BR0317884B1

BR0317884B1 - Processo para a fabricação de papel ou material têxtil e material têxtil industrial ou para a fabricação de papel

Info

Publication number: BR0317884B1
Application number: BRPI0317884-6A
Authority: BR
Inventors: Francis L Davenport; Charles E Kramer; Joseph G O'connor; Maurice Paquin
Original assignee: Albany Int Corp
Priority date: 2002-12-31
Filing date: 2003-11-06
Publication date: 2014-04-15
Also published as: RU2332533C2; US7919173B2; CA2510608C; KR101158104B1; CA2510608A1; US7815978B2; KR20050091044A; US20070286951A1; RU2005124306A; TW200415287A; NO20053699D0; ES2398228T3; NZ540788A; WO2004061216A1; EP1579067B1; ZA200504941B; JP4829500B2; NO20053699L; JP2006512495A; EP1579067A1

Description

PROCESSO PARA A FABRICAÇÃO DE PAPEL OU MATERIAL TÊXTIL E

MATERIAL TÊXTIL INDUSTRIAL OU PARA A FABRICAÇÃO DE PAPEL

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO 1. Campo da Invenção A presente invenção se refere, em parte, à técnica de fabricação de papel, e especificamente aos materiais têxteis a que se refere habitualmente como revestimento da máquina de fabricação de papel, sobre o qual o papel é fabricado sobre máquinas de fabricação de papel. A presente invenção também se refere à fabricação de artigos de materiais têxteis não tecidos por processos tais como hidro-entrelaçamento, e especificamente aos materiais denominados materiais têxteis industriais sobre os quais tais artigos e materiais têxteis são fabricados. Mais especificamente ainda, a presente invenção se refere à dotação de tais materiais têxteis com propriedades funcionais desejadas através da deposição controlada sobre eles de materiais de resina polimérica. 2. Imageamento da Técnica Anterior.

Conforme é do conhecimento dos versados na técnica, o processo de fabricação de papel começa com a deposição de uma pasta fibrosa, isto é, de uma dispersão de fibras celulósicas sobre um material têxtil formador que se desloca na seção de formação de uma máquina de papel. Uma grande parte da água é drenada da pasta através do material têxtil de formação durante este processo, deixando uma trama fibrosa na sua superfície. A trama recém-formada prossegue da seção de formação para uma seção de prensagem que inclui uma série de passagens entre rolos de prensagem. A trama fibrosa passa através de espaços entre rolos de prensagem sustentada por um material têxtil de prensagem, ou, como é frequentemente o caso, entre dois materiais têxteis de prensagem. Nas passagens entre rolos de prensagem, a trama fibrosa é submetida a forças de compressão que espremem água dela, e que fazem as fibras que os constituem aderirem umas âs outras para transformar a trama fibrosa em uma folha. A água que é espremida da trama é acolhida pelo material têxtil ou materiais têxteis de prensagem, e o ideal é que não volte para a trama. A trama, agora transformada em uma folha, finalmente segue para uma seção de secador, que inclui pelo menos uma série de tambores ou cilindros secadores rotativos que são internamente aquecidos por vapor de água. A folha em si é dirigida, seguindo um trajeto em serpentina em seqüência ao redor de cada um na série de tambores, por um material têxtil de secador, que mantém a trama firmemente contra as superfícies de pelo menos alguns dos tambores. Os tambores aquecidos reduzem o teor de água da folha até um nível desejável por meio de evaporação.

Deve ser observado que os materiais têxteis de formação, de prensagem e de secadores todos assumem a forma de laçadas sem fim sobre a máquina de fabricar papel e funcionam à maneira de correias transportadoras. Deve ainda ser observado que a fabricação de papel é um processo contínuo que prossegue a uma velocidade considerável. Isto significa que a pasta fibrosa é continuamente depositada sobre o material têxtil de formação na seção de formação, enquanto uma folha de papel recém-fabricada é continuamente enrolada em rolos depois que ela sai da seção de secador na extremidade a jusante da máquina de fabricação de papel. A produção de produtos não tecidos é também bem conhecida na técnica. Tais materiais têxteis são produzidos diretamente a partir de fibras sem operações convencionais de fiação, tecelagem ou tricotagem. Em vez disso, eles podem ser produzidos por processos de ligação durante fiação ou sopramento no estado fundido em que fibras recém- extrusadas são depositadas para formar uma trama enquanto se encontram ainda em uma condição pegajosa e quente depois da extrusão, aderindo então umas às outras, para produzir uma trama integrada não tecida. 0 produto não tecido pode também ser produzido por operações de deposição por ar ou por cardagem, em que a trama de fibras é consolidada, depois da deposição, em um produto não tecido por aguilhoamento ou por hidro- entrelaçamento. Neste último caso, jatos de água a alta pressão são dirigidos verticalmente para baixo sobre a trama para emaranhar as fibras entre si. No aguilhoamento o entrelaçamento é produzido mecanicamente com o uso de um leito de vaivém de agulhas farpadas que forçam as fibras na superfície da trama ainda mais para dentro desta durante o movimento de entrada das agulhas.

Os materiais têxteis industriais sem fim representam um papel chave nestes processos. Geralmente estes materiais têxteis são tecidos de monofilamento plástico, embora possa ser usada tela metálica, em vez do monofilamento plástico, nos casos em que as condições de temperatura durante um processo de fabricação de materiais não tecidos torna impraticável ou impossível o emprego de monofilamento plástico. Tal como no caso do revestimento para máquinas de fabricação de papel, tais materiais têxteis industriais também funcionam à maneira de correias transportadoras sobre as quais são depositadas e consolidadas tramas de um modo contínuo de acordo com os processos descritos acima.

Em cada uma destas situações, nos casos em que é usado o material têxtil industrial ou para a fabricação de papel em forma de uma correia transportadora em um processo de produção contínua, a superfície interna do material têxtil sem fim entra em contato com componentes estacionários da máquina sobre a qual ele está sendo usado e é passível de desgaste pala abrasão que resulta de tal contato. Para prolongar a vida útil do material têxtil, pode ser aplicada uma camada resistente â abrasão, feita de um material de resina polimérica, à superfície interna do material têxtil. Dentre as técnicas tradicionalmente usadas para a aplicação de tais revestimentos, vêm sendo usados pulverização e revestimento aplicado por rolos de transferência. Para sua desvantagem, tais técnicas são imprecisas e podem afetar de modo adverso as permeabilidades dos materiais têxteis de um modo não uniforme e descontrolado. Como diferenças localizadas nas permeabilidades podem afetar visivelmente a qualidade do papel ou produto não tecido produzido sobre o material têxtil industrial, há uma necessidade de um processo para a aplicação de uma camada resistente a abrasão, feita de um material de resina polimérica, à superfície interna de um material têxtil sem fim, sem que isso afete de modo adverso as suas características de permeabilidade.

De um modo análogo, tem havido também a necessidade de se aplicar uma camada ou revestimento à superfície externa do material têxtil sem fim sem afetar de modo adverso sua permeabilidade, visando, por exemplo, melhorar o manejo ou o transporte do papel ou do material têxtil não tecido que está sendo fabricado sobre ele. A patente U.S. No. 5.829.488, por exemplo, descreve um material têxtil de secador destinado a ser usado em uma seção de secador de uma única passada sobre uma máquina de fabricação de papel. 0 material têxtil de secador é uma estrutura tecida tendo um lado denominado o lado do papel que é voltado à folha de papel na seção de secador. Pelo menos alguns dos fios do material têxtil de secador do lado do papel são hidrófilos para melhorar a aderência entre o material têxtil de secador e a folha de papel. Pode-se tornar os fios hidrófilos revestindo-se o lado do papel com um material hidrófilo de resina polimérica. É difícil executar tal operação por processos convencionais, isto é, por pulverização ou por revestimento com rolos de transferência, sem afetar de modo adverso a permeabilidade do material têxtil.

Finalmente há também a necessidade de um processo para se aplicar um material de resina polimérica a um material têxtil industrial ou para a fabricação de papel de um modo controlado para ajustar a sua permeabilidade a um valor desejado, ou em regiões selecionadas ou em toda a superfície do material têxtil. Um processo podería ser usado para remover desvios localizados da permeabilidade uniforme desejada para o material têxtil ou para ajustar a permeabilidade do material têxtil até um valor uniforme desejado. Até agora se alterava a quantidade de fios MD nas bordas (mais cerrados para produzir uma menor permeabilidade) para ter uma quantidade menor no centro de um material têxtil visando uma maior permeabilidade, por exemplo, o que representava um esforço para se atingir um perfil de umidade mais uniforme na direção transversal da máquina. Esta abordagem tinha, no entanto desvantagens. A presente invenção satisfaz estas necessidades propondo um processo em que o material de resina polimérica pode ser aplicado à superfície de um material têxtil industrial ou para a fabricação de papel a um alto nível de controle e precisão de modo a não afetar sua permeabilidade, e atingir o efeito desejado ou para afetá- lo de um modo desejado tal, que seja alterada a área de contato de superfície e a resistência à abrasão, com um efeito mínimo sobre a permeabilidade, ou, ao contrário, alterar o volume de vazios ou os desvios localizados de permeabilidade.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Consequentemente, a presente invenção consiste em um processo para a fabricação de um material têxtil industrial ou para a fabricação de papel que tem uma propriedade funcional, tal como permeabilidade ou resistência à abrasão, controlada por meio da aplicação precisa de um material de resina polimérica sobre a sua superfície ou no interior dela. 0 processo compreende uma primeira etapa de se prover um substrato de base para o material têxtil. 0 material de resina polimérica é depositado sobre locais pré-selecionados sobre o substrato de base por pelo menos um piezojato em gotículas que têm um diâmetro médio de 10 μ (10 micra) ou mais. Produz-se a pega do material de resina polimérica ou fixa-se por meios apropriados.

Os locais pré-selecionados podem, por exemplo, ser saliências formadas na superfície do material têxtil pelo entrelaçamento dos seus fios, se for a resistência a abrasão ou o manejo da folha que deve ser controlado. Se a propriedade funcional a ser controlada for a permeabilidade os locais pré-selecionados poderão se encontrar nos interstícios entre os fios.

Subsequentemente, o revestimento do material de resina polimérica pode opcionalmente sofrer abrasão para se dotá-lo com uma espessura uniforme sobre a superfície plana do substrato de base para tornar a superfície mais lisa ou para aumentar a área de contato. A presente invenção será agora descrita com detalhes mais completos, fazendo-se referência freqüente às figuras identificadas abaixo.

DESCRIÇÃO SUCINTA DAS FIGURAS A Figura 1, é uma vista esquemática de um aparelho para a fabricação de materiais têxteis industriais ou para a fabricação de papel de acordo com o processo da presente invenção,· a Figura 2, é uma vista em planta de um material têxtil completado mostrando a sua aparência depois de sair do aparelho da Figura 1; a Figura 3, é uma vista em perspectiva de uma variedade de formatos representativos do material depositado; e as Figuras 4A-C, são vistas representativas lateral e de topo da aplicação de resina entre fios.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS O processo para a fabricação do material têxtil industrial ou para a fabricação de papel de acordo com a presente invenção começa com a provisão de um substrato de base. Tipicamente o substrato de base é um material têxtil tecido a partir de fios de monofilamento. Em termos mais amplos, no entanto, o substrato de base pode ser um material têxtil tecido, não tecido, ligado por espiral ou tricotado compreendendo fios de qualquer uma das variedades usadas na produção de revestimento de máquina de fabricação de papel ou de materiais têxteis industriais usados na produção de artigos e produtos não tecidos, tais como fios em monofilamento, monofilamento dobrado, multifilamento e multifilamento dobrado. Estes fios podem ser obtidos por extrusão a partir de qualquer um dos materiais de resina polimérica usados para tal fim pelo versados na técnica.

Conseqüentemente, podem ser usadas resinas das famílias de poliamida, poliéster, poliuretano, poliaramida, poliolefina e outras resinas.

Alternativamente, o substrato de base pode ser composto de materiais têxteis em malhas, tais como os mostrados na patente U.S. No. 4.427.734 concedida a Johnson, cedida em comum, cujas instruções são incorporadas ao presente documento a título de referência. 0 substrato de base pode ainda ser uma correia de ligação em espiral da variedade mostrada em muitas patentes U.s., tais como patente U.S. No. 4.567.077 concedida a Gauthier, cujas instruções são também incorporadas ao presente documento a título de referência.

Além disso, o substrato de base pode ser produzido por enrolamento em espirar de uma tira de material têxtil tecido, não tecido, tricotado ou em malha de acordo com os processos mostrados na patente U.S. No. 5.360.656 concedida a Rexfelt et al., cedida em comum, cujas instruções são incorporadas ao presente documento a título de referência. O substrato de base pode, portanto compreender uma tira enrolada em espiral, cada volta da espiral sendo ligado à próxima por uma costura contínua tornando o substrato de base sem fim em uma direção longitudinal. O exposto acima não deve ser considerado como sendo as únicas formas possíveis para os substratos de base. Qualquer uma das variedades e substrato de base usado pelos versados na técnica de revestimento e máquina de fabricação de papel e técnicas correlatas pode ser alternativamente usada.

Uma vez provido o substrato de base, uma ou mais camadas de blocos de fibras curtas pode ser opcionalmente ligado a um ou a amos dos seus lados por processos conhecidos dos versados na técnica. Talvez o processo mais bem conhecido e mais habitualmente usado seja o de aguilhoamento, em que as fibras curtas individuais no bloco são impulsionadas para dentro do substrato de base por uma multiplicidade de agulhas farpadas em movimento de vaivém.

Alternativamente as fibras curtas individuais podem ser ligadas ao substrato de base por hidro-entrelaçamento, em que jatos finos sob alta pressão de água executam a mesma função descrita acima das agulhas farpadas em vaivém. Deve se observar que, quando o bloco de fibras curtas está fixado no substrato de base por qualquer um destes processos conhecidos dos versados na técnica, deve se ter uma estrutura idêntica à de um material têxtil para prensagem da variedade geralmente usada para extrair a água da trama de papel úmida na seção de prensagem de uma máquina de fabricação de papel.

Em alguns casos, pode ser necessário se aplicar uma camada inicial ou um bloco adicional à estrutura depois da aplicação da resina. Em tais casos, a resina com o padrão pode estar embaixo de uma camada de fibras do bloco.

Além disso, a camada de resina pode se encontrar em um laminado, talvez entre dois substratos de base para impedir o "alojamento", por exemplo, ou para atingir outros resultados desejados.

Quando o substrato de base, com ou sem a adição do material em bloco de fibras curtas em um ou nos dois dos seus dois lados tiver sido provido, ele é montado sobre o aparelho 10 esquematicamente mostrado na Figura 1. Deve ficar subentendido que o substrato de base pode ou ser sem fim ou ser passível de ser costurado na forma sem fim durante a instalação sobre uma máquina de fabricação de papel. Deste modo, deve ficar subentendido que o substrato de base 12 mostrado na Figura 1 é uma porção relativamente curta do comprimento total do substrato de base 12. Nos casos em o substrato de base 12 for sem fim, seria mais praticável que ele fosse montado ao redor de um par de cilindros, não ilustrados na figura, mas bastante familiar aos versados na técnica na técnica de revestimento de máquina de fabricação de papel. Em tal situação, o aparelho 10 estaria disposto em uma de dois trechos, sendo mais conveniente o trecho de topo, do substrato de base 12 entre dois cilindros. Quer seja sem fim ou não, no entanto, o substrato de base 12 é, de preferência, colocado sob um grau adequado de tensão durante o processo. Além disso, para impedir um afrouxamento, o substrato de base 12 pode ser sustentado de baixo por um elemento de suporte horizontal à medida que ele se desloca através do aparelho 10.

Com referência agora mais especificamente à Figura 1, onde o substrato de base 12 é indicado como se deslocando em uma direção ascendente através do aparelho 10 à medida que o processo da presente invenção está sendo conduzido, o aparelho 10 compreende uma seqüência de diversas estações através das quais o substrato de base 12 pode passar incrementalmente à medida que o material têxtil estiver sendo fabricado dele.

As estações são identificadas da seguinte maneira; 1. estação opcional de deposição de polímero 14; 2. estação de deposição precisa do polímero/imageamento 24; 3. estação opcional de pega 36; e 4. estação opcional de abrasão 44.

Na primeira estação, a estação opcional de deposição de polímero 14, um arranjo de piezojatos 16 montado sobre trilhos transversais 18,20 e que pode se deslocar sobre eles em uma direção transversal à do movimento do substrato de base 12 através do aparelho 10, assim como entre eles em uma direção paralela à do movimento do material têxtil 12, pode ser usado para depositar em etapas repetidas, para acumular a quantidade desejada de um material de resina polimérica sobre o substrato de base 12 ou dentro dele, permanecendo o substrato de base 12 em repouso. A estação opcional de deposição de polímero 14 pode ser usada para depositar o material de resina polimérica de modo mais uniforme sobre o substrato de base do que podería ser atingido empregando-se técnicas convencionais, tais como por pulverização, se for desejado. Deve-se observar, no entanto, que a estação de deposição de polímero 14 aplicaria o material de resina polimérica de modo indiscriminado tanto nos fios do substrato de base 12 como nos espaços ou interstícios entre os fios. Isto pode não ser desejado em todas as aplicações e, por este motivo, o uso da estação de deposição de polímero 14 é opcional na presente invenção.

Além disso, a deposição do material não precisa ser somente transversal ao movimento do substrato de base mas pode ser paralelo a tal movimento, em espiral a tal movimento ou de qualquer outro modo adequado para o fim. 0 arranjo de piezojatos 16 compreende pelo menos um, mas de preferência, uma multiplicidade de piezojatos individuais controlados por computador, funcionando cada piezojato como uma bomba cujo componente ativo é um elemento piezelétrico. Como um assunto prático, pode ser utilizado um arranjo tendo até 256 piezojatos ou mais, se a tecnologia o permitir. 0 componente ativo é um cristal ou cerâmica que é fisicamente deformado por um sinal elétrico aplicado. Esta deformação permite que o cristal ou cerâmica funcione como uma bomba que ejeta fisicamente uma gota de um material líquido cada vez que um sinal elétrico adequado é recebido. Como tal, este processo de se usar piezojatos para fornecer gotas de um material desejado em resposta a sinais elétricos controlados por computador é denominado habitualmente um processo de "gota por solicitação".

Referindo-nos novamente à Figura 1, o arranjo de piezojatos 16, começando na borda do substrato de base 12, ou, de preferência, de um fio de referência que se entende em comprimento nela, se desloca no comprimento e na largura em todo do substrato de base 12, enquanto o substrato de base 12 fica em repouso, deposita o material de resina polimérica na foram de gotículas extremamente pequenas tendo um diâmetro nominal de 10μ (10 micra) ou mais tal como de 50μ (50 micra) ou 100μ (100 micra), sobre o substrato de base 12. O deslocamento do arranjo de piezojatos 16 na direção do comprimento e da largura em relação ao substrato de base 12 e a deposição de gotículas de material de resina polimérica de cada piezojato no arranjo 16 são controlados, de um modo controlado para controlar a geometria nos três planos, comprimento, largura e profundidade ou altura (direções dimensionais x, y, z) do padrão que está sendo formado por computador e aplicam repetidamente o material de resina polimérica de modo a acumular a quantidade desejada de material no formato desejado por área unitária de substrato de base 12.

Na presente invenção, em que é usado um arranjo de piezojatos para depositar um material de resina polimérica ou sobre a superfície do substrato de base do substrato de base 12 ou no seu interior, a escolha do material de resina polimérica é limitada pela exigência de que sua viscosidade seja de lOOcps (100 centipoise) ou menos no momento do seu fornecimento, isto é, quando o material de resina polimérica se encontra no bocal de um piezojato pronto para a deposição, de modo que os piezojatos individuais possam fornecer o material de resina polimérica a uma taxa de fornecimento em gotas constante.

Uma segunda exigência que limita a escolha do material de resina polimérica é de que ele deve já ter parcialmente feito a pega durante a sua queda, em forma de uma gota, de um piezojato sobre o substrato de base 12 ou depois que ele se assenta sobre o substrato de base 12, para impedir que o material de resina polimérica escorra e para manter um controle sobre o material de resina polimérica para assegurar que ele permanece na forma de uma gota no local onde ele aterrissou no substrato de base 12. Os materiais de resina polimérica que satisfazem tais critérios são: - Massas fundidas quentes e massas fundidas quentes curadas por umidade; - sistemas reativos de duas partes à base de uretanos e epóxis; - composições foto poliméricas que consistem em monõmeros acrilados reativos e em oligômeros acrilados reativos derivados de uretanos, poliésteres, poliéteres e silicones; e látexes e dispersões à base de água e formulações cheias de partículas incluindo acrílicos e poliuretanos.

Deve ficar subentendido que o material de resina polimérica deve ser fixado sobre o substrato de base 12 ou em seu interior depois da sua deposição sobre ele. Os meios pelos quais o material de resina polimérica faz a pega ou é fixado depende das suas exigências próprias físicas e/ou químicas. Os fotopolímeros são curados com luz, ao passo que os materiais de massa fundida quente fazem a pega por resfriamento. Os látexes e dispersões à base de água são secados e então curados com calor, e sistemas reativos são curados por calor. Conseqüentemente, os materiais de resina polimérica podem fazer a pega por cura, resfriamento, seca ou qualquer combinação destes. 0 grau de precisão do jato na deposição do material dependerá das dimensões e do formato da estrutura que estiver sendo formada. 0 tipo de jato usado e a viscosidade do material que estiver sendo aplicado também terão impacto sobre a precisão do jato selecionado. A fixação adequada do material de resina polimérica é necessária para se controlar a sua penetração no substrato de base 12 e a sua distribuição nele, isto é, para se controlar e confinar o material no interior do volume desejado ou na superfície do substrato de base 12.

Tal controle é importante abaixo do plano da superfície do substrato de base 12 para impedir o movimento capilar e a dispersão. Tal controle pode ser exercido, mantendo-se, por exemplo, o substrato de base 12 a uma temperatura que fará com que o material de resina polimérica faça a pega rapidamente por contato. 0 controle pode também ser exercido empregando-se materiais tais que tenham tempos de reação ou de cura bem conhecidos ou bem definidos sobre substratos de base que têm um grau de abertura tal que os materiais farão a pega antes de terem tempo de se espalhar além do volume desejado do substrato de base 12.

Quando a quantidade desejada de material de resina polimérica tiver sido aplicada por área unitária em uma faixa entre os trilhos transversais 18, 20 em todo o substrato de base 12, se houver, fazem-se avançar o substrato de base 12 na direção do comprimento de uma quantidade igual à da largura da faixa e o procedimento descrito acima é repetido para aplicar o material de resina polimérica em uma nova banda adjacente à daquela já completada. Deste modo repetitivo, todo o substrato de base 12 pode ser dotado com qualquer quantidade desejada de material de resina polimérica por área unitária.

Alternativamente, o conjunto de piezojatos 16, novamente começando de uma borda do substrato de base 12, ou, de preferência, de um fio de referência que se estende na direção do seu comprimento, é mantido em uma posição fixa em relação aos trilhos transversais 18, 20, enquanto o substrato de base 12 se desloca por baixo dele, para aplicar qualquer quantidade desejada do material de resina polimérica por área unitária em uma tira na direção do comprimento ao redor do substrato de base 12. Depois de completada a tira na direção do comprimento, faz-se deslocar o arranjo de piezojatos 16 na direção da largura nos trilhos transversais 18, 20 de uma quantidade igual à largura da tira na direção longitudinal e o procedimento descrito acima é repetido para aplicar o material de resina polimérica em uma nova tira na direção longitudinal adjacente à que foi anteriormente completada. Deste modo repetitivo, o substrato de base 12 inteiro pode ser dotado com a quantidade desejada do material de resina polimérica por área unitária, se for desejado.

Uma ou mais passadas sobre o substrato de base 12 pode ser feita pelo arranjo de piezojatos 16 para depositar a quantidade desejada de material e para criar o formato desejado. Neste sentido, os depósitos podem assumir qualquer número de formatos conforme ilustrado em linhas gerais na Figura 3. Os formatos podem ser quadrados, redondos, cônicos, retangulares, ovais, trapezoidais etc., com uma base mais espessa embaixo afusando-se para cima.

Dependendo do desenho escolhido, a quantidade de material depositado pode ser disposta em camadas de modo decrescente à medida que o jato passa repetidamente sobre a área de deposição.

Em uma extremidade dos trilhos transversais 18, 20, é provida uma estação de verificação de jatos 22 para testar o fluxo de material de resina polimérica que sai de cada piezojato no conjunto de piezojatos 16. Ali, os piezojatos podem ser purgados e limpos para se restaurar automaticamente a operação de qualquer unidade de piezojato que estiver defeituoso.

Na segunda estação, a estação de deposição precisa de polímero/imageamento 24, a única estação que não é opcional na presente invenção, os trilhos transversais 26, 28 sustentam uma câmera de imageamento digital 30, que pode se deslocar pela largura do substrato de base 12, e um conjunto de piezojatos 32, que pode ser deslocado tanto na largura do substrato de base 12 como na direção do seu comprimento entre trilhos transversais 26, 28, durante o tempo em que o substrato de base 12 está imobilizado. A câmera de imagem digital 30 observa a superfície do substrato de base 12 para localizar os fios do substrato de base 12 e os espaços ou interstícios entre os fios. As comparações entre a superfície real e a sua aparência desejada são feitas pelo processo de reconhecimento rápido de padrão (FPR) operando em conjunto com a câmera de imagem digital 30. O processo FPR envia um sinal ao conjunto de piezojatos 32 para depositar o material de resina polimérica sobre os locais necessários para que ele corresponda â aparência desejada. Se for desejado que os interstícios sejam, por exemplo, bloqueados por material de resina polimérica em alguma seqüência, para controlar a permeabilidade do material têxtil de um modo desejado, tal resultado pode ser obtido pela estação de deposição precisa de polímero/imagem 24. Observe-se conforme mostrado nas Figuras 4A-C que o preenchimento do espaço 11 entre os fios 13 e o fio superior 15 pode ser provido pela deposição controlada de um material de resina 17 sobre o fio 19 de modo a proporcionar uma superfície uniforme e plana.

Alternativamente, se o material de resina polimérica tiver que ser depositado somente sobre os fios, e não nos interstícios entre eles, isso pode também ser obtido pela estação de deposição precisa de polímero/imagem 24. Tal como antes, em uma extremidade dos trilhos transversais 26 e 28, é provida uma estação de verificação de piezojatos 34 para se esta o fluxo de material de cada jato. Ali, cada piezojato no conjunto de piezojatos 32 pode ser purgado e limpo para restaurar automaticamente a operação de qualquer unidade de piezojatos defeituosa.

Na terceira estação a estação opcional de pega 36, os trilhos transversais 38, 40 sustentam um dispositivo de pega 42, que pode ser necessário para produzir a pega do material de resina polimérica que estiver sendo usado. O dispositivo de pega 42 pode ser uma fonte de calor, por exemplo, uma fonte de infravermelho, de ar quente, de microonda ou de laser, ar frio ou uma fonte de luz ultravioleta ou de luz visível, sendo a escolha ditada pelas exigências do material de resina polimérica que estiver sendo usado.

Finalmente a quarta e última estação é a estação opcional de abrasão 44, onde um abrasivo adequado é utilizado para proporcionar a qualquer material de resina polimérica acima do plano de superfície do substrato de base 12 uma espessura uniforme. A estação opcional de abrasão 44 pode compreender um cilindro tendo uma superfície abrasiva e um outro cilindro ou uma contra- superfície do outro lado do substrato de base 12 para permitir que a abrasão produza uma espessura uniforme. A título de exemplo, refere-se agora â figura 2, que é uma visa em planta de um substrato de base 12 que tem material de resina polimérica depositado em locais precisos sobre a sua superfície de acordo com a presente invenção. 0 substrato de base 12 é tecido a partir de fios longitudinais 52 e fios transversais 54 formando uma trama simples de uma única camada, embora deva ficar subentendido que os inventores não pretendem que a colocação em prática da presente invenção seja limitada a tal trama. Os fios longitudinais 52 formam saliência 56 nos pontos em que passam sobre fios transversais 54. De modo análogo os fios transversais 54 formam saliências 58 nos pontos em que passam sobre os fios longitudinais 52. Uma multiplicidade de interstícios 60 é formada entre os fios longitudinais 52 e os fios transversais 54 pelo seu entrelaçamento. A Figura 2 é uma vista em planta de um material têxtil completado tendo a aparência que ele teria quando saísse da estação opcional de pega 36 e da estação opcional de abrasão 44 do aparelho 10. O material têxtil 62 tem determinados interstícios pré-selecionados 60 bloqueados pelo material de resina polimérica 64 depositada exatamente naqueles locais pela estação de deposição precisa de polímero/imagem 24 para controlar a permeabilidade do material têxtil 62 de um modo pré-determinado. Além disso, as saliências 56, 58 têm aplicado a eles um revestimento 64. 0 revestimento 64 podería ou ser destinado a opor resistência à abrasão, se a vista dada na Figura 2 fosse a face traseira do material têxtil 62, ou a melhorar o manuseio da folha, se a vista for do lado do papel do material têxtil 62. 0 revestimento 64 é aplicado com precisão às saliências 56, 58 pela estação de deposição precisa de polímero/imagem 24.

Observe-se que o padrão pode ser aleatório, um padrão aleatório repetido sobre um substrato de base, ou tais padrões que possam ser repetidos de uma correia a outra para controlar sua qualidade. A superfície é geralmente a superfície de contato com o papel, papel tecido, toalha ou produtos não tecidos a serem produzidos. Prevê-se que alguns materiais têxteis/processos exigirão que esta resina se encontre principalmente na superfície de não contato com o produto. Em uma modalidade alternativa da presente invenção, a estação opcional de deposição de polímero 14, a estação de imagem/deposição precisa de polímero 24, e a estação opcional de pega 36 podem ser adaptadas para produzir um material têxtil a partir do substrato de base 12 de acordo com uma técnica em espiral, e não por indexação na direção transversal a máquina conforme descrito acima. Em uma técnica em espira, a estação opcional de deposição de polímero 14, a estação de deposição precisa de polímero/imagem 24 e pela estação opcional 36 começam em uma borda do substrato de base 12, na borda esquerda na Figura 1, por exemplo, e são gradualmente deslocadas pelo substrato de base 12 à medida que o substrato de base 12 se desloca na direção indicada na Figura 1. As velocidades às quais as estações 14, 24, 36 e o substrato de base 12 são deslocados são ajustadas de modo tal, que o material de resina polimérica desejado no material têxtil acabado é deslocado em espiral sobre o substrato de base 12 conforme desejado de um modo contínuo.

Nesta alternativa, o material de resina polimérica depositado pela estação opcional de deposição de polímero 14 e na estação de deposição precisa/imagem 24 pode já ter parcialmente feito a pega ou estar fixado à medida que cada espiral passa debaixo do dispositivo opcional de pega 42, e ter feito completamente a pega quando o substrato de base integral 12 tiver sido processado através do aparelho 10.

Alternativamente, nos casos em que a estação opcional de deposição de polímero 14, a estação de deposição precisa de polímero/imagem 24 e a estação opcional de pega 36 possam todas ser mantidas em posições fixadas alinhadas entre si, enquanto o substrato de base 12 se desloca por baixo delas, de modo que o material de resina polimérica desejado para o material têxtil acabado pode ser aplicado a uma tira longitudinal ao redor do substrato de base 12. Depois de completada a tira longitudinal, a estação opcional de deposição de polímero 14, a estação de deposição precisa de polímero/imagem e a estação opcional de pega 36 são deslocadas na direção da largura de um valor igual à largura da tira longitudinal e o procedimento é repetida para uma nova tira longitudinal adjacente àquela que foi anteriormente completada. Deste modo repetitivo, a estrutura de base 12 pode ser completamente processada como se deseja. Observe alguns dos piezojatos individuais no conjunto de piezojatos podem ser usados para depositar um material de resina polimérica, ao passo que outros podem ser usados para depositar um material de resina polimérica diferente, para produzir, por exemplo, uma superfície que tem micro-regiões de mais de um tipo de material de resina polimérica.

Além disso, o aparelho como um todo pode permanecer em uma posição fixa com o material processado.

Deve ser observado que o material não precisa ser uma estrutura de largura total, mas pode consistir em uma tira de material tal como foi descrito na patente U.S. No. 5.360.656 concedida a Rexfelt, cujo conteúdo é incorporado ao presente documento a título de referência, e subseqüentemente ser formado em um material têxtil de largura total. A tira pode ser desenrolada e enrolada sobre um conjunto de cilindros depois de totalmente processada.

Estes cilindros de tiras de materiais têxteis podem ser armazenados e podem então ser usados para formar uma estrutura sem fim de largura plena empregando-se, por exemplo, a técnica da patente que acabamos de citar.

Modificações ao exposto acima seriam óbvias aos versados na técnica, mas não levam a invenção deste modo modificada além do âmbito das reivindicações apensas. A resina aplicada pode seguir qualquer padrão ou combinação de preenchimento de vazios assim como sobre fios. Ela pode ser contínua ou descontínua ao longo do comprimento do fio e proporcionar uma resistência a desgaste. Embora sejam descritos acima piezojatos como sendo usados para depositar o material de resina polimérica funcional em locais pré- selecionados sobre o substrato de base ou dentro dele, outros meios para a deposição de gotículas dele dentro de limites das dimensões desejadas podem ser conhecidos dos versados na técnica ou podem vir a ser desenvolvidos no futuro, e tais outros meios podem ser usados na colocação em prática da presente invenção. Em processos que exigem um padrão numa escala relativamente maior, por exemplo, tal que os elementos finais sejam como hemisférios redondos, um bocal de deposição, mesmo para a deposição de uma única resina, relativamente grande podem compreender o conjunto integral de jatos. 0 emprego de tais meios não levaria a invenção, se for colocada em prática utilizando-os, para fora do âmbito das reivindicações apensas.

Claims

1. Processo para a fabricação de papel ou material têxtil, caracterizado por compreender as etapas de: a) prover um substrato de base (12) para o material têxtil' ( 62 ) ; b) depositar material de resina polimérica (64) sobre o substrato de base (12) em locais pré-selecionados de um modo controlado de modo a controlar as dimensões x, y, z do material depositado para criar um padrão pré- determinado para proporcionar ao material têxtil (62) uma propriedade funcional desejada; e c) produzir pelo menos parcialmente a pega do material de resina polimérica (64); em que as goticulas têm um diâmetro médio de 10μ (10 micra) ou mais, tal como 50μ (50 micra) ou 100μ (100 micra) .

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa . opcional de se produzir a abrasão do material de resina polimérica depositado no substrato de base para que o material de resina polimérica acima do plano da superfície do substrato de base tenha uma espessura uniforme e seja liso.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as etapas (b) e (c) são conduzidas em seqüêncía sobre faixas sucessivas que se estendem na direção da largura em todo o substrato de base.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as etapas (b) e (c) são conduzidas em seqüêncía sobre tiras sucessivas que se estendem na direção do comprimento ao redor do substrato de base .

5. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as etapas (b) e (c) são conduzidas em espiral ao redor do substrato de base.

6. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na etapa (b), os locais pré- selecionados sobre o substrato de base são saliências formadas por fios longitudinais do substrato de base passando sobre fios transversais.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na etapa (b) os locais pré- selecíonados sobre o substrato de base são saliências formadas pelos fios transversais do substrato de base passando sobre fios longitudinais.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na etapa (b) os locais pré- selecionados sobre o substrato de base são interstícios entre os fios longitudinais e transversais do substrato de base .

9. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na etapa (b) o material de resina polimérica é depositado por um conjunto de piezojatos compreendendo uma multiplicidade de piezojatos individuais controlados por computador.

10. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa (b) compreende as etapas de: i) verificar a superfície do substrato de base para se assegurar que o material de resina polimérica foi depositado nos locais pré-selecionados; e ii) depositar o material de resina polimérica nos locais pré-selecionados que não tiverem um depósito de material de resina polimérica.

11. Processo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a etapa de verificação é conduzida por um processador de reconhecimento rápido de padrão (FPR) operando em conjunto com uma câmera de imagem digital.

12. Processo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a etapa de deposição é conduzida por um conjunto de piezojatos acoplado ao processo FPR.

13. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material de resina polimérica é selecionado do grupo que consiste em: massas fundidas quentes e massas fundidas quentes curadas por umidade; sistemas reativos de duas partes à base de uretanos e epóxis; composições fotopoliméricas que consistem em monômeros acrilados reativos e em oligômeros acrilados reativos derivados de uretanos, poliésteres, poliéteres e silicones; e látexes e dispersões à base de água e formulações cheias de partículas incluindo acrílicos e poliuretanos.

14. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de ajuste é conduzida expondo-se o material de resina polimérica a uma fonte de calor.

15. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de ajuste é conduzida expondo-se o material de resina polimérica ao ar frio.

16. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de ajuste é conduzida pela exposição do material de resina polimérica a radiação actinica.

17. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o conjunto de piezojatos compreende uma mulriplicidade de piezojatos individuais controlados por computador e de que alguns dos piezojatos individuais controlados por computador depositam um material de resina polimérica ao passo que outros piezojatos individuais controlados por computador depositam um material de resina polimérica diferente.

18. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui a etapa de se prover um substrato de base tomado do grupo que consiste essencialmente em tiras de material tecido, não tecido, formado em espiral, ligado em espiral, tricotado, em malha, que são eventualmente enroladas para formar um substrato de base que tem uma largura maior do que a largura das tiras ou um substrato de base que inclui um bloco de fibras.

19. Material têxtil industrial ou para a fabricação de papel, caracterizado pelo fato de que é fabricado de acordo com as etapas de: a) prover um substrato de base (12) para o material têxtil; b) depositar material de resina polimérica (64) sobre o substrato de base (12) em locais discretos de um modo controlado de modo a controlar as dimensões x, y, z do material depositado para criar um padrão pré-determinado para proporcionar ao material têxtil (62) uma propriedade funcional desejada; e c) produzir pelo menos parcialmente a pega do material de resina polimérica (64); em que as goticulas têm um diâmetro médio de 10μ (10 micra) ou mais, tal como 50μ (50 micra) ou 100μ (100 micra) .

20. Material têxtil, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa opcional de se submeter o material de resina polimérica depositado no substrato de base a abrasão para que o material de resina polimérica acima do plano de superfície do substrato de base tenha uma espessura uniforme e uma superfície lisa.

21. Material têxtil, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que as etapas (b) e (c) são conduzidas em seqüência sobre faixas sucessivas que se estendem na direção da largura pelo substrato de base.

22. Material têxtil, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que as etapas (b) e (c) sejam conduzidas em seqüência sobre tiras sucessivas que se estendem na direção do comprimento ao redor do substrato de base .

23. Material têxtil, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que as etapas (b) e (c) são conduzidas em espiral ao redor do substrato de base.

24 . Material têxtil, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que na etapa (b) os locais discretos no substrato de base são saliências formadas pelos fios longitudinais do substrato de base passando sobre os fios transversais.

25. Material têxtil, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que na etapa (b), os locais discretos no substrato de base são saliências formadas pelos fios transversais do substrato de base passando sobre os fios longitudinais.

26. Material têxtil, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que na etapa (b), os locais discretos no substrato de base são interstícios entre os fios longitudinais e transversais do substrato de base.

27. Material têxtil, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que na etapa (b), o material de resina polimérica é depositado por um conjunto de piezojatos compreendendo uma multiplicidade de piezojatos individuais controlados por computador.

28. Material têxtil, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o material de resina polimérica é selecionado do grupo que consiste em: massas fundidas quentes e massas fundidas quentes curadas por umidade; sistemas reativos de duas partes à base de uretanos e epóxis; composições fotopoliméricas que consistem em monómeros acrilados reativos e em oligômeros acrilados reativos derivados de uretanos, políésteres, poliéteres e silicones; e látexes e dispersões à base de água e formulações cheias de partículas.

29. Material têxtil, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a etapa de ajuste é conduzida pela exposição do material de resina polimérica a uma fonte de calor.

30. Material têxtil, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a etapa de ajuste é conduzida pela exposição do material de resina polimérica ao ar frio.

31. Material têxtil, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a etapa de ajuste é conduzida pela exposição do material de resina polimérica a radiação actinica.

32. Material têxtil, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que ainda compreende uma etapa de fornecer um conjunto de piezojatos, em que o conjunto de piezojatos compreende uma multiplicidade de piezojatos individuais controlados por computador, e de que alguns dos piezojatos individuais controlados por computador depositam um material de resina polimérica ao passo que outros piezojatos individuais controlados por computador depositam um material de resina polimérica diferente.

33. Material têxtil, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que inclui a etapa de se prover um substrato de base selecionado do grupo que consiste em tiras de material tecido, não tecido, formado em espiral, ligado em espiral, tricotado, em malha, que são eventualmente enroladas para formar um substrato de base que tem uma largura maior do que a largura das tiras ou um substrato de base que inclui um bloco de fibras.