BRPI0414023B1

BRPI0414023B1 - Método para fabricação de um adesivo espumado à base de água

Info

Publication number: BRPI0414023B1
Application number: BRPI0414023-0B1A
Authority: BR
Inventors: Mutombo J Muvundamina
Original assignee: Fuller H B Co
Priority date: 2003-09-02
Filing date: 2004-09-01
Publication date: 2014-11-18
Also published as: JP2007504324A; US20050045267A1; US7201815B2; JP5074028B2; KR20060087522A; CA2536792A1; WO2005021623A1; CA2536792C; KR100737032B1; BRPI0414023A; EP1664170A1; EP1664170B1; US7846281B2; US20070113949A1; AU2004268148A1; MXPA06002411A; NO20061312L; AU2004268148B2

Description

MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DE UM ADESIVO ESPUMADO À BASE DE

ÁGUA

Campo da Invenção: [001] A presente invenção se refere aos laminados de papel, mais especificamente aos laminados de papel tecido compreendendo pelo menos uma dobra de papel tecido que é ligada adesiva e propriamente (por exemplo, é dobrada sobre si mesma) ou a outra superfície (por exemplo, outra dobra de papel tecido ou substrato tecido, não tramado ou semelhante) usando um adesivo espumado, preferivelmente um adesivo espumado à base de água.

Histórico da Invenção: [002] Os produtos de papel tecido estão em uso quase constante na vida diária. O papel higiênico, lenço de papel, papel toalha e toalhas de papel são exemplos de produtos de papel tecido usados domesticamente e nas indústrias. Os produtos de papel tecido podem ser feitos de uma lâmina simples (ou dobra) ou podem ser laminados (ou de múltiplas dobras ou também laminados) formados de duas ou mais dobras. Conforme usado aqui, uma "lâmina" ou "dobra" se refere a uma folha simples de papel tecido e o termo "laminado" ou de "múltiplas dobras" ou "laminado" é usado para caracterizar um papel fabricado unindo várias camadas de folhas simples ou dobras em conjunto ou outro substrato tramado ou não tramado para render um material em unidades. A frase "laminado de papel tecido" conforme usada aqui, se refere a um laminado incluindo pelo menos uma dobra do papel tecido em unidades com outro substrato ou dobra e esses são bem conhecidos e reconhecidos pelos versados na técnica. "Papel tecido" ou "tecido" conforme usado aqui, se refere aos substratos tramados ou não tramados que são folhas de peso relativamente baixo para uso como produtos sanitários, tais como, lenços de papel e papel higiênico ou toalhas de papel. Esses também podem ser fabricados no condensador, carbonizados, embrulhados e em classificações de limpeza. As características gerais podem incluir um ou mais de maciez, resistência adequada e absorvência, aparência limpa e isenção de partículas grossas e abrasivas. Vide, por exemplo, G.A. Smook (1990), Handbook of Pulp & Paper Terminology; A Guide to Industrial and Technological Usage, capítulo 16; Angus Wilde Publications, Vancouver, BC. ISBN 0- 9694628-0-8. Nas concretizações típicas, um papel tecido pode ter um peso base de folha de até cerca de 50 g/m2, mais tipicamente cerca de 13 a cerca de 46 g/m2. [003] Um produto de papel tecido simples possui várias desvantagens. Por exemplo, um produto de papel tecido de lâmina simples será mais rígido que um produto de papel tecido de duas lâminas possuindo o mesmo peso base total. A rigidez aumentada resulta em uma percepção do consumidor de que o produto de papel tecido de lâmina simples não é tão macio quanto um produto de papel tecido de múltiplas dobras e pode, portanto, ser menos preferido que o produto de papel tecido de múltiplas dobras. Um papel tecido laminado possuindo o mesmo peso base total que o produto de papel tecido de lâmina simples pode ser fabricado para ter um calibre maior. Esse calibre aumentado resulta em uma percepção do consumidor de que o produto possui espessura (volume) e alta qualidade. Também para prover os consumidores com a conveniência de usar um comprimento predeterminado de material, os laminados de tecido podem ser perfurados em comprimentos preestabelecidos. [004] Contudo, os laminados de papel tecido são submetidos ao fenômeno de desfolhamento. O desfolhamento ocorre quando as lâminas se separam uma da outra e não mais permanecem intactas para formar o laminado unitário. O desfolhamento pode ocorrer, por exemplo, quando se tenta reduzir os custos de embalagem e transporte do produto de papel tecido. For exemplo, Patente US número 4.886.167 revela embalagens de papel higiênico e toalhas de papel ortogonalmente comprimidas em relação aos núcleos para reduzir o volume do núcleo. Essa compressão do produto de papel tecido pode fornecer forças de cisalhamento às lâminas e resultar em desfolhamento. O desfolhamento pode também ocorrer durante uma operação de conversão de papel tecido, quando a folha superior de um rolo rompe-se como resultado de fricção na área de contato entre a superfície na linha de produção e o rolo de papel. Isso pode também ocorrer durante o manuseio pelo consumidor. No caso do papel higiênico perfurado, o desfolhamento pode levar a dobras descombinadas ao longo das linhas de perfuração quando uma porção da folha superior de um rolo é esgarçada ou perdida. [005] Foram feitas várias tentativas na técnica para unir as lâminas de papel tecido, de modo a reduzir o desfolhamento. Uma abordagem envolve a aplicação de forças mecânicas (fricção e compressão) para intertravar as folhas e impedir que as mesmas se separem uma da outra. Essas forças são geradas por perfuração com grampos nos laminados, com as bordas serrilhadas gravadas em um rolo de aço, para casar as folhas ou por pressionamento de linhas onduladas nos papéis tecido durante a gravação. Outra abordagem usa um adesivo para ligar as lâminas juntas. Essa abordagem foi descrita, por exemplo, nas Patentes US números 5.143.776; 4.885.202; 4.806.418; 4.770. 920; 4.481.243 e 4.513.051. [006] Alguns adesivos especiais, dispersáveis em água ou de fusão a quente solúveis, como os descritos nas Patentes US números 6.448.463 Bl; 6.087.550; 6.103.809; e 5.663.286 e no W099/35189, todos cedidos a Η. B. Fuller Company, podem ser usados. Laminados de papel tecido fabricados com adesivos solúveis em água prontamente se rompem mediante umectação, como por exemplo, pode ocorrer quando o papel higiênico ou lenço de papel é descartado em um sistema de esgoto. Consequentemente, o adesivo usado para ligar as lâminas de papel tecido em conjunto é desejavelmente a base de água (solução, dispersão, emulsão, látex ou semelhantes) e pelo menos solúvel em água (solução) ou dispersável em água a algum grau. [007] Não obstante o sucesso dos adesivos fundidos a quente, pode ser desejável usar os adesivos a base de água por razões econômicas. Contudo, o uso de adesivos a base de água para fabricar os laminados de papel tecido é problemático devido, pelo menos em parte, a capacidade de transmissão de água e natureza delicada das dobras de papel tecido individuais quando umectadas. As formulações a base de água tendem a espalhar através da(s) dobra(s) (ou colisão) nas quais as formulações são aplicadas. O espalhamento conduz a ligação não plana entre as lâminas além do projeto desejado do laminado, por exemplo. Durante a produção, são feitos esforços para minimizar ou eliminar esse fenômeno indesejado. Tais esforços incluem redução da quantidade de adesivo usado, bem como pré-umectação das dobras. Esses tipos de esforços podem reduzir a resistência da ligação entre as dobras. [008] Além disso, quando revestido em um substrato de papel tecido delicado, o papel tecido é suscetível ao dano quando impactado por adesivo em pressões de aplicação convencionais. A água na composição adesiva também pode distorcer ou mesmo destruir a gravação estética. Dobras úmidas são também mais suscetíveis ao dano, complicando a fabricação. A secagem também leva um tempo relativamente grande, diminuindo a produtividade, quando usando adesivos aquosos. [009] Consequentemente, a indústria de papel tecido se beneficiaria do melhor uso de adesivos aquosos para fabricação de laminados de papel tecido delicados que forneceríam as vantagens oferecidas por tais composições, enquanto reduzindo ou mesmo eliminando um ou mais espalhamentos, perda indevida de resistência de ligação, distorção ou destruição da gravação ou outros aspectos tridimensionais, perda de resistência durante a fabricação quando as dobras são umectadas e tempos de secagem relativamente longos. Também seria vantajoso aplicar um processo que permitisse redução do resíduo do adesivo durante fabricação dos papéis tecidos laminados, bem como redução do consumo de adesivo. Esses benefícios, especificamente redução do resíduo, são também aplicáveis aos produtos de papel não tecido onde a laminação e/ou ligação são desejáveis.

Sumário da Invenção: [010] A presente invenção se baseia, pelo menos em parte, no conceito de uso de composições adesivas aquosas, espumadas para fabricação de produtos laminados compreendendo materiais tais como, papel higiênico de múltiplas dobras, lenços de papel, toalhas de papel, não tramados e semelhantes. O adesivo é dispensado sobre o material de papel tecido delicado como vários corpos separados, espumados, adesivos (esses corpos podem ser microesferas individuais, goticulas, partículas, etc. e/ou aglomerados ou agregados dos mesmos) para minimizar o risco de dano ao material. O adesivo espumado pode ser usado para ligações de intralaminado, ligações interlaminado, ou semelhantes.

[011] A presente invenção oferece inúmeras vantagens. O caráter espumado do adesivo reduz dramaticamente e até mesmo elimina o espalhamento, que é convencionalmente visto com adesivos a base de água quando aplicados ao material de papel tecido delicado. A resistência crítica da dobra do papel tecido também é mantida a um grau elevado, à medida que a penetração do adesivo no material de papel tecido ocorre a um grau menor, quando acontece. Considerando que as composições de adesivo a base de água tipicamente se espalham através das dobras de papel tecido muito rapidamente, é inesperado que o espumamento alivie isso tão dramaticamente em um material tão delicado e tão sensível à água, como uma dobra de papel tecido. [012] O adesivo a base de água, espumado, também tende a secar mais rápido que um adesivo de outra forma idêntico, porém não espumado. Um adesivo espumado possui uma densidade inferior aquela da contraparte não espumada. A densidade menor torna menos provável que o adesivo espumado possa danificar o substrato delicado, tal como papel tecido, mediante impacto quando dispensado sobre o papel tecido sob condições de aplicação idênticas. Isso não apenas ajuda a aumentar o rendimento de fabricação, porém também amplia as condições operacionais pelas quais os adesivos espumados podem ser incorporados aos processos de fabricação para laminados de papel tecido. Por exemplo, a aplicação de um adesivo a base de água, não espumado em uma determinada maneira pode danificar, esgarçar ou de outra forma degradar um material de papel tecido, especialmente uma vez que o papel tecido tende a ser mais fraco quando úmido. Ainda, o mesmo adesivo quando espumado poderia ser aplicado ao mesmo papel tecido da mesma maneira ou mesmo mais energética, sem qualquer ocorrência de dano indevido ou que possa ser notado. A dispensa do adesivo espumado na forma de corpos separados possui tendência menor a danificar material de papel tecido delicado, quando comparada à dispensa do adesivo continuamente. [013] O espumamento também melhora as características reológicas de um modo que é muito benéfico quando se fabrica laminados de papel tecido. Especificamente, o espumamento tende a tornar o adesivo mais tixotrópico. Isso melhora a exatidão e precisão com as quais o adesivo espumado pode ser aplicado ao material de papel tecido. A tixotropia melhorada do adesivo espumado pode ajudar a prevenir penetração do adesivo no papel tecido, que é um aspecto de como o espalhamento é reduzido quando se pratica a presente invenção. [014] Adesivos a base de água podem ser difíceis de espumar bem, e dispensar como microesferas separadas. Em um modo da presente invenção, o adesivo é espumado por demanda dentro de um aparelho de bocal a partir do qual o adesivo espumado é dispensado sobre o material de papel tecido da maneira desejada. O espumamento ocorre em presença de um volume em excesso, de modo que muita da ação de espumamento ocorre dentro do bocal. "Volume em excesso" geralmente significa que o volume da câmara na qual o espumamento ocorre é maior que o volume dos ingredientes líquidos ou sólidos seguindo através da câmara durante uma operação de espumamento, por exemplo, uma operação de espumamento de estado firme. A partir de uma perspectiva prática, o volume em excesso provê ambiente para os ingredientes adesivos e o gás de espumamento serem intermisturados em forma espumada dentro do bocal em um alto grau. Em tais modos, a tecnologia combina a função de uma unidade de espumamento e uma unidade aplicada em um dispositivo integrado simples.

Essa abordagem reduz os resíduos, como de modo geral, apenas aquele adesivo a ser realmente usado será espumado. O espumamento quando da demanda também permite ajustes de processamento rápidos e alterações. Isso provê controle de processo melhorado e maior flexibilidade de formulação enquanto produz um adesivo aquoso espumado de alta qualidade. [015] O uso de um aparelho de bocal tanto como uma unidade de espumamento quando um aplicador é muito eficaz econômica e praticamente. É econômico porque unidades de espumamento e aplicadora separadas não são necessárias e a espuma é criada quando há necessidade, de modo que o resíduo de adesivo é minimizado. Os requisitos de custo de capital são reduzidos. É prático porque o aparelho de bocal é facilmente incorporado às tubulações de fornecimento de gás e adesivo, sem virtualmente ocuparem espaço adicional no piso de uma instalação de conversão. [016] O espumamento no bocal conforme ensinado aqui, também permite que seja formado adesivo espumado com bolhas de tamanho muito pequeno. Preferivelmente, o adesivo espumado pode incorporar mais de 30% em peso de espuma (mediante adição de gás de espumamento, típica e mais preferivelmente ar, porém outros gases também poderíam ser usados), ainda as bolhas são muito pequenas para serem visualmente discernidas a olho nu. O adesivo espumado possui uma cor e textura visualmente uniformes. Em muitos casos, não é pronta e visualmente aparente que o adesivo é espumado. Como conseqüência, menos sólidos de adesivo são usados ainda que a resistência da ligação permaneça forte.

Adicionalmente, bolhas de tamanho menor rendem uma espuma mais estável que a que pode ser produzida se os tamanhos de bolha forem muito grandes, por exemplo, cerca de 300 micrômetros ou mais. De modo importante, espalhamento significativamente reduzido ou nenhum espalhamento ocorre quando as bolhas de menor tamanho são usadas. Isso contrasta com espumadas com bolhas de tamanho maior para as quais o espalhamento pode ocorrer a um grau indevido. [017] O espumamento no bocal, conforme ensinado aqui, é também um processo de pressão relativamente baixa, quando comparado a outras abordagens de espumamento convencionais.

Usando-se a pressão mais baixa para espumamento e dispensa do adesivo, isto minimiza a tendência do adesivo dispensado de danificar as dobras do papel tecido delicado sobre o qual o adesivo espumado está sendo dispensado. O adesivo espumado também possui uma tendência menor a soprar de modo separado e incontrolável como pode ocorrer se a pressão do gás de espumamento for muito alta. 0 espumamento e a dispensa pode também ocorrer em temperatura ambiente, quando se pratica a presente invenção. [018] Ao invés de usar forças de cisalhamento mecânico vigorosas através da mistura mecânica (rotores de movimento, pás, propulsores, fusos, batedores, etc.) para combinar o adesivo e o gás de espumamento, o aparelho de bocal preferido usa a energia cinética de uma ou mais correntes de alimentação de colisão para prover energia de mistura de modo a facilitar o espumamento do adesivo. Isso é benéfico porque a energia de cisalhamento mecânica tipicamente usada para espumar um adesivo pode ter uma tendência a degradar algumas composições adesivas que são espumadas. [019] Em um aspecto, a presente invenção se refere a um método para fabricar um adesivo espumado. Um ou mais fluxos de uma composição adesiva são levados a impactarem um ou mais fluxos de um gás pressurizado em uma câmara, sob condições, tais que, pelo menos porções dos fluxos de impactantes interajam de forma misturada para formar um adesivo espumado na câmara. O adesivo espumado é fornecido à câmara em uma pressão relativamente baixa na faixa de cerca de 7 kPa (calibre) a cerca de 70 kPa (calibre) , e então é dispensado da câmara em uma pressão correspondente relativamente baixa. [020] Em outro aspecto, a presente invenção se refere ao método de fabricação de um adesivo espumado e ao método de aplicação do adesivo espumado a um substrato.

Ingredientes compreendendo um adesivo e um gás são fornecidos a uma câmara de um bocal (opcionalmente as várias câmaras de bocal e uma fileira de bocais). Pelo menos porções do adesivo e do gás são levadas a interagir em forma de mistura na câmara para formar um adesivo espumado sob condições, tais que, a câmara possui um volume em excesso durante a mistura. Em algumas concretizações, o espumamento pode ocorrer na ausência da mistura mecânica.

Também, em algumas concretizações, o adesivo espumado é dispensado do bocal (ou da fileira de bocais) para o substrato como corpos separados, tais como, microesferas, partículas, gotículas, tiras e misturas dos mesmos. [021] Em outro aspecto, a presente invenção se refere a um sistema de espumamento de adesivo. O sistema inclui um bocal incluindo, pelo menos, uma câmara de espumamento. Os fluxos de uma composição adesiva a base de água e um gás de espumamento são intermisturados por colisão na câmara para formar um adesivo espumado em quantidades, tal que, a câmara possui um volume em excesso. O adesivo espumado é dispensado do bocal. [022] Em outro aspecto, a presente invenção se refere ao método de comercialização de um adesivo. São determinadas informações relacionadas ao espalhamento característico do adesivo a base de água quando aplicado sobre um substrato de papel tecido. As informações são empregadas para formular uma composição adesiva a base de água. A composição adesiva é comercializada para uma aplicação onde o adesivo é espumado e aplicado sobre um substrato de papel tecido. [023] Em outro aspecto, a presente invenção se refere a um kit de composição adesiva. O kit inclui instruções da composição adesiva a base de água compreendendo informações relacionadas ao espumamento do adesivo e aplicação do adesivo espumado sobre um substrato de papel tecido. [024] Em outro aspecto, a presente invenção se refere ao método de fabricação de um adesivo espumado. Um ou mais fluxos de um adesivo são levados a impactarem um ou mais fluxos de um gás ou gases pressurizados em uma câmara sob condições, tal que, pelo menos porções dos fluxos interagem de forma misturada para formar um adesivo espumado em uma ou mais câmaras. O adesivo espumado é dispensado da câmara. A câmara possui, pelo menos, uma entrada através da qual o adesivo é introduzido na câmara e pelo menos uma saida através da qual o adesivo espumado é dispensado da câmara. A área de abertura total da(s) entrada(s) é menor que a área de abertura total da(s) saída(s).

Breve Descrição dos Desenhos: [025] As vantagens mencionadas acima e outras vantagens da presente invenção e a maneira de obtenção das mesmas, ficarão mais claras e a invenção propriamente será melhor entendida com referência à descrição que se segue das concretizações da invenção, tomada em conjunto com os desenhos apensos onde: A figura 1 é uma seção transversal esquemática de um laminado de papel tecido ilustrativo possuindo dobras de papel tecido ligadas em conjunto de acordo com a presente invenção; A figura 2 é uma vista em seção transversal, lateral, de um conjunto de bocal da presente invenção incluindo uma tampa de fluido, uma tampa de ar, um anel retentor e uma câmara interna, na qual as correntes de fluido de impactação podem ser misturadas turbulentamente para ação de espumamento; A figura 3 é uma vista lateral da tampa de ar mostrada na figura 2; A figura 4 é uma vista superior da tampa de ar mostrada na figura 2; A figura 5 é uma vista lateral da tampa de fluido mostrada na figura 2; A figura 6 é uma vista superior da tampa de fluido mostrada na figura 2; A figura 7 é uma vista inferior da tampa de fluido mostrada na Figura 2; e A figura 8 é uma vista lateral do anel retentor mostrado na figura 2; A figura 9 é uma vista superior do anel retentor mostrado na figura 2; A figura 10 é uma vista em seção transversal, lateral, esquemática do conjunto de bocal da figura 2 que ilustra como as correntes de fluido são alimentadas dentro da câmara, a intermistura de turbulência que acontece para formar a espuma, após o que a espuma é dispensada.

Descrição Detalhada das Concretizações Presentemente Preferidas: [026] As concretizações da presente invenção descritas a seguir não pretendem ser exaustivas ou limitar a invenção à formas precisas reveladas na descrição detalhada que se segue. Ao invés disso, as concretizações são escolhidas e descritas de modo que outros versados na técnica possam apreciar e entender os princípios e práticas da presente invenção. [027] Os princípios da presente invenção podem ser praticados em qualquer exemplo, no qual é desejado ligar um laminado propriamente, por exemplo, se ele estiver dobrado sobre si mesmo ou a uma ou mais outras dobras de papel tecido ou a outro item. A presente invenção é especificamente útil quando se cria ligações de interlaminado e/ou intralaminado na fabricação de papel higiênico, lenço de papel, papel toalha, não tramados e semelhantes. Para fins de ilustração, a presente invenção será descrita adicionalmente com relação ao laminado representativo 10 mostrado na figura 1. [028] O laminado de papel tecido 10 inclui duas lâminas de papel tecido 12 e 14 ligadas em relação face-face ou face-verso ou também verso-verso para formar um laminado unitário 10. As lâminas 12 e 14 são unidas por adesivo a base de água, espumado 16, que é interposto entre as lâminas 12 e 14 e contata a superfície orientada para dentro de cada lâmina 12 e 14. Para fins práticos, o laminado de papel tecido 10 é primariamente bidimensional e plano, embora não necessariamente plano. O laminado de papel tecido 10 possui alguma espessura na terceira dimensão. Contudo, a espessura na terceira dimensão é relativamente pequena em comparação às dimensões do plano do laminado de produto de papel tecido 10. O laminado de papel tecido (incluindo ambas as lâminas 12 e 14 e o adesivo 16) pode ter qualquer peso base desejado.

Tipicamente, o peso base é inferior a cerca de 50 g/m2, mais tipicamente 13 a 46 g/m2. [029] Cada lâmina 12 e 14 pode ser formada independentemente de qualquer constituinte natural e/ou sintético apropriado, de acordo com práticas convencionais.

Cada lâmina 12 ou 14 pode ser tramada ou não tramada e preferivelmente ser fabricada de fibras constituídas de um ou mais materiais, tais como, poliolefina; poliéster; seda; poliuretano; poliamida; poliuréia; material celulósico tal como algodão, ráion, bagaço, polpa de madeira de madeira macia (giminospermas ou coníferas) ou madeiras de lei (angiospermas ou decíduas); fibras de grama e palha; combinações dessas e semelhantes. [030] O adesivo 16 pode ser aplicado entre as lâminas 12 e 14 em qualquer padrão contínuo ou descontínuo desejado. Nos modos representativos da prática, o adesivo 16 pode ser aplicado como partículas separadas ou microesferas, que podem ou não sobrepor-se dependendo da densidade de aplicação sobre todas ou apenas porções desejadas da interface entre as lâminas 12 e 14. O adesivo pode, por exemplo, ser aplicado como microesferas em uma linha reta, uma linha reta pontilhada, zig-zag, ondas sinoidal, tiras, pontos "polka", fileiras, aleatoriamente ou qualquer outro padrão desejado para uma dada aplicação. [031] A quantidade de adesivo 16 usado pode variar em uma ampla faixa, dependendo de fatores, tais como, tipo de lâminas sendo ligadas, a natureza do adesivo, a resistência de ligação desejada, o padrão pelo qual o adesivo é depositado e semelhantes. Isso pode ser determinado de acordo com práticas convencionais. Preferivelmente, contudo, a quantidade usada desejavelmente é minimizada, embora ainda obtendo o grau desejado de ligação, de modo a minimizar os custos de fabricação e quaisquer efeitos prejudiciais que o adesivo 16 possa ter na maciez, absorvência ou percepção do usuário. Em uma aplicação tipica, onde microesferas adesivas distribuídas aleatoriamente são aplicadas a uma trama de papel tecido, usando cerca de 0,65 g/m2 a cerca de 6,5 g/m2 de adesivo na trama, velocidades de até cerca de 609,6 m/min seriam apropriadas. Em alguns modos da prática, a aplicação 1,3 a 1,6 g/m2 na trama, velocidades de até cerca de 450 m/min, freqüentemente cerca de cerca de 300 m/min seriam apropriadas. Dentro de tais faixas, uma aplicação típica de 0,16 a 1,6 g/m2 de adesivo fornece boa ligação para algumas concretizações. [032] Laminado de tecido 10 pode ser fabricado em uma maneira direta. Como uma vista total, um adesivo a base de água, espumado é depositado sobre uma ou ambas as lâminas 12 e/ou 14. Para aplicar o adesivo 16, a lâmina 12 ou 14 é movida após um ou mais bocais a partir dos quais o adesivo 16 é dispensado. Naturalmente, não é importante se o bocal ou a lâmina 12 ou 14 se move, à medida que ocorre movimento relativo de um para o outro. [033] Após aplicação do adesivo da maneira desejada, as lâminas 12 e 14 são colocadas em contato face-face ou face- verso e verso-verso uma com a outra, de modo que o adesivo 16 é interposto entre as superfícies orientadas internamente das duas lâminas 12 e 14. As lâminas 12 e 14 e o adesivo 16 podem então ser passadas através de um estreitamento ou semelhante para um bom contato de ligação. [034] Após as lâminas 12 e 14 serem ligadas em conjunto, o laminado resultante 10 pode ser processado adicionalmente, por exemplo, perfurado, gravado, impresso, etc. (embora operações tais como, gravação, impressão, etc. possam ocorrer antes da ligação, caso desejado), conforme desejado e então enrolado em um rolo usando um suporte de enrolamento como é geralmente conhecido na técnica e subseqüentemente armazenado para embalamento ou conversão adicional, caso desejado. Alternativamente, as lâminas de papel tecido 12 e 14 podem ser enviadas diretamente para uma operação de conversão, onde elas são impressas e gravadas e então ligadas em conjunto com o adesivo 16 para formar o laminado 10. O adesivo a base de água, espumado é geralmente fabricado por intermistura apropriada de um ou mais gases de espumamento com um ou mais ingredientes constituindo qualquer composição adesiva aquosa desejada.

Composições adesivas aquosas representativas geralmente podem incluir um ou mais componentes monoméricos, oligoméricos e/ou poliméricos, dispersos, suspensos, emulsionados, dissolvidos ou semelhante em um meio aquoso. A composição adesiva pode incluir, pelo menos uma resina, que é solúvel em água ou dispersável em água a uma temperatura na faixa de cerca de 20 °C a cerca de 90 °C.

Opcionalmente, a(s) resina(s) pode(m) ser selecionada(s) daquelas tipicamente usadas em adesivos fundidos a quente ou sensíveis a pressão. A resina adesiva pode ser termoplástica ou de termocura. A composição pode ser fornecida como uma solução, látex, emulsão, dispersão ou semelhante. [035] Conforme usado aqui, o termo "monômero" significa uma molécula polimerizável que forma uma unidade de repetição básica em uma cadeia polimérica. "Oligômero" se refere a um composto polimerizado cuja estrutura é formada de 2 a 10 monômeros. "Polímero" se refere a um composto polimerizado cuja estrutura é formada de mais de 10 monômeros. "Resina(s)" se refere coletivamente ao(s) oligômero(s) e/ou polímero(s) , conforme possa ser o caso. O termo "peso molecular" conforme usado através de todo esse relatório descritivo com relação aos oligômeros e polímeros se refere ao peso molecular médio em peso a menos que expresso de outra forma. [036] Uma grande variedade de resina(s) diferente(s) e/ou ingredientes de monômero das mesmas pode ser usada na prática da presente invenção. Exemplos representativos de tipos de resina apropriados incluem um ou mais de acrílico, estireno-acrílico, estireno-butadieno, acetato de vinila, álcool polivinílico, uretano, cloropreno, fenólico, poliamida, poliéter, poliéster, polissacarídeos (incluindo amido, dextrina, celulose, gomas ou semelhantes), combinações desses e semelhantes. Resina(s) especificamente úteis são acrílica, acetato de vinila, álcool polivinílico, dextrina, amido e semelhantes. [037] A quantidade de resina(s) incorporada(s) na composição adesiva pode variar em uma ampla faixa. De modo geral, usando cerca de 5 a cerca de 50, ou mesmo cerca de 5 a cerca de 20% em peso de resina seria o apropriado com base no peso total da composição não espumada. [038] Água é preferivelmente o veículo para os componentes da composição adesiva aquosa. A quantidade de água nas composições adesivas pode variar em uma ampla faixa. Por exemplo, as composições podem conter cerca de 10 a cerca de 95, ou mesmo cerca de 60 a cerca de 90% em peso de água com base no peso total da composição adesiva não espumada. Além da água, um ou mais outros co-solventes podem também ser usados, caso desejado. Desejavelmente, qualquer tal co-solvente é miscivel em água e não compromete indevidamente as características de espumamento.

Exemplos de co-solventes incluem um ou mais de etanol, álcool isopropílico, polietileno glicol, glicerol, propileno glicol e semelhantes. Líquidos tais como, glicerol e propileno glicol podem também funcionar como um lubrificante, conforme observado a seguir. A quantidade de co-solvente, se algum, usada pode variar em uma ampla faixa. Por exemplo, nas concretizações representativas, a razão de água para um ou mais dos co-solventes pode estar na faixa de 1:10 a 100:1. [039] Além da(s) resina (s) e água, um ou mais outros ingredientes podem ser incorporados beneficamente às composições adesivas. Por exemplo, um ou mais agentes de espumamento podem ser incluídos na composição para facilitar o espumamento. Uma classe de agentes de espumamento inclui os tensoativos. 0(s) tensoativo(s) podem ser não iônicos, aniônicos, catiônicos ou anfotéricos.

Tensoativos aniônicos apropriados incluem sulfonatos de alquila, sulfonatos de alquilarila, sulfatos de alquila, sulfatos de hidroxialcanóis, alquila e dissulfonatos de alquilarila, ácidos graxos sulfonados, sulfatos e fosfatos de alcanóis polietoxilados e alquilfenóis e ésteres de ácido sulfosuccínico. Tensoativos catiônicos apropriados incluem sais de amônio quaternário alquila e sais de fosfônio quaternário alquila. Tensoativos não iônicos apropriados incluem os produtos de adição de 5 a 50 moles de óxido de etileno ou óxido de propileno, aduzido a alcanóis de cadeia linear e cadeia ramificada possuindo 6 a 22 átomos de carbono, alquilfenóis, ácidos graxos superiores, aminas de ácido graxo superior, alquilaminas superiores primária ou secundária e copolimeros de bloco de óxido de propileno com óxido de etileno e misturas dos mesmos. [040] Outros tipos de agentes de espumamento incluem halocarbonos, hidrocarbonetos, hidroalocarbonos, agentes de sopro (carbonatos ou bicarbonatos), combinações desses e semelhantes. [041] Quando usado(s), o(s) agente(s) de espumamento tipicamente será(ão) adicionado(s) em quantidades até de cerca de 20% em peso, com base na composição não espumada como um todo. Mais geralmente, quantidades de cerca de 0,05 a cerca de 20% em peso, e mesmo cerca de 0,2 a cerca de 2% em peso com base na composição não espumada como um todo são usadas. [042] Um ou mais lubrificantes podem também ser adicionados a composição, a fim de reduzir o arrasto e fricção da composição adesiva através de encanamentos, tais como, condutos, aplicadores de bocal, etc. Lubrificantes exemplares são solúveis em água e incluem polipropileno glicol, e/ou outros glicóis, polióis possuindo um peso molecular médio em peso na faixa de 500 a 8.000, ou mesmo cerca de 600, glicerina, glicerol, combinações desses e semelhantes. Quando usado(s), o(s) lubrificante(s) tipicamente será(ão) adicionado(s) em quantidades de até cerca de 10% em peso, com base na composição adesiva como um todo. Mais comumente, quantidades de cerca de 0,05 a cerca de 10% em peso, e mesmo de cerca de 0,2 a cerca de 2% em peso com base na composição, como um todo, são empregadas. [043] Agentes de modificação de reologia podem também ser incorporados a composição. Conforme usado aqui, "agente de modificação de reologia" se refere aos ingredientes que melhoram a as características de finura de cisalhamento ou espessura de cisalhamento da composição, conforme desejado.

Por exemplo, é benéfico em muitas aplicações que a composição adesiva espumada seja de finura de cisalhamento, de modo que a composição adesiva espumada possa ser prontamente dispensada ou de outra forma aplicada a dobra de tecido 12 e/ou 14 em presença de cisalhamento, porém então, é viscosa o suficiente para substancialmente permanecer na localização na qual ela é dispensada sobre a(s) prega(s), sem espalhamento indevido. Consequentemente, é desejável incorporar agente(s) que melhoram o comportamento de finura de cisalhamento ao grau desejado.

Uma variedade de agentes de modificação de reologia seria apropriada e incluiría sílica fumigada, peptizador polifosfato, outro peptizador(s), argilas, colóides inorgânicos sintéticos, tais como, silicatos de magnésio estruturados em camadas (isto é, "Saponita", fabricada pela Southern Clays Products), combinações desses e semelhantes. O uso de um silicato em camadas, sintético, contendo peptizador polifosfato inorgânico é útil, a medida que esse material não apenas ajuda a prover as características de finura de cisalhamento e resistência de gel superior, porém o material também ajuda a aumentar a tensão da superfície do produto e reduzir a névoa do produto durante aplicação. [044] Um ou mais agentes antinévoa vantajosamente podem ser incorporados a composição adesiva. O uso de um agente antinévoa melhora a capacidade de dispensar corpos separados de adesivo, por exemplo, microesferas, goticulas ou partículas de adesivo espumado sobre um substrato com maior controle e exatidão. Agentes antinévoa ajudam a controlar a quantidade de espumamento, bem como "enevoamento" indesejado criado durante a dispensa do produto espumado sobre o substrato. Agentes antinévoa podem ser internos, isto é, incorporados a resina através de reticulação ou uma fração pendente ou externa, isto é, incluída na composição como um ingrediente separado. Um agente antinévoa especificamente útil compreende um agente reticulador incluindo funcionalidade borato ou bórica.

Resina funcional hidróxido é reticulada de forma fácil, parcial ou completamente, conforme desejado, com ácido bórico por reação da resina em água quente com ácido bórico opcionalmente em presença de um ácido adicional, tal como, ácido cítrico para melhorar a reticulação. Uma reação típica envolve reação de um excesso estequiométrico de cerca de 2 a cerca de 4 mols equivalentes de OH na resina com cerca de 1 a cerca de 2 mols equivalentes de ácido bórico. Exemplos de agentes antinévoa externo incluem um ou mais de bentonita, silicato em camadas sintético solúvel em água (por exemplo, um silicato de magnésio) contendo um peptizador, goma xantana, outra goma, alginatos, derivados desses, combinações desses e semelhantes. [045] Nitrito de sódio é um ingrediente opcional, porém útil. O nitrito de sódio não apenas funciona como um preservante, porém também aumenta a tensão de superfície da composição adesiva espumada. A tensão de superfície aumentada ajuda a minimizar a penetração de adesivo espumado aquoso dentro das dobras de papel tecido delicado. 0 nitrito de sódio é desejavelmente usado nas formulações também compreendendo resina(s) reticulada(s) com borato, pelo que, o nitrito de sódio ajuda a prover um traço anticorrosão com relação aos componentes metálicos do equipamento usado na fabricação dos laminados de papel tecido. Ele também fornece ao adesivo resistência ao desenvolvimento microbiano. [046] Além dos ingredientes citados acima, um ou mais outros aditivos podem ser incluídos na composição adesiva aquosa de acordo com práticas convencionais. Exemplos de tais aditivos incluem aglutinantes, cargas, agentes de controle de pH, antioxidantes, estabilizantes ultravioleta, fungicidas, bactericidas, biocidas, preservantes, perfumes, umectantes, corantes, agentes antiestáticos e semelhantes. [047] A composição adesiva aquosa, antes do espumamento, pode ter uma viscosidade a 25°C de cerca de 50 a cerca de 500 cp, ou mesmo cerca de 100 a cerca de 300 cp.

Esses valores de viscosidade são medidos por uso de um Viscosimetro RVF Brookfield, a uma velocidade de 20 rpm. [048] A composição adesiva aquosa é apropriadamente misturada com um ou mais gases para espumar o adesivo.

Conforme usado aqui, o termo "gás" se refere a um ou mais gases a menos que explicitamente citado de outra forma. É empregada uma ampla variedade de gases para espumamento.

Gases representativos incluem um ou mais de ar, oxigênio, nitrogênio, argônio, hélio, dióxido de carbono ou semelhantes. Ar é freqüentemente usado com concretizações de adesivo a base de água, incluindo concretizações que são sensíveis a pressão ou adesivos de fusão a quente. Em alguns momento, quando a oxidação é um problema, o nitrogênio e/ou outro(s) gás(ses) inerte(s) seria(m) o(s) gás(ses) de escolha. 0 gás de espumamento opcionalmente pode ser filtrado para remover contaminantes ou semelhantes. [049] A adição dos gases de espumamento reduz a gravidade específica do adesivo quando do espumamento.

Nessa invenção e para fins práticos, a porcentagem de redução da gravidade específica do adesivo espumado com relação a gravidade específica do produto não espumado é denominada "teor percentual de espuma" ou "teor de espuma" ou simplesmente "porcentagem de espuma". [050] A quantidade de gás incorporado a espuma pode variar em uma ampla faixa. Isso depende de fatores, tais como, o valor alvo da gravidade específica final do produto espumado. Contudo, se muito pouco gás for usado, espalhamento em excesso pode ser observado quando o adesivo é dispensado sobre uma dobra do papel tecido. Muito pouco gás pode também resultar em uma espuma que possui reologia inadequada para manter-se sobre a superfície da folha, de modo que pode não ser tão fácil dispensar acuradamente o adesivo com tanto controle quanto o desejado. Por outro lado, se muito gás for usado, a resistência da ligação pode ser prejudicada a um grau indevido. O adesivo pode ser difícil de ser dispensado confiavelmente. Equilibrando-se essas questões, os adesivos espumados podem incorporar cerca de 10 a cerca de 50%, cerca de 20 a cerca de 45%, ou mesmo cerca de 30 a cerca de 38% de espuma no adesivo espumado. Por exemplo, es um adesivo espumado a base de água possuir uma gravidade especifica de cerca de 1 antes do espumamento e então, quando espumado, tiver uma gravidade especifica de cerca de 0,67, isto é, uma redução de 33% na gravidade especifica ou um teor de espuma de 33%, isto é, (1-0,67) X 100%. [051] Desejavelmente, o gás e a composição adesiva são combinados em uma maneira que rende uma espuma com um tamanho de bolha muito pequeno, na qual as bolhas não podem ser discernidas a olho nu. A espuma com bolhas pequenas é estável, demonstra boas propriedades adesivas, possui pouca tendência a se espalhar através das dobras do papel tecido e é mais fácil de ser dispersa acurada e confiavelmente com um bom controle. Em algumas concretizações, um adesivo espumado da presente invenção é caracterizado por um tamanho de bolha médio de cerca de 100 micra ou menos, cerca de 30 micra ou mesmo ou mesmo cerca de 15 micra ou menos. [052] O tamanho médio da bolha de um adesivo espumado pode ser determinado de acordo com práticas convencionais.

Um método preferido de determinação do tamanho da bolha usa técnicas fotomicrográficas convencionais. Amostras de adesivo espumado são coletados em um pequeno recipiente e imediatamente analisadas. Para cada amostra, uma gota de produto espumado é colocada sobre uma lâmina de vidro para microscópio e coberta com um revestimento deslizante de vidro. Fotomicrográfias são realizadas através de microscópio de luz em um instrumento com aumento de 100 vezes. Um valor médio do tamanho das bolhas é determinado a partir da análise de distribuição do tamanho da partícula para a amostra. [053] A composição adesiva e o(s) gás (ses) podem ser misturados para produzir uma espuma em qualquer modo desejado. Isso pode ocorrer por mistura dos ingredientes com energia suficiente que pode ser fornecida por meios mecânicos, cinéticos, químicos e/ou outros meios. [054] Em um modo especificamente útil de praticar a presente invenção, a energia cinética de um ou mais fluxo(s) de fluido pressurizado são usados para intermistura turbulenta de ingredientes compreendendo um gás e um material adesivo dentro de uma câmara para produzir a espuma. Mais especificamente, um ou mais fluxos de uma composição adesiva podem ser levados a impactar um ou mais fluxos de um gás pressurizado na câmara. O volume da câmara é maior na média que o volume da composição adesiva líquida residente na câmara, de modo que um volume em excesso é disponível para que os fluxos de fluido possam interagir turbulentamente e formar uma espuma antes dos ingredientes serem dispensados da câmara. Por exemplo, nas concretizações representativas, uma câmara possui um excesso de volume onde os ingredientes líquido e sólido (se algum) da composição adesiva ocupam apenas até cerca de 10%, mais desejavelmente até cerca de 50%, e mesmo até 70% do volume da câmara durante condições de estado firme. [055] O gás e/ou ingredientes adesivos podem ser constituintes do mesmo ou de fluxo(s) de fluido pressurizado diferente(s) . A mistura turbulenta então espuma o adesivo, que pode então ser dispensado da câmara para processamento adicional, armazenamento ou embalamento, uso direto ou semelhante. Caso destinado a processamento ulterior, uso direto ou semelhante, o adesivo pode ser espumado quando da demanda, para minimizar o adesivo residual que pode de outra forma ser espumado. Embora alguma quantidade de mistura mecânica possa ser usada para fornecimento de energia de mistura a fim de espumar o adesivo, isso não é necessário. Na realidade, em algumas concretizações, a mistura mecânica é evitada e um ou mais fluxos de fluido pressurizado energéticos fornecem pelo menos substancialmente toda a energia de mistura usada para realizar o espumamento. Isso pode ajudar a evitar dano do ingrediente, por exemplo, degradação da resina que pode ocorrer quando forças de cisalhamento mecânico predominante e relativamente altas são convencionalmente usadas para espumar adesivos. [056] A presente invenção oferece, vantajosamente, muitas estratégias pelas quais fluxo(s) de fluido pressurizado energético(s) pode(m) ser impactado(s) propriamente em uma câmara e dessa forma combinado(s) para produzir composições adesivas espumadas. Em uma classes representativas das concretizações da presente invenção, um ou mais fluxos pressurizados de um ou mais gases são levados a impactar e dessa forma combinarem turbulentamente com um ou mais fluxos de um ou mais ingredientes da composição adesiva. [057] É uma vantagem distinta da invenção que, muito ou pouco adesivo conforme desejado, pode ser espumado quando da demanda. Consequentemente, a câmara de espumamento pode ser um constituinte de um aparelho de bocal, onde o adesivo é espumado quando da demanda e a partir da qual o adesivo resultante é dispensado diretamente sobre um substrato. Em outras palavras, um aspecto da presente invenção provê um modo direto, extremamente confiável de se realizar o espumamento· em bocal de um adesivo. [058] Um aparelho de bocal preferido da invenção pode ser montado de componentes comercíalmente disponíveis, porém em. um modo ligeiramente não convencional. Por exemplo, os conjuntos de bocal incluindo uma tampa de ar presa a uma tampa de fluido por um anel retentor sâo comercialmente disponíveis da Spraying Systems Co,, Autojet Division. Na prática dos aspectos representativos da invenção, uma tampa de fluido pode ser combinada com uma tampa de ar que é suficientemente alongada em relação à tampa de fluido, tal que o conjunto inclui uma câmara interna na qual o espumamento ocorre, após o que os corpos separados do adesivo espumado podem ser dispensados do bocal, como por exemplo, mícroesferas separadas, partículas, goticulas, agregados das mesmas, aglomerados das mesmas ou semelhantes. [059] A tabela que se segue relaciona combinações de tampas de fluido e tampas de ar disponíveis na Spraying Systems Co. na série Modelo 1/4JAU que podem ser usadas para criar conjuntos de bocais apropriados para a prática da presente invenção. [060] Exceto pelo aspecto da invenção onde a tampa de ar é algo super dimensionada para criar uma câmara , es tampas de fluido e de ar disponíveis na Spray Systems Co. são descritas em maiores detalhes no catálogo da companhia intitulado Drip Free Automatic Air Atomizing Spray Hozzles, Catalog 25 (2001), que é incorporado aqui como referência. [061] Essa abordagem de espumamento dentro do bocal exceder o volume contrasta com aquela de acordo com a prática convencional envolvendo tais bocais, onde a tampa de ar é ajustada de forma mais perfeita a tampa de fluido, de modo que o espumamento tende a ocorrer fora da estrutura do bocal. [062] A presente invenção vantajosamente também pode ser pratica em pressões de fornecimento relativamente baixas e consequentemente, de forma correspondente em pressões baixas de dispensa, em contraste com as práticas convencionais, tal como descrito na Patente US número US 4.396. 529, cedida a Nordson Corporation. Essa patente descreve um método e aparelho para produzir uma espuma fora do bocal, a partir de liquido viscoso durante expansão do gás pressurizado introduzido no liquido. O liquido naquele sistema é fornecido a uma pressão entre 2070 a 4830 kPa, embora o gás seja fornecido a 690 kPa, mais alto que a pressão do líquido. [063] Em contraste com as práticas convencionais, uma pressão de fornecimento de adesivo típica da presente invenção· está na faixa de cerca de 6,9 kPa a cerca de 275,8 kPa, cerca de 13,8 kPa a cerca de 206, 8 kPa, e mesmo cerca de 34,5 kPa a cerca de 82,7 kPa. Uma pressão de fornecimento de gás típica é desejável e independentemente controlável a partir da pressão de fornecimento do adesivo e está na faixa de 6,9 kPa a cerca de 275, 8 kPa, cerca de 13,8 kPa a cerca de 206,8 kPa, e mesmo cerca de 34,5 kPa a cerca de 82,7 kPa. [064] As pressões de fornecimento para a composição adesiva e os fluxo de gás geralmente são atipicamente baixas no contexto de produção de um adesivo aquoso, espumado e ainda são completamente eficazes na geração de uma espuma com tamanho de bolha muito pequeno. A capacidade de usar tais pressões baixas é uma razão pela qual o uso da energia cinética para mistura espumada de correntes de fluidos é uma vantagem distinta. A pressão de fornecimento baixa é vantajosa, pelo que a pressão de dispensa também será correspondentemente baixa. Portanto, o adesivo espumado terá uma tendência reduzida ao dano de dobras de papel tecido delicado, em comparação ao material adesivo dispensado em pressões mais altas. [065] Em um sistema de espumamento convencional, o gás de espumamento é usado não apenas para espumamento, porém o fornecimento de gás pressurizado também desempenha um grande papel na provisão de uma contrapressão para ajudar a motivar/dispensar material espumado do bocal. Em contraste, com relação às mesmas concretizações da presente invenção, o gás fornecido é usado principalmente para espumar e diluir o fornecimento de adesivo e a contrapressão do fornecimento de adesivo contribui mais significativamente para motivar/dispensar material espumado do bocal.

Consequentemente, as pressões relativas do fornecimento de adesivo e fornecimento de gás de espumamento podem impactar não apenas a ação de espumamento, porém também, as características de dispensa. Se a pressão do gás de espumamento for muito alta, a espuma resultante pode ser dispensada em uma pressão muito alta, com risco ou realmente causando dano ao substrato. Gás em excesso pode ser incorporado na espuma. Por outro lado, se a pressão do fornecimento de gás for muito baixa, uma quantidade de gás não suficiente pode ser incorporada a espuma como seria desej ado. [066] Com tais questões em mente, é desejável que a razão da pressão de fornecimento de gás de espumamento para a pressão de fornecimento de adesivo esteja na faixa de cerca de 0,25:1 a cerca de 2:1, contanto que a pressão de fornecimento de gás, de modo geral, não seja superior a cerca de 350 kPa e, mesmo não mais que cerca de 70 kPa superior à pressão de fornecimento de adesivo. Na verdade, um desempenho melhor tenderá a ocorrer quando a pressão de fornecimento de gás for igual ou inferior a pressão do fornecimento de adesivo. Por exemplo, foram observados excelentes resultados quando essa razão é de cerca de 1:1. [067] As pressões de fornecimento do adesivo e do gás são convenientemente medidas em qualquer ponto nas tubulações de fornecimento que conduzem ao sistema de espumamento e dispensa a ser usado, por exemplo, o sistema de bocal 100 das figuras 2 a 10, especificamente próximo ao sistema de bocal. As figuras 2 a 10 mostram um modo representativo pelo qual tais tampas de fluido e ar podem ser montadas em um conjunto de bocal 100, para praticar a presente invenção. 0 conjunto de bocal 100 geralmente inclui uma tampa de ar 102 presa à tampa de fluido 104 pelo anel retentor 106. Uma camada de espumamento 108 é formada entre a tampa de ar 102 e a tampa de fluido 104. A câmara de espumamento 108 inclui o canal 109 que conduz à saida 144, à medida que o espumamento pode tender a ocorrer tanto no volume principal da câmara 108, quanto no canal 109. [068] A tampa de fluido 104 possui uma haste de base roscada 112 em uma extremidade e uma ponta de saida alongada 114 na outra. A haste de base roscada 112 engaja de modo roscável um corpo do bocal (não mostrado) através da estrutura roscável 115. Uma gaxeta 116 ajuda a prover uma boa vedação entre a tampa de fluido 104 e o corpo do bocal. A passagem central 118 é usada para transportar composição adesiva e estende-se, de modo geral, axialmente através da tampa de fluido 104 a partir da entrada 120 para a saida 122 na extremidade de ponta 124. A extremidade de ponta 124 é mostrada na figura 2 como possuindo um chanfrado côncavo, porém outras estruturas podem ser usadas. Por exemplo, a extremidade de ponta 124 pode ser plana, convexa ou semelhante. [069] A saida 122 abre-se para o corpo principal da câmara 108 ou alternativamente, no começo ou mesmo dentro do canal 109 criado na tampa de ar 102 na direção da saida 114, de modo que o espumamento ocorre pelo menos dentro da porção principal da câmara 108 e opcional e adicionalmente no canal 109 conduzindo à saida 144. A parede que define a saida 144 é mostrada como sendo relativamente fina, porém ela pode ser tão espessa quanto desejado de acordo com a praticidade. O canal 109 conforme mostrado é geralmente concêntrico com a extremidade de ponta 124 e possui uma seção transversal circular, constante a partir de sua entrada para sua saida. Contudo, outras configurações podem ser usadas, caso desejado. Por exemplo, o canal 109 pode ter paredes que são escalonadas a partir da entrada para a saida ou divergentes, convergentes ou semelhante. Várias passagens de gás 125 estendem-se em um ângulo em relação ao eixo geométrico da tampa de fluido a partir das entradas 127 na face inferior 129 para as saidas 131 na face 130.

Essas saidas abrem-se para a porção principal da câmara 108. A tampa de fluido 104 inclui uma parede lateral 126, ressalto 128 e face 130. A parede lateral 126 inclui estrutura roscável 132 para engajar de modo roscável o anel retentor 106. A área de abertura da saida 122 desejavelmente é inferior à área de seção transversal na entrada, dentro do canal 109. [070] A tampa de ar 102 inclui uma base 134 possuindo flange periférico 136. Quando a tampa de ar 102 e tampa de fluido 104 são montadas em conjunto, o flange 136 repousa contra o ressalto 128. Uma gaxeta opcional (não mostrada) pode ser usada para ajudar a prover uma boa vedação. A parede lateral 138 e então a parede cônica 140 se estendem a partir da base 134 para a face 142. A saida 144 é provida na face 142 para dispensar adesivo espumado do conjunto de bocal 100. [071] O anel retentor 106 inclui parede lateral 148, que inclui estrutura roscável 150 para engajar a estrutura roscável 132 na tampa de fluido 104. Quando isso ocorre, o flange 152 ajuda a prender a tampa de ar 102 contra a face 130. O anel retentor é mostrado como possuindo uma forma hexagonal para facilitar o aperto com uma ferramenta, tal com uma chave de fenda ou semelhante, porém qualquer outra estrutura apropriada pode ser usada. Por exemplo, o anel retentor 106 também pode ser redondo e opcionalmente serrilhado para facilitar o aperto e remoção manual ou semelhante. [072] Em uso, uma composição adesiva aquosa é transportada para dentro da câmara 108, através do canal 118. Uma pressão de fornecimento de adesivo típica está na faixa de cerca de 6,9 kPa a cerca de 275, 8 kPa, cerca de 13,8 kPa a cerca de 206,8 kPa, e mesmo cerca de 34,5 kPa a cerca de 82,7 kPa. Nesse meio tempo, o gás de espumamento, tal como ar, é transportado para dentro da câmara 108, através das passagens de gás 125. Uma pressão de fornecimento de gás típica está na faixa de cerca de 6,9 kPa a cerca de 275, 8 kPa, cerca de 13,8 kPa a cerca de 206, 8 kPa, e mesmo cerca de 34,5 kPa a cerca de 82,7 kPa.

As pressões de fornecimento para a composição adesiva e os fluxos de gás geralmente são atipicamente baixas no contexto de produção de um adesivo aquoso, espumado e ainda são muito eficazes na geração de uma espuma com tamanho de bolha muito pequeno. A capacidade de usar tais pressões inferiores é uma razão pela qual o uso de energia cinética para misturar de forma espumada as correntes de fluxo é uma vantagem distinta. A pressão de fornecimento inferior é vantajosa, pelo que o adesivo espumado, dispensado terá uma tendência reduzida a danificar as dobras de papel tecido delicado, em comparação ao material adesivo dispensado em pressões superiores. [073] Quando os fluxos de adesivo e gás entram na câmara, a energia cinética dos fluxos provê energia, pelo que, os fluxos interagem em mistura para produzir a espuma. É comum que o adesivo seja liberado para a câmara 108 em uma razão de fornecimento, tal que, o volume cumulativo da câmara 108 incluindo o canal 109 seja maior que o volume dos ingredientes adesivos, excluindo os ingredientes gasosos, dentro da câmara 108 durante condições de estado firme. O volume em excesso extra provê espaço para que os fluxos sejam misturados turbulentamente, melhorando o processo de espumamento dentro do bocal. O volume em excesso extra também ajuda a garantir que o adesivo seja parcialmente espumado dentro da porção principal da câmara 108, embora o adesivo também espume no canal 109 do bocal.

Na concretização de bocal 100 conforme mostrada, a tampa de ar 102 possui uma forma de cone truncado. Como conseqüência disso e do posicionamento das passagens 125, os fluxos de gás que entram na câmara 108 tender a ricochetear para o interior da parede cônica 140 e então colidem radialmente com o fluxo axial de adesivo introduzido na câmara 108. [074] A área de abertura na ponta de entrada 114 é desejavelmente menor que a área da abertura de saida 144, de modo que o material não espumado pode ser dispensado do conjunto de bocal 100 de um modo, tal que, o contato entre o material e as paredes da abertura 144 é minimizado. Se o conjunto 100 incluir mais de uma tal entrada e/ou mais de uma tal saida, então isso é desejável, se a área total de tais aberturas for inferior à área total de tais saidas pela mesma razão. [075] O volume da câmara de bocal 108, incluindo o canal 109 pode variar de tamanho em uma ampla faixa, dependendo de fatores, tais como, natureza do adesivo e do gás(ses) de espumamento, pressões de fornecimento, razão de aplicação, etc. Nas concretizações representativas, a(s) câmara(s) interna(s) na(s) qual(is) o adesivo e o gás são combinados para produzir um adesivo espumado pode(m) variar de cerca de 0,1 cm3 a cerca de 2 cm3. Um volume de câmara representativo especifico é de cerca de 0,50 cm3. Para esses tamanhos de câmaras, o adesivo pode ser convenientemente fornecido, por exemplo, em uma razão de cerca de 10 a cerca de 32 g/min, a uma pressão de até cerca de 35 kPa ou mesmo até cerca de 21 a 7 0 kPa, enquanto a quantidade total de gás introduzido na câmara através das passagens de gás 125 está de acordo com as faixas percentuais de teor de espuma fornecidas acima. Os fluxos podem ser fornecidos em qualquer dada temperatura que geralmente esteja abaixo dos pontos de ebulição do(s) constituinte(s) do adesivo, porém vantajosamente pode ser fornecidos a temperatura ambiente. [076] O conjunto de bocal 100 das figuras 2 a 10 é facilmente incorporado a uma fileira de bocais para aplicação de um adesivo espumado a uma área grande. Por exemplo, dois ou mais conjuntos de bocal 100 podem ser acoplados a um cabeçote de tubulação comercialmente disponível na Spraying Systems Co. Isso permite a dispensa do adesivo sobre toda a largura da trama de papel tecido desejada durante a conversão. [077] A metodologia de espumamento da presente invenção também provê uma ferramenta extremamente útil para formulação de composições de adesivo que podem ser espumadas e então usadas para ligar laminados de papel tecido. Por exemplo, são determinadas informações relacionadas às características de espalhamento de um adesivo à base de água quando aplicado a um substrato de papel tecido. Especificamente, um ou mais adesivos a serem avaliados podem ser formulados. Esses podem diferir dentro amostras em termos de tipos de ingredientes usados, quantidades usadas de ingredientes e semelhantes. Essas amostras podem então ser avaliadas por espumamento em um bocal, conforme descrito com relação às figuras 2 a 10 e então dispensando sobre um substrato de papel tecido. As condições de espumamento e/ou dispensa (por exemplo, pressão de fornecimento, razão de fluxo de massa, tamanho da câmara, volume em excesso, temperatura, velocidade da trama, altura de dispensa, etc.) podem ser variadas entre as amostras. Os dados coletados podem então ser usados para formular uma composição adesiva a base de água. A composição adesiva resultante pode então ser fabricada e usada diretamente pelo fabricante. [078] Alternativamente, o adesivo pode ser comercializado para os clientes para aplicações nas quais o adesivo é espumado e aplicado sobre um substrato de papel tecido. No curso de tal comercialização, uma composição adesiva pode ser fornecida em combinação com as instruções, compreendendo informações relacionadas ao espumamento do adesivo e aplicação do adesivo espumado sobre um substrato de papel tecido. Essas instruções podem ser passadas oralmente entre o pessoal do fornecedor e do cliente, através da Internet, pela literatura direcionada a comercialização, em instruções fornecidas na embalagem do adesivo ou combinações dessas. [079] A presente invenção será descrita agora com referência aos exemplos ilustrativos que se seguem. As matérias-primas que se seguem são usadas nos exemplos: Celvol 523, álcool polivinilico (PVA) comercialmente disponível na Celanese Ltd.; 1601 West LBJ Freeway, Dallas, Texas 75381-9005, USA;

Celvol 205, álcool polivinilico comercialmente disponível na Celanese Ltd., 1601 West LBJ Freeway, Dallas, Texas 75381-9005, USA;

KurarayPoval PVA 205, álcool polivinilico comercialmente disponível na Kuraray Co., Ltd.

Japan/distribuído pela Kuraray America, Inc, 200 Park Avenue, New York, New York 10166, USA;

Niaproof Anionic Surfactant 4, comercialmente disponível na Niacet Corp., P. O. Box 1314 Buffalo, New York 14240, USA;

Chang Chun BP-24, álcool polivinilico comercialmente disponível na Chang Chun Petrochemical Ltd. No. 301 Songkiang Road 7th F1. Taipei, Taiwan;

Charge +39, amido catiônico comercialmente disponível na Cargill Incorporated, 171016th Street Southeast, Cedar rapids, Iowa 52401, USA;

Bacote 20, carbonato de zirconila amônio comercialmente disponível na Magnesium Electron Inc., 500 Point Breeze Road, Flemington, New Jersey 08822, USA; e Laponite, silicato de magnésio estruturado, comercialmente disponível na Southern Clays Products.

Exemplo 1: [080] Um produto adesivo é formado por dissolução de 100 g de álcool polivinilico Celvol 523 em 878 g de água quente. Após o resfriamento, a solução é combinada com 12 g de polipropileno glicol e 10 g de um agente de espumamento (Niaproof Anionic Surfactant4™). Alternativamente, glicerina (ou glicerol) pode ser adicionada ao produto ou usada no lugar de polipropileno glicol. Durante o uso, o produto é bombeado de um tanque para a câmara de um bocal descrito nas figuras 2-10 em aproximadamente 34,5 kPa, onde impacta o fluxo de ar pressurizado (aproximadamente 34,5 kPa) e espuma dentro do bocal. A espuma é então aspergida sobre uma trama de papel tecido do bocal quando da demanda. A trama é combinada com outra trama para formar um laminado de dobra dupla, que é enrolado em um rolo. [081] Espera-se que a resistência da ligação por dobra desse laminado de dobra dupla seja de 0,31 gf/cm para um peso de revestimento aplicado de 0,520 g/m2. A resistência da ligação por dobra é a resistência ao descascamento ou a carga média por largura unitária de libação necessária para separar uma dobra de papel tecido da outra, na interface de adesivo, a um ângulo de separação de 180° e a uma razão de separação de 30,48 cm por minuto. Não é esperada a observação de colisão nessas condições. Espera-se que o teor da espuma para esse exemplo seja de cerca de 25-28%.

Alternativamente, o produto é aspergido a 120 kPa. Nessas condições, o teor de espuma é de 38%. [082] Alternativamente, a espuma é aspergida sobre uma trama não tramada que não é tecida e ligada a um segundo substrato. [083] Alternativamente, a espuma é aspergida sobre uma folha superior de uma fralda, absorvente higiênico ou absorvente diário e ligada a um segundo substrato, tal como um núcleo ou uma folha posterior.

Exemplo 2: [084] Um produto adesivo é formado por dissolução de 100 g de Kuraray Poval PVA205™ (alternativamente Celvol 205™ PVA pode ser usado) em 886 g de água quente contendo 1,0 g de ácido bórico, 1,5 g de ácido cítrico e 15 g de silicato em camadas sintético contendo um peptizador polifosfato inorgânico. Após o resfriamento, a solução é combinada com 5 g de glicerina (ou glicerol) e 1 g de agente de espumamento (Niaproof Anionic Surfactant 4™) .

Alternativamente, polipropileno glicol pode ser adicionado ao produto ou usado no lugar da glicerina (ou glicerol). 1- 5 g de nitrito de sódio são também adicionados ao sistema.

Tripolifosfato de sódio pode ser usado no lugar ou em combinação com o nitrito de sódio. A viscosidade do produto foi então ajustada para um valor abaixo de 500 cp por adição de água. Durante o uso, o produto é bombeado de um tanque para uma câmara de um bocal de acordo com as figuras 2-10, onde interage em forma de mistura com o ar sob condições, tais que, a câmara possui um volume em excesso para permitir formação de espuma, que então está disponível para aplicação sobre uma trama, tal como um papel tecido. A espuma pode ser aplicada como um spray ou em microesferas separadas ao papel tecido, que pode então ser combinado com outra trama para formar um laminado de dobra dupla. A espuma é dispensada a uma pressão de cerca de 21,8-55,2 kPa. [085] Espera-se que a resistência de ligação por dobra desse laminado de dobras duplas, criada com uma aspersão de adesivo espumado, seja de 0,31 a 0,62 gf/cm. Espera-se que a colisão do adesivo seja insignificante ou muito fraca quando o peptizador for adicionado ao produto e significativa quando nenhum peptizador for empregado.

Exemplo 3: [086] Um produto adesivo é criado por dissolução de 40 g de Chang Chun BP-24™ em 957 g de água quente com ou sem ácidos cítrico e bórico. Após o resfriamento a solução é combinada com 5 g de glicerina (ou glicerol) e 1 g de agente de espumamento (Niaproof Anionic Surfactant 4™).

Alternativamente, polipropileno glicol pode ser adicionado ao produto ou usado no lugar da glicerina (ou glicerol).

Uma pequena quantidade de 0,1 a 5 g de nitrito de sódio é também adicionada ao sistema. Durante o uso, o produto é bombeado de um tanque para uma câmara de um bocal onde intermistura em forma de colisão, na câmara, com o ar para formar um adesivo espumado. A espuma é então aspergida sobre uma trama de papel tecido, o papel tecido imediatamente sendo combinado com a outra trama para formar um laminado de dobra dupla e então enrolado em um rolo. [087] Espera-se que a resistência da ligação por dobra desse laminado de dobra dupla seja de 0,8-1 gf/cm. Espera- se que a colisão do adesivo seja leve. [088] Alternativamente, a espuma é aspergida sobre uma trama não tecida que não é papel tecido e ligada a um segundo substrato. [089] Alternativamente, a espuma é aspergida sobre uma folha superior da fralda, absorvente higiênico ou absorvente diário e ligada a um segundo substrato, tal como um núcleo ou uma folha posterior.

Exemplo 4: [090] Um produto adesivo é preparado por suspensão de 150 g-200 g de Charge +39™ em 797-845 g de água. A mistura foi aquecida a 88-93°C por 30 minutos, então resfriada para 27-43°C. Os preservantes e Niaproof Anionic Surfactant 4™ são adicionados a combinação. Durante o uso, o produto é fornecido de um tanque para um bocal onde é espumado e aspergido sobre uma trama de papel tecido. O papel tecido é imediatamente combinado com outra trama para formar um laminado de dobra dupla e então enrolado em um rolo.

Exemplo 5: [091] 800 g de solução aquosa de polímero de ácido acrílico (23% de sólidos) são combinadas com 9,20 g de Bacote 20™, carbonato de zirconila amônio. Água é adicionada para ajustar a viscosidade da solução para 100- 300 cp. O pH do material é ajustado para 7,5-8,0 por adição de ácido fosfórico. Durante o uso, o produto é bombeado de um tanque para um bocal onde é espumado e aspergido sobre uma trama de papel tecido em movimento. O papel tecido é imediatamente combinado com a segunda trama para criar um laminado de dobra dupla.

Exemplo 6: [092] Qualquer um dos exemplos 1-3, compreendendo adicionalmente homopolímero de acetato e seus copolímeros.

Exemplo 7: [093] Exemplo 4 compreendendo adicionalmente uréia. O ingrediente (0 a 10% com base no peso total da fórmula) é adicionado a combinação durante o estágio de resfriamento (isto é, temperatura de 27-43°C).

Exemplo 8: [094] Qualquer um dos exemplos 1-7 ocorre com a trama de papel tecido movimentando-se a uma velocidade de até 300 m/min, enquanto o bocal permanece estacionário.

Exemplo 9: [095] São preparados os Exemplos 1-3 que resultam em um adesivo espumado possuindo 20-38% de espuma.

Exemplo 10: [096] Os Exemplos 1-3 são preparados usando nitrogênio ao invés de ar. Os resultados são semelhantes aos das espumas criadas com ar.

Exemplo 11: [097] Uma empresa possuindo conhecimento na fabricação de adesivos emprega a formulação de um adesivo à base de água para uso na fabricação de laminados e produtos de papel tecido. As especificações do produto de papel tecido e processo (tais como, características de espalhamento, a velocidade da linha de fabricação de papel tecido, o desejo de gravar o papel tecido, tempo de secagem e resistência a tensão do papel tecido) são consideradas. A empresa formula um adesivo apropriado para satisfazer as especificações e promove o uso da composição adesiva em uma aplicação espumável para uso em um substrato de papel tecido (através de meios, tais como, representação do pessoal de vendas, informações do produto na Internet, novos produtos, literatura anexa e semelhantes).

Exemplo 12: [098] A empresa no Exemplo 11 fornece um kit à industria compreendendo uma composição adesiva à base de água apropriada para espumamento e instruções de uso da mesma composição adesiva à base de água no papel tecido em um estado espumado. As instruções estão na forma de mensagens de e.mail do pessoal de vendas da empresa para o cliente. Alternativamente, as instruções estão na forma de noticias publicadas na página da Internet com relação aos benefícios desse adesivo quando usado em um estado espumado sobre os papéis tecido. Alternativamente, as instruções estão na forma de uma sugestão verbal de um representante de vendas ao cliente para uso do adesivo em uma aplicação espumada sobre os papéis tecido. [099] Outras concretizações dessa invenção ficarão claras aos versados na técnica mediante consideração desse relatório descritivo ou da prática da invenção revelada aqui. Várias omissões, modificações e alterações aos princípios e concretizações descritos aqui podem ser feitas por um versado na técnica, sem com isso fugir do escopo e espírito verdadeiros da invenção, que são indicados nas reivindicações que se seguem. Nas abreviaturas, "cm" significa centímetro, "cp" significa centipoise, "min" significa minutos, "kPa" significa kilopascal, "g" significa grama, "mg" significa miligrama, "gf" significa grama-força.

Claims

1. Método para fabricação de um adesivo espumado à base de água, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: (a) levar um ou mais fluxos de uma composição adesiva à base de água a impactarem um ou mais fluxos de um gás pressurizado em uma câmara de um bocal, sob condições, tais que, pelo menos porções dos fluxos impactando interajam pela mistura turbulenta para formar um adesivo espumado na câmara, onde a composição adesiva e o gás pressurizado são fornecidos a uma pressão na faixa de 6,9 kPa a 275,8 kPa; e em que a etapa (a) acontece substancialmente na ausência de cisalhamento mecânico; e (b) dispensar o adesivo espumado a partir da câmara.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição adesiva incorpora um agente antinévoa selecionado do grupo consistindo em um borato ou agente de reticulação bórico e combinações desses.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a câmara possui um volume em excesso, tal que o volume do um ou mais fluxos de adesivo é de 10% a 70% do volume total da uma ou mais câmaras nas quais ocorre o espumamento.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição adesiva é à base de água e compreende pelo menos 50% em peso de água com base no peso total da composição adesiva.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição adesiva compreende uma quantidade de um agente de modificação de reologia eficaz para ajudar a conferir à composição características de finura de cisalhamento.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição adesiva compreende nitrito de sódio.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a espuma é dispensada em uma ou mais dobras para formar um laminado selecionado do grupo consistindo em papel tecido sanitário, papel tecido facial, lenços de papel tecido e papel toalha.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa (b) compreende a dispensa do adesivo espumado como corpos independentes, discretos, a partir do bocal para um substrato.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os fluxos são independentes a uma temperatura de até 30 °C quando introduzidos na câmara.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a câmara possui pelo menos uma entrada através da qual o adesivo é introduzido na câmara e pelo menos uma saída a partir da qual o adesivo espumado é dispensado a partir da câmara, e em que o tamanho total de abertura da pelo menos uma entrada é menor do que a área de abertura total da pelo menos uma saída.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pressão de fornecimento do gás pressurizado é de não mais que 10 psig (70 kPa) maior do que a pressão de fornecimento da composição adesiva.

12. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pressão de fornecimento do gás pressurizado é menor ou igual à pressão de fornecimento da composição adesiva.

13. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pressão de fornecimento do gás pressurizado é igual à pressão de fornecimento da composição adesiva.