BRPI0611637A2

BRPI0611637A2 - processo para aplicação de vapor a um material de manta

Info

Publication number: BRPI0611637A2
Application number: BRPI0611637-0A
Authority: BR
Inventors: Wayne Robert Fisher; Mark Stephen Conroy; Donn Nathan Boatman
Original assignee: Procter & Gamble
Priority date: 2005-06-08
Filing date: 2006-06-02
Publication date: 2010-09-28
Also published as: CA2611617C; MX2007015491A; US7694433B2; EP1899531A2; WO2006132977A2; CA2611617A1; WO2006132977A3; US20060283038A1

Abstract

PROCESSO PARA APLICAçãO DE VAPOR A UM MATERIAL DE MANTA. é apresentado, na presente invenção, um método para o processamento de um material de manta que tem uma direção da máquina, bem como uma direção transversal à máquina que é coplanar e perpendicular à mesma. O método incorpora a etapa de primeiro dirigir um material de manta (12) para perto de um aerofólio (18) . Aplica-se, então, vapor (22) ao material de manta pelo dito aerofólio. Finalmente, o material de manta é processado por qualquer operação de processamento de material de manta a jusante.

Description

"PROCESSO PARA. APLICAÇÃO DE VAPOR A TJM MATERIAL DE MANTA"

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a um aparelho paraaplicação de um fluido a um material de manta em movimento,de modo a acentuar os efeitos de diversos processos demanuseio de mantas. A titulo de exemplo, a aplicação de vaporpode ser usada para plasticizar, de maneira eficaz, ummaterial de manta, tornando-o mais suscetível à deformação.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Na fabricação e no processamento de um materialde manta em movimento, é desejável proporcionar a introduçãode fluidos, como vapor, no dito material de manta, de modoa acentuar o efeito de diversos processos de manuseio demantas. Por exemplo, o vapor pode ser usado para umedeceruma manta que tenha sido excessivamente seca devido a umequipamento de fabricação de mantas, ou a um processo demanuseio de mantas, que tenda a remover a umidade do materialde manta durante o manuseio. É fato conhecido que acondensação sobre o material de manta, devida ao impacto devapor sobre a mesma, aumenta de maneira eficaz a temperaturado material de manta, bem como seu teor efetivo de umidade.

Acredita-se que isso efetivamente plasticize a manta,facilitando o processo e tornando-a mais suscetível àdeformação. Além do mais, o vapor tem sido usado paraotimizar tanto a geração de volume como a eficiência detração desses procedimentos de gofragem que resultam em umgofrado de alta definição. Esses processos com vapor têmsido usados no processamento de substratos produzidos pordeposição a ar (airlaid), substratos produzidos pordeposição a úmido (wetlaid) de camada única, substratosproduzidos por deposição a úmido (wetlaid) de camada dupla,substratos não-tecidos, tecidos de trama urdida e tecidosde malha.

Numerosos processos para a aplicação de vapor aum material de manta são conhecidos na técnica. Por exemplo,rolos precursores de materiais laminados de base encrespadapodem ser desenrolados e passados sobre uma barra de vaporantes da gofragem do material de manta entre cilindros deaço encaixados. Nesse tipo de processo, vapor de altaqualidade é fornecido a uma barra de aplicação, a uma pressãoque pode situar-se em qualquer ponto entre 34,5 kPa (5 psi)e 68,9 kPa (10 psi) . Uma barra tipica é construída a partirde um tubo de aço inoxidável, terminada em uma ou ambas asextremidades, e dotada de uma pluralidade de bocais. Osbocais são capazes de fornecer uma aspersão de vapor a ummaterial de manta em movimento, enquanto este passa próximoà barra de vapor. Um exemplo de processo que usa esse tipode aplicação é descrito na patente U.S. n° 6.077.590.

No entanto, esse tipo de aplicação pode terdesvantagens significativas. Por exemplo, o vapor é aplicadoao material de manta em movimento sob condições ambientes.

Isso pode permitir que o vapor que não impacte o material demanta seja liberado na atmosfera ambiente e, então, secondense sobre o equipamento de processamento. Essacondensação pode causar o aparecimento de ferrugem noequipamento de processamento. Isso pode, então, encurtar avida útil de dispendiosos equipamentos de processamento. Alémdo mais, o impacto do vapor sobre o material de manta emmovimento pode causar o deslocamento de detritos depositadossobre o material de manta. Esses detritos deslocados são,então, levados pelo ar, e podem depositar-se sobre osequipamentos de processamento úmidos. A deposição e o acúmulode detritos aumenta o risco de contaminação do produto ou,de outro modo, aumenta a freqüência da necessidade de limpezae manutenção do equipamento de processamento, bem como oesforço aplicado nesses procedimentos. Adicionalmente, nemtodo o vapor que emana do tubo de aço inoxidável é eficazmentedepositado sobre o material de manta em movimento. Caso seconsiderasse como partícula uma molécula de vapor, apartícula de vapor tem, mediante sua liberação a partir dabarra de vapor, suficiente energia cinética para permitir queas mesmas ricocheteiem do material de manta para a atmosferaambiente circundante ao mesmo. Isso não oferece quaisquerefeitos de aquecimento do material de manta. Isso podefornecer ao material de manta calor insuficiente parafacilitar qualquer deformação plástica que possa sernecessária, devido às necessidades de qualquer processamentoa jusante. Em resumo, esses processos simplesmente não sãoeficientes.

Há outros sistemas para a aplicação de vapor a ummaterial de manta, os quais apresentam eficiências declaradasmais altas. No entanto, esses sistemas tendem a serdesnecessariamente complexos. Por exemplo, alguns sistemasapresentam um par de caixas de vapor livres de gotejamento,dispostas acima e abaixo do plano de um material de manta emmovimento. As caixas de vapor são, geralmente, estreitamentecircundadas e encerradas por um compartimento de câmara devapor. 0 compartimento de câmara de vapor confinatemporariamente um vapor ascendente na adjacência imediatado material de manta. 0 excesso de vapor é removido por meiode um sistema de exaustão por corrente descendente. Essessistemas de processamento por vapor são apresentados napatente U.S. n° 3.8 68.215. A incorporação desses equipamentoscomplexos de processamento a um sistema para processamentode material de manta não é, em geral, financeiramenteexeqüível.

Portanto, seria vantajoso proporcionar aaplicação de um fluido, como vapor, a um material de mantaem movimento, com baixo custo e de maneira não-complexa. Édessa maneira que um material de manta pode ser aquecido eumedecido de modo a facilitar a deformação plástica. 0aumento da capacidade de um material de manta paradeformar-se plasticamente facilita o tratamento, a jusante^,do material de manta tratado para gofragem, compactação,amaciamento e contração.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção apresenta um método para oprocessamento de um material de manta que tem uma direção damáquina, bem como uma direção transversal à máquina que écoplanar e perpendicular à mesma. O método compreende a etapade primeiro, dirigir um material de manta para perto de umaerofólio. O vapor é, então, aplicado ao material de mantapelo dito aerofólio. O material de manta pode, então, serprocessado conforme necessário para seu uso pretendido.

A presente invenção apresenta, também, um métodopara aplicação de vapor a um material de manta. 0 métodocompreende as etapas de utilizar um aerofólio tendo ao menosuma abertura disposta sobre o mesmo, passar vapor através dessaao menos uma abertura, e dirigir o material de manta para juntodo vapor, de modo que este impacte o material de manta.

A presente invenção apresenta, também, um métodopara a produção de um material de manta gofrado que tem umadireção da máquina, bem como uma direção transversal à máquinaque é coplanar e perpendicular à mesma. 0 método compreendeas etapas de produzir um material de manta seco, dirigir o ditomaterial para junto de um aerofólio, aplicar vapor ao materialde manta seco por meio do aerofólio, e gofrar o dito materialde manta.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 é uma vista em planta de uma modalidadeexemplar de um processo para incorporação de um fluido em ummaterial de manta em movimento, de acordo com a presenteinvenção;

A Figura 2 é uma vista em seção transversal de umamodalidade exemplar de um dispositivo destinado a obter aincorporação de um fluido em um material de manta em movimento;e

A Figura 3 é uma vista em planta superior emseparação parcial da modalidade exemplar da Figura 3,detalhando diversos tipos e configurações de aberturasadequados a um dispositivo exemplar de acordo com a presenteinvenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Descobriu-se que a introdução de um fluido, comovapor, em um material de manta antes de qualquer processamentodo mesmo pode acentuar os efeitos do processo a jusante. Porexemplo, acredita-se que o impacto e a subseqüentecondensação do vapor sobre um material de manta, e/ou nointerior do mesmo, antes de qualquer processo a jusante,aumente tanto a temperatura como o teor de umidade do materialde manta. 0 aumento da temperatura e/ou da umidade de ummaterial de manta pode efetivamente torná-lo mais suscetívelà deformação plástica, facilitando portanto a sua deformação.Nesse sentido, descobriu-se que aerofólios podem ser usadoscomo dispositivo de aplicação para o impacto de um fluido comoesse sobre esse tipo de material de manta, ou para dentro domesmo. Usando um aerofólio como dispositivo de aplicação paraesse tipo de fluido pode manter contato íntimo entre o vapore o material de manta durante um período de tempo suficientepara permitir que ocorra a condensação do fluido sobre omaterial de manta, ou no interior do mesmo. Embora seja fatoconhecido que os aerofólios podem ser eficazes na separaçãodo ar da camada-limite de uma superfície de material de mantamovendo-se em alta velocidade descobriu-se,surpreendentemente, que a introdução de fluidos no lugar doar da camada-limite removido do material de manta peloaerofólio pode proporcionar ao dito material os benefíciosacima mencionados.

Deve-se compreender que os fluidos com escoposimilar ao da presente invenção poderiam oferecervirtualmente qualquer benefício desejado a um material demanta. Esse tipo de benefício pode compreender aparência,textura, odor ou qualquer outra característica físicadesejada ou pretendida do material de manta. Nesse sentido,fluidos com escopo similar ao da presente invenção podemincluir materiais substancialmente gasosos, como aerossóis,fumaça e outros fluidos contendo particulados, bem comolíquidos que podem ser aquecidos até atingir sua forma gasosa,como vapor, hidrocarbonetos, ar carregado com água, outrosvapores químicos e similares. Embora uma modalidadepreferencial da presente invenção incorpore o uso do vaporcomo um fluido, deve-se compreender que uma referência a vapordestina-se a incluir qualquer fluido ou combinações defluidos, e/ou vapores adequados ao uso na presente invenção,conforme discutido acima.

Os materiais de manta que apresentam umasuscetibilidade aumentada à deformação plástica podemdemonstrar uma aparência gofrada otimizada para qualquerdesenho de gofragem, bem como profundidade de engate adequada.Em outras palavras, a adição de uma pequena quantidade deumidade a um material de manta mediante a aplicação de vaporpode aumentar a capacidade de estiramento no material de manta,permitindo assim uma melhor aparência gofrada. Isso pode serparticularmente verdadeiro no que se refere a substratosproduzidos por deposição a úmido (wetlaid) e substratosproduzidos por deposição a ar (airlaid) que foram gofradosmediante um processo de gofragem com aninhamento profundo.

Tabela 1. Exemplos de eficiência na resistênciaà tração a seco na DT para celulose produzida por deposiçãoa úmido (wetlaid) não-otimizada por vapor e otimizada porvapor<table>table see original document page 9</column></row><table>

Como pode ser visto na Tabela 1, a aplicação de

vapor a um material de manta de celulose produzido pordeposição a úmido (wetlaid), antes de sua gofragem comaninhamento profundo, pode conferir ao material de manta decelulose gofrado final uma maior altura de deformação, comuma eficiência de resistência à tração a seco em direçãotransversal à máquina (DT) mais alta que um material de mantade celulose similar não tratado com vapor. De acordo com oconhecimento convencional e conforme é sabido pelos versadosna técnica, as eficiências de resistência à tração a seco naDT são geralmente usadas como uma medida da resistência damanta, pois sabe-se que os substratos produzidos pordeposição a úmido (wetlaid) apresentam uma capacidade deestiramento menor na DT que na direção da máquina (DM) .Portanto, conforme foi descoberto e sumarizado na Tabela 1,a aplicação de vapor ao material de manta antes dessa etapade gofragem pode conferir ao material de manta uma capacidadede estiramento (isto é, eficiência de tração) adicional.Gráfico 1. Temperatura de transição vitrea para celulosecristalina a 60%

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Como pode ser visto no Gráfico 1, sem se ater àteoria, acredita-se que a aplicação de vapor a um materialde manta de celulose cause um aumento tanto no teor deumidade como na temperatura eficaz do material de mantatratado. Isso faz com que o material de manta de celulosese mova da região indicada no gráfico como elástica (istoé, em que as fibras tendem a exibir um comportamento típicosemelhante a elástico) para a região em que o substrato àbase de celulose é capaz de deformação plástica. Esse tipode gráfico é típico para vários materiais celulósicos, epode ser encontrado em referências, inclusive J. Vreeland,et al., Tappi Journal, 1989, páginas 139 a 145.

A Figura 1 representa um método exemplar para aaplicação de vapor a um material de manta adequado ao uso emum processo de gofragem. 0 processo 10 resulta em um materialde manta 12 a ser desenrolado de um rolo precursor 14 e passadopor um primeiro estrangulamento 16. 0 material de manta 12é, então, passado próximo ao aerofólio 18, onde o vapor 22é descarregado do mesmo, gerando um impacto sobre o materialde manta 12 e, de preferência, para dentro do mesmo. Dessamaneira, é dado ao vapor 22 um tempo de permanência junto aomaterial de manta 12 que é equivalente à dimensão na DM doaerofólio 18. Os materiais de manta 12 (como os substratosproduzidos por deposição a ar (airlaid), os substratos decamada única, os substratos de camadas múltiplas, substratosproduzidos por deposição a úmido (wetlaid) , substratosnão-tecidos, tecidos de trama urdida, tecidos de malha ecombinações dos mesmos) pode, então, ser tratados em qualquera operação 20 a jusante incluindo, mas não se limitando agofragem com cilindros de borracha sobre aço, gofragem comcilindros de aço encaixados, gofragem com aninhamentoprofundo, compactação, amaciamento, microcontração ecombinações dos mesmos.

Como pode ser visto na Figura 2, o aerofólio 18é dotado de uma borda anterior 34 e uma borda posterior 36.0 material de manta 12 chega perto do aerofólio 18 maispróximo e é coincidente com o mesmo ao longo da primeirasuperfície 26. O vapor 22 é fornecido ao longo do conduto32 ao aerofólio 18 através da região 30, e fica contido nointerior da região interna 24 do aerofólio 18. 0 vapor 22contido no interior da região interna 24 do aerofólio 18 é,então, dotado de suficiente pressão para permitir que ovapor 24 saia do aerofólio 18 através da abertura 38, próximoà borda anterior 34. Conforme o material de manta 12 chegaperto do aerofólio 18 mais próximo, o ar da camada-limitejunto à camada da manta 12 é aerodinamicamente e fluidamentedirigido para além da borda anterior 34 e para a segundasuperfície 28 do aerofólio 18. A remoção do ar dacamada-limite do material de manta 12 próximo à bordaanterior 34 do aerofólio 18 facilita, então, a migração e/oua transmissão fluida do vapor 22 através da região 38 parauma posição externo ao aerofólio 18 e em contato com omaterial de manta 12. Se o material de manta 12 é submetidoa uma tensão na direção da máquina, a migração de vapor 22para dentro do mesmo, próximo ao aerofólio 18 e ao longo daprimeira superfície 26, pode ser coincidente com o movimentodo material de manta 12 para além da primeira superfície 26do aerofólio 18. Portanto, o vapor 22 precisa permanecerpróximo ao material de manta 12 ao longo da distância na qualeste se desloca da borda anterior 34 à borda posterior 36do aerofólio 18. Um material de manta 12 movendo-se emvelocidade mais alta pode precisar que o aerofólio 18 tenhauma dimensão na DM aumentada, de modo a oferecer um tempode permanência adequado para que o vapor 22 permaneçapróximo ao aerofólio 18.

Sem se ater à teoria, acredita-se que o aumento dotempo de permanência durante o qual o vapor 22 está próximoao material de manta 12 proporciona um maior impacto do vapor22 sobre o dito material de manta 12, e para dentro do mesmo.Isso pode, então, proporcionar os benefícios acima descritos(isto é, melhor gofragem, melhor compactação, melhoramaciamento e/ou melhor contração).

Na modalidade exemplar mostrada na Figura 2, aabertura 38 está disposta sobre o aerofólio 18 em uma regiãopróxima da borda anterior 34, e é representada como a dimensãoA. No entanto, o versado na técnica deve compreender que aabertura 38 poderia estar posicionada na metade anterior doaerofólio 18, representado como a dimensão B. No entanto, oversado na técnica compreenderá que o impacto do vapor 22sobre o material de manta 12 a partir da abertura 38 pode seriniciado em qualquer ponto ao longo da primeira superfície26 do aerofólio 18, aqui representado como a dimensão C. Umaerofólio 18 adequado de formato apropriado e com asdimensões necessárias para uso em uma linha de conversão delargura total poderia ser fabricado por meio de técnicas bemconhecidas e comercialmente disponíveis, como extrusão dealumínio e similares.

Conforme é de conhecimento dos versados na técnica,um típico processo de conversão em escala completa, comoaqueles que incorporam o PCMC Kroleus Center Rewinder, podeter uma velocidade máxima do material de manta 12 de cerca de610 metros por minuto (2.000 pés por minuto), com uma larguramáxima do material de manta 12 de cerca de 2,82 m(111 polegadas). Para esse tipo de aplicação, um exemplo deaerofólio 18 pode ser formado a partir de alumínio extrudado.Esse aerofólio 18 exemplar, porém não-limitador, poderia terdimensões de cerca de 10,16 cm (4 polegadas) de comprimentona DM, 2,54 cm (1 polegada) de altura, e portas de alimentaçãode vapor 22 de 2,54 cm (1 polegada) espaçadas em cerca de 30,48cm (12 polegadas) na DT. Um aerofólio 18 pode ser dotado deuma única fenda na borda anterior 34 tendo uma largura de cercade 0,38 mm (0,015 polegadas) através da largura do ditoaerofólio 18 pode proporcionar um fluxo adequado de vapor 22,bem como uniformidade na DT, para otimizar as operações típicasde processamento de material de manta 12, como a gofragem.Adicionalmente, a inclusão de elementos internos de suporteem um desenho de matriz de extrusão do aerofólio 18 podeoferecer estabilidade estrutural adicional ao dito aerofólio18. No entanto, é preferencial que esses elementos internosnão restrinjam excessivamente a área da seção transversaldisponível para fluxo de vapor 22 na DT no interior do aerofólio 18.

Para operações com material de manta 12 emvelocidade mais alta, pode ser desejável aumentar ocomprimento na DM do aerofólio 18 de modo a proporcionarsuficiente tempo de permanência para que ocorra a condensaçãode vapor 22 sobre o material de manta 12 e no interior do mesmo,sem qualquer limite teórico. A redução do comprimento na DMdo aerofólio 18 pode proporcionar alguma economia em custode materiais e, além disso, oferecer um tempo de contatoadequado do vapor 22 com o material de manta 12. No entanto,o comprimento na DM do aerofólio 18 não deve ser reduzido aoponto em que o fluxo eficaz de vapor 22 na DT sofra constrição.

Adicionalmente, a altura do aerofólio 18 poderia seraumentada sem qualquer limite teórico, de modo a oferecer áreaadicional na DT.

Descobriu-se que o formato exemplar, porémnão-limitador, do aerofólio 18 mostrado na Figura 2 ofereceuma transferência eficaz de vapor 22 para o material de manta12, sem perturbar qualquer trajetória de processo dematerial de manta 12 preexistente. Como é de conhecimentodo versado na técnica, é possível incorporar princípios deprojeto de aerofólio bem conhecidos para a obtenção de umaerofólio 18 único tanto para a adição de vapor 22 como paradesempenhar as funções comuns do aerofólio 18, comoespalhamento da manta, controle da manta, giro da manta esimilares. Nesse caso, um aerofólio 18 preferencial poderiaser projetado de modo a ser simétrico ou semi-simétrico, ea trajetória do material de manta 12 poderia envolver umaporção substancial da superfície curva desse tipo deaerofólio 18. Da mesma forma, o aerofólio 18 poderia serligeiramente curvado, conforme necessário.

Retornando novamente à Figura 1, o aerofólio 18é, de preferência, colocado diretamente na trajetóriapreexistente do material de manta 12 entre as linhas decontato das duas unidades de processamento 16 e 20. Oaerofólio 18 poderia estar posicionado mais adiante natrajetória do material de manta 12, para otimizar suafuncionalidade como um dispositivo para manuseio domaterial de manta 12. No entanto, isso pode tender a aumentara força de arrasto ao longo do material de manta 12. Se nãofor necessário o manuseio do material de manta 12, égeralmente preferencial posicionar o aerofólio 18 de modoque o contato entre o mesmo e o material de manta 12 sejamantido de maneira confiável em todo o comprimento doaerofólio (de A a C) com um mínimo de arrasto, conformemostrado na Figura 2.

O formato do aerofólio 18 poderia ser modificado,de modo que o ponto de estagnação 44 (o ponto mais à frenteda borda anterior 34) do aerofólio 18 esteja mais próximo àtrajetória do material de manta 12. 0 grau de assimetria daborda anterior 34 do aerofólio 18 poderia ser aumentado paradirigir uma quantidade maior do ar da camada-limite para longeda zona de interação vapor-manta, posicionado entre o pontode estagnação 44 e o material de manta 12. No entanto, édesejável manter uma separação entre a abertura 38 e atrajetória do material de manta 12, de modo a evitar que fibrassoltas se acumulem e bloqueiem porções da abertura 38.

Adicionalmente, é preferencial posicionar a borda posterior36 do aerofólio 18 tão perto quanto possível de qualquerequipamento de processamento 20 a jusante, de modo a minimizara perda de calor do material de manta 12 antes doprocessamento.

Embora não mostrada, a tubulação de fornecimentodo sistema de vapor é projetada para fornecer vapor de altaqualidade ao aerofólio 18. A pressão-alvo de vapor na saída38 do aerofólio 18 situa-se, de preferência, entre cerca de3.450 Pa (0,5 psi) a cerca de 34.500 Pa (5 psi) . Idealmente,a pressão de fornecimento é alta o suficiente para que apressão no ponto de aplicação de vapor 22 no material demanta 12 possa ser controlada para uma faixa que abranja apressão-alvo. No entanto, deve-se compreender que o vaporde alta qualidade poderia ser fornecido ao aerofólio 18 dequalquer maneira conhecida pelos versados na técnica,inclusive aquelas descritas na patente U.S. n° 6.077.590.

Conforme mostrado nas Figuras 2 e 3, a abertura 38está, geralmente, disposta dentro da primeira superfície 26do aerofólio 18. A abertura 38 pode estar sob a forma de umorifício (não mostrado) , um corte 42 e/ou uma fenda 40,dispostos sobre ao menos uma porção da primeira superfície26 do aerofólio 18. Alternativamente, a abertura 38 pode estarsob a forma de uma pluralidade de orifícios (não mostrados),cortes 42 e/ou fendas 40, dispostos sobre ao menos uma porçãoda primeira superfície 26 do aerofólio 18, na DM e/ou na DT.Especificamente, o uso de uma série de fendas 40 curtas,espaçadas na DM e desalinhadas ao longo do aerofólio 18 naDT, pode proporcionar uma estabilidade estrutural otimizadaao aerofólio 18, em comparação a um único orifício (nãomostrado), um único corte 42 ou uma única fenda alongada 40.

Isso pode oferecer estabilidade estrutural a um aerofólio 18conforme o aerofólio 18 se aquece e resfria durante os típicosciclos de produção. Em algumas aplicações, pode serpreferencial o uso de múltiplos orifícios (não mostrados),cortes 42 ou fendas 40 para a obtenção de um maior fluxo devapor 22 a uma pressão reduzida (em comparação a uma pressãomais alta de fornecimento de vapor 22 por meio de um únicoorifício, corte 42 ou fenda 40) para evitar a perfuração domaterial de manta 12 e/ou o deslocamento de fibras frouxamenteligadas compreendendo o material de manta 12. Adicionalmente,os orifícios, cortes 42 e/ou fendas 40 podem ser contínuos,descontínuos, co-lineares e/ou coletivamente alongados na DM,na DT e/ou a qualquer ângulo em relação a DT. A área abertatotal das aberturas 38 é, de preferência, selecionada de modoa proporcionar um aumento de 1% a 3% no teor de umidade domaterial de manta 12, e um aumento correspondente de -40C(24°F) a 220C (72°F) na temperatura do material de manta 12.

Novamente com referência ao gráfico 1, essa combinação deaumento de umidade e temperatura no material de manta 12 podeser eficaz para facilitar a transição de deformação elásticapara plástica dos materiais celulósicos compreendendo omaterial de manta 12. Para substratos produzidos pordeposição a úmido (wetlaid) e substratos produzidos pordeposição a ar (airlaid) típicos, um único corte na DT tendoentre 0,38 mm (0,015 polegadas) e 1,52 mm (0,060 polegadas)de largura pode proporcionar um fluxo amplo em uma faixa depressão de cerca de 3.450 Pa (0,5 psi) a cerca de 34.500 Pa(5 psi) de vapor 22.

Descobriu-se, surpreendentemente, que o impactodo vapor 22 sobre o material de manta em movimento 12 a partirdo aerofólio 18 ao longo da fenda estreita 40, posicionadapróximo à borda anterior 34 do aerofólio 18, proporciona otempo de permanência mais longo do vapor 22 junto ao materialde manta 12, conforme este atravessa o comprimento doaerofólio 18. Isso pode, também, maximizar o impacto do vapor22 para dentro do material de manta 12. Em uma modalidade,descobriu-se que uma fenda estreita 40 posicionada junto àborda anterior 34 do aerofólio 18 proporcionaria um impactouniforme do vapor 22 sobre o material de manta 12 emaximizaria a transferência do vapor 22 sobre o dito materialde manta 12 e para dentro do mesmo. Além disso, a disposiçãode uma pluralidade de fileiras compreendendo fendas 40desalinhadas na DT, conforme discutido acima, proporciona umimpacto uniforme do vapor 22 sobre o material de manta 12 e,basicamente, para dentro do mesmo.

Exemplo

Uma estrutura fibrosa útil para a produção de umproduto de papel gofrado pode ser obtida mediante secagem pormeio de passagem forçada de ar. Esse tipo de estrutura dedensidade diferencial seca por passagem de ar é descrito napatente U.S. n° 4.528.239. Essa estrutura pode ser formadamediante o processo descrito a seguir.Uma máquina para fabricação de papel com secagempor passagem de ar, de tipo Fourdrinier piloto, é adequadapara produzir um produto de papel adequado. Uma pasta fluidade fibras para fabricação de papel é bombeada para a caixade entrada, com uma consistência de cerca de 0,15%. A pastafluida consiste, de preferência, em cerca de 65% fibras kraftde madeira macia tipo "Northern" e cerca de 35% fibras kraftde madeira macia tipo "Southern" não-refinadas. A pastaaquosa de fibra contém, de preferência, uma resina deresistência a úmido à base de poliaminacatiônica-epicloridrina a uma concentração de cerca de 12,5quilogramas por tonelada métrica de fibra seca, e carbóximetil celulose a uma concentração de cerca de 3,25 quilogramaspor tonelada métrica de fibra seca.

A remoção de água da pasta aquosa de fibra ocorreatravés da tela de Fourdrinier e é auxiliada por caixas devácuo. A tela é de uma configuração tendo 33,1 filamentospor centímetro na DM e 30,7 filamentos na DT.

A manta molhada embrionária é, de preferência,transferida da tela de Fourdrinier a uma consistência de fibrasde cerca de 22% no ponto de transferência, para um tecido detransporte com secagem por meio de passagem forçada de ar. Avelocidade da tela é de cerca de 195 metros por minuto. Avelocidade do tecido de transporte é de cerca de 183 metrospor minuto. Como a velocidade da tela é cerca de 6% maior quea do tecido de transporte, o encolhimento a úmido da mantamolhada ocorre no ponto de transferência, resultando em umencolhimento de cerca de 6%. 0 lado da lâmina do tecido detransporte consiste em uma rede contínua e conformada de resinade fotopolimero. 0 padrão contém, de preferência, cerca de 330condutos de deflexão a cada 2,5 cm (polegada) . Os condutos dedeflexão são, de preferência, dispostos em uma configuraçãobiaxialmente desalinhada, e a rede de polímero cobre, depreferência, cerca de 25% da área superficial do tecido detransporte. A resina polimérica é suportada por, e fixada a,um elemento de suporte tecido consistindo em 27,6 filamentospor centímetro na DM e 13,8 filamentos por centímetro na DT.

A rede de fotopolimero se eleva cerca de 0,203 milímetros acimado elemento de suporte.

A consistência da manta é de cerca de 65% após aação da secadora por passagem forçada de ar operando a cercade 232°C, antes da transferência para uma secadora Yankee.Uma solução aquosa de adesivo para encrespamento,consistindo em álcool polivinílico, é aplicada à superfíciedo Yankee por meio de aplicadores de aspersão, a uma taxa decerca de 2,25 quilogramas por tonelada métrica de produção.

A secadora Yankee é operada a uma velocidade de cerca de 183metros por minuto. A consistência de fibras é aumentada atéum valor estimado de 99%, antes do encrespamento da manta secapor uma lâmina raspadora. A lâmina raspadora tem um ângulode chanfro de cerca de 25°, e está posicionada em relação àsecadora Yankee de modo a se obter um ângulo de impacto decerca de 81°. A secadora Yankee é operada a cerca de 157°C,e as capotas Yankee são operadas a cerca de 177°C.

A manta seca e encrespada é, então, passada entredois cilindros de calandragem e enrolada em um tambor de açooperando a 165 metros por minuto, de modo que ocorra, depreferência, cerca de 16% de redução no tamanho da manta porencrespamento, 6% por microcontração a úmido, e mais 10% porencrespamento a seco. Opapel resultante tem, de preferência,um peso base de cerca de 23 gramas por metro quadrado. 0 papelé, então, recolhido em um carretei.

O papel recolhido no carretei pode, então, sercombinado em um substrato de duas camadas, e passado próximode ao menos um aerofólio, conforme descrito acima. 0aerofólio aplica vapor ao material de manta antes de qualqueroutro processamento do mesmo, a jusante do dito aerofólio,conforme descrito na presente invenção.

Essa aplicação a jusante pode incluir a passagem domaterial de manta por um estrangulamento formado entre doiscilindros de gofragem que foram gravados com elementos degofragem aninháveis complementares. Os cilindros são montadosno aparelho com seus respectivos eixos longitudinais estandogenericamente paralelos um ao outro. Os elementos de gofragemtêm, de preferência, um formato frusto-cônico, com um diâmetrode face de cerca de 1,52 mm e um diâmetro de piso de cerca de0,48 mm. A altura dos elementos de gofragem em cada cilindropode situar-se na faixa entre cerca de 4,0 mm e cerca de 4,5mm, com um raio de curvatura de cerca de 0,76 mm. 0 engate doscilindros aninhados é ajustado para cerca de 2,4 9 mm, e o papeldescrito acima é, então, de preferência, alimentado atravésda lacuna do engate a uma velocidade de cerca de 270 metrospor minuto. O produto de papel resultante tem, de preferência,uma altura do gofrado superior a 1.000 μιη e uma resistênciaao rompimento a úmido do produto molhado acabado maior quecerca de 60% da resistência a úmido do produto de papelnão-gofrado original.Todos os documentos citados na Descrição Detalhadada Invenção estão, em sua parte relevante, aqui incorporadaspor referência, e a citação de qualquer documento não deveser interpretada como admissão de que este represente técnicaanterior com respeito à presente invenção. Se algumsignificado ou definição de um termo deste documento escritoentrar em conflito com algum significado ou definição dotermo em um documento incorporado por referência, osignificado ou definição atribuída ao termo neste documentoescrito terá precedência.

Embora modalidades particulares da presenteinvenção tenham sido ilustradas e descritas, deve ficarevidente aos versados na técnica que várias outras alteraçõese modificações podem ser feitas sem que se desvie do carátere âmbito da invenção. Portanto, pretende-se cobrir nasreivindicações anexas todas essas alterações e modificaçõesque se enquadram no escopo da presente invenção.

Claims

1. Método para processamento de um material demanta que tem uma direção da máquina, e uma direçãotransversal à máquina que é coplanar e perpendicular à mesma,sendo o dito método caracterizado pelo fato de incluir asetapas de:(a) dirigir o dito material de manta para perto deum aerofólio;(b) aplicar vapor ao dito material de manta, sendoo dito vapor aplicado ao dito material de manta por meio dodito aerofólio e,(c) processar o dito material de manta.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado, ainda, pela etapa de dotar o dito aerofóliode ao menos uma abertura disposta sobre uma superficie domesmo, sendo o dito vapor aplicado ao dito material de mantaa partir dessa ao menos uma abertura.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado, ainda, pelo fato de que a dita ao menos umaabertura ser uma pluralidade de aberturas selecionadas dogrupo consistindo em orifícios, cortes, fendas e combinaçõesdos mesmos.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3,caracterizado, ainda, pelo fato de que a dita pluralidade defendas é coletivamente alongada na dita direção transversalà máquina.

5. Método, de acordo com qualquer dasreivindicações 3 ou 4, caracterizado, ainda, pelo fato de quea dita pluralidade de aberturas consiste em uma pluralidadede fileiras coletivamente alongadas na direção transversalà máquina, cada uma das quais está espaçada na direção damáquina, sendo que cada uma das ditas aberturas tem umaprimeira das ditas fileiras coletivamente alongadas emdireção transversal à máquina em posição deslocada na ditadireção transversal à máquina a partir de cada uma das ditasaberturas, formando uma segunda das ditas fileirascoletivamente alongadas em direção transversal à máquina.

6. Método, de acordo com qualquer dasreivindicações de 2 a 5, caracterizada, ainda, pela etapade colocação de ao menos uma abertura, sob a forma de umapluralidade de aberturas espaçadas no dito aerofólio, nadita direção da máquina.

7 . Método, de acordo com qualquer das reivindicaçõesanteriores, caracterizado, ainda, pelo fato de que a dita etapade processamento do dito material de manta compreende a etapade gofragem do mesmo.

8. Método, de acordo com qualquer dasreivindicações anteriores, caracterizado, ainda, pelo fatode que o dito aerofólio tem uma superfície inferior plana edirige o dito material de manta para uma posição adjacenteà dita superfície inferior.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8,caracterizado, ainda, pela etapa de dirigir um material demanta para uma posição paralela à dita superfície inferior.