal es prácticamente rectangular.

15. Colector según la reivindicación 10, caracterizado por disponer de medios de control automático (218) sensibles a los sensores de presión (217, 317, 417) para controlar toda la introducción de una suspensión de espuma-fibra (211, 311), la retirada de la suspensión de espuma-fibra y la introducción de la segunda espuma (213, 313, 413) en dicha sección central (205) para mantener el gramaje de la suspensión de espuma-fibra que pasa a través de dicha pared frontal (193, 393, 493) con una variación inferior al 0,5% a lo largo de dicha longitud efectiva de la pared frontal (193, 393, 493).

16. Procedimiento para la obtención de una banda no tejida de material fibroso utilizando una carcasa de colector provista de extremos opuestos, primero y segundo (201, 202) e incluyendo una salida (129) para una suspensión de espuma-fibra (211, 311) en dicho primer extremo (201);

sección central (205) situada entre los extremos opuestos, primero y segundo, teniendo dicha carcasa de colector un área de sección transversal efectiva prácticamente decreciente desde el primero al segundo extremo opuesto;

teniendo dicha sección central (205) paredes laterales, primera y segunda (208, 408, 209, 309, 409) una pared porosa frontal (210, 310, 410) con una longitud efectiva a través de la cual puede fluir la suspensión de espuma-fibra, unos extremos, primero y segundo (201, 202) separados a lo largo de la longitud efectiva y una pared posterior (193, 393, 493) opuesta a la pared frontal (210, 310, 410) y una caja de cabeza (30), comprendiendo dicho procedimiento:

(a) introducir, de forma prácticamente continua, la suspensión de espuma-fibra-surfactante (211, 311) en el primer extremo (201) del colector (200, 300, 400);

(b) descargar, de forma prácticamente continua, la suspensión de espuma-fibra-surfactante a través de las aberturas en la pared frontal del colector (210, 310, 410) que ha de suministrarse a la caja de cabeza (30) y

(c) introducir una segunda espuma (213, 313, 413) en el colector (200, 300, 400) a través de varias aberturas (212), espaciadas a intervalos prácticamente uniformes en toda su longitud, para mantener el perfil de gramaje de la suspensión de espuma-fibra-surfactante, que pasa a través de la pared frontal del colector (210, 310, 410), prácticamente constante a lo largo de la longitud efectiva de la pared frontal del colector (210, 310, 410).

17. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado porque en la etapa (d) de detección de la presión en el colector (200, 300, 400) en una pluralidad de posiciones a lo largo de su longitud efectiva y practicando la etapa (c), en respuesta a la presión detectada, para mantener el gramaje de la suspensión de espuma-fibra que pasa a través de la pared frontal (210, 310, 410) con una variación inferior al 0,5%, a lo largo de la longitud efectiva de la pared frontal (210, 310, 410).

18. Procedimiento según la reivindicación 16 ó 17, caracterizado porque en el colector (200, 300, 400) se dispone de una salida con válvula (203), en su segundo extremo (202), controlando automáticamente, en la etapa (e), la válvula (204) de la salida (203) para comprobar la cantidad de suspensión que fluye desde la salida (203) y poniendo en práctica la etapa (c) mediante el control de las válvulas (214, 414) en los tubos (144, 344, 444) que alimentan la segunda espuma (213, 313, 413) a través de la sección central de la pared posterior, entre sus extremos primero y segundo, con una sección transversal prácticamente poligonal, a través de la longitud efectiva de la pared frontal (210, 310, 410) y poniendo en práctica, además, la etapa (c) de modo que la suspensión de espuma-fibra-surfactante se desplace a través de la sección transversal, constantemente decreciente, de la sección central (205).

19. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18, caracterizado por la realización de la etapa (c), prácticamente de forma continuada.

20. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, caracterizado por la realización de la etapa (c) para introducir espuma prácticamente libre de fibra como la segunda espuma (213, 313, 413).

21. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, caracterizado por la realización de la etapa (c) para introducir una suspensión de espuma-fibra como la segunda espuma (213, 313, 413).

22. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, caracterizado por la puesta en práctica de la etapa (c) para introducir una suspensión de espuma-fibra (213, 313, 413), que tiene aproximadamente el mismo porcentaje de fibras que la suspensión de espuma-fibra (211, 311) introducido en la etapa (a).

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23. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, caracterizado por la puesta en práctica de la etapa (c) para introducir una suspensión de espuma-fibra (213, 313, 413) que tiene un porcentaje, diferente en al menos un 1%, de fibras con respecto a la suspensión de espuma-fibra (211, 311) introducido en la etapa (a).